Gentransfer

Das wohl bekannteste Verfahren ist der horizontale Gentransfer (Transformation). Es bezeichnet die Übertragung von Genen über Artgrenzen hinweg. Dabei wird ein Gen, das eine bestimmte Eigenschaft codiert, in das Genom einer Pflanze eingeschleust und aktiviert. Das Einschleusen kann auf verschiedene Arten geschehen:

Einschleusung über Agrobacterium tumefaciens: Die effektivste und häufigste Art des Gentransfers, sie wird allerdings am erfolgreichsten bei zweikeimblättrigen Pflanzen angewandt. A. tumefaciens ist ein Bakterium, das naturgemäß im Boden vorkommt. Es hat die Fähigkeit, mit Pflanzen Erbinformation auszutauschen, indem es in verletzte Pflanzenteile eindringt und dort ein Tumorwachstum auslöst, indem es seine DNA in das Pflanzengenom einbaut.

Diese Fähigkeit des Bakteriums macht man sich in der Gentechnik zunutze: Das Bakterium hat neben der chromosomalen DNA noch weitere DNA-Stränge, die ringförmige, sogenannte Plasmid-DNA. Sie beinhaltet die tumorauslösenden Gene und wird vom Bakterium in die Pflanzen-DNA eingebaut. Hier werden die Gene mit der Information, die die Pflanze erhalten soll, gentechnisch eingearbeitet, während die Tumorwachstum bewirkenden Gene ausgeschaltet werden. Diese künstlich veränderten Plasmide werden als Vektoren bezeichnet. Sie werden anschließend in die Pflanze eingeschleust und beginnen dort, ihre Plasmid-DNA mit den gewünschten Genen in die Pflanze-DNA einzubauen.

Die infizierten Teile der Pflanze werden anschließend isoliert und in Kultur gebracht, so dass aus ihnen vollständige Pflanzen heranwachsen, die jetzt einen veränderten Genotyp (und damit auch einen veränderten Phänotyp) aufweisen.

Eine weitere Möglichkeit ist das Beschießen der Pflanze mit winzigen Partikeln, auf denen die entsprechende DNA aufgetragen wurde (biolistisches Verfahren).

Als vertikalen Gentransfer bezeichnet man die Übertragung bzw. Weitergabe eines Gens von einem Individuum an einen Nachkommen (geschlechtliche Fortpflanzung).