| Anwendung von Gentechnik
bei Pflanzen, Tieren und Menschen |
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Vorgehensweise:
Um die Gene einer Zelle überhaupt zu verändern, muß man natürlich erst einmal ein Gen in eine Zelle bringen. Dazu spritzt man mit einer Mikropipette das Fremdgen in die Zelle. Mit viel Glück wird dieses Gen dann durch Transformation in die zelleigene DNA eingebaut. Um zu überprüfen, ob das Gen wirklich vollständig eingebaut wurde kann man um dieses zwei weitere Gene mit Resistenzen gegen bestimmte Antibiotica einbauen; auf diese Weise kann man später auch die Zellen selektieren, die das Fremdgen nicht vollständig aufgenommen haben.
Eine Möglichkeit ein Gen in eine Zelle gezielt einzubauen ist, einen Virus oder ein Bakterium als "Gentaxi" zu verwenden. Dies funktioniert, da es bestimmte Viren und Bakterien gibt die ihre DNA an bestimmten Stellen der Zell-DNA einbauen. Entfernt man deren schädliche Gene und baut statt dessen das Gen ein, das man in die Zelle einbauen will, erhält man einen Vektor, der das Fremdgen in die Zelle einbaut. |
Anwendung bei Pflanzen:
Diese Technik wird heute hauptsächlich verwendet, um Pflanzen genetisch zu verändern. Bei diesen benutzt man als Vektor hauptsächlich das Agrobacterium tumefaciens, das sich in die pflanzliche DNA einbaut und in der Pflanze zu unkontrolliertem Wachstum führt. Wenn man das tumorauslösende Gen aus der Bakterien-DNA entfernt erhält man einen Vektor, mit dem man eine Fremd-DNA einschleußen kann. Das gelingt am besten bei Protoplasten, das sind junge Pflanzenzellen, deren Zellwand enzymatisch entfernt wurde.
Damit schafft man es zum Beispiel eine Pflanze gegen Herbizide, Pestizide oder Insektizide immun zu machen, damit man die Pflanzen mit noch giftigeren Substanzen gegen Schädlinge und Krankheiten spritzen kann. Die Immunisierung von Pflanzen gegen Schädlingsgifte hat aber auch negative Auswirkungen, denn wenn z.B. ein Insekt von einer solchen Pflanze frißt, kann es unter Umständen die Immunitätsgene in seine DNA aufnehmen und ist selbst gegen das Insektengift immun. Es würde die Immunität an seine Nachkommen weitergeben und man bräuchte bald ein neues Gift. Außerdem hat diese Methode auch noch den nachteiligen Effekt, daß immer mehr Gift verwendet wird, das sich schließlich auch auf Menschen auswirkt.
Man kann aber auch Gene einbauen die für schnelleres Wachstum sorgen oder für längere Haltbarkeit der Pflanzenfrucht. Mittlerweile ist die Gentechnik sogar soweit, daß man eine Tomate mit Erdbeergeschmack züchten könnte. |
Anwendung bei Tieren:
Auch bei Tieren kann man die Gentechnik anwenden. So kann man zum Beispiel in eine Maus das Gen für das Wachstumshormon von Ratten verpflanzen. Die Maus wächst dann schneller und wiegt schließlich doppelt soviel wie eine gewöhnliche Maus. Ebenso kann man auch Schweine durch das menschliche Wachstumshormon schneller wachsen lassen. Der Nachteil davon ist jedoch, daß die Gewichtszunahme für das Schwein eine große Belastung ist und wenn Kinder in der Wachstumsphase derartig verändertes Fleisch essen, kann es auch sein das auch sie durch die Wachstumshormongene deutlich größer werden.
Inzwischen ist es aber auch schon gelungen auf einer Maus ein menschliches Ohr wachsen zu lassen. Dies könnte in der Zukunft ein großer Vorteil für die Medizin sein. Man könnte Organe künstlich herstellen und diese dann transplantieren. |
Anwendung beim Menschen:
gentechnische Diagnose:
Auch beim Menschen wird Gentechnik bereits angewendet, vor allem zur genetischen Diagnose. Dazu wir die DNA durch Restriktionsenzyme an bestimmten Stellen geschnitten und anschließend durch Elekrophorese in ein Streifenmuster übertragen.
So kann man zum Beispiel bestimmte Basenfolgen in der DNA nachweisen, die auf Krankheiten hindeuten. Man kann dadurch zum Beispiel schon in der frühen Schwangerschaft nachprüfen, ob das Kind schwere Erbkrankheiten hat, wegen denen man eine Abtreibung in Erwägung ziehen sollte. Auch erwachsene Menschen kann man so auf die Veranlagung zu Krankheiten untersuchen. Aber auch hier gibt es eine negative Folge, die in Zukunft auftreten könnte. Firmenbosse könnten die DNA ihrer Bewerber untersuchen lassen und nur noch die einstellen, die keine Veranlagungen zu Krankheiten haben.
