Amplifikation

Medizinische Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher (Facharzt für innere Medizin) am 24. Oktober 2016
Symptomat.deKörperprozesse Amplifikation

Amplifikation bedeutet die Vermehrung von Abschnitten der Desoxyribonukleinsäure (DNA). Das können Moleküle, einzelne Gene oder auch größere Teile des Genoms sein. Die Amplifikation kommt als natürliche Vervielfältigung von Sequenzen der DNA als Trägerin der Erbinformation vor. Damit ist sie eine der wichtigsten Kategorien in der Vererbungslehre (Genetik).

Inhaltsverzeichnis

Was ist die Amplifikation?

Im Labor wird die Amplifikation künstlich als technisches Verfahren der Molekularbiologie angewendet. Die Ausgangssequenz dabei ist das Amplicon, das Ergebnis schließlich das Amplifikat. Als natürlicher Vorgang ist die Amplifikation eine Form der Mutation, das heißt der dauerhaften Veränderung des Erbgutes. Auf diese Art kann sie der beschleunigten Evolution durch das Ausbreiten und Verdichten bestimmter DNA-Abschnitte im Genom dienen.

So bilden sich zum Beispiel auf verkürzten Wegen Resistenzen gegen Antibiotika oder Insektizide heraus. Auch ist es möglich, mit der selektiven Duplikation von Genen ihr Verkommen für den Bedarfsfall zu steigern. Dies geschieht beispielsweise bei Eizellen, damit sie ihren erhöhten Bedarf an Ribosomen decken können.

Bei manchen natürlichen Amplifikationen wird die Replikation an den Genen mehrfach angesetzt. Elektronenmikroskopisch ist bei diesem Geschehen eine Zwiebelschalenstruktur sichtbar geworden, wofür die Fachsprache den Begriff „onion skin replication“ geprägt hat.

Funktion & Aufgabe

Die Nukleotide sind Grundbausteine der Nukleinsäuren, bei der DNA sowie der RNA (Ribonukleinsäure). Sie bestehen aus einem Phosphat-, einem Zucker- und einem Basenteil. In ihrer Art sind diese Moleküle außerordentlich vielgestaltig und erfüllen wichtige regulatorische Aufgaben in den Zellen, vor allem hinsichtlich des Stoffwechsels. Nukleotide verknüpfen jeweils den Zucker mit der Base sowie das Phosphat mittels einer Esterbindung wiederum mit dem Zucker. Möglich ist es auch, mehr als ein Phosphat an den Zucker anzuhängen.

Unterscheidbar sind die Nukleotide durch die jeweils eingebauten Basen sowie den Zucker. Dieser ist in der DNA die Desoxyribose, in der RNA entsprechend die Ribose. Insgesamt sind die großen Moleküle DNA und RNA aus jeweils vier unterschiedlichen Arten von Nukleotiden aufgebaut, die sich auf beliebige Weise nebeneinander anordnen. Dies passiert mittels einer Kodensationsreaktion.

Um die notwendigen Informationen zur Verschlüsselung der genetischen Botschaft liefern zu können, müssen sich mindestens drei Nukleotide miteinander verbinden. Auf diese Weise bilden sie einen einzelnen Strang der DNA. Um nun den Doppelstrang zu Stande zu bringen, wird der einzelne Strang gespiegelt. Jeder angeordneten Base des einzelnen Strangs liegt dabei eine komplementäre Base des gespiegelten Strangs gegenüber. In der jeweiligen Basenanordnung findet sich wiederum eine Gesetzmäßigkeit, die sich nach der chemischen Beschaffenheit des konkreten Paares richtet.

Beide zusammengehörigen DNA-Stränge bilden dabei die sogenannte Doppelhelix. Die gegenüberliegenden Basen der Nukleotide sind durch Wasserstoffbrücken miteinander verbunden. Je nach dem Basenpaar werden zwei oder drei dieser Wasserstoffbrücken gebaut. Dieser Vorgang wird in der Zellbiologie als Basenpaarungsmechanismus bezeichnet.

Die Amplifikation ermöglicht auch in diesem Zusammenhang den exakten Nachbau vorhandener Strukturen in der menschlichen Zelle. Wenn dieser künstlich gesteuert werden kann, lassen sich künftig etwa bestimmte Krebserkrankungen zielgerichteter behandeln.

Eine Technologie zur DNA-Vermehrung im Reagenzglas (in vitro) ist die sogenannte Polymerase-Kettenreaktion (polymerase chain reaction, PCR). Mit ihr kann jeder beliebige DNA-Abschnitt in kurzer Zeit und auf einfachem Weg amplifiziert werden.




Krankheiten & Beschwerden

Unter Umständen werden sogenannte Krebsgene (Onkogene) durch Amplifikation zum ungebremsten Wachstum von Geschwülsten gebracht. Ebenso antworten manche Onkogene auf bestimmte Zytostatika (natürliche oder künstliche Stoffe, die das Zellwachstum hemmen) mit einer Amplifikation.

In der Krebstherapie kommen dementsprechend jene speziellen Mittel als Zytostatika zum Einsatz, welche die Produktion von Bausteinen der Nukleinsäuren blockieren. Die Krebszellen wiederum vermögen darauf mit der Amplifikation von Genteilen zu reagieren, die durch Zytostatika gebremst werden. Häufig bilden die Onkozellen dabei homogene Chromosomenverlängerungen aus.

Bücher über Entspannung & Entspannungsübungen

Das könnte Sie auch interessieren:

Welche Erfahrungen und Hinweise haben Sie zum Thema Amplifikation?

Name oder Pseudonym:

E-Mail: (optional)

(wird nicht angezeigt, nur notwendig, wenn aktuelle Gesundheitsinformationen erwünscht werden)

Kommentar:

(Bitte auf Groß-, Kleinschreibung und verständliche, ganze Sätze achten.)

Sicherheitsfrage: Wieviel sind 30 plus 5?

Bekannt aus: