Biotechnológia

1. Biotechnológia klarissa_ro@yahoo.com - bevezető előadás -

2. Szeptember 25 – Bevezető előadás Október 2. – A növényi biotechnológia alapjai Október 9– Az ivaros szaporodás biotechnológiája Október 16 – Az ivartalan szaporodás biotechnológiája Október 23– Szomatikus sejtgenetika I. : Szomaklonális variabilitás, mutánsizolálás Október 30 – Szomatikus sejtgenetika II.: Protoplasztfúzió OKTÓBER 30: - TESZT I: első 5 kurzus (protoplasztfúzióig) November 6 – Transzgénikus növények előállításának stratégiái I. November 13 – Transzgénikus növények előállításának stratégiái II. November 20 – Első generációs transzgénikus növények növények I. November 27 – Másod és harmadgenerációs transzgénikus növények December 4 – Növényi biotechnológiák által nyerhető termékek az ipar és az egészségügy számára DECEMBER 4 – TESZT II: Utolsó 5 kurzus (protoplasztfúziótól) December 11 – Ismétlő óra, tesztek javítása December 18 - VIZSGA

3. Gyakorlat: összesen 30 pont • Teszt I: max. 10 pont • Teszt II: max. 10 pont • egy angol nyelvű cikk alapján készített előadás: max. 10 pont Megjegyzés:A tesztek rákérdeznek majd a gyakorlat anyagára is!!!! • Elméleti vizsga: • Szóbeli

4. Mi is az? „A biokémiának, a mikrobiológiának és a műszaki tudományoknak az integrált felhasználása annak érdekében, hogy mikroorganizmusoknak, tenyésztett sejteknek vagy ezek egyes alkotórészeinek (pl. enzimeknek) valamely képességét ipari termelési célokra alkalmazzuk” – Európai Biotechnológiai Szövetség

5. Fermentáció Klasszikus nemesítés Géntechnológia Egy gént egy élőlényből kiemelünk és átültetjük egy másikba Nehézségek A gén nem épül be Nem várt módon nyilvánul meg Hatás más génekre Klasszikus biotechnológia Modern biotechnológia !

6. Széleskörű felhasználás • Ipar, mezőgazdaság • Kórokozó rezisztencia • Mikroszaporítás, klónozás • Energiatermeltetés • ... • Egészségügy • Kórokozók kimutatása • Gyógyszerhatóanyagok termeltetése • Környezetvédelem • Szennyezőanyagok kimutatása és lebontása • Biodegradáció • Igazságügy • Szigorú ellenőrzési folyamatok és szabályok

7. Egy kis történelem...

8. Őstörténet - korai alkalmazások • Első háziasított állatok – mesterséges szelekció • Az asszíriai és babilóniai papok már mesterséges megporzást alkalmaztak – első keresztezések • Első fermentálók • sumér és babilóniai sörgyártás • Egyiptom:kenyérgyártás élesztővel, joghurtgyártás bacival,sajtgyártás, bor-, sör- és ecetgyártás fermentációval

9. A tudományos megközelítés kezdetei

10. 1673: Anton van Leeuwenhoek • Mikroszkóp • protozoák, baktériumok leírása - fermentáció • spermiumok felfedezése - szexuális szaporodás

11. 1850 - Semmelweis Ignác “az anyák megmentője”

12. 1865 - Gregor Mendel A genetika atyja

13. 1865 – 84 Luis Pasteur 1863 „pasztörizálás” 1880 legyengített kórokozókkal immunizálás 1884 veszettségvakcina kidolgozása

14. 1873-95 Robert Koch • baktériumtelepek növesztése agaron • számos baktérium leírása

15. 1902 Haberland elsőként próbálkozott növények vegetatív sejteinek tenyésztésével táptalajon

16. 1928 - Alexander Flemming A penicilin felfedezője

17. 1944 - Oswald T. Avery Genetikai transzformáció – a transzformáló anyag a DNS

18. 1950 - 53 Rosalind Franklin – a DNS röntgendifrakciós képe Erwin Chargaff – DNS bázisainak bárosodási szabályai

19. James Watson – Francis Crick1953 DNS szerkezet

20. MA • 1996 USA: az első genetikailag módosított kukorica és szójatermés • USA  Japán  EU • Vezető cégek • Monsanto www.monsanto.com • Bayer www.bayer.com • Novartis www.novartis.com • Genentech www.gene.com

22. Problémák • Leginkább rászoruló országok engedhetik meg maguknak a legkevésbé • Vásárlók hozzáállása – igencsak változó • „zöldek” ellenpropagandája – sokszor akadályozzák a kutatást • Egyes technológiák esetében nagyon kevéssé ismertek a környezetre gyakorolt hatások

