Molekularbiologie

Dozentin: Dr. K. Wiege

Die Arbeitsgebiete der Molekularbiologie beschäftigen sich mit der Erforschung der Genregulation und der Funktion von Proteinen. Mit Methoden wie der Klonierung und Transformation können Gene in Zellen eingebracht werden und so gentechnisch veränderte Organismen hergestellt werden. Diese werden als „Zellfabriken“ genutzt, um Moleküle zu produzieren und deren Eigenschaften näher zu charakterisieren. Die Genexpression kann in Zellen auf unterschiedlichen Ebenen nachgewiesen werden: Epigenetik, RNA sowie Proteine. Die Fluoreszenzmarkierung ist eine häufig angewendete Methode, um DNA und Proteine im Mikroskop sichtbar zu machen. Dazu werden DNA-Sonden oder Antikörper verwendet, die mit einem Fluorophor gekoppelt sind und einen bestimmten DNA-Abschnitt oder das Protein spezifisch erkennen und farblich kennzeichnen. Bei Proteinen wird unter anderem das grün fluoreszierende Protein (GFP) als Fusionsprotein oder als sogenanntes Reportergen verwendet. 

Dank dem Fortschritt in der Physik und Chemie können die Methoden stets weiterentwickelt werden. Ein Beispiel dafür ist die sogenannte Stimulated Emmission Depletion, kurz STED-Mikroskopie, die 2014 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet wurde. In einem STED-Mikroskop lassen sich biologische Präparate analysieren, die mit Fluoreszenzfarbstoffen markiert sind. Der Vorteil dieser Methode gegenüber der Elektronenmikroskopie liegt darin, dass keine dünnen Schnitte notwendig sind und auch lebende Zellen untersucht werden können.

Die Bioinformatik verändert die Forschungsprozesse in der Molekularbiologie tiefgreifend. Die Genomsequenzierung und andere molekularbiologische Techniken erzeugen heute immer größere Datenmengen, die mithilfe von speziellen Programmen analysiert und in Datenbanken auch der Allgemeinheit zur Verfügung gestellt werden.

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