biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · pdf filecrna biotehnologija - bioterorizam,...
TRANSCRIPT
![Page 1: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/1.jpg)
Biotehnologija 1Prof. dr. sc. Anita Slavica
![Page 2: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/2.jpg)
Zavod za biokemijsko inženjerstvo
Laboratorij za biokemijsko inženjerstvo, industrijsku mikrobiologiju i tehnologiju piva i slada
Pierottijeva 6/IV (desno)
Prof. dr. sc. Anita slavica (soba br. 161; e-pošta: [email protected])
Prof. dr. sc. Vesna Zechner-Krpan
![Page 3: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/3.jpg)
- Predavanja
- Domaće zadaće
- Konzultacije (po potrebi)
- Izvanredni pismeni ispit prije kraja semestra (prijedlog ponedjeljak, 11. prosinca 2017. godine)
- Pismeni ispit u redovitim ispitnim rokovima
![Page 4: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/4.jpg)
Kako do informacija o predmetu Biotehnologija 1?
![Page 5: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/5.jpg)
Kako do informacija o predmetu Biotehnologija 1?
![Page 6: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/6.jpg)
Kako do informacija o predmetu Biotehnologija 1?
![Page 7: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/7.jpg)
Kako do informacija o predmetu Biotehnologija 1?
![Page 8: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/8.jpg)
Kako do informacija o predmetu Biotehnologija 1?
![Page 9: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/9.jpg)
Kako do informacija o predmetu Biotehnologija 1?
![Page 10: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/10.jpg)
Kako do informacija o predmetu Biotehnologija 1?
![Page 11: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/11.jpg)
Kako do informacija o predmetu Biotehnologija 1?
![Page 12: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/12.jpg)
Kako do informacija o predmetu Biotehnologija 1?
![Page 13: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/13.jpg)
Kako do informacija o predmetu Biotehnologija 1?
![Page 14: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/14.jpg)
bio tehno logija
grčki bios + tehnos + logosživot vještina znanje
umijeće znanostpraktično znanje riječ
engleski
life skill, art knowledge(‘hands on’ knowledge) (theoretical)
što je biotehnologija? (1)
![Page 15: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/15.jpg)
što je biotehnologija? (2)
European Federation of Biotechnology (EFB; http://www.efb-central.org) dala je 1989. god. ovu definiciju:
‘Biotechnology is the integration of natural sciences and engineering sciences in order to achieve the application of organisms, cells, parts thereof and molecular analogues for products and
services.’
![Page 16: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/16.jpg)
što je biotehnologija? (3)
European Federation of Biotechnology (EFB; http://www.efb-central.org) dala je 1989. god. ovu definiciju:
‘Biotehnologija je integracija prirodnih i inženjerskih znanosti s ciljem primjene organizama, stanica i njihovih dijelova te molekulskih analogona u proizvodnji i uslugama.’
![Page 17: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/17.jpg)
što je biotehnologija? (4)
‘Biotechnology is making money with biology.’
‘Biotechnology uses substances, materials or extracts derived from living cells, employing 22 million Europeans in a €1.5Tn endeavor, being the premier global economic growth opportunitythis century.’
‘Biotechnology will deliver solutions to unimagined problems, providing food security, health and well-being to mankind for centuries to come.’
KMA Gartland et al. (Current Opinion in Biotechnology, 2013)
![Page 18: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/18.jpg)
kratka povijest biotehnologije (1)
• prapovijest fermentacijom voćnih sokova dobivaju se alkoholni napitci; fermentacijom mlijeka i tijesta s pomoću,
redom, bakterija mliječne kiseline i kvasaca, dobivaju se kiselo mlijeko i tijesto,…
• 1650. Francuska: Orléan metoda za proizvodnju octa iz „otopine etanola”
• 1680 Nizozemska: Anthony van Leuwenhoek promatra bakterijske stanice pomoću mikroskopa
• 1856. Francuska: Louis Pasteur izdvaja stanice pivskog kvasca od bakterija mliječne kiseline
• 1890 Francuska, Njemačka: Louis Pasteur, Robert Koch razvijaju prvo cjepivo
• 1900. Japan: Jokichi Takamine koristi -amilazu za razgradnju škroba
• 1908. Njemačka: Otto Roehm koristi tripsin iz pankreasa u detergentima i u proizvodnji kože
• 1916. UK: Chaim Weizmann razvija bioproces za proizvodnju acetona i n-butanola
• od 1920. industrijska proizvodnja limunske kiseline površinskim bioprocesom s pomoću plijesni Aspergillus niger
• 1928/9. UK: Alexander Fleming opisuje penicilin
![Page 19: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/19.jpg)
kratka povijest biotehnologije (2)
• 1943. SAD: Selman Waksman opisuje streptomicin
• od 1949. SAD: industrijska proizvodnja steroida
• od 1957. Japan: industrijska proizvodnja glutaminske kiseline u bioreaktoru s pomoću Corynebacterium
glutamicum
• od 1960. Danska: proteaze bakterija iz roda Bacillus koriste se u detergentima
• od 1965. Danska: proizvodnja sira pomoću sirila
• od 1970. SAD: proizvodnja visoko-fruktoznog sirupa koji zamjenjuje saharozu u bezalkoholnim pićima
• 1972/3 SAD: Stanley Cohen i Francis Boyer razvijaju postupak za in vitro rekombinaciju DNA pomoću
plazmida
• 1975. UK/Švicarska: César Milstein i Georges Koehler priređuju monoklonska protutijela pomoću
hibridoma stanica
![Page 20: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/20.jpg)
