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Lö­sungs­vor­schlag

In­fo­box

Diese Seite ist Teil einer Ma­te­ria­li­en­samm­lung zum Bil­dungs­plan 2004: Grund­la­gen der Kom­pe­tenz­ori­en­tie­rung. Bitte be­ach­ten Sie, dass der Bil­dungs­plan fort­ge­schrie­ben wurde.


Lösung Her­stel­lung von In­su­lin

Auf­ga­be 1

  • Ab­schnitt I — Her­stel­lung des Pro­in­su­lin­gens
    • Man iso­liert aus die­sem Ge­we­be eine so­ge­nann­te Pro­in­su­lin-m-RNA, die an den Ri­bo­so­men der Insel-Zel­len in das Pro­te­in trans­la­tiert wird. Diese Pro­in­su­lin-m-RNA wird mit Hilfe des En­zyms re­ver­se Tran­skrip­ta­se in eine DNA um­ge­schrie­ben.
    • Der RNA-DNA-Dop­pel­strang wird er­hitzt und da­durch auf­ge­spal­ten. Der RNA-Strang wird durch eine spe­zi­el­le RNAa­se ab­ge­baut.
    • Der DNA-Ein­zel­strang wird mit­tels DNA-Po­ly­me­ra­se zu einem Dop­pel­strang er­gänzt.
    • An den DNA-Dop­pel­strang wird das Trin­u­kleo­tid „ATG“ an­ge­hängt, das für die Ami­no­säu­re Me­thio­nin co­diert.
    • Um in das Plas­mid ein­ge­baut wer­den zu kön­nen, be­nö­ti­gen die Enden der Pro­in­su­lin-DNA noch die zu­ge­hö­ri­gen sti­cky-ends.
  • Ab­schnitt II — Re­kom­bi­na­ti­on und Se­lek­ti­on
    • Schnei­den des Plas­mids mit EcoRI. In­ku­bie­ren des ge­schnit­te­nen Plas­mids mit der copy-DNA. Auf­nah­me von Plas­mi­den in die auf­nah­me­be­rei­ten Bak­te­ri­en.
    • Se­lek­ti­on der­je­ni­gen Bak­te­ri­en, die ein re­kom­bi­nier­tes Plas­mid auf­ge­nom­men haben. Ver­meh­rung die­ser Bak­te­ri­en.
  • Ab­schnitt III — Rei­ni­gen und Pro­zes­sie­ren des Pro­in­su­lins
    • Syn­the­se des Pro­in­su­lins in den Bak­te­ri­en. Auf­schluss und Ge­win­nung des Pro­in­su­lins.
    • Das Pro­te­in be­steht nun ei­ner­seits aus einem Teil des ß-Ga­lak­to­si­da­se-Gens und dem Pro­in­su­lin (A-, B- und C-Kette). Durch die Be­hand­lung mit Brom­cyan wird an der ein­ge­füg­ten Ami­no­säu­re Me­thio­nin das Fu­si­ons­pro­te­in ge­spal­ten.
    • En­zy­matisch wird nun die C-Kette aus dem Pro­in­su­lin-Mo­le­kül her­aus­ge­schnit­ten. Übrig bleibt das fer­ti­ge Hu­man­in­su­lin-Mo­le­kül.

Auf­ga­be 2

  • Das Trin­u­kleo­tid „ATG“ co­diert für die Ami­no­säu­re Me­thio­nin. Die­ses Nu­kleo­tid sitzt spä­ter genau an der Naht­stel­le zwi­schen dem Rest des ß-Ga­la­to­si­da­se-Gens und dem Pro­in­su­lin-Gen. Brom­cyan spal­tet ge­ra­de an die­ser Stel­le das spä­te­re Pro­te­in. So wird das Fu­si­ons­pro­te­in in das Pro­in­su­lin und den Rest der ß-Ga­lak­to­si­da­se ge­spal­ten.

Auf­ga­be 3

  • Da es sich bei den bei­den Po­ly­pep­tid­ket­ten des In­su­lin­mo­le­küls um sehr kurze Ket­ten han­delt, lässt sich die Syn­the­se der zu­ge­hö­ri­gen Nu­kleo­tid­se­quen­zen (incl. der zu­ge­hö­ri­gen sti­cky-ends) künst­lich voll­zie­hen. Dar­auf­hin wer­den diese syn­the­ti­schen Gene in ver­schie­de­ne Plas­mi­de ein­ge­baut. Die in un­ter­schied­li­chen An­sät­zen re­kom­bi­nier­ten Plas­mi­de wer­den auf ge­trenn­ten Wegen in E.​coli-Zel­len ein­ge­schleust. Die re­kom­bi­nier­ten Bak­te­ri­en wer­den je­weils se­lek­tiert, an­schlie­ßend ver­mehrt und die je­wei­li­gen­Trans­ge­ne ex­pri­miert. Nach Iso­lie­rung der bei­den Pro­te­in­vor­stu­fen, der Brom­cyan­spal­tung und Ab­spal­tung des ß-Ga­lak­to­si­da­se­ab­schnitts , wer­den die so ge­won­ne­nen A- und B-Ket­ten des In­su­lins über Di­sul­fid­brü­cken mit­ein­an­der zum fer­ti­gen In­su­lin­mo­le­kül ver­knüpft.


Ar­beits­auf­trag


Lö­sungs­vor­schlag: Her­un­ter­la­den [pdf] [240 KB]

Lö­sungs­vor­schlag: Her­un­ter­la­den [doc] [32 KB]

Lö­sungs­vor­schlag: Her­un­ter­la­den [docx] [22 KB]