Die maßlose Gentechnik für den Menschen nach Maß?


Von Reinhard Nestelbacher
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Reinhard Nestelbacher


Mag. Reinhard Nestelbacher ist Absolvent der Universität Salzburg und beschäftigte sich jahrelang mit der Zellbiologie des Alterns.

Er leitet das "science education team", eine Gruppe junger Wissenschaftler, die es sich zur Aufgabe gemacht hat, Wissenschaft in verständlicher Form und mit neuen Mitteln zu präsentieren.

 

 

Die Erbinformation befindet sich auf der DNS

 

 

Die Erbinformation im Vergleich mit einer Bibliothek

 

 

 


Gene sind Vorlagen für Proteine

 

 

 

 

 

 

Das Zusammenspiel der Gene

 

 

 

 

 

 

Gentechnik ist der gezielte Eingriff in das Genom

 

 

 

 

Beim Klonen wird ein Zellkern in eine entkernte Eizelle verpflanzt

 

 

 

 


     Der Mensch des 21. Jahrhunderts als das Kunst-Produkt des Menschen, eingebettet in ein "Zuchtprogramm" für eine Art Menschenpark?
Die Molekularbiologie hat die Wissenschaft in den letzten Jahren revolutioniert und ihre mögliche Anwendbarkeit lässt Utopien greifbar werden, die die einen - angesichts scheinbar unbegrenzter therapeutischer Aussichten -, zum Schwärmen bringt, während die anderen die Entwicklung mit Angst und Schrecken verfolgen.

Die Zelle und ihre Bibliothek

Die Welt der Molekularbiologie ist eine Welt des unsichtbar Kleinen. Die kleinste organisierte Einheit eines Tieres, einer Pflanze oder eines Bakteriums ist die Zelle. Sie kann, je nach Funktion, unterschiedlichste Formen aufweisen. Die Information, die im Kern der Zelle verborgen liegt, ist innerhalb eines Organismus stets dieselbe, sie wird bei unterschiedlicher Aufgabe der Zelle nur unterschiedlich verwendet.

Diese Information befindet sich auf der Desoxyribonukleinsäure, auch DNS oder DNA (engl.) genannt. Das Molekül hat die Form eines langen, dünnen Fadens. Dieser DNA-Faden besteht eigentlich aus zwei Molekülen, die durch sogenannte Wasserstoffbrücken miteinander verbunden sind und sich zu einer Art doppelten rechtsdrehenden Wendeltreppe verbinden - der 1953 erstmals von Watson und Crick beschriebenen DNA-Doppelhelix.

Die Erbinformation kann sehr schön mit einer Sammlung von Büchern verglichen werden. Die DNA ist hierbei nur das Papier, also der Informationsträger. Die Summe aller Informationen eines Organismus wird Genom genannt und entspricht im hier vorgestellten Modell der Bibliothek. Beim Menschen umfasst diese etwa 3000 Bücher zu je 1000 Seiten mit 1000 Buchstaben pro Seite. Die DNA liegt aber nicht in einem einzelnen durchgehenden Faden vor, sondern ist beim Menschen in 23 unterschiedliche Chromosomen (bzw. 24 mit dem berühmten Y-Chromosom) unterteilt, die Bibliothek gliedert sich in 23 Regale. Ein Gen kann man sich als einen Satz vorstellen. Allerdings besteht das Genom nur aus etwa 3-5% verständlicher Information, die als Gene bezeichnet werden können, das sind etwa 100 Bücher. In der menschlichen Bibliothek erwartet man nach dem vollständigen Lesen der Information (Human Genome Project) in etwa 100.000 bis 120.000 Gene. Diese Sätze werden aus Wörtern gebildet. Allerdings hat die Zelle nur 64 Wörter mit einer Länge von immer drei Buchstaben zur Auswahl. Bei der Anzahl der Buchstaben kann sie gar nur auf vier Variationen, die Basen Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin, zurückgreifen.

