Gentechnik in der landwirtschaft: tierzucht

Gentechnik in der Landwirtschaft: Tierzucht Zielsetzungen und Methoden Wie bei der Pflanzenzucht geht es auch hier darum, die Eigenschaften von Tieren den Nutzungsansprüchen anzupassen. Zum einen erfolgt dies durch die Identifizierung geeigneter Kreuzungspartner mit Hilfe von Gensonden, zum anderen durch die Zucht transgener Tiere.   Biomedizinische Forschung Transgene Tiere, hauptsächlich Mäuse, werden zur biomedizinischen Forschung gezüchtet. Da bestimmte Krankheitsbilder nur beim Menschen auftreten, war es notwendig, die Versuchstiere genetisch so zu verändern, daß auch diese die zu erforschende Krankheit bekommen.   Nutztierhaltung Die gentechnische Forschung verfolgt hier ähnliche Ziele wie bei den Nutzpflanzen. Zum einen soll die Widerstandskraft erhöht und damit die Gesundheit der Tiere gesteigert werden.

Den Tieren werden dadurch weniger Tierarzneimittel und andere Fremdstoffe verabreicht. Die Entwicklung gentechnischer Impfstoffe für Nutztiere hat auch bereits erste Erfolge zu verzeichnen. Zum anderen wird die Ertragssteigerung ins Auge gefaßt. Angesichts gravierender Ernährungsengpässe in bestimmten Teilen der Erde ein sinnvolles Vorhaben.   Produktion humaner Proteine Ein weiteres Anwendungsfeld ist die Produktion humaner Proteine durch transgene Tiere. Neben Mäusen und Kaninchen werden entsprechende Versuche hauptsächlich mit Kühen und Ziegen durchgeführt.

Um den Prozeß unter Kontrolle zu haben, wird das transferierte Gen mit gewebespezifischen Kontrollregionen versehen. Das Protein wird z.B. nur in der Milchdrüse des Tieres produziert und in die Milch abgegeben. Die gentechnisch erzeugten Proteine lassen sich dann relativ einfach und in großen Mengen aus der Milch isolieren.   Produktion humaner Proteine (derzeit in Entwicklung)   Protein Anwendung Faktor VIII Hämophilie A Humane Sexualhormone Unfruchtbarkeit Humaninsulin Diabetes Faktor IX Hämophilie B Protein C Protein C-Mangel, bei tPA-Therapie Humanes Serum-Albumin Chirurgie Schock Trauma tPA Herzinfarkt Thrombose Embolie LAtPA Herzinfarkt Thrombose Embolie Monoklonale Antikörper Diagnostik Therapie     Tierschutz Im gesamten Bereich der gentechnischen Veränderung von Tieren muß dem Tierschutzgedanken eine hohe Priorität eingeräumt werden.

In jedem Einzelfall müssen eventuell auftretende, unvermeidbare Leiden der Tiere gegen den Nutzen für die Menschheit sorgsam abgewogen werden. Diese Forderung ist auch Bestandteil des Tierschutzgesetzes. Lebensmittelproduktion Einsatzbereiche Nicht nur Tiere und Pflanzen, die unmittelbar als Lebensmittel dienen, werden gentechnisch verändert, sondern auch Mikroorganismen, die Lebensmittel verändern und veredeln. Beispiele sind die klassischen biologischen Verfahren der Bier- und Weinproduktion oder der Reifung von Käse. Diese Prozesse können beschleunigt werden; der Nährwert von Lebensmitteln läßt sich erhöhen; Energie und Ressourcen werden besser genutzt. Des weiteren werden Mikroorganismen als Lieferanten für Zusatzstoffe, z.

B. zum Konservieren oder Fermentieren genutzt.   Genetisch hergestellte Zusatzstoffe Für die Lebensmittelproduktion sind Stoffe, wie z.B. Vitamine, Frucht- und Aminosäuren, Geschmacks- und Aromastoffe und Enzyme von großer Bedeutung. Durch die Verwendung gentechnisch veränderter Mikroorganismen, sog.

