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ABT (Subject) / molecular farming (Lesson)
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- Was versteht man unter molecular farming? ...nutzt Proteine oder Pflanzenzellen zur Herstellung hochwertiger Produkte wie Proteine, Molke und weiterer Substanzen, insbesondere für den pharmazeutischen Gebrauch, aber auch für Landwirtschaft und Industrie.
- Welche Pflanzen sind besonders gut, welche besonders schlecht geeignet zur Herstellung von rekombinanten Proteinen? Mais am besten, Tomate am schlechtesten
- Wodurch unterscheiden sich biotechnologische Verfahren von klassischen chemischen Prozessen? Biotechnologische Verfahren basieren auf regenerativen Rohstoffen (wie z.B. Zuckerrübe, Mais und Soja Klassische chemische Prozesse basieren auf fossilen Energieträgern
- Rekombinante Proteine aus genetisch veränderten Pflanzen (Chloroplasten) können verwendet werden. Wozu? Medikamente Somatropin (Wachstumshormon Serumalbumin (HSA; Herstellung von Blutzusatzstoffen Impfstoffe Rotavirus Hüllprotein: Impfung gegen Diarrhoe Enterotoxigenes Protein von E.coli: Schutz vor Gastroenteritis Industrielle Enzyme Xylanase Enzym für Papierherstellung Nachwachsende Rohstoffe Herstellung von biol. abbaubarem Kunststoff Acetyl-CoA-Reduktase
- Wie kann man Wurzeln für die Phytoremediation und molecular farming nutzen? Rhizosekretion von rek. Proteinen green fluorescent protein alkaline phosphatase Xylanase
- Wie kann man die Synthese von bestimmten Proteinen (in der Wurzel) provozieren? In dem man Stress induziert
- Wozu nutzt man transgene "hairy root cultures" (transgene Wurzelkulturen) ? Produktion von bioaktiven Sekundärstoffen produzierte Menge mitunter höher als bei intakten Pflanzen produzieren permanent Sekundärmetabolite transf. Wurzelkulturen von Heilpflanzen können zur Herstellung pharmazeutisch verwendbarer Sekundärstoffe eingesetzt werden
- Wie entsteht eine "hairy root culture"? Infektion mit agrobacterium rhizogenes (Ri) führt zu hairy root - Phänomen an Wurzel Fremdgene können eingeführt werden (mithilfe binärer Vektoren) transf. Wurzeln werden abgeschnitten und kultiviert (schnelles, plagiotrophes Wachstum unter Ausbildugn zahlreicher Verzweigungen)
- Wann ist es sinnvoll eine ganze Pflanze mit agrobacterium rhizogenes zu infezieren? In Fällen, in denen die Biosynthese von Sekundärmetaboliten in ganzen Ri-Pflanzen größer ist, als in hairy root Kulturen oder im Wildtyp
- Welche Wirkung haben Verbindungen aus Wurzelexsudaten? antimikrobielle Wirkung
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- Erläutern Sie die Bedeutung von Spinnenseide beim molecular farming stärkste bekannte Naturfaser für viele Verwendungen im medizinischen und industriellen Bereich geeignet Herstellung muss aber kosteneffizient sein dazu: large-scale Produktion rekombinanter Spinnenseide in transgenen Pflanzen Bsp.: zwei notwendige Gene aus Spinne in Tabakpflanze injeziert > Produktion von rek. Seidenprotein
- Wie verbessert man die Eigenschaften einer Pflanze zur Biokraftproduktion? Herstellung von Xylan-Magel Mutanten (verminderter Gehalt an Xylan in ihren sekundären Zellwänden) denn Lignin & vernetzte Hemicellulosen mit hohem Gehalt an Pentosen sind schwerer zu fermentieren als Hexosen Fermentation notwendig zur Umwandlung in Kraftstoffe
- Wie wird die Chemikalie 1,3-Propandiol (PDO) aus Nutzpflanzen gewonnen? Grundlage: Dextrose aus Mais gentechnisch hergestellte E.coli Bakterien metabolisieren die Glucose und wandeln sie in PDO um
- In wiefern kann die biotechnologische Produktion von PDO fossile Ressourcen (wie Öl) schonen? zunehmendes Interessen an PDO als Massenprodukt PDO zur Herstellung von Kunststoff mit hervorragenden Eigenschaften Kosten der bisher angewendeten chemischen Synthese (aus Erdöl, Bsp. Shell-Konzerne in USA) sehr hoch biotechnologische Herstellung mit Hilfe von Bakterien kostengünstige Alternative
- Wie gewinnt man die Chemikalie Polyhydroxybutyrat (Kunststoff) aus Nutzpflanzen? Drei Gene aus Bakterium, das von Natur aus Polyhydroxybutyrat bildet, werden in Luzerne kloniert -> Gewinnung von Kunststoff aus gent. veränderten Luzernen-Blättern
- Was versteht man unter Phytoremediation? Biologische Technologie, in der Pflanzen genutzt werden, um Böden und Wasser von Schadstoffen zu befreien
- Warum ist Phytoremediation notwendig? Umweltbelastung mit toxischen, nicht abbaubaren Schwermetallen hat stark zugenommen und ist nun flächendeckendes Problem Pflanzen nehmen Schwermetalle auf -> Anreicherung der Stoffe in Nahrungskette (-> Schäden für Mensch und Tier) Reinigungsleistung von Pflanzen kann als kostengünstige Methode dienen (damit Boden in ca.20Jahren wieder gefahrlos genutzt werden kann)
- Welche sind die wichtigsten Toleranzmechanismen der Pflanzen, die für die Phytomediation genutzt werden? Bindung der Schwermetalle in Zellwand Hemmung des Transports durch Plasmamembran aktiver Efflux von Schwermetallionen Chelatisierung und Entgiftung von Metallionen Kompartimentierung von Metallionen in Organellen Wichtigste Moleküle zur Entgiftung: Metallthionein-Peptide (Mts) und Phytochelatine (Oligopeptide) sie sind zu finden in E.coli, Tabak, Arabidopsis