Wie auch die Sätze in einem Buch nicht direkt für Arbeiten eingesetzt werden können, so dienen die Gene auch nur als Vorlagen für die Herstellung von Werkzeugen. Die Proteine, wie diese Werkzeuge genannt werden, sind nun die eigentlichen Arbeitskräfte der Zellen. Sie transportieren, bauen um, dienen als Baustoffe oder können zum Beispiel Licht in ein verwertbares Signal übersetzen. Die Veränderung eines Satzes, also eines Gens in der Bibliothek, zum Beispiel durch eine Mutation, kann auch bedeuten, dass sich der Aufbau eines Werkzeuges verändert. Kommt es zu einer Fehlfunktion, so spricht man von einem Genausfall oder einer Mutation, die je nach Rolle des Proteins keine bis äußerst fatale Auswirkungen auf die Zelle oder gar den Gesamtorganismus haben kann.

Das Orchester des Lebens

Doch die Gene werden nicht unabhängig voneinander zu Werkzeugen umgeschrieben, denn alle Gene spielen in einem Orchester zusammen und ermöglichen erst so die Symphonie des Lebens . Das erklärt auch, warum der eine Gendefekt keinerlei Wirkung zeigt, weil zum Beispiel die Aufgabe des Proteins von einem anderen übernommen wird, während der andere Ausfall in die Katastrophe führt, da ein Steuergen betroffen ist. Das Nachdenken über die Gene und ihre Form der Informationsverarbeitung verleitet manchmal zum digitalen, reduktionistischen Denken. Doch wenn man die Mathematik in die Biologie einfließen lassen muss, so bestenfalls in Form der Wahrscheinlichkeitsrechnung. Man kann durch Gendiagnose im Embryo kaum Vorhersagen über das zukünftige Verhalten des heranwachsenden Menschen treffen; ein Mensch vom Reißbrett mit definierten Eigenschaften im Verhalten ist damit äußerst unwahrscheinlich.

Gentechnik als Instrument gegen die Natur?

Als Gentechnik wird der gezielte Eingriff in das Genom bezeichnet. Eine Möglichkeit ist es, eine zusätzliche Erbinformation in die DNA einzubauen. Werden dabei auch geeignete Steuersequenzen, die so genannten Promotoren, integriert so baut die Zelle daraus ein Protein, dessen Wirkung schließlich zu einer Veränderung der phänotypischen Eigenschaften, also der in der Umwelt sichtbaren Ausprägung führen kann. Eine andere Möglichkeit ist die Entfernung von genetischer Information. So ermöglicht zum Beispiel die Knock-Out Technik (man praktiziert diese bereits bei Mäusen zum Studium der Embryonalentwicklung oder des Immunsystems) eine gezielte Inaktivierung von Genen. Aber nicht nur die Veränderung der Erbinformation, sondern auch dessen Analyse fällt im weiteren Sinne unter dem Begriff Gentechnik. Gerichtsmedizinische Analyse nach einem Kriminalfall, pränatale Diagnosen oder einfach ein Vaterschaftstest sind einige Beispiele der gentechnischen Diagnostik.

Das Klonen wird nicht zur Gentechnik, sondern zur Reproduktionsbiologie gezählt, da die Erbinformation weder analysiert noch verändert wird. Das Revolutionäre am Klonen ist die Tatsache, dass es gelingt, aus einer bereits differenzierten Körperzelle, zum Beispiel aus der Haut, einen neuen Organismus zu rekonstruieren. Dabei wird aus der Körperzelle der Zellkern mit der gesamten genetischen Bibliothek entnommen und in eine "entkernte" Embryonalzelle eingesetzt. Das Klonen und die Gentechnik sind zwar zwei unterschiedliche Techniken, sie können aber gemeinsam eingesetzt werden und deswegen ist es auch notwendig, sie gemeinsam zu diskutieren.                                                                              

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