30 Tage kostenlos testen:
Mehr Spaß am Lernen.

Überzeugen Sie sich von der Qualität unserer Inhalte.

Gentechnik bei Tieren 09:18 min

Textversion des Videos

Transkript Gentechnik bei Tieren

Hallo! Willkommen zum Video zum Thema „Gentechnik bei Tieren‟. In diesem Video definieren wir, was genetisch veränderte Organismen und transgene Tiere sind. Wir besprechen die Grundlagen der hierfür angewendeten gentechnischen Methoden. Außerdem besprechen wir die Anwendungsgebiete der Gentechnik bei Tieren. Dieses Video baut auf folgendem Vorwissen auf: Dir sollte bereits bewusst sein, was Gene sind, du solltest dir über den Genaufbau im Klaren sein und wissen, wie die Genexpression abläuft. Tiere, bei denen Gentechnik angewendet wurde, werden als genetisch veränderte oder genetisch modifizierte Organismen bezeichnet. Man benützt auch die Abkürzung GMO oder auf Englisch GMO. Dieser Begriff beschreibt Organismen, deren Erbanlagen, also DNA, mittels gentechnischer Methoden gezielt verändert worden sind. Im Zusammenhang mit Gentechnik bei Tieren wird auch der Begriff „transgene Tiere“ verwendet. Dabei handelt es sich um Tiere, denen ein artfremdes Gen übertragen wurde. Somit können diese Tiere neue Eigenschaften aufweisen. Wie läuft die Herstellung transgener Tiere ab? Nehmen wir als Beispiel ein menschliches Gen, das für ein bestimmtes Protein kodiert und das in ein Tier eingepflanzt werden soll. Als erstes werden aus einem menschlichen Organismus Zellen entnommen. Aus denen wird das entsprechende Gen isoliert, das für das gewünschte Protein kodiert. Das Gen muss danach mit einem geeigneten „Promotor“ zusammengebracht werden. Dieser Schritt ist wichtig, damit das Gen im fremden Organismus, also im Tier, auch exprimiert werden kann. Dieses Konstrukt wird auch „Transgen“ genannt. Beim nächsten Schritt werden einem weiblichen Tier Eizellen entnommen. In einem Reagenzglas führt man eine künstliche Befruchtung durch. Bevor der mütterliche und der väterliche Kern zusammenschmelzen, spritzt man mit Hilfe einer sehr dünnen Pipette eine große Zahl an Kopien des Transgens in einen der sogenannten Vorkerne. In ein paar wenigen dieser befruchteten Eizellen wird das Gen erfolgreich eingebaut. Nachdem die Verschmelzung der Kerne erfolgt ist, werden diese sogenannten Zygoten in eine Leihmutter überführt. Man spricht von einem Transfer. Nicht alle Zygoten überleben diesen Schritt. Ein sehr kleiner Teil entwickelt sich erfolgreich im Mutterleib und es kommt dann zur Geburt des transgenen Nachwuchses. Gentechnik bei Tieren findet eine breite Palette an Anwendungen, zum Beispiel in der Humanmedizin, zur Verbesserung tierischer Produkte, in der Tiermedizin beziehungsweise Tiergesundheit. Wir wollen auf einige dieser Punkte genauer eingehen. Ein vielversprechendes Anwendungsgebiet stellt die Humanmedizin dar. Transgene Tiere dienen hierbei der Produktion therapeutischer Proteine. Man benutzt hierfür auch den Begriff „Pharming“. Es handelt sich um ein Wortspiel, das aus den Englischen Wörtern „farming“ für Landwirtschaft und „pharma“ abgeleitet wird. Ein berühmtes Beispiel war das transgene Schaf Polly. Dieses wurde so genetisch manipuliert, dass es in ihrer Milch den menschlichen Gerinnungsfaktor IX produzierte. Dieser kann zur Behandlung der Bluterkrankheit benutzt werden. Bei der Erforschung einer Vielzahl von Krankheiten