Transgenic Animals in Agriculture and in Biomedicin (Überfachliche Qualifikationen) - Cheatsheet.pdf

DNA-Rekombinationstechniken

Definition:

Methoden zur gezielten Veränderung und Neukombination von DNA-Sequenzen. Essentiell für die Erzeugung transgener Tiere.

Details:

• CRISPR/Cas9: gezieltes Schneiden und Bearbeiten von DNA.
• Rekombinante Plasmide: Einführung von Fremd-DNA in Bakterien.
• Virale Vektoren: Einsatz von Viren zur Genübertragung.
• Gene Targeting: gezielte Veränderung spezifischer Gene.
• Random Integration: zufällige Integration von Genen.
• Enzymatische Methoden: Restriktionsenzyme und Ligasen zur DNA-Manipulation.
• Nutzung in Landwirtschaft: Verbesserung von Nutztierrassen.
• Nutzung in Biomedizin: Erforschung von Krankheitsmechanismen und Entwicklung von Therapien.

CRISPR/Cas-Genom-Editing-Werkzeuge

Definition:

Genom-Editing durch gezielte DNA-Modifikation mithilfe von CRISPR/Cas-Systemen

Details:

• CRISPR: Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats
• Cas: CRISPR-associated Protein
• Leit-RNA (crRNA) führt Cas9 zu spezifischen DNA-Sequenzen
• Cas9 schneidet DNA an Zielstelle
• NHEJ (Non-Homologous End Joining) und HDR (Homology-Directed Repair) zur Reparatur
• Anwendung: Gen-Knockout, Gen-Korrektur, Gen-Integration
• Wichtig in Forschung, Landwirtschaft, Medizin

Verbesserung der Krankheitsresistenz bei Nutztieren

Definition:

Erhöhung der Fähigkeit von Nutztieren, Krankheiten zu widerstehen, durch genetische Veränderungen.

Details:

• Einsatz von CRISPR/Cas9 zur gezielten Genom-Editierung.
• Einführung von Resistenzen gegen spezifische Krankheitserreger, z.B. PRRSV bei Schweinen.
• Versuche mit Gene-Silencing-Techniken zur Abschaltung empfindlicher Gene.
• Verbesserung der Tiergesundheit und Verringerung des Medikamenteneinsatzes.
• Ethische und regulatorische Betrachtungen (z.B. Gentechnik-Gesetz in Deutschland).

Tiermodelle für menschliche Krankheiten

Definition:

Tiermodelle für menschliche Krankheiten: Nutzung genetisch veränderter Tiere zur Erforschung menschlicher Krankheitsmechanismen und zur Entwicklung neuer Therapien.

Details:

• Genome Editing: CRISPR/Cas9, TALENs
• Transgene Tiere: Einschleusen von Fremdgenen
• Knockout-Modelle: Ausschalten spezifischer Gene
• Präklinische Testung: Arzneimittel, Therapien
• Ethik: Tierschutzbestimmungen, ethische Abwägungen

Moralische Bedenken der genetischen Veränderung

Definition:

Ethische Überlegungen und potenzielle Bedenken hinsichtlich der genetischen Modifikation von Tieren.

Details:

• Wohlergehen der Tiere: mögliche Leiden oder gesundheitliche Probleme durch genetische Veränderungen.
• Natürliche Integrität: Eingriffe in die genetische Ausstattung könnten als unnatürlich oder respektlos gegenüber der Natur angesehen werden.
• Ökologische Auswirkungen: veränderte Tiere könnten unerwartete Effekte auf Ökosysteme haben.
• Menschenrechte: Nutzung und Eigentum von genetisch veränderten Tieren könnte ethische Fragen bzgl. Besitz und Missbrauch aufwerfen.
• Gesellschaftliche Auswirkungen: mögliche Ungleichheiten und ethische Dilemmas durch den Zugang zu und die Nutzung von biotechnologischen Fortschritten.

Produktion von Biopharmazeutika durch transgene Tiere

Definition:

Produktion von Medikamenten/proteinen durch genetisch veränderte Tiere.

Details:

• Transgene Tiere besitzen fremde Gene zur Produktion spezifischer Proteine.
• Einsatz z.B. bei der Herstellung von Medikamenten wie Insulin oder Antithrombin.
• Effektive Methode zur Produktion komplexer Proteine, die schwierig synthetisch herstellbar sind.
• Kontrolle der Genexpression erfolgt oft über promotoren-spezifische Expressionssysteme.
• Bedeutende Organismen: Rinder, Ziegen, Schafe, Hühner.
• Potentiell kostengünstiger als Zellkulturmethoden.
• Produkte können mittels Milch oder Eiern geerntet werden.
• Wichtige Schritte: Erzeugung transgener Tiere, Identifikation erfolgreicher Transformationen, Expression und Reinigung des Biopharmazeutikums.

Regulierung und Überwachung transgener Tiere in der Landwirtschaft

Definition:

Regulierung und Überwachung transgener Tiere in der Landwirtschaft - Richtlinien und Kontrollen zur sicheren Verwendung von genetisch veränderten Tieren in der Agrarwirtschaft.

Details:

• EU-Richtlinie 2001/18/EG: Gilt für die Freisetzung gentechnisch veränderter Organismen (GVO).
• EFSA (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit): Risikobewertung und Beratung.
• Gentechnikgesetz (GenTG) in Deutschland: Nationale Regelungen und Umsetzung der EU-Richtlinien.
• Monitoring: Umwelt- und Gesundheitsüberwachung transgener Tiere.
• Dokumentation und Kennzeichnung: Nachverfolgbarkeit und Informierung der Verbraucher.
• Ethik: Betrachtungen zu Tierwohl, Umweltauswirkungen und Lebensmittelqualität.

Case Study: Knockout-Mäuse zur Erforschung genetischer Krankheiten

Definition:

Knockout-Mäuse: Tiere mit spezifisch inaktivierten Genen zur Untersuchung von Krankheitsmechanismen.

Details:

• Erlauben das Studium der Genfunktion.
• Modellorganismen für menschliche genetische Erkrankungen.
• Verwendung: Identifizierung von Krankheitsursachen, Testen von Therapien.
• Techniken: Homologe Rekombination, CRISPR-Cas9.
• Beispiel: Erforschung von Krebs, Diabetes, neurologischen Störungen.