Thema 6 De gekloneerde toekomst - de basis

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

biotechnologie

De gekloneerde toekomst - Over veredelen, klonen, DNA- en biotechnologie - de basis

Doel van dit thema:

• Je begrijpt hoe genetica en cellen een rol spelen in de maatschappelijke aspecten van biotechnologie.

Welke technieken hebben we al besproken?

PCR

Binas 71M_2

-techniek waarmee je DNA fragmenten op grootte kunt scheiden.

Gelelektroforese

DNA sequencen

https://www.bioplek.org/animaties/moleculaire_genetica/DCTx.html

DNA fingerprinting

Restrictie enzymen

- DNA profielen van organismen vergelijken om zo afkomst te kunnen bepalen of organismen te kunnen identificeren 

- enzymen die specifieke DNA sequentie herkennen en hier op een unieke manier het DNA knippen

                              Biotechnologie

Biotechnologie - verzamelnaam voor technieken waarbij organismen worden gebruikt om producten te maken voor mensen

Kloneren

Na verkijgen van gunstig genotype kunstmatig zorgen voor nakome-lingen die allemaal hetzelfde geno-type hebben, noemt men kloneren.

- Bij planten: weefselkweek, stekken

- Bij dieren: embryosplitsing, celkerntransplantatie 

Genetische modificatie

https://www.bioplek.org/bioplek.html

• Genetisch materiaal van een organisme naar een ander organisme overzetten
• Transgeen organisme of ggo (genetisch gemodificeerd organisme)

• Cisgenese of transgenese

Genetische modificatie

https://www.bioplek.org/bioplek.html

• recombinant DNA techniek (incl restrictie enzymen) Binas 71M
• modificeren met virussen

• antisense DNA
• Knock-out gen
• Crispr-cas

Recombinant-DNA-techniek

1. plasmide wordt m.b.v. restrictie-enzymen opengeknipt.

2. stuk DNA met het insuline gen wordt uit het menselijke DNA geknipt en m.b.v. ligase in  plasmide geplakt.

3. plasmiden worden opgenomen door bacteriën en door deling ontstaan miljoenen bacteriën met het gerecombineerde plasmide.

4. bacterie is transgeen geworden door genetische modificatie.

Binas 71M

Genetische modificatie

https://www.bioplek.org/bioplek.html

• recombinant DNA techniek (incl restrictie enzymen)
• modificeren m.b.v. virussen

• antisense DNA
• Knock-out gen
• Crispr-cas

Genetische modificatie met virus

- DNA of RNA als erfelijk materiaal met daar omheen een eiwit-mantel

- Veel kleiner dan bacteriën: 0,1 um

- Vermeerderen via specifieke cellen door aan oppervlakte-eiwit te hechten en DNA/RNA naar binnen te laten

- DNA van DNA-virus direct in celkern

- Bij RNA-virus: reverse transcriptase

Reverse transcriptase = 

enzym uit virus

cDNA bevat gewenste gen en  wordt geplaatst in plasmide of virus 

complementair of copy DNA (cDNA)

• Verkregen door mRNA dat codeert voor een eiwit m.b.v. reverse transcriptase om te zetten naar enkelstrengs DNA
• Vervolgens DNA dubbelstrengs maken door tweede streng DNA ertegen te maken m.b.v. DNA polymerase ---> copyDNA

Dit cDNA inbrengen in een plasmide of in een virus

m

Genetische modificatie

https://www.bioplek.org/bioplek.html

• recombinant DNA techniek (incl restrictie enzymen)
• modificeren met virussen

• antisense DNA
• Knock-out gen
• Crispr-cas

 Gebruik van antisense-DNA

Vorming van complementair mRNA waardoor translatie niet meer kan plaats vinden --> geninactivering 

Toepassing: 

- onderzoeken functie van een gen

- uitschakelen expressie van een ziekteverwekkend gen 

Anti-sense DNA

Genetische modificatie

https://www.bioplek.org/bioplek.html

• recombinant DNA techniek (incl restrictie enzymen)
• modificeren m.b.v. virussen

• antisense DNA
• Knock-out gen
• Crispr-cas

knock-outgen

permanent uitschakelen

embryonale stamcellen -> deel van gen vervangen door antibioticum resistentie

cellen met KO construct worden ingebracht in embryo

doorkruisen tot individu dat volledig KO is

Genetische modificatie

https://www.bioplek.org/bioplek.html

• recombinant DNA techniek (incl restrictie enzymen)
• modificeren m.b.v. virussen

• antisense DNA
• Knock-out gen
• Crispr-cas

Crispr-cas

• Enzym cas vindt stukje DNA dat gewijzigd moet worden
• Cas knipt het DNA door
• Nieuw stuk DNA wordt ingebouwd
• Dit heet gene editing
• Bij gentherapie wordt dit gebruikt om kapotte genen te repareren

CRISPR-Cas in bacterie

Globaal overzicht van de DNA technieken

• Biotechnologie: technieken waar organismen worden gebruikt om producten te maken (brood, yoghurt, bier/ wijn).
  
• Recombinant-DNA-technieken: verzamelnaam van technieken waarbij DNA van een ander organisme aangepast wordt (insuline voor diabetespatient, gen mens ingebracht bij bacterie). 
• Genetische modificatie: gewenste erfelijke eigenschappen aanbrengen bij een organisme. Aangepast organisme = transgeen.
  
• Genomics:  studie van het gehele DNA van het organisme (opsporen ziekten bijv.)