Durch die Einzigartigkeit der DNA eines Menschen kann man auf dieselbe Weise einen "genetischen Fingerabdruck" herstellen. Dies wird heute bereits zur Überführung von Gewaltverbrechern benutzt, indem man von Blut-, Sperma- und Speichelspuren am Tatort eine DNA-Analyse macht und diese mit der DNA von Verdächtigen vergleicht. |
genetische Veränderungen:
Auch in der Medizin wächst die Bedeutung der Gentechnik. Neben der vorher beschreibenen Genanalyse, ist inzwischen auch eine "somatische Gentherapie" möglich. Dabei werden genetisch erkrankte Körperzellen geheilt. Man entnimmt dazu dem Kranken einige der erkrankten Zellen und tauscht das defekte Gen der DNA dieser Zelle mit Hilfe von Vektoren durch ein gesundes aus.
Anschließend werden die Zellen künstlich vermehrt und dann wieder eingepflanzt. So kann man zum Beispiel Zuckerkranke heilen. indem man die defekten Inselzellen der Bauchspeicheldrüse, die kein Insulin mehr produzieren, zu einem großen Teil durch geheilte ersetzt. Durch eine ähnliches Prinzip wird auch eine durch den fehlenden Wirkstoff ADA verursachte Immunkrankheit therapiert. Dazu werden Knochenmarkszellen entnommen, mit einem Virus werden gesunde eingeschleust, und die so geheilten Zellen ins Knochenmark injiziert.
Inzwischen ist es auch schon gelungen derartige Krankheiten mit einer somatischen Gentherapie in vivo zu heilen, das heißt, man nimmt ein Medikament ein, daß dann mit Hilfe von Vektoren die Zellen direkt im Körper heilt.
Ein Nachteil dieser Art von Krankheitsbehandlung könnte sein, daß dabei nicht die Sperma- bzw. Eizellen therapiert werden, sondern nur die Zellen bei denen die Krankheit sich auswirkt. Wenn Patienten über die Behandlung schlecht informiert sind, könnte es sein, daß sie denken sie seien vollständig geheilt und dann Kinder in die Welt setzen, die wieder dieselbe Erbkrankheit haben. Dadurch die natüliche Selektion von kranken Familienstämmen wegfällt und die Menschheit immer kränker wird.
Wie vorher bereits erwähnt könnte man die Gentechnik in Zukunft vielleicht für oder anstelle von Transplantationen verwenden, in dem man ein Organ künstlich züchtet oder direkt am Körper nachwachsen läßt.
Mit der genetischen Therapie von ungeborenen Kindern in der frühen Schwangerschaft, wäre es möglich ist Erbkrankheiten während der Schwangerschaft durch genetische Veränderung der Keimbahnzellen vollständig zu heilen. Diese sogenannte Keimbahntherapie ist in Deutschland durch das Embryonenschutzgesetz mit Recht verboten. Auf die selbe Weise könnte man nämlich Kinder nach Wunsch herstellen aber auch zum Beispiel aggressive Supersoldaten oder ähnliches. Kleine Fehler bei Behandlungen von ungeborenen Kindern auf diese Art, könnten bereits zu großen Schäden und schweren Behinderungen beim Kind führen, wenn z.B. ein falscher DNA teil versehentlich zerstört wird oder beim Eingriff etwas schief geht.
Ähnlich funktioniert auch das Klonen. Dabei wird die DNA einer Körperzelle eines Tiers in eine DNA-lose Eizelle eingeimpft und das Kind ausgetragen. Es ist mit dem Tier, dessen DNA es hat, vollkommen identisch. Das Klonen von Menschen ist verboten. Aber auch beim Klonen gibt es Nachteile. Die so hergestellten Klone, die perfekt scheinen, wären alle gegen die selben Krankheiten anfällig und würden somit z.B. durch eine Bakterieninfektion ziemlich schnell alle auf einmal todkrank.
Insgesamt kann die Gentechnik durchaus positive Folgen haben, man muß jedoch gründlich über die Nachteile nachdenken, bevor man sich zu irgendeinem gentechnischen Projekt entschließt. |
| Quellen: Daumer "Genetik" (S. 128-134), "Molekulargenetik" (S. 72, 73) |
Datum: Mitte 1999
Fach: Biologie
Jahrgangsstufe: K12 (Gymnasium)
Schule: Heinrich-Heine-Gymnasium, München
Note: 1
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