Samenvatting biotechnologische toepassingen
Inhoud:
- Inleiding
- Toepassingen bij micro-organismen en cellijnen
- Toepassingen bij planten
- Toepassingen bij dieren
- Toepassingen bij de mens
- Wetgeving
Biotechnologische toepassingen
Inleiding
Het begrip ‘biotechnologie’
Definitie
Biotechnologie = het gebruik v. levende organismen of producten afkomstig v. levende organismen in het voordeel v/d
mens of de omgeving v/d mens
- Levende organismen: plantaardige cellen, dierlijke cellen, m.o., planten, dieren en/of mensen
- Gebruik: (technologisch) beheersen
o Prullen aan genetisch materiaal v. organismen zelf: gen(en) inbrengen, gen(en) inactief maken
o Omgeving v. organismen wijzigen: omgevingsomstandigheden aanpassen
▪ Bv. m.o. in een reactorvat: pH, temperatuur, … sturen
▪ Bv. plant in serre telen: lichtinval, temperatuur, … controleren/sturen
▪ …
o Beide veranderen
- Voordeel: groei/eigenschappen v. organismen sturen
o Hogere opbrengst, beter/constante kwaliteit, sneller/ethischer proces, duurzamer zijn …
▪ bv. proeven op dierlijke cellen i.p.v. proeven op dier = ethischer
Historische mijlpalen
Domesticatie = duurzame multigenerationele relatie waarbij een groep organismen een aanzienlijke mate v. invloed op de
voortplanting en verzorging v/e andere groep aanneemt om een meer voorspelbare toevoer v. hulpbronnen v. die tweede
groep veilig te stellen
- domesticatie v. planten en dieren = belangrijke culturele innovatie
- Charles Darwin:
o herkende het kleine aantal eigenschappen dat gedomesticeerde soorten anders maakte dan hun wilde
voorouders
o 1ste die het verschil herkende tussen:
▪ bewust selectief fokken: mensen selecteren direct op gewenste eigenschappen
▪ onbewuste selectie: eigenschappen evolueren als een bijproduct v. natuurlijke selectie of v.
selectie op andere eigenschappen
- Genetisch verschil tussen gedomesticeerde en wilde populaties
Fermentaties: m.o. zorgen ervoor dat producten langer houdbaar blijven + makkelijker bewaarbaar
Plantenveredeling = erop gericht om rassen met nieuwe combinaties v. eigenschappen te ontwikkelen → klassieke
veredelaar kruist twee planten met elkaar, door het stuifmeel v/d vaderplant op de stempel v/d moederplant te brengen
- bevruchting slaagt → zaden bezitten allemaal nieuwe combinaties v. eigenschappen
o veredelaar moet daar de gewenste combinatie uit selecteren
- Kruisen: vader- en moederplant v. dezelfde soort of heel nauw verwant
o stuifmeel v/e vreemde soort w. niet geaccepteerd
- Planten moeten in staat zijn hun natuurlijke voortplantingscyclus te blijven voltooien
- Doel: nieuwe rassen ontwikkelen met betere eigenschappen dan het huidige aanbod v. rassen
o Lage gevoeligheid voor ziektes + goede bewaarkwaliteit
Genetische manipulatie: eigenschappen uit andere plantensoorten of uit andere organismen in de plant introduceren
- technieken in het laboratorium + veredeling op moleculair niveau
o planten w. gereduceerd tot hun DNA (= bouwsteen v. genetische informatie)
- eigenwaarde v. plant w. niet gerespecteerd Toepassingsgebieden
1
, ➔ van natuurlijke naar kunstmatige selectie
Kweken van gewassen en dieren
1° natuurlijke selectie
2° “kunstmatige” selectie: mens gaat zelf eigenschappen eruit pikken die het beste zijn en hiermee dan verder kweken
3° kruising én selectie = klassieke veredeling
Trendbreuk !!!: vertrokken met genetische modificatie =
4° genetische modificatie wijzigen over soorten heen + heel doelgericht wijzigen +
5° CRISP ingrepen gaan zeer diep (veel meer kenmerken wijzigen) +
veel sneller
Maatschappelijk debat rond ‘mag dit’? Is het ethisch verantwoord?
- Genetisch gewijzigd voedsel eten?
