Geentechnik

Verglach tëscht nomaler Zuucht (lénks) a geentechnesch manipuléierter (transgeenesch an cisgeenesch)

D'Geentechnik ass eng Method bei där d'Ierfgutt mat Hëllef vu konkreeten Agrëff modifizéiert an nei kombinéiert gëtt. D'Resultat dovu si geentechnesch verännert Organismen (GVO). Bei der Verännerung a Kombinéierung vun DNA-Sequenze gëtt tëscht der in vitro- (z. B. am Reagenzglas) an in vivo-Method (a liewegen Organismen) ënnerscheet. Dobäi kënnen d'Agrëff entweeder bannent enger Aart, wéi och iwwer d'Aartgrenzen eraus gemaach ginn. Dat ass méiglech, well all d'Liewewiesen de selwechte geneetesche Code benotzen, vun deenen et nëmmen e puer Ausnamefäll gëtt. D'Zil vun der Geentechnik ass zum Beispill d'Verännerung vu Kulturplanzen, d'Hierstelle vu Medikamenter oder d'Geentherapie.

Obwuel et grouss Gemeinsamkeete bei den ugewannte Methode gëtt, ënnerscheet een dacks nach tëschent den Uwendungsberäicher:

• Gréng Geentechnik (Uwendung bei Planzen)
• Rout Geentechnik (Uwendung an der Medezin)
• Wäiss Geentechnik (Uwendung an der Industrie)
• Gro Geentechnik (Uwendung speziell an der Offallwirtschaft)
• Blo Geentechnik (Uwendung op d'Liewewiesen vum Mier)

Geschichtleches

Virun 8000 Joer gouf am haitege Mexiko d'Ierfgutt vun Teosinten, duerch d'Kombinatioun vun natierleche Mutatioune sou verännert ^[Source?], datt d'Virleefer vun den haitege Maiszorten entstane sinn. Doduerch gouf net nëmmen den Ertrag erhéicht, mä och d'Pilzresistenz verbessert.

Kënschtlech Mutatioune fir Zuuchtzwecker goufe bannent der konventioneller Landwirtschaft gemaach, andeems Keimen enger staark ioniséierter Stralung oder aneren Aflëss, déi d'Gene veränneren (Mutagenen), ausgesat goufen, fir Mutatiounen am Ierfgutt méi séier wéi ënner natierleche Bedingungen ervirzeruffen. De Som gouf geséit an déi Planzen, déi déi erwënscht Eegenschaften haten, goufe weider geziicht. Ob bei deem Prozess nach aner, onerwënscht Eegenschaften entstane sinn, gouf allerdéngs net systematesch iwwerpréift. Déi Technik gouf bei bal alle Planzenzorten an och bei verschiddenen Déierenaarten ugewannt, mä den Erfolleg louch tëschent 0,5 an 1 %. Bei den Déieren ass déi Method iwwerhaapt net ze gebrauchen. Bei dëse Virleefer vun der Geentechnik enthält de verännerten Organismus allerdéngs keng kombinéiert DNA.

Déi eigentlech Geschicht vun der Geentechnik huet ugefaange wéi de Ray Wu an d'Ellen Taylor 1971, mat Hëllef vun 1970 entdeckten Restriktiounsenzymen, eng Sequenz vun 12 Puer Base vum Genomenn vun engem Lambdavirus ofgetrennt hunn. Zwee Joer méi spéit goufen déi éischt geneetesch verännert Bakteerie kreéiert, andeems Plasmid mat vereenter viraler a bakterieller DNA an d'Daarmbakteerium Escherichia coli ageschleist gouf. Als Folleg vun dëse Fortschrëtter war am Februar 1975 d'Asilomar-Konferenz a Kalifornien. Op der Konferenz hunn 140 Molekularbiologen aus 16 Länner iwwer d'Sécherheetsoplagen, ënnert deene weider Fuerschunge gemaach soll ginn, diskutéiert. D'Resultater waren d'Grondlag fir d'staatlech Reegelungen an der USA an duerno och a villen anere Staaten. 1977 ass fir d'éischt d'geneetesch Hierstellung vun engem mënschleche Protein an enger Bakteerie gelongen. Am selwechte Joer entwéckelen den Walter Gilbert, Allan Maxam an Frederick Sanger onofhängeg vunenee Methode fir eng méi effizient DNA-Sequenzéierung. Si goufen 1980 fir hir Aarbecht mam Nobelpräis an der Chimie ausgezeechent. Um Enn vun den 1970er Joren entdecken de Marc Van Montagu an de Jeff Schell d'Méiglechkeet, fir mat Hëllef vum Agrobacterium tumefaciens Genen an eng Planz anzeschleisen a leeën domat de Grondstee fir déi gréng Geentechnik.

1980 huet den Ananda Chakrabarty an den USA dat éischte Patent op eng GVO ugefrot, vun deenen d'Zouloossungsverfahre bis virun de Supreme Court gedroe goufen. Dat huet 1981 entscheet, datt de Fait datt Mikroorganisme lieweg sinn, keng gesetzlech Bedeitung fir den Zweck fir d'Patent-Recht huet an domat gouf de Wee fir d'Patentéiere vu Liewewiese fräi. 1982 koum mam Insulin dat éischt geentechnesch verännert Medikament op de Maart. 1982 gouf mam Bakteriophagë Lambda den éischte Virus a senger vollstänneger DNA-Sequenz verëffentlecht. 1983 huet d'Kary Mullis d'Polymerase-Kettereaktioun entwéckelt, mat deem DNA-Sequenze multiplizéiert kënne ginn an huet dofir de Nobelpräis an der Chimie kritt. 1985 goufe geentechnesch manipuléiert Planzen an den USA patentéierbar an doduerch koum dat éischt Fräisetze vu geneetesch manipuléierbare Bakteerien (ice minus bacteria). 1988 gouf dat éischt Patent fir e geentechnescht verännert Mamendéier, eng Kriibsmaus, verginn.

