sign in sign up
<<
Home , George Emil Palade

Gentechnik/Biotechnik

Rekombinante Wirkstoffe

Vorlesung im WS 2010/2011

Prof. Theo Dingermann Institut für Pharmazeutische Biologie Goethe-Universität Frankfurt/Main [email protected]

Dienstag, 2. November 2010 , der „Entdecker“ der Gene

Dienstag, 2. November 2010 Thomas Hunt Morgan, 1866 – 1945

1910 gelang es dem amerikanischen Biologen Thomas Hunt Morgen durch Vererbungsversuche mit der Taufliege Drosophila melanogaster zu zeigen, dass Gene, ähnlich wie eine Perlenkette, auf den Chromosomen aufgereiht sind.

+ b vg +/+ +/b +/vg b/vg

Dienstag, 2. November 2010 Thomas Hunt Morgan, 1866 – 1945

1. Mendel‘sche Regel (Uniformitätsgesetz) Nachkommen homozygoter Eltern haben denselben Phänotyp

2. Mendel‘sche Regel (Spaltungsgesetz) Segregation dominanter und rezessiver Merkmale in F2 im Verhältnis 3:1

3. Mendel‘sche Regel Unabhängige Segregation zweier dominanter und rezessiver Merkmale in F2 im Verhältnis 9:3:3:1

Dienstag, 2. November 2010 Die 3. Mendel‘sche Regel

Erbsen Rund und grün Runzelig und gelb R/R G/G r/r g/g

Phenotyp

R/r G/g Genotyp

Doppel heterozygote Organismen

Dienstag, 2. November 2010 Die 3. Mendel‘sche Regel

Test Kreuzung R/r G/g r/r g/g

R/G r/g R/g r/G r/g rR/gG rr/gg RR/gg rr/gG 1 1 1 1

3. Mendel‘sche Regel Unabhängige Segregation zweier dominanter und rezessiver Merkmale Dienstag, 2. November 2010 Die 3. Mendel‘sche Regel

R/r G/g

selfen 9 R/G r/g R/g r/G 3 R/G RR/GG Rr/gG RR/Gg Rr/GG r/g rR/gG rr/gg rR/gg rr/gG 3 R/g RR/gG Rr/gg RR/gg Rr/gG r/G rR/GG rr/Gg rR/Gg rr/GG 1

Dienstag, 2. November 2010 Die 3. Mendel‘sche Regel

Test Kreuzung R/r G/g r/r g/g

R/G r/g R/g r/G r/g rR/gG rr/gg RR/gg rr/gG 1 1 1 1

elterliche nicht elterliche Phenotypen Phenotypen

Dienstag, 2. November 2010 Die 3. Mendel‘sche Regel R/r G/g

A B R r R r G g

G g

R/G r/g R/g r/G A 1/4 1/4 1/4 1/4 B 1/2 1/2 0 0

Elterliche Nicht elterliche Phenotypen Phenotypen

Dienstag, 2. November 2010 Thomas Hunt Morgan, 1866 – 1945

1910 gelang es dem amerikanischen Biologen Thomas Hunt Morgen durch Vererbungsversuche mit der Taufliege Drosophila melanogaster zu zeigen, dass Gene, ähnlich wie eine Perlenkette, auf den Chromosomen aufgereiht sind.

+ b vg +/+ +/b +/vg b/vg

Dienstag, 2. November 2010 Thomas Hunt Morgan, 1866 – 1945

+ b vg +/+ +/+ +/+ b/b vg/vg +/+ vg/vg b/b

+/+ +/+ b/b vg/vg

+/b +/vg F1

Dienstag, 2. November 2010 Thomas Hunt Morgan, 1866 – 1945

+ b vg +/+ +/+ +/+ b/b vg/vg +/+ vg/vg b/b

+/+ +/+ b/b vg/vg

+/b +/vg F1

Dienstag, 2. November 2010 +/b +/vg

A B + b + b + vg

+ vg

+/+ b/vg +/b vg/+ A 1/4 1/4 1/4 1/4 B 1/2 1/2 0 0

Elterliche Nicht elterliche Phenotypen Phenotypen

Dienstag, 2. November 2010 206 + 185 = 17 % 965 + 944 + 206 +185

Prozentsatz nicht elterliche Phenotypen Test +/b +/vg b/b vg/vg Kreuzung

+/+ b/vg +/vg +/b b/vg b+/vg+ bb/vgvg ++/vgvg bb/vg+ 1 1 1 1 1 1 0 0 965 944 206 185

elterliche nicht elterliche Phenotypen Phenotypen Dienstag, 2. November 2010 Frederic Griffith, und sein „transformierendes Prinzip“

Dienstag, 2. November 2010 Frederick Griffith, 1877 – 1941

Als Angestellter im britischen Gesundheitsministerium, forschte er unter sehr primitiven Bedingungen höchst kreativ.

Was verursacht eine Lungenentzündung?

Streptococcus pneumoniae

mit rauer mit glatter Oberfläche Oberfläche wachsende wachsende S. pneumoniae S. pneumoniae

Dienstag, 2. November 2010 Frederick Griffith, 1877 – 1941

Das „transformierende Prinzip“ (1928)

Dienstag, 2. November 2010 Frederick Griffith, 1877 – 1941

Das „transformierende Prinzip“ (1928)

Dienstag, 2. November 2010 Frederick Griffith, 1877 – 1941

Das „transformierende Prinzip“ (1928)

Dienstag, 2. November 2010 Frederick Griffith, 1877 – 1941

Das „transformierende Prinzip“ (1928)

Dienstag, 2. November 2010 Oswald T. Avery, 1877 – 1955

Die Wiederentdeckung der Griffith-Entdeckung (1944)

Dienstag, 2. November 2010 , der unlucky looser

Dienstag, 2. November 2010 Erwin Chargaff, 1905 – 2002

Chargaff entdeckte die Basen Adenin und Guanin sowie Thymin und Cytosin in der DNA und stellte die so genannten Chargaff’schen Regeln auf.

