Eine kleine Geschichte der Biotechnologie (eBook)

Vorwort 6
Danksagung 6
Inhaltsverzeichnis 9
Abkürzungsverzeichnis 13
1 Einleitung 17
Anhang: Wichtige Quellen der Recherchen 17
Literatur 23
2 Ursprünge, frühe wissenschaftliche Periode 24
2.1 Einleitung 24
2.2 Frühe experimentelle wissenschaftliche Befunde 28
2.2.1 Die Alkoholfermentation 28
2.2.2 „Ungeformte, unorganisierte Fermente“ (Enzyme) 33
2.3 Anwendung biotechnologischer Verfahren 34
2.4 Theoretische Konzepte 36
2.4.1 Ausbildung 37
2.4.2 Die vitalistische Schule 38
2.4.3 Die chemische Schule 40
2.4.4 Fermentation – ein Rätsel, ein epistemisches Ding 42
Literatur 44
3 Pasteur: Mikrobiologie – eine neue Wissenschaft – Grundlage der Technik 47
3.1 Ein rätselhaftes Phänomen 49
3.2 Probleme der Alkoholproduktion– und ihre Lösung 52
3.3 Eine Theorie der Fermentation 56
3.4 Enzyme 58
3.5 Technische Entwicklungen und Produkte 59
3.6 Neue Forschungsinstitute 68
3.7 Impfen – eine kühne, lebensrettende Erfindung 69
3.8 Zusammenfassung und Fazit 72
Literatur 74
4 Die Begründung der Biochemie: Buchner 77
4.1 Das Schlüsselexperiment Buchners 77
4.2 Widerspruch und Bestätigung 81
4.3 Die Etablierung der Biochemie 83
4.4 Die Glykolyse, eine komplexe biochemische Stoffumwandlung 85
4.5 Anwendung, neue Produkte und Prozesse 89
4.5.1 Aceton, Butanol und Glycerin 90
4.5.2 Organische Säuren, Hefe 92
4.5.3 Enzyme für Brauerei und Bäckerei 95
4.5.4 Biologische Abwasserreinigung 97
4.6 Wissenschaften und Institutionen 98
4.7 Zusammenfassung 99
Literatur 99
5 Penicillin, die Ära der Antibiotika und die Expansion biotechnischer Produktionen 104
5.1 Flemings Entdeckung 104
5.2 Floreys, Chains und Heatleys strategischer Blick 105
5.3 Die Entwicklung in den USA – ein neues Konzept für Wissenschaft und Technik 108
5.4 Resistenzen – ein Trauma bis heute: neue Antibiotika 116
5.4.1 Pionierarbeit für die Synthese neuer, gegen resistente Bakterien wirksamer Antibiotika – die enzymatische Penicillinspaltung 120
5.5 Weitere Pharmazeutika und neue Produkte 125
5.5.1 Steroide 125
5.5.2 Weitere bedeutende Fermentationsprodukte 126
5.5.3 Enzyme 127
5.5.4 Ein bedeutendes Arbeitsgebiet: Umweltbiotechnologie, biologische Abwasser- und Abluftreinigung 131
5.5.5 Konzeption und Bau eines Hochleistungs-Anaerob-Fließbettreaktors im Großmaßstab – eine Episode 133
5.6 Politische Initiativen: Die Dechema-Studie Biotechnologie 135
5.7 Status der Biotechnologie – eine eigenständige Wissenschaft? 141
5.8 Zusammenfassung, Fazit 143
Literatur 143
6 Pionierentwicklungen in der Gentechnik 148
6.1 Präambel 149
6.2 Konzeptionelle Gedankensprünge führen zu Innovationen 149
6.3 Überraschende Entdeckungen führen zu neuen Forschungsgebieten und -methoden 151
6.4 Bekannte Methoden, ohne die die Gentechnik nicht möglich gewesen wäre 153
6.4.1 Röntgenstrukturanalyse und Kristallographie: Einblick in die molekulare Struktur auf der atomaren Ebene 156
6.4.2 Gelelektrophorese (Chromatographie im elektrischen Feld): Entdeckung von Produkten mutierter Gene 156
6.4.3 Proteinsequenzierung 157
6.4.4 Sequenzierung von Nucleinsäuren – Vorspiel: Phagen-, Bakteriengenetik und Biochemie, das Genkonzept 157
6.5 DNA: Der Transfer und die Selektionierung in lebenden Zellen 162
6.6 Genklonierung bis 1973: Die Ära der modernen Biotechnologie beginnt auf der Grundlage der molekularen Biologie 163
6.6.1 Voraussetzungen des Klonierens: Biochemie der Nucleinsäuren und Enzymologie 163
6.6.2 Die Anwendung bekannter Methoden, oder ein konzeptioneller Sprung: Details 163
6.7 Genomkartierung, Genomanalyse: Klonierung von Genombibliotheken, Restriktionsmuster (Maps) und Restriktionsfragment-Längenpolymorphismen (RFLPs) 168
6.7.1 Vorbemerkung: Humangenetik vor der Gensequenzierung 168
6.7.2 Wichtige Ansätze zur Genomanalyse im DNA-Zeitalter (Genortung auf den Chromosomen und die Ursache familiärer (vererbter) Krankheiten) 169
6.7.3 DNA-Hybridisierungschips u. a. (sofortige Erkennung von Sequenzvarianten – Polymorphismen) 175
6.7.4 Der Einfluss des Mega-Sequenzierens auf die Biotechnologie 176
6.8 Die Expression von Genen anderer Organismen: Transgene Tiere mit rDNA 179
6.9 Zukünftige Trends 180
Literatur 182
7 Die Neue Biotechnologie 189
7.1 Die Ära der Gründung neuer Biotech-Firmen 189
7.1.1 Unternehmenspolitik: Übernahmen, Zusammenschlüsse und Kooperationen 205
7.2 Neue Methoden und Techniken des Bioengineering 206
7.3 Das Spektrum aktueller Biotechnologischer Produkte und Verfahren 215
7.3.1 Pharmazeutische Produkte 216
7.3.2 Die Bereiche Lebensmittel und Industrie 222
7.3.3 Die Bereiche Pflanzen-Biotechnologie und Landwirtschaft 231
7.4 Fazit, Schlussfolgerungen 236
Literatur 240
8 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen 247
8.1 Bedeutende Entwicklungen in der Biotechnologie und Auswirkungen auf die Gesellschaft 247
8.1.1 Innovationen, Quellen, Faktoren und Bedingungen 252
8.2 Wissenschaftliche Entwicklungen und Bedeutung der Wissenschaften für die Biotechnologie 253
8.3 Die Biotechnologie als neue, eigenständige Wissenschaft 256
8.4 Rätsel in der Wissenschaft – Faszination der Forschung – Epistemische Dinge 260
Anhang: Das Phasenmodell wissenschaftlicher Entwicklung 260
Literatur 266
Glossar 268
Stichwortverzeichnis 271
Stichwortverzeichnis 271