Farmaceutische biotechnologie
2024 – 2025 (Semester 2)
Sukhleen Dalawer
HOOFDSTUK 1 : INTRODUCTIE
Wat is biotechnologie?
Breed gedefinieerd als het gebruik van levende organismen, of de producten van levende
organismen, ten behoeve van de mens (of ten behoeve van de menselijke omgeving) om een
product te maken of een probleem op te lossen, biotechnologische producten worden
verkocht in de apotheek (bv insuline)
Voorbeelden van biotechnologie
6 van de 10 geneesmiddelen zijn biotechnologisch
Selectief kweken/ fokken: bv mais (selectief de zaad kiezen, dus doorheen de
jaren heb je steeds meer grote stukken mais)
Vroege voorouders maakten ook gebruik van micro-organismen
Fermentatie (bier, kaas, …): bij brood gist toevoegen
Gebruik van antibiotica
Vaccinatie
DNA fingerprinting :
o Gepersonaliseerde behandelingen
o Identificatie menselijke resten
o Vaderschapstesten
Bloedglucose testen
Zwangerschapstest
A) 1ste biologische geneesmiddel (=insuline)
Insuline is een hormoon dat helpt om suiker uit het bloed op te nemen. Mensen met diabetes type 1
maken zelf geen insuline aan en moeten het dus inspuiten
Ontdekking van insuline:
In 1921 ontdekten twee onderzoekers (Banting & Best) dat een extract uit de alvleesklier van gezonde
honden diabetes bij andere honden kon genezen. Samen met twee andere wetenschappers (Collip &
Macleod) maakten ze een zuiverdere versie van insuline uit koeien, waarmee in 1922 voor het eerst
een patiënt werd behandeld. In 1923 kregen ze de Nobelprijs voor deze ontdekking.
Problemen met dierlijke insuline:
Sommige mensen kregen allergische reacties
Er waren enorm veel dieren nodig om insuline te maken (bijvoorbeeld miljoenen varkens- en
koeienalvleesklieren per jaar)
Oplossing: insuline maken met bacteriën
Wetenschappers probeerden insuline te maken met bacteriën, maar daarvoor hadden ze het
DNA nodig
In 1979 lukte het voor het eerst om insuline-DNA te maken en in bacteriën te laten groeien
In 1982 werd deze kunstmatige insuline goedgekeurd als medicijn en op grote schaal
geproduceerd
1
, B) 2de biologisch geneesmiddel (=humaan groeihormoon)
Het humaan groeihormoon wordt door de hersenen (hypofyse) aangemaakt en helpt kinderen
groeien. Bij kinderen met dwerggroei werd dit hormoon als medicijn gebruikt sinds 1963.
Oorspronkelijke bron:
Het groeihormoon werd uit de hersenen van overleden mensen gehaald. Dit werd meer dan 20 jaar
gedaan en zo werden 27.000 kinderen behandeld.
Probleem:
In de jaren '80 werd ontdekt dat sommige van deze hormonen besmet waren met de ziekte van
Creutzfeldt-Jakob (een ernstige hersenziekte die dodelijk is en pas na tientallen jaren kan opduiken).
Er was geen manier om het hormoon op deze ziekte te testen, en meerdere mensen overleden eraan.
Oplossing:
1. In 1985 werd het gebruik van menselijk groeihormoon verboden.
2. Gelukkig werd rond die tijd een veilige, biotechnologische versie ontwikkeld met recombinant
DNA-technologie (gemaakt in bacteriën of cellen).
