Human-Genomforschung und Biotechnologie: Anwendungen & Trends

Human-Genomforschung und Biotechnologie

In den frühen 1990er-Jahren begann die Forschung am Menschen mit dem Human Genome Project. Im April 2003 wurde die gesamte Nukleotidsequenz des menschlichen Genoms abgeschlossen. Heute wissen wir Folgendes:

• Unser haploides Genom (alle 23 verschiedenen Chromosomen) enthält etwa 3 Milliarden Basenpaare und entspricht rund 30.000 Genen.
• 99,9 % des Genoms sind bei allen Menschen gleich; die Unterschiede zwischen uns machen nicht mehr als 0,1 % des Genoms aus.
• Etwa 90 % des Genoms hat keine bekannte codierende Funktion. Das bedeutet nicht, dass diese Bereiche funktionslos sind: sie können eine Rolle bei der Genregulation oder anderen biologischen Kontrollmechanismen spielen. Es wird vermutet, dass einige dieser DNA genetischen Überresten unserer Vorfahren entsprechen können.

Anwendungen

Die praktischen Anwendungen, die sich aus dem Wissen über das menschliche Genom ergeben, sind sehr bedeutend:

• Diagnose und Prävention genetisch bedingter Erkrankungen.
• Gentherapie: Behandlung von Krankheiten durch gezielte Veränderung verantwortlicher Gene.
• Entwicklung effizienterer, personalisierter Medikamente, abgestimmt auf individuelle genetische Eigenschaften.
• Neue Forschungsrichtungen in der Humangenetik.

Biotechnologie: Grundlagen und Einteilung

Die Biotechnologie ist ein Anwendungsgebiet der Biologie, bei dem lebende Organismen zum Nutzen des Menschen eingesetzt werden. Ohne deren wissenschaftliche Grundlagen zu kennen, nutzten Menschen biotechnologische Verfahren bereits seit der Antike zur Herstellung gemeinsamer Produkte. Heutige biotechnologische Prozesse beruhen jedoch auf umfassendem Wissen und werden gezielt zur Deckung menschlicher Bedürfnisse entwickelt.

Man unterscheidet zwei Arten der Biotechnologie: traditionelle und moderne (zeitgenössische) Biotechnologie.

Traditionelle Biotechnologie

Sie basiert auf der Nutzung von Mikroorganismen zur Produktion nützlicher Produkte. Die Lebensmittelindustrie zählt zu den bekanntesten Anwendungsfeldern:

• Brot
• Milchprodukte
• Alkoholische Getränke

Abgesehen von Lebensmitteln gibt es viele weitere Produkte aus traditioneller Biotechnologie: Impfstoffe, Antibiotika und Industriechemikalien. Mikroorganismen werden auch im Umweltschutz eingesetzt, etwa bei der Zersetzung organischer Stoffe in Kläranlagen.

Bestimmte Bakterien speichern Moleküle, die Kunststoffen ähnlich sind (Biokunststoffe), als Vorratsstoffe. Obwohl die Produktionskosten derzeit oft über denen traditioneller Kunststoffe liegen, haben Biokunststoffe den Vorteil, biologisch abbaubar zu sein und somit die Akkumulation in der Umwelt zu verringern.

Moderne Biotechnologie

Die moderne Biotechnologie baut auf den Errungenschaften der Gentechnik auf und führt zu wesentlichen Veränderungen in verschiedenen Aspekten unseres Lebensstils.

Landwirtschaft und Viehzucht

Die Modifikation von Pflanzen und Tieren zur Verbesserung der Nahrungsmittelproduktion erfolgt derzeit in zwei Richtungen: das Klonen und die Erzeugung transgener Organismen.