3 Fragen zu Reparaturmechanismen

Ja, im Alter werden die Reparaturmechanismen des Körpers in der Regel weniger effizient, was zur Beschleunigung des Alterungsprozesses beiträgt. Verschiedene zelluläre und molekulare Mechanismen, wie die DNA-Reparatur, die Proteinhomöostase und die Funktion der Mitochondrien, nehmen mit zunehmendem Alter ab. Diese Abnahme der Reparatur- und Erhaltungsmechanismen führt zu einer Anhäufung von Schäden und Funktionsstörungen in den Zellen und Geweben, was letztlich die Alterung beschleunigt und das Risiko für altersbedingte Krankheiten erhöht.

CRISPR-Cas9 ist ein molekulares Werkzeug, das gezielt DNA schneidet. Nach diesem Schnitt aktiviert die Zelle eigene Reparaturmechanismen, um den DNA-Doppelstrangbruch zu beheben. Es gibt zwei Haupt-Reparaturmechanismen: **1. Nicht-homologe End-zu-End-Verknüpfung (NHEJ, Non-Homologous End Joining):** - Die Enden des gebrochenen DNA-Strangs werden direkt wieder verbunden. - Dieser Prozess ist fehleranfällig, da dabei kleine Insertionen oder Deletionen (Indels) entstehen können. - NHEJ wird häufig genutzt, wenn keine homologe Vorlage vorhanden ist. - Ergebnis: Oft entstehen Mutationen, die das Zielgen inaktivieren (Knock-out). **2. Homologiegerichtete Reparatur (HDR, Homology Directed Repair):** - Die Zelle nutzt eine homologe DNA-Sequenz als Vorlage, um den Bruch präzise zu reparieren. - Forscher können eine künstliche DNA-Vorlage bereitstellen, um gezielt neue Sequenzen einzufügen oder bestehende zu verändern (Knock-in). - HDR ist genauer als NHEJ, aber weniger effizient und tritt vor allem in bestimmten Zellzyklusphasen auf. **Zusammenfassung:** NHEJ ist schnell, aber ungenau und führt oft zu Gen-Inaktivierung. HDR ist präzise und ermöglicht gezielte Veränderungen, ist aber weniger effizient. Beide Mechanismen sind entscheidend für die Anwendung von CRISPR-Cas9 in der Genom-Editierung.

Von den genannten Themen ist das Zeichnen und Erklären des Ti-Plasmids sowie die Insulinherstellung in der Regel am einfachsten zu lernen. Diese Themen sind meist sehr anschaulich, gut strukturiert und werden in vielen Lehrbüchern und Unterrichtsmaterialien ausführlich behandelt. Das Ti-Plasmid ist ein klassisches Beispiel für Gentransfer in Pflanzen, und die Insulinherstellung ist ein Standardbeispiel für die Anwendung der Gentechnik in der Medizin. Im Vergleich dazu sind DNA-Chips (Mikroarrays), CRISPR/Cas9-Reparaturmechanismen und verschiedene Gentransfermethoden oft komplexer, da sie mehr molekularbiologische Details und technische Abläufe beinhalten. Zusammengefasst: **Ti-Plasmid zeichnen und erklären + Insulinherstellung** sind meist am einfachsten zu lernen, da sie anschaulich und gut dokumentiert sind.