Anwendungsgebiete der Gentechnik
Die Gentechnik als Teilbereich der Biotechnologie kommt in einer Vielzahl von Branchen zur Anwendung. Im Wesentlichen lassen sich dabei drei große Anwendungsbereiche unterscheiden.
Von „Roter Biotechnologie“ spricht man bei Anwendungen der Gentechnik in der Medizin zur Entwicklung von diagnostischen und therapeutischen Verfahren und von Arzneimitteln.
„Grüne Biotechnologie“ bezeichnet den Einsatz gentechnischer Verfahren in der Pflanzenzüchtung sowie die Nutzung gentechnisch veränderter Pflanzen in der Landwirtschaft und im Lebensmittelsektor.
Unter „Weißer Biotechnologie“ wird die Nutzung gentechnisch veränderter Mikroorganismen zur Herstellung von Enzymen oder Feinchemikalien für industrielle Zwecke verstanden.
Darüber hinaus ist die Gentechnologie in der biologischen Grundlagenforschung nicht mehr wegzudenken und kommt in nahezu allen biologischen Fachrichtungen zum Einsatz.
Über ein Viertel aller auf dem Markt befindlichen Arzneimittel werden heute mit Hilfe gentechnologischer Verfahren hergestellt. Sie werden bei unterschiedlichen Krankheiten eingesetzt, wie z.B. Zuckerkrankheit (Insulin für Diabetiker), Blutarmut, Herzinfarkt, Wachstumsstörungen bei Kindern, verschiedenen Krebsarten und der Bluterkrankheit (Hämophilie).
Mit therapeutischen Anwendungen der Gentechnik, der sogenannten Gentherapie, wird versucht, Gendefekte und Fehlregulationen von Genen auszugleichen. Hierzu werden intakte Gene in Zellen mit Gendefekten eingeschleust oder die Aktivität von Genen beeinflusst. Beispiele für Krankheiten, die auf Gendefekten beruhen, sind die Phenylketonurie oder die Mukoviszidose. Die Gentherapie befindet sich jedoch derzeit noch im Forschungsstadium.
In der Landwirtschaft werden Nutzpflanzen gentechnisch „optimiert”. Dabei werden beispielsweise Resistenzen gegen Pestizide (z.B. Glyphosat oder Glufosinat) oder Resistenzen gegen Schädlinge eingebaut. Weitere Möglichkeiten bestehen darin, Pflanzen gegen bestimmte Schadstoffe wie z.B. Schwermetalle widerstandsfähiger zu machen oder sie besser an extreme Umweltbedingungen wie Hitze, Trockenheit oder hohen Salzgehalt des Bodens anzupassen. Bisher ungeeignete Standorte könnten so für den Anbau nutzbar gemacht werden. Schließlich gewinnt auch die Optimierung von Inhaltsstoffen an Bedeutung. Dabei kann es sich um die Verbesserung von ernährungsphysiologischen Eigenschaften (z.B. koffeinfreier Kaffee, glutenfreier Weizen, Reis mit erhöhtem Vitamin A-Gehalt) oder um die Optimierung industriell interessanter Inhaltsstoffe handeln (z.B. Optimierung der Stärkebestandteile bei Kartoffeln).
Weltweit wurden 2004 bereits 81 Millionen ha gentechnisch veränderter Pflanzen angebaut, hauptsächlich in den USA, Argentinien, Kanada, Brasilien und China.
In der Industrie kommt die Gentechnologie bei der Herstellung von Enzymen und Feinchemikalien zum Einsatz. So werden nahezu alle Waschmittelenzyme mittlerweile mit gentechnisch veränderten Mikroorganismen hergestellt. Futtermittelzusätze sowie Vitamine, Zusatz- und Hilfsstoffe für die Lebensmittelindustrie sind ein weiteres Einsatzgebiet. Hier können z.B. Konservierungsstoffe wie Nisin und Natamycin, die Geschmacksverstärker Glutaminsäure und Inosinsäure, der Aromastoff Vanillin sowie die Vitamine B12, B2 und C mit Hilfe von gentechnisch veränderten Mikroorganismen produziert werden.