Plasmidproduktion
Zuverlässige Produktion von Plasmid-DNA: vermeidet Chargenfehler und beschleunigt den klinischen Fortschritt.
Was ist ein Plasmid?
Ein Plasmid ist ein kleines, zirkuläres DNA-Molekül, das sich von der chromosomalen DNA unterscheidet und die einzigartige Fähigkeit besitzt, sich unabhängig zu replizieren. Plasmide sind in der Molekularbiologie unverzichtbar und erleichtern die Manipulation, Erforschung und Produktion von Genen mit Plasmid-DNA. Das molekulare Klonen, eine Technik zur Herstellung identischer Kopien von DNA-Fragmenten, ist untrennbar mit der Produktion von Plasmiden verbunden. Plasmide dienen als Vehikel zur Replikation dieser DNA-Fragmente in Bakterienzellen. Durch die Einführung eines Gens von Interesse in ein Plasmid können Forscher große Mengen dieses Gens für verschiedene Anwendungen herstellen und so Lücken in unserem Verständnis der genetischen Kodierung schließen.
Entdecken Sie die entscheidende Verbindung zwischen der Produktion von Plasmiden und der Entwicklung von Wirkstoffen. Da der Erfolg von Wirkstoffen von genauen Vorhersagen abhängt, spielen Plasmide eine entscheidende Rolle bei der effizienten Bereitstellung von DNA für Gentherapien und Impfstoffe und bieten sicherere und skalierbare Lösungen für die Behandlung verschiedener Krankheiten.
Wofür werden Plasmide verwendet?
- Genklonierung: Plasmide sind allgemein für ihre Klonierungsfähigkeiten bekannt und ermöglichen die Duplizierung spezifischer Gene. Die Einführung eines Gens von Interesse in ein Plasmid ermöglicht dessen Vermehrung in Bakterienzellen, wodurch große Mengen des gewünschten genetischen Materials produziert werden.
- Expressionsvektoren: Plasmide fungieren als Vektoren, die die Expression der gewünschten Gene in einer bestimmten Wirtszelle ermöglichen. Sobald das gewünschte Gen in das Plasmid-DNA-Molekül integriert ist, wird es in den Wirt eingeführt und die Genexpression angeregt.
- Gen-Editing: Die Nutzung von Plasmiden für das Gen-Editing, wie CRISPR-Cas9, gewährleistet Präzision. Das Plasmid transportiert die für die genetische Veränderung notwendigen Komponenten und verändert die DNA-Struktur der Wirtszelle.
- Proteinproduktion: Für die Produktion von Proteinen in großem Maßstab enthalten Plasmide das erforderliche Gen und veranlassen die Wirtszelle, das kodierte Protein zu erzeugen.
- Wirkstoffforschung: In der Wirkstoffforschung sind Plasmide wichtige Träger von therapeutischen Genen, die in der Zell- und Gentherapie und bei mRNA-Impfstoffen eingesetzt werden. Eine effiziente Plasmidproduktion ist von entscheidender Bedeutung, um die steigende Marktnachfrage nach Behandlungen zu befriedigen.
Anatomie einer Bakterienzelle, die ihre Struktur zeigt, in der sich Plasmide – kleine, kreisförmige DNA-Moleküle – befinden und replizieren. Diese prokaryotische Umgebung ist entscheidend für die Produktion von Plasmid-DNA, einem Eckpfeiler der Molekularbiologie und Genforschung.
Molekularer Klonierungs-Workflow für die Produktion von Plasmid-DNA
- Strategisches Design – Bei der strategischen Planung des Klonens geht es als Erstes um die Optimierung der Klonierungsstrategie, einschließlich der Auswahl geeigneter Restriktionsenzyme und Vektoren, sowie um die Entwicklung von Primern für die Genamplifikation und die gleichzeitige Optimierung der PCR-Bedingungen.
- Probenvorbereitung – Anschließend folgt die Vorbereitung der DNA-Proben, die Schritte wie die DNA-Extraktion, die PCR-Genamplifikation und die Aufreinigung der DNA-Fragmente umfasst.
- Enzymverdauung – Anschließend werden die DNA-Fragmente durch Restriktionsenzyme verdaut, ein Prozess, der mit Hilfe von Pipettierrobotern automatisiert werden kann.
- Ligationen – Diese verdauten Fragmente werden dann mit Hilfe einer automatisierten Ligationsreaktion in einen kompatiblen Vektor ligiert, was durch Systeme wie Pipettier- oder Liquid-Handling-Roboter erleichtert wird.
- Transformation – Die ligierte DNA wird anschließend mit Hilfe von automatisierten Elektroporationssystemen in kompetente Zellen transformiert, wobei spezielle Geräte wie Elektroporatoren oder mikrofluidische Instrumente verwendet werden.
- Plattieren – Mittels eines automatisierten Plattierungssystems wie des QPix® Microbial Colony Picker finden die transformierten Zellen ihren Platz auf selektiven Medien, die das Wachstum von rekombinanten Kolonien fördern.
- Picken und Screening – Diese Kolonien werden dann automatisch von unserem mikrobiellen Kolonie-Picker QPix® gepickt und gescreent.
- Sequenzierung – Klone, die die Screening-Phase durchlaufen haben, werden einer automatisierten DNA-Sequenzierung unterzogen, um die erfolgreiche Klonierung des gewünschten DNA-Fragments zu bestätigen.
- Datenanalyse – Diese Sequenzierungsdaten werden dann mit automatisierten Softwaretools analysiert, die die klonierten DNA-Fragmente und ihre Sequenzen nicht nur identifizieren, sondern auch annotieren.
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