➔ Kennis v. zaken hebben om een standpunt in te nemen
- Darwin: er zijn soorten en deze zijn aan elkaar verwant + evolutie in soorten
- Mendel: kenmerken die wij als kenmerk zien w. bepaald door onzichtbare dingen
- DNA uit witte bloedcellen halen → nog geen link gelegd tussen Darwin en Mendel
- Genetische informatie: erfelijkheid, erfelijke kenmerken, dingen w. overgedragen, molecule DNA is
verantwoordelijk voor het doorgeven v. kenmerk
- Dubbele helix: opbouw v. structuurformule door Watson en Crick
o 3D en dubbele helix: DNA
- Genetische code: link leggen tussen nucleotide en de volgorde ervan in groepjes v. 3 (codons) en hoe deze
coderen ter vorming v. aminozuren
Watson en Crick
- 1970: recombinant DNA → ligase = plakken
o Restrictie-enzymen = knippen
o 1973: DNA in plasmide en deze plasmide in E.coli repliceren
- Methode om DNA-streng die uit een volgorde v. nucleotiden bestaat te ontcijferen
o Basevolgorde bepalen = sequencing
- PCR-techniek = polymerase kettingreactie → DNA vermenigvuldigen op een heel sequentie specifieke manier
2
, o Met bepaalde primers werken → specifiek selecteren welk stuk DNA vermenigvuldigen
o Kijken of een stukje DNA aanwezig is
o Diagnostisch: iets kunnen vaststellen
- Gene targeting = hoe genen modificeren aan de hand v. homologe recombinatie
o Homologe recombinatie: doordat DNA-strengen op bepaalde manier naast elkaar liggen → heel plaats
specifiek op bepaalde sequentie genetisch materiaal wijzigen
➔ Doelgericht wijzigen
- CRISPR-Cas9 in 2012: systeem dat in natuur bestaat MAAR mens zet dit naar zijn hand
Emmanuelle Charpentier en Jennifer Doudna: Nobelprijs voor scheikunde voor hun ‘genetische schaar’ (= CRISPR-Cas9)
- Is in de natuur aanwezig MAAR als we dit aanpassen kunnen we hier heel veel dingen mee doen
- CRISPR-Cas9
o = methode om genetische code v. levende organismen te bewerken
o = genetische schaar
o = door het leven zelf ontwikkelde methode om heel precies in DNA te knippen en daar dingen te
veranderen
o razendsnel ontwikkeld v. wetenschappelijke ontdekking tot een technologie met vrijwel onbeperkte
toepassingsmogelijkheden
- naam CRISPR w. bedacht door Ruud Jansen (Universiteit Utrecht) en de functie v. deze genetische machinerie w.
ontrafeld door John van der Oost (Wageningen Universiteit)
o bouwden voort op ontdekkingen v. Japanse en Spaanse collega's
- Vroege stadia v. deze wetenschappelijke revolutie: werken met sloophamers → weinig v/h DNA heel laten
o Charpentier en Doudna: sloophamer → schaartje = Cas9: knip op heel specifieke plekken in het DNA
zetten zonder de hele genetische code te vernietigen
▪ met ongekende precisie genen die ongewenst zijn verwijderen, of goede genen met gewenst
eigenschappen in het DNA te monteren
Toepassingsgebieden
Rode biotechnologie
Geneeskunde: medische biotechnologie
- medicijnen
- stamceltherapie
- gentherapie
- diagnostische doeleinden: bv. zelftest
- weefselkweek en weefselengineering: transplantaten maken
- antilichaamtherapie
- DNA-vingerprints
- Menselijke genoom project
o Sequentie gekend → genoom ontrafelen: functie waar coderen?
▪ Wijzigen om erfelijke ziektes uit de wereld te brengen = genoom in kaart brengen en dit
gebruiken
3
, Groene biotechnologie
Landbouw en voeding
- = genetische modificatie v. planten voor toepassingen in landbouw en voeding
o verhoogde opbrengst
o planten met specifieke eigenschappen
▪ herbicide resistentie, insecten resistentie, blauwe rozen maken, …
o planten als productiefabriek van eiwitten en metabolieten
▪ bepaalde geneesmiddelen aanmaken door planten en dan uit de plant oogsten
o planten voor bioremediëring of sanering
o ...
- GMO = 'Genetisch Gemodificeerde Organismen'
- GGO's = planten, dieren, bacteriën of schimmels waarvan de genen gemodificeerd zijn door genetische
manipulatie
o Genetisch gemodificeerde gewassen:
▪ toleranter voor stress zoals droogte, kou, hitte etc.
▪ ongediertebestendig → minder afhankelijk v. chemische bestrijdingsmiddelen
▪ helpen om verliezen na de oogst te verminderen
▪ helpen het mineraalgebruik door planten te verhogen → vroegtijdige uitputting v/d
bodemvruchtbaarheid voorkomen
▪ verhoogde voedingswaarde
▪ helpen om op maat gemaakte planten te creëren om alternatieve bronnen te bieden aan
industrieën, zoals brandstoffen, zetmeel en farmaceutische producten
o Ongedierteresistente planten
▪ RNA-interferentie (RNAi) = methode v. cellulaire verdediging in alle eukaryoten
• = uitschakelen v/e specifiek mRNA door een complementair dubbelstrengs (ds) RNA
dat de translatie v. dit mRNA bindt en remt
o complementaire RNA afkomstig v.:
▪ infectie door virussen met RNA-genomen
▪ genetische elementen = 'transposons'
Witte biotechnologie
Gebruik v. agrarische biomassa als hernieuwbare grondstoffen
- bv. rijststro: biomassa’s
o verwerken, recycleren, up-cycleren
- omgezet door levende cellen en hun enzymen in:
o biobrandstoffen
o bioplastics
o …
- ook: genetische modificatie v. bacteriën voor bioremediëring of sanering
Blauwe biotechnologie
Mariene biotechnologie
- zoeken, verzamelen en gebruiken v. organismen uit de wereldzeeën om stoffen te produceren
- die als … zouden kunnen w. ingezet
o geneesmiddel
o industriële enzymen
o voor andere doelen
Doel van de cursus
- Toepassingen kunnen toelichten
o Ook begrippen, figuren, …
- Persoonlijke visie kunnen formuleren, rekening houdend met de ethische aspecten
o Ook “statements” kunnen beoordelen
o Ethiek vraag op examen
▪ Leg relatie met cursus + laat zien dat elementen v. cursus gebruikt w.
▪ Wat is je eigen mening?:
• punten op formulering: argumenten, wikken en wegen
4
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller Stlmns. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $16.84. You're not tied to anything after your purchase.
