1 / 52

20. BIOTECHNOLOGIE

20. BIOTECHNOLOGIE. Technieken & toepassingen. DEFINITIE. Biotechnologie: bios, technologie - Klassieke biotechnologie - Moderne biotechnologie

gianna
Download Presentation

20. BIOTECHNOLOGIE

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 20. BIOTECHNOLOGIE Technieken & toepassingen

  2. DEFINITIE • Biotechnologie: bios, technologie - Klassieke biotechnologie - Moderne biotechnologie ▫ onderzoeken van levensprocessen in organismen en deze desgewenst gebruiken, aanpassen voor toepassingen in geneeskunde, landbouw, forensisch onderzoek, … ▫ genomics, transcriptomics, proteomics

  3. Genetisch wijzigen van organismen Biotechnologische toepassingen Biotechnologische technieken Biotechnologisch debat

  4. NATUURLIJKE GENOVERDRACHT • 1 streng DNA • plasmiden

  5. NATUURLIJKE GENOVERDRACHT BACTERIE NAAR PLANT • Ti-plasmide (tumorinducerend plasmide)

  6. NATUURLIJKE GENOVERDRACHT BACTERIE NAAR PLANT

  7. NATUURLIJKE GENOVERDRACHT BACTERIE NAAR BACTERIE

  8. NATUURLIJKE GENOVERDRACHT BACTERIE NAAR BACTERIE conjugatie

  9. NATUURLIJKE GENOVERDRACHT VIRUS NAAR BACTERIE • nucleïnezuur: DNA of RNA • eiwitmantel • envelop: vetten + glycoproteïnen • obligaat parasiet

  10. NATUURLIJKE GENOVERDRACHT VIRUS NAAR BACTERIE • bacteriofaag • kop + staartstuk

  11. NATUURLIJKE GENOVERDRACHT

  12. NATUURLIJKE GENOVERDRACHT BACTERIE NAAR BACTERIE VIA VIRUS Transductie: DNA-overdracht van een bacterie op een andere bacterie via een faag

  13. NATUURLIJKE GENOVERDRACHT VIRUS NAAR DIER • DNA-virus - RNA-virus ▫ herpesvirus ▫ polio ▫ papovavirus ▫ mazelen ▫ adenovirus en rhinovirus ▫ griep ▫ hepatitis B-virus ▫ hondsdolheid ▫ Ebola-virus

  14. NATUURLIJKE GENOVERDRACHT VIRUS NAAR DIER • retrovirus RNA-virus met DNA-polymerase transcriptie van RNA in DNA = copy-DNA (cDNA) reversetranscriptase ~ retrovirus

  15. NATUURLIJKE GENOVERDRACHT 1. retrovirus dringt cel binnen 2. envelop versmelt metplasmamembraan + eiwitmantel lost op 3. reversetranscriptie 4.- 5. cDNA  in DNA cel 6.- 7. wordt omgezet naarRNA + translatie 8. nieuwe virussen verlatencel

  16. KUNSTMATIGE GENOVERDRACHT BACTERIE NAAR BACTERIE • Restrictie-enzymen: verbreken bindingen ter hoogte van welbepaalde nucleotidensequenties • Het geknipte fragment heeft 2 uiteinden die enkelstrengig zijn = sticky ends

  17. KUNSTMATIGE GENOVERDRACHT

  18. KUNSTMATIGE GENOVERDRACHT BACTERIE NAAR BACTERIE • 1973: Cohen en Boyer  m.b.v. restrictie-enzymen vreemd gen in bacterie binnenbrengen • Plasmide met tetracycline-resistentie + plasmide met penicilline-resistentie + restrictie-enzym + DNA-ligase  nieuwe plasmide resistent tegen beide antibiotica • Recombinant DNA: DNA ontstaan door DNA van diverse herkomst bij elkaar te brengen

  19. KUNSTMATIGE GENOVERDRACHT

  20. KUNSTMATIGE GENOVERDRACHT BACTERIE NAAR BACTERIE • Genetic engineering = DNA-technologie = gentechnologie = recombinant DNA-technologie = genmanipulatie = genetische manipulatie = genetische modificatie  gericht wijzigen van genetische informatie in een organisme = genetisch gemodificeerde organismen (GGO’s) of transgene organismen

