Restriction Mapping

00:01 In den nächsten beiden Vorlesungen werden wir uns mit der Genomforschung befassen.

00:08 Diese beschäftigt sich mit der Bedeutung des Genoms. Wofür kodiert es? Bevor wir uns mit den Funktionen der einzelnen Abschnitte auseinandersetzen können, müssen wir das Genom kartieren und sequenzieren. In der ersten Vorlesung werden wir den Unterschied von genetischen und physischen Karten sowie den Prozess der DNA-Sequenzierung kennenlernen. Am Ende sollen Sie zwei verschiedene Methoden der Genomsequenzierung beschreiben können. Die Clone-by-Clone-Sequenzierung und Schrotschuss-Sequenzierung.

00:39 Beginnen wir mit ersten Überlegungen zu genetischen und physische Karten. Zuvor haben wir bei der Betrachtung von Rekombinationshäufigkeiten und bei Vorhersagen von relativen Genabständen Genkartierungen untersucht.

00:52 Wie weit liegen die Gene auf einem Chromosom auseinander? Wir erhalten dadurch leider keine genaue Genkarte.

00:58 Physikalisches Mapping ermöglicht es uns, die Lokalisation von Genen auf den Chromosomen spezifischer zu bestimmen. Wir wissen genau, bei welchem Buchstaben ein Gen beginnt.

01:12 Das funktioniert ähnlich, wie die Verwendung von Karten zum Aufsuchen neuer Orte.

01:18 Wir haben eine Karte, die ein breites Spektrum darstellt, und erhöhen die Auflösung.

01:25 Bei Google Maps betrachten Sie beispielsweise zunächst den gesamten Staat.

01:30 Sie wollen nach Denver und können sehen, wo sich Denver relativ zu Ihrem Standort befindet.

01:36 Dann fahren Sie nach Denver und benötigen eine detailliertere Ansicht. Wir zoomen also weiter heran und schließlich sieht man die Innenstadt von Denver und Sie suchen ein bestimmtes Restaurant. Nun haben wir eine sehr fein aufgelöste Karte, die Ihnen genau zeigt, wo Sie sich befinden und wo das Restaurant lokalisiert ist.

02:00 Die Betrachtung der Gen- oder DNA-Sequenz kann uns einen ähnlich genauen Überblick darüber verschaffen, wo sich bestimmte Gene im Genom befinden. Wir verwenden dafür verschiedene Methoden, die wir uns bereits angesehen haben. Mithilfe von Restriktionsenzymstellen kann die DNA geschnitten und in Fragmente zerlegt werden, sodass eine physikalische Karten entsteht. Unsere DNA könnte einer Gennbibliothek entstammen, z.B. einer cDNA-Bibliothek. Das DNA-Segment kann mit einer Vielzahl verschiedener Restriktionsenzymen geschnitten werden. Das haben wir schon behandelt. Diese Fragmente lassen wir in verschiedenen Spuren durch ein Gel wandern. Gleichzeitig wandern in einer Spur das Enzym A , in einer anderen das Enzym B und in einer dritten Spur eine Kombination beider Enzyme.

02:51 Die negativ geladene DNA läuft in Richtung des positiven Pols und die Fragmente werden nach ihrer Größe aufgetrennt. Wandern größere Fragmente weiter oder weniger weit? Größere Fragmente können das Gel schwieriger passieren. Daher legen sie eine geringere Strecke zurück.

03:11 Kleinere Fragmente hingegen wandern über weitere Strecken durch das Gel.

03:16 Anschließend können wir die Größen und Längen all dieser Fragmente vergleichen.

03:21 Einige haben wir mit Markierungen in Form von Farbstoffe oder Markern versehen. Spezifische Markierungen werden wir noch betrachten.

03:25 Die Fragmente von unserer Genbiblitothek können wir zusammensetzen und die Sequenz auf dem Chromosom bestimmen. Das war zunächst ein grober Überblick über die Erstellung von Genkarten. Um solche wirklich zu erstellen, müssen wir mit Kennzeichnungen und Markern arbeiten.