Biotechnologie Notities

Leerdoelen

  • Beschrijving van het verschil tussen klassieke en moderne biotechnologie

  • Uitleg van genetisch gemodificeerde organismen (ggo's)

  • Kritisch benaderen van het maatschappelijk debat rond biotechnologie

  • Uitleg van de werking en principes van biotechnologische technieken

  • Duiding van nut en werking van technieken zoals PCR, gel-elektroforese

Verschil tussen klassieke en moderne biotechnologie

  • Klassieke biotechnologie:

    • Geen directe manipulatie van DNA.

    • Voorbeeld: Gericht kruisen voor veredeling.

  • Moderne biotechnologie:

    • Gericht ingrijpen in erfelijk materiaal.

    • Voorbeeld: mRNA vaccins zoals tegen COVID-19.

Genetisch Gemodificeerde Organismen (GGO)

  • GGO (GMO) definiëren:

    • Organismen waarvan het genetisch materiaal gewijzigd is.

  • Transgene organismen:

    • Bezitten DNA van een andere soort.

  • Cisgene organismen:

    • Hun eigen DNA wordt aangepast.

Polymerase Chain Reaction (PCR)

  • Definitie:

    • In vitro DNA-vermenigvuldiging.

    • Doel: Aantonen van aanwezigheid van een specifiek DNA-fragment.

  • Componenten van PCR:

    • DNA-polymerase

    • dNTP’s (nucleotiden)

    • Primers: Forward en reverse primers voor DNA-sequencing.

  • Fasen van PCR:

    • Denaturatie: DNA-strengen ontwonden.

    • Annealing: Primers binden aan het DNA.

    • Elongatie: DNA-polymerase synthetiseert nieuwe strengen.

    • Dit proces wordt herhaald voor verbetering van amplificatie.

Gel-Elektroforese

  • Doel:

    • Separatie van DNA-fragmenten op basis van grootte na PCR.

  • Werking:

    • DNA-stalen worden geladen in een agarosegel.

    • Migratie naar de positieve pool tijdens elektrische stroom.

    • Resultaat: patroon van bandjes zichtbaar na kleuring van de gel.

Kwantitatieve PCR (qPCR)

  • Definitie:

    • In vitro DNA-kwantificering.

    • Doel: Directe detectie en concentratiebepaling van DNA.

  • Componenten:

    • SYBR Green en TaqMan als detectiemiddelen.

  • Proces:

    • Denaturatie, primerannealing, en DNA-amplificatie met signaaldetectie.

Reverse Transcription PCR (RT-PCR)

  • Definitie:

    • In vitro RNA-kwantificering.

    • Doel: Genexpressieniveaus bepalen.

  • Proces:

    • Reverse transcriptase wordt gebruikt om cDNA te maken van RNA.

DNA-Sequencing

  • Definitie:

    • Bepalen van de volgorde van nucleotiden in DNA of genen.

  • Methodes:

    • Next Generation Sequencing (NGS) om grote hoeveelheden DNA snel te analyseren.

Recombinant DNA

  • Definitie:

    • Proces waarbij het genoom van een organisme gewijzigd wordt via natuurlijke of kunstmatige genoverdracht.

  • Natuurlijke genoverdracht:

    • Transformatie, conjugatie of transductie in bacteriën.

  • Kunstmatige genoverdracht:

    • Gebruik van vectoren voor invoer van DNA.

    • Voorbeeld: Agrobacterium tumefaciens gebruikt voor genetische modificatie van planten.

Kloneren

  • Definitie:

    • Creëren van genetisch identieke kopieën van organismen of moleculen.

  • Soorten kloneren:

    • Natuurlijk kloneren (ongeschlechtelijke voortplanting).

    • Moleculair kloneren (productie van specifieke moleculen zoals insuline).

CRISPR-Cas

  • Definitie:

    • Systeem voor genbewerking dat gebruik maakt van Cas-genen en guide RNA om specifieke locaties in DNA te knippen.

  • Werking:

    • Eerste infectie leidt tot opslaan van viraal DNA (spacer DNA).

    • Bij herinfectie wordt dit DNA herkend en geknipt door het CRISPR-Cas-complex.

  • Toepassing in genbewerking:

    • Vervangen of introduceren van genen (donorgenen) via genbewerkingstechnieken.