Lexikon der Ernährung: Transformation
Transformation, Etransformation, in der Gentechnik die Erzeugung transgener Organismen, im engeren Sinne die Aufnahme von nacktem genetischem Material durch einen Mikroorganismus und dessen Einbau in das Genom des Mikroorganismus durch Rekombination. Der Begriff T. wird aber auch in einem allgemeineren Sinn für jegliche Aufnahme von DNA (Desoxyribonucleinsäure) in eine beliebige Zelle benutzt.
In der Gentechnik ist die durch bestimmte Vorbehandlung der Empfängerzellen induzierte T. eine zentrale Methode der DNA-Übertragung. Der dabei erzeugte Organismus wird als transformiert bezeichnet. Die Methode richtet sich nach der Kombination von Wirtszelle und Trägermolekül (Vektor). Als Wirtszellen kommen Bakterien, Hefen aber auch Pflanzen-, Tier- und Humanzellen infrage. Das Einschleusen von DNA kann bei Bakterien durch direkte Aufnahme von Plasmid-DNA erfolgen, falls die Zellen vorher durch Behandlung mit eiskalter Calciumchloridlösung „kompetent“, das heißt für freie DNA permeabel gemacht wurden. Auch Phagen können für die T. genutzt werden. Die Aufnahme von Phagen-DNA wird als Transfektion bezeichnet. Bei Hefen und Milchsäurebakterien hat sich die Elektroporation als effektiv erwiesen. Bei dieser Technik wird die Zellmembran durch einen elektrischen Impuls vorübergehend durchlässig gemacht.
Die T. von Pflanzen-, Tier- und Humanzellen erfolgt zum einen indirekt durch Verwendung von Bakterien bzw. Viren, zum anderen auch direkt durch ballistische Methoden (s. u.) oder Mikroinjektion. Für zweikeimblättrige Pflanzen wird zur T. am häufigsten das Bakterium Agrobacterium tumefaciens eingesetzt, während sich für einkeimblättrige Pflanzen die ballistische Methode (Genkanone) bewährt hat. Hierfür werden Wolfram- oder Goldpartikel mit DNA beladen und in die Zellen hinein geschossen.
Bei Säugerzellen erfolgt die T. zumeist durch Mikroinjektion. Die DNA wird hierbei mit einer äußerst feinen Nadel in den männlichen Vorkern einer befruchteten Eizelle im Einzelstadium injiziert, die dann in den reproduktiven Trakt einer scheinträchtigen Amme implantiert wird, die das Tier austrägt und aufzieht. Diese Technik erfordert einen Mikromanipulator, ein Mikroskop und viel Erfahrung. Bei Tier- und Humanzellen haben sich auch Viren, insbesondere Retroviren, als geeignete Transportvehikel für DNA erwiesen. Viren integrieren natürlicherweise DNA ins Wirtsgenom und verfügen zumeist auch über starke Promotoren zur effektiven Expression der eingeschleusten Gene. Vgl. Essay: Gentechnik und Lebensmittel.
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