Lena Hennings Biotechnologie in der Nahrungsmittel-
und Pharmazeutischen Industrie
 

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung    ...2

2. Biotechnologisch hergestellte Lebensmittel, mithilfe von Mikroorganismen    ...3

2.1. Bierbrauerei    ...3
2.2. Käsebereitung    ...4
2.3. Sauerkrautherstellung    ...5
2.4. Zitronensäureproduktion    ...6

3. Gentechnologische Veränderung von Nutzpflanzen    ...7

3.1. Verfahren    ...7
3.2. Nutzen    ...9
3.3. Unwägbarkeiten    ...10

4. Biotechnologie in der pharmazeutischen Industrie    ...11

4.1. Antibiotikaherstellung    ...11
4.2. Insulinproduktion    ...13
4.3. Impfstoffe    ...14

5. Schluss    ...15

Literaturverzeichnis    ...18

 

 

1.Einleitung

Biotechnologie ist ,, die Wissenschaft, von den Methoden und Verfahren, die zur technischen Nutzbarmachung biologischer Prozesse und bei der Umwandlung von Naturprodukten angewendet werden. Die Biotechnologie erarbeitet die Grundlagen für die Verwendung von lebenden Organismen, v.a. Mikroorganismen in technischen Prozessen (...). Neben mikrobiologischen und biochemischen, werden zunehmend gentechnologische Methoden, wie Zellfusion, Genvervielfachung mittels Bakteriophagen und Plasmiden angewandt."¹
Dies ist ein Artikel aus einem gängigen Lexikon, das wohl fast jeder zu Hause hat. Liest man diesen trockenen, wissenschaftlich korrekt formulierten Text, wird man durch ihn wohl kaum Lust bekommen, sich weiter mit dem Thema Biotechnologie zu beschäftigen. Man kann sich, auch wenn man diesen Artikel gelesen hat, kaum vorstellen, dass und in welcher Beziehung Biotechnologie einen selbst betrifft und wo man im alltäglichen Leben mit ihr in Berührung kommt.

Biotechnologie ist aber nicht so abstrakt, wie es zuerst den Anschein haben mag, sondern sie ist allgegenwärtig in unser aller Leben. Es vergeht kein Tag, an dem wir nicht in irgendeiner Form auf biotechnologische Vorgänge und Produkte biotechnologischer Prozesse stoßen.

Es fängt schon am Morgen an, wenn wir unser Brot mit Käse belegen. Beide Lebensmittel sind Resultate aus vielen verschiedenen biotechnologischen Vorgängen. Z. B. Käse, der erst durch verschiedene Arbeitsschritte aus Milch entsteht, worauf ich in der folgenden Facharbeit noch genauer eingehen werde.

Hat man sich eine Infektionskrankheit zugezogen, verschreiben Ärzte in den meisten Fällen, ein Antibiotikum, das ohne Biotechnologie ebenfalls nicht existieren würde.

2-3% der Bevölkerung leiden unter Diabetis mellitus²und sind darauf angewiesen ihrem Körper jeden Tag aufs Neue künstlich Insulin zuzuführen. Auch das Insulin in ihren Medikamenten ist ein biotechnologisches Erzeugnis, was ich in der folgenden Facharbeit ebenfalls noch sorgfältiger beleuchten werde.

Wie man an diesen beiden Beispielen sieht, beeinflusst Biotechnologie nicht nur unser aller Leben, sondern rettet, schützt und erhält es sogar.

Biotechnologie ist auch nicht wie man nun vielleicht denken könnte eine relativ neue Technologie. Biotechnologie gibt es seit Menschengedenken, auch wenn der Begriff als solcher erst sehr viel später geprägt wurde. Schon in der Bibel wird von gesäuertem Brot und Wein erzählt. Ein anderes, schon sehr lange bekanntes, mithilfe von Mikroorganismen hergestelltes Getränk ist das Bier, das wahrscheinlich älteste alkoholische Getränk überhaupt. Es ist bekannt, dass es schon 4000Jahre v. Chr. ein allseits beliebtes Getränk war. Außerdem ist bewiesen worden, dass bereits in der Jungsteinzeit (Neolithikum) ein mit dem Bier vergleichbares Getränk, das aus vergorener Urgerste hergestellt wurde, existierte.³Wie heutzutage Bier gebraut wird, werde ich in dieser Facharbeit später noch ausführlicher behandeln.

Dass die Biotechnologie so eine lange Geschichte hat, heißt jedoch nicht, dass es keine Neuigkeiten mehr über sie zu berichten gibt und das Thema eigentlich der Vergangenheit angehört. Das Gegenteil ist der Fall: Sie gewinnt jeden Tag an Aktualität.

Im Moment steht vor allem die Gentechnik, ein Forschungszweig, der untrennbar mit der Biotechnologie verknüpft ist, im Mittelpunkt des öffentlichen Interesses. Es vergeht inzwischen wohl kaum ein Tag in der sie nicht in den Medien behandelt wird. Grund für die große Medienpräsenz dieses Themas ist die immense Skepsis, die ihr vor allem im Bezug auf die gentechnische Veränderung von Pflanzen von der breiten Masse der Bevölkerung entgegengebracht wird.

In den meisten Fällen beruht diese Angst aber fälschlicherweise auf Unwissenheit, ist also die Angst vor dem Unbekannten und nicht auf Fakten, wie es wünschenswert und sinnvoll wäre. Es ist zwingend notwendig das Wissen über die Methoden der Gentechnik zu haben, über die Konsequenzen der Veränderung im Organismus Bescheid zu wissen und sich außerdem umfassend über Nutzen und Risiken der Veränderungen zu informieren. Erst wenn man dieses Basiswissen hat, ist man in der Lage die Wohltaten und die Gefahren, die die Gentechnik in unser aller Leben bringt und bringen wird, gegeneinander aufzuwiegen und sich dadurch eine auf Fakten basierende eigene Meinung im Bezug auf dieses Thema zu bilden. Ich habe, aus den vorher genannten Gründen, die Verfahren, die Nutzen und die Risiken im zweiten Kapitel beschrieben.

Wie man, vielleicht sogar bis jetzt schon gemerkt hat, liegt der Schwerpunkt dieser Arbeit bei der Biotechnologie in der Nahrungsmittelindustrie, was darin begründet ist, dass diese sehr viel verschiedene Richtungen hat (von denen ich aber nur wenige Beispiele behandeln konnte) und außerdem, weil sie mehr Platz im Leben des Normalverbrauchers einnimmt.

2. Biotechnologisch produzierte Lebensmittel, mithilfe von Mikroorganismen

2.1. Bierbrauerei

Das Brauen von Bier oder bierartigen alkoholischen Getränken, ist ein biotechnologisches Verfahren, das schon die alten Ägypter vor über 4000 Jahren betrieben. Sie ließen zuckerhaltige Naturprodukte zu alkoholhaltigen Getränken vergären, wussten jedoch noch nicht, was genau nun während der Gärzeit in der Flüssigkeit geschieht.

Voraussetzung dafür, dass überhaupt eine sogenannte alkoholische Gärung stattfinden kann, ist das Vorhandensein von mikroskopisch kleinen, einkernigen Pilzen: den Hefen. Während diese früher, als ihre Bedeutung noch nicht bekannt war, zufällig aus der Luft in die Gärflüssigkeit gelangten, verwendet man heutzutage Kulturhefen, die in untergärige und obergärige Stämme unterteilt wird.

Der erste Arbeitsschritt bei der Bierherstellung ist das Mälzen (Malzbereitung). Darunter versteht man die Vorbereitung des Braugetreides zum Brauen. Meist verwendet man Sommergerste (selten auch Weizen) zum Brauen, da sie viel Stärke enthält.