%A = %T

%C = %G

Dienstag, 2. November 2010 Erwin Chargaff, 1905 – 2002

5'-ATGCCAGG-3' 3'-TACGGTCC-5'

Anzahl Basen: A: 3 G+C 10 T: 3 [%] = 62,5% C: 5 A+T+G+C 16 G: 5

"GC-Gehalt" ist organismusspezifisch

Dienstag, 2. November 2010 Erwin Chargaff, 1905 – 2002

Gattung GC-Gehalt Streptomyces coelicolor 72 % Mycococcus xanthus 68 % Halobacterium sp. 67 % Homo sapiens 40 % Saccharomyces cerevisiae 38 % Arabidopsis thaliana 36 % Methanosphaera stadtmanae 27 % Plasmodium falciparum 20 %

Dienstag, 2. November 2010 Erwin Chargaff, 1905 – 2002

Chargaff hatte alles, um das Geheimnis der DNA zu lüften:

Aber: Der entscheidende Geistesblitz kam ihm nicht!

Chargaff über Watson & Crick:

“That such pygmies should cast such giant shadows only shows how late in the day it is”

Dienstag, 2. November 2010 Der geniale Coup

Dienstag, 2. November 2010 , 1916 – 2004 , 1928

Was Chargaff und Pauling nicht schafften, hatte Watson und Crick am 28. Februar 1953 geschafft.

"It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the genetic material."

Dienstag, 2. November 2010 , der Entdecker der Ribosomen

Dienstag, 2. November 2010 George Emil Palade , 1912 – 2008

Schwerpunkt der Arbeiten von Palade waren elektronenmikroskopische Untersuchungen von Zellstrukturen wie Mitochondrien, Chloroplasten und dem Golgi-Apparat. 1953 lieferte er die erste Beschreibung der Ribosomen. 1974 erhielt er gemeinsam mit und den Medizinnobelpreis „für ihre Entdeckungen zur strukturellen und funktionellen Organisation der Zelle“.

Dienstag, 2. November 2010 , der erste, der DNA synthetisierte

Dienstag, 2. November 2010 Arthur Kornberg, 1918 – 2007

Zusammen mit erhielt er 1959 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin „für die Entdeckung des Mechanismus in der biologischen Synthese der Ribonukleinsäure und der Desoxyribonukleinsäure“

Kornberg isolierte 1956 erstmals das Enzym DNA-Polymerase I aus dem Bakterium Escherichia coli. Dieses Enzym wurde auch “Kornberg- Polymerase” genannt. 1967 synthetisierte Kornberg als erster ein infektiöses Virus in vitro – das ca. 5.000 Bp lange ϕX174 Virus.

Dienstag, 2. November 2010 Der intelligente experimentelle Beweis des Replikationsmechanismus

Dienstag, 2. November 2010 Matthew Meselson, 1930 Franklin W. Stahl, 1929

1958

a b c

Dienstag, 2. November 2010 Matthew Meselson, 1930 Franklin W. Stahl, 1929

1958

Dienstag, 2. November 2010 und François Jacob zeigten erstmals die Existenz der mRNA

Dienstag, 2. November 2010 François Jacob, 1920 Jacques Monod,1910 – 1976

Die beiden Franzosen Jacques Monod und François Jacob reichten 1960 beim Journal of Molecular Biology eine Arbeit ein, in der sie bewiesen, dass eine Boten- RNA (mRNA) existiert, die ein Zwischenglied der in der DNA gespeicherten genetischen Information einerseits und der in Form der Proteine realisierten Information andererseits besteht.

Dienstag, 2. November 2010 François Jacob, 1920 Jacques Monod,1910 – 1976

Sie entwickelten ein Modell (Operon-Modell) für das Zusammenwirken von Regulatorgenen, Operatoren, Promotoren, Strukturgenen und allosterischen Proteinen, den Repressoren, bei der Synthese von messenger-RNA.

Dienstag, 2. November 2010 François Jacob, 1920 Jacques Monod,1910 – 1976

Dienstag, 2. November 2010 François Jacob, 1920 Jacques Monod,1910 – 1976

Dienstag, 2. November 2010 François Jacob, 1920 Jacques Monod,1910 – 1976

Dienstag, 2. November 2010 François Jacob, 1920 Jacques Monod,1910 – 1976

Dienstag, 2. November 2010 Marshall Warren Nirenberg: Der erste Buchstabe des genetischen Codes

Dienstag, 2. November 2010 Marshall Warren Nirenberg, 1927 – 2010 J. Heinrich Matthaei, 1929

Heinrich Matthaei und Marshall Warren Nierenberg planten gemeinsam das wohl bedeutendste Experiment der Genetik. Das sogenannte “Poly-U-Experiment” war der Schlüssel zur Entzifferung des genetischen Codes. Es wurde von Heinrich Matthaei allein im Mai 1961 im gemeinsamen Labor durchgeführt. Nirenberg erhielt 1968 zusammen mit und Robert W. Holley den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.

Dienstag, 2. November 2010