Samenvatting Biogenie 6.1 - Thema 4

THEMA 4: Gentechnologie
1. Biotechnologie en gentechnologie
Biotechnologie = het gebruik van het leven
- Om gewenst eigenschappen te verkrijgen = selectief kruisen (dieren, planten)
- Om voedsel te bereiden  micro-organismen (gisten, schimmels)

 klassieke biotechnologie = tijdens de processen wordt het DNA van het
organisme niet of slechts indirect toegepast

✓ Kruisen/veredelen: beperkingen
- Binnen 1 soort: specifieke eigenschap uitselecteren (vb. spierkracht hond)
MAAR: geen 2 ≠ soorten kruisen want elke soort heeft een soorteigen #
chromosomen  kruisen onmogelijk = soortbarrière
VB: tarwe & maïs

- Gewenste & ongewenste eigenschappen worden overgedragen
 duurt generaties lang


✓ Jaren 70: nieuwe rechnieken grijpen rechtstreeks in op het DNA
- Moderne biotechnologie = gentechnologie
- Gen met informatie voor gewenste eigenschap wordt uit organisme
geïsoleerd + rechtstreeks ingebracht in DNA van organisme dat moet
worden verbeterd
- Genetisch gemodificeerd organisme (ggo) = organisme met deze
technologie toegepast
-  gentechnologie = genetische manipulatie
-  klassieke veredeling
▪ niet beperkt tot 1 soort  verbreking soortbarrière
▪ sneller

,2. Natuurlijke genoverdracht
• Natuurlijke genoverdracht : organisme dat DNA naar een ander organisme brengt
Vb. bacteriën en virussen

• Kunstmatige genoverdracht: wetenschappelijke gentechnologische technieken
waarbij ze zelf DNA binnenbrengen in een organisme

2.1. Natuurlijke genoverdracht door bacteriën
2.1.1. Het genetisch materiaal van bacteriën
Genetisch materiaal op specifieke manier verdeeld in cytoplasma vd cel:
- 1 grote ringvormige gesloten DNA-molecule
➢ Opgerold als een langwerpig kluwen = chromosoom
➢ Coderende genen voor vitale proteïnen
Vb. enzymen voedselvertering, celademhaling en celdeling

- 1 of meer kleine ringvormige DNA-moleculen = plasmiden
➢ Beperkt # genen voor niet-essentiële proteïnen

Plasmiden:
- Onafhankelijk van chromosoom vermenigvuldigen
- Vele kopieën (omdat meeste bacteriën ze klonen)
- Soms ook aanwezig bij eukaryoten (vb. bakkersgist)

2.1.2. Genoverdracht van een bacterie naar een plant
Agrobacterie = Agrobacterium tumefaciens
- Bodembacterie
- Infecteert planten via wonde  tumor veroorzaken
- Wereldwijde economische schade:
➢ Planten krijgen dwerggroei of sterven af




1) Agrobacterie bezit (naast chromosoom) maar 1 reuzenplasmide
(100x groter dan normaal)
 Tumorindicerend = Ti-plasmide
 Na beschadiging epidermis dringt agrobacterie de wonde
binnen
2) Agrobacterie hecht zich bij wonde aan de celwand en draagt T-DNA
over

, 3) T-DNA wordt in chromosomaal DNA van de geïnfecteerde cel
opgenomen: eerst opent specifiek enzym het plantenchromosoom,
dan volgt insertie van het T-DNA en het chromosoom sluit opnieuw
4) Cellen T-DNA delen ongeordend  tumoren ontstaan


2.2. Natuurlijke genoverdracht door virussen
2.2.1. Genetische afhankelijkheid bij virussen
Virus = hoeveelheid DNA (of RNA) die omgeven is door een proteïnemantel of
capside
- Geen eigen metabolisme
- Alle noodzakelijke stofwisselingsproessen uitvoeren door gastheercel
- GEEN zelfstandige DNA-replicatie, transcriptie, translatie
 geen juiste enzymen
- Vermenigvuldiging ook afhankelijk van gastheer
- = obligate parasiet

2.2.2. Genoverdracht van virus naar bacterie
✓ Bacteriofagen
= virus dat een bacterie als gastheercel gebruikt = faag
VB. Lambdabacteriofaag
o parasiteert op bacterie Escherichia coli
o veelvlakkige kop en een staartstuk
o kop: DNA-molecule omgeven met proteïnemantel
o staartstuk = proteïneschede die uitloopt op proteïnevezels

✓ Levenscyclus ve bacteriofaag: lytische en lysogene fase
Infectie vd bacterie = eerste stap in levencyclus van bacteriofaag
 lytische of lysogene fase

1. Lambdabacteriofaag hecht zich met staartstuk aan celwand van E. Coli
2. Virus geeft proteïne vrij  oplossen bacteriewand
3. Injectie virale DNA in bacterie  bacterie geïnfecteerd