Gentechnik – Allgemein
Julian Waldner


1.1: Der Aufbau der Zelle


Alle Lebewesen bestehen, was das Materielle betrifft, aus Zellen (bis auf Viren, die allerdings auch nicht voll zu den Lebewesen zählen, dazu später).
Als Zelle bezeichnet man die kleinste lebens- und vermehrungsfähige Einheit, sie hat alles in sich, was sie braucht, um wachsen und sich vermehren zu können. Auf einen Stecknadelkopf passen bequem einige 10.000 durchschnittlich großer Zellen – und jede für sich entspricht einer kompletten chemischen Fabrik mit Steuerzentrale, Kraftwerken, Produktionsstätten usw.
Es gibt Lebewesen, die aus einer einzigen Zelle bestehen (Einzeller, wie Bakterien) und andere, die aus einer schier unglaublichen Vielzahl von Zellen zusammengesetzt sind. Der menschliche Körper besteht z.B. aus ca. 100 Billionen Zellen.

Die verschiedenen Zellen variieren stark, sind aber alle nach dem gleichen Prinzip aufgebaut:

Sie alle umgibt eine Zellhülle aus einer Fettschicht, so dass sich Flüssigkeiten im Innern nicht mit äußeren vermischen, diese Funktion übernehmen im Innern die Biomembranen.
Das Innere wird größtenteils vom Zellplasma, einer Flüssigkeit, in der wichtige biologische „Baustoffe“ gelöst sind, ausgefüllt.
In dieser Flüssigkeit befinden sich die Organellen.
Organellen sind für verschiedene Stoffwechselleistungen verantwortlich. Die wichtigsten Organellen sind die Ribosomen (erste Eiweißproduktion), das Endoplasmatische Retikulum (Eiweißproduktion und -verbesserung), der Golgi-Apparat (Eiweißendproduktion), die Mitochondrien (Energieproduktion), die Lysosomen (Vernichtung von Fremdkörpern und Abfällen) und die Vesikel (Transport).
Last but not least haben alle Zellen (außer rote Blutkörperchen und Bakterien) einen Zellkern, von dessen Inhalt der folgende Abschnitt handelt.




1.2: Die DNA


Der Zellkern enthält wiederum einen Kern, den Nucleolus. In dem befindet sich wiederum, aufgeteilt in 46 Chromosomen, die DNA (deutsch: DNS, Desoxyribonukleinsäure).
Die DNA ist ein Makromolekül, also ein Gebilde aus Milliarden von Atomen. Sie sieht aus, wie eine in sich gedrehte Strickleiter (Doppelhelix, von griechisch helix: Spirale).
Die äußeren „Stricke“ bestehen dabei aus Zucker und die „Sprossen“ bestehen aus jeweils einer der beiden folgenden Kombinationen von Basen: Adenin und Thymin bzw. Cytosin und Guanin.
So simpel ist unser Erbgut geschrieben. Es gibt nur 4 „Buchstaben“, deren drei bilden ein „Wort“, von denen es demnach genau 64 gibt. Die „Sätze“, die sich aus diesen „Worten“ bilden lassen heißen Gene.
Zu schnell ? Also, nochmal:
Die Information im Innern jeder einzelnen Zelle, für den gesamten
Organismus, liegt in Form von Kombinationen von vier unterschiedlichen Basen vor.
Drei Paare dieser Basen bilden eine Informationseinheit, ähnlich einem „Wort“.
Was sagen diese „Worte“? Eines oder mehrere steht für eine von 20 Aminosäuren. Aminosäuren sind die Bestandteile von Eiweißen (auch Proteine genannt).
Das gesamte Erbgut besteht also aus Anweisungen für Aminosäuren. Die Anweisungen werden mit einem speziellen Botenmolekül in die Ribosomen geschafft und dort werden die entsprechenden Aminosäuren aneinandergehängt, im Golgi-Apparat gefaltet und dann als fertiges Eiweiß von den Vesikeln aus der Zelle geschleust.
Um die Verwirrung komplett zu machen, gibt es natürlich auch hier Ausnahmen: Manche „Wörter“ am Anfang oder Ende von Genen beschreiben gänzlich andere Sachen, beispielsweise die Anfang und Ende eines Eiweißes, Aufgaben von Zellen oder welche Eiweiße wann hergestellt werden sollen.
Es kommt noch schlimmer: unter 5 % unseres Erbgutes werden verwendet. Der Rest ist nach Meinung einiger Forscher „evolutionärer Datenmüll“, sicher kann das aber niemand sagen.
Das Erbgut des Menschen besteht insgesamt aus etwa 3,2 Mrd. Basenpaaren, eine unglaubliche Informationsmenge (etwa der Inhalt 1000 tausendseitiger Bücher oder eines Wortes von Berlin bis Peking!).
Übrigens: Mit anderen Lebewesen teilen wir erstaunlich viel Erbmaterial: E. coli-Bakterium 7%, Hefe 23 %, Fruchtfliege 36 %, Zebrafisch 85%, Maus, Ratte 90% und Schimpanse sogar 98% ! Untereinander unterscheiden wir uns in etwa 0,1 % unserer DNA. Das heißt aber noch lange nicht, dass wir alle praktisch gleich sind; die verbleibenden 0,1 % sind Raum genug für 3,2 Millionen „Buchstaben“ (= stattliche 43.200.000 Kombinationen). Auch wenn das meiste gleich ist, die Unterschiede sind nicht gering.



