06. Modellorganismen_word

6. Modellorganisma in der Biologie
Modellorganismen in der biologischen
Forschung
Taufliege
DIA 2
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Die Taufliege (Drosophila melanogaster)
Die Taufliege wurde durch Thomas Hunt Morgan (Nobelpreisträger, USA) in der genetischen Forschung als
Modellorganismus eingeführt; er hat die Kopplung der Gene entdeckt und die Grundlagen der genetischen
Kartierung gegründet. Später ist die Taufliege der Modellorganismus der Entwicklungsbiologie geworden, Ed
Lewis, Erich Wieschaus und Christiane Nüsslein-Volhard wurden mit Nobelpreis ausgezeichnet für die
Entdeckung der Gene der frühen Embryonalentwicklung. Die Molekulargenetik verwendet die Taufliege auch,
aber ihre Rolle hat mehr oder weniger die Maus übergenommen, als „Verwandte” des Menschen.
Escherichia coli
DIA 3
Modellorganismus der Molekulargenetik und Mikrobiologie. Die Untersuchung der bakteriellen Konjugation
(Gentransfer in Bakterien) hat die Konstruktion der genetischen Karte ermöglicht (Joshua Lederberg,
Nobelpreis). Die Genfunktion wurde durch Beadle und Tatum entschlüsselt als ein Gen – ein Enzym Theorie;
dementsprechend, ein Gen für ein Enzymprotein kodiert.
Bakteriophagen – Lambda-Phage, T2- und T4-phage
DIA 4
Der Lambda-Phage wurde durch Esther Lederberg (die Frau von J. Lederberg) entdeckt. Der Phage ist der erste
Modellorganismus der Molekularbiologie geworden. Der Lambda-Phage kann die Wirtzelle (E. coli) durch Lyse
zerlegen (lytischer Zyklus) oder kann ins Genom integrieren (lysogener Zyklus). Versuche mit T2 Phage hat es
bewiesen, dass DNA das Erbmaterial ist (Hershey, Chase; siehe in der Vorlesung: DNA). Max Delbrück und
Salvatore Luria (auch Nobelpresträgern) haben den Replikationszyklus des Phagen untersucht. Seymour
Benzer hat die genetische Struktur des T4-Phagen bestimmt mithilfe genetischer Rekombination.
(Bakteriophage sind Bakteriumfresser Viren)
Bierhefe (Saccharomyces cerevisiae)
DIA 5
Ab siebziger Jahre wurde die Hefe als Modellorganismus der Molekulargenetik eingeführt. Die ersten
Zellzyklusgene wurden entweder in Bierhefe oder in Spalthefe (Schizosaccharomyes pombe) gefunden.
Genetisch ausgeknockte Stämme ermöglichten die Untersuchung der Zellzyklusgene, und Bestimmung seiner
Funktion. Diese Technik ist die s.g. „Rückwärtsgenetik; danach wird der veränderte Phenotyp bestimmt;
dementsprechend, der neue Phenotyp mit der Genfunktion gleich ist. Die „Vorwärtsgenetik” verwendet früher
induzierte Mutationen, und untersucht den genetischen Grund des veränderten Phenotyps.
Caenorhabditis elegans (Bodenwurm)
DIA 6
Das C. elegans Modellorganismus der mehrzelligen Organismen ist. Hauptanwendungen sind die
Entwicklungsgenetik und Neurologie, aber die Entdeckung der RNA-Interferenz wurde erst mithilfe des
Wurmes beschrieben. Den Wurm hat Sidney Brenner (Nobelpreisträger)1963 eingeführt. Vorteilhafte
Eigenschaften des C. elegans sind das kleine Genom, kleines Körper (1 mm), einfache Züchtung, insgesamt 959
Zellen.
EXTRA ANFORDERUNG
1. Vorlesung
Boldogkői Zsolt ©
6. Modellorganisma in der Biologie
Die Maus
DIA 7
Ab achtziger Jahren ist die Maus der Modellorganismus der Molekulargenetik geworden. Der Hauptgrund war
dass die Gen knockout-Technik (siehe später) ermöglichte die Untersuchung der Genfunktion eines Saugtieres.
Die ausgeknockten Mäuse werden überall in Molekulargenetik verwendet, wie z.B. als Krankheitsmodell oder
Verhaltensmodell.
Andere Modelltiere in der Medizinforschung
DIA 8
Aplysia (Schnecke): Memorie-Forschung (Eric Kandel: 2000, Nobelpreis)
Zebrafisch: Verhalten, Individualentwicklung
Ratte: Verhalten, Drogenforschung, Physiologie
Katze: Sehensforschung
Hund: Cardiomuskulaturforschung, physiologische Forschungen
Schwein: Cardiomuskulaturforschung, physiologische Forschungen
Affen: Biologie des Menschen, experimentelle Operationsforschung
Ackerschmale (Arabidopsis): Modellorganismus der pflanzlichen Molekularbiologie und Drogenforschung
EXTRA ANFORDERUNG
1. Vorlesung
Boldogkői Zsolt ©
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