C) Biotechnologisch vs. klassieke farmaceutisch bedrijf
Biotech bedrijf klassieke farmaceutisch bedrijf
medicijnontwikkeling met behulp van levende ontwikkeling van geneesmiddelen (chemisch synthetiseren of
organismen zuiveren van verbindingen)
maakt producten die geen medicatie zijn zoals geen gebruik van levende organismen om product te kweken
Biologische producten zijn niet 100% reproduceerbaar
D) Belangrijke datums
1590 microscoop uitgevonden
1663 ontdekking dat cellen bestaan
1675 ontdekking bacteriën
1796 eerste vaccins uitgevonden
1838 bouwstenen van cellen zijn eiwitten
1855 de Escherichia coli bacteriën zijn ontdekt
1865 ontdekking van dat er een erfelijke overdraagbaarheid is van bepaalde eigenschappen
1919 het woord biotechnologie word gebruikt
1822 insuline word uitgevonden
1928 ontdekt dat penicilline als antibioticum kan worden gebruikt
1941 genetische manipulatie werd ontdekt
2
, 1953 James Watson & Francis Crick beschreven als eerst de dubbele helixstructuur van DNA
1961 ontdekt dat DNA word eerst omgezet naar RNA
1968 ontdekking van wat een eiwit is
1970 ontdekking restrictie-enzymen
1973 ontdekking recombinant DNA technologie
1977 ontdekking : E. coli bacteriën gebruiken om menselijk insuline aan te maken
1982 goedkeuring recombinant insuline voor humaan gebruik
1986 goedkeuring eerste antilichaam geneesmiddel
1989 ontdekt dat er een link is tussen genetische fout en genetische afwijking
1990 The Human Genome Project is gestart
1997 eerste gekloonde zoogdier (gekloond = er is exacte genetische kopie gemaakt)
2003 The Human Genome Project is voltooid
E) DNA/RNA basiskennis
Bouwsteen : nucleotide
Elke nucleotide bestaat uit :
o Pentose suiker (5-koolstof) =
deoxyribose (DNA) of ribose (RNA)
o 3 fosfaatmoleculen
o Een stikstofhoudende base :
Purine : dat is een
meervoudige
Pyrimidine : een enkelvoudige
Basen moet je ni kunnen tekenen, maar wel herkennen
o A met T en G met C, waarbij GC heb je 3 verbindingen en bij AT zijn dat er 2
(verbindingen = waterstofbruggen)
DNA is een dubbelstreng helix en bevat thymine
o Bij opschrijven, schrijf je van 5’ 3’
o Strengen zijn complementair en daarom schrijf je dus 1 streng
RNA is enkelstreng en bevat uracil
o De sequentie bestaat uit codons, waar je dus de eiwitten uit kunt afleiden
Van DNA (5’ 3’) naar RNA : alles blijft hetzelfde maar de T word vervangen door U
Wat is een gen?
o Stukje DNA dat info bevat om iets in de cel te maken (zoals een eiwit), MAAR niet alle
genen maken eiwitten, sommige genen bevatten bv de instructies om tRNA te maken.
o Genen zijn meestal tussen 1000 en 4000 bouwstenen lang (nucleotiden)
o Ze bepalen hoe onze cellen, weefsels en organen eruitzien en functioneren
Waar zit DNA?
o DNA zit in chromosoom, die bestaan uit een lange DNA-keten en eiwitten
Mensen hebben 23 paar chromosomen
Bacteriën hebben maar 1 chromosoom
Wat is het genoom?
