Facharbeit Genetisch mutierte Nahrungsmittel

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis. 1 Einführung. 2 Hauptteil 3 1 Was ist Genetik? 3 1.1 Ursprung der Chemie . 3 1.2 DNA (Desoxyribonukleinsäure) 3 1.3 Der genetische Code. 5 1.3.1 Transkription und Übersetzung. 6 2 Mutationen . 7 2.1 Vom Menschen verursachte genetische Mutationen (Manipulationen) 7 2.1.1 Targets. 7 2.1.2 Wie verändert man die DNA? 7 2.2 Mutationen in der Natur 8 2.2.1 Mutagene. 8 2.2.2?. Genmutationen. 8 2.2.3 Auswirkungen. 10 schließen. 12 Literaturverzeichnis. 13 Affidavit. Man hört ab und zu im Fernsehen oder liest in der Zeitung über gentechnisch veränderte Lebensmittel oder das Klonen .
In letzter Zeit stand viel Klonen in den Zeitungen. So wurde ab einigen Jahren das Schaf Dolly geklont und ging durch die ganze Presse. Damals gab es keinen Ort, an dem Dolly nicht war. Die Genetik war wieder in der Presse. So durchlief die Presse vor wenigen Wochen die rechtliche Grauzone der Stammzellforschung. Ich interessiere mich für dieses Thema, weil ich wissen möchte, was zum Beispiel mit unseren Lebensmitteln passiert, wenn sie genetisch verarbeitet sind und ob sie schädlich sind? Deshalb hoffe ich, dass ich in meiner technischen Arbeit zum Thema Genmutationen etwas klarstellen kann. Ich habe mich schon in der Schule für Genetik und Mutationen interessiert. Da das Thema Mutationen ein Teilgebiet der Genetik ist, beginne ich mit der Genetik und gehe dann immer weiter in da

s Thema Mutationen.

Hauptteil 1 Was ist Genetik?
Genetik ist die Wissenschaft von der Vererbung und Übertragung von Eigenschaften in der Biochemie, von Körperbau und Verhalten von Eltern auf ihre Nachkommen. Der Begriff wurde 1906 von dem britischen Biologen William Bateson geprägt (William Bateson war ein englischer Biologe, der als erster den Begriff Genetik zur Beschreibung der Vererbungsstudie verwendete, und der Hauptverbesserer der Ideen von Gregor Mendel nach ihrer Wiederentdeckung im Jahre 1900 durch Hugo de Vries und Carl Correns). Genetiker untersuchen die Erbmechanismen, die dafür verantwortlich sind, dass Nachkommen und sexuelle Fortpflanzung (die sexuelle Fortpflanzung ist eine Form der Fortpflanzung, bei der zwei morphologisch unterschiedliche Arten von spezialisierten Fortpflanzungszellen, die Gameten genannt werden und die die große Eizelle eines Weibchens und das kleinere Sperma eines Männchens umfassen), nicht genau ihren Eltern ähneln, obwohl Unterschiede und Ähnlichkeiten von Generation zu Generation weitergegeben werden. Das Studium dieser Gesetze führte zu einigen der interessantesten Entdeckungen in der modernen Biologie. 1.1 Ursprung der Chemie Die Wissenschaft der Genetik geht auf das Jahr 1900 zurück.
Damals wurde einigen Pflanzenzüchtern das Werk des österreichischen Botanikers Gregor Mendel (Gregor Johann Mendel war Wissenschaftler, Augustinermönch und Abt der Abtei St. Thomas in Brünn, Markgrafschaft Mähren), das 1866 veröffentlicht worden war, ohne jedoch die Bedeutung des Werkes zu erkennen. Mendel beschäftigte sich mit Gartenerbsen und beschrieb die Gesetze der Vererbung anhand von sieben Paaren widersprüchlicher Merkmale, die bei verschiedenen Erbsenarten auftraten. Er beobachtete, dass die Merkmale als separate, unabhängige Einheiten vererbt werden. Er kam zu dem Schluss, dass jedes Elternteil Paare von Eigenschaften hat, wobei nur eine dieser beiden Eigenschaften an die Nachkommen weitergegeben wird.