Stärke gehört chemisch gesehen zu den Polysachariden (Vielfachzuckern). Ihre Makromoleküle sind verknäulte, verzweigte Ketten ,die sich aus Tausenden von Molekülen des einfachen Zuckers, der Glucose (C₆H₁₂O₆) zusammensetzen.

Da Hefe jedoch mit diesen Makromolekülen nichts anfangen kann, weicht man nun zunächst die Gerste ein und bringt sie so zum Keimen.⁴ Der Keimling ernährt sich u.a. aus dem Eiweiß und der Stärke, die im Samenkorn vorhanden sind, doch auch er kann die Stärke in dieser Form nicht direkt verwerten. Er bildet nun verschiedene Enzyme, die die Bindungen in ihren Molekülen aufspaltet. Es entstehen nun kleine Bruchstücke der Stärkemoleküle: Maltose und Glucose. Das Eiweiß wird in für den Körper essentielle Aminosäuren umgebaut. -Das so gewonnene Malz(die gekeimte Gerste) wird nun getrocknet oder, wie es in der Fachsprache heißt, gedarrt.

Dieses Malz wird, nachdem es zerkleinert wurde, mit Wasser bei 50-70C° zur Maische angerührt, wobei der Stärkeabbau durch das bei der Keimung entstandene Enzym Amylase fortgesetzt wird bis die restliche Stärke abgebaut ist. Maltose und Glucose lösen sich bei diesem Vorgang im Wasser auf.⁵

Hat die nun entstandene Bierwürze die gewünschte Konzentration erreicht, wird ihr der zweite Urstoff, pulverisierter Hopfen, zugesetzt. Anschließend wird der Sudkessel auf Kochtemperatur erhitzt. Die Bitterstoffe des Hopfens gehen in die Würze über. Sie geben dem zukünftigen Bier seinen charakteristischen Geschmack und die bakteriostatische Wirkung des Hopfens sorgt dafür, dass die Würze von da an keimfrei ist. Nun wird die Würze gefiltert und abgekühlt, danach wird ihr Bierhefe zugesetzt, die jetzt anfängt Malzzucker zu Alkohol(Ethanol) und Kohlendioxid zu vergären. Nach abgeschlossener Gärung wird das Bier in große Lagertanks gepumpt, wo es im Laufe mehrerer Wochen nachgärt und sich klärt.⁶

Soviel zum technischen Verfahren des Bierbrauens, was jedoch genau während der Gärzeit in der Flüssigkeit geschieht soll nun hier erläutert werden.

Hefen sind einige der wenigen Mikroorganismen, die sowohl als Atmer, wie auch als Gärer leben können. Atmer sind Mikroorganismen, die für ihren Stoffwechsel Sauerstoff benötigen. Sie nehmen ihn und die Nährstoffe aus ihrer Umgebung auf und bauen sie in ihrem Cytoplasma unter Kohlendioxidproduktion und Wasserproduktion ab. Der Vorteil dieses Verfahrens ist u. a., dass für die gleiche Energieproduktion, im Vergleich zu Gärern, eine geringere Menge an Nährstoffen verbraucht wird.

Gärer nehmen aus ihrer Umgebung zwar keinen Sauerstoff, aber Nährstoffe auf. Diese wandeln sie im Cytoplasma mithilfe von Enzymen zu energieärmeren, chemisch einfacher gebauten Stoffen um. Die Energiedifferenz nutzen sie größtenteils als Stoffwechselenergie. Als Abfallprodukte entstehen Gase und Gärungsprodukte, Wie z. B. Milchsäure, oder wie in diesem Fall Ethanol.

Als Atmer gedeihen Hefen prächtig, sie bauen Zucker unter Zuhilfenahme von Sauerstoff zu Essigsäure und weiter zu Kohlendioxid und Wasser um. Sie wachsen und vermehren sich so zwar beträchtlich, produzieren jedoch nicht eine Spur von Alkohol. Sorgt man jedoch dafür, dass die Sauerstoffzufuhr gestoppt wird, so schaltet die Hefe ihren Stoffwechsel auf Gärung um, was aber für sie nur eine Art Notlösung ist, um ihr Überleben für eine geraume Weile zu sichern. Sie wächst und vermehrt sich wärend dieser Zeitspanne nicht und da Ethanol auch für die Hefe ein gefährliches Zellgift ist, geht sie, sobald eine gewisse Konzentration erreicht ist (je nach Heferasse 12- max. 18 %)an ihrem eigens produzierten giftigen Stoffwechselprodukt zugrunde.⁷

2.2. Käsebereitung

Zur Erzeugung von Käse benötigt man primär natürlich erst einmal Milch, meistens wird Kuhmilch verwendet, aber man kann auch z.B. Schafs- oder Ziegenmilch zur Käseherstellung verwenden. Doch, um nun aus Milch Käse zu machen, bedarf es viel Erfahrung und Know-how .

Der erste Schritt bei der Käsebereitung ist das Dicklegen der Milch. Dazu wird die Milch erwärmt, wodurch sie durch die Vergärung des Milchzuckers, von Milchsäurebakterien zu Milchsäure gesäuert wird. Aufgrund dieses Vorganges gerinnt das in der Milch enthaltene Protein Kasein und setzt sich so von dem zweiten Produkt, der Molke, ab.

Falls als Ausgangssubstanz pasteurisierte Milch verwendet wurde, ist es nötig, der geronnenen Milch Starterkulturen beizufügen, da dann durchs Erhitzen alle Bakterien und natürlich auch die, die für die Ansäuerung der Milch notwendig wären, abgetötet wurden.
Der zweite Schritt ist das Trennen. Das geronnene Kasein wird, durchs Zentrifugieren von der Molke isoliert. Von nun an wird es als Käsebruch oder auch Quark bezeichnet.

Der dritte Schritt ist das Formen der Käseleiber, wobei der Käserohstoff (Teig) in Formen gefüllt wird, damit der Käse seine charakteristische Gestalt bekommt. Der geformte Leib wird nun in Salzlake gebadet. Das Salz trägt dazu bei die Milchsäureproduktion zu bremsen, den Geschmack zu optimieren und den Käse länger haltbar zu machen.

Nun beginnt der vierte Schritt, die Reifung. Dafür wird der Käse in speziell temperierten Räumen, bei einer genau festgelegten Luftfeuchtigkeit, eine, von der Käsesorte abhängige, Zeitspanne gelagert. Der Teig wird während dieser Zeit veredelt oder fermentiert, was bedeutet, dass enthaltene Stoffe mithilfe von Mikroorganismen und Enzymen umgewandelt werden. In diesem Fall wird der restliche Zucker zu Kohlendioxid und Milchsäure, Fette zu Fettsäuren und Proteine zu Aminosäuren umgesetzt . ⁸

Um einen festeren und haltbareren Käse zu produzieren und die Ausfällung des Kaseins zu beschleunigen wird Lab eingesetzt, welches das Enzym Rennin (auch Chymosin genannt) enthält, das Milch gerinnen lässt.

Lab kommt in den Mägen milchtrinkender Säugetiere vor, wo es bei Jungtieren die Verdauung der Muttermilch fördert. Es wird entweder nach der klassischen Vorgehensweise aus den Magenschleimhäuten von Milchkälbern gewonnen und dann als Pulver getrocknet oder aus traditionellen Mikroorganismen als Labersatzstoff isoliert. Nachteile bei diesen beiden Verfahren sind, dass entweder Kälber geschlachtet werden müssen(Verfahren1) oder die Qualität des Labferments geringer ist (Verfahren2), letzteres hat die Konsequenz, dass die Käseausbeute niedriger ist und der Geschmack negativ beeinflusst wird. Trotzdem die beiden Methoden diese Nachteile haben, waren es lange die einzigen Verfahren der Laberzeugung, doch seit einiger Zeit ist es möglich Labenzyme auch mit gentechnischen Methoden zu produzieren.

