5.4 Anwendungen der Gentechnik und 6 Reproduktionsmedizinhot!

5.4 Anwendungen der Gentechnik
1. Methoden des Gentransfers: Wie wird die Fremd-DNA in Wirtszellen übertragen?
(Schroedel S. 459):
a) Viren
b) Ti-Plasmid des Agrobacteriums tumefaciens (nur bei Pflanzen)
c) Mikroinjektionen (z. B. bei Säugetieren in den Spermiumvorkern)
d) Liposomen
e) Partikelpistolen, die mit Fremd-DNA beschichtete Goldpartikel in Zellen (auch durch
Zellwände hindurch) schießen.
2. Anwendungsgebiete: Wohin und wozu wird die DNA übertragen? (Buch S. 457-460)
a) in Mikroorganismen (Bakterien, Hefen, auch Säuger-Zellkulturen)
Ziele: Herstellung von Enzymen und anderen Proteinen, z. B. Medikamente wie Insulin,
Gerinnungsfaktoren, Impfstoffe etc.
b) in Pflanzen: grüne Gentechnik
Ziele: schon verwirklicht:
am häufigsten Resistenzen gegen Unkrautvernichtungsmittel (Herbizide),
Widerstandsfähigkeit gegen Schädlinge (z. B. Gift des Bacillus thuringiensis (Bt-Toxin)
gegen die Larven des Maiszünslers),
Antimatschtomate (mit Hilfe von Antisense-RNA),
Einbau von Genen zur Vitamin-A-Produktion in Reis
geplant: Enzyme zur Stickstofffixierung aus Knöllchenbakterien,
Impfbananen: Ihnen sollen Teile der DNA von Krankheitserregern eingebaut werden, so dass
man nach Verzehr der von den Bananen produzierten Erregerproteine (Antigene) eine
Immunität gegenüber dem Erreger entwickelt.
c) in Tieren:
Ziele: Produktion des Genprodukts (Protein) der eingebauten DNA, z. B. Alpha-1Antitrypsin, und Ausscheidung mit der Milch
größere Erträge durch Einbau von „Wachstumsgenen“ in fleischliefernde Nutztiere (die
Grenzen scheinen aber durch die herkömmlichen Zuchtmethoden oft schon ausgereizt zu sein,
gentechnisch veränderte Schweine mit menschlichem Wachtumsgen litten zudem auf Grund
des hohen Gewichtes an Arthrose)
angewandt bei Lachsen, die die normalen verdrängten (ökologisches Problem)
d) Einbau in menschliche Körperzellen (somatische Gentherapie): Das betroffene Gen wird z.
B. in Stammzellen des Knochenmarks (Blutbildung) ausgetauscht, bzw. die Information für
ein therapeutisches Gen eingebaut. Verändert, d. h. geheilt sind nur die manipulierten Zellen
und die Zellen, die durch Mitose aus den manipulierten hervorgegangen sind, nicht aber die
Nachkommen des betreffenden Individuums. Für die somatische Gentherapie bieten sich
daher nur Krankheiten an, die nur bestimmte Zellen betreffen. (vgl. Beispiel auf S. 460
Schroedel)
Erbkrankheiten, für die gentherapeutische Eingriffe entwickelt werden:
Erbkrankheit
Produkt des intakten Gens
Zielzellen
Thalassämie
Hämoglobin-Bestandteile
Knochenmarkszellen
Hämophilie A
Blutgerinnungsfaktor VIII
Leber- oder
Bindegewebszellen
Hämophilie B
Blutgerinnungsfaktor IX
Leber- oder
Bindegewebszellen
Hypercholisterinämie
LDL-Rezeptor
Leberzellen
Muskeldystrophie
Muskelprotein Dystrophin
Muskelzellen
e) Einbau in menschliche Keimzellen (Keimbahntherapie):
Würde man in den Samen- oder Eizellen oder der Zygote Gene ersetzen bzw.
therapeutische Gene einbringen, so wären alle Zellen des entstehenden neuen Menschen
verändert. In Deutschland ist dies durch das Embryonenschutzgesetz verboten (auch
Gefahr der Menschenzüchtung)
f) Gendiagnose: Heute häufig mit Hilfe von DNA-Chips, siehe Schroedel S. 460
6.1 Reproduktionstechnik (Schroedel S. 462-465)
1. Künstliche Befruchtung = Befruchtung im Reagenzglas (IVF)
2. Stammzelltechnik
3. Klonen + therapeutisches Klonen
6.2 Diagnoseverfahren am Ungeborenen
1. Fruchtwasseruntersuchung
2. Chorionzottenbiopsie
3. PID = Präimplantationsdiagnose: Untersuchung von einzelnen Zellen des durch IVF
entstandenen Embryos, bevor dieser in die Gebärmutter gebracht wird.