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Rote Gentechnik

Rote Gentechnik

Das Thema Gentechnik ist in den letzten Jahren intensiv in den Vordergrund gerückt. Medial werden immer mehr Debatten publik, in denen ethische Fragen, dem Nutzen der durch rote Gentechnik hervorgebrachten Medikamente oder Impfstoffe, gegenübergestellt werden. Aber was ist rote Gentechnik überhaupt und welche Ziele werden damit verfolgt?

Rote Gentechnik – Definition

Die Rote Gentechnik umfasst die Gebiete der Entschlüsselung oder auch Veränderung des Erbmaterials. Ihre Verfahren finden besonders in der Herstellung von Medikamenten oder Impfstoffen Funktion. Ferner werden auch Gentests oder Gentherapien zur roten Gentechnik dazu gezählt.

Neben roter Gentechnik gibt es auch weiße und grüne Gentechnik. Wenn Dich diese Themen auch interessieren, dann schaue doch gerne bei der entsprechenden StudySmarter Erklärung vorbei!

Rote Gentechnik – Anwendung

Die rote Gentechnik gehört zur roten Biotechnologie. Hier wird vor allem nach Stammzellen geforscht oder auch Klonen gehört zu diesem Teilbereich. Darüber hinaus gehört auch das Gebiet der Fortpflanzungsmedizin zur roten Gentechnik. Dazu zählen vor allem Gentests. Die rote Gentechnik findet auch Anwendung in der Forschung nach Impfstoffen und Medikamenten.

Rote Gentechnik – Impfstoffe

1986 war der erste gentechnisch hergestellte Impfstoff gegen den Hepatitis-B-Virus auf dem Markt. Überdies sind auch Impfstoffe gegen HPV oder Cholera auf diese Art entwickelt worden. Durch die Coronapandemie hat die Thematik mRNA Impfstoffe sehr an Popularität zugenommen. Auch sie gehören zu den Impfstoffen, die durch Gentechnik hergestellt wurden. Aber wie läuft das eigentlich ab?

Herstellung eines Impfstoffs

Wie ein solcher mRNA-Impfstoff hergestellt wird, lässt sich am Beispiel vom SARS-CoV-2 Impfstoff erklären:

Zunächst werden die Spike-Proteine genutzt, um eine Bauplankopie zu erstellen. Diese soll dem Körper Informationen zur eigenständigen Produktion des Proteins liefern. Dazu wird im Labor eben jene DNA hergestellt, die diese Bauplankopie enthält. Die DNA wird hundertfach vervielfältigt.

Umschreiben von DNA in mRNA

Die DNA wird nun in mRNA transkribiert. Dafür werden die Doppelstränge der DNA in Einzelstränge zerlegt. Nach Qualitätsprüfungen wird die DNA indessen durch die DNA-Polymerase – sie liest die Informationen des Einzelstrangs der DNA ab und bildet den dazu passenden mRNA-Strang – umgewandelt.

Wenn Du mehr zum Thema DNA-Polymerase wissen möchtest, dann schaue gerne in der entsprechenden StudySmarter Erklärung vorbei!

Verpackung in Fett-Tröpfchen

Kleine Fett-Tröpfchen umhüllen nun die mRNA, um sie zu stabilisieren. Dadurch wird gewährleistet, dass die Körperzellen sie gut aufnehmen.

Fertiger Impfstoff

Jetzt wird die mRNA im Fett-Tröpfchen gemeinsam mit einer Zuckerlösung und vier verschiedenen Salzen (zur Stabilisierung des ph-Wertes) in das Einstichglas gegeben. Um die Stabilität der mRNA aufrechtzuerhalten, werden Impfstoffe schockgefroren.

Wenn Du mehr über Impfstoffe erfahren möchtest, dann schaue gerne bei der passenden StudySmarter Erklärung vorbei!

Rote Gentechnik – Medikamente

Durch gentechnisch veränderte Bakterien oder Pilze wurden Wirkstoffe produziert, die nicht in ausreichender Menge isoliert werden konnten. Beispiele für solche Wirkstoffe sind Medikamente wie Immunsuppressiva, Antidiabetika oder auch Immunstimulanzen.

Antidiabetika sind Insuline. Sie wurden 1982 zunächst aus der Bauchspeicheldrüse von Schweinen gewonnen. Daraufhin wurde Insulin aber bspw. synthetisiert und wird nun künstlich hergestellt. Dies ist nur durch rote Gentechnik möglich.

