Biotechnologie en Medische Biologie
Les 1 Biotechnologie
Wat is biotechnologie?
• Binnen de biotechnologie wordt het gebruik van organismen of cellen in technische
processen onderzocht.
• Levende organismen worden gebruikt met als doel het produceren van bruikbare
stoffen.
Daarvoor worden geschikte (micro-)organismen geselecteerd of wordt het genetisch
materiaal (DNA) van organismen aangepast.
Samenstelling van verschillende wetenschappen: Moleculaire biologie, Genetica,
Celbiologie, Microbiologie, Biochemie, Genetic engineering, Procestechnologie, Proteïn
engineering, Bio-informatica.
Voor- en nadelen
Voordelen
- Productie van grote hoeveelheden bruikbare stoffen
- Combineren van gewenste eigenschappen van verschillend organismen in een
organisme
- Diagnose van erfelijke ziekten en/of afwijkingen
Nadelen
- Complex onderzoek
- Kostbaar (afhankelijk van multinationals, overheid)
- Maatschappelijke acceptatie (ethiek)
Geschiedenis biotechnologie
In 1975 werd toestemming verleend om recombinante DNA-technologieën toe te passen
Klassieke biotechnologie (voor 1975)
- Toevallige ontdekkingen; om dieren te fokken en planten te kweken.
- Traditionele technieken; gebruik van bacteriën, gisten en schimmels voor de
productie van bier, wijn, brood en kaas.
Mijlpalen:
1674 Ontdekking micro-organismen in Delfts grachtenwater m.b.v. een zelfgemaakte
microscoop (Antonie van Leeuwenhoek)
1850 Micro-organismen veroorzaker van ziekten (Pasteur)
1929 Ontdekking penicilline (Fleming)
1953 DNA-structuur (Watson, Crick en Franklin kregen hiervoor een nobelprijs in 1962)
Moderne biotechnologie (na 1975)
- Bundelen van kennis
- Beheersen, voorspellen, controleren processen
- Genomics; transcriptions; proteomics
Mijlpalen:
1974 Recombinant DNA-technologie (knippen en plakken)
1977 Sanger sequencing (nobelprijs in 1980)
1983 Vermeerderen van DNA (PCR, Kary Mullis, nobelprijs in 1993)
2003 Genetische code, sequentie van het gehele humane genoom bekend
2012 CRISPR-Cas (gericht mutaties in DNA aanbrengen, Doudna & Charpentier, nobelprijs
in 2020)
, Kleuren biotechnologie
Groen: agriculture
Donkergroen: alle biotechnologische toepassingen in de agrarische sector
Lichtgroen: alle biotechnologische toepassingen in de voedingsmiddelenindustrie
Wit: gene-based bio industries (fermentatie technologie)
Alle biotechnologische toepassingen in de (petro)chemische sector
ü Bio-plastic
ü Biobrandstoffen
ü Antibiotica
ü Vitamines
ü Enzymen voor wasmiddelen
ü Zoetstoffen voor 'light' producten
ü Bulkchemicaliën (citroenzuur, succinaat)
Rood: health care
Alle biotechnologische toepassingen in de medische sector
ü Geneesmiddelen
ü Vaccins
ü Therapieën (stamcel-/gen-)
Blauw: aquaculture
Alle biotechnologische toepassingen in de milieusector (zuiveren van water, lucht of bodem)
ü Micro-organismen (genetisch gemodificeerd, geselecteerd) reinigen: bodem, water,
lucht doordat ze in staat zijn om stoffen af te breken
Bruin: arid zone and desert
Geel: food
Grijs: fermentation & bioprocess technology
Donker: bioterrorism & biowarfare
Goud: bioinformatics & nanobiology
Paars: patents, publications
Wat is fermentatie
Fermentatie is het omzetten van biologische materialen met behulp van bacteriën, gisten of
schimmels in afwezigheid van zuurstof (anaeroob). Suikers of andere koolhydraten worden
omgezet tot melkzuur, azijnzuur of alcohol.
Doelen van fermentatie:
- Houdbaarheid verlengen (yoghurt, vlees, salami)
- Smaak of aroma’s toevoegen
- Verteerbaarheid verbeteren (cassave, natto)
- Voedingswaarde verhogen (tempeh, soja)
Wijnproductie
Fruitsappen Vergisting
Glucose Gist toevoeging Wijn
Vergistbare suikers
Les 1 Biotechnologie
Wat is biotechnologie?