Die so entstandenen Enzyme, unterscheiden sich weder in Struktur, noch in ihren Aktivitäten von den konventionell gewonnenen, sie sind also naturidentisch, haben jedoch den Vorteil, dass ihr Reinheitsgrad im Vergleich weit höher ist.⁹ ,,Kälbermagenpräparate enthalten durchschnittlich 4-8% an Labferment, den Rest stellen ,,Verunreinigungen" (Proteine und Inhaltsstoffe) aus dem Magen dar, falls sie nicht speziell durch aufwendige Verfahren gereinigt worden sind. Präparate aus GVO^* enthalten dagegen 70-80% aktives Enzymprotein."¹⁰

2.3. Sauerkrautherstellung

Sauerkraut wird aus Weißkohl gemacht. Seine Herstellung wird schon lange zur Konservierung des Weißkohls betrieben, es entsteht durch Gärung, die von Milchsäurebakterien bewirkt wird.

Als Folge des Welkens (da die Wasserzufuhr gestoppt wurde), des Zerschneidens und des Salzens des Kohls (osmotischer Wert in der Umgebung Höher als in den Zellen) werden seine Zellen zerstört. Die darin enthaltenen Nährstoffe werden freigesetzt und sind nun für Bakterien frei verfügbar. Der zu ca. 3% enthaltene Zucker wird zu Anfang von allen vorhandenen Mikroorganismen vergoren. Erst jetzt, mit zunehmender Säuerung, übernehmen die Milchsäurebakterien, die zuerst nur mit einem Anteil von ca. 1% vertreten waren, die Vorherrschaft.¹¹ Da die meisten Mikroorganismen auf ein neutrales oder alkalisches Milieu angewiesen sind, werden sie in einer sauren Umgebung in ihrer Entwicklung gehemmt oder abgetötet, was die verlängerte Haltbarkeit vom Sauerkraut erklärt.

Wenn die Milchsäurekonzentration die 0,75% Überschritten hat ist das Sauerkraut fertig zum Verzehr. Um ein milderes Sauerkraut zu erhalten, muss es erhitzt werden, da dann die Bakterien abgetötet werden und die Säuerung nicht mehr weiter voranschreitet.¹²

2.4. Zitronensäureproduktion

Grundlage für die industrielle, mikrobielle Zitronensäureproduktion, war die Beobachtung von C. Wehmer, im Jahre 1893. Er bemerkte, dass Schimmelpilze beim Wachstum auf Zucker Zitronensäure ins Medium ausscheiden. Eine Alternative zur Isolation von Zitronensäure aus Zitrusfrüchten war gefunden. Sie wurde auch dringend benötigt, da der steigende Zitronensäurebedarf nicht mehr aus der alten Methode gedeckt werden konnte.

Nach vielen Versuchen mit verschiedenen Mikroorganismen und Schimmelpilzen, die auf Zucker wachsen können, fand man heraus, dass der Pilz Aspergillus niger mit Abstand die höchste Zitronensäurekonzentration erreichte. Weitere Experimente gaben Aufschluss über die optimalen Verhältnisse, für den Schimmelpilz, um besonders viel Zitronensäure zu produzieren.

Inzwischen weiß man, über den Einfluss der chemischen Zusammensetzung des Nährmediums auf die Zitronensäureausbeute, dass der PH- Wert eine große Rolle spielt. Liegt dieser unter 3,5 bildet Aspergillus niger bevorzugt Zitronensäure. Man fand außerdem heraus, dass eine Verringerung der Eisenionen-Konzentration im Medium auf 0,5 mg/l eine weitere Steigerung der Produktausbeute erbringt.

Zum Wachstum benötigt Aspergillus niger Sauerstoff und eine sterile Nährlösung. Die Nährlösung besteht aus Mineralstoffen, Spurenelementen und 16-20% Zucker. Als billige Rohstoffquelle setzt man meist Rüben- Melasse ein (sie ist ein Nebenprodukt der Rübenzuckerherstellung), die als verwertbaren Zucker primär Saccharose enthält. Die genaue Zusammensetzung der Melasse schwankt jedoch und ist von verschiedenen Faktoren, wie z.B. Jahreszeit, Wetterverhältnisse und regionale Herkunft abhängig.¹³

Seit den sechziger Jahren entwickelte man erfolgreich eine submerse^* Zitronensäureproduktion mithilfe von Aspergillus niger, um eine Produktion im möglichst großen Rahmen zu betreiben. Der Pilz wird hierbei erst in einem sogenannten Vorfermenter herangezogen. Zuerst wird die Nährlösung, die eine Zuckerkonzentration von nur 2,5-3% und einen pH-Wert oberhalb von 4 hat, gepumpt. Danach wird sie mit Sporen von Aspergillus niger beimpft und der Pilz unter ständigem Rühren, damit eine ausreichende Sauerstoffzufuhr gewährleistet ist, herangezüchtet.

Ist dieses geschehen, wird der Inhalt des Vorfermenters in die Produktionsfermenter weitergeleitet, wo dann die eigentliche Zitronensäureproduktion beginnt. Der pH-Wert in den Produktionsfermentern ist niedriger als der im Vorfermenter, dadurch wird die Mycelbildung gestoppt und die Zitronensäureproduktion eingeleitet. Wichtig ist hierbei eine ausreichende Versorgung mit gefilterter, steriler Luft, damit der Pilz genügend Sauerstoff bekommt und keine unerwünschten Keime in den Fermenter gelangen.

Nach Beendigung der mikrobiellen Produktionsphase ist es nötig die Zitronensäure wie folgt aufzuarbeiten.

Erster Schritt ist Trennen von Pilzmyzel und zitronensäurehaltiger Lösung mittels eines Bandfilters. Das Pilzmyzel wird nun gewaschen und ausgewrungen, um auch die am Myzel anhaftende und noch in den Zellen befindliche Zitronensäure zu gewinnen.

Danach wird der Lösung Kalkmilch zugefügt, die die enthaltene Zitronensäure in Form eines unlöslichen Salzes (Kalziumcitrat) bindet, es folgt wieder eine Trennung mithilfe eines Bandfilters, nur wird diesmal Kalziumcitrat von den restlichen Verunreinigungen getrennt. Das Kalziumcitrat wird nun durch Zugabe von verdünnter Schwefelsäure in Zitronensäure und Kalziumsulfat zerlegt. Letzteres hat die Eigenschaft schwer löslich zu sein, was man ausnutzt, um es von der Zitronensäure zu trennen.

Die so erhaltene Zitronensäurelösung wird nun über Ionenaustauscher entsalzt, weiter aufkonzentriert und anschließend kristallisiert. Die kristallisierte Zitronensäure ist weiß und sieht ähnlich aus wie normales Salz.¹⁴/¹⁵

Zitronensäure hat viele Verwendungsmöglichkeiten, aber ihr Hauptabnehmer ist und bleibt die Getränkeindustrie. In nahezu jeder Limonade ist sie enthalten um ihnen einen erfrischend sauren Geschmack zu verleihen. Neben Getränken ist sie auch in vielen Süßigkeiten, wie z. B. Brausepulver, Fruchtgummis etc... enthalten. In Marmeladen, Gelees und Kompott wird Zitronensäure als Konservierungsmittel eingesetzt.¹⁶

Sie findet auch in der pharmazeutischen Industrie Verwendung, dort braucht man sie zur Medikamentherstellung.

