Biotechnologie
Inhoud
1.1 Indleiding............................................................................................2
1.1.1 Toepassingen?...............................................................................2
1.2 Genetisch materiaal............................................................................3
1.2.1 Structuur DNA...............................................................................4
1.2.2 DNA-replicatie...............................................................................6
1.2.3 Eiwitsynthese..............................................................................13
1.2.4 Extrachromasomaal DNA............................................................22
1.2.5 Expressie van genen...................................................................23
1.3 Veranderingen in genetisch materiaal..............................................28
1.3.1 Veranderingen in de genen.........................................................29
1.3.2 Veranderingen in chromosomen.................................................32
1.4 Biotechnologische technieken..........................................................33
1.4.1 PCR (polymerase chain reaction)................................................33
1.4.2 DNA-sequentie-analyse...............................................................43
1.4.3 Genetisch profiel, DNA fingerprinting.........................................51
1.4.4 Eiwit-onderzoek..........................................................................56
1.4.5 Recombinant DNA-technologie...................................................63
1
,Biotechnologie
1.1 Indleiding
Technologie gebaseerd op biologie
Biotechnologie maakt gebruik van dieren, planten, bacteriën of
andere levende wezens voor de ontwikkeling van medicijnen,
voedsel of nieuwe stoffen
Klassieke biotechnologie
Traditionele technieken
Kweken van planten en dieren
Gebruik van micro-organismen
Moderne biotechnologie= recombinant DNA-technologie
Rechtstreeks ingrijpen DNA
Start jaren 70 ,20ste eeuw
1.1.1Toepassingen?
Geneeskunde= rode biotechnologie
> 250 biotechnologische geneesmiddelen en vaccins
Inzicht in ziekten
Vb. insuline: voor diabetes
o Vroeger: van varkens, nadeel is dat het niet volledig identiek
is aan het maag insuline
o Nu: menselijke insuline geproduceerd door bacteriën en gisten
2
,Biotechnologie
Landbouw= groene biotechnologie
Waarom?
Opbrengst van landbouwgewassen te verhogen
Schade door insecten en ongedierte te voorkomen
Impact van de landbouw op het milieu te verminderen
Voorbeeld:
Bt-maïs: kristalproteïne specifiek tegen bepaald insect
o Kristallen worden in darmwand gevormd en dier sterft
Nog meer ontwikkeld
Voeding= witte biotechnologie
Produceren van brood en fruitsap
Kaasproductie=> enzyme chymosine uit geslachte kalveren gehaald
maar duur
o Ze bouwde het in bij gisten=> de genetisch gewijzigde
gistcellen produceren nu een zuiver chymosine
Industrie= witte biotechnologie
Om productieprocessen sneller en duurzamer te laten verlopen
Vb. waspoeders (proteasen, lipasen…)
1.2 Genetisch materiaal
Mens al lang duidelijk
o Kweek planten dieren => link tussen generaties
Onzichtbare informatiedrager = gen
Gen moet opgebouwd zijn uit moleculen (eerste idee eiwit) =>
chromosomen
1944 DNA = opbouw genen (pas begin 1950 algemeen aanvaard)
3
, Biotechnologie
1.2.1Structuur DNA
=desoxyribonucleïnezuur
De mens:
Cellen ~1014
o Chromosomen:
46 chr
23 paar chr
o DNA: erfelijk materiaal
Genen: coderen voor
eiwitten
Eiwitten bepalen samen met elkaar de kenmerken
van elke levende cel (en organisme)
1.2.1.1 Elementen van de DNA-molecule
DNA=> 2 complementaire strengen die schroefvormig rond elkaar
gewonden zijn tot dubbele helix-structuur
Streng is een aaneenschakeling van nucleotiden
Nucleotiden:
Pentosesuiker (= 5 C-atomen)
o 5-ring met O in => ribose
o Op 2e C-atoom een H
Voorvoegsel (desoxy) => DesoxyriboNA (opm: deoxy =
Engels, betekenis? Zuurstofarm)
Bij RNA niet het geval (OH-groep) => RiboNA
Fosfaatgroep op 5e koolstofsuiker (5’)
(nucleo)basen op 1ste koolstofsuiker
o 2 soorten purine (groot: Adenine &Guanine)en pyrimidine
(klein: Thymine & Cytosine)
o Geen uracil
Helix (logisch bij herhalende eenheden bij polymeren)
Dubbele helix
Met basen aan binnenzijde en suikerfosfaten aan de buitenzijde
o Basen dicht tegen elkaar= paarvorming vereist
(complementaire baseparen
Binding tussen een purine en een pyrimidine is een waterstofbinding
Adenine aan thymine: 2 H-bruggen gebonden
4