External Modules, Laboratory Research Modules - Cheatsheet

Techniken der Polymerase-Kettenreaktion (PCR)

Definition:

Techniken zur Vervielfältigung spezifischer DNA-Sequenzen in vitro.

Details:

• Kernreaktionen: Denaturierung, Annealing, Elongation
• Thermocycler: Gerät zur Durchführung der PCR
• Primer: Kurze DNA-Sequenzen zum Starten der DNA-Synthese
• DNA-Polymerase: Enzym, das DNA-Stränge synthetisiert
• dNTPs: Desoxynukleotid-Triphosphate als Bausteine für neuen DNA-Strang
• Temperaturzyklen: Wechselseitige Erhitzung und Abkühlung
• qPCR: Quantitative PCR zur Bestimmung der DNA-Menge
• RT-PCR: Verwendung von Reverse Transkriptase zur RNA-Analyse
• Echtzeit-PCR: Echtzeit-Überwachung der Amplifikation

Anwendung von CRISPR/Cas9 in der Gentherapie

Definition:

Gezielte Veränderung von DNA-Sequenzen zur Korrektur genetischer Defekte.

Details:

• CRISPR/Cas9: gRNA bindet an Ziel-DNA, Cas9 schneidet DNA-Doppelstrang.
• Effiziente, präzise Methode zur Geneditierung.
• Ex-vivo und in-vivo Anwendungen.
• Zukünftige Therapien gegen Erbkrankheiten, Krebs und Infektionskrankheiten.
• Ethik und Sicherheit: Off-target-Effekte, Immunantworten.

Pharmakogenetik und personalisierte Medizin

Definition:

Untersucht genetische Variationen, um die Reaktion auf Medikamente zu optimieren und individuelle Therapieansätze zu entwickeln.

Details:

• Genetische Variationen beeinflussen Medikamentenwirksamkeit und -verträglichkeit.
• Ziel: Verbesserung der Behandlungssicherheit und Wirksamkeit.
• Beispiele: CYP450-Enzyme, TPMT, HLA-B*5701.
• Methoden: genetische Tests, Bioinformatik.
• Einsatz: Onkologie, Psychiatrie, Kardiologie.

Sequenzierungstechnologien und ihre klinische Anwendung

Definition:

Sequenzierungstechnologien analysieren die Nukleotidsequenz von DNA/RNA, um genetische Informationen zu entschlüsseln und klinische Diagnosen zu unterstützen.

Details:

• Nächste Generation Sequenzierung (NGS): Hohe Durchsatzrate, parallel viele Sequenzen -> schnellere, präzisere Diagnosen.
• Sanger Sequenzierung: Genau, aber begrenzter Durchsatz -> verwendet für kleine Projekte oder Verifizierung.
• Klinische Anwendungen:
  • Präzisionsmedizin: Individualisierte Therapie basierend auf genetischem Profil.
  • Diagnose genetischer Erkrankungen: Früherkennung und genaue Diagnose.
  • Krebsforschung: Identifikation von Mutationen, zielgerichtete Therapie.
  • Infektionskrankheiten: Erkennung und Überwachung von Pathogenen.

Planung und Durchführung von Experimenten im Labor

Definition:

Systematische und methodische Ansätze zur Durchführung von Experimenten im Labor. Wichtig für valide und reproduzierbare Ergebnisse.

Details:

• Zieldefinition und Hypothese: Klare Fragestellung.
• Experimentaldesign: Kontroll- und Versuchsgruppen, Randomisierung.
• Material und Methoden: Auswahl und Beschaffung der benötigten Materialien und Geräte.
• Durchführung: Protokollierung aller Schritte, Einhaltung der Sicherheit.
• Datenerhebung: Genau und systematisch.
• Datenanalyse: Nutzung statistischer Methoden.
• Dokumentation und Bericht: Klare und vollständige Aufzeichnung.

Ethik und Sicherheit der Genom-Editierung

Definition:

Behandlung der ethischen Fragen und Sicherheitsbedenken bei der Bearbeitung des menschlichen Genoms.

Details:

• CRISPR/Cas9 als gängige Methode der Genom-Editierung.
• Potentielle Risiken: ungewollte Mutationen, Off-Target-Effekte.
• Ethische Aspekte: Veränderung der Keimbahn, langfristige Folgen für zukünftige Generationen.
• Sicherheitsmaßnahmen: Validierung von Zielen, Nutzung von Kontrollen und Ausschlussverfahren.
• Regulatorische Rahmenbedingungen: Gesetzliche Vorschriften und ethische Leitlinien zur Anwendung und Forschung.

Molekulare Diagnose von Krebs

Definition:

Identifizierung und Charakterisierung von Krebserkrankungen auf molekularer Ebene.

Details:

• Nutzung von Biomarkern: Proteine, DNA, RNA.
• Techniken: PCR, qPCR, Sequenzierung, Mikrochips.
• Analyse von Mutationen, Genexpressionsprofilen, Methylierungsmuster.
• Personalisierte Medizin: Therapieanpassung basierend auf molekularen Profilen.
• Beispiele: BRCA1/2 für Brustkrebs, EGFR für Lungenkrebs.

Laborjournalführung und Dokumentation

Definition:

Systematische Aufzeichnung von Experimentaldaten und -prozessen.

Details:

• Immer leserlich und genau schreiben
• Datum und Uhrzeit bei jedem Eintrag angeben
• Versuchsanordnung, Materialien und Methoden detailliert dokumentieren
• Rohdaten und Beobachtungen in Echtzeit erfassen
• Änderungen und Korrekturen klar kennzeichnen
• Signaturen und Gegenzeichnung bei wichtigen Schritten
• Aufbewahrung der Laborjournale mindestens 10 Jahre
• Elektronische Laborjournale (ELNs) als moderne Alternative