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Gentechnik und DNA-Analyse

Gentechnik Fluch oder Segen?

Datum: 02.11.2015
- nicht heilbare Krankheiten werden behandelbar

- schnelle Heilung ohne viel Schmerz

- keine festzulegenden Nebenwirkungen

- Fundament für schnelle Technologiesprünge ist gelegt

- sind Zweifel auf ethischer Ebene angebracht?

- können alle Menschen, die auf Gene angewiesen sind, auch diese nutzen?

- wird der ganze Mensch durch gentechnische Eingriffe verändert?

- Auswirkungen auf den Anbau essbarer Dinge und die Folgen für den Menschen

- menschliche DNA-Sequenzierung (sprich Auswertung der DNA eines Menschen)

- Technologie führende Unternehmen

- wie sieht die Zukunft in diesem Segment aus?

In diesem Referat wird es um die Vorteile der Gentechnik gehen, außerdem wird ein Überblick über die Biotechnologie des 21. Jahrhunderts verschafft. Die negative Seite wird erst dann beleuchtet, wenn auch ein bewiesener Zweifel besteht.
Es wird außerdem noch um die Analyse der menschlichen DNA gehen.





Die DNA ist in Segmente unterteilt, die Gene genannt werden.
Jedes Gen enthält die zur Produktion eines spezifischen Proteins erforderlichen Informationen. In jeder menschlichen Zelle gibt es mehr als einhunderttausend Gene. Genexpression (sprich die Ausdruckskraft eines Gens) ist die Produktion von Proteinen mit der Hilfe der DNA als Bauplan.
Es kommt vor, dass eines oder mehrer Gene defekt sind, so dass es zum fehlen eines Proteins oder zur Produktion eines fehler-
haften Proteins in der Zelle kommen kann. Diese ungenaue Expression kann die normale Funktion einer Zelle verändern und löst häufig Krankheiten aus.
Mit einem Bauplan der Gene des jeweiligen Menschen lässt sich ersehen, wo der Fehler liegt, der bei einer Krankheit vorhanden ist.
Dadurch, dass man Gene bzw. die DNA des Menschen verändern kann, kann man auch die Fehler ausbessern oder sogar ganz beheben.
Krebs z.B. könnte als genetischer Fehler komplett absorbiert werden. Gene die zur Ausbesserung von DNAs gebraucht werden sind
in so genannten Targets aufbewahrt, Targets sind Millimeter kleine Chips auf denen mehrere tausend Proben enthalten sind.

Auf der rechten Seite sieht man den im letzten Abschnitt erwähnten Target, hier sind 2 Targets zu sehen, die wie in einem Computer aus ihrem Analyselaufwerk herausgefahren sind.
In dem so genannten Targetsequenzierer wird mit Hilfe eines oder mehrerer Laser der Inhalt des Targets getestet.

Durch eine Gentherapie können Krankheiten, wie eine chronische Herzschwäche, Zellwucherung, Tumorerkrankung, schwarzer Hautkrebs, Immunsystemerkrankungen usw. geheilt werden. Diese Therapie ist nicht mit Therapien wie die Chemotherapie zu vergleichen, da bei der Chemotherapie das Immunsystem stark geschwächt wird und mit
einer Vielzahl von Spätfolgen zu rechnen ist. Bei einer Gentherapie werden lediglich die fehlerhaften Gene ausgetauscht.
Eine Heilung ist nicht erforderlich, da keine Zelle beschädigt wird, auch bei größeren Fehlern in der DNA kann ohne operativ einzugreifen der Erbfehler oder der Genfehler behoben werden.
Die Liste der bis jetzt gefundenen Nebenwirkungen ist fast leer, und die gefundenen Nebenwirkungen sind ungefährlich oder sogar auf unbedenklich einzustufen.

Jeden Tag werden in der Genforschung erhebliche Fortschritte erzielt.

Da es in Deutschland schon über 19 DNA-Analyse-Firmen gibt, die fast alle mit ausländischen Firmen zusammenarbeiten, können in Deutschland mit, die größten und schnellsten Fortschritte gemacht werden. Falls es irgendwo in einem Winkel der Biotechnologie mit der Gentechnik zu Problemen kommt, so können weitere 56 Biotechnologie-Firmen in Deutschland aushelfen.





