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Chemische Genetik Die Entschlüsselung der Beeinflussung von Lebensvorgängen durch Gene ist das Ziel der Genetik Die auch

Chemische Genetik

Die Entschlüsselung der Beeinflussung von Lebensvorgängen durch Gene ist das Ziel der Genetik. Die Chemische Genetik, auch Chemogenetik (engl.: chemogenetics) genannt, verfolgt dagegen das Ziel die Funktion der Genprodukte, das heißt der Proteine, mit Hilfe von chemischen Substanzen aufzuklären.

Die Chemische Genetik ist die Untersuchung einzelner Genprodukte (Proteine) mit einer Kombination chemischer und biologischer Methoden. In der Chemischen Genomik werden dagegen die Produkte einer Genfamilie untersucht.

Hintergrund Bearbeiten

Von den geschätzten 100.000 Proteinen die im menschlichen Körper aus der DNA codiert werden, ist von lediglich 500 die chemische Struktur bekannt. In der Chemischen Genetik sollen niedermolekulare Verbindungen (sogenannte Small Molecules) als Protein-Liganden grundlegende biochemische Prozesse und die Funktion der daran beteiligten Proteine aufklären. Nach der weitgehend abgeschlossenen Sequenzierung des menschlichen Genoms (Humangenomprojekt) und der vieler Modellorganismen, ist nun die Aufklärung der Funktion der Gene, beziehungsweise ihrer Produkte, der Proteine, im Fokus der Biochemie. Die Chemische Genetik ist hierzu ein vielversprechender Ansatz.

Die niedermolekularen Verbindungen sind oft Naturstoffe oder abgewandelte Naturstoffe oder durch kombinatorische Chemie erzeugte Substanzen. Gerade mit Hilfe der kombinatorischen Chemie kann eine Vielzahl von unterschiedlichen chemischen Verbindungen, eine sogenannte Molekülbibliothek, erzeugt und mittels Hochdurchsatz-Screening auch getestet werden.

Stuart Schreiber und Tim J. Mitchison beschrieben als erste die wesentlichen Elemente für die Chemische Genetik.

Neben der Aufklärung der Funktion einzelner Proteine dient die Chemische Genetik auch der Entwicklung neuer Medikamente.

Unterscheidung von anderen genetischen Verfahren Bearbeiten

Von anderen genetischen Verfahren, wie beispielsweise der Mutationsgenetik oder der Knockout-Technik, unterscheidet sich die Chemische Genetik durch eine Reihe von Vorteilen:

  • Kleine Moleküle zeigen nach der Verabreichung eine rasche Wirkung.
  • Der biologische Effekt ist durch den Metabolismus (Stoffwechsel) meist reversibel. Zeitabhängige (dynamische) Funktionsuntersuchungen an Proteinen sind dadurch möglich.
  • Über die Wirkstoffkonzentration kann der Effekt beeinflusst werden und somit unterschiedliche Ausprägungen des Phänotyps erreicht werden.
  • Die Wirkung kann im Organismus zu jedem Zeitpunkt seiner Entwicklung untersucht werden. Die Auswirkungen eines Gen-Knockouts, das bereits im embryonalen Stadium letal ist, können im adulte Organismus nicht untersucht werden.
  • Knockout-Studien können keine Proteine differenzieren, die vom gleichen Gen stammen.
  • Der Wirkeffekt kann jederzeit und überall reproduziert werden.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. ↑ Max-Planck-Gesellschaft: Mit Molekülsonden auf Wirkstoffsuche. vom 26. Januar 2005.
  2. ↑ R. Breinbauer: Die chemische Genetik entdeckt das (Zebra-)Fischen. In: Angewandte Chemie 115/2003, S. 1116–1118.
  3. S. L. Schreiber: Chemical genetics resulting from a passion for synthetic organic chemistry. Bio. Med. Chem. 6/1998, S. 1127–1152. PMID 9784856
  4. T. J. Mitchison: Towards a pharmacological genetics. In: Chem. Biol. 1/1994, S. 3–6. PMID 9383364.
  5. L. Weber: Chemistry for Chemical Genomics. In: Methods in Molecular Biology 310/2005, S. 11–24. doi:10.1007/978-1-59259-948-6.

Weiterführende Literatur Bearbeiten

  • H. Kubinyi (Editor) u. a.: Chemogenomics in Drug Discovery: A Medicinal Chemistry Perspective. Wiley-VCH, 2004, ISBN 3-527-30987-X
  • S. Jaroch: Chemical Genomics: Small Molecule Probes to Study Cellular Function . Springer, 2008, ISBN 3-540-27865-6
  • F. Darvas u. a.: Chemical Genomics. Marcel Dekker, 2004
  • F. R. Salemme: Chemical genomics as an emerging paradigm for postgenomic drug discovery. In: Pharmacogenomics 4/2003, S. 1–11.
  • C. M. Crews und U. Splittgerber: Chemical genetics: exploring and controlling cellular processes with chemical probes. In: TIBS 5/1999, S. 317–320.
  • S. L. Schreiber: Target-oriented and diversity-oriented organic synthesis in drug discovery. In: Science 287/2000, S. 1964–1969.

