Als Gentechnik bezeichnet man Methoden und Verfahren der Biotechnologie, die auf den Kenntnissen der Molekularbiologie und Genetik aufbauen und gezielte Eingriffe in das Erbgut (Genom) und damit in die biochemischen Steuerungsvorgänge von Lebewesen bzw. viraler Genome ermöglichen. Als Produkt entsteht zunächst rekombinante DNA, mit der wiederum gentechnisch veränderte Organismen (GVO) hergestellt werden können.
Der Begriff Gentechnik umfasst die Veränderung und Neuzusammensetzung von DNA-Sequenzen in vitro (z. B. im Reagenzglas) oder in vivo (in lebenden Organismen). Dazu gehört auch das gezielte Einbringen von DNA in lebende Organismen.
Gentechnik wird sowohl zur Herstellung neu kombinierter DNA innerhalb einer Art, als auch über Art-Grenzen hinweg verwendet. Dies ist möglich, weil alle Lebewesen denselben genetischen Code benutzen, von dem nur in wenigen Ausnahmefällen leicht abgewichen wird (siehe codon usage). Ziele gentechnischer Anwendungen sind beispielsweise die Veränderung von Kulturpflanzen, die Herstellung von Medikamenten oder die Gentherapie.
Obwohl es große Gemeinsamkeiten bei den verwendeten Methoden gibt, wird häufig nach Anwendungsbereich differenziert:
Grüne Gentechnik – Agrogentechnik – Anwendung bei Pflanzen
Rote Gentechnik – Anwendung in der Medizin und Pharmazeutik
Weiße Gentechnik – Anwendung in der Industrie
Graue Gentechnik – Anwendungen speziell in der Abfallwirtschaft
Blaue Gentechnik – Anwendungen auf Lebewesen des Meeres, insbesondere Tiefseebakterien
Transgene Nutzpflanzen haben seit ihrer Erstzulassung im Jahr 1996 weltweit an Bedeutung gewonnen und wurden 2015 in 28 Ländern auf 179 Millionen Hektar (das entspricht knapp ca. 12 % der globalen Landwirtschaftsfläche von 1,5 Mrd. Hektar) angebaut. Dabei handelt es sich insbesondere um Pflanzen, die aufgrund von gentechnischen Veränderungen tolerant gegenüber Pflanzenschutzmitteln oder giftig für bestimmte Schadinsekten sind. Durch den Einsatz haben sich für Landwirte, insbesondere in Entwicklungsländern, trotz höherer Ausgaben für Saatgut teilweise Ertrags-, Einkommens- und Gesundheitsvorteile oder Arbeitserleichterungen sowie geringere Umweltbelastungen ergeben. Zugelassenen Sorten wird von wissenschaftlicher Seite Unbedenklichkeit für Umwelt und Gesundheit attestiert. Umweltverbände, Anbieter ökologisch erzeugter Produkte sowie einige politische Parteien lehnen die grüne Gentechnik ab.
Gentechnisch veränderte Tiere werden vor allem in der Forschung als Versuchstiere eingesetzt. Für den menschlichen Verzehr sowie zur Eindämmung von Infektionskrankheiten sind Tiere noch nicht zugelassen.
Etliche Produkte, die für den Menschen interessant sind (zum Beispiel Insulin, Vitamine), werden mit Hilfe gentechnisch veränderter Bakterien hergestellt.
Auch für die Medizin hat die Gentechnik Bedeutung erlangt, die Zahl der gentechnisch hergestellten Medikamente auf dem Markt nimmt stetig zu. Anfang 2015 waren in Deutschland 175 Arzneimittel mit 133 verschiedenen gentechnisch erzeugten Wirkstoffen zugelassen. Sie werden bei zahlreichen Krankheiten eingesetzt, etwa Zuckerkrankheit, Blutarmut, Herzinfarkt, Wachstumsstörungen bei Kindern, verschiedenen Krebsarten und der Bluterkrankheit. Weltweit befinden sich über 350 Gentech-Substanzen in klinischen Prüfungen mit Patienten.
Insulin ist das bekannteste Hormon, das mit Hilfe der Gentechnik produziert wird. Das früher verwendete Insulin stammte von Rindern und Schweinen und war nicht hundertprozentig baugleich mit dem des Menschen. Mittels Gentechnik wurde es nun ersetzt und löste u. a. die Probleme von Diabetikern mit einer Unverträglichkeit gegenüber Tierinsulin.
Auch in der Krebstherapie sind gentechnisch hergestellte Medikamente heute etabliert. Nach Meinung einiger Krebsexperten könnten durch den Einsatz von Interferon und blutbildenden Wachstumsfaktoren die Krebstherapien bei bestimmten Tumorarten verbessert, Krankenhausaufenthalte verkürzt oder gar vermieden sowie Lebensqualität gewonnen werden.
Ansätze zur gentechnischen Veränderung von Zellen im menschlichen Körper zu Heilzwecken werden im Artikel Gentherapie beschrieben.
Vor etwa 8000 Jahren wurde im heutigen Mexiko durch Züchtung das Erbgut von Teosinte-Getreide durch die Kombination von natürlich vorkommenden Mutationen so verändert, dass die Vorläufer der heutigen Mais-Sorten entstanden. Dadurch wurde nicht nur der Ertrag erhöht, sondern auch eine Pilzresistenz erzeugt.
Künstliche Mutationen für Züchtungszwecke wurden innerhalb der konventionellen Landwirtschaft erzeugt, indem Keime stark ionisierender Strahlung oder anderen genverändernden Einflüssen (Mutagenen) ausgesetzt wurden, um Mutationen im Erbgut häufiger als unter natürlichen Bedingungen hervorzurufen. Samen wurden ausgesät und jene Pflanzen, die die gewünschten Eigenschaften besaßen, wurden weiter gezüchtet. Ob dabei auch noch andere, unerwünschte, Eigenschaften entstanden, wurde nicht systematisch überprüft. Diese Technik wurde bei fast allen Nutzpflanzen und auch bei einigen Tierarten angewendet, jedoch lag der Erfolg der Mutationszüchtung bei Pflanzen nur zwischen 0,5 und 1 % an züchterisch brauchbaren Mutanten, bei Tieren ist diese Methode überhaupt nicht zu gebrauchen.