{"id":3458,"date":"2018-01-22T16:53:12","date_gmt":"2018-01-22T16:53:12","guid":{"rendered":"http:\/\/nawi.naturundbildung.at\/wp\/?page_id=3458"},"modified":"2020-03-28T16:04:49","modified_gmt":"2020-03-28T16:04:49","slug":"gentechnik-klonen","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/nawi.naturundbildung.at\/wp\/?page_id=3458","title":{"rendered":"Gentechnik & Klonen"},"content":{"rendered":"

Klonen und Grundlage der Gentechnik<\/strong><\/p>\n[ls_accordion][ls_accordion_section title=“Klonen“]\n

Klonen Allgemein:
\n<\/strong>Der Begriff stammt aus dem Griechischen und hei\u00dft \u00fcbersetzt: \u201eSpr\u00f6ssling\u201c.  Das Klonen wird als k\u00fcnstliche Entwicklung definiert, in der man genetisch identische Nachkommen eines Lebewesens erzeugt.<\/p>\n

Unterschied zur \u201enormalen\u201c Zeugung:
\n<\/strong>Bei der normalen Zeugung werden die Erbanlagen der Mutter sowie die vom Vater vererbt und jeder Nachkomme ist auf seine Art genetisch anders. Durch das Klonen wird quasi ein Wesen \u201ekopiert\u201c. Also erh\u00e4lt man das gleiche Wesen noch einmal, mit den gleichen genetischen Faktoren. Dies wird auch reproduktives Klonen genannt.<\/p>\n[\/ls_accordion_section][ls_accordion_section title=“Reproduktives Klonen“]\n

Reproduktives Klonen:
\n<\/strong>Beim reproduktiven Klonen wird aus einer gew\u00fcnschten bzw. gesuchten K\u00f6rperzelle z.B. einer Hautzelle der Zellkern entfernt. Der Zellkern wird mit der ausgew\u00e4hlten Eizelle des Wesens, welche keinen Kern mehr in sich hat verschmolzen. Die Eizelle mit dem Zellkern vermehrt sich.  Die Zelle muss danach stimuliert werden, also sie „muss glauben“, dass sie befruchtet wurde. Danach wartet man bis die DNA ausgereift ist und man anschlie\u00dfend die Zelle in das Lebewesen einsetzten kann.<\/p>\n

BSP: Klonschaf Dolly<\/strong>
\nAls aller erstes wird dem Spenderschaf eine K\u00f6rperzelle entnommen. Der Kern mit der Erbinformation herausgel\u00f6st und in eine leere Eizelle eines anderen Schafes eingef\u00fcgt.  Anschlie\u00dfen beginnt, nach Stimulierung der Eizelle mit Chemikalien oder elektrischen Reizen, der Prozess der Zellteilung, woraus der Embryo entsteht, welcher dann in die Leihmutter eingesetzt und normal vom Mutterschaf ausgetragen.<\/p>\n[\/ls_accordion_section][ls_accordion_section title=“Therapeutisches Klonen“]Das Verfahren des Klonens kann heutzutage dazu verwendet werden, vom Aussterben bedrohte Lebewesen zu bewahren.  Oder in der nahen Zukunft, Organe oder Zellen des Menschen klonen,  um somit einem kranken Menschen ein gesundes Organ transplantieren.
\nDies wird auch therapeutisches Klonen<\/strong> genannt.  Diese Art des Klonens hat den Zweck, auf einen Spender speziell gez\u00fcchtetes Gewebe herzustellen. Aus den Stammzellen die dem K\u00f6rper entnommen werden, kann Blut, Muskel-, Nerven-, Haut- oder Leberzellen gewonnen werden.  Die Transplantation hat bei vielen das Problem, dass das Gewebe vom K\u00f6rper nicht aufgenommen wird. Beim therapeutischen Klonen kann dies nicht passieren, da diese Zellen die Erbinformationen des Patienten tragen und daher nicht abgesto\u00dfen werden.<\/p>\n

http:\/\/flexikon.doccheck.com\/de\/Reproduktives_Klonen<\/a><\/p>\n

https:\/\/prezi.com\/vtto8m7mtrwi\/das-klonen-von-menschlichen-organen-therapeutisches-klonen\/<\/a><\/p>\n

https:\/\/www.bmel.de\/DE\/Landwirtschaft\/Pflanzenbau\/Gentechnik\/_Texte\/Gentechnik_Wasgenauistdas.html<\/a><\/p>\n

Carina Zemen, 5HIA, HLMW9, 2018<\/p>\n[\/ls_accordion_section]\n[ls_accordion_section title=“Meilensteine in der Geschichte der Genetik und Gentechnik“]Definition<\/strong><\/p>\n

