Rekombinante DNA: Anwendungen, Vorteile & Einsatzgebiete

Wissenschaftler verwenden rekombinante DNA, oder rDNA, um Genetik, Biochemie und Molekularbiologie zu erforschen. Um rDNA zu erstellen, kombinieren Wissenschaftler zwei DNA-Stränge, um einen völlig neuen Strang mit Eigenschaften jedes ursprünglichen Strangs zu erzeugen. Rekombinante DNA ist äußerst effektiv bei Impfungen, Behandlungen und Heilungen. Sie kann auch dazu verwendet werden, Pflanzen oder Tiere genetisch zu verbessern oder zu klonen.

Impfungen

Viele Impfstoffe wurden unter Verwendung von rDNA entwickelt. Dazu gehören Impfstoffe gegen Meningitis, Masern, Flecktyphus, Tetanus, Tollwut, Rotavirus, Hepatitis A und Hepatitis B.

Es gibt viele Vorteile bei der Herstellung eines Impfstoffs mit rDNA. Von ihrer Natur aus sind rDNA-Impfstoffe für die Massenproduktion konzipiert. Sie können ohne Kühlung gelagert werden, was die Verteilung erleichtert. Die Möglichkeit, einen rDNA-Impfstoff mit einer Luftpistole oder Genpistole zu verabreichen, macht Nadeln und Spritzen überflüssig und verringert das Risiko von Kreuzkontaminationen oder anderen Gesundheitsproblemen. Außerdem enthält ein rDNA-Impfstoff nicht den tatsächlichen lebenden oder abgetöteten Virus und kann so konstruiert werden, dass er gleichzeitig gegen viele Varianten impft.

Gentherapie

Rekombinante DNA kann verwendet werden, um wirksame pharmazeutische Behandlungen und Heilungen für eine Vielzahl von Erkrankungen zu erstellen. Diese Verwendung wird als „Gentherapie“ bezeichnet.

Mit rDNA hergestellte Behandlungen können die Insulinproduktion bei Diabetikern anregen. Zystische Fibrose und Sichelzellenanämie können mit minimalen dauerhaften Nebenwirkungen verhindert und geheilt werden. Die Technologie zeigt Potenzial zur Behandlung von Arthritis, Gefäßerkrankungen und sogar einigen Krebsarten.

Patienten mit Zystischer Fibrose, die die rDNA-Behandlung erhalten, berichten über leichte Stimmunsveränderungen oder Kehlkopfentzündung als Nebenwirkungen. Übelkeit, Fieber, Schüttelfrost und andere milde Symptome können ebenfalls die Behandlung begleiten.

Gentechnik (Pflanzen)

Pflanzen können durch den Einsatz von rDNA trocken- und schädlingsresistent gemacht werden. Dies erhöht das Überleben, Wachstum und die Verfügbarkeit benötigter Pflanzen. Die Erträge von Feldfrüchten können ebenfalls mit rDNA gesteigert werden, was es Landwirten ermöglicht, die Erträge zu steigern, um niedriger Produktion entgegenzuwirken.

Wissenschaftler haben auch Wege gefunden, Pflanzen mit rDNA ernährungsphysiologische Eigenschaften zu verleihen, was möglicherweise ernsthafte Mangelernährungsprobleme auf der ganzen Welt korrigieren kann. Ein Beispiel hierfür ist „Golden Rice“, eine biofortifizierte Pflanze, die 1990 entwickelt wurde und Reis mit extrem hohem Beta-Carotin-Gehalt produziert, um Vitamin-A-Mangel zu bekämpfen. UNICEF schätzt, dass Vitamin-A-Mangel für den Tod von etwa 1,15 Millionen Kindern pro Jahr verantwortlich ist.

Gentechnik (Tiere)

Selektive Zucht, also die Auswahl nur der besten Tiere zur Zucht, wird seit Jahren als Mittel zur Verbesserung der Pflanzenstruktur eingesetzt. Die DNA-Technik geht diesen Prozess einen Schritt weiter, indem sie Wissenschaftlern erlaubt, Gene zu splicen und genetisch überlegene Geschöpfe zu erschaffen.

Genetisch veränderte Tiere können wünschenswerte Attribute haben, wie verbesserte Gesundheit und schnelleres Wachstum. Milchkühe könnten mehr Milch produzieren. Hühner könnten größere Eier legen.

Zebrafische wurden durch den Einsatz von rDNA berühmt, die sie fluoreszierend machte.

Klonierung

Die Klonierung kleiner DNA-Stränge oder sogar ganzer Geschöpfe ist mit rDNA-Technologie möglich. Ein Klon ist ein lebender Organismus, der genetisch identisch mit einem einzigen Elternteil ist. Natürlich vorkommende Klone umfassen Knollengewächse, Seeanemonen und eineiige Zwillinge.

Während wissenschaftliche Klonierung Gegenstand erheblicher ethischer und moralischer Debatten war, bietet genetische Klonierung Wissenschaftlern erhebliche Möglichkeiten, die menschliche, tierische, pflanzliche und genetische Reproduktion, Entwicklung und Schöpfung zu untersuchen.