Gentechnik allgemein

Allgemein handelt es sich bei der Gentechnik um Methoden

  • zur Isolierung und Charakterisierung (Diagnostik) von genetischem Material,
  • zur Bildung neuer Kombinationen von genetischem Material,
  • zur Wiedereinführung und Vermehrung des neukombinierten Erbmaterials in Zellen.

Mit „Grüner Gentechnik“ oder „Agrogentechnik“ wird die Anwendung gentechnischer Verfahren bei der Pflanzenzucht zur Herstellung von gentechnisch veränderter Organismen (GVO) bezeichnet. Mit Hilfe verschiedener Techniken werden dabei artfremde Gene in das Erbgut der zu verändernden Organismen eingeschleust, die in der Landwirtschaft und Lebensmittelproduktion verwendet werden.
Instrumente in der Gentechnik

  • Vektoren für fremde Gene, z.B. Plasmide (kleine DNA-Ringe in Bakterien), Viren, Retroviren (enthalten RNA). Sie können in Zellen eindringen und nehmen dabei auch die in ihnen eingebauten fremden Gene mit.
  • Restriktionsenzyme, die die DNA an genau festgelegten Sequenzstellen schneiden.
  • Ligasen, verknüpfen DNA-Bruchstücke.

Mit diesen „Werkzeugen“ wurden die ersten transgenen Pflanzen hergestellt (Beispiel: Übertragung von Genen mit Hilfe des Ti-Plasmids des Bodenbakteriums Agrobacterium tumefaciens). Heute gibt es weitere Methoden zum Einbringen von fremden Genen in Zellen, z.B.:

  • Hineinschießen von auf Wolfram- oder Goldkügelchen haftender DNA in Zellen mit kleinen Schussapparaten (gene-gun).
  • Einbringen von DNA in Zellen durch Elektroporation, Mikroinjektion und Ultraschall. Bei der Mikroinjektion wird DNA mit hauchdünnen Kanülen in Zellen eingespritzt. Bei der Elektroporation kommt es zu einer kurzen Perforation der Membran von Protoplasten durch kurze elektrische Impulse.
  • direkten Gentransfer in Protoplasten (= zellwandfreie Einzelzellen; sie können in Gegenwart von Polyethylenglykol und Calciumionen DNA aufnehmen; PEG destabilisiert die Zellmembran).
  • die Addition ganzer Genome (auch verschiedener, doch verwandter Arten) mit der Protoplastenfusion.