Ferner nutzt man Zitronensäure beispielsweise für den Textildruck, sowie zur Entrostung von Metallflächen.

3. Gentechnologische Veränderung von Nutzpflanzen

3.1. Verfahren

Als man mit der Genmanipulation von Pflanzen anfing, gab es zunächst nur eine Methode. Es ,,wurden filigrane Injektionsnadeln unter dem Mikroskop direkt in die Pflanzenzelle eingeführt, um die Gene, also DNS- Abschnitt fremder Organismen, in sie hinein zu schleusen."¹⁷ Da dieses Verfahren jedoch sehr zeitaufwendig ist, da es von Spezialisten manuell betrieben werden muss, suchte man Alternativen dazu.

Inzwischen gibt es drei unkompliziertere Möglichkeiten, um das Genmaterial von Pflanzen zu verändern:¹⁸

1. Der Gebrauch von Bakterien der Gattung Agrobakterium. Eigentlich sind diese Bakterien für Pflanzen ein Krankheitserreger. Sie befallen die Pflanzen und übertragen ihnen mithilfe von Plasmiden Erbgut. Gentechniker machen die Bakterien unschädlich und geben ihnen das ausgewählte Fremdgen mit auf den Weg. Verabreicht werden sie den Pflanzen meist in Verbindung mit einer Nährlösung.¹⁹

2. Der Einsatz einer Gen-Kanone, bei dem Forscher das Fremdgen, das sie der Pflanze übertragen wollen auf eine Goldkugel, die den Durchmesser eines tausendstel Millimeters besitzt, kleben. Dieses präparierte Kügelchen wird mit Pressluft in ein Blatt der Zielpflanze geschossen. Haben die Forscher Glück, dann zerstört es nur wenig Zellmaterial, trifft in einer der Zellen auch noch zufällig den Zellkern und das Fremdgen verschmilzt bestenfalls mit der DNS der Pflanze.

3. Der Einsatz von Chemikalien. In einem großen Glas werden viele Pflanzenzellen mit einem Lösemittel vermengt, das bewirkt, dass deren Zellwände aufweichen und Löcher bekommen, dann gibt man möglichst viele der neuen Gene dazu. Nun wartet man und hofft, dass das neue Erbgut in möglichst hoher Konzentration durch die Löcher der Zellmembran schlüpft. Einen entscheidenden Beitrag zum Gelingen dieses Verfahrens leistet die Zusammensetzung des Lösungsmittels. Der Hauptbestandteil ist Polyethylenglykol (PEG), außerdem enthält es Kalzium, wichtig ist außerdem ein optimaler PH- Wert.

Das Problem an diesen Methoden ist, dass die Wissenschaftler keinen Einfluss darauf haben, wo das neue Gen in der manipulierten Pflanze ankommt, was bedeutet, wo und wie es in deren DNS- Strang eingebaut wird, können sie nicht vorhersehen. Um trotzdem zum ersehnten Ergebnis zu kommen, eine verbesserte, transgene Pflanze mit den neuen, gewünschten Merkmalen zu erzeugen, sind die Gentechniker gezwungen eine enorme Zahl transgener Pflanzen zu "produzieren" und jene zu beseitigen bei denen der Versuch fehlgeschlagen ist. Oft ist auch schon an dem Zustand der Pflanze zu erkennen, ob dies der Fall ist, oder nicht, da viele verkümmern und sterben. Die wenigen Pflanzen (manchmal ist es sogar nur eine Einzige), die diese Prozedur erfolgreich überstanden haben werden dann mit einer konventionellen Hochertragspflanze gekreuzt.²⁰

Der Großteil aller Pflanzen wird heutzutage in einer Kombination von Gentechnik und klassischer Züchtung fortentwickelt. Die Eigenschaften an Pflanzen, die bevorzugt manipuliert werden, sind:

1. Die Erzeugung von Toleranzen gegenüber Herbiziden. Die Felder werden mit hochgiftigen Unkrautvernichtungsmitteln gespritzt, an denen alle, außer den gengewappneten Pflanzen selbst, verenden.

2. Die Erzeugung von Resistenzen gegen Pilz- und Virusinfektionen oder Insektenbefall. Dies geschieht dadurch, dass der Pflanze ein Gen übertragen wird, das bewirkt, dass sie in ihren Blättern ein Gift produziert, das für derartige Schädlinge tödlich wirkt.

Grund dafür, dass die Gentechniker bis jetzt meist nur diese beiden Eigenschaften veränderten ist, dass beide auf der Wirkung eines einzelnen Gens beruht, also monogener Natur ist. Außerdem stammt dieses von Bakterien die im Erdboden leben und deren Gene leicht zu handhaben sind.²¹

3.2. Nutzen

Der erste entscheidene Nutzen für die Umwelt ist, wie klar auf der Hand liegt, der, dass der Einsatz von Herbiziden deutlich verringert werden kann Diese würden sonst Boden und Grundwasser stark belasten. Beim Anbau von Sojabohnen in den USA gaben Farmer an, dass sie im Schnitt zwischen 9 und 36% weniger dieser Substanzen verwenden mussten, aber gleichzeitig die Erträge um 5% höher lagen.²² Ein weiterer Vorteil ist, dass die Gifte nur auf die Schädlinge wirken, da sie ihre Wirkung erst entfalten, wenn die Pflanze vom Schädling angefressen wurde und der Schädling die Nahrung verdaut. So bleiben die nicht betroffenen Insektenpopulationen größtenteils ohne Schaden.²³

Weitere neue Sorten, die aus Pflanzen durch Genmanipulation gezüchtet werden können, sind z.B. ertragreichere, die eine höhere Nährstoffeffizienz besitzen; in der Zusammensetzung der Inhaltsstoffe veränderte (z. B. Fettsäuremuster, Aminosäurenzusammensetzung, Ligningehalt) oder gar Sorten mit nichtpflanzlichen Inhaltsstoffe (z. B. zur Gewinnung von Pharmaka). ²⁴Es ist außerdem möglich Eigenschaften von Pflanzen, die nicht geschätzt werden zu verändern. Beispiel hierfür ist das unerwünschte matschen von Tomaten.

Es ,,wurde ein Antisense-Gen gegen das Enzym Polygalacturonidase (PG) in die Tomate eingeführt. Es handelt sich in diesem Fall nicht um ein Fremdgen, vielmehr wurde das normale PG-Gen umgekehrt in das Genom der Tomate eingeführt. Es bildet jetzt falsche (Antithese-)mRNA und hemmt auf diese Weise die Wirksamkeit der richtigen mRNA und damit die Synthese der PG, die für das Matschigwerden der Tomaten verantwortlich ist."²⁵ So wurde die Zeitspanne, in der die Tomaten gelagert werden können entschieden verlängert.
Andere nützliche Veränderungsmöglichkeiten an Pflanzen sind die Reduzierung der von Natur aus vorkommenden Toxine, die Eliminierung allergener Proteine.

