2 verfarhen transgene pflanzen herszustellen

Um ein neues Gen in Pflanzen einzuschleusen, benutzen die Forscher oft das Bodenbakterium Agrobacterium tumefaciens. Mit dieser Methode kann man auch die DNA von Chloroplasten verändern. Wenn neue Gene stabil in die DNA von Pflanzen integriert werden, spricht man von einer Transformation. Das bedeutet, dass die Pflanzenzellen diese neue DNA , als Teil ihrer eigenen betrachten, ablesen und die entsprechenden Proteine herstellen. Wenn Agrobakterien verletzte Pflanzenzellen befallen, können sie Teile ihrer Erbinformation in die Pflanzenzelle einschleusen. Diese fangen dann an tumorartig zu wuchern und für das Bakterium wichtige Nährstoffe zu produzieren. Im Labor wurde Agrobacterium tumefaciens so verändert, dass es weder das Tumorwachstum auslöst noch die Pflanze zur Produktion von Bakteriennahrung anregt. Stattdessen können jetzt ganz gezielt neue Gene in die Pflanze eingebracht werden. Dazu muss man zunächst wissen, dass Pflanzenzellen totipotent sind. Das bedeutet, dass aus einer einzigen Pflanzenzelle wieder eine ganze Pflanze heranwachsen kann.

Transgene Pflanzen herstellen: Grundlagen und Methoden

Moderne Pflanzenphysiologie untersucht oft molekulare Vorgänge in Pflanzen. Die Gentechnik ermöglicht es, das Verhalten von Genen in der Pflanze gezielt zu beeinflussen. Pflanzenzellen enthalten zwischen Selbst bei der bestuntersuchten Pflanze Arabidopsis thaliana ist noch mehr als die Hälfte der Gene ohne bekannte Funktion. Um die Funktion eines Gens zu erkennen, ist es in der Regel nötig, die Steuerung des Gens zu modifizieren. Hierfür werden oft drei verschiedene Pflanzenpopulationen untersucht. Die erste, unveränderte, Population wird als Wildtyp bezeichnet. Bei der zweiten Population wird das zu untersuchende Gen hinter einen viralen Promotor kloniert und in die Pflanze übertragen. Diese Population produziert vermehrt das Genprodukt des Gens meist ein Protein. Diese Population besteht aus Überexpressoren. Auch komplizierte Regulationsmechanismen sollen aufgeklärt werden, indem nicht nur das Genprodukt, sondern auch die gesamten Änderungen innerhalb der Zelle bzw. Pflanze betrachtet werden. Zusätzlich zu den oben genannten Techniken gehören auch deskriptive Techniken zur gentechnischen Pflanzenforschung.

Zwei effektive Verfahren zur Erzeugung transgener Pflanzen

Auf Grund biologischer Schranken können nur bestimmte, relativ eng verwandte Pflanzen miteinander gekreuzt werden. Mit Hilfe der Gentechnik kann dagegen ein einzelnes Gen, das die Ausprägung einer gewünschten züchterischen Eigenschaft steuert, unabhängig von seiner biologischen Herkunft direkt in das Erbgut einer Pflanze übertragen werden. Auf diese Weise entstehen transgene Pflanzen, deren Erbinformation in einer Weise verändert worden ist, wie sie unter natürlichen Bedingungen durch Kreuzen verwandter Arten oder durch natürliche Rekombination nicht vorkommen. Transgene Nutzpflanzen werden weltweit seit in Freilandversuchen getestet und seit kommerziell angebaut. Heute spielen im Anbau hauptsächlich Merkmale wie Herbizidtoleranz und Schädlingsresistenz eine wesentliche Rolle. Kulturpflanzen wie Mais, Raps, Soja, Baumwolle, Reis oder Zuckerrüben sind durch die Übertragung bestimmter Gene aus den Bodenbakterien Agrobacterium tumefaciens und Streptomyces viridochromogenes gegenüber der Wirkung von Herbiziden mit den Wirkstoffen Glufosinat oder Glyphosat unempfindlich.

Transgene Pflanzen: Vergleich zweier Herstellungsverfahren

Im Beispiel von Insulin erkennt das Restriktionsenzym EcoR1 die Basenabfolge G-A-A-T-C und führt zwischen GC und AG einen versetzten Schnitt durch. Dadurch entstehen überlappende Enden. Dann wird das Plasmid von E. Was dabei passiert, zeigt das Video:. Das Ergebnis ist ein gentechnisch veränderter Organismus abgekürzt GVO , auch transgener Organismus genannt. Auf diese Weise wird mittels Bakterien eine Reihe von Medikamenten hergestellt. Die Vorteile des Verfahrens sind die unbegrenzten Mengen, die Herstellung des menschlichen Proteins statt der Verwendung eines tierischen und die sterile Gewinnung, die keine Gefahr der Übertragung von Erregern birgt. Doch es gibt auch Nachteile: Ein von einem Bakterium hergestelltes Protein kann sich unter Umständen in seiner Struktur erheblich von dem Protein unterscheiden, das ein Säugetier herstellt. Man produziert transgene Säugetiere, die menschliche Proteine nahezu immer in verwertbarer Form herstellen, da der Proteinbiosyntheseapparat zwischen Säugetieren und Menschen sehr ähnlich ist.