Genetik

Grüne Gentechnik

Die Grüne Gentechnik ist ein Teilgebiet der Gentechnik, genauer im Bereich der Pflanzenzüchtung. Was du dir darunter vorstellen kannst und welche Ziele sie hat, erfährst du jetzt. % Du kannst dir auch hier direkt das Video anschauen, wenn du das Thema noch schneller erklärt bekommen möchtest!

Inhaltsübersicht

Grüne Gentechnik einfach erklärt

Unter Grüner Gentechnik, auch grüne Biotechnologie, verstehst du den Einsatz von Gentechnologie in der Landwirtschaft und in der Pflanzenzüchtung. Das Ziel ist die Herstellung gentechnisch veränderter Pflanzen. Sie sind nützlich, weil sie zum Beispiel besonders resistent gegen Schädlinge und Unkrautbekämpfungsmittel sind. Wenn du Gene zwischen verschiedenen Arten überträgst, entstehen dabei sogenannte transgene Pflanzen. Im Vergleich zur normalen Züchtung von Pflanzen, kannst du Gene zwischen Arten austauschen und gezielt verändern. 

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Grüne Gentechnik

Die grüne Biotechnologie kannst du nach ihrem Anwendungsgebiet von anderen Arten der Gentechnik%Verlinkung Gentechnik wie der roten Gentechnik (Medizin) oder weißen Gentechnik (Industrie) abgrenzen. 

Grüne Gentechnik Definition

Die Grüne Gentechnik (auch grüne Biotechnologie, Agro Gentechnik) ist ein Teilgebiet der Gentechnik. Sie bezeichnet Methoden zur Herstellung pflanzlicher genetisch veränderter Organismen. 

Grüne Gentechnik Ziele

Das Ziel der grünen Gentechnik ist die Verbesserung der Eigenschaften von Pflanzen. Dabei gibt es verschiedene Züchtungsziele: Eigenschaften, die den Anbau und das Wachstum der Pflanzen verbessern oder die Vermarktung der geernteten Produkte erleichtern.

Es werden vor allem genveränderte Pflanzen angebaut, die resistent gegen Schädlinge (Insektenresistenz) oder Unkrautbekämpfungsmittel (Herbizidresistenz) sind. Außerdem können die Erträge erhöht werden und die Pflanzen werden unempfindlicher gegen Umwelteinflüsse wie Hitze, Kälte oder Trockenheit. Es gibt zum Beispiel trockentoleranten Mais. Er kann trotz Wassermangel die wichtigsten Zellfunktionen erhalten. Du kannst aber auch das Produkt selbst verbessern: die Haltbarkeit verlängern oder den Nährstoffgehalt erhöhen. Das bekannteste Beispiel ist der „Golden Rice“. Dieser Reis ist gelb, da er zusätzlich β-Carotin enthält. Das beugt Vitamin A Mangel vor.

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Beispiel Bt-Mais

Eines der bekanntesten Beispiele für den Einsatz von Gentechnik in der Landwirtschaft ist eine insektenresistente Pflanze: der Bt-Mais. Dieser genmanipulierte Mais kann durch Einfügen eines Bakterien Gens Giftstoffe produzieren. Die Giftstoffe heißen Bt-Toxine und stammen aus dem Bakterium Bacillus thuringiensis (Bt). So kann sich die Pflanze selbst gegen den Maiszünsler – eine Raupe und ein bedeutender Maisschädling – verteidigen. 

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Bt-Mais (Insektenresistenz)

Grüne Gentechnik Methoden

Wie funktioniert die gentechnische Veränderung von Pflanzen? Hier gibt es drei wichtige Methoden, um die veränderten Gene in die Pflanze einzubringen: 

  • 1. Vektorübertragung: Die erste Möglichkeit ist, dass du eine Art „Gen-Fähre“ verwendest, um das neue Gen zu transportieren. So ein Transportmittel nennst du auch Vektor. Du stattest den Vektor (Plasmid ) mit dem neuen Gen aus und überträgst ihn dann in die pflanzlichen Zellen . Die Übertragung funktioniert mithilfe des Bodenbakteriums Agrobacterium tumefaciens. 