Diese von Mendel beschriebenen Einheiten erhielten später den Namen Gene. 1.2 DNA(Desoxyribonukleinsäure) Nachdem die Wissenschaft der Genetik gegründet und die Gesetze der Vererbung durch Gene geklärt waren, blieben die wichtigsten Fragen unbeantwortet: Wie werden Chromosomen und ihre Gene vermehrt und von Zelle zu Zelle weitergegeben, und wie steuern sie die Struktur und den Erhalt von Lebewesen? Den ersten wichtigen Hinweis lieferten die Amerikaner George Wells Beadle (George Wells Beadle war ein amerikanischer Wissenschaftler auf dem Gebiet der Genetik und Nobelpreisträger für Physiologie oder Medizin, der mit Edward Tatum 1958 die Rolle der Gene bei der Regulierung biochemischer Vorgänge in Zellen entdeckte) und Edward Lawrie Tatum (Edward Lawrie Tatum war ein amerikanischer Genetiker) in den frühen 1940er Jahren. Sie untersuchten die Pilze (Ein Pilz ist jedes Mitglied der Gruppe der eukaryontischen Organismen, die Mikroorganismen wie Hefen und Schimmelpilze sowie die bekannteren Pilze umfasst) Neurospora und Penicillium (Penicillium ist eine Gattung der Ascomycetenpilze von großer Bedeutung für die natürliche Umwelt sowie die Nahrungsmittel- und Arzneimittelherstellung) und entdeckten, dass Gene die Struktur der Enzyme aus ihren chemischen Bausteinen steuern. Jede dieser molekularen Einheiten (Polypeptide) wird von einem bestimmten Gen produziert. Es ist seit langem bekannt, dass Chromosomen fast ausschließlich aus zwei Arten von chemischen Verbindungen bestehen, nämlich Proteinen und Nukleinsäuren. Die enge Verbindung von Genen und Enzymen (die Proteine sind) war einer der Gründe, warum Proteine zunächst als Grundsubstanz der Vererbung galten. Im Jahre 1944 jedoch, der kanadische Bakteriologe (Mikrobiologie ist die Untersuchung von mikroskopischen Organismen, die einzellig, mehrzellig oder azellulär sind). Oswald Theodore Avery (Oswald Theodore Avery Jr.) konnte beweisen, dass Desoxyribonukleinsäure (DNA) diese Aufgabe tatsächlich erfüllt. Er reinigte die DNA von einem Bakterienstamm (Bakterien bilden eine große Domäne prokaryontischer Mikroorganismen) und führte sie in Bakterien eines anderen Stammes ein.
Dieser zweite Stamm erwarb nicht nur die Eigenschaften des ersten, sondern gab sie auch an seine Nachkommen weiter. Damals war bereits bekannt, dass die DNA aus diesen molekularen Bausteinen, den Nukleotiden, besteht. Jedes Nukleotid besteht aus einer Phosphatgruppe, einem Zucker namens Desoxyribose (Desoxyribose, genauer gesagt 2-Desoxyribose, ist ein Monosaccharid mit der idealisierten Formel H—3-H) und einer von vier Stickstoffbasen (Eine Stickstoffbase oder Stickstoff enthaltende Base ist ein organisches Molekül mit einem Stickstoffatom, das die chemischen Eigenschaften einer Base besitzt). Diese vier Basen werden Adenin(A), Thymin(T), Guanin(G) und Cytosin(C) genannt. Die Genetiker James Dewey Watson (James Dewey Watson ist ein amerikanischer Molekularbiologe, Genetiker und Zoologe, bekannt als einer der Mitentdecker der DNA-Struktur 