Was ist Gentechnik?

Kann Gentechnik alle Krankheiten heilen oder schaffen die Forscher nur Monster? Die Wahrheit ist in der Mitte. Bild: CanStockPhoto

In der Gentechnik werden Gene isoliert, gelesen, kopiert, verändert, neu kombiniert und von einem Lebewesen auf ein anderes übertragen. Die Gentechnik wird in der Forschung, in der Medizin und für die Herstellung von gentechnisch veränderten Pflanzen gebraucht.

Zur Erinnerung: Alle Lebewesen besitzen ein Buch (DNS) in ihren Zellen, das mit den Buchstaben A, C, G und T geschrieben ist. Ein Gen entspricht einem Satz in diesem Buch.

Mit Gentechnik ist es möglich, gezielt Veränderungen in diesem Buch vorzunehmen, z.B. einen Satz einzufügen. Der ursprünglichen DNS wird ein zusätzliches Gen eingesetzt.

Eine solche Gen-Übertragung funktioniert auch zwischen Lebewesen, die nicht miteinander verwandt sind. So ist es z.B. möglich, ein Gen eines Bakteriums in die DNS einer Pflanze einzufügen.

Wie mit jeder neuen Technik sind auch mit der Gentechnik übertriebene Hoffnungen und Ängste gleichzeitig verbunden. Die Vorstellung, mittels Gentechnik könne man alle Krankheiten und den Hunger aus der Welt schaffen, ist genau so falsch wie die Vorstellung, Gentechniker würden in ihren Labors Monster schaffen.

Dieser Beitrag integriert Inhalte von der ehemaligen Website gene-abc.ch, die im Jahr 2016 von SimplyScience übernommen wurde. Das Gene ABC war eine Initiative des Schweizerischen Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (SNF) und umfasste auch eine Reihe von YouTube-Videos.

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Werkzeuge der Gentechnik

Gentechnische Arbeiten werden in einem Molekularbiologie-Labor durchgeführt. Die wichtigsten Werkzeuge für die Forscherinnen und Forscher sind bestimmte Enzyme und verschiedene „Gen-Transporter“, die DNA-Stücke in eine Zelle hineinschleusen.

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Bakterien und Viren als Hilfsmittel der Gentechnik

Bakterien und Viren sind interessant für die Gentechnik, weil man aus ihnen Werkzeuge gewinnt, die auch bei der Arbeit mit anderen Zellen benutzt werden.

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DNA isolieren

Damit Biologinnen und Biologen mit Genen oder Gen-Stücken arbeiten können, müssen sie im Labor die DNA aus der Zelle herausholen. Man sagt: Die DNA wird isoliert.

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DNA in Stücke schneiden (DNA-Restriktion)

In der Forschung interessiert man sich oft für ein bestimmtes Gen und benötigt deshalb nur ein kleines Stück der gesamten DNA in einer Probe. Mit Restriktionsenzymen lässt sich die DNA zerschneiden.

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Menschliche Gene in Bakterien einschleusen

Für gewisse gentechnische Versuche und Anwendungen schleust man fremde Gene, zum Beispiel menschliche DNA, in Bakterien ein.

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Gentechnisch veränderte Mäuse

Nicht nur Bakterien, auch Pflanzen und Tiere können gentechnisch so verändert werden, dass die Herstellung bestimmter Proteine unterdrückt wird oder zusätzliche produziert werden.

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Gene kopieren: Die Polymerase-Kettenreaktion

Die Polymerase-Kettenreaktion ist eine Methode, mit der ein bestimmtes Gen oder ein Gen-Abschnitt auf der DNA innert kurzer Zeit tausendfach kopiert werden kann.

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DNA buchstabieren: Sequenzierung

Manche wissenschaftlichen Fragen lassen sich nur beantworten, wenn die genaue Abfolge der Buchstaben in einem Gen oder Gen-Abschnitt bekannt ist. Dazu muss die betreffende DNA zuerst vervielfältigt werden.

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Der genetische Fingerabdruck

Das Muster der feinen Linien auf den Fingerkuppen ist bei allen Menschen unterschiedlich. Genauso gibt es im Erbgut Abschnitte, die sich bei allen Menschen unterscheiden und die einen „genetischen Fingerabdruck“ darstellen.

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Genomeditierung mit CRISPR/Cas9

CRISPR/Cas9 ist eine Methode, die in nur wenigen Jahren nicht nur die Gentechnik, sondern die Molekularbiologie im Allgemeinen einen Sprung nach vorne gebracht hat. Die Methode wird angewandt, um DNA an spezifischen Stellen zu verändern, man spricht dabei auch von Genomeditierung.

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