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Lexikon der Biologie: Mutagenisierung

Mutagenisierung w [Mutagenese], Erzeugung von Mutanten; ein wichtiger Ansatz, um die Beziehung eines Gens mit der von ihm getragenen Funktion zu klären. Dabei ist zwischen zufälliger und zielgerichteter Mutagenisierung zu unterscheiden. 1) Bei der zufälligen Mutagenisierung wird eine möglichst umfangreiche Zahl verschiedener Mutanten erzeugt, die dann auf die interessierende Eigenschaft hin selektiert werden (sog. Screening). Mit chemischer Mutagenisierung wird vor allem nach Punktmutationen gesucht, mit Gammastrahlen oder schnellen Neutronen werden dagegen ganze Genstücke ausgeschaltet (sog. Null-Mutanten; Null-Mutation), mit Transposonen oder T-DNA werden zufällig Gene durch Einschieben eines Genstücks ausgeschaltet. Diese Mutagenisierungen liefern in der Regel rezessive Mutanten (rezessive Mutation), deren Phänotyp erst nach Rück-Kreuzung in einem Teil der Filialgeneration sichtbar wird. In einer neueren Variante, dem activation-tagging, werden dagegen durch zufälliges Einschieben eines entsprechenden Genstücks, das enhancer-Elemente (enhancer) trägt, zuvor ruhende Gene angeschaltet, also ein dominanter Phänotyp (Dominanz) erzeugt, der sofort sichtbar wird. 2) Bei der zielgerichteten Mutagenisierung wird die Funktion eines bekannten Gens ausgeschaltet. Dazu werden Transposonen oder geeignete Insertionskassetten (Insertion; z.B. T-DNA) so verändert, daß sie von Sequenzen des auszuschaltenden Gens flankiert sind und dann über homologe Rekombination in dieses Gen eingebaut werden und es dadurch zerstören. Alternativ dazu wird nicht das Gen selbst ausgeschaltet, sondern die von ihm abgelesene messenger-RNA (mRNA) durch Einführung eines „gespiegelten“ Gens. Die beiden zueinander komplementären mRNA-Stränge (Komplementarität) paaren sich, und dieser Doppelstrang wird dann von der Zelle als funktionsfähig erkannt und abgebaut.

Copyright 1999 Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg

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