Gentechnik ist ein Teilgebiet der Biotechnologie. Die Grundlagen der Gentechnologie liefern die Molekularbiologie und Genetik.<\/p>\n

Die Gentechnologie erm\u00f6glicht gezielte Eingriffe in das Erbgut von Lebewesen, somit k\u00f6nnen Wisseschafter und Wisseschafterinnen gezielt in die biochemischen Steuerungsvorg\u00e4nge von Lebewesen bzw. viraler Genome eingreifen und diese manipulieren.<\/p>\n

Meilensteine in der Geschichte der Genetik und der Gentechnik<\/strong><\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
1865<\/td>\nDer Augustinerm\u00f6nch Gregor Mendel (1822-1884) pr\u00e4sentiert seine Vererbungsgesetze, die er aus Beobachtungen bei Erbsen gewonnen hat. Er geht davon aus, dass unsichtbare Erb-Faktoren von einer Generation an die n\u00e4chste weitervererbt werden. Mendels Erkenntnisse werde zu seiner Zeit nicht anerkannt und erst Jahre nach seinem Tod wiederentdeckt.<\/td>\n<\/tr>\n
1902\/03<\/td>\nStanborough Sutton entwickelt die These, dass Mendels „Faktoren“ auf den Chromosomen lokalisiert sind.<\/td>\n<\/tr>\n
1905<\/td>\nEdmund Wilson und Nellie Stevens vermuten, dass X- und Y-Chromosomen das Geschlecht bestimmen.<\/td>\n<\/tr>\n
1909<\/td>\nDer D\u00e4ne Wilhelm Johannsen f\u00fchrt den Namen \u201eGene\u201c f\u00fcr Mendels Faktoren ein.<\/td>\n<\/tr>\n
1910<\/td>\nThomas Hunt Morgan entdeckt die Position verschiedener Drosophila-Gene auf den Chromosomen. Die Taufliege wird zum \u201eHaustier\u201c der Genetiker. Der Begriff „Biotechnik“ wird geboren.<\/td>\n<\/tr>\n
1938<\/td>\nHans Spemann klont mit Hilfe der Zellkerne eines Salamander-Embryos identische Zwillinge<\/td>\n<\/tr>\n
1950<\/td>\nBarbara McClintock etdeckt im Mais die \u201espringenden Gene\u201c und erh\u00e4lt daf\u00fcr sp\u00e4ter den Nobelpreis.<\/p>\n

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1951<\/td>\nRosalind Franklin machtscharfe R\u00f6ntgen-Kristall-Aufnahmen der DNA. Dies f\u00fchrt dazu, dass James Watson und Francis Crick die doppelstr\u00e4ngige Struktur der DNA in „Nature“ ver\u00f6ffentlichen. Watson und Francis Crick erhalte den Nobelpreis, Franklin geht f\u00fcr ihre Pionierarbeit leer aus und wird nicht einmal erw\u00e4hnt.<\/p>\n

Au\u00dferdem werden 1951verste menschliche Zellkulturen entwickelt<\/td>\n<\/tr>\n

1953<\/td>\nJames Watson und Francis Crick entwickeln und pr\u00e4sentieren das Modell der doppelstr\u00e4ngigen Struktur der DNA<\/td>\n<\/tr>\n
1958<\/td>\nArthur Kornberg die isoliert die \u201eDNS-Polymerase\u201c . Mit diesem  Enzym, kann DNA im Laor hergestellt werden.<\/td>\n<\/tr>\n
1960<\/td>\nDie Boten-RNA, der Informationstr\u00e4ger zwischen DNA und Proteinen wird isoliert.<\/td>\n<\/tr>\n
1962<\/td>\nGurdon (Oxford) behauptet, dass er Fr\u00f6sche aus Darmzellkernen erwachsener Tiere geklont hat.<\/td>\n<\/tr>\n
1966<\/td>\nDer genetische Code wird entschl\u00fcsselt<\/td>\n<\/tr>\n
1970<\/td>\nHamilton Smith und Kent Wilcox isolieren das erste „Restriktionsenzym“, eine „Genschere“, die DNA an definierten Stellen zerschneidet.<\/p>\n

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1972<\/td>\nPaul Berg utzt eine Genschere, um DNA von Bakterien und Viren zu schneiden. Weiterhin setzt er das Enzym Ligase ein, um zwei DNA-Str\u00e4nge zu einem kreisf\u00f6rmigen Molek\u00fcl zu verbinden. Diese Techniken sind die Grundlage f\u00fcr die Gentechnik.<\/td>\n<\/tr>\n
1973<\/td>\nDie Geburtsstunde der Gentechnik:<\/p>\n

