Angewandte Genetik
Medizin
In der Medizin werden genetische Techniken eingesetzt, um erbliche Erkrankungen des Menschen zu diagnostizieren und zu behandeln. Die Kenntnis einer Familiengeschichte von Erkrankungen wie Krebs oder verschiedenen Erkrankungen kann auf eine erbliche Tendenz hinweisen, diese Beschwerden zu entwickeln. Zellen aus embryonalen Geweben weisen bestimmte genetische Anomalien auf, einschließlich Enzymmängeln, die bei Neugeborenen auftreten können, was eine frühzeitige Behandlung ermöglicht. In vielen Ländern ist eine Blutuntersuchung bei Neugeborenen erforderlich, um festzustellen, ob ein Enzym vorhanden ist, das zur Umwandlung einer Aminosäure, Phenylalanin, in einfachere Produkte erforderlich ist. Phenylketonurie (PKU), die aus dem Mangel an Enzym resultiert, verursacht bleibende Hirnschäden, wenn sie nicht kurz nach der Geburt behandelt wird. Viele verschiedene Arten von genetisch bedingten Erkrankungen des Menschen können in Embryonen bereits ab 12 Wochen nachgewiesen werden. Das Verfahren umfasst das Entfernen und Testen einer kleinen Menge Flüssigkeit aus der Umgebung des Embryos (Amniozentese genannt) oder von Gewebe aus der Plazenta (Chorionzottenprobe genannt).
Die Gentherapie basiert auf der Modifikation defekter Genotypen durch Hinzufügen funktioneller Gene, die durch rekombinante DNA-Technologie hergestellt wurden. Bioinformatik wird verwendet, um das menschliche Genom nach Genprodukten abzubauen, die Kandidaten für Designer-Arzneimittel sein könnten.
Landwirtschaft und Tierhaltung
Landwirtschaft und Tierhaltung wenden genetische Techniken an, um Pflanzen und Tiere zu verbessern. Züchtungsanalyse und transgene Modifikation unter Verwendung rekombinanter DNA-Techniken werden routinemäßig verwendet. Tierzüchter verwenden künstliche Befruchtung, um die Gene von Preisbullen zu vermehren. Preiskühe können ihre Gene durch Hormonbehandlung auf Hunderte von Nachkommen übertragen, was die Freisetzung vieler Eier stimuliert, die gesammelt, befruchtet und an Pflegemütter transplantiert werden. Es können verschiedene Arten von Säugetieren geklont werden, was bedeutet, dass mehrere identische Kopien bestimmter wünschenswerter Arten hergestellt werden können.
Pflanzengenetiker verwenden spezielle Techniken, um neue Arten zu produzieren, wie Hybridkörner (dh durch Kreuzung von Weizen und Roggen) und Pflanzen, die gegen die Zerstörung durch Insekten- und Pilzschädlinge resistent sind.
Pflanzenzüchter verwenden die Techniken des Knospens und Pfropfens, um wünschenswerte Genkombinationen aufrechtzuerhalten, die ursprünglich aus der Kreuzung erhalten wurden. Transgene Pflanzenzellen können durch Wachstum der Zellen auf speziellen Hormonen zu Pflanzen gemacht werden. Die Verwendung der chemischen Verbindung Colchicin, die zu einer Verdoppelung der Chromosomenzahl führt, hat zu vielen neuen Sorten von Obst, Gemüse und Blumen geführt. Viele transgene Linien von Kulturpflanzen sind kommerziell vorteilhaft und werden auf den Markt gebracht.