Noch nicht marktreif, da sie sich noch verschiedenen Tests unterziehen muss, aber vielversprechend ist die Idee, eines schweizer Ernährungswissenschaftlers. Er hat als Reaktion auf den Fakt, dass viele Menschen und vor allem Kinder, deren Hauptnahrungsmittel Reis ist, an Mangelerscheinungen, vor allem an Eisen- oder Vitamin A- Mangel leiden, einen "Goldenen" transgenen Reis entwickelt. In diesen schleuste er gleich vier Gene ein, unter anderem auch ein Bakterien-Gen für mehr Vitamin A und ein Bohnen- Gen, das bewirkt, dass der Reis mehr Eisen aus dem Boden aufnimmt.²⁶

3.3. Unwägbarkeiten/ Risiken

Die größten Risiken an der Genmanipulation von Pflanzen sind wahrscheinlich noch unbekannt und man wird ihnen erst gewahr werden, wenn es zu spät ist. Die große Gefahr liegt also darin, dass dieser neue Weg der Pflanzenzüchtung noch sehr neu und deshalb in vielen Bereichen weitgehend unerforscht ist, einige mögliche negative Folgen, lassen sich jedoch schon vorausahnen.

Erste mögliche Folge könnte der schädliche Einfluss auf die natürliche Flora und Fauna sein. Toxinproduzierende Nutzpflanzen beispielsweise schädigen nicht nur ihre Schädlinge, sondern auch ihre Nützlinge.

In einem Versuch setzten Forscher Florfliegenlarven auf Toxin-produzierenden Novartis Bt-Mais. Die Larven ernähren sich von Blattläusen und Maiszünsler- Raupen, und werden daher von Bauern als Nützlinge angesehen. Im Labor töteten und saugten die Florfliegenlarven nun die Raupen auf den Bt- Maisblättern aus. Die Konsequenz war, dass im Vergleich zum Kontrollversuch ca. doppelt so viele Florfliegenlarven starben. Man fand sogar heraus, dass das Gift auf diese Weise sogar stärker wirkt, als wenn man es den Larven direkt verabreicht. Eine weitere unerwünschte Nebenwirkung des Bt- Mais könnte u.a. sein, dass sich per Zufall Maiszünsler-Raupen entwickeln, die gegen das Toxin des Maises resistent sind.

Eine andere Möglichkeit, die äußerst bedenklich wäre, ist die, dass sich der das Giftgen des Bt- Maises auf nahe verwandte Wildformen der Pflanze übertragen könnte. Die Konsequenzen auf die wilde Fauna und Flora, die dies nach sich ziehen könnte sind kaum abzuschätzen, die Verdrängung ganzer Pflanzengesellschaften und von ihr abhängiger Tiere könnte die Folge sein.

Ein weiterer Gefahrenfaktor der Gentechnik ist, dass es vom Zufall abhängig, wo das fremde Gen in das Erbgut aufgenommen wird. Deshalb kann es auch nie ganz ausgeschlossen werden, dass der Stoffwechsel der Pflanze durcheinander gerät und beispielsweise anfängt ein Gift zu produzieren, welches für den Menschen gefährlich ist.

Die Wirkung von Genen hängt nicht nur davon ab, in welcher Folge ihre Bausteine (Nucleotide) zusammengesetzt sind, sondern auch von ihrer Umgebung im Genom. Es kann durch den Einbau des neuen Gens außerdem ein Gen, das sich an dieser Stelle im Empfängerorganismus befindet ge- oder gar zerstört werden. Manche Gene haben auch mehrere Wirkungen. Es kann jedoch nicht davon ausgegangen werden, dass außer den erwünschten auch die möglichen Anderen bekannt sind. Unerwünschte Wirkungen könnten in den vom Gesetz her vorgeschriebenen Tests auch leicht übersehen werden, da die Inhaltsstoffe der transgenen Pflanze nur mit denen einer konventionellen verglichen werden müssen. Die wesentlichen Bestandteile müssen übereinstimmen, aber die zu erwartenden Unterschiede, z. B. das Insektizid im Mais, werden selbstverständlich zugelassen. Danach muss jedoch die Ungefährlichkeit des zusätzlichen Wirkstoffes (hier ein Insektizid) für den Menschen nachgewiesen werden, für diesen darf er weder toxisch noch allergen wirken. Da es aber möglich ist, dass durch die Genmanipulation selbst neue toxische Stoffe gebildet würden, könnte dies unter Umständen gar nicht bemerkt werden.²⁷

4. Biotechnologie in der pharmazeutischen Industrie

4.1. Antibiotikaherstellung

Antibiotika sind ,,von Bakterien, Pilzen, Flechten, Algen und höheren Pflanzen oder anderen Lebewesen produzierte chemische Verbindungen, die zur Abtötung oder Wachstumshemmung infektiöser Organismen angewandt werden."²⁸ Sie wurden 1928 von Alexander Fleming durch Zufall entdeckt. Er wollte Bakterienkulturen anlegen und machte die Beobachtung, dass wenn ein bestimmter Pilz(Penicillium notatum) in der Umgebung wächst, die benachbarten Bakterien (Staphylokokken) in ihrem Wachstum gehemmt wurden. Inzwischen ist Antibiotikum aus der Medizin nicht mehr wegzudenken.

Es passiert aber leider oft, dass Krankheitserreger resistent gegen bestimmte Antibiotikasorten werden. Dieser Sachverhalt zwingt die Pharma Industrie nach immer neuen, noch unbekannten Antibiotika zu suchen, um irgendwann ein neues, für die Bakterien unbekanntes und deshalb noch wirksames Antibiotikum auf den Markt zu bringen.²⁹

Dies hört sich jedoch einfacher an, als es in Wirklichkeit ist. Der Weg von der Planung bis zum fertigen Produkt, das in den Regalen der Apotheken steht ist kompliziert, sehr zeitaufwendig und extrem kostenintensiv. Es kann insgesamt bis zu 10 Jahren dauern und über 100 Millionen DM kosten ein einziges dieser Medikamente zu entwickeln und zu testen.³⁰

Der erste Schritt, der Versuch einen noch nicht bekannten, Antbiotika-produzierenden Organismus ausfindig zu machen, führt die Forscher nicht selten in die Natur. Dort werden z. B. Bodenproben genommen. Die Organismen die man in dieser Probe findet müssen nun isoliert werden und es muss festgestellt werden, ob sie einen antibiotischen Wirkstoff bilden. Ist dies der Fall muss untersucht werden auf wie viele Bakterien, bzw. Pilzarten das Antibiotikum toxisch wirkt.

Glaubt man dann, dass es sich wahrscheinlich um eine Erfolg versprechende Substanz handelt, fängt man an den Organismus im größeren Maßstab zu züchten, um seinen antibiotischen Wirkstoff zu reinigen und chemisch zu analysieren.

Die kommerzielle Entwicklung erfordert, dass die Mikroorganismen möglichst viel dieses Stoffes produzieren und dass bei seiner Reinigung möglichst wenig von ihm verloren geht. Um das zu erreichen, sind meistens umfangreiche Studien nötig.

Es werden die optimalen Züchtungsbedingungen des Organismus und die besten Produktionsbedingungen für den Wirkstoff ermittelt. Dies geschieht dadurch, dass die Umwelteinflüsse( Zusammensetzung der Nährlösung, Temperatur, etc...) der Bakterien- oder Pilzart verändert werden und man die Konsequenzen beobachtet.

Danach wird der Organismus in Fermentern unter Bedingungen gezüchtet, die einer ständigen Kontrolle unterliegen und laufend, abhängig von diesen Daten, optimiert werden. Wird das natürlich fermentierte Produkt daraufhin noch chemisch verändert, nennt man es nun halbsynthetische Antibiotika, doch darauf soll später noch ausführlicher eingegangen werden³¹/³²

Hat man die Substanz nun endlich in reiner Form vorliegen, wird sie instrumentell analysiert, um ihre chemische Konstitution (Lage der Atome im Molekül) und seine Wirkungsweise zu erforschen, die sich von denen der schon bekannten Antibiotika unterscheiden müssen..