o Het genoom is als het DNA in een cel (dus alle genen en al het andere DNA in een cel)
o Het menselijk genoom bevat :
3 miljard baseparen
Ong. 20 000 genen
3
, A) DNA is een dubbele helix
B) Om DNA is een celkern te krijgen word die omgewikkeld
rond een eiwit genaamd histonen (en stukje DNA
omgewikkeld rond een histoon noemen we nucleosoom)
C) De nucleosomen gaan zich nog meer verder omwikkelen
6 nucleosomen samen noemen we selenoïde
D) Word verder en verder omgewikkeld tot je een
chromosoom krijgt
!!! chromosoom bestaat maar voor 1/3 uit DNA (nucleotiden) en
de rest is eiwit dat helpt bij het opvouwen en beschermen van
DNA
F) OM VAN DNA NAAR RNA TE GAAN HEB JE : 1)
REPLICATIE 2) TRANSCRIPTIE 3) TRANSLATIE
DNA REPLICATIE :
o STAP 1 : om DNA te kopiëren moet het eerst
ontvouwen worden en daarvoor hebben we
verschillende enzymen :
Topoisomerasen : ontvouwen van het DNA
Helicase : breekt de verbindingen (waterstofbruggen) tussen de 2 strengen zodat
ze uit elkaar gaan
SSB-eiwitten : binden zich aan de losse DNA-strengen en zorgen ervoor dat ze
niet opnieuw samenklappen
o STAP 2 : starten van kopiëren
Er worden korte stukjes RNA (= 10-15 bouwstenen lang) toegevoegd, dit noemt
RNA-primers
Primase (=enzym) gaat deze primers maken
o STAP 3 : nieuwe DNA-streng word gemaakt
DNA-polymerase (=enzym) herkent de RNA – primer, dan gaat DNA-polymerase
nieuwe bouwstenen (nucleotide) toevoegen aan de bestaande streng zodat een
nieuwe DNA-streng ontstaat
UITGELEGD A.D.H.V. DE AFBEELDING :
Stap 1: DNA wordt opengerold
o Helicase is een enzym dat het dubbele DNA uit elkaar trekt (alsof je een rits opent). Dit
gebeurt bij een replicatievork (de plek waar DNA wordt gesplitst).
Stap 2: DNA wordt gestabiliseerd
o Single-strand binding proteins (SSB's) binden zich aan de losse DNA-strengen om te
voorkomen dat ze weer terug samenklappen.
Stap 3: De leidende streng (leading strand) wordt gekopieerd
o DNA-polymerase maakt een nieuwe DNA-streng in één keer (continu in de 5' → 3'
richting)
o Dit betekent dat DNA-polymerase gewoon kan doorwerken zonder onderbrekingen.
Stap 4: De volgende streng (lagging strand) wordt in stukjes gekopieerd
o De andere streng (lagging strand) loopt in de 3' → 5' richting, wat niet ideaal is voor DNA-
polymerase.
o Daarom maakt primase eerst korte RNA-primers (kleine startpuntjes).
o DNA-polymerase maakt daarna korte stukjes DNA tussen deze primers. Deze stukjes
heten Okazaki-fragmenten.
4
2024 – 2025 (Semester 2)
Sukhleen Dalawer
HOOFDSTUK 1 : INTRODUCTIE
Wat is biotechnologie?
Breed gedefinieerd als het gebruik van levende organismen, of de producten van levende
organismen, ten behoeve van de mens (of ten behoeve van de menselijke omgeving) om een
product te maken of een probleem op te lossen, biotechnologische producten worden
verkocht in de apotheek (bv insuline)
Voorbeelden van biotechnologie
6 van de 10 geneesmiddelen zijn biotechnologisch
Selectief kweken/ fokken: bv mais (selectief de zaad kiezen, dus doorheen de
jaren heb je steeds meer grote stukken mais)
Vroege voorouders maakten ook gebruik van micro-organismen
Fermentatie (bier, kaas, …): bij brood gist toevoegen
Gebruik van antibiotica
Vaccinatie
DNA fingerprinting :
o Gepersonaliseerde behandelingen
o Identificatie menselijke resten
o Vaderschapstesten
Bloedglucose testen
Zwangerschapstest
A) 1ste biologische geneesmiddel (=insuline)
Insuline is een hormoon dat helpt om suiker uit het bloed op te nemen. Mensen met diabetes type 1
maken zelf geen insuline aan en moeten het dus inspuiten
Ontdekking van insuline:
In 1921 ontdekten twee onderzoekers (Banting & Best) dat een extract uit de alvleesklier van gezonde
honden diabetes bij andere honden kon genezen. Samen met twee andere wetenschappers (Collip &
Macleod) maakten ze een zuiverdere versie van insuline uit koeien, waarmee in 1922 voor het eerst
een patiënt werd behandeld. In 1923 kregen ze de Nobelprijs voor deze ontdekking.