Das Fundament für Deutschlands Gentechnik ist gelegt. Firmen wie MWG-Biotech oder Medigene verfügen schon heute über Geräte, die es ermöglichen, bis zu 2000 DNA-Proben pro Tag zu analysieren.
Evotec kann heute sogar schon Menschen mit Herzschwäche einer Gentherapie unterziehen und kurz danach die Erfolge den Patienten
per neue DNA-Sequenz mitgeben.
Hier sieht man die erwähnten DNA-Sequenzen, hier von 2 verschiedenen Menschen, jeweils wurde der wichtigste Teil der DNA vergrößert.

In den nächsten Jahren werden sich mehrere Millionen Menschen mit Genen behandeln lassen.
Viele Fragen sich, woher die Massen an kompletten DNAs herkommen sollen, aber schon jetzt haben Firmen, wie die Plasmaselect, mehr als 250000 Targets sprich DNAs auf Lager.
Ein System der Evotec Biosystems erlaubt es auf 1 Zentimeter mehr als 100 Proben unterzubringen.
Mit Hilfe von Robotern werden diese archiviert und für viele
tausend Menschen, die in Zukunft Beschwerden haben, aufbewahrt.
Also sollten auch hier keine Probleme oder Engpässe auftreten.

Viele Menschen sehen auf ethischer Ebene eine Bedrohung, dieses Argument ist leider als ein contra zur Gentechnik zu sehen, denn
der Mensch ist im Grunde gesehen durch eine Gen-Veränderung ein anderer Mensch, auch wenn sich das nicht unbedingt bemerkbar
macht.
Bei der Zeugung eines Menschen werden Erbinformationen der Eltern eingebracht, so kommt es, dass ein paar typische Dinge der Eltern weitergegeben werden, wenn jedoch später die Gene des Menschen erneuert oder verändert werden, dann gehen vielleicht einige Erbgutinformationen verloren oder verkümmern. Doch durch einen genauen
Eingriff werden nicht die Gene verändert in denen die Erbinformation steckt, sondern der fehlerhafte Teil der DNA. So werden Organismen eingeschleust und an genau die zu reparierende Stelle transferiert.
Diese Einschleusung geschieht mit Druck-Spritzen im Nadelbereich von Zehntel-Millimeter. Die Flüssigkeit ist in Zellen zerteilt, nur wenige Hundertstel-Millimeter klein.

Schon heute sind mehr als 33,3% der Lebensmittel, die in Supermärkten zu erhalten sind, Genmanipuliert.
Man hatte vor einiger Zeit mehrere Negativ-Stimmen zum Thema Gen-Manipulation an Lebensmitteln gehört, diese verstummen mehr und mehr und das aus gutem Grund, denn durch die Einbringung von Genen wird z.B. Gemüse schmackhafter, die Pflanze größer und stärker.

Wie schon erklärt, wird auch hier nur das Grund-Gen bzw. die Grund-DNA entnommen und ein paar schwache Gene durch starke ersetzt.
Unser menschlicher Organismus bekommt damit ein Gemüse das gesünder, größer und schmackhafter ist, als das übliche gespritzte und mit Fäkalien gedünkte Gemüse.
Rinder und Schweine sollen in naher Zukunft auch durch eine DNA-Stärkung gegen z.B. Rinderwahnsinn oder die Schweinepest geschützt werden.
Auch lässt sich hier so einiges an Geld in der Zucht und in der Krankheits-Bekämpfung einsparen.
Denn früher und noch heute werden in aufwendigen Verfahren Virusantikörper injiziert. Diese Injektionsflüssigkeit hält, anders als bei einer Genveränderung, nur kurz oder meistens nur für eine Krankheit.