%</span><img src="http://nepad-abne.net/wp-content/uploads/2015/07/agrobacterium.jpg" alt="Bildergebnis für agrobacterium tumefaciens" /><span style="color: #ff00ff;"> % Beschriftung: Gentransfer Agrobacterium tumefaciens, Alt-text: Gentransfer, Agrobacterium tumefaciens, Vektor, Plasmid, Genfähre %@animation: hier nur vereinfacht zeigen, dass das Bakterium einen Teil der DNA in die Pflanzenzelle überträgt

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Gentransfer Agrobacterium tumefaciens
  • 2. Genkanone: Eine weitere Möglichkeit ist die mechanische Übertragung durch eine sogenannte Genkanone. Dazu beschichtest du kleine Goldpartikel mit Plasmid-DNA, die dein Gen enthält. Die Partikel schießt du dann durch Gasdruck mit der Kanone direkt in die Zellen. 

 

  • 3. Protoplastentransformation: Bei einer dritten Möglichkeit löst du zuerst die Zellwände einzelner Pflanzenzellen mithilfe spezieller Enzyme auf. Die Zellwände verhindern nämlich das Eindringen des genetischen Materials. Was nach der Auflösung der Zellwände übrig bleibt, sind einzelne Protoplasten . Darunter verstehst du also eine Zelleinheit ohne Zellwand. Ohne Zellwand kannst du die DNA dann leichter in die Zelle einbringen. Die Übertragung der DNA in Protoplasten nennst du auch Protoplastentransformation

Alle drei Methoden sind allerdings immer nur bei einem Teil aller Pflanzen erfolgreich. Nur wenige nehmen das Plasmid mit dem neuen Gen auf und integrieren es stabil in ihr Genom . Daher müssen die erfolgreich veränderten Pflanzen ausgewählt werden. Das funktioniert über einen Trick – du markierst das Plasmid. Das bedeutet, du überträgst zusammen mit dem Gen sogenannte Markergene in die Pflanze. Das kann zum Beispiel eine Antibiotikaresistenz sein. Das bedeutet, wenn du die Zellen mit Antibiotika behandelst, überleben nur diejenigen, die den Vektor mit deinem Gen aufgenommen haben. Anhand der Antibiotikaresistenz kannst du also erkennen, bei welchen Pflanzen das Einbringen erfolgreich war und bei welchen nicht. Denn er verleiht den Pflanzen einen Schutz gegen das sonst giftige Antibiotikum. 

Grüne Gentechnik Pro Contra

Die Veränderung von Pflanzen durch grüne Gentechnik hat einige Vorteile. Du kannst schnell und gezielt verschiedene Verbesserungen vornehmen. Das ermöglicht zum Beispiel die Reduktion von Pflanzenschutzmitteln, erhöht den Ertrag oder verbessert den Nährstoffgehalt der Pflanzen. 

Allerdings gibt es auch Kritik an den gentechnischen Verfahren. Diskutiert wird vor allem über: 

  • Ungewollte genetische Veränderungen durch ungezieltes Einbringen von Genen.
  • Die Schädigung von Nicht-Ziel-Organismen. Zum Beispiel wenn der Bt-Mais auch andere Raupen-Arten neben dem Maiszünsler beeinträchtigt. 
  • Die Ausbreitung genveränderter Pflanzen in natürliche Lebensräume. 
  • Resistenzbildungen, so dass „Super-Unkraut“ oder „Super-Schädlinge“ entstehen, gegen die Gen-Modifikationen nicht mehr helfen.
  • Eventuelle Gesundheitsrisiken beim Essen der genveränderten Produkte. 
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