Rekombinante Wirkstoffe

Transkript

1 Gentechnik/Biotechnik Rekombinante Wirkstoffe Vorlesung im WS 2010/2011 Prof. Theo Dingermann Institut für Pharmazeutische Biologie Goethe-Universität Frankfurt/Main

2 Thomas Hunt Morgan, der Entdecker der Gene

3 Thomas Hunt Morgan, 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

4 Thomas Hunt Morgan, 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

5 Die 3. Mendel sche Regel Erbsen Rund und grün R/R G/G Runzelig und gelb r/r g/g Phenotyp R/r G/g Genotyp Doppel heterozygote Organismen

6 Die 3. Mendel sche Regel Test Kreuzung R/r G/g r/r g/g r/g R/G rr/gg r/g rr/gg R/g r/g RR/gg rr/gg Mendel sche Regel Unabhängige Segregation zweier dominanter und rezessiver Merkmale

7 Die 3. Mendel sche Regel R/r G/g selfen 9 R/G r/g R/g r/g R/G RR/GG rr/gg RR/gG rr/gg r/g Rr/gG rr/gg Rr/gg rr/gg R/g RR/Gg rr/gg RR/gg rr/gg r/g Rr/GG 3 rr/gg Rr/gG 3 rr/gg 1

8 Die 3. Mendel sche Regel Test Kreuzung R/r G/g r/r g/g r/g R/G rr/gg r/g rr/gg R/g r/g RR/gg rr/gg elterliche Phenotypen nicht elterliche Phenotypen

9 R/r G/g Die 3. Mendel sche Regel A R r B R G r g G g A B R/G r/g R/g r/g 1/4 1/4 1/4 1/4 1/2 1/2 0 0 Elterliche Phenotypen Nicht elterliche Phenotypen

10 Thomas Hunt Morgan, 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

11 Thomas Hunt Morgan, b vg +/+ +/+ +/+ b/b vg/vg +/+ vg/vg b/b +/+ +/+ b/b vg/vg +/b +/vg F 1

12 Thomas Hunt Morgan, b vg +/+ +/+ +/+ b/b vg/vg +/+ vg/vg b/b +/+ +/+ b/b vg/vg +/b +/vg F 1

13 +/b +/vg A + b B + b + vg + vg A B +/+ b/vg +/b vg/+ 1/4 1/4 1/4 1/4 1/2 1/2 0 0 Elterliche Phenotypen Nicht elterliche Phenotypen

14 % Prozentsatz nicht elterliche Phenotypen Test Kreuzung +/b +/vg b/b vg/vg b/vg +/+ b/vg +/vg +/b b+/vg+ bb/vgvg ++/vgvg bb/vg elterliche Phenotypen nicht elterliche Phenotypen

15 Frederic Griffith, und sein transformierendes Prinzip

16 Frederick Griffith, Als Angestellter im britischen Gesundheitsministerium, forschte er unter sehr primitiven Bedingungen höchst kreativ. Was verursacht eine Lungenentzündung? Streptococcus pneumoniae mit rauer Oberfläche wachsende S. pneumoniae mit glatter Oberfläche wachsende S. pneumoniae

17 Frederick Griffith, Das transformierende Prinzip (1928)

18 Frederick Griffith, Das transformierende Prinzip (1928)

19 Frederick Griffith, Das transformierende Prinzip (1928)

20 Frederick Griffith, Das transformierende Prinzip (1928)

21 Oswald T. Avery, Die Wiederentdeckung der Griffith-Entdeckung (1944)

22 Erwin Chargaff, der unlucky looser

23 Erwin Chargaff, 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

24 Erwin Chargaff, '-ATGCCAGG-3' 3'-TACGGTCC-5' Anzahl Basen: A: 3 T: 3 C: 5 G: 5 G+C A+T+G+C [%] = 62,5% "GC-Gehalt" ist organismusspezifisch

25 Erwin Chargaff, 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 %

26 Erwin Chargaff, 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

27 Der geniale Coup

28 Francis Crick, James Watson, 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."

29 George Emil Palade, der Entdecker der Ribosomen

30 George Emil Palade, Schwerpunkt der Arbeiten von Palade waren elektronenmikroskopische Untersuchungen von Zellstrukturen wie Mitochondrien, Chloroplasten und dem Golgi-Apparat lieferte er die erste Beschreibung der Ribosomen erhielt er gemeinsam mit Albert Claude und Christian de Duve den Medizinnobelpreis für ihre Entdeckungen zur strukturellen und funktionellen Organisation der Zelle.

31 Arthur Kornberg, der erste, der DNA synthetisierte

32 Arthur Kornberg, Zusammen mit Severo Ochoa 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 synthetisierte Kornberg als erster ein infektiöses Virus in vitro das ca Bp lange ϕx174 Virus.

33 Der intelligente experimentelle Beweis des Replikationsmechanismus

34 Matthew Meselson, 1930 Franklin W. Stahl, a b c

35 Matthew Meselson, 1930 Franklin W. Stahl,

36 Jacques Monod und François Jacob zeigten erstmals die Existenz der mrna

37 François Jacob, 1920 Jacques Monod, 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.

38 François Jacob, 1920 Jacques Monod, 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.

39 François Jacob, 1920 Jacques Monod,

40 François Jacob, 1920 Jacques Monod,

41 François Jacob, 1920 Jacques Monod,

42 François Jacob, 1920 Jacques Monod,

43 Marshall Warren Nirenberg: Der erste Buchstabe des genetischen Codes

44 Marshall Warren Nirenberg, 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 Har Gobind Khorana und Robert W. Holley den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.