Begegnungen mit der Natur 8, Schulbuch

145 Der Mensch greift ein Bakterien und Hefepilze helfen bei gentechnischen Verfahren Bakterien eignen sich aufgrund der unkomplizierten Isolation ihrer DNA und der einfachen Rückführung der DNA in Bakterienzellen besonders gut für gen- technische Verfahren. Zudem erfolgt durch die hohe Teilungsrate eine rasche Klonierung der Fremd-DNA. Es gibt aber auch andere geeignete Organismen: so werden zum Beispiel bei der gentechnischen Produktion der Impfstoffe gegen Hepatitis B und das Humane Papilloma Virus als Wirte Hefezellen verwendet: Aus der jeweiligen Viren-DNA wird der DNA-Abschnitt isoliert, der den Bauplan für das Protein enthält, das als Antigen eine Immunreaktion auslöst ( Begegnungen mit der Natur, Band 6). Es wird in ein Plasmid der Bäckerhefe integriert.  Hepatitis B Seit 1986 wird der Impfstoff auf gentech- nischem Weg hergestellt.  Humanes Papilloma Virus Seit 2007 wird der Impfstoff auf gentech- nischem Weg hergestellt.  Hefezellen besitzen Plasmide 1. Aus der Viren-DNA wird der Bereich herausgeschnitten, der den Bauplan für das als Antigen wirkende Protein enthält. 2. Das DNA-Fragment wird in ein Plasmid der Bäckerhefe integriert. 3. Die Hefezelle produziert nun das als Antigen wirkende Protein. 4. Die Hefezelle wird aufgebrochen und das Protein gereinigt 5. Das Protein (Antigen) wird als Impfstoff eingesetzt. Für Gentherapien werden häufig Viren als Vektoren eingesetzt Ein weiteres Einsatzgebiet der Gentechnik ist die Gentherapie. Die somatische Gentherapie zielt darauf ab, Krankheiten, die auf Fehlern in den Erbanlagen beruhen, durch Einpflanzung fremder Gene zu korrigieren. Die Gentherapie ist somit eine Sonderform der Transplantation: Von einem Spender werden ein- zelne Erbinformationen in die Zellen eines Empfängers übertragen. Nach dem Eingriff soll der Körper Stoffe produzieren, die er bis dahin gar nicht oder nur mangelhaft herstellen konnte. Beim Ex-vivo-Verfahren ( Abb. 33) werden der Patientin oder dem Patienten Zielzellen (entsprechende Stammzellen) entnommen, in denen anschließend das defekte Gen durch ein intaktes ersetzt wird. Am besten sind hierfür Viren als Vektoren geeignet. Die genetisch veränderten Zellen werden vermehrt und wieder injiziert bzw. reimplantiert. Beim In-vivo-Verfahren wird die Erbinfor- mationen durch Injizieren oder Inhalieren der Vektoren direkt zugeführt.  somatische Gentherapie ist Hoffnungsträger für verschiedene Er- krankungen (zB Mukoviszidose, Thalassämie, Phenylketonurie etc.) so- wie für die Heilung von Krebserkrankun- gen (durch Einschleusen eines Gens, das Krebszellen zur Apoptose veranlasst), Morbus Alzheimer (durch Einschleusen von Genen, die das Gedächtnis reaktivie- ren), Morbus Parkinson (durch Einschleu- sen von Genen, die die Dopamin-Produk- tion wieder anregen) und AIDS (durch Einschleusen von Immunzellen, die gen- technisch so verändert sind, dass HIV nicht eindringen können).  Viren als Vektoren Die Viren werden zunächst unschädlich gemacht und anschließend mit den ge- wünschten Genen bestückt. 32  Gentechnische Herstellung von Impfstoffen (Schema) 1. Viren eignen sich besonders gut als Vektoren. Begründe dies. 2. Bei der somatischen Genthera- pie werden Erbinformationen in bestimmte Körperzellen ein- geschleust. Diskutiere die Mög- lichkeit, ob die Erbinformation auch an Nachkommen vererbt werden kann. Selbst aktiv! 33  Gentherapie: Ex-vivo-Verfahren (Schema) 1. Entnahme der Stammzellen 4. Infusion der genetisch veränder- ten Stammzellen 3. Zelle mit dem korrigierten Gen 2. Einschleusen des intakten Gens Stammzelle mit defektem Gen Virus als Gen-Taxi Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv