Gentechnologie

Gentechnologie

1. Was ist Gentechnik?

   • Teilgebiet der Biotechnologie
   • beschäftigt sich mit gezielter Veränderung des Erbmaterials

2. Risiken und Ängste

   • Stillstand in der heimischen Forschung
   • geringere Fortschritte bei Behandlung von unheilbaren Krankheiten
   • Wettbewerbsnachteil für Produzenten (wenn in anderen Ländern weniger strenge Gesetze wären
   • Einfluss genetisch veränderter Nutzpflanzen auf benachbarte (konventionelle) Felder
   • Störung des ökologischen Gleichgewichts
   • Auftreten neuer Krankheiten durch Verzehr von gentechnisch veränderten Lebensmittel
   • Auftreten neuer Krankheiten durch Freisetzung von gentechnisch veränderten Viren/Bakterien
   • "Erstellen" maßgeschneiderter Menschen (kein Eigener Wille mehr, Befehlen völlig gehorchen)

3. "Werkzeuge" der Gentechnik

   • Restriktionsenzym
     • zerschneidet DNA an spezifischer Basensequenz
     • durch Auswahl des passendes Restriktionsenzyms kann ein bestimmter Abschnitt heraus genschnitten werden
   • Ligasen
     • fügen den transferierten DNA-Abschnitt der DNA des Zielorganismus zu
   • Vektoren
     • transformieren die DNA-Abschnitte in eine andere Zelle (z.B. Viren oder Bakterien werden dafür verwendet
   • Genmarker
     • Verwendung für die Feststellung ob ein DNA-Abschnitt in der Zielzelle angekommen ist
     • sind Gene, die man leicht nachweisen kann und werden an einen Gen-Abschnitt angehängt
     • Beispiele
       • Luziferase-Gen
         • bringt Zielzelle zum leuchten
       • Antibiotika-Resistenz-Gen
         • ist die Zielzelle resistent dagegen wurde der Gen-Abschnitt transferiert

4. Methoden der Gentechnik

   • Gel-Elektrophorese
     • trennt DNA-Fragmente unterschiedlicher Größe
     • Gemische von verschiedenen DNA-Fragmenten werden auf einen Gel-Block aufgetragen und elektrische Spannung erzeugt
       • DNA-Fragmente bewegen sich dann unterschiedlich schnell durch das Gel
         • dadurch werden die Fragmente aufgetrennt
           • gewünschtes Stück kann herausgeschnitten oder rein heraus gewaschen werden
   • PCR
     • Polymerase Chain Reaction
     • für die Vervielfältigung von DNA-Abschnitten
     • DNA-Polymerase wird verwendet um nur das gewünschte DNA-Teilstück zu vervielfältigen
   • Klonierung
     • transgene Zelle wird durch Mitose vermehrt
     • entstandene Zellen = exakte Kopien der gentechnisch erzeugten Zellen
     • großer Anzahl gleicher Zellen oder ganze Organismus kann entstehen
   • DNA-Sequenzierung
     • Methode um Abfolge und Basen der DNA zu bestimmen
     • häufigste Methode: Sanger-Methode

5. Ablauf eines Gentransfers

   • 1.) aus Bakterium wird ein Plasmid isoliert (dient später als Vektor)
     • 2.) DNA wird aus Zelle (mit gewünschtem Gen) gereinigt und das gewünschte Stück wird heraus geschnitten
       • 3.) DNA -Stück wird in Plasmid gebaut (mit Hilfe der Ligasen)
         • 4.) Plasmid wird in Zielorganismus transferiert
           • 5.) Zelle vermehrt sich durch Teilung --> Klon entsteht

6. Verwendung der transgenen Organismen

   • kloniertes Gen wird aus Bakterium herausgenommen und einer Pflanze transferiert (Bakterium was Hilfsmittel um gewünschtes Gen zu kopieren)
   • Gen könnte Bakterium in Lage versetzen (z.B. Erdöl abzubauen und so das Meer von Schadstoffen reinigen)
   • Bakterium könnte zur Proteinproduktion eingesetzt werden (z.B. in der Medizin)