Bei der klassischen Züchtung kreuzt man Pflanzen oder Tiere und wählt Nachkommen mit erwünschten Merkmalen aus. Aus dem Wildkohl sind so Kohlrabi, Blumenkohl, Brokkoli und Rosenkohl entstanden. Welche Allele zusammenkommen, bestimmt dabei der Zufall der Rekombination.

Die Gentechnik greift gezielt in das Erbgut ein. Man kann einzelne Gene verändern, entfernen oder einfügen, auch Gene einer anderen Art. Ein Lebewesen mit einem fremden Gen heißt transgen. Ein gentechnisch veränderter Organismus (GVO) ist ein Lebewesen, dessen Erbgut durch Gentechnik verändert wurde.

Um DNA zu untersuchen, muss man sie zuerst isolieren. Dazu bricht man Zellen auf, zum Beispiel mit Spülmittel und Salz, trennt die Proteine ab und fällt die DNA mit kaltem Alkohol aus. Sie erscheint als weißliche Fäden.

Für Untersuchungen braucht man oft mehr DNA, als eine Probe hergibt. Sie wird mit der PCR (Polymerase-Kettenreaktion) vervielfältigt. In einem Reaktionsgefäß wiederholt sich ein Zyklus: Erhitzen trennt die beiden Stränge, nach dem Abkühlen lagern sich kurze Startstücke an, und eine hitzebeständige DNA-Polymerase ergänzt jeden Strang zu einem neuen Doppelstrang. Jeder Zyklus verdoppelt die Zahl der DNA-Stücke. Nach n Zyklen gibt es aus einem Stück 2 hoch n Kopien.

An bestimmten Stellen der DNA wiederholt sich eine kurze Basenfolge mehrfach hintereinander. Die Zahl der Wiederholungen ist von Mensch zu Mensch verschieden. Jeder Mensch hat an jeder dieser Stellen zwei Werte, einen von der Mutter und einen vom Vater. Beim genetischen Fingerabdruck vervielfältigt man diese Stellen mit der PCR, trennt die Stücke nach ihrer Länge und erhält ein Muster. Es ist nur bei eineiigen Zwillingen gleich.

Man nutzt es in der Kriminalistik, um Spuren mit Verdächtigen zu vergleichen, und bei Vaterschaftstests, denn ein Kind hat an jeder Stelle einen Wert von der Mutter und einen vom Vater.

Humaninsulin entsteht seit den 1980er Jahren in Bakterien. Die Schritte:
1. Das menschliche Insulin-Gen wird isoliert.
2. Ein Restriktionsenzym, eine Gen-Schere, schneidet ein Plasmid (einen DNA-Ring) der Bakterien an einer bestimmten Stelle auf. Das Gen wird eingesetzt und mit einem weiteren Enzym festgeklebt. Das Plasmid ist die Genfähre.
3. Die Bakterien nehmen das veränderte Plasmid auf und vermehren sich in großen Behältern, den Fermentern.
4. Die Bakterien lesen das Gen ab und bilden Insulin. Das geht, weil der genetische Code bei fast allen Lebewesen gleich ist. Das Insulin wird gereinigt.

Transgener Mais trägt ein Gen des Bodenbakteriums Bacillus thuringiensis, das ein Protein bildet. Es schädigt den Darm der Raupen des Maiszünslers, eines Schädlings. Das spart Spritzmittel. Bedenken sind mögliche Folgen für andere Insekten, die Ausbreitung des Gens und die Abhängigkeit der Bauern von Saatgutfirmen. In Deutschland wird gentechnisch veränderter Mais derzeit nicht angebaut. Lebensmittel mit GVO müssen in der EU gekennzeichnet sein.

Ein Gentest untersucht die DNA einer Person auf bestimmte Allele. Er kann eine Erbkrankheit feststellen, ein Erkrankungsrisiko anzeigen oder zeigen, ob jemand Überträger ist. Bei manchen Krankheiten sagt er den Ausbruch sehr sicher voraus, etwa bei Chorea Huntington, einer erblichen Erkrankung des Nervensystems, die meist erst im Erwachsenenalter ausbricht. Bei vielen anderen, etwa bestimmten Krebsformen, zeigt er nur ein erhöhtes Risiko. Jeder darf auch auf sein Wissen verzichten. In Deutschland regelt das Gendiagnostikgesetz, dass Gentests nur mit Einwilligung erfolgen, und Arbeitgeber dürfen sie nicht verlangen.

Bei der Gentherapie bringt man ein gesundes Gen in Körperzellen eines kranken Menschen. Als Genfähre dienen oft veränderte Viren, die ihr Erbgut in Zellen abgeben. Die Veränderung bleibt auf die behandelten Körperzellen beschränkt und wird nicht vererbt. Ein Eingriff in Keimzellen oder Embryonen ist in Deutschland verboten. Erste Gentherapien sind zugelassen, zum Beispiel gegen eine seltene Erbkrankheit der Netzhaut. Sie sind oft sehr teuer.

Das Klonen durch Zellkerntransfer kennst du aus der Lektion über Zellteilung. Beim reproduktiven Klonen entsteht ein ganzes Tier, wie das Schaf Dolly. Beim therapeutischen Klonen will man Stammzellen gewinnen, unspezialisierte Zellen, die sich zu vielen Zelltypen entwickeln können und kranke Gewebe ersetzen sollen. Das Klonen von Menschen ist in Deutschland verboten.

Die Reproduktionsmedizin hilft Paaren, die auf natürlichem Weg kein Kind bekommen. Bei der In-vitro-Fertilisation (IVF, „im Glas“) werden Eizellen entnommen, im Labor mit Spermien zusammengebracht, und ein früher Embryo wird in die Gebärmutter eingesetzt. Das erste Kind nach IVF wurde 1978 geboren. Bei der ICSI spritzt man ein einzelnes Spermium direkt in eine Eizelle. Bei der Präimplantationsdiagnostik (PID) untersucht man Zellen des Embryos auf eine schwere Erbkrankheit, bevor er eingesetzt wird. In Deutschland ist sie nur in Ausnahmefällen und nach Prüfung durch eine Ethikkommission erlaubt.

Wer bewertet, trennt Fakten (Was ist belegt?) von Werten (Was ist mir wichtig?), vergleicht Alternativen und begründet sein Urteil. Mit denselben Fakten kommen Menschen zu verschiedenen Urteilen. Das ist kein Fehler, solange sie ihr Urteil begründen.