Gentechnik - eine Erfindung der Natur?

Erst dieses Jahr wurde die  Genveränderte Kartoffel "Amflora"zum Anbau in Deutschland zugelassen und kommerziell angebaut - ein Schlag für die Gentechnikgegner.

Wer hat die Gentechnik aber wirklich erfunden? Der Mensch? Oder gibt es Gentechnik schon länger....?

Interessant ist, ein kleines Bakterium, das in fast jedem Boden, auf fast jedem Fleckchen Erde vorkommt:

Das Agrobacterium tumefaciens
Das Bakterium wartet im Boden nur darauf, dass eine Pflanzliche Wurzel verletzt wird. Das kann zum Beispiel durch physische Verletzung oder auch einfach nur durch Wachstumsrisse zustande kommen. Dann wird nämlich von der Pflanze ein Stoff  (Acetosyringon) abgesondert, den die Bakterien "riechen" können. Sie schwimmen mit ihren Geißeln also auf die Verletzung zu und lagern sich an der Pflanzenwurzel an.

Und nun kommt der Trick:

Das Bakterium besitzt nämlich neben seiner eigenen DNA zusätzlich kleine DNA-ringe, sogenannte "Plasmide". Teile dieser Plasmide sind dafür gedacht in die Pflanze einzudringen und sie so zu manipulieren, dass sie Nahrung für das Bakterium produziert anstatt für sich selbst zu sorgen. Aber um die DNA in die Pflanzenzellen hineinzubekommen muss das Bakterium erst seine "Spritze"anwenden: Mit einem Sekretionssystem "sticht" es in die Zelle ein und injektziert seie DNA.
Um dies zu verstehen muss man wissen wie ein Plasmid aufgebaut ist:
Das Plasmid das bei Agrobakterium tumefaciens für die Genmanipulation zuständig ist wird Ti-Plasmid genannt, das kommt von "Tumor-induzierendes Plasmid". Es besteht zum großen Teil aus DNA die für das Bakterium selber wichtig ist, zu einem kleinen Teil besteht es aber aus Genen, die dazu bestimmt sind in die Pflanzen-DNA eingebaut zu werden. Mann nennt diesen kleinen Teil T-DNA (kommt von "Transfer-DNA"). Diese T-DNA wird jetzt ausgeschnitten und und mit einer "Spritze" (Sekretionssystem) in die Pflanzenzelle eingebracht.


Nun muss die T-DNA zum Zellkern gelangen um die Pflanzen-DNA zu manipulieren:
Der Trick ist, dass das Plasmid von Eiweißen besetzt ist, die der Pflanzenzelle signalisieren, dass das Plasmid in den Zellkern eingeschleußt werden muss. Nun ist der Wolf im Schafspelz im Zellkern angelangt und kann mit der Gentechnik beginnen.
Den Zellkern kann man sich wie eine Riesige Fabrik vorstellen, in der verschiedene Maschienen für bestimmte Aufgaben zuständig sind und eine Aufgabe nach der anderen abfertigen. Z.B DNA ablesen, damit neue Proteine syntethisiert werden, DNA reparieren, usw. Das Nutzt die T-DNA aus und wird an einer zufälligen Stelle des Genoms der Pflanze eingebaut.
Auf dem eingebauten T-DNA-Stück sind 4 Gene (es sind insgesammt nur 4 Gene!) , die nun auslösen, dass die Pflanze bestimmte Stoffe produziert, die sie eigentlich garnicht produzieren würde. So wird jetzt in den Stoffwechsel der Pflanze eingegriffen und zum Beispiel Tryptophan in 2 Schritten in Indolessigsäure umgewandelt, was normalerweise nicht der Fall wäre. Das für die Pflanze gravierende dabei ist, dass Indolessigsäure (gehört zu den Auxinen) ein Pflanzenwachstumshormon ist, und nun wird übermäßig davon produziert. Die Folge ist ein unkontrolliertes Wachsum - ein Tumor.
Auch mit blosem Auge kann man nun an der Pflanze, die Infektion mit dem Bakterium erkennen: Es bilden sich gallenartige Auswüchse, meist an Wurzelhals oder Wurzeln.

Agrobacterium tumefaciens an einer Forsythie

Des Weiteren manipuliert die fremde DNA die produktion von Cytokinin (auch ein Pflanzenwachsumshormon) und am wichtigsten:
Die Opinsynthese 
Die Genveränderte Pflanzenzelle produziert nun auch Opin, das sie selbst eigentlich garnicht verwerten kann. Dafür kann aber das Bakterium diesen Stoff ausnützen - es ist seine Nahrung.

So kann sich also das Agrobakterium munter in dem Tumor vermehren und lebt von dem Opin, das die Pflanze zu ihren ungunsten produziert.
Eine schlaue Strategie, oder?

Gentechnologie des Menschen:
Der Mensch macht sich diese Fähigkeit des Agrobakteriums DNA in fremde Zellen einzubauen zu nutze. Eine Methode in der modernen Genmanipulation ist, die T-DNA des Bakteriums einfach gegen eine andere DNA, die man gerne implantieren würde auszutauschen. So kann man nun in einer Petrischale Pflanzenzellen mit Agrobakterium konfrontieren, die andere T-DNA haben und lässt die Bakterien nun diese einspritzen. Man kann zwar nicht beeinflussen wo die neue DNA eingebaut wird, aber mann kann später prüfen bei welchen Pflanzenzellen sie sinnvoll eingebau wurde und diese isolieren. Die veränderten Zellen werden dann in vitro zur teilung angeregt und eine neue Pflanze entsteht - mit neuen Eigenschaften.
Aber im Grunde genommen ist die Gentechnologie schon uralt.