1953 mit Francis Crick und Rosalind Franklin) aus den USA und Francis Harry Compton Crick (Francis Harry Compton Crick war ein britischer Molekularbiologe, Biophysiker und Neurowissenschaftler, bekannt als Mitentdecker der Struktur des DNA-Moleküls 1953 mit James Watson) aus Großbritannien gelang es, die Struktur der DNA aufzuklären. Als dies bekannt wurde, war sofort klar, wie sich die genetische Information vermehrt. Wie Watson und Crick herausgefunden haben, besteht das DNA-Molekül aus zwei langen Strängen, die wie eine gedrehte Strickleiter in Form der berühmten Doppelhelix umeinander gewickelt sind. Die beiden Stränge, sozusagen die Seile der Leiter, bestehen aus abwechselnd angeordneten Phosphat- und Zuckermolekülen. Die Stickstoffbasen bilden, paarweise angeordnet, die Leitersprossen. Jede Base ist an eines der Zuckermoleküle gebunden und über Wasserstoffbrücken an eine komplementäre Base im gegenüberliegenden Strang gebunden. Adenin bindet immer an Thymin, und Guanin bindet immer an Cytosin. Um eine neue, identische Kopie des Moleküls zu erzeugen, müssen die beiden Stränge nur zwischen den Basen (die nur schwach aneinander haften) abgewickelt und getrennt werden:
Wenn freie Nukleotide in der Zelle vorhanden sind, können nun neue komplementäre Basen mit jedem der beiden Einzelstränge verbunden werden, was zu zwei Doppelhelices führt.
Wenn beispielsweise die Sequenz (Sequenz) der Basen AGATC in einem Strang ist, enthält der neue Strang die komplementäre oder spiegelbildliche Sequenz TCTAG. Da jedes Chromosom ein einziges langes, doppelsträngiges DNA-Molekül enthält, werden durch Kopieren der Doppelhelix zwei identische Chromosomen gebildet. 1.3 Der genetische Code In dem Wissen, dass Proteine die Produkte von Genen sind und dass jedes Gen ein Teil eines DNA-Moleküls ist, war auch klar, dass es einen genetischen Code geben muss, durch den die Sequenz der Basen in den Nukleotiden der DNA die Sequenz der Aminosäuren in den Polypeptiden bestimmt. Mit anderen Worten, es musste einen Prozess geben, bei dem die Nukleotide die Informationen zur Steuerung der Proteinsynthese übermitteln. Dieser Prozess würde erklären, wie Gene die Form und Funktion von Zellen, Geweben und Organismen bestimmen. Da die DNA nur vier Arten von Nukleotiden enthält, während die Proteine aus 20 verschiedenen Aminosäuren bestehen, kann der genetische Code nicht so sein, dass ein Nukleotid eine Aminosäure bestimmt. Kombinationen von zwei Nukleotiden können auch maximal 16 (42=16) Aminosäuren kodieren. Der Code musste aus Einheiten von jeweils mindestens drei Nukleotiden bestehen. Die Sequenz dieser Dreiergruppen, auch Tripletts oder Codons genannt, konnte die Reihenfolge der Aminosäuren im Polypeptid bestimmen. Zehn Jahre nachdem Watson und Crick die DNA-Struktur beschrieben hatten, wurde der genetische Code aufgeklärt und wissenschaftlich belegt. Dieser Erfolg wurde durch intensive Forschung an Nukleinsäuren eines anderen Typs, den Ribonukleinsäuren (RNA), erreicht.