Produzentenstämme, können Ausbeute und Reinheit bei der Produktion gegenüber dem klassischen tierischen oder pflanzlichen Ursprung gesteigert werden. Die Mikroorganismen werden anschließend vom naturidentischen Endprodukt sorgfältig getrennt. Möglich ist so auch die Produktion von neuen Substanzen, z.B. Süßstoffen.   Fermentationsorganismen Fermentationsprozesse werden seit jeher in der Lebensmitteltechnik eingesetzt.

Durch Stoffwechselleistungen von Mikroorganismen werden aus Rohmaterialien haltbare, hygienische Produkte. Dabei verbleiben die Organismen im Endprodukt und werden so vom Konsumenten verzehrt. Gentechnische Methoden können diese Vorgänge verbessern.   Beispiel: Bierhefen Die Veränderung von Bierhefen bewirkt eine Geschmacksverbesserung und verkürzt die gesamte Herstellung. Andere Hefen entfernen z.B.

Nebenprodukte. Diese Biere sind noch nicht auf dem Markt.   Beispiel: Bäckerhefen In Großbritannien ist bereits eine Hefe zugelassen, die einen schnelleren Teigtrieb bewirkt. Dieser Hefe wurde kein artfremdes Gen zugeführt, sondern die vorhandenen Gene wurden umgeordnet (Genrearrangements). Ein Prozeß, der auch in der Natur vorkommt. Diese Bäckerhefen stellen also keinen gentechnisch veränderten Organismus dar.

  Beispiel: Milchsäurebakterien Diese Bakterien sind für die Herstellung von Joghurt, Quark und Käse notwendig. Durch entsprechende Veränderungen sollen unerwünschte Fremdbakterien bekämpft und die Reifung beschleunigt werden. Gentechnik bei Tieren  Produktion von humanen Proteinen   Protein Anwendung Faktor VIII Hämophilie A Humane Sexualhormone Unfruchtbarkeit Humaninsulin Diabetes Faktor IX Hämophilie B Protein C Protein C-Mangel, bei tPA-Therapie Humanes Serum-Albumin Chirurgie , Schock , Trauma tPA Herzinfarkt , Thrombose , Embolie LAtPA Herzinfarkt , Thrombose , Embolie Monoklonale Antikörper Diagnostik Therapie     Theoretische Möglichkeit der Übertragung fremder Anlagen durch Viren als Vektoren Jedoch haben sich in der Praxis 2 andere Verfahren durchgesetzt :   Mikroinjektion :   Eizellen in vitro befruchtet, anschl. gew. Erbanl. mittels feiner Glaskanülen in einen der beiden Vorkerne übertragen .

  Elektooperationsverfahren :   Zellen in elektrischem Feld à Membranen für Makromoleküle ( z.B. DNA-Abschnitte ) durchlässig Allerdings nur begrenzte Anzahl an Erfolgen . Kein gezielter Einbau möglich   Biologisch-Ballistisches ( "Biolistosches") Verfahren   Wolfram oder Goldsplitter ( 1/10000 mm Durchmesser ) mit Genmaterial beschichtet , stark beschleunigt auf Zelle geschossen à Genmaterial in Zellkern Bislang nur bei Pflanzenzellen erfolgreich     Konventionelle Veränderungen genetischen Materials Gentechnische Veränderungen genetischen Materials Zufallsmutationen und Zuchtwahl ( "blinde" Genübertagung ) Einbau von Erbanlagen ( gezielte Genübertragung ) Sexuelle Barrieren An Artgrenzen gebunden, daher begrenzter Genvorrat Keine Sexuellen Barrieren An keine Artgrenzen gebunden Daher Genvorrat nahezu unbegrenzt Zeit und Flächenaufwand ( Pflanzen ) relativ groß Zeit und Flächenaufwand ( nach Isolierung )relativ gering Gene nur durch ihren Phänotyp bekannt Gene genau definierbar  

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