CRISPR-Cas / CRISPR Cas9 [Ein Verfahren des Genom-editing] - [Biologie, Gentechnik, Oberstufe]

In diesem Video wird es um die CRISPR-Cas-Technologie gehen, mithilfe derer sich spezifische Gene verändern oder inaktivieren lassen. Wenn man von CRISPR/CAS spricht, ist häufig die Rede von einer molekularen Genschere - das ist zwar eine eher umgangssprachliche Umschreibung, die aber durchaus Berechtigung hat, denn es drückt aus, was diese Technologie kann: schneiden. Damit erlaubt dieses Verfahren eine gezielte Manipulation des Erbgutes: Jedes einzelne Gen kann theoretisch auf fast beliebige Weise geschnitte und damit verändert werden - einzelne DNA-Nukleotide können ausgetauscht werden, Teile des Gens gelöscht oder um neue Basensequenzen ergänzt werden.
Ihr wisst, dass man unter Genen Abschnitte auf der DNA versteht, in denen die relevante Information für die Synthese eines Proteins verschlüsselt in einer ganz spezifischen Abfolge von DNA-Basen vorliegt - und diese Synthese erfolgt über den Prozess der Proteinbiosynthese.
Bereits an dieser Stelle kann man sich zurecht fragen, welchen Nutzen das Abschalten oder Verändern von bestimmten Genen haben soll - zumal die Proteine, für die die Gene codieren, meist eine bedeutende Funktion in einem Organismus erfüllen. Ein Anwendungspotenzial der CRISPR-Cas Technologie ist es, kausale Zusammenhänge in der biologischen Forschung zu erklären - beispielsweise die Funktion eines bestimmten Gens. Denn die Bedeutung eines Gens kann vor allem dann nachvollzogen werden, wenn es so verändert wird, dass es seine spezifische Funktion nicht mehr erfüllen kann. In der Biologie ist das ein äußerst bewährter Forschungsansatz: Erst, wenn man einen zu erforschenden Gegenstand manipuliert, fällt auf, welche Funktion von diesen eigentlich ausgeht. Aber auch in der Gentherapie sowie der Pflanzenzüchtung verspricht man sich revolutionäre Fortschritte, wie später noch ersichtlich.
Bei der CRISPR-Cas-Technologie macht man sich einen natürlich in der Natur vorkommenden Abwehrmechanismus von manchen Bakterien zunutze und ahmt diesen nach. Häufig assoziieren wir ein Bakterium als einen Krankheitserreger und entsprechend wenig präsent ist für uns die Vorstellung, dass natürlich auch Bakterien krank werden können. Bakterien können von Viren angegriffen werden - und um sich vor entsprechenden Angriffen durch Viren zu schützen, haben sie ausgeklügelte Mechanismen entwickelt - die Hälfte aller Bakterien nutzen den CRISPR-CAS-Mechanismus. Teile ihrer genomischen DNA (die Gesamtheit der DNA eines Organismus) stammen gar nicht von ihnen selbst - sondern von ihrem Wirt, dem Virus. Die in ihre DNA integrierten Sequenzen ihrer Feinde verleiht der Bakterienzelle eine Art „Gedächtnis“ - ein schlummerndes Gedächtnis, das dann aktiv wird, wenn man nochmal vom Feind angegriffen wird und welches die Bakterienzelle entsprechend warnt.
Schauen wir uns das mal ein wenig genauer an: Bereits in den 1980er Jahren erkannten Forscher den seltsamen Aufbau von DNA-Sequenzen im Erbgut der Bakterien aus kurzen palindromischen Sequenzen - Sequenzen, deren spezifische Basenabfolge sich in beide Richtungen der beiden DNA-Einzelstränge gleich lesen lässt -denkt beispielsweise an Palindrome wie Anna oder Otto, die auch rückwärts gelesen immer noch Anna und Otto sind. Entsprechend nannte man diese Sequenzen abgekürzt CRISPR - clustered regulary interspaced short palindromic repeats (gehäuft auftretende, regelmäßig unterbrochene, kurze Palindrom-Wiederholungen“.) Der Name verrät uns zudem eine zweite Eigenschaft der CRISPR-Sequenz: Die palindromischen Sequenzen werden unterbrochen - zwischen ihnen liegen ca. 24 Basenpaare lange Sequenzen, die als sogenannte Spacer bezeichnet werden - dabei handelt es sich um DNA-Überreste von früheren eingedrungenen Viren. Wenn ein Virus eine Bakterienzelle befällt, werden Teile seines Erbgutes in die CRISPR-Region des Bakteriengenoms als sogenannte spacer eingebaut. Der aus einem DNA-Fragment eines Virus bestehender Spacer ist also ein Beleg dafür, dass dieses Virus einmal die Bakterienzelle infiziert hat, diese aber nicht zerstört hat.
Der genaue Mechanismus des CRISPR-CAS erfährst du im Video - lasst gerne ein Abo da! :)