 Stanley Cohen und Annie Chang an der Stanford University und Herbert Boyer an der UCSF bringen erstmals DNA von einer Lebensform in eine andere ein. Die Wisseschafter\/innen bringen virale und bakterielle DNA zusammen und erhalten einen Ring mit zwei Antibiotika-Resistenzen. Dann integrieren sie diese DNA in die DNA des Bakteriums Escherichia coli – der erste gentechnisch ver\u00e4nderte Organismus wurde geschaffen.<\/td>\n<\/tr>\n

1978<\/td>\nBoyer konstruiert eine synthetische Version des menschlichen Insulin-Gens und setzt es in das Bakterium Escherichia coli ein.<\/td>\n<\/tr>\n
1980<\/td>\nExxon patetiert ein \u00d6l fressendes Bakterium<\/td>\n<\/tr>\n
1983<\/td>\ndas Aids-Virus (HIV) wird isoliert, ein Jahr sp\u00e4ter sind seine Erbanlagen vollst\u00e4ndig aufgekl\u00e4rt<\/td>\n<\/tr>\n
1984<\/td>\nSteen Willadsen von der Cambridge University in England klont Schafe aus fr\u00fchen Embryo-Zellen. Er fusioniert auch Zellen verschiedener Arten und schafft die \u201eSchiege\u201c, eine Chim\u00e4re aus Schaf und Ziege (mit Zellen von Schaf und Zellen von Ziege).<\/td>\n<\/tr>\n
1985<\/td>\ndem Engl\u00e4nder Alec Jeffreys elingt erstmals ein genetischer Fingerabdruck.<\/p>\n

Gentechnisch ver\u00e4nderte Pflanzen mit Resistenzen gegen Viren, Insekten und Bakterien werden getestet.<\/p>\n

Kary B. Mullis ver\u00f6ffentlicht einen Artikel \u00fcber die Polymerase-Kettenreaktion (PCR), eine Methode, um kleine Mengen an DNA beliebig zu vervielf\u00e4ltigen. Diese Methode wird auch bei Tests auf SARS COV-2 angewandt.<\/td>\n<\/tr>\n

1986<\/td>\nOliver Smithies an der University of Wisconsin gelingt der erste erfolgreiche Gentransfer bei einem Menschen mit Sichelzell-An\u00e4mie<\/td>\n<\/tr>\n
1988<\/td>\nPhilip Leder und Timothy Stewart erhalten das erste Patent f\u00fcr ein genetisch ver\u00e4ndertes Tier – die \u201eHarvard-Krebsmaus\u201c.<\/td>\n<\/tr>\n
1990<\/td>\ndas \u201eHuman Genome Project\u201c, um das menschliche Genom zu entschl\u00fcsseln, wird gestartet<\/td>\n<\/tr>\n
1994<\/td>\nDas erste gentechnisch ver\u00e4nderte Nahrungsmittel, eine Tomate, wird in den USA zugelassen.<\/td>\n<\/tr>\n
1996<\/td>\nIm Juli 1996 klonen Ian Wilmut und Keith Campbell das Schaf \u201eDolly\u201c<\/td>\n<\/tr>\n
1998<\/td>\nzwei Forscherteams z\u00fcchten erfolgreich embryonale Stammzellen<\/p>\n

Das komplette Genom des Wurms \u201eC. elegans\u201c wird etschl\u00fcsselt.<\/p>\n

Es gelingt menschliche pluripotente Stammzellen dauerhaft in Gewebekultur zu halten<\/td>\n<\/tr>\n

2003<\/td>\nDas menschliche Genom gilt als entschl\u00fcsselt, enth\u00e4lt aber statt wie urspr\u00fcnglich angenommen 20.000-25.000 Gene vermutlich nur 18.000-19.000 Gene.<\/td>\n<\/tr>\n
2006<\/td>\nDer der Japaner Shinya Yamanaka erzeugte erstmals iPS-Zellen (induzierte Pluripotete Stammzellen), er programmierte also adulte Zellen zu pluripotetenten Stammzellen um. Shinya Yamanaka erhielt daf\u00fcr 2012 den Nobelpreis.<\/td>\n<\/tr>\n
2012<\/td>\nEmmanuelle Charpentier und Jennifer Doudna ver\u00f6ffentlichten die erste wissenschaftliche Dokumentation zur Entwicklung und Einsatz von CRISPR\/Cas9. Die wissenschaftliche Grundlage zur Entwicklung dieser neuen und genauen Gentechnik-Methode beruht auf der Entdeckung und Erforschung der CRISPR-Sequenzen und des damit verbundenen CRISPR\/Cas-Systems im Immunsystem verschiedener Bakterien.<\/td>\n<\/tr>\n
2018<\/td>\nDer chinesische Forscher He Jiankui behauptet, er habe menschliche Embryonen mit Hilfe von CRISPR\/Cas manipuliert. Er erntete in der Fachwelt heftige Kritik, mit einer unzureichend erforschten Methode das Leben von Kindern zu gef\u00e4hrden.<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Quellen:<\/p>\n