• Binnen de biotechnologie wordt het gebruik van organismen of cellen in technische
processen onderzocht.
• Levende organismen worden gebruikt met als doel het produceren van bruikbare
stoffen.
Daarvoor worden geschikte (micro-)organismen geselecteerd of wordt het genetisch
materiaal (DNA) van organismen aangepast.
Samenstelling van verschillende wetenschappen: Moleculaire biologie, Genetica,
Celbiologie, Microbiologie, Biochemie, Genetic engineering, Procestechnologie, Proteïn
engineering, Bio-informatica.
Voor- en nadelen
Voordelen
- Productie van grote hoeveelheden bruikbare stoffen
- Combineren van gewenste eigenschappen van verschillend organismen in een
organisme
- Diagnose van erfelijke ziekten en/of afwijkingen
Nadelen
- Complex onderzoek
- Kostbaar (afhankelijk van multinationals, overheid)
- Maatschappelijke acceptatie (ethiek)
Geschiedenis biotechnologie
In 1975 werd toestemming verleend om recombinante DNA-technologieën toe te passen
Klassieke biotechnologie (voor 1975)
- Toevallige ontdekkingen; om dieren te fokken en planten te kweken.
- Traditionele technieken; gebruik van bacteriën, gisten en schimmels voor de
productie van bier, wijn, brood en kaas.
Mijlpalen:
1674 Ontdekking micro-organismen in Delfts grachtenwater m.b.v. een zelfgemaakte
microscoop (Antonie van Leeuwenhoek)
1850 Micro-organismen veroorzaker van ziekten (Pasteur)
1929 Ontdekking penicilline (Fleming)
1953 DNA-structuur (Watson, Crick en Franklin kregen hiervoor een nobelprijs in 1962)
Moderne biotechnologie (na 1975)
- Bundelen van kennis
- Beheersen, voorspellen, controleren processen
- Genomics; transcriptions; proteomics
Mijlpalen:
1974 Recombinant DNA-technologie (knippen en plakken)
1977 Sanger sequencing (nobelprijs in 1980)
1983 Vermeerderen van DNA (PCR, Kary Mullis, nobelprijs in 1993)
2003 Genetische code, sequentie van het gehele humane genoom bekend
2012 CRISPR-Cas (gericht mutaties in DNA aanbrengen, Doudna & Charpentier, nobelprijs
in 2020)
, Kleuren biotechnologie
Groen: agriculture
Donkergroen: alle biotechnologische toepassingen in de agrarische sector
Lichtgroen: alle biotechnologische toepassingen in de voedingsmiddelenindustrie
Wit: gene-based bio industries (fermentatie technologie)
Alle biotechnologische toepassingen in de (petro)chemische sector
ü Bio-plastic
ü Biobrandstoffen
ü Antibiotica
ü Vitamines
ü Enzymen voor wasmiddelen
ü Zoetstoffen voor 'light' producten
ü Bulkchemicaliën (citroenzuur, succinaat)
Rood: health care
Alle biotechnologische toepassingen in de medische sector
ü Geneesmiddelen
ü Vaccins
ü Therapieën (stamcel-/gen-)
Blauw: aquaculture
Alle biotechnologische toepassingen in de milieusector (zuiveren van water, lucht of bodem)
ü Micro-organismen (genetisch gemodificeerd, geselecteerd) reinigen: bodem, water,
lucht doordat ze in staat zijn om stoffen af te breken
Bruin: arid zone and desert
Geel: food
Grijs: fermentation & bioprocess technology
Donker: bioterrorism & biowarfare
Goud: bioinformatics & nanobiology
Paars: patents, publications
Wat is fermentatie
Fermentatie is het omzetten van biologische materialen met behulp van bacteriën, gisten of
schimmels in afwezigheid van zuurstof (anaeroob). Suikers of andere koolhydraten worden
omgezet tot melkzuur, azijnzuur of alcohol.
Doelen van fermentatie:
- Houdbaarheid verlengen (yoghurt, vlees, salami)
- Smaak of aroma’s toevoegen
- Verteerbaarheid verbeteren (cassave, natto)
- Voedingswaarde verhogen (tempeh, soja)
Wijnproductie
Fruitsappen Vergisting
Glucose Gist toevoeging Wijn
Vergistbare suikers
