STELL DIR VOR
DEIN KÖRPER
IST EIN BUCH
1
Der Text deines Körpers
Die DNA in einem Lebewesen ist wie der Text in einem Buch. Jede Zeile enthält individuelle Informationen, die angeben, wie unser Körper aufgebaut ist. Genauso wie die Sätze in einem Buch eine ganz eigene Geschichte erzählen können.
2
Jedes Kapitel ein Merkmal
Ähnlich wie in einem Buch, in dem jedes Kapitel eine spezifische Entwicklung der Handlung vorantreibt, legen die Abschnitte der DNA die Entstehung unserer physischen Merkmale fest.
Diese "Kapitel" der DNA enthalten Anweisungen, die bestimmen, ob unsere Augen blau oder braun sind, ob wir lockiges oder glattes Haar haben und sogar, welche Gesichtszüge wir erben. So wie ein Autor jedes Kapitel sorgfältig gestaltet, um die Geschichte zu formen, so formen die Abschnitte der DNA jedes Merkmal, das uns als Individuen einzigartig macht.
3
Buchstabe für Buchstabe
So wie die Worte und Sätze in einem Buch eine Geschichte formen, so bilden die Basen Adenin (A), Thymin (T), Cytosin (C) und Guanin (G) die Buchstaben und Wörter der genetischen Sprache. Jede Abfolge dieser Buchstaben, ähnlich den Zeilen eines Buches, trägt individuelle Informationen, die den Bauplan unseres Körpers bestimmen.
So wie die Kombinationen von Buchstaben Wörter und Sätze bilden, kodieren die Abfolgen von Nukleinbasen die genetische Information, die die Funktionsweise und Entwicklung eines Organismus steuert.
4
Der Teufel steckt im Detail
Genauso wie ein winziger Druckfehler in einem Buch die Bedeutung eines Satzes verändern kann, können auch kleine Fehler in der DNA die Funktionsweise beeinflussen. Diese Mutationen können dazu führen, dass bestimmte Proteine nicht richtig produziert werden oder dass die Regulation von Genen gestört ist.
Dadurch können Veränderungen in den physischen Merkmalen auftreten, die sich in einem Organismus manifestieren können. So wie ein Buch durch einen unerwarteten Wendepunkt überraschen kann, können Mutationen in der DNA zu unvorhergesehenen Eigenschaften oder Krankheiten führen, die das Leben eines Organismus beeinflussen.
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Und wenn ich
das Buch umschreiben möchte?
Die Genschere
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Die Funktionsweise von CRISPR-Cas9 ist faszinierend: Es handelt sich um eine molekulare "Schere", die in der Lage ist, präzise DNA-Sequenzen zu erkennen und zu schneiden. Dies geschieht, indem eine Führung RNA (gRNA) verwendet wird, um das Cas9-Enzym zu einer spezifischen Stelle in der DNA zu führen.
Die Genschere CRISPR-Cas9, ist eine bahnbrechende Neuerung in der Welt der Genetik. Ursprünglich entdeckt als ein Teil des Immunsystems von Bakterien zur Abwehr von Viren, wurde CRISPR-Cas9 von Wissenschaftlern weiterentwickelt, um gezielte Veränderungen im genetischen Code von Lebewesen vorzunehmen.
Sobald die Zielstelle erreicht ist, schneidet das Cas9-Enzym die DNA an dieser Stelle, wodurch Reparaturmechanismen der Zelle aktiviert werden. Auf diese Weise können Forscher gezielt Gene ausschalten, modifizieren oder sogar neue Gene einfügen.Diese Technologie hat das Potenzial, revolutionäre Fortschritte in der medizinischen Forschung und Behandlung von Krankheiten zu ermöglichen. Durch gezielte Änderungen im genetischen Code könnten erbliche Krankheiten behandelt oder sogar geheilt werden. Ähnlich wie ein Autor mit einer neuen Schreibtechnik das Potenzial hat, das Ende einer Geschichte zu ändern, kann CRISPR-Cas9 das Potenzial haben, das Schicksal von Krankheiten und genetischen Anomalien zu verändern, indem es direkt in den genetischen Code von Lebewesen eingreift.
Wie sieht die Genschere aus?
Visualisierung von CRISPR/Cas9
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Für mehr Infos Hover über die Texte
Was wären Anwendungsfelder
von CRISPR Cas9?
Malaria Moskito
CRISPR Cas9 kann dabei helfen Malaria zu bekämpfen, indem es die Gene der Malaria-übertragenden Moskitos verändert. Dadurch dass bestimmte Gene ausgeschaltet werden, die für die Übertragung des Malaria-Erregers verantwortlich sind, könnten die Moskitos so modifiziert werden, dass sie die Krankheit nicht mehr auf den Menschen übertragen können. Dies könnte dazu beitragen, die Ausbreitung von Malaria einzudämmen und die Gesundheit vieler Menschen zu verbessern.