dienen genetisch veränderte Tiere als Krankheitsmodelle. Man spricht von „Modellorganismen“. Zum Beispiel kann Krebs durch gezielte Genmanipulation in Mäusen erzeugt werden, zum Beispiel bestimmte Arten von Tumoren. Die sogenannten Knock-out-Mäuse spielen eine besondere Rolle bei der Erforschung von Krankheiten. Bei diesen Mäusen wurden ein oder mehrere Gene gezielt deaktiviert. Dadurch können sich unterschiedliche Krankheiten simulieren. Dies trägt zum Verständnis der Krankheit bei und kann bei der Entwicklung von Medikamenten hilfreich sein. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Organzucht. Hierbei kommt es zur Nutzung transgener Tiere als Organspender. Man spricht auch von „Xenotransplantation“. Das Problem, das dabei auftritt, ist die Abstoßungsreaktion im Körper des Empfängers. Die Abstoßungsreaktion ist eine starke Reaktion des Immunsystems. Diese beruht auf bestimmten Molekülen auf der Oberfläche der Zellen. Diese Oberflächenmoleküle werden auch „Antigene“ genannt. Diese Antigene werden von bestimmten Enzymen synthetisiert. Diese Enzyme werden wiederum von bestimmten Genen in der DNA kodiert. Bei transgenen Tieren, die zur Organspende verwendet werden sollen, kann dieses Gen gezielt ausgeschaltet werden. Die Oberflächen der Zellen dieser transgenen Tiere weisen diese spezifischen Antigene nicht mehr auf. Die starke Immunantwort unterbleibt. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Verbesserung tierischer Produkte: Eine erhöhte Fleischleistung, also eine größere Menge an Fleisch pro Tier, lässt sich durch das Einfügen von Genen bewerkstelligen, die für Wachstumshormone kodieren. Die ersten transgenen Nutztiere, die auf den Markt gekommen sind, waren transgene Lachse. Diese wuchsen schneller und zu größeren Fischen heran als die normalen Lachse. Auch die Fettverteilung oder die Fettzusammensetzung kann verändert werden, zum Beispiel zur Herstellung von fettarmer Wurst. Auch die Milchzusammensetzung kann verändert werden. So wäre es zum Beispiel möglich, Milch herzustellen, die den Milchzucker Laktose nicht enthält oder das Milcheiweiß Casein nicht enthält. Auch die Eigenschaften der Wolle könnten zum Beispiel verändert werden. Die Gentechnik findet auch Anwendung in der Tiermedizin oder in der Tiergesundheit. Zum Beispiel bietet die „genetische Immunisierung“, dass bestimmte Tierarten gegen bestimmte Viren oder Bakterien oder andere Krankheitserreger immun sind. Dies ist möglich durch die Übertragung von sogenannten „Resistenzgenen“. Wie bereits erwähnt, ist eine Beschleunigung des Wachstums und somit die Kräftigung des Tieres möglich. Wir kommen zur Zusammenfassung des Themas Gentechnik bei Tieren: Du hast gelernt, was man unter transgenen Tieren versteht. Wir haben die Herstellung transgener Tiere besprochen. Wir sind auf die Methode der Mikroinjektion des Transgens in befruchtete Eizellen eingegangen. Danach haben wir die Anwendung in der Humanmedizin besprochen: zum Beispiel zur Produktion von therapeutischen Proteinen, die Anwendung von transgenen Tieren als Krankheitsmodelle oder für die Organzucht. Danach sind wir auf die Verbesserung tierischer Produkte eingegangen sowie auf die Tiergesundheit. Du weißt jetzt, dass die Immunisierung durch das Einfügen von Resistenzgenen geschehen kann. Danke für deine Aufmerksamkeit. Tschüss! Bis zum nächsten Video.

