Biotechnology Flashcards

A review of the lecture notes on biotechnology

Klassieke biotechnologie

biotechnologische toepassingen waarbij men niet rechtstreeks sleutelt aan DNA, voornamelijk in de landbouw en voedingsindustrie.

veredelen

planten met elkaar kruisen die voor ons gunstige eigenschappen hebben

Moleculaire biologie

DNA is de basis van eigenschappen van organismen

Mutatie-veredeling

Door het bestralen van zaden of het dopen van zaden in een chemisch mengsel mutaties in DNA uitlokken

Moderne biotechnologie

technologie waarmee men gericht kan ingrijpen op erfelijk materiaal

GGO

Genetisch gemodificeerd organisme, organisme waarvan het erfelijk materiaal is veranderd op een wijze die niet mogelijk is door natuurlijke voortplanting of recombinatie, voornamelijk in de landbouw en voedingsindustrie.

Cisgeen

ggo heeft erfelijk materiaal van dezelfde soort ontvangen om een specifieke eigenschap in te brengen. voorbeeld: genen voor resistentie tegen schurft overbrengen tussen appelvariëteiten

Transgeen

ggo heeft erfelijk materiaal van een andere soort ontvangen

Rode biotechnologie

gericht op gezondheidszorg of biofarmaceutische doelen, zoals de aanmaak van genetisch gemodificeerde insuline

Groene biotechnologie

gericht op genetische modificatie van planten voor de landbouw- en voedingsindustrie. transgene planten → minder insecticiden nodig voor plaagbestrijding

Witte biotechnologie

gericht op de productie of afbraak van chemische stoffen op industriële schaal. productie van plastics zonder aardolie → bio-ethanol als basis

Blauwe biotechnologie

gericht op efficiënte en duurzame vorm van visserij, aquacultuur en gebruik mariene hulpbronnen algen als producenten biobrandstoffen, als voedsel en bestanddeel chemische producten

Biotechnologische technieken

DNA isolatie, Restrictie enzymen, PCR, Gelelektroforese, DNA sequencing

PCR

in vitro DNA-vermenigvuldiging

Doel van PCR

specifiek gekozen DNA-fragment massaal vermenigvuldigen

Stoffen die in PCR toestel worden samengevoegd

DNA-staal, DNA-polymerase, de 4 nucleotiden: A, T, G, C, primers, bufferoplossing

Denaturatie in PCR cyclus

tot 95°C warmen, scheiden DNA-dubbelstrengen: H bruggen breken

Renaturatie in PCR cyclus

tussen 40 en 60°C - goed gekozen primers hechten op DNA-enkelstrengen

Elongatie in PCR cyclus

72°C - aanhechten complementaire nucleotiden door Taq DNA-polymerase

Toepassingen van PCR

prenatale diagnostiek, fundamenteel onderzoek, opsporen erfelijke ziekten, diagnose van kanker, forensische geneeskunde, diagnose van infectieziekten

Principe DNA-gelelektroforese

Scheiding DNA op basis van hun lengte/molecuulmassa

Ouderschapsbepaling

bloedstalen van iedereen ↓ PCR van specifieke DNA-fragmenten ↓ gelelektroforese van DNA-stalen ↓ bandenpatroon = ‘genetische vingerafdruk’

Sequentie

volgorde van nucleotiden in DNA-streng

Ketenterminatiemethode

DNA-staal in vitro vermenigvuldigd in aanwezigheid nucleotiden (A, C, G, T), dideoxynucleotiden (ddNTP’s: ddATP, ddCTP, ddGTP, ddTTP) = ‘stopnucleotiden’

Toepassingen DNA-sequencing

Sequentie volledig genoom organismen ↓ kan leiden tot nieuwe geneesmiddelen, vaccins, diagnostische testen, behandelingen tegen aandoeningen, NGS gebruikt voor preventieve en diagnostische geneeskunde ↓ verdacht weefsel vergelijken met gekende DNA-sequenties tumoren

Recombinant DNA

genoom verandert

GGO

organisme dat extra DNA ontvangen heeft

Genoverdracht bij virussen en bacteriën

transformatie, conjugatie, transductie

Transformatie

Naar binnen halen van buiten de bacterie gelegen (gefragmenteerd) DNA → vervangt een willekeurig stuk DNA

Conjugatie

Plasmiden kunnen worden vermenigvuldigd binnen een bacterie ↓ doorgeven andere bacteriën via cytoplasmabrug

Transductie

virussen die bacteriën infecteren ↓ brengen hun DNA over aan bacterie ↓ bacterie maakt virussen aan soms met deel bacterieel DNA ↓ nieuw gemaakte virussen zullen bacterieel DNA overbrengen tijdens infectie genoverdracht zonder dat bacteriën met elkaar in contact zijn geweest

Restrictie-enzymen

specifieke eiwitten die specifieke nucleotidensequenties herkennen en nucleotidenbindingen knippen (in virussen, gistcellen, planten en dieren). beschermen van nature bacteriën tegen virusaanval

Kunstmatige genoverdracht

gewenst donor DNA overdragen van ene naar andere organisme → transgeen organisme

Vectoren

DNA-dragers, controle door toevoegen resistentie-gen!

Kloneren

identieke kopie van organisme wordt gemaakt op kunstmatige wijze (ongeslachtelijke voortplanting) of het maken van identieke kopieën van moleculen

Natuurlijk kloneren

Ongeslachtelijk of vegetatief voortplanten van planten en dieren

Moleculair kloneren

Productie van specifieke moleculen door transgene organismen (bacteriën en gisten), voorbeeld: insuline productie

Reproductief kloneren = Dolly the sheep

cel van uier

Therapeutisch kloneren

Lichaamscellen produceren op kunstmatige manier met oog op genezing ziekte → van stamcellen persoonsspecifieke weefsels maken d.m.v. celkerntrans- plantatie

Gene-editing

Het aanbrengen van heel specifieke veranderingen in specifieke genen. – aanpassen kleine mutatie – gen uitschakelen – gen manipuleren om functie te onderzoeken, Geen vreemd DNA wordt ingebracht

CRISPR

bacterieel verdedigingsmechanisme tegen virussen

CRISPR-Cas-register

geheugenbank waarin bacteriën viraal DNA van eerdere infecties bewaard

Cas-genen

coderen voor enzymen die DNA dubbelstreng openen (helicase), enkelstrengig-DNA in stukken knippen (nuclease)

Insertie

Toevoeging van een nucleotide aan de DNA-sequentie.

Bedreigde bananen

Bananenziekte bij Cavendish door schimmel Fusarium oxysporum, CRISPR: resistentie tegen de schimmel

Insertie

Nucleotide toevoeging aan DNA-sequentie.