Die Auswertung einer DNA ist sehr kompliziert, da eine komplette DNA ca. 3 Milliarden Bausteine als Erbsubstanz besitzt.
Firmen wie die Sequenom haben den Grundstein für ein grobes Sequenzierungs-Gerät sprich ein Gerät zur DNA-Analyse schon vor 10 Jahren gelegt, heute ist die DNA grob fast ganz entschlüsselt, aber für die feine Analyse wird noch ein hochtechnologisches Gerät entworfen, für diese Herausforderung arbeiten mehrere Firmen zusammen. Man muss sich vorstellen, dass solche Geräte innerhalb von Stunden oder sogar Minuten eine Menge von Daten einlesen, analysieren und auswerten muss die der halben Erdbevölkerung entspricht! In diesen Geräten werden DNAs die sich in Targets befinden eingelesen, dann werden Mini-Nadeln in die verschiedenen Targets-Proben eingefahren, diese entnehmen die Proben und durchleuchten sie mit speziellen Lasern von Medical-Firmen.
Aber nicht nur die hochtechnologischen Geräte spielen hier eine große Rolle, sondern auch die Mitarbeiter müssen überdurchschnittlich begabt sein, denn hier muss hygienisch, selbständig, verantwortungsvoll und bedacht gearbeitet werden, das Studium an einer anerkannten Universität wird vorausgesetzt.

Die Hochtechnologie-Geräte ermöglichen den
schnellsten DNA-Test der zur Zeit möglich ist (bei einigen wird der Target direkt mit Lasern bestrahlt und nicht erst durch Nadeln
eingezogen).

Das viele Biotechnologie-Firmen sich in Deutschland angesiedelt haben ist kein Zufall, denn viele deutsche Wissenschaftler wie z.B. Prof. Dr. Heinz Riesenhuber, haben in Deutschland schon früh solche Firmen mit Großinvestoren gegründet.
Evotec wurde von dem oben genannten Wissenschaftler mitgegründet und aufgebaut, durch sein Wissen ist Evotec jetzt schon eine der größten Biotechgerätebauer in Europa.
Es gibt, wie man sieht, verschiedene Segmente in denen die Firmen arbeiten, dass heißt, eine Firma die mit Genen handelt ist nur im Behandlungsfeld tätig und z.B. nicht im Maschinenbau.
So gibt es in diesen Biotechnologiesegment mehr als 5 verschiedene Firmenbereiche, die auf 56 Biotechnologie-Firmen in Deutschland
aufgeteilt sind.
Der erste Bereich ist die Analyse des Erbgutes DNA, hierzu zählt unter anderem auch die Decodierung der DNAs.
Der zweite Bereich ist der Maschinenbau, hierzu zählen Archivierungsroboter, Frequenzanalyse-Geräte, Laseranalyse-Geräte usw..
Der dritte Bereich ist die Herstellung kompletter DNAs, hierzu zählt die Ergänzung geschwächter und krankheitsbefallener Gene
der DNA.
Der vierte Bereich ist die Verpflanzung oder die Injektion der neuen oder verbesserten Gene.
Der fünfte Bereich ist für das Denken der Roboter und Computer zuständig.

Die Software-Entwickler wie Lion Biosystem stehen in direkter Zusammenarbeit mit den führenden Unternehmen wie Schering oder
Evotec, damit direkt auf die Bedürfnisse der einzelnen Firmen eingegangen werden kann.
Die Zukunft in der Gentechnik wird erstmal die komplette Entschlüsselung der DNA sein, das heißt, dass auch jedes der Gene in seiner Aufgabe zugeteilt ist.
Die weitere Entwicklung wird in der Behandlung der Menschen ganz besonders herausstechen, denn die Schätzungen der Universitäten sagen voraus, das schon im nächsten Jahr die Zahl der zu behandelbaren Patienten in der Gentechnik um 953% steigen wird.
Was die Zukunft der nächsten Jahre macht, kann man gerade in diesem Segment sehr schlecht sagen, dass einzig was Wissenschaftler oder Ärzte in diesem Bereich voraussagen ist, dass die meisten Krank-
heiten die nicht behandelbar waren, behandelbar werden, aber vor allem ist die Zukunftsvision die, dass man bald die genetisch veranlagten Krankheiten vermeidbar machen kann.

 

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