Oft kommt an dieser Stelle das Aus für den vermeintlich neuen Stoff, da man feststellt, dass er der Medizin schon bekannt ist.³³

Nächste Schritt sind nun die obligatorischen Tierversuche, in denen sich das Antibiotikum als geeignet zur Behandlung von Infektionen erweisen muss. Dieses bedeutet, dass die Wirkung des Stoffes auf die normalen Körpergewebs- und Organfunktionen, sowie seine eventuelle Toxität untersucht werden müssen. Es ist außerdem nötig die am besten wirkende Darreichungsform zu ermitteln. Antibiotika können als Salben aufgetragen, geschluckt oder intravenös verabreicht werden.

Sind all diese Tests beendet und die Darreichungsform gewählt, wird das Produkt zum klinischen Versuch angemeldet und dort, nach Bewilligung, erst an wenigen Freiwilligen getestet. Sind die Ergebnisse zufrieden stellend darf das Medikament an einer größeren Versuchsgruppe getestet werden. Sollten hierbei auch keine Komplikationen aufgetreten sein, kann dafür bei der medizinischen Aufsichtsbehörde die Zulassung beantragt werden. Nach ihrer Erteilung darf das Mittel allgemein in der klinischen Medizin angewendet werden.³⁴

Heutzutage ist es möglich ein normales Antibiotikum noch chemisch zu modifizieren, nachdem es diese Prozedur hinter sich hat, nennt man es halbsynthetische Antibiotika. Ein Beispiel für halbsynthetisches ist halbsynthetisches Penicillin. Grund dafür, wieso es hergestellt wird ist, dass Penicillin zwar gegen viele Krankheiten äußerst wirksam ist, jedoch Infektionen, die durch bestimmte Bakterienstämme verursacht werden durch es nicht bekämpft werden können. Manche der Bakterien produzieren ein Enzym, das Penicillin zerstört (Penicillinase), andere sind resistent gegen Penicillin. Um diese Bakterien trotzdem durch Penicillin abtöten zu können wurde eine biologische Vorläufersubstanz des Penicillins chemisch behandelt. Die Folge dessen war die Entwicklung einer Reihe halbsynthetischer Penicilline. Die wichtigsten von ihnen sind Methicillin (besonders wirksam gegen penicillinasebildende Staphylokokken) und Ampicillin (wirkt auf alle Bakterien die normalerweise auf Penicillin reagieren und auf verschiedene andere). ³⁵

4.2. Insulinherstellung

Insulin ist ein Hormon, das von der Bauchspeicheldrüse produziert wird. Es senkt den Zuckergehalt im Blut, indem es den Abbau des Glycogens zu Glucose in der Leber hemmt und deren Verwertung in den Körperzellen steigert. Ist die Bauchspeicheldrüse in ihrer Funktion beeinträchtigt, herrscht im Körper Insulinmangel, was zur Folge hat, dass das Blut mit Zucker überschwemmt wird und dieser weitgehend ungenutzt mit dem Harn ausgeschieden wird. Diese Krankheit wird im alltäglichen Sprachgebrauch ,,Zuckerkrankheit" genannt , heißt medizinisch korrekt aber Diabetis mellitus.³⁶

Künstlich hergestelltes Insulin wird als Medikament für Menschen gebraucht, die an Diabetes mellitus leiden. Da ihr Körper nicht selbst in der Lage ist dieses lebenswichtige Hormon zu produzieren, muss es ihm künstlich durch Spritzen oder Tabletten zugeführt werden.

Wie ist es aber möglich ein humanes Hormon außerhalb des menschlichen Körpers zu produzieren?

Bis vor einiger Zeit hatte man noch keine Methode entwickelt um dies in die Tat umzusetzen. Als Alternative extrahierte man das Insulin aus Bauchspeicheldrüsen von Rindern und Schweinen. Das Problem war jedoch, dass die Aminosäurensequenz des tierischen Insulins nicht vollkommen mit der des Humaninsulins übereinstimmt. Es hilft zwar gegen die Hauptsymptome der Krankheit, kann aber unerwünschte Nebeneffekte, wie Schädigung der Nieren oder der Netzhaut nicht verhindern.³⁷

Doch seit 1984 ist man dazu in der Lage Insulin gentechnisch herzustellen, was z.B. den Vorteil hat, dass das so erzeugte sich nicht vom menschlichen unterscheidet.
Produzenten des gentechnischen Insulins sind Mikroorganismen, genauer gesagt Bakterien, die Escherichia-coli-Bakterien, die normalerweise z. B. im menschlichen Darm leben.

Man kann die Insulinproduzierende aber nicht mit den Antibiotika- produzierenden Mikroorganismen vergleichen, da das Insulin im Gegensatz zum Antibiotikum kein natürliches Stoffwechselprodukt der Bakterien ist.

Der Gebrauch der Bakterien für diesen Zweck ist nur durch die Existenz von DNA-Vektoren, die u. a. auch DNA-Vehikel genannt werden, möglich.

Ein Bespiel für DNA-Vektoren sind die Plasmide. Das sind autonome, genetische Elemente, die sich in Form kleiner ringförmiger DNA-Moleküle in bestimmten Bakterienstämmen befinden. Sie replizieren sich bei der Zellteilung gleichzeitig mit dem Bakterienchromosom und gehen so auf die Tochterzelle über. Entscheidend ist jedoch der Fakt, dass Plasmide zwischen Bakterienzellen übertragbar sind und sie selbst nach ihrer Isolierung den Weg zurück in die Zellen einer bestimmten Bakterienart finden.

Erster Schritt ist das Isolieren von Plasmiden und der menschlichen DNA. Dann muss aus dem Plasmidring ein Stück herausgelöst werden, was mithilfe von sogenannten Enzymscheren geschieht. Diese Enzymscheren (Restriktionsendonucleasen) sind in der Lage DNA-Moleküle an ganz spezifischen, definierten Stellen zu schneiden. Sie werden auch verwendet, um aus dem DNA-Molekül das gewünschte Gen, hier das Insulin-Gen, zu isolieren.

Hat man nun den aufgeschnittenen Plasmidring und das Insulin-Gen isoliert, fügt man beide Fragmente mithilfe von Ligasen zusammen. Sie veranlassen, dass sich das Gen und der Plasmidring, die exakt zusammenpassen, auch verbinden.

Das Plasmid dringt nun in eine Bakterie ein und mogelt das fremde Gen in das Erbgut des Einzellers ein. Es bekommt jetzt den Befehl: Produziere Insulin! Doch nicht nur diese Bakterie, sondern auch alle die von ihr abstammen, werden nun, den ihnen eigentlich fremden Stoff, namens Insulin produzieren.³⁸/³⁹

4.3. Impfstoffe

Mit Hilfe von Impfstoffen macht man Menschen immun gegen einen Infektionsmechanismus. Dies geschieht, ,,indem man sie mit einer Form des Organismus impft, die keine schwere Erkrankung hervorruft, aber dennoch die Bildung schützender Antikörper auslöst.(...)Impfstoffe sind der wirkungsvollste Schutz gegen die meisten Krankheiten, die durch Vieren und ähnliche Organismen verursacht werden, da viele Antibiotika gegen solche Organismen nicht wirken."⁴⁰

Erstmals eingesetzt wurde ein Impfstoff im Jahre 1796 von dem britischen Arzt Edward Jenner. Er machte Patienten immun gegen Pocken, indem er ihnen die ungefährlicheren Kuhpockenvieren injizierte. Zum ersten Mal in der Geschichte konnte eine gefährliche Krankheit wirkungsvoll bekämpft werden.⁴¹

Es gibt verschiedene Arten von Impfstoffen. Entweder enthalten sie Organismen, die durch Wärmeeinwirkung oder durch Einsatz chemischer Substanzen abgetötet wurden; ein deaktiviertes Toxin, das der krankheitserregende Organismus produziert (Toxoid) oder ein Virus, das in solchem Maße abgeschwächt wurde, dass es keine schwere Infektion mehr bewirken kann.

