Frage von Fruitssss, 55

Veränderung der DNA?

Hallo Lieber Nutzer, in letzter Zeit beschäftige ich mich mit dem Thema Mutationen. Es ist mir durchaus bewusst, dass man durch Genmanipulation Menschen mit verschiedenen Fähigkeiten "züchten" könnte, jedoch bräuchte ich da das Wissen eines Spezialisten. Wie werden Gene an einer befruchteten Eizelle geändert? Und was ist dabei der schwierigste Teil? Vielen Dank im voraus!

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Expertenantwort
von Agronom, Community-Experte für Biologie, 6

Die Gene in einzelnen Zellen wie der Zygote werden i.d.R. mittels  Endonukleasen bearbeitet, das sind Enzyme, die beliebeig innerhlab eines DNA-Strangs die DNA zerschneiden können (Exonukleasen können nur am Ende eines Strangs schneiden).

Es gibt etliche verschiedene Endunukleasen, meist stammen sie aus Bakterien. Eine Schwierigkeit ist die gezielte steuerung der Nuklease zu ihrem Zielort, denn das findet immer mittels der Erkennung einer bestimmten Basenfolge statt, aber es gibt viele Gene die sehr ähnliche Sequenzen haben, also homologe Gensequenzen und verschiedene "Zielsysteme" tolerieren Fehlpaarungen in den Basenfolgen auf unterschiedliche Weise. Kommt es zu so einer Fehlpaarung nennt man es "off-target effect" und es findet eine ungewollte Änderung statt.

Wird die DNA geschnitten gibt es zwei Wege eine Veränderung zu erzeugen.

Entweder man macht nur den Schnitt und lässt die zelleigenen Reparaturmechanismen diesen einfach wieder zusammenflicken, dabei kommt es dann aber meist zum Einfügen oder Abschneiden von weiteren Basen und dadurch wird das Gen oft in seiner Funktion gestört oder ganz abgeschaltet.

Oder, als zweite Möglichkeit, fügt man dazu ein sog. "donor template" hinzu, also einen künstlichen DNA-Abschnitt, der das Gen enthält welches man einfügen möchte und mit "homologen Armen" ausgestattet ist, also Teile der DNA-Sequenz, in welche das template eingefügt werden soll, damit kommt ein alternativer zelleigener Reparaturmechanismus ins Spiel, der dann das template in die eigene DNA einbaut.

Eine weitere Schwierigkeit ist der Bau der "Zielsysteme", das neuste System CRISPR/Cas9 ist da relativ einfach zu handhaben, aber ältere Systeme wie Zinkfinger-Nukleasen oder TALEN sind etwas aufwändiger in der Herstellung.

Antwort
von quanTim, 41

ich bin kein wirklicher experte auf den gebiet, aber so richtige fähigkeiten züchten kann man noch nicht.

Mutationen sind immer mit zufall verbunden. du kannst zwar körper zellen zur mutation anregen, aber ob dabei ein dritter Arm rauskommt oder nur ein tumor kannst du nicht entscheiden.  falls ich falsch liege berichtigt mich bitte

Kommentar von Fruitssss ,

Wie @DirkFena schon sagte, wurde ja bereits herausgefunden, welches bestimmte gen für was verantwortlich geht. Mir geht es nicht um zufällige Mutationen sondern um gezielte.

Kommentar von Agronom ,

Ganz soweit ist man noch nicht, man kennt viele Gene und ihre Funktion, aber gerade das Zusammenwirken mehrerer Gene und wie genau sie bestimmte Eigenschaften beeinflussen ist oft noch ungeklärt.

Antwort
von DODOsBACK, 24

Es wird noch sehr lange dauern, bis wir die komplette "Sprache" der Gene verstehen, also nicht nur einzelne Abschnitte, sondern komplexe Zusammenhänge. Noch können wir die Auswirkungen von Veränderungen nicht wirklich abschätzen - sonst hätten wir schon längst die laktosefreie eierlegende Wollmilchsau, den Bananen-Kakao-Kaffee-Pfeffer-Apfelbaum oder den glutenfreien Hochleistungsweizen "gebastelt"...

Das Genom ist aber kein PC, bei dem jede Taste/ Tastenkombination genau EINE Auswirkung hat. Das Leben ist deutlich komplizierter!

Genauso wenig, wie aus Chili con Carne ein Dessert wird, wenn du Zucker reinkippst, wird ein durchschnittlich begabter Mensch zum Genie, indem du ihm EIN verändertes Gen einpflanzt...

Antwort
von dadita, 2

In etwa so: http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10815-016-0710-8

http://www.nature.com/news/second-chinese-team-reports-gene-editing-in-human-emb...

Es gibt eine ganze Reihe von Möglichkeiten Gene zu modifizieren, beispielsweise mit einer viralen Gentherapie, Zink-Finger-Nukleasen oder CRISPR/Cas9, letzteres wurde in dem Artikel genutzt. Problematisch bei all diesen Optionen ist die Sicherheit, bei allen ist die Chance gegeben, ungewollte Mutationen einzubringen. 

Antwort
von DirkFena, 30

Im Grunde könnte man das sicherlich machen, man hat ja auch schon herausgefunden, welches bestimmte Gen für welche besondere Fähigkeit verantwortlich ist

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