5V thema 4 BS 7

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Biotechnologie

Basisstof 7

Vandaag

Leerdoel:

• Je kunt verschillende technieken en toepassingen van biotechnologie beschrijven

Programma:

1. zelf doorwerken van deze lessonup
2. Uitleg: biotechnologieën
3. Zelf werken aan BS 6 + 7

Biotechnologie

= gebruik van technieken waar organismen voor gebruikt worden. bijvoorbeeld: bier, yoghurt en het kruisen van gewassen.

Eén van de technieken is het kweken van organismen met polyploïde cellen. Bij de mitose of meiose kan een foutje ontstaan waardoor de cel zijn chromosomen wel verdubbelt, maar de cel zich niet deelt. Ook door het toevoegen van de stof colchicine ontstaan deze cellen. Er ontstaan o.a. grotere vruchten ( aardbeien en tomaten)

Polyploïdie kan kunstmatig door colchicine worden opgewekt

1. wel meiose, geen celdeling
2. zowel meiose als mitose, daarna celdeling
3. geen van deze antwoorden
4. wel mitose geen celdeling

Waarom wordt er altijd een gen voor antibioticum resistentie in de plasmide ingebouwd?

1. Anders werkt het plasmide niet goed
2. Anders neemt de bacterie het plasmide niet op
3. Dan kan er getest worden of het plasmide is opgenomen
4. Dit maakt de techniek makkelijker om uit te voeren

De hond in de afbeelding hierboven heet Joep. Omroep BNN liet Joep klonen in Zuid-Korea. In hoeverre is Pipo (de kloon) hetzelfde als Joep?

Zoals 

Een kloon en zijn 'moeder' lijken meer op elkaar dan een eeneiige tweeling.

1. Waar
2. Niet waar

nemokennislink.nl

Klonen

Voor de baasjes van Joep had Joep een gunstig genotype (/fenotype), het is mogelijk om een genetisch identieke nakomeling te verkrijgen door ongeslachtelijke voortplanting: een kloon.

Planten: stekken en weefselkweek.

Dieren: 

- Embryosplitsing: klompje cellen ontstaan uit bevruchte eicel splitsen in kleinere klompjes cellen.

- Celkerntransplantatie: kern eicel vervangen door kern. (zie afb hiernaast)

Onderaan de afbeelding staat nog een voorbeeld van therapeutisch klonen: Stamceltherapie met gekloonde cellen van een patiënt, om deze met eigen weefsel te genezen.

Veel voorkomend bestanddeel in voedingsmiddelen: gemodificeerd zetmeel. Een voorbeeld van genetische modificatie in ons dagelijks leven.

Zoals

Genetische modificatie

Maiszetmeel wordt als bindmiddel gebruikt, welke eigenlijk verhit moet worden om werkzaam te zijn. Dit type  gemodificeerd mais kan het werk als bindmiddel al doen, zonder dat verhitting nodig is.  Andere redenen om zetmeel te modificeren zijn om het ingrediënt beter bestand te maken tegen koeling of bevriezing, de houdbaarheid te vergroten, of de structuur aan te passen. 

Een oud woord voor modificatie is genetische manipulatie maar mensen vinden dat negatief klinken.

Een organisme wat genetisch gemodificeerd is, noem je transgeen of ggo (genetisch gemanipuleerd organisme).

De volgende slides gaan over verschillende voorbeelden van genetische modificatie, de eerste is te zien in de afbeelding rechts.

Recombinant-DNA-techniek

Het eerste voorbeeld van genetische modificatie is recombinant-DNA-techniek. 

De nucleotidevolgorde van het DNA in een organisme wordt gewijzigd door DNA in te brengen dat afkomstig is van een ander individu. 

Is dit van dezelfde soort: cisgenese.

Is dit van een andere soort: transgenese.

Complementair DNA / copyDNA

Ook virussen kunnen gebruikt worden om genen in te bouwen in een ander organisme. Met behulp van enzym reverse-transcriptase kan langs een mRNA-keten een enkelstrengs DNA keten gevormd worden. DNA-polymerase maakt een complementaire streng: er ontstaat dubbelstrengs DNA. Dit noem je  DNA, copyDNA of afgekort cDNA. Dit bevat alleen het gewenste gen, welke in een plasmide van een bacterie of in een virus worden ingebracht.

Bevat copy-DNA alleen intronen, alleen exonen of allebei? Leg je antwoord uit.

Antisense-DNA

Om bij bepaalde ziekten een gen uit te kunnen schakelen, zijn de volgende twee methoden te gebruiken: het gebruik van antisense-DNA en een knock-outgen.

Antisense-DNA is een kopie van een gen, met de stikstofbasen in omgekeerde positie. Wanneer dit DNA wordt ingebracht in het orgaan dat de ziekteverwekkende eiwitten produceert, zal zowel langs het originele gen als de kopie transcriptie plaatsvinden, de complementaire strengen RNA worden dubbelstrengs door basenparing en langs dit RNA kan geen translatie meer plaatsvinden - het gen is uitgeschakeld. 

De anti-sense techniek voorkomt translatie van het mRNA. Leg uit waarom het mRNA niet vertaald kan worden

Wat is het verschil tussen antisense techniek en methylering in de genregulatie? Tip: denk aan de processen die worden voorkomen?

Welk voorbeeld van
biotechnologie zie je
hiernaast?

1. Weefselkweek
2. Klonen
3. Polyploïdie
4. Recombinant-DNA-techniek

Welk voorbeeld van
biotechnologie zie je
hier (cannabisplant)?

1. Weefselkweek
2. Klonen
3. Polyploïdie
4. Recombinant-DNA-techniek

Knock-outgen

Zoals gezegd kan een gen ook permanent uitgeschakeld worden, dit gen noem dus je een knock-outgen.

Onderzoekers kunnen hiermee bekijken wat de functie van een gen is. In de afbeelding een normale muis (rechts) vergeleken met een obese muis. Er is een gen uitgeschakeld waardoor deze muis obesitas ontwikkeld.

Welk voorbeeld van
biotechnologie zie je
hier?

1. Weefselkweek
2. Klonen
3. Polyploïdie
4. Recombinant-DNA-techniek

Verder zelf werken

Lezen:

Bs 6 + BS 7 

Maken:

BS: 39 t/m 46

BS 7 opdr. 48 t/m 56

Leerdoelen:

• Kun je verschillende technieken en toepassingen van biotechnologie beschrijven?

Heb je nog vragen?