6 Kommentare
  1. esskeetit

    Von talha D., vor 11 Monaten
  2. geil

    Von talha D., vor 11 Monaten
  3. Ja, da bin ich ganz deiner Meinung. Züchtung klingt besser als Herstellung. :-)

    Von Serpil Kilic, vor mehr als 4 Jahren
  4. Erst einmal Danke für die Antwort. Der Punkt ist aber, dass auch in Videos über z.B. die Wirkung von Drogen auf das Nervensystem auf die Risiken und die moralische Seite intensiv eingegangen wird. Geht es dabei nicht um die "technische Seite"? ;-) Und selbst wenn man dieses Argument stehen lassen würde, könnte man immer noch "Züchtung" anstelle von "Herstellung" verwenden, das hat einfach einen sehr unguten Beigeschmack.

    Von Lsousa, vor mehr als 4 Jahren
  5. Hallo Lsousa,
    vielen Dank für deine Anmerkung. In der Tat sprichst du einen wichtigen Aspekt an, der mitberücksichtigt werden sollte, wenn man sich intensiv mit dem Thema Gentechnik beschäftigt. Die moralische Diskussion und die möglichen Risiken sollte man jedoch umfassend darstellen, wobei es wichtig ist, auf beide Seiten einzugehen. Dieses Video stellt lediglich die unterschiedlichen gentechnischen Methoden und die heutigen Anwendungsbereiche dar und geht kurz auf die Probleme ein, die für den Menschen entstehen können. Somit soll mit dem Video in erster Linie erreicht werden, die unterschiedlichen Anwendungsgebiete der Gentechnik mit konkreten Beispielen vorzustellen und nicht zu diskutieren, ob die Gentechnik moralisch unbedenklich ist. Dieses Thema sollte man eher in einem neuen (nur für dieses Thema bestimmte) Video aufgreifen.

    Zu den möglichen Risiken der Gentechnik, sowohl für den Menschen als auch für die Umwelt, wird in dem Video „Gentechnik und Lebensmittel" eingegangen. Wenn du wünscht, schicke ich dir den Link für das Video.
    Vielen, vielen Dank für dein Interesse und deine Anregungen!
    LG

    Von Serpil Kilic, vor mehr als 4 Jahren
  1. Dieses Video stellt das Thema extrem einseitig dar. Auf die extrem hohen Risiken wird in keiner Weise eingegangen, der moralische Faktor, der sonst oft überbetont wird, ausgerechnet in diesem sehr fragwürdigen Thema vollständig außen vor gelassen. Außerdem empfinde ich es als sehr abstoßend, das von der "Herstellung" solcher Tiere gesprochen wird. Immerhin reden wir hier nicht über ein "Produkt", sondernd über Lebewesen. Das Video sollte gerade hinsichtlich der Risiken der Gentechnik bei Tieren (gerade auch für den Menschen) noch einmal überarbeitet werden.

    Von Lsousa, vor mehr als 4 Jahren
Mehr Kommentare

Gentechnik bei Tieren Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Gentechnik bei Tieren kannst du es wiederholen und üben.

  • Gib die Arbeitsschritte der Herstellung transgener Tiere wieder.

    Tipps

    Das Einführen eines Gens in ein Tier erfolgt immer während einer künstlichen Befruchtung.

    Zygote nennt man die Zelle, die nach der Verschmelzung von Eizelle und Spermium während der Befruchtung entsteht.

    Lösung

    Bei der Herstellung transgener Tiere wird ein artfremdes Gen in das Genom eines Tieres eingebracht. Der Vorgang wird im Labor während der künstlichen Befruchtung einer Eizelle durchgeführt.

    Dazu werden zunächst Ei- und Spermienzellen entnommen. Die Spermien werden in die Eizelle eingebracht.

    Zuvor wurde ein Gen einer anderen Art aus den Zellen des Organismus extrahiert. Anschließend wurde es für den Transfer vorbereitet und mit einer Promotorregion versehen. Diese dient dazu, dass das Gen im transgenen Tier auch als solches erkannt wird und somit die Genexpression stattfinden kann.

    Zurück zu der gerade befruchteten Eizelle. Noch bevor die beiden Zellkerne der Eizelle und des Spermiums miteinander verschmelzen können, werden mit einer extrem feinen Nadel viele tausend Kopien des Gens in die Zelle eingebracht. Das nennt man Mikroinjektion.

    Mit etwas Glück, wird das Gen nun in das gerade enstehende neue Genom unseres Tieres eingebaut. Die Zygote wird nun einer Leihmutter transferiert, in der sich der neue Organismus entwickeln kann. Einige Zeit später wird ein Tier mit ganz neuen Eigenschaften geboren.

  • Beschreibe Vor- und Nachteile der Nutzung transgener Lachse.

