Mutagenese
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Die Mutagenese (ein Kompositum, siehe auch Genesis bzw. Genese) ist die Erzeugung von Mutationen im Erbgut von Lebewesen. In der biologischen und medizinischen Forschung sowie in der Züchtung wird die Mutagenese eingesetzt, um erwünschte Eigenschaften zu erreichen.
Die Mutagenität hingegen bezeichnet den Grad der Fähigkeit einer Bedingung (Substanz oder Strahlung) zur Mutagenese.
[Bearbeiten] Konventionelle Mutagenese
Bei der konventionellen Mutagenese wird das Erbgut eines Lebewesens nicht gezielt verändert. Dazu werden die zu züchtenden Organismen mutagenen, d.h. erbgutverändernden Bedingungen, ausgesetzt. Diese reichen von der Bestrahlung mit Strahlung (z.B. UV-Licht) bis zum Einsatz chemischer Stoffe mit definierter Mutagenität. Es lässt sich nicht vorhersagen, wo genau es im Genom zu einer Mutation kommt. Stattdessen wird der erwünschte Organismus über ein Screeningverfahren gesucht, z.B. nur die mutierten Bakterienkolonien, die auf einem bestimmten Medium wachsen, werden angezüchtet. Eine weitere Methode der Zufallsmutagenese ist die Mutagenese mit Hilfe eines Transposons. Dieses Transposon sollte sich auf einem Plasmid befinden, wobei die zugehörige Transposase außerhalb der Kodierungsregion des Transposons liegen sollte. Man verwendet für diese Methode sog. Suizidplasmide, die einen nicht-funktionellen OriV besitzen, um eine Replikation des Plasmids zu verhindern. Nach der Transformation des Organsismus von Interesse erfolgt die Transposition an eine zufällige Genregion auf dem bakteriellen Chromosom. Da hier sog. zusammengesetzte Transposons wie beispielsweise Tn5 verwendet werden, die nach dem cut-and-paste-Mechanismus transponieren, ist das Plasmid anschließend unterbrochen und wird in der Zelle durch Restriktion entfernt. Einmal eingefügt verbleibt das Transposon im Idealfall in der jeweiligen Region des Chromosoms. Eingesetzt wird diese Methode für das Aufspüren von Genen für einen bestimmten Phänotyp. Durch Screening nach Kolonien mit Mutationen in diesem gesuchten Gen, kann die genaue Position auf dem Chromosom ermittelt werden.
[Bearbeiten] Ortsspezifische Mutagenese
Bei der ortsspezifischen oder gezielten Mutagenese (im engl. site-directed mutagenesis) wird mit Hilfe der rekombinanten Gentechnik eine gezielte Veränderung der DNA ermöglicht. Es können damit gezielt einzelne Nukleotide eines Gens ausgetauscht oder auch ganze Gene entfernt werden. Dieses Verfahren ist eine inzwischen weit verbreitete Methode in der Molekularbiologie, welches von der Veränderung eines Gens auf einem Plasmids bis hin zur Knockout-Maus reicht.
Ligation-During-Amplification (LDA) ist eine Methode zur gezielten Mutagenese einzelner Nukleotide auf einem Plasmid.