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Weizen und Mehltau
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Ein großes Problem in der Landwirtschaft, stellt der Mehltaubefall von Weizen dar. Bisher gab es weltweit keine Weizensorte, die diesem Pilzerreger gewappnet waren. Das große Problem von Mehltau ist seine enorme Anpassungsfähigkeit und die extrem schnelle Ausbreitung. Dies kann bei Ernten zu sehr hohen Ertragsausfällen führen. Traditionell wird Mehltau vor allem mit Fungiziden bekämpft. Um den Einsatz solcher Mittel zu reduzieren, wird in der Pflanzenforschung schon lange nach einer Methode gesucht, die Widerstandsfähigkeit des Weizens zu erhöhen. Durch die Möglichkeiten der Gen-Editierung können in Weizenarten gezielt Mutationen hervorgerufen werden, die die Pflanzen resistent gegen Mehltau machen.
In einer Studie, die 2019 veröffentlicht wurde, haben Forscher das CRISPR-Cas9-System verwendet, um ein Gen namens "Mlo" in Weizenpflanzen zu editieren. Dieses Gen ist bekannt dafür, anfällig für Mehltau-Infektionen zu sein. Durch die gezielte Bearbeitung des "Mlo"-Gens konnten die Forscher Weizenpflanzen erzeugen, die resistent gegenüber Mehltau sind, ohne dass die Pflanzen sonstige unerwünschte Veränderungen aufwiesen.Dieses Beispiel zeigt, wie CRISPR-Cas9 dazu genutzt werden kann, gezielt bestimmte Gene in Nutzpflanzen zu editieren, um sie widerstandsfähiger gegen Krankheiten oder Schädlinge zu machen, ohne dabei auf konventionelle Methoden wie die Einführung von Fremdgenen zurückgreifen zu müssen.
Welche Folgen
kann das haben?
Off-Target-Effekte
Doch trotz seiner enormen Potenziale gibt es auch einige Bedenken und Herausforderungen. Ein zentraler Punkt sind die sogenannten „Off-Target-Effekte“, bei denen CRISPR CAS9 unerwünschte Änderungen an Stellen in der DNA vornehmen kann, die nicht beabsichtigt waren. Diese unvorhergesehenen Folgen könnten sowohl ethische als auch praktische Probleme mit sich bringen.
Ein Beispiel für einen Off-Target-Effekt bei der Anwendung von CRISPR-Cas9 ist der Fall einer Studie, die 2018 veröffentlicht wurde. In dieser Studie wurden Mäuse mittels CRISPR-Cas9 genetisch verändert, um eine bestimmte Muskelkrankheit zu behandeln. Die Forscher stellten fest, dass neben den beabsichtigten Genmutationen auch unerwünschte Off-Target-Mutationen auftraten. Diese Off-Target-Mutationen führten genetischen Veränderungen an verschiedenen Stellen im Genom der Mäuse, was zu unerwarteten Effekten führte, darunter das Aktivieren von Krebs-assoziierten Genen.
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Erbgut Manipulation
Die ethischen und moralischen Aspekte der Genbearbeitung werden besonders deutlich, wenn es um die Veränderung von Embryonen geht, da dies direkt in die Gestaltung eines menschlichen Lebens eingreift, noch bevor es überhaupt begonnen hat. Die Frage nach Gerechtigkeit stellt sich hier in vielerlei Hinsicht: Wer wird Zugang zu diesen Technologien haben und wer nicht? Wird die Möglichkeit, genetische Veränderungen vorzunehmen, zu einer weiteren Kluft zwischen privilegierten und weniger privilegierten Gesellschaftsgruppen führen?
Sicherheitsbedenken sind ebenfalls von größter Bedeutung. Welche Risiken birgt die Manipulation des Erbguts für die Gesundheit und das Wohlergehen des Embryos und des zukünftigen Menschen? Sind wir in der Lage, die langfristigen Auswirkungen dieser Eingriffe auf das individuelle Leben und die Gesellschaft als Ganzes abzuschätzen?
Der chinesische Forscher He Jiankui , gab im November 2018 bekannt, dass er die CRISPR-Cas9-Technologie verwendet hatte, um die Gene von menschlichen Embryonen zu bearbeiten und Zwillinge so zu verändern, dass sie gegen HIV immun sein sollten. Seine Handlungen wurden international stark kritisiert, da sie ethische und Sicherheitsbedenken aufwarfen und eine Debatte über die Regulierung der Genom-Bearbeitung auslösten.
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