Biotechnologie als toegepaste moleculaire genetica

www.toelatingsexamen-geneeskunde.be
Biotechnologie als toegepaste
moleculaire genetica
Tekst gebaseerd op bioskoop 5/6 C - hoofdstuk 20: biotechnologie
Inleiding
Het is belangrijk voor een student geneeskunde vooral belangrijk zich te richten naar de
onderwerpen die relevant zijn voor de mens. Daarom wordt er hieronder een korte samenvatting
gegeven van de meest belangrijke onderdelen naar het toelatingsexamen toe.
Opmerking: dit is een relatief nieuw deel van leerstof dat te kennen is voor het toelatingsexamen.
Daardoor zijn er nog geen vragen beschikbaar hierover.
Samenvatting
1. Natuurlijke genenoverdracht, of met anderen woorden: hoe komen genen binnen in een
andere cel?
Via bacteriën
Het erfelijke materiaal van bacteriën bestaat hoofdzakelijk uit één lange streng DNA, die los in het
cytoplasma ligt.
Bacteriën daarnaast ook nog plasmiden. Dit zijn kleine ringvormige stukjes DNA met een beperkt
aantal genen. Ze kunnen zichzelf kopiëren en ze worden daarbij makkelijk van de ene bacterie naar
de andere doorgegeven. Deze kleine ringetjes kunnen gemakkelijk ingebracht worden in een andere
cel (gastcel).
Deze plasmiden (en ook andere vormen van DNA) kunnen we knippen aan de hand van restrictieenzymen. Dit zijn enzymen die een welbepaalde genensequentie gaan herkennen en hier vervolgens
in gaan knippen.
Een zeer bekend voorbeeld van een dergelijk restrictie-enzym is EcoRI, afkomstig van een bacterie.
Dit enzym herkent de sequentie 5’-GAATTC-3’ en knipt net achter de G. DNA is natuurlijk
dubbelstrengig, zodat we het best voorstellen als:
Plaats van herkenning
Na het knippen
5' GAATTC 3'
5' G-AATTC 3'
3' CTTAAG 5'
3' CTTAA-G 5'
Waarin het rode streepje de knipplaats weergeeft.
www.toelatingsexamen-geneeskunde.be
Via virussen
Tenslotte kunnen virussen een cel gaan binnendringen en daar hun eigen mee kopiëren wanneer de
cel zich gaat delen. Virussen ‘profiteren’ dus van de structuren in de cel om zichzelf te kunnen
kopiëren. Het kan goed zijn dat de cel hier aan dood gaat, en dat het virus zich dan naar een andere
cel begeeft.
2. Genetisch gewijzigde organismen
Een organisme dat één of meerdere genen van een andere soort ingebouwd kreeg noemen we
transgeen.
Genen zorgen meestal voor de productie van een eiwit. Samen met het gen dat de code levert voor
het eiwit moet er ook DNA aangebracht worden dat bepaalt waar, wanneer en in welke hoeveelheid
het nieuwe eiwit wordt geproduceerd (een regulerende functie).
Hoe wordt dit gedaan?
Zoals net besproken kunnen we gemakkelijk plasmiden in de cel brengen. We kunnen zo een
plasmide gaan modificeren. Dit doen we door een restrictie-enzyme dat op een welbepaalde plaats
gaat ‘knippen’. Vervolgens kunnen we aan de hand van een DNA-ligase een stukje DNA in het
plasmide plakken, dat we vervolgens in de cel brengen.
Daar kan dit stukje DNA tot expressie worden gebracht, en kan het eiwit worden geproduceerd.
3. Biotechnologische toepassingen in de gezondheidszorg
Geneesmiddelen: Een belangrijk voorbeeld is dat de insuline die diabetici inspuiten, gemaakt is door
genetisch gemodificeerde bacteriën of gisten.
Vaccins: Definitie: bij een vaccinatie wordt er een geïnactiveerde of verzwakte ziekteverwekker
geïnjecteerd in het lichaam. Het lichaam gaat hierop reageren en antilichamen (=antistoffen) maken
zo dat we ook tegen grotere hoeveelheden van deze ziekteverwekker bestand zijn. Dit zijn de
klassieke vaccins.
Bij de zogenaamde gentechnologische vaccins zoekt men naar een eiwit dat zich op de
ziekteverwekker bevindt, men dupliceert dit in een onschadelijk virus en dat brengt men uiteindelijk
in . De ziekteverwekker zelf komt dus niet meer binnen.