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Was ist angesagt?
Was ist angesagt? (20)
Gentechnik in Landwirtschaft und Pharmaindustrie
- 2. Gliederung 1. Definition 2. Ziele 3. Bedeutung 3.1. Bedeutung/Anwendung in der Medizin 3.2. Bedeutung/Anwendung in der Landwirtschaft 4. Risiken der Gentechnik 5. Diskussion 6. Quellen
- 3. 1. Definition von Gentechnik - Gentechnik ist ein Verfahren zur gezielten Veränderung der genetischen Eigenschaften eines Organismus durch Eingriffe in dessen Erbinformationen - bei Eingriff wird fremde DNA in Genom einer Zelle oder eines Organismus eingeschleust - der Empfängerorganismus soll neue Eigenschaften annehmen
- 4. 2. Ziele - Erzeugung eines Organismus mit neuen (vorteilhaften) Eigenschaften - Organismen werden nach menschlichen Ansprüchen angepasst und verbessert - Ziele bei Medizin: Entwicklung medizinisch relevanter Produkte wie Impfstoffe, Therapeutika/Heilmittel und diagnostisch relevante Substanzen Beispiel: Insulin oder Vitamine - Ziele bei Pflanzen/Tieren: bei Pflanzen Resistenz gegen Schädlinge, Klima, Anpassung der Qualität an die Industrie und Verbesserung der Produktivität - bei Tierzucht Resistenz gegen Viren oder Parasiten, kein Wachstum von unerwünschten/unbrauchbaren Teilen des Körpers (z.B. Hörner), erhöhte Produktivität (mehr Muskelmasse weniger Fett)
- 5. 3. Bedeutung 3.1. Bedeutung/Anwendung in der Medizin - Antibiotika, Impfstoffe, Vitamine und Hormone lassen sich schneller und kostengünstiger herstellen - Anwendung vor allem bei Diabetes, Multiple Sklerose, rheumatoide Arthritis, Krebserkrankungen und angeborene Stoffwechsel- und Gerinnungsstörungen - gentechnisch modifizierte sind hierbei → Insuline, Immunmodulatoren, Antikörper und Enzyme - Impfstoffe und Arzneimittel gewannen hohe Präsenz in Corona Pandemie - Innerhalb weniger Wochen gelang Isolierung und genetische Entschlüsselung des Virus → mit Hilfe gentechnisch modifizierter Vektorimpfstoffe
- 6. 3. Bedeutung 3.1. Bedeutung/Anwendung in der Medizin - ebenfalls relevant in der Pandemie war die PCR (Test-) Methode - die Polymerase Kettenreaktion ist eine enzymatische Technik, die zur schnellen Herstellung von DNA Kopien eines gewünschten DNA Abschnitts dient, PCR Schritte: Denaturierung, Primerhybridisierung und Amplifikation - Kettenreaktion bedeutet, dass Produkte eines Reaktionsablaufs für nachfolgende Abläufe verwendet werden
- 7. 3. Bedeutung 3.1. Bedeutung/Anwendung in der Medizin 1. Denaturierung - Erhitzung auf 90 Grad Celsius → natürlichen Wasserstoffbrückenbindungen werden zerstört - erhalten nun aus einem DNA Doppelstrang zwei DNA Einzelstränge, die als Vorlage für ihre Vervielfältigung dienen
- 8. 3. Bedeutung 3.1. Bedeutung/Anwendung in der Medizin 2. Primerhybridisierung - zuerst werden die Stränge wieder auf 60 Grad Celsius abgekühlt - somit docken Primer an die Stränge und die Nucleotide werden gebunden (Basenpaarung) - da zwei unterschiedliche Primer vorhanden sind , kann Anfang und Ende der gewünschten Sequenz genau festgelegt werden
- 9. 3. Bedeutung 3.1. Bedeutung/Anwendung in der Medizin 3. Amplifikation - resultierende Vervielfältigung der DNA - erneute Erhöhung auf 70 Grad Celsius → optimale Arbeitstemperatur des Enzyms DNA Polymerase - Primer vervollständigen nun die Stränge mit den Basenpaare → 2 neue Stränge
