Die Gentransfer-Technik ist weit verbreitet in der genetischen Forschung. Es ist eines der unverzichtbaren Werkzeuge beim Klonen, bei der Erforschung der Genfunktion und -regulation sowie bei der Herstellung rekombinanter Proteine. Dieser Prozess ist in sechs Methoden unterteilt: Transformation, Konjugation, Elektroporation, Gentransfer durch Liposomen, Transduktion und direkter DNA-Transfer. Im folgenden Artikel erfahren wir, wie dieser Prozess abläuft.
Gentransfer
Transformation
Diese Methode basiert hauptsächlich auf der Gentechnik mit Bakterien. Dabei wird freie DNA aus der Umgebung verwendet und in die Empfängerzelle eingebaut. Damit dieser Prozess stattfindet, muss das Empfängerbakterium in einem Kompetenzzustand sein, der als zeitlich begrenzte Reaktion auf Umweltbedingungen wie Hunger auftreten kann. Dieser Zustand kann auch unter Laborbedingungen auftreten.
Konjugation
Konjugation ist der Prozess, bei dem der Transfer von genetischem Material von einem Bakterium zu einem anderen durch direkten Kontakt erfolgt. Während dieses Prozesses werden spezielle dünne cytoplasmatische Brücken gebildet, die pilus genannt werden. Es ist ein mehrstufiger Prozess, bei dem mit Hilfe der zuvor genannten Brücken ein Fragment des Plasmids mit dem bakteriellen Erbgut in die Empfängerzelle gelangt.
Elektroporation
Diese Methode verwendet Hochspannungs-Elektroschock, um DNS in Zellen einzuführen. Diese Technik kann auf die meisten Zellen angewendet werden, nicht nur auf bakterielle Zellen wie in den zuvor genannten Methoden. Es bietet eine hohe Frequenz der permanenten Transformation sowie transiente Genexpression. Mit dieser Technik können wir Mäuse erhalten, die in der Knock-out-Technologie verwendet werden, die Sie auch in einem unserer Artikel lesen können.
Gentransfer mit Hilfe von Liposomen
Diese Technik verwendet kationische Liposomen als Vektoren. Während dieses Prozesses werden DNA-Fragmente innerhalb der Liposomen eingekapselt. Die neu gebildeten Vektoren heften sich dann an die Zellmembranen und ein Schritt, der Fusion genannt wird, findet statt. Das Ergebnis ist der Transfer des genetischen Materials in die Zelle und damit auch der Transport zum Zellkern. Dies ist eine sehr effiziente Gentransfer-Technik, die mit Bakterien-, Tier- und Pflanzenzellen verwendet wird.
Transduktion
Dies ist ein Prozess, bei dem der Gentransfer mit einem Virus stattfindet. Diese Viren, Bakteriophagen genannt, haben die Fähigkeit, Bakterienzellen zu infizieren und sie dabei als Wirt zu verwenden, um mehr Bakteriophagen zu vermehren. Einmal in ausreichender Anzahl vermehrt, entfernen die Viren einen Teil des genetischen Materials des Bakteriums und verursachen Veränderungen im genetischen Material. Wenn diese Viren dann wieder in eine andere Bakterienzelle eindringen, wird das gelöschte DNA-Fragment übertragen.
direkte DNA-Transferverfahren
Dieser Prozess erfolgt hauptsächlich durch Mikroinjektionen und direkte Bombardierung von DNA-Molekülen im Zellkern. Für diesen Prozess wird kein Vektor benötigt.
