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Gentechnik
Grundlagen
Werkzeuge
Methoden
Anwendung
Auswirkung
(Landwirtschaft, Medizin, Pharmazie, Gesellschaft)
Grundlagen Klonen
Gentechnik = Methoden zur Erzeugung von genetisch identen Zellen oder Organismen
= Sammlung verschiedener molekularbiologischer Methoden
... Erbmaterial soll entschlüsselt werden, vermehrt und verändert werden Natürliche Klone
... z.B. in Bakterien Medikamente herzustellen. ... Erzeugung von Klone durch ungeschlechtliche Vermehrung
... DNA wird verändert! ... eineiige Mehrlinge, durch Sprossung/Teilung entstandene Pflanzen
... wenn ein Embryo im frühen Stadium (Morula - hat totipotente Zellen) zerfällt/zerteilt
Biotechnologie wird, entstehen Geschwisterklone (sind untereinander ident, aber nicht mit den Eltern)
= Herstellung von Produkten durch lebende Organismen bzw. isolierte Enzyme
... Biologische Abläufe werden technisch genutzt (und verbessert), z.B. Künstlich produzierte Klone
Lebensmittel (Käse, Brot, Joghurt) + Getränke (Bier, Wein), Medikamente ... Übertragung des Erbmaterials der Mutter in entkernte Eizelle
(Antibiotika), Enzyme (Kosmetik, Waschmittel), Methan in Biogasanlagen, Kompost
... DNA wird nicht verändert!
TYPEN DES KLONENS
STAMMZELLEN Therapeutisches Klonen
... undifferenzierte Zellen eines Embryos, Fötus oder bereits geborenen Menschen, die noch Teilungs- = geklonter Embryo dient der Gewinnung von Stammzellen
und Differenzierungsfähigkeit besitzen, also noch nicht vollständig differenziert (entwickelt) sind
embryonale Stammzellen werden erzeugt für Ersatzteillager von Geweben und Organen
... sie können zu ca. 200 verschiedenen Zelltypen differenzieren (z.B. Muskel-, Leber-, Hautzellen, usw.)
Erbmaterial aus gesunder Zelle wird in entkernte Eizelle gespritzt
... Ziel: genetisch passende Gewebe/Organe zu züchten, die von Betroffenen nicht abgestoßen werden
aus Blastozyste werden embryonale Stammzellen entnommen
Entwicklungsstadien ist Patient selbst Kernspender: keine Abstoßung (“Intraspezies-Kernübertragung”)
Embryonale Stammzellen Ziel ist Herstellung von Geweben (zB. Leberzellen und Nervenzellen)
Zygote
Befruchtung - Abschluss der Bildung der Organanlagen (1-8 SSW) totipotent
Kernmaterial der Aktivierung
Fetale Stammzellen Eizellspenderin eizelle wird entfernt der Eizelle
und Kernmaterial der
nach Bildung der Organanlagen bis zur Geburt Hautzelle eingebracht Zellteilungen
Adulte Stammzellen Morula
totipotent
im Organismus nach der Geburt
Entwicklungspotential
Totipotent (Zygote bis Morula) Blastula
können sich zu allen Zelltypen entwickeln pluripotent Differenzierung Laser
zu den Antikörper
undifferenziert bis zum ganzen Menschen gewünschten
Körperzellen
bis zum 8-Zellstadium (Morula) – 4 Tage nach Befruchtung
Pluripotent (embryonale Zellen) Patient
es können viele, aber nicht alle Zellen gebildet werden Kind
keine Entwicklung zu vollständigen Menschen möglich Start: Gewebeprobe
zb von der Haut
Multipotent (Organspezifische Stammzellen) Gewinnung
embryonaler
Vorläuferzellen für Zellen eines bestimmten Organtyps stammzellen
z.B. Blutstammzellen im Knochenmark Zelltherapie Ende
Gewinnung von Stammzellen
organspez. Stammzellen
... Blutstammzellen werden aus Blut oder Knochenmark gewonnen multipotent Reproduktives Klonen
... Knochenmarktransplantation = Geburt des geklonten Embryos
... Stammzelltransplantation
... Gewinnung aus peripheren Blut: zB. Plazenta, Nabelschnur Kern der differenzierten Zelle wird in Eizelle transferiert
... bei Kindern und Jugendlichen meist Knochenmark als Stammzellquelle Nachkommen sind genetisch ident mit Kernspenderin
... die isolierten Stammzellen werden entweder direkt übertragen (sind 72h haltbar) oder mitochondriale DNA von Eizellspenderin
kryotiefgefroren (in flüssigen Stickstoff) und dann aufgetaut differenzierte Zellen erlangen nach Einbringen in die Eihülle Totipotenz wieder
Signalstoffe von Kernspenderzelle wird ausgeschalten
wird von Eiplasma wieder reaktiviert
im Laufe des Lebens gesammelte Methylgruppen (Epigenetik) werden gelöscht
Herstellung einer totipotenten Zelle ohne vorhergehende Befruchtung
da das Alter der Klone unterschiedlich ist: Eltern-Kind-Klone
DIE SACHE MIT SCHAF DOLLY
Kontra-Argumente
Dolly - vaterloses Schaf mit drei Müttern
... Telomere in übertragenen Chromosomen bereits verkürzt, d.h. Klon-Kind ist genetisch alt
Dolly wurde in den 1990er Jahren geschaffen ... Gene von Klonen haben oft falsches Prägungsmuster - wahrscheinlich weil DNA im Kern
und war das erste Klon-Lebewesen. und mitDNA nicht zusammenpassen - daher schlagen viele Klonversuche schief
Sie besitzt drei Mütter: Aktivierung
Kernmaterial der der Eizelle
die Kernspenderin (Kern wurde einer Eizellspenderin eizelle wird entfernt
und Kernmaterial der
Euterzelle entnommen) Hautzelle eingebracht Zellteilungen
die Eizellspenderin (entkernte Eihülle mit
Mitochondrien und daher mitochondrialer
DNA)
die Leihmutter, die Dolly ausgetragen hat
Der Kern der Körperzelle wurde in die entkernte
Eizelle eingesetzt und durch Stromstöße im
Labor dazu angeregt, sich zur Morula zu
entwickeln. Dann wurde die Morula in das
Leihschaf eingesetzt, die Dolly zur Welt brachte.
Transfer in die
Gebärmutter
genetische einer Leihmutter
Kopie
Start: Gewebeprobe
zb von der Haut
Klonkind
Gentechnik
Grundlagen
Werkzeuge
Methoden
Anwendung
Auswirkung
(Landwirtschaft, Medizin, Pharmazie, Gesellschaft)
Grundlagen Klonen
Gentechnik = Methoden zur Erzeugung von genetisch identen Zellen oder Organismen
= Sammlung verschiedener molekularbiologischer Methoden
... Erbmaterial soll entschlüsselt werden, vermehrt und verändert werden Natürliche Klone
... z.B. in Bakterien Medikamente herzustellen. ... Erzeugung von Klone durch ungeschlechtliche Vermehrung
... DNA wird verändert! ... eineiige Mehrlinge, durch Sprossung/Teilung entstandene Pflanzen
... wenn ein Embryo im frühen Stadium (Morula - hat totipotente Zellen) zerfällt/zerteilt
Biotechnologie wird, entstehen Geschwisterklone (sind untereinander ident, aber nicht mit den Eltern)
= Herstellung von Produkten durch lebende Organismen bzw. isolierte Enzyme
... Biologische Abläufe werden technisch genutzt (und verbessert), z.B. Künstlich produzierte Klone
Lebensmittel (Käse, Brot, Joghurt) + Getränke (Bier, Wein), Medikamente ... Übertragung des Erbmaterials der Mutter in entkernte Eizelle
(Antibiotika), Enzyme (Kosmetik, Waschmittel), Methan in Biogasanlagen, Kompost
... DNA wird nicht verändert!
TYPEN DES KLONENS
STAMMZELLEN Therapeutisches Klonen
... undifferenzierte Zellen eines Embryos, Fötus oder bereits geborenen Menschen, die noch Teilungs- = geklonter Embryo dient der Gewinnung von Stammzellen
und Differenzierungsfähigkeit besitzen, also noch nicht vollständig differenziert (entwickelt) sind
embryonale Stammzellen werden erzeugt für Ersatzteillager von Geweben und Organen
... sie können zu ca. 200 verschiedenen Zelltypen differenzieren (z.B. Muskel-, Leber-, Hautzellen, usw.)