Es stellte sich heraus, dass die DNA indirekt die Zusammensetzung der Polypeptide über Boten-RNA (mRNA) steuert. Ein Abschnitt der DNA windet sich auseinander und die beiden Stränge trennen sich in diesem Abschnitt. Eine davon dient als Matrix für die Bildung von mRNA (an der ein Enzym (Enzyme sind makromolekulare biologische Katalysatoren) genannt RNA-Polymerase (RNA-Polymerase, auch bekannt als DNA-abhängige RNA-Polymerase, ist ein Enzym, das primäre Transkript-RNA produziert) beteiligt ist). Der Prozess ist der Synthese der komplementären DNA sehr ähnlich (In der Genetik wird die komplementäre DNA aus einem einzelsträngigen RNA- oder microRNA-Template in einer durch das Enzym Reverse Transkriptase katalysierten Reaktion synthetisiert) Strang, wenn die Doppelhelix (in der Molekularbiologie bezieht sich der Begriff Doppelhelix auf die Struktur, die aus doppelsträngigen Molekülen von Nukleinsäuren wie der DNA gebildet wird) verdoppelt wird; Allerdings enthält die RNA Uracil(U) als eine ihrer vier Basen (Nucleobasen sind stickstoffhaltige biologische Verbindungen, die Nukleoside bilden, die wiederum Bestandteile von Nukleotiden sind; alle sind Monomere, die die Grundbausteine von Nukleinsäuren sind) anstelle von Thymin, und Uracil (das chemisch sehr ähnlich zu Thymin ist) verbindet sich mit Adenin bei der Bildung der komplementären Basenpaare. Die Sequenz von Adenin-Guanin-Adenin-Thymin-Cytosin (AGATC) im kodierenden Strang (Bei Bezug auf die DNA-Transkription ist der kodierende Strang der DNA-Strang, dessen Basensequenz der Basensequenz des erzeugten RNA-Transkripts entspricht) der DNA führt zur Sequenz von Uracil-Cytosin-Uracil-Adenin-Guanin (UCUAG) in der mRNA. 1.3.1 Transkription (Transkription ist der erste Schritt der Genexpression, bei dem ein bestimmtes DNA-Segment durch das Enzym RNA-Polymerase in RNA kopiert wird) und Translation Die Synthese eines Boten-RNA-Moleküls auf einer bestimmten DNA-Sequenz (Eine Nukleinsäuresequenz ist eine Folge von Buchstaben, welche die Reihenfolge der Nukleotide innerhalb eines DNA- oder RNA-Moleküls angeben) wird Transkription genannt. Bevor es fertig ist, wird der Anfang der mRNA von derDNA abgelöst. Dieses lange und dünne Ende des mRNA-Moleküls wird in ein Ribosom, einen Körper im Zytoplasma (in der Zellbiologie ist das Zytoplasma das Material innerhalb einer lebenden Zelle, ohne den Zellkern), das sich nur auf der mRNA befindet, eingebracht. Wenn sich dieses Ribosom entlang der mRNA bewegt, kann ein neues Ribosom auf der mRNA sitzen (und dann weitermachen wie bisher). Ribosomen bestehen aus Proteinen und RNA (Ribonukleinsäure ist ein polymeres Molekül, das in verschiedenen biologischen Rollen bei der Kodierung, Dekodierung, Regulation und Expression von Genen essentiell ist). Eine Gruppe von Ribosomen, die durch mRNA verbunden sind, heißt Polyribosom oder Polysom (Ein Polyribosom ist ein Komplex aus einem mRNA-Molekül und zwei oder mehr Ribosomen, die während der aktiven Translation Polypeptidketten bilden). Während ein Ribosom entlang der mRNA läuft, liest es den Code, d.h. die Sequenz der Basen in den Nukleotiden der mRNA. Diese Lesung, genannt Translation, beinhaltet eine dritte Art von RNA-Molekül, die Transfer-RNA (tRNA), die an einem anderen Teil der DNA gebildet wird. Auf einer Seite jedes tRNA-Moleküls befindet sich eine Stelle, an der sich eine Aminosäure anlagern kann. Auf der anderen Seite steht ein Nukleotidtripel, das zu einem anderen Nukleotidtripel (dem Codon) in der mRNA komplementär ist. Daher kann das Triplett der tRNA (auch Anticodon genannt) das Codon in der mRNA erkennen und sich daran anlagern. Zum Beispiel das Uracil-Cytosin-Uracil (Uracil ist eine der vier Nukleobasen in der Nukleinsäure der RNA, die durch die Buchstaben A, G, C und U dargestellt werden. Die anderen sind Adenin, Cytosin und Guanin ) (UCU)-Sequenz in mRNA zieht das Anticodon-Adenin-Guanin-Adenin (AGA) in tRNA an. Jedes der tRNA-Moleküle, die an die mRNA auf dem Ribosom binden, trägt eine Aminosäure. Die Sequenz der Codons (Der genetische Code ist das Regelwerk, nach dem die im Erbgut kodierte Information von lebenden Zellen in Proteine übersetzt wird) in der mRNA bestimmt die Sequenz, in der die Aminosäuren von der tRNA transportiert werden (Eine Transfer-RNA ist ein Adaptermolekül aus RNA, typischerweise 76 bis 90 Nukleotide lang, das als physikalische Verbindung zwischen der mRNA und der Aminosäuresequenz von Proteinen dient) zum Ribosom. Am Ribosom werden die Aminosäuren dann chemisch zu einer Kette verknüpft, so dass ein Polypeptid (Peptide (aus Gr) gebildet wird. Wenn die neue Molekülkette fertig ist, löst sie sich vom Ribosom (Das Ribosom ist eine komplexe molekulare Maschine, die in allen lebenden Zellen vorkommt und als Ort der biologischen Proteinsynthese dient) und faltet sich in eine charakteristische, durch die Aminosäuresequenz definierte Form. 2 Mutationen 2.1 Genetische Mutationen (Manipulationen) durch den Menschen Genetische Veränderungen gibt es nicht nur in der Natur. Die Menschen nutzen ihr Wissen über das Erbgut und die DNA in der Wirtschaft, indem sie zum Beispiel Weizen oder Rüben gentechnisch verändern. Die Menschen versuchen, mehr Nutzen aus den Pflanzen und Tieren zu ziehen, indem sie sie zum Beispiel größer machen. 2.1.1 Ziele Der Gentransfer, d.h. der Transfer von Genen von einer Art zur anderen, verändert Organismen so, dass sie die gewünschten Eigenschaften haben. So wurden beispielsweise Tomaten hergestellt, deren Oberfläche so fest ist, dass sie beim Transport nur leicht beschädigt werden können. Andere Ziele sind die Produktion von Pflanzen, die gegen Schädlinge, Krankheitserreger oder Herbizide reisen, sehr wenig Dünger verwenden (Ein Dünger oder Dünger ist jedes Material natürlichen oder synthetischen Ursprungs, das auf Böden oder Pflanzengewebe aufgebracht wird, um einen oder mehrere Pflanzennährstoffe zu liefern, die für das Wachstum von Pflanzen wesentlich sind) oder mehr Ertrag bringen. Ende 1996 kamen erstmals gentechnisch veränderte Sojabohnen aus Pflanzen, auf die ein Gen von einem Bodenbakterium übertragen wurde, auf den EU-Markt. Mit diesem Gen waren sie unempfindlich gegen ein bestimmtes Herbizid (Herbizid, auch bekannt als Unkrautvernichtungsmittel, sind chemische Substanzen zur Bekämpfung unerwünschter Pflanzen). Eine wichtige Voraussetzung dafür sind die Restenzyme, die bestimmte DNA-Segmente erkennen und ausschneiden. Andere Enzyme , die Ligasen, können diese DNA-Fragmente zusammensetzen. Diese Enzyme ermöglichen die exakte Teilung und Zusammenstellung der DNA. Eine weitere Komponente sind die Vektoren (Genfähren), mit denen die DNA transportiert werden kann. Voraussetzungen können genutzt werden, um die DNA eines Organismus in den Genpool eines anderen Organismus einzubringen, um die gewünschte Eigenschaft, z.B. Wachstum, zu übertragen. Diese modifizierte Pflanze oder eine Pflanze, die durch eine natürliche Mutation entstanden ist, aber eine Eigenschaft hat, die sie auszeichnet, kann beliebig oft geklont werden. Beim Klonen wird der Genbestand der Pflanze durch die Kettenpolymerase amplifiziert, so dass Sie so viel DNA haben, wie Sie benötigen. Dann wird der DNA-Satz einer Pflanze durch einen der amplifizierten DNA-Sätze ersetzt. Sie können auch zwei Pflanzen mit den gewünschten Merkmalen kreuzen, wenn Sie diese nicht klonen wollen. Beispielsweise können in der Hybridzucht die gewünschten Eigenschaften der Eltern in der Nachkommengeneration kombiniert werden. Ein weiterer Vorteil der Hybridsorten sind die meist höheren Erträge (Heterosis (Heterosis, hybride Vitalität oder Outbreeding Enhancement, ist die verbesserte oder erhöhte Funktion jeder biologischen Qualität bei einem Hybridnachwuchs) Wirkung). 2.2 Mutationen in der Natur Mutationen gibt es auch in der Natur, diese werden nicht durch den Menschen, sondern durch Mutagene verursacht. 2.2.1 Mutagene Mutagene sind mutationsauslösende Faktoren. Ein Mutagen ist UV-Strahlung, die hauptsächlich Thymin-Dimere verursacht (Pyrimidin-Dimere sind molekulare Läsionen, die aus Thymin- oder Cytosinbasen in der DNA durch photochemische Reaktionen gebildet werden), was zu einer strukturellen Veränderung der DNA-Helix führt und die Replikation und Transkription beeinträchtigt. Weitere Mutagene sind ionisierende Strahlen wie Röntgenstrahlen und G-Stähle. Diese verursachen Einzelstrangbrüche, die durch DNA-Ligase repariert werden können, Doppelstrangbrüche, die oft tödlich sind, weil die DNA-Ligase (DNA-Ligase ist eine bestimmte Art von Enzym, eine Ligase, die das Zusammenfügen von DNA-Strängen erleichtert, indem sie die Bildung einer Phosphodiesterbindung katalysiert) überfordert ist, oder oxidative Basenveränderungen, die meist tödlich sind, weil die Replikation blockiert wird. Das nächste Mutagen (In der Genetik ist ein Mutagen ein physikalischer oder chemischer Wirkstoff, der das Erbgut, meist die DNA, eines Organismus verändert und damit die Häufigkeit von Mutationen über den natürlichen Hintergrund hinaus erhöht) sind Chemikalien wie Salpetersäure (Salpetersäure, auch bekannt als Aqua Fortis und Nitergeist, ist eine hochkorrosive Mineralsäure), Acrolein (Acrolein ist der einfachste ungesättigte Aldehyd) oder Dioxin, das mit der DNA mutagen wirkt (Desoxyribonukleinsäure ist ein Molekül, das die genetischen Anweisungen für Wachstum, Entwicklung, Funktion und Vermehrung aller bekannten lebenden Organismen und vieler Viren trägt) durch Interaktion. Es akkumuliert z.B. Dioxin (Polychlorierte Dibenzodioxine, oder einfach Dioxine, sind eine Gruppe von polyhalogenierten organischen Verbindungen, die bedeutende Umweltschadstoffe sind) auf Thymin und verursacht falsch replizierte DAN-Kopien. 2.2.2 Gen (Ein Gen ist ein Ort der DNA, der aus Nukleotiden besteht und die molekulare Einheit der Vererbung ist) Mutationen Die häufigsten Mutationstypen sind Basenpaare (Ein Basenpaar ist eine Einheit, die aus zwei Nukleobasen besteht, die durch Wasserstoffbrücken miteinander verbunden sind) Mutationen, die auftreten, wenn eine Base ersetzt wird, was zu einer falschen Basenpaarung führt.
Es gibt verschiedene Arten von Mutationen, die ich nun mit den entsprechenden Bildern beschreiben möchte. Die erste Basismutation ist eine stille Mutation. Meist wird die 3. Base durch eine andere ersetzt, so dass sich die Basenpaarung geändert hat, aber keine andere Aminosäure gebildet wird, da es bestimmte Überlappungen von Aminosäuren und den Triolen gibt, d.h. es gibt Aminosäuren, die durch mehrere Triolen bestimmt werden können. Im Beispiel wird das Basenadenin durch das Basenguanin ersetzt, aus dem keine andere Aminosäure gebildet wird.
Die zweite Basenmutation ist die falsche Sinnesmutation, d.h. eine Base wird durch eine andere Base ersetzt und eine andere Aminosäure gebildet. Die Sichelzellenanämie ist die Folge einer solchen Fehlbildung. Wie im Beispiel zu sehen ist, wird die Base Cytosin (Cytosin ist eine der vier Hauptbasen in DNA und RNA, zusammen mit Adenin, Guanin und Thymin) durch die Base Thymin ersetzt und dadurch eine andere Aminosäure (Aminosäuren sind organische Verbindungen mit Amino- und Carboxylgruppen, zusammen mit einer für jede Aminosäure spezifischen Seitenkette) gebildet.

Die dritte Basenpaarungsmutation ist die Falschsinn-Mutation. Bei dieser Mutation entsteht einer der drei Stop-Triplets aus dem Basenaustausch. Diese Drillinge zeigen an, dass das Protein nicht aus anderen Aminosäuren besteht, was zu einem defekten Protein führt. Diese Mutation hat zu Mukoviszidose geführt (Mukoviszidose ist eine genetische Erkrankung, die vor allem die Lunge , aber auch die Bauchspeicheldrüse, die Leber, die Nieren und den Darm betrifft), zum Beispiel.
Das folgende Beispiel zeigt, dass Basenadenin durch die Base Thymin ersetzt wird (Thymin ist eine der vier Nukleobasen in der Nukleinsäure der DNA, die durch die Buchstaben G-C-A-T dargestellt werden). was zu Triolen ACT oder der komplementären Basenpaarung UGA, also einem Stop-Triplet, führt.
Eine weitere Basismutation ist die Gittermutation, d.h. das Triplettgitter wird durch Einfügen oder Löschen einer Basis verändert. Die Transkription produziert mRNA (Messenger-RNA ist eine große Familie von RNA-Molekülen, die genetische Informationen von der DNA zum Ribosom transportieren, wo sie die Aminosäuresequenz der Proteinprodukte der Genexpression spezifizieren) mit anderen Codons an der mutierten Stelle, wodurch ein nicht-funktionelles Protein entsteht (Proteine sind große Biomoleküle oder Makromoleküle, die aus einer oder mehreren langen Ketten von Aminosäureresten bestehen). Ein Ergebnis dieser Mutation ist die Huntington-Krankheit (Huntington-Krankheit, auch bekannt als Huntington-Chorea, ist eine Erbkrankheit, die zum Tod von Gehirnzellen führt). Im ersten Bild sieht man, dass das Base-Adenin (Adenin ist eine Nukleobase) gelöscht wird, was zu einem anderen Triplett-Raster und einer völlig anderen Reinigungssequenz der verschiedenen Basen führt. Im zweiten Bild sehen Sie, wie das Basenguanin (Guanin ist eine der vier Hauptnukleobasen der Nukleinsäuren DNA und RNA, die anderen sind Adenin, Cytosin und Thymin) eingefügt wird und das Ergebnis ist ein völlig anderes Triplettgitter.
Eine weitere Mutation ist das Auftreten von Nukleotidtrimeren. Nukleotid (Nukleotide sind organische Moleküle, die als Monomereinheiten zur Bildung der Nukleinsäurepolymere DNA und RNA dienen, beides essentielle Biomoleküle in allen Lebensformen der Erde ) Trimer sind Sequenzen von 3 Nukleotiden, die wiederholt werden. Viele Erkrankungen der Muskulatur oder des Nervensystems beruhen auf dieser Mutation. Die Folgen dieser in Mutagene(2.2.1) aufgeführten Mutagene sind ebenfalls Mutationen, da sie die Struktur der Basen verändern oder zerstören. 