23. Állati biotechnológia

24. Szaporítás biotechnológia • Termelés biotechnológia

25. Mesterséges megtermékenyítés • Nemi úton terjedő betegségek kivédése • Legjobb tenyészértékű állatok utóda • A tenyésztési célokat hamarabb el lehet érni • Kevesebb apaállat • Egy apaállat után rövid időn belül sok utód nyerhető • Földrajzi korlátok eltűnése • Piac igényeihez való gyors alkalmazkodás • Különböző állatfajoknál különböző technikák (legjobb eredmények a szarvasmarháknál) • Hígítók: a spermiumok életképességének megtartása, mozgékonyságuk csökkentése okok

26. A szaporulat nemének meghatározása • Megtermékenyítés előtt • Szedimentációs eljárás: • Elv: az X kromoszómát hordozó hímivarsejtek egyes állatfajoknál nehezebbek, mint a Y kromoszómásak • A hígító folyadékban immobilizált hímivarsejteket ülepedni hagyják. Mivel az X kromoszómát hordozó spermiumok gyorsabban ülepednek, mint az Y-osak, bizonyos idő elteltével a folyadékoszlop alján inkább női egyedeket, a tetején hím egyedeket létrehozó hímivarsejtek találhatóak • Jó eredmények szarvasmarháknál, juhoknál • A spermiumok ivari dimorfizmusán alapuló gépi szétválogatás • Nagyon hosszadalmas • Drága • Megtermékenyítés után: a nem kívánt nemű embriók megsemmisítése

27. Embrióátültetés • Embriók átültetése egy donor anyaállatból a recipiens állatba • Ok: magas tenyészértékű anyaállatokból évente több tíz nagy értékű embriót lehet nyerni • A folyamat: • Embriótermeltetés: • Szuperovuláció kiváltása • Mesterséges megtermékenyítés • Embrió gyűjtés: a fejlődő néhány napos, még nem beágyazódott embriók eltávolítása általában műtéti úton • Embrió beültetés: a recipiens állat akár a legkedvezőtlenebb tenyészértékű is lehet, a lényeg az, hogy egészséges legyen

28. Embrionális sejtcsoport manipulációja • Makromanipuláció: „ha nem nyúlunk be a sejtekbe” • Embriómélyhűtés: több évtizedig konzerválni lehet a korai stádiumú embriókat nagyon alacsony hőmérsékleten (-196°C) • Embrió darabolás: identikus ikrek előállítása a korai stádiumú embrió darabolásával (max 4 embrió) • Kiméra előállítási technika – különböző szülőktől (akár különböző fajú szülőktől...) származó embrió darabok összerakása • Mikromanipuláció: ha a sejten belül változtatunk valamit • Klónozás • Génátültetés

29. Klónozás • Az embriódarabolás is klónozás • Kimérikus klónozás: idősebb embrió sejtcsoport beültetése fiatalabb embrióba • Sejtmagátültetéses klónozás • Még nem differenciálódott 8 – 16 sejtes embrió sejteket saját sejtmagjuktól megfosztott petesejtekkel összeolvasztani, a keletkezett embriókat a recipiens anyaállatba beültetni • Dolly: felnőtt állat testi sejtének sejtmagjával

31. Környezettisztító és üzemanyagtermelő biotechnológiák • Ipari melléktermékek lebontás • Szenyvíztisztítás

32. Biotechnológiák az egészségügyben • Oltás • ISCOM vakcinák • alegységvakcina • Diagnosztika • DNS hibridizáció (Southern blott) • PCR (Polymerase Chain Reactin) • Szekvenálás • ELISA (Ensime Linked Immuno Sorbent Assay) - fehérje DNS

33. Növényi biotechnológia

34. A növényi szervezetek, sejtek és sejtorganellumok örökletes programjának megváltoztatása és az így kialakított új tulajdonságok gyakorlati felhasználása • Növénynemesítés • Növénytermesztés • Szaporítóanyag előállítás • Növényvédelem

35. kloroplasztisz • Szintézistudomány • Tárgya a növények örökítő anyaga és az ezt hordozó organellulok sejtmag mitokondrium

36. Géntechnológia – molekuláris szintű génsebészeti technikák • Szomatikus sejtgenetika – sejtszintű, citogenetikai eljárások • Reprodukciós (szaporodási) biotechnológia – szövet és szervszintű szaporítási technikák

37. Hasznos linkek • http://biotechnologia.lap.hu! • http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed/ • http://www.agry.purdue.edu/links/! • http://www.plantstress.com/ • http://www.accessexcellence.org/ • http://www.kumc.edu/gec/lessons.html! • http://www.epa.gov/