  21. Genetisch wijzigen van organismen Biotechnologische toepassingen Biotechnologische technieken Biotechnologisch debat

  22. KUNSTMATIGE GENOVERDRACHT GENEESKUNDIGE TOEPASSINGEN • Productie van geneesmiddelen • Insuline • Groeihormoon • EPO • Productie van vaccins • Gentherapie • Stamceltherapie

  23. KUNSTMATIGE GENOVERDRACHT GENEESKUNDIGE TOEPASSINGEN Insuline • 1921: zuivering en isolatie • Isolatie uit pancreas koeien en varkens • Nu: insuline aanmaak in GGO’s (bacteriën, gisten)  biotech-insuline

  24. KUNSTMATIGE GENOVERDRACHT 1. gen voor α-keten en gen voor β-ketenm.b.v. restrictie-enzymen geïsoleerd 2. elk gen in afzonderlijk plasmide, ge-koppeld aan gen voor galactosidase(lactose  glucose + galactose) 3.- 4. lactose is enige voedselbron  bacteriën vermeerderen + aanmaakgalactosidase-insuline complex 5. complex isoleren en zuiveren 6. galactosidase-deel wordt verwijderdα-keten en β-keten aan elkaar gezet

  25. KUNSTMATIGE GENOVERDRACHT GENEESKUNDIGE TOEPASSINGEN EPO (erythropoïetine) • Productie van EPO door nieren • Stimuleert aanmaak rode bloedcellen • EPO-concentraties in bloed heel laag  bloedtransfusies met extra rbc  tijdelijk effect + risico besmetting met virussen (hiv) • Genetisch gewijzigde ovariumcellen van Chinese hamster  voldoende en biologisch actief EPO

  26. KUNSTMATIGE GENOVERDRACHT

  27. KUNSTMATIGE GENOVERDRACHT GENEESKUNDIGE TOEPASSINGEN Productie van vaccins • Klassiek vaccin: injectie van verzwakte ziekteverwekkers  productie van antilichamen • Gentechnologisch vaccin: gen dat code voor eiwitten op buitenkant virussen bevat inbrengen in onschadelijk virus  wordt in dierlijke cellen vermeerderd  onschadelijk virusmengsel  productie van antilichamen

  28. KUNSTMATIGE GENOVERDRACHT GENEESKUNDIGE TOEPASSINGEN Gentherapie • Foutieve gen vervangen door een goed werkend gen • In lichaamscellen waarbij foutieve gen en ziekte wordt hersteld in patiënt zelf = therapeutisch effect of genotypisch geneesmiddel • Ingebrachte gen = juiste versie van fout gen of nieuw gen dat corrigerend werkt

  29. KUNSTMATIGE GENOVERDRACHT GENEESKUNDIGE TOEPASSINGEN Gentherapie • CIDS: congenitaal immuniteitsdeficiëntie-syndroom  defect in gen voor enzym ADA (adenosinedeaminase) • ADA  geen productie witte bloedcellen • Beenmergcellen van patiënt + correcte versie van ADA-gen

  30. KUNSTMATIGE GENOVERDRACHT

  31. KUNSTMATIGE GENOVERDRACHT LANDBOUWKUNDIGE TOEPASSINGEN • Vroeger: generaties lang kruisingen van planten  gewenste + ongewenste eigenschappen! • Nu: gewenste eigenschappen worden gericht in gewas gebracht door genetische transformatie • 1985: Van Montagu & Schell  1e transgene planten • Kleurverandering, insectresistenie, herbicide-tolerantie, langere houdbaarheid, grotere en meerdere vruchten,…

  32. KUNSTMATIGE GENOVERDRACHT LANDBOUWKUNDIGE TOEPASSINGEN • Insectresistente planten • Planten bestand tegen onkruidverdelger • Planten met specifieke kwaliteiten: • Flavr Savr-tomaten • blauw katoen • golden rice • aardappelen met meer zetmeel • soja en koolzaad die gezondere vetten maken • productie van vaccins