[@shurasteffi1304]

Ich schreibe in insgesamt drei Tagen Bioabi (Lk) und bin sooooo dankbar für Ihre ausführlich und sehr verständlich erklärtem Videos!

[@Nico-ij2qg]

Wie lief es, was kam so dran?

[@elzoro2995]

Hilfst mir enorm im Studium weiter. Ich danke dir.

[@calmingbeats222]

2 monate unterricht und trotzdem habe ich es in einem 10 min video besser verstanden wow!

[@wohlgemut7697]

ich muss mich nochmal bedanken, habe ein tag vor dem vorabi über Genetik angefangen zu lernen und habe quasi nur deine videos gegcuckt. Habe 10 MSS Punkte geschrieben, also eine 2- und die kursarbeit ist schlecht ausgefallen. War einer der besten!

[@kersi1934]

Bei mir auch immer Nur schreibe ich morgen Abitur 💀

[@judithspiller2163]

Danke!

[@RSainman]

Danke für die tollen Videos! Du hast aus einem meiner absoluten Hassfächer Bio eine meiner Interessen gemacht! :)

[@RSainman]

Spaß hab 3 Monate gelernt und die Prüfung trotzdem verkackt.. ich hasse Bio wieder.. 😂

[@rubasl4999]

Du rettest meine Abi dankeeeeeeee

[@ScFreiburgFan10]

Vielen Dank!

[@karla-zx4sp]

hallo :) mir helfen deine videos wirklich immer sehr, daher würde mich über ein Video zum Rezeptorpotential und zum EPSP bzw. IPSP sehr freuen :)))

[@teachertoby]

Hey Karla, danke dir für dein nettes Feedback! Guck mal hier - hier habe ich was zum EPSP / IPSP gemacht: kzbin.info/www/bejne/qGW9hISZjbiBqq8 LG :)

[@karla-zx4sp]

@@teachertoby oh das hatte ich übersehen :) vielen vielen Dank! Dein Kanal ist wirklich der einzige hier auf KZbin, der mir in Bio hilft. Hab Dank den Videos in der Q-Phase bisher nur 14 und 15 Punkte geschrieben :))

[@evenioni_jiggijagga3280]

Ich schreibe in 10 Stunden Bio Abi und fühle mich gerettet

[@f.h.7671]

danke du hilfst mir grad sehr die grundlagen für mein bio stex hinzukriegen!!! sag mal, steht bei dir microRNA siRNA zinknucleasen auch aufm plan? ich hab leider keinen überblick mehr was schulstoff is und was vl😅😂

[@thpaulae8961]

Muss bei der sgRNA, also wenn man CRISPR/Cas bei Eukaryoten anwendet, auch eine PAM-Sequenz vorliegen? Und wenn ja, kommt diese dann sehr oft vor, bzw. bei allen Genen?

[@SalvadorCiaro]

🤓☝️ wäre es nicht angebrachter vo Phagen zu sprechen ☝️🤓

[@mattisslohss3887]

min 2:45 das Virus ist doch nicht der Wirt?!

[@verys2459]

Ja ist es auch nicht, das Bakterium ist in dem Fall der Wirt. Wenn ein Virus Menschen befällt, dann ist der Mensch der Wirt.