Erbmaterial aus gesunder Zelle wird in entkernte Eizelle gespritzt
... Ziel: genetisch passende Gewebe/Organe zu züchten, die von Betroffenen nicht abgestoßen werden
aus Blastozyste werden embryonale Stammzellen entnommen
Entwicklungsstadien ist Patient selbst Kernspender: keine Abstoßung (“Intraspezies-Kernübertragung”)
Embryonale Stammzellen Ziel ist Herstellung von Geweben (zB. Leberzellen und Nervenzellen)
Zygote
Befruchtung - Abschluss der Bildung der Organanlagen (1-8 SSW) totipotent
Kernmaterial der Aktivierung
Fetale Stammzellen Eizellspenderin eizelle wird entfernt der Eizelle
und Kernmaterial der
nach Bildung der Organanlagen bis zur Geburt Hautzelle eingebracht Zellteilungen
Adulte Stammzellen Morula
totipotent
im Organismus nach der Geburt
Entwicklungspotential
Totipotent (Zygote bis Morula) Blastula
können sich zu allen Zelltypen entwickeln pluripotent Differenzierung Laser
zu den Antikörper
undifferenziert bis zum ganzen Menschen gewünschten
Körperzellen
bis zum 8-Zellstadium (Morula) – 4 Tage nach Befruchtung
Pluripotent (embryonale Zellen) Patient
es können viele, aber nicht alle Zellen gebildet werden Kind
keine Entwicklung zu vollständigen Menschen möglich Start: Gewebeprobe
zb von der Haut
Multipotent (Organspezifische Stammzellen) Gewinnung
embryonaler
Vorläuferzellen für Zellen eines bestimmten Organtyps stammzellen
z.B. Blutstammzellen im Knochenmark Zelltherapie Ende
Gewinnung von Stammzellen
organspez. Stammzellen
... Blutstammzellen werden aus Blut oder Knochenmark gewonnen multipotent Reproduktives Klonen
... Knochenmarktransplantation = Geburt des geklonten Embryos
... Stammzelltransplantation
... Gewinnung aus peripheren Blut: zB. Plazenta, Nabelschnur Kern der differenzierten Zelle wird in Eizelle transferiert
... bei Kindern und Jugendlichen meist Knochenmark als Stammzellquelle Nachkommen sind genetisch ident mit Kernspenderin
... die isolierten Stammzellen werden entweder direkt übertragen (sind 72h haltbar) oder mitochondriale DNA von Eizellspenderin
kryotiefgefroren (in flüssigen Stickstoff) und dann aufgetaut differenzierte Zellen erlangen nach Einbringen in die Eihülle Totipotenz wieder
Signalstoffe von Kernspenderzelle wird ausgeschalten
wird von Eiplasma wieder reaktiviert
im Laufe des Lebens gesammelte Methylgruppen (Epigenetik) werden gelöscht
Herstellung einer totipotenten Zelle ohne vorhergehende Befruchtung
da das Alter der Klone unterschiedlich ist: Eltern-Kind-Klone
DIE SACHE MIT SCHAF DOLLY
Kontra-Argumente
Dolly - vaterloses Schaf mit drei Müttern
... Telomere in übertragenen Chromosomen bereits verkürzt, d.h. Klon-Kind ist genetisch alt
Dolly wurde in den 1990er Jahren geschaffen ... Gene von Klonen haben oft falsches Prägungsmuster - wahrscheinlich weil DNA im Kern
und war das erste Klon-Lebewesen. und mitDNA nicht zusammenpassen - daher schlagen viele Klonversuche schief
Sie besitzt drei Mütter: Aktivierung
Kernmaterial der der Eizelle
die Kernspenderin (Kern wurde einer Eizellspenderin eizelle wird entfernt
und Kernmaterial der
Euterzelle entnommen) Hautzelle eingebracht Zellteilungen
die Eizellspenderin (entkernte Eihülle mit
Mitochondrien und daher mitochondrialer
DNA)
die Leihmutter, die Dolly ausgetragen hat
Der Kern der Körperzelle wurde in die entkernte
Eizelle eingesetzt und durch Stromstöße im
Labor dazu angeregt, sich zur Morula zu
entwickeln. Dann wurde die Morula in das
Leihschaf eingesetzt, die Dolly zur Welt brachte.
Transfer in die
Gebärmutter
genetische einer Leihmutter
Kopie
Start: Gewebeprobe
zb von der Haut
Klonkind