Problemen met dierlijke insuline:
Sommige mensen kregen allergische reacties
Er waren enorm veel dieren nodig om insuline te maken (bijvoorbeeld miljoenen varkens- en
koeienalvleesklieren per jaar)
Oplossing: insuline maken met bacteriën
Wetenschappers probeerden insuline te maken met bacteriën, maar daarvoor hadden ze het
DNA nodig
In 1979 lukte het voor het eerst om insuline-DNA te maken en in bacteriën te laten groeien
In 1982 werd deze kunstmatige insuline goedgekeurd als medicijn en op grote schaal
geproduceerd
1
, B) 2de biologisch geneesmiddel (=humaan groeihormoon)
Het humaan groeihormoon wordt door de hersenen (hypofyse) aangemaakt en helpt kinderen
groeien. Bij kinderen met dwerggroei werd dit hormoon als medicijn gebruikt sinds 1963.
Oorspronkelijke bron:
Het groeihormoon werd uit de hersenen van overleden mensen gehaald. Dit werd meer dan 20 jaar
gedaan en zo werden 27.000 kinderen behandeld.
Probleem:
In de jaren '80 werd ontdekt dat sommige van deze hormonen besmet waren met de ziekte van
Creutzfeldt-Jakob (een ernstige hersenziekte die dodelijk is en pas na tientallen jaren kan opduiken).
Er was geen manier om het hormoon op deze ziekte te testen, en meerdere mensen overleden eraan.
Oplossing:
1. In 1985 werd het gebruik van menselijk groeihormoon verboden.
2. Gelukkig werd rond die tijd een veilige, biotechnologische versie ontwikkeld met recombinant
DNA-technologie (gemaakt in bacteriën of cellen).
C) Biotechnologisch vs. klassieke farmaceutisch bedrijf
Biotech bedrijf klassieke farmaceutisch bedrijf
medicijnontwikkeling met behulp van levende ontwikkeling van geneesmiddelen (chemisch synthetiseren of
organismen zuiveren van verbindingen)
maakt producten die geen medicatie zijn zoals geen gebruik van levende organismen om product te kweken
Biologische producten zijn niet 100% reproduceerbaar
D) Belangrijke datums
1590 microscoop uitgevonden
1663 ontdekking dat cellen bestaan
1675 ontdekking bacteriën
1796 eerste vaccins uitgevonden
1838 bouwstenen van cellen zijn eiwitten
1855 de Escherichia coli bacteriën zijn ontdekt
1865 ontdekking van dat er een erfelijke overdraagbaarheid is van bepaalde eigenschappen
1919 het woord biotechnologie word gebruikt
1822 insuline word uitgevonden
1928 ontdekt dat penicilline als antibioticum kan worden gebruikt
1941 genetische manipulatie werd ontdekt
2
, 1953 James Watson & Francis Crick beschreven als eerst de dubbele helixstructuur van DNA
1961 ontdekt dat DNA word eerst omgezet naar RNA
1968 ontdekking van wat een eiwit is
1970 ontdekking restrictie-enzymen
1973 ontdekking recombinant DNA technologie
1977 ontdekking : E. coli bacteriën gebruiken om menselijk insuline aan te maken
1982 goedkeuring recombinant insuline voor humaan gebruik
1986 goedkeuring eerste antilichaam geneesmiddel
1989 ontdekt dat er een link is tussen genetische fout en genetische afwijking
1990 The Human Genome Project is gestart
1997 eerste gekloonde zoogdier (gekloond = er is exacte genetische kopie gemaakt)
2003 The Human Genome Project is voltooid
E) DNA/RNA basiskennis
Bouwsteen : nucleotide
Elke nucleotide bestaat uit :
o Pentose suiker (5-koolstof) =
deoxyribose (DNA) of ribose (RNA)
o 3 fosfaatmoleculen
o Een stikstofhoudende base :
Purine : dat is een
meervoudige
Pyrimidine : een enkelvoudige
Basen moet je ni kunnen tekenen, maar wel herkennen
o A met T en G met C, waarbij GC heb je 3 verbindingen en bij AT zijn dat er 2
(verbindingen = waterstofbruggen)
DNA is een dubbelstreng helix en bevat thymine
o Bij opschrijven, schrijf je van 5’ 3’
o Strengen zijn complementair en daarom schrijf je dus 1 streng
RNA is enkelstreng en bevat uracil
o De sequentie bestaat uit codons, waar je dus de eiwitten uit kunt afleiden
Van DNA (5’ 3’) naar RNA : alles blijft hetzelfde maar de T word vervangen door U
Wat is een gen?
o Stukje DNA dat info bevat om iets in de cel te maken (zoals een eiwit), MAAR niet alle
genen maken eiwitten, sommige genen bevatten bv de instructies om tRNA te maken.
o Genen zijn meestal tussen 1000 en 4000 bouwstenen lang (nucleotiden)
o Ze bepalen hoe onze cellen, weefsels en organen eruitzien en functioneren
Waar zit DNA?
o DNA zit in chromosoom, die bestaan uit een lange DNA-keten en eiwitten
Mensen hebben 23 paar chromosomen
Bacteriën hebben maar 1 chromosoom
Wat is het genoom?
o Het genoom is als het DNA in een cel (dus alle genen en al het andere DNA in een cel)
o Het menselijk genoom bevat :
3 miljard baseparen
Ong. 20 000 genen
3
, A) DNA is een dubbele helix
B) Om DNA is een celkern te krijgen word die omgewikkeld
rond een eiwit genaamd histonen (en stukje DNA
omgewikkeld rond een histoon noemen we nucleosoom)
C) De nucleosomen gaan zich nog meer verder omwikkelen
6 nucleosomen samen noemen we selenoïde
D) Word verder en verder omgewikkeld tot je een
chromosoom krijgt
!!! chromosoom bestaat maar voor 1/3 uit DNA (nucleotiden) en
de rest is eiwit dat helpt bij het opvouwen en beschermen van
DNA
F) OM VAN DNA NAAR RNA TE GAAN HEB JE : 1)
REPLICATIE 2) TRANSCRIPTIE 3) TRANSLATIE
DNA REPLICATIE :
o STAP 1 : om DNA te kopiëren moet het eerst
ontvouwen worden en daarvoor hebben we
verschillende enzymen :
Topoisomerasen : ontvouwen van het DNA
Helicase : breekt de verbindingen (waterstofbruggen) tussen de 2 strengen zodat
ze uit elkaar gaan
SSB-eiwitten : binden zich aan de losse DNA-strengen en zorgen ervoor dat ze
niet opnieuw samenklappen
o STAP 2 : starten van kopiëren
Er worden korte stukjes RNA (= 10-15 bouwstenen lang) toegevoegd, dit noemt
RNA-primers
Primase (=enzym) gaat deze primers maken
o STAP 3 : nieuwe DNA-streng word gemaakt
DNA-polymerase (=enzym) herkent de RNA – primer, dan gaat DNA-polymerase
nieuwe bouwstenen (nucleotide) toevoegen aan de bestaande streng zodat een
nieuwe DNA-streng ontstaat
UITGELEGD A.D.H.V. DE AFBEELDING :
Stap 1: DNA wordt opengerold
o Helicase is een enzym dat het dubbele DNA uit elkaar trekt (alsof je een rits opent). Dit
gebeurt bij een replicatievork (de plek waar DNA wordt gesplitst).
Stap 2: DNA wordt gestabiliseerd
o Single-strand binding proteins (SSB's) binden zich aan de losse DNA-strengen om te
voorkomen dat ze weer terug samenklappen.
Stap 3: De leidende streng (leading strand) wordt gekopieerd
o DNA-polymerase maakt een nieuwe DNA-streng in één keer (continu in de 5' → 3'
richting)
o Dit betekent dat DNA-polymerase gewoon kan doorwerken zonder onderbrekingen.
Stap 4: De volgende streng (lagging strand) wordt in stukjes gekopieerd
o De andere streng (lagging strand) loopt in de 3' → 5' richting, wat niet ideaal is voor DNA-
polymerase.
o Daarom maakt primase eerst korte RNA-primers (kleine startpuntjes).
o DNA-polymerase maakt daarna korte stukjes DNA tussen deze primers. Deze stukjes
heten Okazaki-fragmenten.
4