[@granatosaurus3226]

Du hast in der Zusammenfassung einen Schreibfehler oben rechts bei "Prootein" : )

[@granatosaurus3226]

Haha, ich lese gerade "Pflanzenzüchtigung"!!!

[@reinerzufall3311]

wie angekündigt! Super, vielen Dank nochmal Frage: Wie kann die guide-RNA (crRNA), zusammen in Verbindung mit Cas9, an eine doppelsträngige DNA binden, obwohl die komplementären Basenpaarungen der Ziel-DNA nicht aufgetrennt worden sind (durch Helikasen, Erhitzen auf 95C etc.)?

[@dero-kun2989]

Hi, das Cas-Protein ist eine Endonuclease, spaltet also den DNA-Strang im Inneren. Ist wahrscheinlich schon spät für eine Antwort, aber vielleicht ist es ja trotzdem noch interessant :^)

[@reinerzufall3311]

@@dero-kun2989 Moin, da in 2 Wochen Bioabi geschrieben wird, bist du nicht zu spät:) (genau richtig) Mein Problem ist, dass ich nicht begreife, wie der CRISPR-CAS-Komplex im menschlichen Genom funktionieren soll…(da es aus DNA besteht und deshalb doppelsträngig vorliegt…) Das die Abwehr gegen Viren funktioniert ist klar, da Viren meistens RNA injizieren, die einzelsträngig ist…somit ist die Hybridisierung (Bindung) der crRNA mit der Virus-RNA kein Problem…Aber um an doppelsträngiger DNA komplementär binden zu können, muss diese vorher aufgespalten werden…(vermutlich benutzen die Genetiker eine Art Enzymkomplex mit integrierter Helicase oder so…) Falls jemand Antworten hat, gerne (🙏🏻) schreiben:)

[@Adonis-cu3bu]

@@reinerzufall3311 Hast du es herausgefunden?

[@reinerzufall3311]

@@Adonis-cu3bu so in etwa… Der Proteinkomplex Cas9 + crRNA öffnet tatsächlich selbstständig die Wasserstoffbrücken, um an einer bestimmten Basensequenz zu binden und in wenigen Basen Abstand den Doppelstrang zu durchtrennen. Also befindet sich ein Enzym im/am Cas9, welches den Doppelstrang auftrennen kann.

[@Adonis-cu3bu]

@@reinerzufall3311Verstehe, vielen Dank. In welchem Bundesland schreibst du?

[@kotenshi781]

Was machst du eigentlich von Beruf? :D

[@teachertoby]

Ich bin Lehrer :p :)

[@karla-zx4sp]

@@teachertoby mit dir alles Lehrer hätte ich safe durchgehend 15 Punkte haha

[@samuelyalcin4821]

@@teachertobyfinde du hörst dich noch so jung an 😂 lg dank dir stehe ich den Lk durch❤

[@nicorachel3852]

bindet PAM an das Transkript der Spacer-Sequenz?

[@evoo9210]

heyy ich muss ein vortrag darüber halten und wollte fragen ob du deine quellen angeben könntest, damit ich mich da mehr einlesen kann :)) das wäre echt cool

[@b.b5574]

Morgen Bio Abi in HH, hoffentlich kommt der Dreck nicht dran. LG an die Nachwelt, ans Gyri und an Sebse den guten Mann.

[@s3bastian_sjd909]

Meine Lehrer machen im Unterricht einfach Videos von dir an, weil du es besser erklären kannst als sie

[@arnoplan6037]

Digga hab morgen bio test genau dadrüber woher wusstest du das ey du bist doch jesus oder so

[@lisen8036]

gutes video aber als feedback: zu lange und komplizierte sätze

[@teachertoby]

Danke dir für die konstruktive Kritik! Und ja, damit bist du nicht alleine. Versuche es zu verbessern 😊

[@ksilebo]

Die Darstellung von crRNA, Virus DNA etc. hätte besser sein können. Vielleicht lieber selbst zeichnen und die Beschriftung von der Abbildung oben übernehmen. Rest gut!

[@pablokowski964]

8er

[@moritz_pilz667]

Hitler

[@frustavogongpseudo-intelle8561]

forsaken

[@moritz_pilz667]

erster