© R.Wagner
BASIS-INFORMATIONEN GENETIK  


  1. ZELLAUFBAU:
- Zellkern mit DNA (charakteristisch für alle lebenden Organismen)
- Mensch besteht aus 10 hoch 15 (eine Eins mit 15 Nullen) Zellen
- DNA-Bausteine: 4 Nukleotide (Basen A C G T) = Bauplan für jedes Gen
- Menschliches Genom (Summe aller Gene): 3 Mrd. Basenpaare=100 000 Gene
- Gen (Steuerbefehl) besteht aus einer Kette von Aminosäuren (7-5000)
- Gene sind zusammengefasst in Chromosomen (Softwarepakete / 2x24)
- Gene sind verantwortlich für den Bau von Proteinen ( Eiweisse/Aufbaustoff 
  für Zellen)

2. GEZIELTE SUCHE NACH GENEN
- Produziert werden soll z.B. HIRUDIN ( Blutverflüssigungsstoff für 
  Infarktpatienten).
- In der Natur kommt Hirudin als Wirkstoff in Blutegeln vor.
- Um einen Patienten zu behandeln, bräuchte man p.d. 6000 Blutegel!
- Ziel: Suche in der Blutegel DNA nach dem Steuerungs-Gen für Hirudin. - Dieser Prozess wird durch biochem. Verfahren nach try & error durchgeführt. - Einbau(Klonierung) dieses Gens in ein Bakterium, das sich in BIO-Fermentern rasant schnell vermehren lässt.: - z.B. Hefepilze oder E.Coli, ein Darmbakterium: bei einer Kettenreaktion würde E.Coli nach 72 Stunden die Masse der Erde erreichen - Das richtige Gen wird durch sog. RESTRIKTIONSENZYME herausgeschnitten. - Um das Gen in ein Produktionsbakterium einzuschleusen, werden PLASMIDE, sog. GEN-Taxis benötigt. - Das Plasmid mit dem "Hirudin-Gen" wird in ein E.Coli Bakterium eingeschleust, dieser Vorgang wird als TRANSFORMATION bezeichnet. - In einer Nährlösung werden Kolonien mit diesem Wirkstoff (Klon) gezüchtet, die Lösung ist mit Antibiotika so präpariert, daß nur die richtigen Bakterien überleben. - Denn: alle Bakterien nehmen das Plasmid auf, aber von 10 000 ist nur eines funtionstüchtig. 3. ANWENDUNGEN a. REKOMBINANTE PROTEINE (in Fremd-Organismen neu hergestellte Stoffe, die die Abwehr gegen Erreger und Tumorzellen aktivieren) - Interferon (Aktivierung des Immunsystems bei Krebs/Rheuma-Erkrankungen) - Insulin (bei Diabetes und Unverträglichkeit von tierischem Insulin) - Interleukin (gegen Nierenkrebs bräuchte man für den Wirkstoff Blut von 150 000 Spendern, gentechnisch hergestellt, genügen 10 kg Fermenter-Masse) - Bluterkrankheit (Blutgerinnungsfaktor VIII) b. MOLEKULARE TESTSYSTEME Suche nach Arzneimitteln ( PHARMA-TARGETS), die ohne Nebenwirkungen nur an ein Protein anbinden. Somit wären auch Tierversuche überflüssig (die "KNOLL AG" benötigt z.B. 100 000 Tiere p.a. in der Forschung). c. TRANSGENE PFLANZEN / TIERE Pflanzen: Gentechnisch veränderte Pflanzen wachsen heute auf ca. 20 Mio Hektar Anbaufläche. - Mais, Weizen, Reis-Pflanzen, die resistent gegen Schädlinge sind. - Pflanzen, die Schädlingsbekämpfungsmittel selbst produzieren. - Pflanzen, die Hitze und Dürre überleben. - Erdbeersorten, die Nachtfrost überstehen. - Neue, in der Natur so nicht vorkommende Blumensorten (farbmodifizierte Betunien). - Umbau von Pflanzen mit optimaler Nährstoff/Pharmazeutika-Konzentration: Bananen mit Impfstoff gegen Viren Kartoffeln mit Impfstoff gegen Koli-Bakterien Tomaten mit mehr Beta-Carotin gegen Krebs Soja/Reis mit erhöhter Aminosäue (gegen Hungertod) Tiere: - Ziele der Forschung sind nicht eierlegende Woll-Milch-Säue, sondern: - Genetisch veränderte Mäuse mit künstlichen Krebs-Genen (um Krankheitsverläufe beim Menschen zu beobachten/ um z.B. ALZHEIMER so zu erforschen, bräuchte man 50 Jahre; mit Tierversuchen nur 2 bis 3 Jahre) - Einnutzungstiere: z.B. Schweine mit menschl. Entwicklungs-Gen, die bis zu 800 kg schwer sind - Pharma-Protein erzeugende Tiere, z.B. Interferon aus Schafsmilch - Xenografts: Tiere werden genetisch so verändert, daß ihre Organe vom Menschen ohne Abstoßung des Fremdgewebes bei Organtransplantationen angenommen werden 4. LEBENSMITTEL (Vgl. dazu AB"Gentechnik im Supermarkt") - Die Gentechnik hält zunehmend Einzug in der Lebensmittelindustrie. - Vor allem die Herstellungsverfahren für Zusatzstoffe, Enzyme und pflanzl. Rohstoffe werden zunehmend durch Gentechnik optimiert. - Hier kann Gentechnik angewendet worden sein: Planzenöl, Pflanzenfett, Rapsöl, sämtliche Soja-Produkte (damit auch in Margarine, Schokolade...) Dextrose, Frucftose; Maiskeimöl, Maismehl, Sirup, modifizierte Stärke, Sorbit, Zuckerkulör, Tomaten, Tomatenpüree ... - Functional Food/Nutraceuticals: - Hafertrunk mit Mikroorganismen gegen Magenbeschwerden - Eier mit ungesättigten Fettsäuren gegen Herzinfarkt - Quark/Joghurt mit spez. Milchsäurebakterien zur Verbesserung der Darmflora - Brot mit hormonähnlichen Wirkstoffen gegen Wechseljahrbeschwerden - Sojachips mit Wirkstoffen gegen Herzinfarkt 5. GENOMANALYSE Experten schätzen, daß bis zum Jahr 2005 sämtliche Basenpaare der menschlichen DNA entschlüsselt sind. Somit wären alle Erbinformationen in Datenbanken erfasst. Die große Gefahr dieses Wissens besteht darin, daß sensible Daten (Dispositionen für somatische oder psychische Krankheiten) an Versicherungen, Arbeitgeber, Polizei etc unbefugt weitergegeben werden könnten und daß dieses Wissen um das Genom zwar zu maximaler Diagnosemöglichkeit führt, in der Therapie aber allen Erwartungen hinterherhinkt (z.B. bei der Krebsbekämpfung). Vorteile lassen sich jetzt aber auch schon bei der 100% sicheren Ermittlung von Straftätern mit Hilfe des genetischen Fingerabdrucks erkennen (oder z.B. bei der Identifizierung von Opfer bei Flugzeug-abstürzen...). 6. GENTHERAPIE (SOMATISCHE- / KEIMZELLEN-) Somatische Gentherapie Durch die Reperatur defekter Gene im Menschen (z.B. werden Rückenmarks-Zellen genetisch verändert und dann dem Patienten injiziert) sollen in Zukunft Tumor-, Rheuma-, psychotische Erkrankungen (wie z.B. Schizophrenie, Depression ...) geheilt werden. Keimzelltherapie Im Gegensatz zu der somatischen Gentherapie werden die genmanipulierenden Eingriffe in Keimzellen (beachte diverse AB´s zur Reproduktionsmedizin) vorgenommen, die wiederum an alle Nachkommen weitergegeben werden. Daraus ergeben sich sehr große ethische Probleme! Ebenso ist es auch mehr als bedenklich, sog. Verhaltensgene zu verändern, dh. Gene, die Angst, Aggression, Depression ... steuern. Aus den Forschungsergebnissen der Humangenetik, Biomedizin und Psychologie wird immer klarer, daß das menschliche Verhalten, Persönlichkeitseigenschaften wie z.B. das Temperament, wesentlich durch unser Erbgut gesteuert wird.