https:\/\/www.dw.com\/de\/chinesische-crispr-cas9-babys-haben-h\u00f6heres-sterberisiko\/a-49020546<\/a>
\nhttps:\/\/www.wissensschau.de\/stammzellen\/ips_zellen.php<\/a>
\nhttps:\/\/www.welt.de\/print-welt\/article520177\/Die-Geschichte-der-Gentechnik.html<\/a><\/p>\n[\/ls_accordion_section][ls_accordion_section title=“Grundlagen der Gentechnik“]Grundlage der Gentechnik:
\n<\/strong>Unter dem Begriff \u201eGentechnik\u201c versteht man die gezielte genetische Ver\u00e4nderung von Organismen.  Diese Gentechnik findet Anwendung bei der Herstellung von Lebewesen, die Fremd-DNA enthalten, wie z.B. Mikroorganismen, Pflanzen und Tieren.
\nDie Gentechnik wird als ein Teil der Biotechnologie bezeichnet welche theoretische Grundlagen sowie praktische Methoden aufweist, um gezielt Ver\u00e4nderungen und \u00dcbertragungen von Erbmaterial  zu machen.  Das Erbgut wird durch besondere Techniken in Organismen eingebracht und danach neu kombiniert.<\/p>\n

F\u00fcr diese Techniken ben\u00f6tigt man Enzyme wie Restriktionsenzyme (=“Genscheren“); diese Genscheren k\u00f6nnen DNA an ganz bestimmten Stellen „schneiden“, indem sie die Verkn\u00fcpfungen zwischen bestimmten Basenpaaren l\u00f6sen. Nachdem das Fremdgen eingef\u00fcgt wurde, muss die Stelle an der richtigen Stelle wieder „verklebt“ werden. Eine Ligase verkn\u00fcpft die Basenpaare wieder.<\/p>\n

Man k\u00f6nnte auch Fremd DNA in eine „leere“ Virush\u00fclle einbringen und der Virus dring in die Zelle und erlegt den Einbau des Fremdgens in die DNA, diese Technik ist aber sehr ungenau, kann dennoch in der Gen-Therapie von Nutzen sein.<\/p>\n

Wie funktioniert nun so ein Gentransfer, etwa wenn man Bakterien (z.B. Ecoli Bakterien dazu bringen m\u00f6chte, Insulin herzustellen?<\/p>\n

    \n
  1. Man muss herausfinden, wo sich das gew\u00fcnschte Gen \u00fcberhaupt befindet. man ben\u00f6tigt also eine menschliche Zelle und lokalisiert jenes Gen, welches f\u00fcr die Herstellung von Insulin verantwortlich ist. Das gesuchte Gen befindet sich am kurzen Arm des Chromosom 11.<\/li>\n
  2. Nun muss mit Restriktionsenzymen das Gen herausgeschnitten werden<\/li>\n
  3. Einem Bakterium wird sein Plasmid (=extrachromosomale DNA, also zus\u00e4tzliche DNA, au\u00dferhalb des ringf\u00f6rmigen Bakterienchromosoms) entnommen, mittels Restriktionsenzymen aufgeschnitten, das gew\u00fcnschte Gen (hier das Insulin-Gen) wird eingef\u00fcgt und mittels Ligasen verklebt<\/li>\n
  4. Nun besitzt das tranigen Bakterium die F\u00e4higkeit Insulin zu produzieren.<\/li>\n
  5. Nachdem genug insulin produziert wurde, m\u00fcssen die Bakterien nur noch abget\u00f6tet und das Insulin geeinigt werden.<\/li>\n<\/ol>\n

    Transgene sind Organismen, deren Erbmaterial genetisch beeinflusst wurde.  Pflanzen sowie Tierz\u00fcchtungen werden durch die M\u00f6glichkeiten der Gentechnik beeinflusst.  <\/p>\n

    Gentechnik wird auch in der Forensik eingesetzt: Mit Hilfe von Gentechnik kann man kleinste Spuren am Tatort (Hautfetzen, Blutspritzer, Speichelreste an Zigaretten) auswerten und einen genetischen Fingerabdruck erstellen, der dann einem Verd\u00e4chtigen zugewiesen werden kann. \u00c4hnlich funktioniert heute ein Vaterschaftsnachweis.<\/p>\n[\/ls_accordion_section][ls_accordion_section title=“Ziele der Gentechnik“]\n

    Ziele der Gentechnik: <\/strong><\/p>\n