Derzeit gibt es 173 gentechnisch hergestellte Wirkstoffe in etwa 221 Medikamenten, die in Deutschland zugelassen wurden. Dazu zählen auch Wirkstoffe, die durch monoklonale Antikörper wirken. Sie greifen gezielt in das menschliche Immunsystem ein. Genetisch hergestellte Medikamente werden Biologicals genannt und ihr Marktanteil betrug 2015 2,5 %.

Als Monoklonale Antikörper werden aktive Proteine bezeichnet, die von einer einzigen Zelllinie produziert werden. Diese Zelllinie geht auf einen B-Lymphozyten zurück und ist auf ein spezifisches Epitop ausgelegt.

In der Regel richten sich Antikörper aber gegen mehrere Epitope eines Erregers. In diesem Zusammenhang spricht man auch von polyklonalen Antikörpern.

Monoklonale Antikörper sind in der Diagnostik und Forschung von hoher Bedeutung, da sie eine hohe Spezifität vorweisen, mit der sie eine große Anzahl von Makromolekülen binden können. Sie können praktisch gezielt einen Erreger bekämpfen.

Wenn Du mehr zu Antikörpern erfahren möchtest, dann schaue gerne in der passenden StudySmarter Erklärung vorbei!

Rote Gentechnik – Diagnostik

Um bestehende Krankheiten zu erkennen, werden molekulargenetische Methoden eingesetzt. Dies wird als Diagnostik bezeichnet. Es besteht durch die rote Gentechnik allerdings auch die Möglichkeit, prognostisch das Erkrankungsrisiko herauszufinden.

Ist in Deiner Familie bspw. von Generation zu Generation eine gewisse Krankheit weitergegeben worden, so ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass sie genetisch veranlagt ist und Du sie auch bekommen kannst.

Darüber hinaus wird durch die rote Gentechnik auch erfragt, inwiefern Medikamente bei einem Krankheitsbild anschlagen oder wirken können, das wird dann als prädikativer Einsatz bezeichnet.

Unter welchen Bedingungen ist ein Gentest in Deutschland eigentlich erlaubt? In Deutschland gilt das Gendiagnostikgesetz. Dessen Ziel es ist, eine mögliche genetische Diskriminierung und andere Gefahren zu verhindern. Jedoch werden durch dieses Gesetz nicht nur die Gefahren, sondern auch die Chancen eines Eingriffs oder einer Untersuchung der genetischen Erbsubstanz geregelt.

Im Gesetz wird das Recht auf informationelle Selbstbestimmung eines jeden Menschen geregelt. Darunter versteht man, dass jeder Mensch das Recht hat, die eigenen genetischen Befunde einzusehen, aber auch das Recht, die Kenntnis zu verweigern. Wenn also jemand die Ergebnisse des Befundes nicht erfahren möchte, so hat er das Recht diese nicht einzusehen.

Wenn Du mehr zu diesem Thema erfahren möchtest, dann schaue gerne in den passenden StudySmarter Erklärungen zu pränataler Diagnostik und Gentests vorbei!

Rote Gentechnik – Beispiele

Durch die vielen verschiedenen Anwendungsgebiete resultieren verschiedene Verfahren, für deren Herstellung die rote Gentechnik unerlässlich ist. Da bereits die Diagnostik angesprochen wurde, lohnt es sich anhand eines Beispiels das Thema noch etwas genauer zu durchleuchten.

Rote Gentechnik – Gentest

Ein Gentest, untersucht das Erbgut eines Menschen. Dadurch können Krankheiten oder auch Krankheitsursachen ausfindig gemacht und erforscht werden.

Des Weiteren werden Gentests auch im Bereich der Kriminalistik verwendet. Hier vorwiegend für die Strafverfolgung. Womöglich ist dem ein oder anderen auch der Begriff Vaterschaftstest geläufig, der auch eine Form des Gentests ist. Hierzu reichen häufig nur eine Haar- oder Speichelprobe zum Abgleich aus.

Gentests Ablauf

Nachdem eine Probe, bspw. eine Speichel- oder Haarprobe sowie eine normale Blutprobe, eingereicht wurde, wird diese an ein Labor weitergeleitet, wo sie dann ausgewertet wird. Zu dieser Auswertung wird das Erbgut aus den Zellen isoliert.

Mit bestimmten Verfahren wird, dann die Abfolge der chemischen Einzelteile, auch “Buchstaben” genannt, ausgelesen. Aus diesen Einzelteilen sind die Gene aufgebaut. Wenn diese mit dem gewöhnlichen Aufbau der Gene verglichen werden, können Unterschiede oder Veränderungen ausfindig gemacht werden. Bis zu einem Ergebnis kann es daher einige Wochen dauern.

Rote Gentechnik – Risiken

Die rote Gentechnik ist vermehrt in der Öffentlichkeit akzeptiert, da die Hoffnung auf dadurch hergestellte neue Impfstoffe oder Medikamente hoch ist. Des Weiteren sind genaue Maßgaben und Richtlinien diesbezüglich durch ein europaweites Zulassungsverfahren für gentechnisch veränderte Medikamente und Impfstoffe festgelegt.

Daher werden oft ethische und gesellschaftliche Aspekte in Debatten bezüglich des Themas rote Gentechnik vertieft.

Beispiel für eine solche Debatte ist die Auseinandersetzung im Bundestag zur Präimplantationsdiagnostik Mitte des Jahres 2011. Die Frage bezog sich darauf, wie weit Embryonen, die durch künstliche Befruchtung gezeugt wurden, genetisch untersucht und ausgewählt werden sollen/dürfen. Die Gegenargumente richteten sich darauf, dass eine Selektion in “lebenswert” und “lebensunwert” vorgenommen werden würde.

Natürlich können die Risiken hoch sein, wenn Impfstoffe eingesetzt werden, zu denen es noch keine Langzeitstudien gibt. Gerade dieser Aspekt wurde intensiv während der Coronapandemie und der Frage nach einem zugelassenen Impfstoff kritisiert und hinterfragt.

Rote Gentechnik – Pro und Contra

Dem Thema rote Gentechnik wird im Allgemeinen mit gemischten Ansichten entgegengeblickt. Wie bereits erwähnt, spielen vor allem Ethik und die gesellschaftlichen Ansichten eine große Rolle, wenn es um die Bewertung oder Unterteilung der Thematik in Pro und Contra geht. Die zwei Seiten siehst Du nun hier in der Tabelle aufgelistet:

ProContra
Neue Therapiemöglichkeiten, bspw. gegen KrebsGene werden über Viren in menschliches Genom eingebaut, kann unbekannte Risiken mit sich bringen
Das Risiko an bestimmten Krankheiten zu erkranken kann besser eingeschätzt werden.Durch mögliche Mutationen können neue Krankheiten ausgelöst/hervorgerufen werden
Personalisierte Medikamente durch Gentests, bessere HeilungschancenEthische Fragen kommen auf, besonders auch vor der Geburt eines möglicherweise sehr kranken Kindes
Krankheiten, die zunächst unentdeckt blieben, können diagnostiziert werden.Durch die hohen Kosten einer Gentherapie bleibt sie oftmals vielen Menschen verwehrt

Rote Gentechnik – Das Wichtigste

  • Rote Gentechnik umfasst die Gebiete der Entschlüsselung oder auch Veränderung des Erbmaterials.
  • Rote GentechnikImpfung: mRNA Impfstoffe werden z. B. durch rote Gentechnik hergestellt.
  • Rote Gentechnik – Medikamente: 2005 betrug der Marktanteil von Biologicals 2,5 %.
  • Beispiele der Anwendung Roter Gentechnik sind auch Gentests.
  • Rote Gentechnik birgt auch Risiken.
  • Der Thematik rote Gentechnik stehen auch oftmals ethische Fragen in Debatten gegenüber.
  • Rote Gentechnik – Pro und Contra: Gentherapien bieten zwar große Möglichkeiten in Erforschung von Krankheiten und der Herstellung neuer Medikamente, sie sind aber auch kostspielig und somit nicht für jeden zugänglich.

Nachweise

  1. biotechlerncenter.interpharma.ch: Rote gentechnik (09.10.2022)
  2. biontech.de: Impfstoff (09.10.2022)
  3. bpb.de: rote Gentechnologie (08.10.2022)

Häufig gestellte Fragen zum Thema Rote Gentechnik

Es gibt keine allgemeine Funktionsweise bei roter Gentechnik, da dies auch immer darauf ankommt, was mit dem Präparat erreicht werden soll. Allerdings wird oftmals die DNA synthetisiert. 

Gentests oder auch die Herstellung vom Corona mRNA Impfstoff sind Beispiele für die Anwendung von roter Gentechnik.

Die rote Biotechnologie setzt sich als Ziel neue Medikamente oder Methoden zu entwickeln, um Krankheiten wie Parkinson oder Krebs heilen zu können, für die es heutzutage oftmals noch keine Heilungsmöglichkeit gibt. 

Es können früh Krankheiten erkannt oder auch individuell Gentherapien entwickelt werden und best möglichst gegen Krankheiten vorzugehen.