  33. KUNSTMATIGE GENOVERDRACHT LANDBOUWKUNDIGE TOEPASSINGEN Transgene planten die zelf insecticide aanmaken • Gen dat voor Bacillus thuringiensis-toxine (Bt-toxine) codeert overbrengen naar plant

  34. KUNSTMATIGE GENOVERDRACHT 1. gen voor Bt-toxine wordt gekloond in colibacil 2. door recombinant-DNA-technologie plasmide samenstellen 3. plasmide inbrengen in agrobacterie 4. agrobacterie infecteert protoplasten 5. bacterie draagt T-DNA over aan tabaksplant 6. plantencellen worden opgekweekt 7. volwassen tabaksplant brengt gen tot expressie

  35. KUNSTMATIGE GENOVERDRACHT LANDBOUWKUNDIGE TOEPASSINGEN Transgene planten die resistent zijn tegen onkruid-verdelgers • Soja, tabak, maïs,… herbicidetolerantiegen tegen Roundup • Voordelen: verminderd gebruik van herbiciden, kostenbesparend • Nadelen: contaminatie van niet-gewijzigde planten, onzekerheid over gezondheid,…

  36. KUNSTMATIGE GENOVERDRACHT FORENSISCH ONDERZOEK • DNA-fingerprint • Aanleg en beheer van genenbanken met daderprofielen • Vaderschapstest (fig. p.73) • VNTR • Verschillende regio’s testen

  37. Genetisch wijzigen van organismen Biotechnologische toepassingen Biotechnologische technieken Biotechnologisch debat

  38. TECHNIEKEN KLONEN • Natuurlijk klonen ▫ bacteriën ▫ eeneiige tweelingen • Reproductief klonen ▫ gebruik van celkern van gedifferentieerde cellen • Therapeutisch klonen ▫ gebruik van stamcellen om cellen en weefsels te maken die gebruikt worden om mensen te genezen

  39. TECHNIEKEN

  40. TECHNIEKEN Therapeutisch klonen • brandwondencentra: huidcellen • kweken van hele organen, ruggenmerg, been en kraakbeen • embryonale stamcellen  spiercel, niercel, levercel,…

  41. TECHNIEKEN AGAROSE-GEL-ELEKTROFERESE • DNA-fragmenten van verschillende lengtes van elkaar scheiden • Elektroforesetank: gel + bufferoplossing + DNA • Elektrische spanning  DNA-fragmenten migreren (korte sneller dan lange)  bandenpatroon

  42. TECHNIEKEN

  43. TECHNIEKEN PCR • Onderzoek: kleine hoeveelheden DNA • Vroeger: (tot 1987) fragmenten in plasmide van bacterie  bacterie vermeerdert  voldoende DNA • Nu: (vanaf 1987) PCR of polymerase chain reaction • Stukjes DNA synthetiseren op basis van een DNA-staal • 2 primers + kunstmatige nucleotiden

  44. TECHNIEKEN

  45. TECHNIEKEN

  46. TECHNIEKEN DNA-SEQUENTIE ANALYSE • Basenvolgorde in DNA-fragment bepalen • 1 primer + kunstmatige nucleotiden + fluorescerende kunstmatige nucleotiden ( stoppen de ketenverlenging) • Agaraso-gel + laser: fluorescentiesignaal wordt gelezen en omgezet in DNA-sequentie

  47. TECHNIEKEN

  48. TECHNIEKEN

  49. TECHNIEKEN RFLP • Restrictie fragment lengtepolymorfisme • Gebruik van restrictie-enzymen om DNA in stukjes te knippen  deze stukjes verschillen van persoon tot persoon in lengte  zo kan men ook ziektes opsporen • Sikkelcel: Mst II knipt in de volgorde CCTNAGG (N is gelijk welke base)normale allel: ACTCCTGAGGAGsikkelcelallel: ACTCCTGTGGAG

  50. TECHNIEKEN

More Related