Weblinks Bearbeiten

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Veröffentlichungsdatum:
Die Entschlusselung der Beeinflussung von Lebensvorgangen durch Gene ist das Ziel der Genetik Die Chemische Genetik auch Chemogenetik engl chemogenetics genannt verfolgt dagegen das Ziel die Funktion der Genprodukte das heisst der Proteine mit Hilfe von chemischen Substanzen aufzuklaren Die Chemische Genetik ist die Untersuchung einzelner Genprodukte Proteine mit einer Kombination chemischer und biologischer Methoden In der Chemischen Genomik werden dagegen die Produkte einer Genfamilie untersucht 1 Inhaltsverzeichnis 1 Hintergrund 2 Unterscheidung von anderen genetischen Verfahren 3 Einzelnachweise 4 Weiterfuhrende Literatur 5 WeblinksHintergrund BearbeitenVon den geschatzten 100 000 Proteinen die im menschlichen Korper aus der DNA codiert werden ist von lediglich 500 die chemische Struktur bekannt In der Chemischen Genetik sollen niedermolekulare Verbindungen sogenannte Small Molecules als Protein Liganden grundlegende biochemische Prozesse und die Funktion der daran beteiligten Proteine aufklaren 1 Nach der weitgehend abgeschlossenen Sequenzierung des menschlichen Genoms Humangenomprojekt und der vieler Modellorganismen ist nun die Aufklarung der Funktion der Gene beziehungsweise ihrer Produkte der Proteine im Fokus der Biochemie Die Chemische Genetik ist hierzu ein vielversprechender Ansatz Die niedermolekularen Verbindungen sind oft Naturstoffe oder abgewandelte Naturstoffe oder durch kombinatorische Chemie erzeugte Substanzen Gerade mit Hilfe der kombinatorischen Chemie kann eine Vielzahl von unterschiedlichen chemischen Verbindungen eine sogenannte Molekulbibliothek erzeugt und mittels Hochdurchsatz Screening auch getestet werden 2 Stuart Schreiber 3 und Tim J Mitchison 4 beschrieben als erste die wesentlichen Elemente fur die Chemische Genetik 2 5 Neben der Aufklarung der Funktion einzelner Proteine dient die Chemische Genetik auch der Entwicklung neuer Medikamente 1 Unterscheidung von anderen genetischen Verfahren BearbeitenVon anderen genetischen Verfahren wie beispielsweise der Mutationsgenetik oder der Knockout Technik unterscheidet sich die Chemische Genetik durch eine Reihe von Vorteilen 2 Kleine Molekule zeigen nach der Verabreichung eine rasche Wirkung Der biologische Effekt ist durch den Metabolismus Stoffwechsel meist reversibel Zeitabhangige dynamische Funktionsuntersuchungen an Proteinen sind dadurch moglich Uber die Wirkstoffkonzentration kann der Effekt beeinflusst werden und somit unterschiedliche Auspragungen des Phanotyps erreicht werden Die Wirkung kann im Organismus zu jedem Zeitpunkt seiner Entwicklung untersucht werden Die Auswirkungen eines Gen Knockouts das bereits im embryonalen Stadium letal ist konnen im adulte Organismus nicht untersucht werden Knockout Studien konnen keine Proteine differenzieren die vom gleichen Gen stammen Der Wirkeffekt kann jederzeit und uberall reproduziert werden Einzelnachweise Bearbeiten a b c Max Planck Gesellschaft Mit Molekulsonden auf Wirkstoffsuche vom 26 Januar 2005 a b c R Breinbauer Die chemische Genetik entdeckt das Zebra Fischen In Angewandte Chemie 115 2003 S 1116 1118 S L Schreiber Chemical genetics resulting from a passion for synthetic organic chemistry Bio Med Chem 6 1998 S 1127 1152 PMID 9784856 T J Mitchison Towards a pharmacological genetics In Chem Biol 1 1994 S 3 6 PMID 9383364 L Weber Chemistry for Chemical Genomics In Methods in Molecular Biology 310 2005 S 11 24 doi 10 1007 978 1 59259 948 6 Weiterfuhrende Literatur BearbeitenH Kubinyi Editor u a Chemogenomics in Drug Discovery A Medicinal Chemistry Perspective Wiley VCH 2004 ISBN 3 527 30987 X S Jaroch Chemical Genomics Small Molecule Probes to Study Cellular Function Springer 2008 ISBN 3 540 27865 6 F Darvas u a Chemical Genomics Marcel Dekker 2004 F R Salemme Chemical genomics as an emerging paradigm for postgenomic drug discovery In Pharmacogenomics 4 2003 S 1 11 C M Crews und U Splittgerber Chemical genetics exploring and controlling cellular processes with chemical probes In TIBS 5 1999 S 317 320 S L Schreiber Target oriented and diversity oriented organic synthesis in drug discovery In Science 287 2000 S 1964 1969 Weblinks BearbeitenChemical Genomics Centre der Max Planck Gesellschaft engl Normdaten Sachbegriff GND 7688784 4 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Chemische Genetik amp oldid 172194188