2.2.3 Auswirkungen Die Auswirkungen der Mutationen auf den Organismus variieren je nach Mutation. Während eine stille Mutation (stille Mutationen sind Mutationen in der DNA, die den Phänotyp des Organismus, in dem sie auftreten, nicht signifikant verändern) keine Nachwirkungen hat, können andere Mutationen schwere oder weniger schwere Folgen haben. Der völlige Mangel an Genen führt in der Regel zu schweren Stoffwechsel-, Entwicklungs- und Differenzierungsstörungen. Defekte Gene sind in der Regel für Erbkrankheiten wie Albinismus (Albinismus beim Menschen ist eine angeborene Erkrankung, die durch das vollständige oder teilweise Fehlen von Pigmenten in Haut, Haaren und Augen gekennzeichnet ist), Rot-Grün-Blindheit, Hämophilie (Hämophilie, auch Hämophilie genannt, ist eine meist vererbte genetische Erkrankung, die die Fähigkeit des Körpers zur Bildung von Blutgerinnseln beeinträchtigt, ein Prozess, der zur Blutstillung notwendig ist), etc. Leicht veränderte Gene sind entweder gar nicht oder durch das Vorhandensein veränderter Proteine (Enzyme) erkennbar. Dies kann positive Auswirkungen haben, z.B. bei Menschen, die gegen das HIV-Virus immun sind, oder negative Auswirkungen, z.B. Sichelzellanämie (Sichelzellanämie ist eine Gruppe von Blutkrankheiten, die typischerweise von den Eltern vererbt wird). Aber eine Mutation muss normalerweise nicht negativ sein. Es gibt viele Beispiele, in denen sich Mutationen in der Entwicklung etabliert haben. Zum Beispiel gab es eine Mutation in den Birken, dass sie nicht mehr weiß, sondern schwarz sind. Diese Mutation hat sich in Industriegebieten durchgesetzt, in denen Birken durch die Industrie schwarz geworden sind.
Die Birken konnten sich nicht mehr tarnen. Doch durch Zufall gab es eine Mutation zu einem schwarzen Birkenschlüssel und dieser konnte sich dann wieder tarnen. Dieser Birkenschlüssel (Ein Baum k-Schlüssel eines Graphen G ist ein übergreifender Teilbaum T von G, bei dem der Abstand zwischen jedem Knotenpaar höchstens das k-fache ihres Abstandes in G beträgt) hatte einen Vorteil und hat sich dann in diesen Bereichen im Laufe der Evolution etabliert. Eine Resistenzmutation (in der Biologie ist eine Mutation die dauerhafte Veränderung der Nukleotidsequenz des Genoms eines Organismus, Virus oder extrachromosomaler DNA oder anderer genetischer Elemente) ist auch für ein Bakterium positiv, wenn es dann beispielsweise gegen ein bestimmtes Antibiotikum resistent wird. Obwohl dies für den Menschen schlecht ist, weil er ein neues Antibiotikum benötigt (Antibiotika, auch Antibiotika genannt, sind eine Art antimikrobielles Medikament zur Behandlung und Prävention bakterieller Infektionen), ist es positiv für den Organismus des Bakteriums.

Fazit Zusammenfassend würde ich sagen, dass das Thema sehr interessant ist. Wie in der Einleitung gesagt, habe ich an dieser technischen Arbeit gearbeitet, um besser zu verstehen, was in der heutigen Zeit geschieht. Ich hoffe, dass ich etwas Licht in dieses Thema bringen konnte. Ich finde, dass Mutationen und Manipulationen ein sehr kompliziertes Thema sind, weil es nicht einfach ist, damit umzugehen. Einerseits können sie die ganze Erde ernähren, andererseits aber auch großen Schaden anrichten. Eine höhere Ernte kann durch Mutation induzierte Merkmale erreicht werden, aber es kann auch eine Mutation in derselben Pflanze gegeben haben, die zur Freisetzung dieser krebserregenden Gene oder anderer Erbkrankheiten führt, die noch nicht entdeckt wurden, und als Folge davon können viele Menschen sterben oder leiden. Dasselbe gilt für die Stammzellforschung. Es könnte für den Anbau von Organen verwendet werden und würde keine Spenderorgane benötigen. Aber das kann missbraucht werden und man kommt dem ewigen Leben einen Schritt näher, ich denke nicht, dass das so gut ist, weil man ab einem gewissen Alter nicht mehr so viel erleben kann und das Leben keinen Spaß mehr machen würde. Sehen Sie, die Genetik ist ein heikles Thema, sie kann ein Segen und ein Fluch sein.