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Grundlagen |
Durch molekularbiologische Methoden kann Zellmaterial auf molekularer
Ebene untersucht werden. Die bei der Untersuchung interessanten
Moleküle sind DNA und RNA, die als Nukleinsäuren oder "Erbgut" die
genetische Information von Organismen tragen. Durch eine der
wichtigsten Methoden – der Polymerasenkettenreraktion (PCR) – ist es
möglich, die Nukleinsäuren verschiedener Lebewesen zu unterscheiden und
sichtbar zu machen.
Beispiel: Die DNA des bakteriellen Erregers der
Tuberkulose in Zellmaterial eines an Tuberkulose erkrankten Menschen.
Durch andere Methoden können z.B. einzelne Mutationen erkannt werden,
die für Erbkrankheiten verantwortlich sind.
Die Molekularbiologie gibt Forschern Methoden als Werkzeuge in die
Hand, mit denen aufgeklärt werden kann, warum eine Zelle genau das tut
was sie tut. Warum wird diese Zelle zu einer Tumorzelle, weshalb sind
bestimmte Bakterien so gefährlich für den Menschen und wieso sind
manche Bakterien für den Menschen sehr nützlich?
All diese
Fragestellungen können mit diesen Methoden untersucht werden.
Ein weiteres wichtiges Feld ist der Einsatz molekularbiologischer
Methoden für die rasche Diagnostik von Infektionskrankheiten oder die
Bestimmung von Resistenzen verschiedener Erreger gegen bestimmte
Antibiotika wie Penicillin.
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Bei der PCR kommt ein Enzym – die Polymerase – zum Einsatz, das
auch in
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| Schaden an der DNA |
lebenden Zellen vorkommt und dort DNA-Schäden ausbessert. Im
Reagenzglas macht man sich diese Eigenschaft zunutze. Bestimmte kurze,
künstlich hergestellte, zur untersuchenden DNA hinzugegebene
DNA-Stücke, simulieren einen defekten DNA-Strang.
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| DNA-Polymerase bei "Reperaturarbeiten" |
Folgende Abbildungen
zeigen schematisch, wie das Enzym am DNA-Strang entlangfährt und
die passenden Bausteine einfügt.
Die Entstehung der neuen DNA-Stränge
kann durch unterschiedliche Methoden dokumentiert werden.
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"Aufspüren der DNA durch Fluoreszenz"
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Die modernste Variante verwendet einen Farbstoff, der an Reparaturbausteine gebunden
ist und beginnt genau dann zu leuchten, wenn er durch das Enzym
abgetrennt wird.
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