Vum Hierscht 1990 un, gouf am Humangenomprojet ugefaangen, de ganze Genom vum Mënsch ze sequenzéieren. De 14. September 1990 gouf déi weltwäit éischt Geentherapie un engem 4järege Meedchen duerchgeféiert. Am Joer 1994 koumen am Vereenegte Kinnekräich an an den USA geentechnesch verännert Flavr-Savr-Tomaten op de Maart.

Am Joer 1996 goufe fir d'éischt Kéier transgen Sojabounen an den USA ugebaut. Den Import vun dëse Sojabounen an Däitschland huet zu éischten ëffentleche Kontroversen iwwert de Gebrauch vu Geentechnologie an der Landwirtschaft gefouert. Greenpeace huet am Hierscht 1996 e puer illegal Protestaktiounen duerchgefouert, wéi d'Behënnerung vum Verlueden a vun der Beschrëftung vun der Fracht op Schëffer.

D'Firma Celera an International Genetics & Health Collaboratory huet 2001 behaapt, de mënschleche Genom, parallel zum Humangenomprojet, vollstänneg entschlësselt ze hunn. Mä hir Sequenzéierung war net vollstänneg. Ee Joer méi spéit gouf deen éischten a senger Keimbunn verännerte Primat gebuer.

Uwendungen

Gréng Geentechnik

Déi meescht Gene vu Planzen hu bis elo nach eng onbekannt Funktioun. Fir déi erauszefannen, mussen Experten ënner anerem d'Steierung vun dëse Gene modifizéieren. D'Effekter vun de Gene ginn dann duerch e Verglach vun dräi Planzepopulatioune versicht z'erklären. Eng bekannt Technik ass ënner anerem d'RNA-Interferenz. Gemeinsam hunn d'Techniken all, datt se eng RNA mat duebele Sträng produzéieren, déi der Planz e "Befeel" gëtt "normal" Ribonuklengsaieren vum ënnersichte Geen ofzebauen.

Ausserdeem gehéieren och deskriptiv Techniken zur Standardausrëschtung vun der geentechnescher Planzefuerschung. Dobäi gi Gene gekloont an duerno kann een dann d'Heefegkeet vun Transkripten (Bauuleedung vu Proteinnen) bestëmmen.

De Geentransfer mat Hëllef vum Agrobakteerium ass och eng wichteg Technik. Mat där geentechnescher Method ginn eenzel Ierffaktore vun Zelle vun Organismen an d'Zelle vun engem aneren Organismus agebaut.

D'Zellefusioun (somatesch Hybridiséierung) erlaabt et, gewënscht Charakteristike vu verschiddenen Eltereplanzen ze kombinéieren. Am Verglach zum Agrobakteerium-vermëttelte Geentransfer musse bei dëser Technik keng spezifesch Gene identifizéiert an isoléiert ginn. Ausserdeem gëtt domat d'Aschränkung vun der Transformatioun (Geentransfer) iwwerwonnen, nëmme wéineg Genen an engem virgesinnen Ierfgutt ageféiert ze kënnen. Bei der Zellfusion kann och d'Chromosomunzuel vun den Zelle multiplizéiert ginn, also d'Zuel vun de Chromosomensätz (Ploidiegrad) erhéicht ginn. Dës kann d'Ertragsfäegkeet vu Planzen eropdrécken (Heterosiseffekt). Molekular Markeren oder biocheemesch Analyse gi benotzt, fir aus der Zellfusioun (somatesch Hybridiséierung) ervirgaange Planzen ze charakteriséieren an ze selektionéieren.

Rout Geentechnik

Eng vun de gentechnesche Methoden an der rouder Geentechnologie ass d'Geentherapie. Hei gëtt versicht Krankheeten déi duerch defekt Gene verursaacht sinn, duerch d'Austausche vun dëse Genen ze heelen.

• Bei der ex vivo Geentherapie ginn de Patienten Zellen erausgeholl, geentechnesch verännert an dann erëm agesat.
• Bei der in vivo Geentherapie gëtt de Patient direkt mat der Korrektur-DNA an engem Vektor behandelt (z. B. Retroviren), déi d'DNA an dem Genom vun den Zilzellen etabléiere soll.

Biotechnologesch Medikamenter gi mat Hëllef vun transgenen Organismen (Mikroorganismen, Notzdéieren oder Pharmaplanzen) hiergestallt.

Wäiss Geentechnik

Duerch geziilt Evolutioun gi Stämm vu Mikroorganisme geschaf an duerch hir Produiten, déi dacks mat Hëllef vu Screening hiergestallt goufen, erausgesicht. Déi Virgäng ginn a reegelméissegen Zykle widderholl, bis déi erwënscht Verännerungen antrieden. Fir déi Organismen erauszesichen, déi net kultivéiert kënne ginn, gëtt de Metagenom, dat heescht de Genom vun engem Liewensraum oder vun engem Biotop a senger Gesamtheet ënnersicht. An de Metagenome kann ee Biokatalysatore fannen, déi bis zu där Zäit onbekannt Reaktioune katalyséiere kënnen a sou nei Stoffwiesselprodukter bilden.

Fir d'Plasmid-DNA a Bakteerien anzeschleise ginn ënner anerem d'Eegenschafte vum Calciumchloriid benotzt, fir d'Membran vun Zellen duerchlässeg ze maachen.

Kuckt och

• Geentechnesch verännerten Organismus

Um Spaweck

Commons: Geentechnik – Biller, Videoen oder Audiodateien