Finales Rote Gentechnik Quiz

Frage

Was ist die rote Gentechnik?

Antwort anzeigen

Antwort

Die rote Gentechnik umfasst die Gebiete der Entschlüsselung oder auch Veränderung des Erbmaterials. 

Frage anzeigen

Frage

Was ist das Einsatzgebiet der roten Gentechnik?

Antwort anzeigen

Antwort

Ihre Verfahren finden besonders in der Herstellung von Medikamenten oder Impfstoffen Funktion. Darüber hinaus werden auch Gentests oder Gentherapien zur roten Gentechnik dazu gezählt. 

Frage anzeigen

Frage

Zu welchem Fachgebiet gehört die rote Gentechnik?

Antwort anzeigen

Antwort

Die rote Gentechnik gehört zur roten Biotechnologie.

Frage anzeigen

Frage

Wann wurde der erste Impfstoff durch Gentechnik hergestellt?

Antwort anzeigen

Antwort

Der erste Impfstoff durch Gentechnik kam 1986 auf den Markt.

Frage anzeigen

Frage

Welcher war der erste gentechnisch hergestellte Impfstoff?

Antwort anzeigen

Antwort

Es war der Impfstoff gegen das Hepatitis-B Virus.

Frage anzeigen

Frage

Welche Proteine werden für den mRNA-Impfstoff verwendet?

Antwort anzeigen

Antwort

Es werden sogenannte Spike Proteine verwendet.

Frage anzeigen

Frage

Wozu dienen Spike-Proteine?

Antwort anzeigen

Antwort

Spike-Proteine werden genutzt, um eine Bauplankopie zu erstellen. Diese soll dem Körper Informationen zur eigenständigen Produktion des Proteins liefern.

Frage anzeigen

Frage

Was sind Antidiabetika?

Antwort anzeigen

Antwort

Antidiabetika sind Insuline, die bei Diabetes verabreicht werden.

Frage anzeigen

Frage

Woraus wurde das erste Insulin gewonnen?

Antwort anzeigen

Antwort

Die ersten Insuline wurden aus der Bauchspeicheldrüse von Schweinen gewonnen.

Frage anzeigen

Frage

Was sind Monoklonale Antikörper?

Antwort anzeigen

Antwort

 Als Monoklonale Antikörper werden aktive Proteine bezeichnet, die von einer einzigen Zelllinie produziert werden. Diese Zelllinie geht auf einen B-Lymphozyten zurück und ist auf ein spezifisches Epitop ausgelegt.

Frage anzeigen

Frage

Wozu werden Monoklonale Antikörper genutzt?

Antwort anzeigen

Antwort

Monoklonale Antikörper sind in der Diagnostik und Forschung von hoher Bedeutung, da sie eine hohe Spezifität vorweisen, mit der sie eine große Anzahl von Makromolekülen binden können. Sie können praktisch gezielt einen Erreger bekämpfen.  

Frage anzeigen

Frage

Was ist ein Gentest?

Antwort anzeigen

Antwort

Ein Gentest untersucht das Erbgut eines Menschen. Dadurch können Krankheiten oder auch Krankheitsursachen ausfindig gemacht und erforscht werden. 

Frage anzeigen

Frage

Was sind die Anwendungsgebiete von roter Gentechnik?

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Antwort

  • Herstellung von Impfstoffen
  • Herstellung von Medikamenten
  • Erforschung von Stammzellen
  • (Gen-) Diagnostik

Frage anzeigen

Frage

Nenne ein Argument gegen rote Gentechnik!

Antwort anzeigen

Antwort

  • Gene werden über Viren in menschliches Genom eingebaut; kann unbekannte Risiken mit sich bringen.

  • Durch mögliche Mutationen können neue Krankheiten ausgelöst/hervorgerufen werden.
  • Ethische Fragen kommen auf, besonders auch vor der Geburt eines möglicherweise sehr kranken Kindes.
  • Durch die hohen Kosten einer Gentherapie bleibt sie oftmals vielen Menschen verwehrt.

Frage anzeigen

Frage

Nenne ein Argument für rote Gentechnik!

Antwort anzeigen

Antwort

  • Neue Therapiemöglichkeiten, bspw. gegen Krebs.
  • Das Risiko, an bestimmten Krankheiten zu erkranken, kann besser eingeschätzt werden.
  • Personalisierte Medikamente durch Gentests, bessere Heilungschancen
  • Krankheiten, die zunächst unentdeckt blieben, können diagnostiziert werden.

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