Biotechnologie: Anwendungen in Medizin, Landwirtschaft und Industrie

Biotechnologie: Eine Einführung

Die Biotechnologie ist eine wissenschaftliche Disziplin, die sich mit der Nutzung lebender Organismen oder ihrer Bestandteile befasst, um bestimmte chemische Prozesse für industrielle Zwecke durchzuführen. Die Gentechnik ist ein Teilgebiet der Biotechnologie, das sich auf die Manipulation von DNA konzentriert.

Anwendungen der Biotechnologie

In der Medizin

• Herstellung pharmazeutischer Produkte: Beispielsweise die Produktion von Proteinen wie Insulin in Säugetieren. Diese Proteine werden durch gentechnische Verfahren in Mikroorganismen gewonnen.
• Gentherapeutische Behandlung: Mithilfe biotechnologischer Techniken können Gene identifiziert werden, die Krankheiten verursachen. Die Gentherapie zielt darauf ab, diese Gene zu modifizieren oder zu ersetzen.
• Produktion von Impfstoffen: Impfstoffe sind Suspensionen von abgetöteten oder abgeschwächten Krankheitserregern, die bei Injektion in ein Tier Immunität gegen bestimmte Krankheiten erzeugen.
• Verwendung transgener Tiere: Transgene Tiere werden in der biomedizinischen Grundlagenforschung und zur Gewinnung menschlicher Proteine eingesetzt. Sie können auch als Quelle für Organe und Gewebe für Transplantationen dienen.

In der Landwirtschaft und Viehzucht

• Durch gentechnische Verfahren können in der Landwirtschaft Pflanzen erzeugt werden, die resistent gegen Herbizide, Insekten oder Mikroorganismen sind.
• Es können auch verbesserte landwirtschaftliche Produkte gewonnen werden.
• Bei Rindern werden derzeit Hormone zur Mast eingesetzt, die künstlich hergestellt werden. Ziel ist es, die natürliche Hormonproduktion des Tieres zu erhöhen.
• Klonen: 1997 wurde das erste geklonte Säugetier, das Schaf Dolly, aus einer differenzierten Körperzelle erzeugt. Dies zeigt, dass der Prozess der Zelldifferenzierung umkehrbar ist. Das Klonen ermöglicht die Auswahl von Tieren mit interessanten Eigenschaften für Landwirte und Verbraucher, birgt aber auch das Risiko eines Verlusts an genetischer Vielfalt.

Industrielle Anwendungen

Eine Reihe von industriellen Endprodukten wird durch Biotechnologie gewonnen, darunter:

• Antibiotika (Produkte, die aus dem Stoffwechsel von Bakterien und Pilzen gewonnen werden)
• Vitamine und Aminosäuren
• Hormone und Enzyme
• Säuerungsmittel
• Konservierungsmittel und Lebensmittelzusatzstoffe
• Alkoholische Getränke
• Milchprodukte
• Brot
• Essig (Essigsäure durch alkoholische Gärung)

Umweltanwendungen

• Bioremediation: Einsatz von Mikroorganismen zur Entfernung von Schadstoffen aus der Umwelt.
• Biologischer Abbau: Abbau von Materialien wie Papier, Lack, Öl oder Textilfasern durch Mikroorganismen.
• Biologischer Abbau von Erdöl durch Stoffwechselvorgänge von Bakterien.
• Abbau bestimmter Stoffe wie Öl in geringer Konzentration mithilfe von Mikroorganismen.
• Gewinnung von Biokraftstoffen: Kraftstoffe, die aus dem Abbau organischer Stoffe gewonnen werden, z. B. Biodiesel oder Bioethanol.
• Anwendungen bei der Behandlung von Bergbauabfällen.