    Tipps

    Der Verzehr gentechnisch veränderter Tiere ist prinzipiell nicht schädlich.

    Antibiotika helfen gegen bakterielle Erkrankungen. Werden sie zu häufig genutzt, können schnell resistente Krankheitserreger enstehen.

    Lösung

    Die Nutzung transgener Tiere als Lebensmittel ist häufig umstritten. So ist es auch bei den Lachsen. Meist erleichtert die gentechnische Veränderung die Herstellung der Lebensmittel, andererseits sind ökologische Folgen nicht absehbar. Daher gilt es abzuwägen.

    Wichtig zu wissen ist aber, dass die Veränderung der Gene selbst, keine für den Menschen gefährlichen Folgen hat.

  • Fasse die Anwendungsbereiche gentechnischer Methoden zusammen.

    Tipps

    Als "Pharming" bezeichnet man die Herstellung von Proteinen mit Hilfe von transgenen Tieren.

    Bei der Wachstumssteigerung werden gezielt diejenigen Gene verändert, die für die Produktion von Wachstumshormonen verantwortlich sind.

    Als Krankheitsmodelle dienen zum Beispiel die Knock-Out-Mäuse.

    In der Massentierhaltung können sich, aufgrund der Enge, Tierkrankheiten leicht ausbreiten. Diese mit Medikamenten zu behandeln ist nicht nur teuer, sondern stellt auch Risiken für Konsumenten der Tierprodukte dar.

    Lösung

    Die Gentechnik findet bei Tieren eine breite Anwendung. Gentechnisch veränderte Tiere werden auch transgene Tiere genannt, wenn sie Gene einer anderen Art tragen.

    Solche Tiere werden in der Humanmedizin, Tiermedizin und bei der Verbesserung tierischer Produkte genutzt.

    In der Humanmedizin können mithIlfe des Pharmings therapeutisch wichtige Proteine von Tieren produziert werden. Auch werden Tiere gentechnisch verändert, um die Auswirkungen bestimmter Gene zu testen. Häufig geht es dabei um Gene, die an der Entstehung von Krankheiten beteiligt sind. Die Tiere dienen so als Krankheitsmodelle. Auch können mithilfe der Gentechnik die Antikörper von Tieren so verändert werden, dass ihre Organe als Transplantate für den Menschen nutzbar werden, die Organzucht.

    Tiere können aber auch so verändert werden, dass sich ihr Wachstum steigert. Dadurch produzieren sie mehr Fleisch, welches von Menschen konsumiert wird.

    Die Gentechnik bei Tieren hilft aber nicht nur dem Menschen. Auch die Tiere selbst profitieren von ihr, denn es können transgene Tiere mit Resistenzgenen gegen Tierkrankheiten ausgestattet werden. Sie werden gegen diese Krankheiten immunisiert.

  • Untersuche den Nutzen der Gentechnik in der biologischen Schädlingsbekämpfung.

    Tipps

    Überlege in welchen Fällen Gentechnik zum Einsatz kam.

    Kann mit Hilfe der Gentechnik das Verhalten von Tieren gesteuert werden?

    Lösung

    Der Einsatz von Gentechnik in der biologischen Schädlingsbekämpfung ist umstritten, da häufig die Auswirkungen, ähnlich wie bei den Lachsen, nicht vollständig vorhersehbar sind.

    Die Austattung von Mücken mit einem Todesgen um ihre Populationen zu dezimieren findet in einigen Regionen statt, in denen Mücken Krankheiten übertragen. Da wir gegen viele dieser Krankheitserreger, wie zum Beispiel die Malaria oder den Zika-Virus, keine Heilmittel haben, sind diese Versuche sehr vielversprechend. Ein weiterer Vorteil ist, dass sich hier kein Gen langfristig in der Population durchsetzt und diese somit grundlegend verändert.

    Anders sieht es da bei dem Einbringen von Resistenzgenen aus. Diese Gene sollen sich in der Population ausbreiten. Hier ist es schwer zu sagen, ob die gentechnische Veränderung der ganzen Population nicht auch noch ungewollte Nebenwirkungen hat.

