am Puls Biologie 8, Schulbuch

129 Bio- und Gentechnik Rote Gentechnik: neue Medikamente und Therapien? Gentechnik wird auch in der Medizin eingesetzt. Das bekannteste Beispiel ist Insulin . Früher wur- de Insulin vornehmlich aus der Bauchspeichel- drüse von Schweinen gewonnen. Doch war es schwierig, auf diesem Wege die erforderlichen Mengen zu erhalten. Außerdem konnte es zu unerwünschten Nebenwirkungen kommen, v. a. Hypoglykämie (Unterzuckerung), lokalen Reaktio- nen an der Injektionsstelle, Sehstörungen zu Be- ginn der Therapie und anderen Überempfindlich- keitsreaktionen. Heutzutage wird Insulin überwiegend biotechno- logisch mithilfe gentechnisch veränderter Bakte- rien hergestellt. Dabei wird das menschliche Insulingen zuerst isoliert und davon mittels reverser Transkription cDNA hergestellt ( k Abb. 20). Dieser Schritt ist nötig, da bakterielle DNA keine Introns hat. Da- her fehlen Bakterien die Enzyme zum Spleißen ( k S. 24). Würde das Originalgen eingesetzt, könnten Bakterien nicht das gewünschte Protein herstellen. Die cDNA baut man anschließend in ein Plasmid ein, das nun wiederum von Bakterien aufgenom- men wird. In Fermentern kultiviert produzieren die Bakterien dann in großem Maßstab mensch- liches Insulin ( k Abb. 19). Abb.19: Kombination von Bio- und Gentechnik: Einer der ersten Fermenter, in denen Insulin in großem Maß- stab aus gentechnisch veränderten Bakterien gewonnen wurde. Das Gen für Insulin wird in Plasmide eingesetzt, die von Bakterien aufge- nommen werden; so produzieren diese Bakterien mensch- liches Insulin Ligase Ein Plasmid mit einem Markergen (zB für Antibiotikaresistenz) und einer Schnittstelle für das Restriktionsenzym (hier glatter Schnitt) dient als Genfähre. Die cDNA des gewünschten Gens aus der Spenderart wird hergestellt, verviel- fältigt und in Plasmide transferiert. Der Gentransfer gelingt nur bei einigen Bakterienzellen, nur diese zeigen Anti- biotikaresistenz und vermehren sich. Sie werden weiter ver- mehrt und bilden das ge- wünschte Genprodukt. Exon prä- mRNA DNA reife mRNA cDNA (ohne Introns) Exon Exon Intron Intron Transkription reverse Transkription DNA-Kopien mittels PCR Spleißen Restriktion und Ligation der DNA Übertragung auf Bakterienzelle Bakterienkultur Bakterienkolonie Bakterienzelle mit Plasmid menschliche Zelle mit Spender-DNA zB für Insulin Markergen transgene Bakterien, zB mit dem Gen für menschliches Insulin Kulturmedium mit Antibiotikum Abb. 20: Transgene Organismen in der Arzneimittelproduktion (hier: Insulin). Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv