Grundlagen der Gentechnik und Immunologie

Gentechnik: Grundlagen und Methoden

Gentechnik bezeichnet die Manipulation von DNA, um das Erbgut eines Lebewesens gezielt zu verändern. Zu den Methoden gehören:

• Einführung neuer Gene in das Genom.
• Löschen vorhandener Gene.
• Veränderung der Genexpression.
• Klonen von Lebewesen, Organen oder Geweben.

Klonen: Definition und Verfahren

Klonen bedeutet die Erstellung einer genetisch identischen Kopie (Gen, Zelle oder Organismus).

• Molecular Cloning: Isolierung eines DNA-Fragments, Einbau in einen Klonierungsvektor und Vermehrung in Bakterien.
• Zellklonierung: Produktion vieler Zellen aus einer Ursprungszelle.
• Organismusklonierung: Schaffung eines neuen Organismus mit identischer genetischer Information.
• Künstliches Klonen: Kern-Transfer (eine Zelle spendet genetisches Material, eine andere akzeptiert es).

Stammzellen

Stammzellen sind unspezialisierte Zellen, die für Wachstum und Gewebereparatur verantwortlich sind:

• Embryonale Stammzellen: Totipotent (können einen ganzen Organismus bilden) oder Pluripotent (können jedes Gewebe bilden).
• Erwachsene Stammzellen: Multipotent (können nur spezifische Zelltypen eines Gewebes bilden).

Transgene Organismen und Lebensmittel

Transgene Organismen tragen künstlich eingeführte Gene (z. B. in der Medizin zur Proteinproduktion). Transgene Lebensmittel sind Nahrungsmittel, deren Organismen genetisch verändert wurden.

Immunologie: Das Immunsystem

Die Hauptfunktion des Immunsystems ist die Unterscheidung zwischen körpereigenen Strukturen und Fremdkörpern.

Unspezifische natürliche Abwehr

• 1. Barriere: Haut (Plattenepithel, Schweiß) und natürliche Öffnungen (Speichel, Schleim, Tränen).
• 2. Barriere: Aktive Verteidigung durch Phagozytose (Leukozyten wie Monozyten/Makrophagen und neutrophile Granulozyten).
• Entzündungsreaktion: Bei Gewebsläsionen werden Moleküle freigesetzt, die eine Diapedese auslösen, den Blutfluss erhöhen und die Immunzellen zum betroffenen Gebiet führen.

Spezifische Abwehr

• Antigen: Substanz, die eine Immunantwort auslöst und die Bildung von Antikörpern bewirkt.
• Hapten: Moleküle, die erst in Kombination mit anderen Stoffen Antikörper produzieren.
• Lymphatische Organe: Primär (Knochenmark, Thymus) zur Reifung; sekundär (Milz, Tonsillen, Lymphknoten) zur Immunaktion.

Zelluläre und humorale Antwort

• T-Zellen: Verantwortlich für die zelluläre Antwort (zytotoxische Zellen, Helferzellen, Suppressorzellen).
• B-Zellen: Reifen im Knochenmark, bilden Plasmazellen, die Antikörper produzieren (humorale Antwort).
• Killerzellen: Unterscheiden zwischen gesunden und infizierten Zellen.

Immunantwort und Immunität

Das Immunsystem besitzt ein Gedächtnis:

• Primäre Immunantwort: Langsame Reaktion beim ersten Kontakt mit einem Antigen.
• Sekundäre Immunantwort: Schnelle Reaktion bei wiederholtem Kontakt.

Immunitätstypen:

• Natürlich: Aktiv (nach Infektion) oder passiv (über Plazenta/Muttermilch).
• Künstlich: Aktiv (Impfung mit Antigenen) oder passiv (Serum mit Antikörpern zur Heilung).

Erkrankungen des Immunsystems

• Allergien: Übersteigerte Immunreaktion auf harmlose Substanzen (Allergene).
• Autoimmunerkrankungen: Das Immunsystem greift körpereigene Zellen an.

Hinweis: Antibiotika werden von Mikroorganismen produziert, um andere Mikroorganismen zu bekämpfen (wirken nicht gegen Viren).