Wir verwenden essenzielle Cookies fuer den Betrieb der Seite. Optionale Analytik wird erst nach deiner Zustimmung aktiviert.
Die moderne Genetik umfasst die Analyse ganzer Systeme (Genomik, Proteomik), die Steuerung der Genaktivität ohne Sequenzänderung (Epigenetik) sowie die gezielte Modifikation von Lebewesen (GMO).
Die Genomik ist die umfassende Untersuchung der Gesamtheit aller Gene eines Organismus, des sogenannten Genoms. Während die klassische Genetik oft nur einzelne Gene betrachtet, analysiert die Genomik das komplexe Zusammenspiel, die Struktur und die Evolution des gesamten Erbguts.
Da die DNA lediglich den Bauplan darstellt, reicht sie nicht aus, um alle Zellfunktionen zu erklären. Hier setzt die Proteomik an: Sie untersucht das Proteom, also die Gesamtheit aller zu einem bestimmten Zeitpunkt in einer Zelle vorhandenen Proteine. Da Proteine die eigentlichen 'Arbeitstiere' der Zelle sind und ihre Zusammensetzung je nach Zelltyp und Zustand variiert, ist das Proteom deutlich dynamischer als das statische Genom.
Die Epigenetik beschreibt Mechanismen, welche die Aktivität von Genen beeinflussen, ohne die Abfolge der Nukleotide (DNA-Sequenz) zu verändern. Man kann sie sich wie einen Dimmer-Schalter vorstellen, der bestimmt, wie stark ein Gen abgelesen wird, ohne die Glühbirne (das Gen selbst) auszutauschen.
Zwei zentrale Mechanismen der Epigenetik sind die DNA-Methylierung und die Histon-Modifikation. Bei der Methylierung werden Methylgruppen an Cytosin-Basen angehängt, was meist zur Stummschaltung (Silencing) des Gens führt. Bei der Histon-Modifikation (z.B. Acetylierung) wird die Verpackung der DNA um die Histon-Proteine gelockert, wodurch die DNA für Enzyme leichter zugänglich wird und die Genexpression steigt.
Gentechnisch veränderte Organismen (GMO) sind Lebewesen, deren Erbgut gezielt durch molekularbiologische Methoden verändert wurde. Ein transgener Organismus trägt dabei ein Gen einer anderen Art in seinem Genom, während bei einem Knock-out-Organismus ein spezifisches Gen gezielt inaktiviert wurde, um dessen Funktion zu erforschen.
In der Medizin werden GMOs vor allem zur Produktion von Medikamenten eingesetzt. Ein Meilenstein war die Herstellung von humanem Insulin durch gentechnisch veränderte Bakterien (E. coli). Zuvor musste Insulin mühsam aus der Bauchspeicheldrüse von Schlachttieren gewonnen werden, was oft zu allergischen Reaktionen führte.