Gentechnisch hergestellte Impfstoffe haben den entscheidenden Vorteil, dass sie sicherer sind als andere, da nie mit lebenden Krankheitserregern hantiert werden muss, außerdem sind sie einfacher herzustellen. Gegen die infektiöse Leberentzündung Hepatitis- B beispielsweise existiert bereits ein Impfstoff, der auf diesem Weg entstanden ist. Es gibt zwar einen anderen Impfstoff gegen diese Krankheit, der hat jedoch die Nachteile, dass er aus dem Blut chronisch infizierter Hepatitis- B Patienten gewonnen Werden muss. Das hat zur Folge, dass er nur in begrenzten Mengen verfügbar ist und seine Isolierung sehr zeit- und kostenaufwendig ist. Außerdem muss das Laborpersonal mit lebenden Vieren arbeiten und wird so der Gefahr ausgesetzt sich zu infizieren oder Leberkrebs zu bekommen (Hepatitis- B- Vieren verursachen Leberkrebs). Der so produzierte Impfstoff kann noch lebende Vieren enthalten, folglich kann er den Patienten bei der Impfung infizieren.

Der gentechnisch hergestellte Impfstoff hat keinen dieser Nachteile. Seine Herstellung ist unkomplizierter, weil dazu gentechnisch veränderte Hefepilze verwendet werden, die eine unerschöpfliche Quelle darstellen. Dem Hefepilz wurde zu diesem Zweck Stücke der Erbinformation des Virus übertragen. Die Hefepilze produzieren nun Proteine, also Bestandteile, des Virus. Da sowohl die Proteine, wie auch die Hefepilze keine infektiösen Eigenschaften haben, ist es ausgeschlossen, dass sich Patienten oder Personal mit dem Virus infizieren. Gentechnisch hergestellte Impfstoffe sind oft sogar noch wirksamer als vollständig abgetötete Krankheitserreger. Außerdem können Wissenschaftler mit diesen ungefährlichen Impfstoffen Versuche an Freiwilligen durchführen.⁴²/⁴³

,,Als Kriterium für die Wirksamkeit eines gentechnisch hergestellten Proteinbestandteils als Impfstoff wird bei solchen Versuchen die Bildung von Antikörpern (Abwehrstoffen) im Blut der Probanten beobachtet.(...) Eine weitere faszinierende Möglichkeit ist die gentechnische Herstellung von Lebendimpfstoffen: Lebende, aber harmlose Vieren, die einen Impfschutz vermitteln."⁴⁴

Verabreicht werden Impfstoffe meist durch Injektion, in manchen Fällen auch als Schluckimpfung oder Nasenspray. Vor einigen Jahren berichtete man auch über genmanipulierte Kartoffeln, die z.B. Impfstoffe gegen Choleraerreger enthalten. Der Verzehr dieser Kartoffeln bewirkte die Produktion spezifischer Antikörper. Dies war vielleicht der Anfang der Entwicklung einer neuen Generation von Impfstoffen.⁴⁵

5. Schluss

Ich muss noch anmerken, dass es mir in dieser Facharbeit nicht möglich war das Thema Biotechnologie, selbst begrenzt auf ihr Vorkommen in der Nahrungsmittel- und pharmazeutischen Industrie, in einem auch nur annährend ausreichendem Umfang darzustellen. Dieses liegt an dem nur begrenzt vorhandenen Platz, denn es ist unmöglich, auf fünfzehn Seiten wirklich ausführlich auf diese Themenstellung einzugehen. Diese Arbeit kann also nur stichpunktartig auf verschiedene Aspekte im Bereich der Biotechnologie eingehen, jedoch natürlich nicht alle Fragen beantworten. Sie kann aber dazu anregen sich selbst mehr über diese Technologie zu informieren.

Wie diese Facharbeit gezeigt hat, ist Biotechnologie sowohl aus der pharmazeutischen-, als auch aus der Nahrungsmittelindustrie nicht mehr zu entbehren. Sie wird aber nicht nur dort, sondern auch in anderen Bereichen genutzt.

Biotechnologie hat uns seit je her begleitet, durch die Geschichte und durch unser Leben. Doch nun stellt sich die Frage, wie wird sich die Biotechnologie in Zukunft entwickeln? Sicher scheint nur zu sein, dass die Gentechnologie einen immer höheren Stellenwert im Bereich der Biotechnologie einnehmen wird.

Welche Nutzen aber wird sie uns noch bringen, doch auch, welche möglichen Gefahren sind vorauszusehen?
Eine im Moment realistisch scheinende Prognose ist die der effektiven Bekämpfung vieler Erbkrankheiten. Die schon sehr gut erforschte Mukoviszidose ist eine Erbkrankheit , die durch ein defektes Gen ausgelöst wird, das eine wichtige Rolle im Wasser- und Salzhaushalt des Lungengewebes spielt und so unheilbare Infektionen der Atemwege nach sich zieht. Betroffene dieser Krankheit erleiden hierdurch meist einen frühen Tod.

Aufgrund der Erkenntnis der Ursache dieser Krankheit, ist es möglich, dass eine Wirksubstanz gefunden wird, mit der der Salzhaushalt der Lungen Erkrankter normalisiert wird. Eine weitere Möglichkeit ist vielleicht eine sogenannte somatische Gentherapie, bei der dem Patienten das gesunde Gen in die Zellen des Lungengewebes eingesetzt wird z. B. mithilfe eines gentechnisch veränderten Virus.

Eine weitere Methode, die die Gentechnik schon teilweise in die Tat umgesetzt hat, ist die Gendiagnose. Heutzutage werden die meisten Krankheiten noch aufgrund ihrer Symptome erkannt. Diese für uns normale Tatsache birgt jedoch ein enormes Potential für Fehldiagnosen in sich, da sich die Symptome vieler Krankheiten ähneln. Krankheiten könnten mithilfe der Gentechnik an ihren Ursachen identifiziert werden: Erbkrankheiten könnten eindeutig diagnostiziert werden, Krankheitserreger einfacher und zuverlässiger identifiziert und Krebs schon erkannt werden, bevor er vom Patienten wahrgenommen wird.

Schon heute lassen sich erbliche Krankheiten oder krankhafte Veranlagungen, wie z. B. die oben genannte Mukoviszidose, noch vor Auftreten der ersten Symptome, zweifelsfrei diagnostizieren. Dies wird in Zukunft sicherlich auch bei Krebs oder Herz-Kreislauf-Krankheiten möglich sein. Heute funktioniert es schon bei der Gendiagnose, bei der festgestellt wird, ob ein Mensch anfällig für Nebenwirkungen bestimmter Medikamente ist, oder empfindlich auf gewisse Umwelteinflüsse reagiert.⁴⁶

Eine Gefahr, die die Gendiagnostik allerdings mit sich bringt ist die, dass Menschen , die ein von der genetischen Veranlagung her höheres Risiko haben, bestimmte Krankheiten zu bekommen, von Versicherungen höher eingestuft werden könnten. Dies war natürlich nur eines von vielen Beispielen, an denen man zeigen kann, in welcher Form diese Daten missbraucht und Menschen aufgrund ihres Erbmaterials benachteiligt und diskriminiert werden könnten. Deshalb müsste ein strikter Datenschutz die im Grundgesetz verankerte Gleichheit aller Menschen sichern.