kratka povijest biotehnologije (3)
• od 1977. proizvodnja rekombinantnih proteina s pomoću bakterija
• od 1982. prve transgenične biljke i životinje
• 1985. SAD: Kary Mullis opisuje reakciju polimeraze (PCR)
• od 1990. SAD: započinje projekt humanog genoma (HUGO)
• 1995. transgenične rajčice registrirane kao prehrambeni proizvod u SAD-u i UK-u
• od 1995. eksperimenti genske terapije na čovjeku
• 1996. sekvencioniran genom kvasca
• 1998. klonirana prva životinja replika svoje majke - ovca Dolly
> 2 mil bp DNA spremljeno u bazama podataka
• 1999. kroz 4 mjeseca kompletno sekvencioniran genom Drosophila melanogaster (1.6 milijardi bp)
![Page 21: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/21.jpg)
kratka povijest biotehnologije (4)
• 1999 humane matične stanice održavaju se u kulturi
• 1999 tržišna vrijednost rekombinantnih terapeutskih proteina prelazi 10 milijardi $
…
…
…
vidimo se na Fiziologiji industrijskih mikroorganizama, temeljnom modulu diplomskih studijskih programa
Bioprocesno inženjerstvo i
Molekularna biotehnologija
![Page 22: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/22.jpg)
kratka povijest biotehnologije (5)
• 1999 humane matične stanice održavaju se u kulturi
• 1999 tržišna vrijednost rekombinantnih terapeutskih proteina prelazi 10 milijardi $
…
…
…
vidimo se na Fiziologiji industrijskih mikroorganizama, temeljnom modulu diplomskih studijskih programa
Bioprocesno inženjerstvo i
Molekularna biotehnologija
- 3D bioprinted clothing
- 3-parent babies regulation
![Page 23: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/23.jpg)
kratka povijest biotehnologije (6)
• 1999 humane matične stanice održavaju se u kulturi
• 1999 tržišna vrijednost rekombinantnih terapeutskih proteina prelazi 10 milijardi $
…
…
…
vidimo se na Fiziologiji industrijskih mikroorganizama, temeljnom modulu diplomskih studijskih programa
Bioprocesno inženjerstvo i
Molekularna biotehnologija
- reconstructed human „skin” models
![Page 24: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/24.jpg)
primjena biotehnologije (1)
Rockström et al., Nature 2009
![Page 25: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/25.jpg)
primjena biotehnologije (2)
- biotehnologija je jedna od glavnih tehnologija na kojima se temelji bio-industrija Europske unije
- četiri su glavna područja primjene biotehnologije:
crvena (biopharma) biotehnologija
zelena (agri-food) biotehnologija
plava (environmental) biotehnologija
bijela (industrijska) biotehnologija
![Page 26: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/26.jpg)
primjena biotehnologije (3) - the biotechnological rainbow
crvena biotehnologija - zdravlje, medicina, dijagnostikayellow biotechnology - food biotechnology, nutrition scienceplava biotehnologija - akvakultura, biotehnologija obale i morazelena biotehnologija - poljoprivreda, biotehnologija okoliša, biogoriva, biognojivo,
bioremedijacija i geomikrobiologijasmeđa biotehnologija - biotehnologija sušnih područja i pustinjacrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanjepurpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi, intelektualno vlasništvo
siva biotehnologija - biokemijsko inženjerstvo i bioprocesna tehnologija
bijela biotehnologija* - gene-based bioindustrijazlatna biotehnologija - bioinformatika, nanobiotehnologija
![Page 27: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/27.jpg)
što je bioproces, biokatalizator i bioreaktor? (1)
Biotehnološki proces ili bioproces je glavni dio biotehnološkog proizvodnog postupka u kojem se
supstrati djelovanjem biokatalizatora transformiraju u proizvod.
Biokatalizator inicira i/ili mijenja (povećava) brzinu određene reakcije ili niza reakcija.
Bioproces se provodi u bioreaktoru.
![Page 28: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/28.jpg)
što je bioproces, biokatalizator i bioreaktor? (2)
bioreaktor s biokatalizatorom Proizvod (P)Supstrat (S)
engl. substrate engl. product
sirovina, engl. raw material
![Page 29: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/29.jpg)
što je bioproces, biokatalizator i bioreaktor? (3)
- biokatalizator (engl. biocatalyst):
. (mikro)organizmi (bakterije, kvasci, plijesni, alge);
. biljne stanice, životinjske stanice, tkiva;
. enzimi, organele, membrane;
. „umjetni enzimi i organele” (analogoni);
. „umjetni (mikro)organizmi”.
![Page 30: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/30.jpg)
što je bioproces, biokatalizator i bioreaktor? (4)
bioreaktor s miješalom
glavni tipovi bioreaktora
![Page 31: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/31.jpg)
što je bioproces, biokatalizator i bioreaktor? (5)
glavni tipovi bioreaktora
sa miješalom sa lebdećim sa nasutim horizontalni
barbotirajuća air-lift slojem slojem rotirajući
kolona cijevni bioreaktor
(hrcb)
![Page 32: Biotehnologija 1 predavanje 1 - pbf.unizg.hr · PDF filecrna biotehnologija - bioterorizam, biološki rat, biokriminal, ratovanje purpurna biotehnologija - patenti, publikacije, izumi,](https://reader031.vdocuments.net/reader031/viewer/2022012401/5a7160227f8b9abb538cbbde/html5/thumbnails/32.jpg)
što je bioproces, biokatalizator i bioreaktor? (6)
Bioprocese koje koriste enzime kao biokatalizatore nazivamo enzimskim procesima (engl. enzyme
processes).
Bioprocese koje koriste mikrobne stanice kao biokatalizatore nazivamo mikrobnim procesima (engl.
microbial processes).
Bioprocese koje koriste biljne ili životinjske stanice kao biokatalizatore nazivamo procesima u kulturi
stanica (engl. cell culture processes).