1.3: Veränderung der DNA


Millionen Jahre lang veränderte sich die DNA der Lebewesen nur durch Fortpflanzung und gelegentliche Mutation. Doch seit einigen Jahren hat der Mensch die Möglichkeit alles durcheinander zu werfen. Denn egal ob Wal, Mücke, Mensch oder Spinne, sie alle haben das gleiche mikrobiologische System von Zellen, DNA usw. und der Mensch kann Komponenten des einen Erbguts in andere Organismen einpflanzen.

Bei Untersuchungen am Bakterium Escherichia coli (E. coli), dem mittlerweile bestuntersuchten Mikroorganismus der Welt, fielen den Forschern Enzyme (Biokatalysatoren, d.h. spezielle Eiweiße, die ganz bestimmte Substanzen anregen miteinander zu reagieren) auf, welche eindringende Fremd-DNA an ganz bestimmten Stellen zerschnitten, um sie unwirksam zu machen. Diese „Scheren“ (DNAsen) waren ein Geschenk Gottes für die Gentechniker – endlich konnte man DNA nicht nur untersuchen, sondern auch verändern. Bald hatte man auch die passenden „Kleber“ (DNA-Ligasen) gefunden.
Jetzt war die Möglichkeit gegeben, Gene eines Organismus in einen fremden Organismus einzuschleusen und diesen nach den entsprechenden Genen arbeiten zu lassen (der Organismus ist „transgenetisch“). Es schien nicht gleich so, aber es war eine der größten Entdeckungen in der Menschheitsgeschichte.
Jetzt konnte man z.B. Bakterien menschliches (!) Insulin für Diabetiker herstellen lassen.
Das war noch lange nicht alles.
Jede einzelne Zelle eines Organismus transgenetisch zu verändern wäre ein Ding der Unmöglichkeit. Man kann zwar die befruchtete Eizellen verändern, dann ist der gesamte heranwachsende Organismus transgenetisch verändert, aber um bereits ausgewachsenen Organismen transgenetisch verändern zu können, braucht man neue Methoden.
Beispielsweise bei einer genbedingten Krankheit am Menschen. Es gibt hier zwei Hauptmethoden der Gentherapie: Entweder werden zuvor entnommene und gentechnisch veränderte Zellen wieder in den Körper gegeben oder man bedient sich einer „Genfähre“, die Fremd-DNA an ihren Bestimmungsort im Zellinneren bringt, eines sogenannten Vektors. Diese Genfähren, eine Art Trojanisches Pferd, in dem sich die Fremd-DNA verbirgt, können verschiedener Art sein: Plasmide (ringförmige DNA-Abschnitte aus Bakterien) oder Viren. Viren bräuchten leider noch ein Kapitel für sich. Kurz gesagt bestehen Viren aus einer Hülle aus Eiweißen und Fetten und einem Abschnitt DNA, den sie in fremde Zellen schleusen. Die ursprüngliche DNA in dem Virus kann von den Gentechnikern gegen von ihnen kreierte DNA-Partikel ausgetauscht werden, so dass das Virus einer dem Menschen (hoffentlich) nützliche Aufgabe nachgeht.
Insgesamt ist die Manipulation der DNA jedoch zu wenig ausgereift, alles basiert auf Raten und Herumprobieren, vieles entwickelt sich nicht wie erhofft.
So wurden beispielsweise Gene, die bei Fischen die Resistenz gegen Kälte steigern, in Getreide eingepflanzt, welches für die Versuchstiere erstaunlicherweise sehr schädlich war.
Von einem lückenlosem Verständnis der Welt der Gene kann heute noch keine Rede sein.