    Das Unfruchtbarmachen von männlichen Mücken war der Beginn dieser ganzen Versuchsreihe zur Dezimierung der krankheitserregenden Mücken. Streng genommen stellt das Unfruchtbarmachen allerdings keinen gezielten Eingriff ins Erbgut dar.

    Auch die Verbreitung des asiatischen Marienkäfers hat wirklich stattgefunden. Nur wurden diese nie gentechnisch verändert. Häufig haben asiatische Marienkäfer mehr Punkte als europäische. Mit Sicherheit hast auch du schon mal so einen kleinen Einwanderer getroffen.

    Es stimmt, dass die Galapagos-Schildkröten durch die Ziegen auf den Inseln bedroht sind. Allerdings können wir an Tieren keine so starken Veränderungen vornehmen, dass sie auf einmal ihre Futterpräferenzen von Grund auf ändern. Da es auch nur noch wenige Galapagos-Schildkröten gibt, wären solche Versuche mit Sicherheit schädlicher für die Art, als sie ihr nutzen würden. Die Ziegen werden stattdessen stark bejagt. Dabei kommen so genannte Judas-Ziegen zum Einsatz. Das sind mit GPS ausgestattete Ziegen, die, wenn sie wieder frei gelassen werden, sofort eine Gruppe suchen, da Ziegen nicht gern allein sind. So können die Jäger auch noch die letzten Ziegengruppe finden.

  • Vergleiche die Gentechnik bei Tieren mit der Zucht von Tieren.

    Tipps

    Bei einem gezielten Eingriff in das Erbgut ist sich der Anwender bewusst, welcher Abschnitt der DNA auf welche Weise verändert wird.

    Laut dem biologischen Artkonzept können zwei Gruppen von Tieren erst dann als unterschiedliche Art bezeichnet werden, wenn sie miteinander nicht mehr fortpflanzungsfähig sind.

    Lösung

    Die Zucht wird von den Menschen schon sehr lange betrieben und sie verändert auch das Erbgut der Tiere. Deutlich wird das zum Beispiel an den vielen Hunderassen. Sie unterscheiden sich klar voneinander und stammen doch alle vom Wolf ab. Allerdings weiß ein Züchter nur selten, welche Gene genau für die vorteilhaften Merkmale zuständig sind und dieses Wissen ist für die Zucht auch nicht notwendig.

    Im Gegensatz zu einem Züchter, weiß der Gentechniker genau, welches Gen er gerade verändert, neu einführt oder entfernt. Dafür weiß er nicht immer, welche Auswirkungen seine Methoden auf die Merkmale der Tiere haben. Wie zum Beispiel bei den Knock-Out-Mäusen, an denen die Auswirkungen des Entfernens bestimmter Gene erforscht werden.

  • Erkläre den Gentransfer bei Prokaryoten.

    Tipps

    Das Wort Eukaryoten setzt sich aus Eu-, was griechisch ist für "echt", und -karyon, was so viel bedeutet wie "Kern", zusammen.

    Der vertikale Genstransfer bezeichnet die Weitergabe genetischer Informationen von einer Generation zu nächsten.

    Lösung

    Prokaryoten, also insbesondere Bakterien, sind in der Gentechnik die meist genutzten Organismen. Mit ihrer Hilfe lassen sich ebenfalls therapeutische wichtige Proteine, wie zum Beispiel das Insulin herstellen. Hier liegt ein großer Anwendungsbereich. Im Gegensatz zu Tieren, ist ihr Nutzen als Krankheitsmodell meist nicht möglich, da sie sich zu stark von uns Menschen unterscheiden. Als Einzeller können sie natürlich auch nicht zur Züchtung von Organen genutzt werden.

    Zudem haben Prokaryoten in der Gentechnik einen weiteren Nutzen. Wie du oben schon gelernt hast, wird neues Erbgut in Bakterien als Plasmid eingelagert. Diese Plasmide werden auch über den vertikalen Gentransfer weiter gegeben, also die Vererbung. Bakterien vermehren sich sehr schnell und kopieren dabei das neue Plasmid in jede neue Bakterienzelle. Somit sind gentechnisch veränderte Bakterien sehr praktisch, wenn es darum geht, ein Gen zu vervielfältigen.