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{{Dieser Artikel|behandelt eine experimentelle Technik. Für andere Begriffe siehe Begriffsklärung [[Knockdown]].}}

Der '''Knock-down''' (auch ''Gen-Knock-down'' oder ''Gen-Knockdown'', engl. für ‚herunterschlagen‘) ist eine Methode, bei der eine [[Genexpression]] von einem oder mehreren [[Gen]]en einer [[Zelle (Biologie)|Zelle]] oder eines [[Organismus]] durch [[RNA-Interferenz]] oder [[kompetitive Inhibition]] gemindert wird.<ref>K. Sliva, B. S. Schnierle: ''Selective gene silencing by viral delivery of short hairpin RNA.'' In: ''Virol J.'' (2010), Band 7, S. 248. {{doi|10.1186/1743-422X-7-248}}. PMID 20858246; {{PMC|2949849}}.</ref> Die Minderung kann entweder durch genetische Veränderungen eintreten, oder durch die Behandlung mit einem Reagens. Als Reagenzien können beispielsweise [[Morpholino]]s, [[siRNA]], [[shRNA]], sowie [[S-DNA]] eingesetzt werden.<ref name="Comparison">{{cite journal |first=J |last=Summerton |date=2007 |title=Morpholino, siRNA, and S-DNA Compared: Impact of Structure and Mechanism of Action on Off-Target Effects and Sequence Specificity |journal=Med Chem. |volume=7 |issue=7 |pages=651–660 |pmid=17430206 |language=en}}</ref>

== Eigenschaften ==
Im Gegensatz zur dauerhaften Inaktivierung von Genen im Zuge eines [[Gen-Knockout]]s wird bei einem Gen-Knockdown die Genexpression auf der RNA-Ebene vorübergehend oder dauerhaft durch RNA-Interferenz unterbunden, wobei der Effekt beider Methoden oftmals der gleiche ist. Bei einem Knockdown bleiben daher die zu untersuchenden [[Gen]]e unberührt.<ref name="Comparison" />

Die Verminderung der Expression kann durch Bindung an das Gen die Blockierung der Transkription ausgelöst werden, durch die Zersetzung von mRNA-Transkripten per RNAi (z. B. bei [[Small interfering RNA|siRNA]] oder bei von [[Ribonuklease|Rnase-H]] abhängiger [[Antisense-RNA]]), durch das [[Enzymhemmung|Hemmen]] der [[Translation (Biologie)|Translation]], sowie durch Hemmung von Pre-mRNA-Spleißstellen oder nukleären Spaltungsstellen, die zur Reifung von anderen funktionalen [[miRNA]]s genutzt werden (z. B. bei Morpholino-Oligonukleotiden oder anderen von RNase-H abhängigen Antisense-Oligonukleotiden).<ref name="Comparison" /><ref name="RNaseH">{{cite journal |first=J |last=Summerton |date=1999 |title=Morpholino Antisense Oligomers: The Case for an RNase-H Independent Structural Type |journal=Biochimica et Biophysica Acta |volume=1489 |issue=1 |pages=141–58 |pmid=10807004 |language=en}}</ref>

Ein Knockdown wird nach der Wirkungsdauer als transient (vorübergehend) oder persistent (bleibend) eingeteilt. Bei einem transienten Knockdown verursacht die Zugabe von RNAi-Molekülen oder kompetitiven Inhibitoren das Binden eines RNAi-induzierenden [[Oligonukleotid]]s oder [[Analogon (Chemie)|Analogon]] an ein Gen oder sein Transkript eine temporäre Abnahme der Genexpression. Bei einem persistenten Knockdown werden siRNA- oder shRNA-tragende [[Vektor (Gentechnik)|Vektor]]en verwendet, wodurch eine transgene Zelle oder ein transgener Organismus das hemmende Molekül selbst herstellt.

Eine Anwendung transienter Knockdowns ist das Charakterisieren neuer Gene, die zwar sequenziert wurden, aber noch eine unbekannte oder unvollständig bekannte Funktion haben. Der experimentelle Ansatz ist auch als [[reverse Genetik]] bekannt. Nach einem Knockdown werden Störungen des [[Phänotyp]]s aufgezeichnet, wie sich die Knockdowns von Individuen unterscheiden, bei denen das Gen von Interesse funktionsfähig ist. Transiente Knockdowns werden oft in der Entwicklungsbiologie verwendet, da die kurzen Moleküle in einzellige Zygoten eingeführt werden können und die Tochter-Zellen der [[Injektion (Medizin)|injizierten]] Zelle eventuell eine veränderte embryonale Entwicklung aufweisen.<ref>A. Kelly, A. F. Hurlstone: ''The use of RNAi technologies for gene knockdown in zebrafish.'' In: ''Brief Funct Genomics.'' (2011), Band 10, Nr. 4, S. 189–196. {{DOI|10.1093/bfgp/elr014}}. PMID 21525144.</ref><ref name="Comparison3">{{cite journal |first=A |last=Nasevicius |coauthors=Ekker SC |date=2000 |title=Effective targeted gene 'knockdown' in zebrafish |journal=Nature Genetics |volume=26 |issue=2 |pages=216–20 |doi=10.1038/79951 |pmid=11017081 |language=en}}</ref>

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Tierversuchstyp]]
[[Kategorie:Gentechnik]]
[[Kategorie:Nukleinsäure-Methode]]

Knock-down - Versionsgeschichte

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