2.1 Schlussfolgerung


Ich möchte die Gentechnik nicht verdammen, denn zumindest in der Medizin und Kriminaltechnik hat sie eine durchaus erfolgversprechende, sinnvolle Zukunft, aber die Anwendung der von uns behandelten grünen Gentechnik (mit Pflanzen) hat meiner Meinung nach, den Sinn, möglichst billig, schnell, einfach und industriegerecht Produkte in riesigen Massen herzustellen, was derart heikle Eingriffe nicht im mindesten rechtfertigt. In diesem Sinne sollte dieser Text einen Einblick hinter die Kulissen geben und die zum Teil unglaublich große Bedeutung kleiner Veränderung im Erbgut zeigen.
Stoppt Gentechnik im Essen ! (In Deutschland gibt es zum Glück wenigstens eine Kennzeichnungspflicht für Produkte, die gentechnisch verändert sind, jedoch nicht für Produkte von Tieren, die mit gentechnisch veränderten Futtermittel gefüttert wurden, was nicht weniger harmlos ist!)



2.2: Glossar

  • Adenin (A)
    eine der 4 Basen, mit denen unser Erbgut geschrieben ist.
  • Atom
    Elementarteilchen aus denen alle Stoffe bestehen
  • Bakterium
    Einzeller ohne Zellkern, Beispiel: E. coli
  • Biomembran
    halbdurchlässige Membran, sodass eine (nicht vollständige) Trennung vorhanden ist
  • Chromosom
    Träger der DNA, beim Menschen gibt es 46
  • Cytoplasma
    siehe Zellplasma
  • Cytosin (T)
    eine der 4 Basen, mit denen unser Erbgut geschrieben ist.
  • Desoxyribonukleinsäure
    siehe DNA
  • DNA
    Das „Molekül des Lebens“. In Form einer Doppelhelix (von griechisch helix: Spirale; in sich gewundener Doppelstrang), liegt sie im Zellkern vor. Sie enthält in Form einer Unmenge von Basenpaaren die gesamte Erbinformation unseres Organismus
  • DNS
    siehe DNA
  • Endoplasmatisches Retikulum (ER)
    verfeinert von den Ribosomen angelieferte halbfertige Eiweiße und gibt sie an den Golgi-Apparat weiter
  • Erbgut
    auch Genom genannt, die gesamte genetische Information eines Organismus, also alles, was einem Mutter und Vater vererbt haben.
  • Genetik
    Lehre der Vererbung
  • Genom
    siehe Erbgut
  • Gentechnik
    Wissenschaft der künstlichen Manipulation des Erbgutes
  • Golgi-Apparat (GA)
    ist für die Endproduktion von Eiweißen zuständig; also Falten und kontrollieren des Polypeptids
  • Guanin (G)
    eine der 4 Basen, mit denen unser Erbgut geschrieben ist.
  • Lipid
    Fett
  • Membran
    Eine Haut, die Räume im Zellraum abtrennt
  • Molekül
    ein Gebilde aus vielen Atomen, durch elektrische Bindung zusammengehalten
  • Nucleolus
    Eine weitere Schutzhülle um das Erbgut, im Nukleus
  • Nucleus
    Der Behälter des Erbguts, im Zellplasma
  • Ribosomen
    dorthin werden die Informationen des Erbgutes gebracht, um aus den entsprechenden Aminosäurenein ein Polypeptid zu basteln, das im Endoplasmatischen Retikulum und dem Golgi-Apparat zu einem Eiweiß gefaltet wird.
  • Thymin (T)
    eine der 4 Basen, mit denen unser Erbgut geschrieben ist.
  • Vesikel
    Die „Vehikel“ der Zelle. Sie bringen Zellprodukte von einem Ort zum anderen.
  • Virus
    Partikel einer DNA oder RNA, die von einer Hülle umgeben ist und einen Mechanismus hat, der beim Stoßen auf eine Zelle ausgelöst wird und den Erbgutpartikel in die Wirtszelle sendet. Er enthält die Anweisung das betreffende Virus so oft wie möglich herzustellen und ähnlichen Unsinn, und anschließend Zellselbstmord zu begehen.
    Ein Virus kann von Gentechnikern benutzt werden, um DNA-Kreationen in die Zellen einzuschleusen
  • Zellplasma
    Die Flüssigkeit, die den meisten Raum in der Zelle ausfüllt. Es enthält viele lebenswichtige biologische „Baustoffe“.


 Umfrage
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