Jüngste Ereignisse, wie das Verschicken von Milzbranderregern in Briefen, die gespannte politische Situation, sowie die das Auftreten extremistischer, terroristischer Anschläge, lassen einen einer weiteren großen Gefahr gewahr werden: Die Herstellung biologischer Kampfstoffe. Die Verwendung der bekannten gentechnischen Methoden macht es theoretisch möglich das Genom krankheitserregende Bakterien zu manipulieren und aus ihnen eventuell sogar gänzlich neue Stämme zu entwickeln, gegen die der Gegner völlig hilflos wäre.

Diese vielen Beispiele zeigen wieder einmal, dass jede Medaille zwei Seiten hat.

So kann und wird auch die Biotechnologie sicherlich noch viel "Segenreiches" mit sich bringen, aber bestimmt auch vieles, ohne das es Mensch und Natur besser ergangen wäre.

Literaturverzeichnis

Bücher:

Assimov, Isaac: 500 000 Jahre Erfindungen und Entdeckungen, Augsburg 1996

Brandt, Peter(Hrsg.): Zukunft der Gentechnik, Basel, Bosten, Berlin 1997

Gassen, Hans Günter/ Martin, Andrea/
Sachse, Gabriele: Der Stoff aus dem die Gene sind, Frankfurt/M; München 1988

Gottschalk, Gerhard/ Beyreuter, Konrad/

Fritz, Hans J./ Gronenborn, Bruno/

Hammes, Walter/ Kula, Maria Regina/

Meijere, Armin De/ Vogel, Sebastian/

Wandrey, Christian: Biotechnologie: d. ZDF- Studienprogramm, Köln 1986

Hingst, Wolfgang: Zeitbombe Gentechnik, Wien 1988, S.75ff

Jany, Kl.- D./ Greiner, R.: Gentechnik und Lebensmittel, Karlsruhe 1998

Lautenschläger, Karl-Heinz/ Schröter, Werner/ Teschner, Joachim/ Bibrack, Hildegard:
Taschenbuch der Chemie, Frankfurt a. M. 2001

Meyers Lexikonred., Meyers Grosses Taschenlexikon in 24 Bänden, Mannheim, Leipzig, Wien, Zürich 1998

Schumann, Uwe Jens/ Schlenk, Angelika/

Dederichs, Erich : Deutschland Deine Biere, München 1993

Weber, Marcel: Gentechnik in der Pharmaindustrie, Basel 1992

Zeitungsartikel:

Urbach, Matthias: Die zweite Schöpfung,
in: GEO vom Mai 2000

Filme:

Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht:
Biotechnologie Folge 1/2; Grünwald 1986

Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht:
Biotechnologie Folge 3/ 3a/ 4; Grünwald 1986

Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht:
Biotechnologie Folge 5/6; Grünwald 1986

CD-Roms:

Microsoft® Encarta® Enzyklopädie 2000. © 1993-1999 Microsoft

---

1 O. Name:

Biotechnologie, in: Meyers Lexikonred., Meyers Grosses Taschenlexikon in 24 Bänden, Mannheim, Leipzig, Wien, Zürich 1998, Band 3 S.43

2 "Diabetis mellitus," Microsoft® Encarta® Enzyklopädie 2000. ©1993-1999 Microsoft Corporation.

Alle Rechte vorbehalten.

3 Schumann, Uwe-Jens:

Deutschland deine Biere, München, 1993 S.32ff

4 Gottschalk, Gerhard/ Beyreuter, Konrad/ Fritz, Hans J./ Gronenborn, Bruno/ Hammes, Walter/ Kula, Maria Regina/ De Meijere, Armin/ Vogel, Sebastian/ Wandrey, Christian:

Biotechnologie, Köln, 1986 S.36

5 Schumann, S.32ff

6 Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht: Biotechnologie Folge 3 (Alkohol im Fluß); Grünwald 1986

7 Gottschalk/ Beyreuter... S.39ff

8 Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht: Biotechnologie Folge 2(Delikates vom Fließband); Grünwald 1986

9 Jany, Kl.-D./ Greiner, R.

Gentechnik und Lebensmittel, Karlsruhe, 1998 S.15

10 Jany/ Greiner S.18f

11 Gotschalk/ Beyreuter... S.25ff

12 "Lebensmittelkonservierung," Microsoft® Encarta® Enzyklopädie 2000. ©1993-1999 Microsoft Corporation.

Alle Rechte vorbehalten.

13 Gottschak/ Beyreuter..., S.61ff

14 Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht: Biotechnologie Folge 5(Syntheseanlage Z), Grünwald 1986

15 Gottschalk/ Beyreuter..., S. 61ff

16 Lebensmittelverpackungen

17 Urbach, Matthias: Die zweite Schöpfung,

in: GEO vom Mai 2000 S.78

18 Urbach

in: GEO vom Mai 2000 S.78ff

19 Brandt, Peter (Hrsg.):

Zukunft der Gentechnik, Basel, Boston, Berlin 1997 S.47f

20 Urbach

in: GEO vom Mai 2000 S.78ff

21 Jany/ Greiner S.23

22 Jany/ Greiner S.26f

23 Brandt S.81ff

24 Brandt S.51f

25 Brandt S.51

26 Urbach

in: GEO vom Mai 2000 S.90

27 Urbach

in: GEO vom Mai 2000 S.80-88

28 "Antibiotika" Microsoft® Encarta® Enzyklopädie 2000. ©1993-1999 Microsoft Corporation.

Alle Rechte vorbehalten.

29 Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht

Biotechnologie Folge 4(Aus Mikroorganismen contra Mikroorganismen) , Grünwald 1986

30 Gottschalk/ Beyreuter..., S.46ff

31 "Antibiotika," Microsoft® Encarta® Enzyklopädie 2000. © 1993-1999 Microsoft Corporation.

32 Institut für Fim und Bild in Wissenschaft und Unterricht: Folge 4

33 Gottschalk/ Beyreuter..., S. 50

34 "Antibiotika," Microsoft® Encarta® Enzyklopädie 2000. © 1993-1999 Microsoft Corporation.

35 ,,Pennicillin," Microsoft® Encarta® Enzyklopädie 2000. © 1993-1999 Microsoft Corporation.

36 Lautenschläger, Karl-Heinz/ Schröter, Werner/ Teschner, Joachim/ Bibrack, Hildegard:

Taschenbuch der Chemie, Frankfurt a. M. 2001, S.712ff

37 Hingst, Wolfgang:

Zeitbombe Gentechnik, Wien 1988, S.75ff

38 Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht:

Biotechnologie Folge1 (Mikroben, warum nicht?), Grünwald 1986

39 Gassen, Hans Günter/ Martin, Andrea/ Sachse, Gabriele:

Der Stoff aus dem die Gene sind, Frankfurt a. M., München S.43ff

40 "Immunisierung" Microsoft® Encarta® Enzyklopädie 2000. ©1993-1999 Microsoft Corporation.

Alle Rechte vorbehalten.

41 Asimov, Isaac:

500 000 Jahre Erfindungen und Entdeckungen, Augsburg 1996, S. 223

42 "Immunisierung" Microsoft® Encarta® Enzyklopädie 2000. ©1993-1999 Microsoft Corporation.

Alle Rechte vorbehalten.

43 Weber, Marcel:

Gentechnik in der Pharmaindustrie, Basel 1992, S.30-35

44 Weber, S.35

45 "Immunisierung" Microsoft® Encarta® Enzyklopädie 2000. ©1993-1999 Microsoft Corporation.

Alle Rechte vorbehalten.

46 Weber, S.36-54