Die grüne Gentechnik

Fach Biologie

Klasse 8

Autor Joker2017

Veröffentlicht am 18.10.2018

Schlagwörter

Grüne Gentechnik

Zusammenfassung

Dieses Referat befasst sich mit der grünen Gentechnik und geht auf deren verschiedene Verfahren ein. Darüber hinaus werden die Vorteile sowie die Nachteile der grünen Gentechnik erklärt und Anwendungsbeispiele genannt.

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Bei der grünen Gentechnik, welche auch als Agrogentechnik bekannt ist, handelt es sich um die Verwendung von gentechnischen Verfahren in der Züchtung von Pflanzen. Als Resultat eines solchen Verfahrens ergibt sich eine gentechnisch veränderte Pflanze, welche zum Beispiel robuster ist, als es die ursprüngliche Pflanze gewesen ist. Es gibt auch Verfahren, bei denen in das Erbgut der Pflanzen gezielt einzelne Gene hineingebracht werden. Wenn diese Einzelgene von anderen Pflanzenarten kommen, entstehen auf diese Art transgene Pflanzen. Bei der grünen Gentechnik handelt es sich also um einen Bestandteil der grünen Biotechnologie und der Biologie im Allgemeinen. Ein Anwendungsbeispiel für gentechnisch veränderte Pflanzen sind solche, die beispielsweise besonders insektenresistent sind.

Die Unterschiede der grünen Gentechnik und der Standardzüchtung sind das gezielte Transferieren einzelner Gene. Durch dieses Verfahren gelingt es die Artengrenzen zu überwinden und auch Probleme, wie beispielsweise Unfruchtbarkeit zu lösen. Bei der Standardzüchtung werden solche Hindernisse und Probleme mit spontanen Mutationen überwunden, allerdings ist dies nicht in allen Fällen erfolgreich.
Trotz einiger Vorteile der grünen Gentechnik gibt es zahlreiche Diskussionen, ob diese erwünscht ist oder nicht. Die Zahl der Kritiker ist hoch. Themen der Diskussionen sind unter anderem die Aspekte der Ernährungssicherheit, des Naturschutzes und Umweltschutzes sowie ökonomische und auch ethische Aspekte.

Forschung und Entwicklung

Die grüne Gentechnik ermöglicht es, das Verhalten der einzelnen Gene in Pflanzen genau zu untersuchen und gezielt zu verändern. Eine Pflanzenzelle besteht aus mehreren Zehntausend Genen, deren Funktion bis heute größtenteils unbekannt ist. Daher ist die grüne Gentechnik eine gute Methode, diese Pflanzenzellen besser zu erforschen. Auch bei Pflanzen die schon sehr weit erforscht sind, wie die Arabidopsis thaliana ist noch über die Hälfte der Gene unbekannt.

Bei der Untersuchung von Genen ist es wichtig, dessen Funktion besser kennenzulernen. Hierzu muss die Steuerung des Gens modifiziert werden, dies geschieht in der Regel mit drei verschiedenen Pflanzenpopulationen. Die erste Pflanzenpopulation ist unverändert und bildet den Urtyp. Bei der zweiten Pflanzenpopulation, wird das Gen, welches erforscht werden soll, hinter einem viralen Promotor kloniert und anschließend in die Pflanze gebracht. Diese Pflanzenpopulation vermehrt das Protein oder anderweitige Genprodukt. Die dritte Pflanzenpopulation produziert dieses Genprodukt auch, jedoch nur in sehr kleinem Maße. In machen Fällen, kommt die Produktion auch zum Erliegen.

Eines der wichtigsten Verfahren der grünen Gentechnik ist der Agrobacterium vermittelte horizontale Gentransfer. Bei diesem Verfahren, werden vereinzelte Gene von Zellen eines Organismus, in der Regel eine Pflanze, in die Zellen eines anderen Lebewesens übertragen. Dieses Verfahren wurde in den 1980er Jahren von den Biologen Jozef Schell und Marc van Montagu entwickelt und bildet seitdem eines der wichtigsten Methoden. Ein weiteres Verfahren ist die somatische Hybridisierung, welche es ermöglicht, bestimmte Merkmale von Pflanzen zu kombinieren. Im Vergleich zur vorab vorgestellten Methode, liegt ein Vorteil klar auf der Hand: es müssen keine spezifischen Gene charakterisiert und isoliert werden.

Des Weiteren werden einige Einschränkungen der Transformation „übersprungen“. Bei der Fusion der Zellen kann die Chromosomenzahl dieser Zellen multipliziert werden. Dies bedeutet, dass sich die Gesamtzahl der vorhandenen Chromosomensätze vervielfachen lässt. Auf eine solche Art kann die Ertragsfähigkeit der Pflanzen gesteigert werden. Auch weitere Vorteile, wie die Resistenz gegenüber Insekten, können mit Hilfe der grünen Gentechnik erreicht werden.

Anwendungsbeispiele innerhalb der Pflanzenzüchtung

Es gibt mittlerweile zahlreiche gentechnische Verfahren, welche nicht ausschließlich die Produktion transgener Pflanzen als Resultat aufweisen können. Die grüne Gentechnik ist seit Mitte / Ende der 1990er Jahre auf dem Vormarsch. Besonders durchgesetzt haben sich drei Verfahren: Gentransfer durch Agrobacterium tumefaciens sowie die biolistischen Gentransfers und die Protoplastentransformation. Seit Beginn der 2000er Jahre etablierten sich auch einige verbesserte gentechnische Verfahren, wie die Cisgenese, das genome Editing und die Intragenese. Bei den „neuen“ Verfahren ist der Gentransfer artfremder Gene lediglich ein Anwendungsgebiet.

Ziele der grünen Gentechnik

Welche Ziele verfolgt die grüne Gentechnik und wie will sie diese Ziele langfristig erreichen? Bei der Zielfindung der grünen Gentechnik liegen im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren der Pflanzenzucht keine Unterschiede vor. Sowohl die grüne Gentechnik, als auch die herkömmliche Pflanzenzucht strebt eine Verbesserung der Eigenschaften der Pflanzenarten an. Der jeweilige Gentransfer wird hierbei mit dem Ziel eingeleitet, den Pflanzen das gewünschte Merkmal zu liefern. Es wird dabei zwischen den Eigenschaften für den Anbau und denen der späteren, besseren Vermarktung differenziert. Für den Anbau von Pflanzenarten ist beispielsweise die Herbizidtoleranz sowie die Insektenresistenz sehr wichtig. Bei der Vermarktung hingegen steht die Verbesserung des Nährstoffgehaltes im Vordergrund. Obwohl die Zahl der Kritiker der grünen Gentechnik recht hoch ist, gibt es bereits Produkte, welche überwiegend gentechnisch verändert angebaut werden. Hierzu gehören insbesondere Soja und Baumwolle. Der Grund für diese Art des Anbaus ist, dass diese Pflanzen hauptsächlich in Ländern angebaut werden, wo der Anbau von gentechnisch modifizierten Pflanzen gestattet ist. Soja, Mais, Baumwolle und Raps sind die am häufigsten gentechnisch veränderten Pflanzenarten. Bei Soja ist etwa die Hälfte der angebauten Pflanzen gentechnisch verändert und Mais etwa zu einem Drittel. Bei Baumwolle liegt dieser Anteil bei knapp 12 Prozent und bei Raps bei ungefähr fünf Prozent. An diesen Werten lässt sich deutlich erkennen, dass der Trend zur gentechnischen Veränderung geht, soweit diese in den Anbauländern gesetzlich erlaubt ist.