Grundlagen und Anwendungen der Genetik: Von Vererbung bis Gentechnik und Bioethik

Grundlagen der Genetik

Die genetische Untersuchung befasst sich mit der biologischen Vererbung, den Genen und deren Expression in Organismen. Schlussfolgerungen der klassischen Genetik:

• Die Einheit der Vererbung ist das Gen.
• Gene werden nach definierten Regeln oder Gesetzen übertragen.
• Gene befinden sich auf den Chromosomen.
• Das Geschlecht wird von Genen oder Chromosomen bestimmt.

Genotyp: Genetische Konstitution eines Individuums oder einer Reihe von Genen.

Äußerer Ausdruck des Genotyps: Phänotyp.

Allel: Eine der Varianten eines Gens; für jedes Gen gibt es zwei Allele.

Homozygot: Eine Person mit zwei identischen Allelen.

Heterozygot: Ein Individuum mit zwei verschiedenen Allelen.

Locus: Aktuelle Position eines Gens auf dem Chromosom.

DNA: Das Molekül im Zellkern (eukaryotische Zelle), das alle Informationen enthält – eine Bibliothek mit Anweisungen für die grundlegenden Eigenschaften und die Entwicklung eines Individuums.

Genetischer Code: Das universelle Verhältnis der Korrespondenz zwischen Nukleotiden eines Polynukleotids und Aminosäuren.

Gentechnisch veränderte Organismen: Organismen, die aus einer Zelle entstehen, in die ein DNA-Fragment eines anderen Lebewesens eingeführt wurde. Wenn es sich um Viren oder Bakterien handelt, spricht man von rekombinanten Organismen.

Anwendungen der Gentechnik

Anwendungen der Gentechnik: Herstellung von Arzneimitteln, Gentherapie (Behandlung von Krankheiten durch Einführung von Genen in den Körper mithilfe von Vektoren, z.B. Viren), Anwendungen in der Landwirtschaft, Umweltanwendungen (Bioderremediation, z.B. Einsatz von Bakterien zum Abbau von Ölverschmutzungen, und Biosorption, z.B. Einsatz von Bakterien zur Aufnahme von Metallen).

Verfahren der assistierten Reproduktion

Künstliche Besamung (AI)

Einführung von Samen in die Gebärmutter durch eine Kanüle. Der Samen kann vom männlichen Partner stammen, wenn dieser unfruchtbar ist, oder von einer Samenbank.

In-vitro-Fertilisation (IVF)

Befruchtung im Labor und anschließende Implantation des Embryos in die Gebärmutter. Es können 2 oder 3 Embryonen eingesetzt werden, wobei die übrigen für weitere Versuche oder für spätere Schwangerschaften aufbewahrt werden. Bei schlechter Samenqualität wird die intrazytoplasmatische Spermieninjektion angewendet.

Zell- oder Gewebeklonierung

Zellen oder Gewebe von Patienten können für medizinische Zwecke oder zur Forschung verwendet werden. Dabei werden Stammzellen (undifferenzierte Zellen, die sich zu Geweben oder Organen entwickeln können) genutzt, insbesondere pluripotente Stammzellen, die sich zu jedem Zell- oder Gewebetyp entwickeln können.

Organ- oder reproduktives Klonen

Erzeugung eines genetisch identischen Tieres oder einer Pflanze. Dies erfolgt auf zwei Wegen:

• Induktion von Zellteilungen eines Embryos.
• Kerntransfer (benötigt zwei Zellen, Spender- und Empfängerzelle), mit dem Ziel, totipotente Zellen zu erhalten.

Klonen kann in der Forschung, bei der Reproduktion transgener Tiere, bei der Zucht bedrohter Arten und in der Therapie eingesetzt werden.

Bioethik

Bioethik ist die Anwendung der Ethik auf die Biowissenschaften.