JGW-SchülerAkademie Papenburg 2011 - Jugendbildung in ...

2.9 Transgene Organismen
2.9 Transgene Organismen
Ein transgener Organismus ist ein Organismus, der in der Natur natürlicherweise
nicht vorkommt. Er wird hergestellt, indem ein Gen aus einem anderen Organismus
(Tiere, Pflanzen, Bakterien, Archaen oder Viren) auf den zu modifizierenden übertragen
wird. Dadurch erhält der modifizierte Organismus über die Expression des eingebauten
Transgens spezifische neue Merkmale. Der Einbau eines Transgens erfolgt bei Pflanzen
und Tieren auf jeweils unterschiedliche Weise.
2.9.1 Erzeugung transgener Pflanzen
Die Verwendung des Ti-Plasmids (Tumor-induzierendes Plasmid) ist eine häufig angewandte
Methode zur Herstellung transgener Pflanzen. Es stammt ursprünglich aus
dem Gram-negativen Agrobacterium tumefaciens, welches von Wundsekreten der Pflanze
angelockt wird und Teile des Plasmids in die Zelle einschleust, die anschließend fest
in das Genom der Pflanzen integriert werden. Durch vorherige Modifikation des eingeschleusten
Genabschnittes kann man Pflanzen gezielt genetisch verändern. Agrobacterium
tumefaciens kann jedoch nur bestimmte Pflanzenarten infizieren. Eine weitere verbreitete
Methode ist deshalb das Beschießen von Pflanzenzellen mit kleinen Goldkügelchen, die
mit DNA beschichtet sind.
2.9.2 Erzeugung transgener Tiere
Bei der genetischen Manipulation von Tieren wendet man je nach Tierklasse verschiedene
Methoden an. Bei Säugetieren stellt die Mikroinjektion eine geeignete Methode dar.
Hierbei wird das Transgen in den Vorkern des Spermiums injiziert, kurz bevor bei einer
künstlichen Befruchtung die beiden Vorkerne verschmelzen. Dort wird das Transgen
dann durch homologes Crossing-Over in das Genom des Spermiums eingebaut. Dafür
müssen die das Transgen flankierenden DNA-Abschnitte identisch sein mit Abschnitten
im Genom, gegen die sie dann ausgetauscht werden. Bei erfolgreichem Einbau entsteht
ein transgenes Gründertier.
Bei Insekten bedient man sich gerne der sogenannten Transposons, um ein Transgen
einzubauen: Transposons sind »springende Gene«, die bei Anwesenheit einer Transposase
(eine Unterklasse der DNA-Rekombinasen) spontan aus ihrer Position im Genom
herausspringen und an einer anderen Stelle im Genom wieder eingebaut werden können.
Die Transposons sind flankiert von invertierten Sequenzwiederholungen, die als
Erkennungssequenzen für die Transposase dienen. Im Gegensatz zum gewöhnlichen
Einbau werden bei dieser Methode zwei DNA-Konstrukte verwendet anstatt nur einem:
Zum einen ein Helfer-DNA-Konstrukt, das auf Grund defekter invertierter Sequenzwiederholungen
nicht in das Wirtsgenom eingebaut werden kann, sondern lediglich
die Transposase exprimiert, und zum anderen das DNA-Konstrukt mit dem Transgen,
das jedoch kein Gen für die Transposase enthält. Daraus folgt, dass das DNA-Konstrukt
mit dem Transgen nach dem Einbau in das Wirtsgenom bei den Nachkommen nicht
mehr im Genom »umherspringen« kann. Das Transgen wird also stabil an künftige
Generationen weitervererbt.
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