Gentechnik: Überblick

Die Gentechnik, auch DNA-Rekombinationstechnik genannt, hat seit ihren Anfängen in den 1970er-Jahren die Biochemie grundlegend revolutioniert. Viele Erkenntnisse, die seitdem zu einem einheitlichen Bild eines Gesamtprozesses beigetragen haben, stammen aus Untersuchungen der Nucleotidsequenz der DNA. Alleine der Umfang des Säugergenoms mit seinen Milliarden Basenpaaren stellt jedoch bereits eine gewaltige Herausforderung dar. Um diesem Problem zu begegnen, wurden zahlreiche Methoden zur Lokalisierung, Isolierung, Präparation, Manipulation und Analyse zunächst nur kleiner DNA-Fragmente entwickelt. Die Optimierung der Verfahren und die Entwicklung weiterer bahnbrechender Methoden ermöglichten die Analyse immer größerer DNA-Abschnitte und auch die produzierten Datenmengen, die erst durch eine gleichzeitige Entwicklung einer leistungsfähigen Hard- und Software entsprechend verarbeitet werden konnten, nahmen weiter zu. Und die Entwicklung schreitet weiter voran. Die Analysen werden zunehmend effizienter und kostengünstiger. DNA-Klonierungstechniken ebneten den Weg zur Genomik, Transkriptomik, Proteomik und Metabolomik – der Analyse von Genen, Transkripten,  Proteinen und Stoffwechselwegen auf der Ebene ganzer Zellen, Gewebe oder Organismen.

Trotz der rasanten Fortschritte im Bereich der Gentechnik werden auch heute noch einige grundlegende Methoden angewendet:

• Klonierung und Methoden der DNA-Übertragung

• Gelelektrophorese

• Blotting-Techniken

• DNA-Sequenzierung

• Polymerasekettenreaktion (PCR) und RT-PCR

• Analyse von Sequenzpolymorphismen

• Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung

Die aufgeführten Methoden sind nur ein Ausschnitt aus einem großen Spektrum, das sich ständig erweitert.

Die Einsatzgebiete der gentechnischen Verfahren sind breit gestreut. Sie reichen von Anwendungen in der Grundlagenforschung (Aufklärung der Struktur und Funktion genetischer Information) über die medizinische Diagnostik, da sie einen Nachweis von Krankheitserregern und Erbkrankheiten erlauben, bis hin zur Herstellung von Therapeutika und zur somatischen Gentherapie. Außerdem werden sie genutzt, um mithilfe von genetischen Fingerabdrücken Personen zu identifizieren und Verwandtschaftsbeziehungen aufzudecken – sei es in der Forensik oder beim Vaterschaftsnachweis.