Molecular Biotechnology

Grundlegende Aspekte der Biotechnologie (z.B. Abgrenzung rote, braune, weiße, grüne Biotechnologie; Up- und Downstream-Prozessing, etc.) rekombinante Proteinproduktion, Proteinfaltung, Antikörpertechnologie, Bioengineering, Bioreaktoren (Rührkesselreaktor, Photoreaktor, etc.), biotechnologische Produktionsprozesse für verschiedenen Organismen (z.B. in E. coli, in humanen Zellen, in Hühnereiern, in Tabak, etc.);. Grundlagen der Immunologie, Antikörperstruktur, Quelle der Anitkörpervielfalt, Herstellung monoklonaler Antikörper, Biosynthese von funktionalen Antikörperfragmenten in E.coli; Klonierung von Ig Genrepertoires; Produktion von Antikörpern in Zellkulturen; Biospezifische und andere Derivate von Antikörpern; Selektion von rekombinanten Ig Fragmenten via Phage Display; Grundlagen der Bioprozesstechnik; Grundlagen der Pflanzenbiotechnologie, Grundlagen der weißen Biotechnologie, Modulation von Organismen.

Nach der erfolgreichen Modulteilnahme verstehen die Studierenden die Unterschiede der verschiedenen Bereiche der Biotechnologie (z.B. grüne, rote, weiße Biotechnologie) sowie deren historische Entwicklung und können Fragestellungen den jeweiligen Bereichen zuordnen. Sie können grundlegenden theoretischen und technologischen Aspekte der Produktion von ausgewählten Biomolekülen, wie rekombinanten Proteinen und von Antikörpern beschreiben und erklären. Sie sind in der Lage verschiedene Bioreaktoren (z.B. Rührkesselreaktor oder Photobioreaktor) zu unterscheiden und die erlernten biotechnologische Produktionsprozesse im Ablauf zu skizzieren. Darüber hinaus verstehen die Studierenden wie biochemische Prozesse (z.B. Proteinbiosynthese) in Organismen für biotechnologische Anwendungen verändert und optimiert werden können. Die Studierenden sind in der Lage, anhand der erlangten biotechnologische Konzepte spezifische Problemstellungen (wie etwa Optimierung der Rückfaltungsausbeute von unlöslich exprimierten Proteinen) zu verstehen sowie hierzu Lösungsvorschläge zu erarbeiten.

Grundkenntnisse der Biochemie auf Bachelorniveau.

Das Modul besteht aus einer Vorlesung (2 SWS) und einem begleitenden Seminar (1 SWS). In der Vorlesung werden die wesentlichen theoretischen Grundlagen biotechnologischer Produktionsprozesse vermittelt, während das Seminar der vertiefenden Vorstellung von Methoden und Techniken im Bereich der molekularen Biotechnologie dient (z.B. Methoden zur Gewinnung rekombinanter Proteinen in diversen Organismen; Herstellung gentechnisch veränderte Organismen in der weißen Biotechnologie; Proteinaufreinigung, Analyse der Proteinfunktion). Die Inhalte der Vorlesung und des Seminars werden durch Präsentation der Tafel und mit Projektionsmethoden vermittelt. Insbesondere im Rahmen des Seminars werden die Studierenden in Frage- und Diskussionsrunden zur inhaltlichen Auseinandersetzung angeregt moderiert durch den Seminardozenten.

PowerPoint-Präsentationen, Tafelanschrieb, Skript, Diskussion, Fachliteratur, Lehrbücher, Internet- und Literaturrecherche, Computerprogramme

Basisliteratur:
Molekulare Biotechnologie: Grundlagen und Anwendungen
Buch von David P. Clark und Nanette Jean Pazdernik
ISBN-10 : 9783827421289
Spektrum Akademischer Verlag

Molekulare Biotechnologie
ISBN: 3527326553
Michael Wink
Wiley-VCH GmbH

Weiterführende Literatur wird vom Dozenten bekannt gegeben.

Die Prüfungsleistung wird in Form einer Klausur (90 Minuten) erbracht. In Verständnisfragen sollen die Studierenden die Bereiche der Biotechnologie beschreiben und unterscheiden können (z.B. rote Biotechnologie, weiße Biotechnologie) sowie die theoretischen und technologischen Grundlagen biotechnologischer Produktionsprozesse (z.B. der biotechnologischen Produktion von Insulin oder der gentechnischen Veränderung von Pflanzen) sowie Unterschiede verschiedener Bioreaktoren erklären können. Die Studierenden sollen auch auf Grundlage der erlernten biotechnologischen Konzepte Lösungsvorschläge für konkrete Fallbeispiele (wie die korrekte Auswahl eines Antikörpers oder eines Produktionsprozesses für gegebene Eckparameter) ausarbeiten können. Die Antworten erfordern teils eigene Berechnungen von Produktionsparametern, das Skizzieren von Prozessabläufen und Bioreaktoren sowie teils das Ankreuzen von vorgegebenen Mehrfachantworten.