Biotechnologie Einführung
Fragen aus den Vorlesungen
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Definition der Biotechnologie
Biotechnologie ist die Integration von Naturwissenschaften und Ingenieurwissenschaften mit dem Ziel, Organismen, Zellen, Teile daraus und molekulare Analoge für Produkte und Dienstleistungen technisch zu nutzen.
Unterschied klassische und moderne Biotechnologie
klassisch: Einsatz von nativen Biokatalysatoren zur Produktion von Stoffen und Erbringen von Dienstleistungen
modern: Verfahren, dass isolierte DNA und DNS in Arbeitsprozess einbezieht, sowie neuer Verfahren wie Tissue Engineering, Hybridomatechnik zur AK Herstellung
Erläutere die Interdisziplinarität der Biotechnologie
Die Biotechnologie umfasst viele verschiedene Anwendungsbereiche wie zum Beispiel die Medizinisch-pharmazeutische Biotechnologie, die Agrobiotechnologie, die maritime Biotechnologie und die industrielle Biotechnologie. Die Biotechnologie ist eine Querschnittswissenschaft aus Biologie, Chemie und Ingenieurwissenschaften.
Welche Industriebranchen sind heute durch Methoden der Biotechnologie geprägt?
- Chemische Industrie
- Lebensmittelindustrie
- Pharmazie
- Kosmetik
Was sind Biokatalysatoren und wie lassen sie sich kategorisieren?
Biologische Wirkstoffe, welche Stoffwechselvorgänge steuern und fördern, wie zum Beispiel lebende Mikroorganismen, pflanzliche Zell- und Gewebekulturen, tierische Zell- und Gewebekulturen, humane Zellen, transgene (zusätzlich eingeschleustes Gen in sich tragend) Pflanzen und Tiere oder auch Enzyme.
Was ist ein gVO?
gentechnisch veränderter Organismus
erleutere den Begriff rekombinant
Als rekombinant bezeichnet man Proteine, die künstlich mit Hilfe von gentechnisch veränderten Mikroorganismen oder in Zellkulturen hergestellt werden.
rote Biotechnologie
medizinisch-pharmazeutische BT
- Impfstoffe (Hep B, Impfbanane)
- Zellen, Gewebe und Organe für die transplantationsmedizin
- auf rekombinanten Proteinen basierenden Wirkstoffe
grüne Biotechnologie
Agrobiotechnologie
- functional Food (bsp. pro+prebiotische Jogurts)
- biologische Schädlingsbekämpfung (Nematoiden)
Transgene Pflanzen mit verbesserten Ertrags und Verzehreigenschaften (bsp. Golden Rice)
- Krankheits- und herbizidresistente Pflanzen
blaue Biotechnologie
maritime Biotechnologie
Natürliche Wirkstoffe aus marinen Organismen als Nahrungsergänzung und für die Kosmetikindustrie (bsp. Beta-Carotin aus Makroalgen)
weisse Biotechnologie
Industrielle Biotechnologie, einschliesslich Umweltbiotechnologie
Beispiele für Produkte
- Biokraftstoffe (Biogas)
- Lebensmittel/Genussmittel (Käse, Bier)
- Pharmazie (Antibiotika)
4 Entwicklungsetappen der Biotechnologie und wichtige Meilensteine
1. Phase: unbewusste Nutzung von Mikroorganismen (Wein und Essigherstellung) ca. 10 000 vor Chr.
2. Phase: Aufdeckung des Wesens der Fermentation, Klassifizierung neuer Mikroorganismen, Aufklärung der Stoffwechselvorgänge, Beginn der Mikrobengenetik ab 1880 (Backhefeherstellung, Industriealkohol, Penicilin....)
3. Phase: Schaffung wissenschaftlicher Grundlagen für bio- technologische Apparate- und Verfahrenstechniken ab 1942 (Einführung Sterilfermentation, breite grosstechnischeerzeugung vieler Produkte...)
4. Phase: heute gezielter Einsatz der genetischen Manipulation von Zellen sowie rekombinanter Methoden und moderner Techniken (Genfood, Functionalfood, Algenbiotechnologie, grüne Medikamente, Biotherapeutika und Zelltherapeutika)
Warum ist die Biotechnologie historisch gesehen, die Kunst Lebensmittel hezustellen?
unbewusste Nutzung von Mikroorganismen bsp zur Wein und Essigherstellung
Was sind mabs und wie lassen sie sich biotechnologisch herstellen?
Monoklonale Antikörper sind Antikörper, also immunologisch aktive Proteine. Die Technik der Herstellung beruht auf der Verschmelzung von Antikörper- produzierenden B-Zellen mit Zellen einer Myelom-Zelllinie, wodurch hybride Zellen entstehen, die unbegrenzt Antikörper einer bestimmten Spezifität produzieren (Hybridom-Technik).
Hauptaktivitäten in der Forschung des Institutes für Biotechnologie der ZHAW
Kultivierung von Mikroorganismen, pflanzlichen und animalen Zellen (rot und grün)
Prozessmodellierung und Optimierung (weiss)
Verfahrenstechnik (weiss)
Prozess- und Anlagenentwicklung (weiss)
Sensortechnik und Prozessanalytik (weiss) Umweltbiotechnologie (grün/grau