- 10. 3. Bedeutung 3.1. Bedeutung/Anwendung in der Medizin - am Ende aller 20-30 Zyklen erfolgt Trennung und Identifikation, da viele DNA- Fragmente unterschiedliche Längen aufweisen - geschieht mit der agarosen Gelelektrophorese - DNA Abschnitte werden auf Agarose-(Zucker ) Gel platziert und mittels elektrischer Spannung aufgetrennt → Vergleich mit Abschnitten des Versuches, Erkennung bekannter bzw. gesuchter DNA Abschnitte - Anwendung: Kriminalistik = dient als Hilfswerkzeug, um genug DNA Material für Erstellung eines genetischer Fingerabdrucks Medizin = bestimmte Virusinfektionen (z.B. Sars-COV-2) werden mittels PCR erkannt (= PCR Test), indem die virale RNA oder DNA vervielfältigt wird
- 11. 3. Bedeutung 3.2. Bedeutung/Anwendung in der Landwirtschaft - Kosten günstigere Erzeugung durch vergrößerte/verbesserte Erträge - drohender Nahrungsmangel in der Zukunft soll aufgehalten werden - gentechnische Pflanzen und Tiere gewinnen zunehmend Bedeutung → transgene Pflanzen/Tiere - Resistenz durch Genübertragung anderer Organismen → wenn Pflanzen sich selbst gegen schädliche Organismen wehren können, muss Bauer weniger Pflanzenschutzmittel spritzen
- 12. 3. Bedeutung 3.2. Bedeutung/Anwendung in der Landwirtschaft Methoden für Transplantation: 1. Gen-Fähre → Bakterium mit Plasmid, dass das modifizierte Gen enthält, wird in die Pflanzenzelle transportiert 2. Protoplastentrans- → Enzyme lösen die Zellwand der Pflanzenzelle auf, formation vereinfachtes Eindringen ermöglicht 3. Gen-Kanone → Partikel, mit bestücktem Gen, werden mit einer Maschine mit Hilfe von Druckluft direkt in die Zelle transportiert
- 13. 3. Bedeutung 3.2. Bedeutung/Anwendung in der Landwirtschaft - Beispiel : Bt-Mais - ist Mais, der durch eine gentechnische Veränderung einen insektiziden Stoff - Bt-Protein - bildet, der bestimmte Fraßinsekten abtötet - Bodenbakterium “Bacillus thuringiensis” wird auch in der Schädlingsbekämpfung eingesetzt - Mais produziert selbst Giftstoffe, welche Schädling abtötet aber harmlos für den Menschen ist - → mit Transplantation → weniger Kosten für Pestizide
- 14. 3. Bedeutung 3.2. Bedeutung/Anwendung in der Landwirtschaft - Beispiel: Schaf Tracy - 1996 im Stall des Roslin-Instituts Ziege erschaffen, das für die Medikamentenproduktion genutzt wurde - in Milch befand sich Eiweiß α-1-Antitrypsin, das die Lunge von Menschen vor einem Gewebeabbau schützt - Vorteil : reichen wenige bis einige tausend Tiere, um den weltweiten Jahresbedarf des menschlichen Eiweißwirkstoffs zu decken → Tiere produzieren wesentlich konzentrierter als Zellkulturen
- 15. 4. Risiken der Gentechnik - Gentechnisch veränderte Organismen können sich ungewollt auskreuzen und unkontrolliert ausbreiten - Gentechnik bedeutet Gefahr für die Biodiversität → Kulturen werden durch Technik zerstört - Gefahr für Natur und Umwelt → gefährden Pflanzen um sich herum, Pestizid des Organismus wird dauerhaft ausgestoßen und nicht saisonal gespritzt - bei der Transgenetik vorgenommene Überschreitung der Artgrenzen birgt unbekannte Risiken → ungenaue Zukunftsprognosen → instabile Mutationen möglich - manipulierte Organismen entstehen im Labor und nicht in Natur
- 16. 5. Diskussion Würdet ihr gentechnisch veränderte Organismen für die Welt zulassen? Warum ja? Warum nein?