Nachwachsende Rohstoffe in der Wikipedia, Band 1

Biotechnologie 283
Produktionsmethoden
Organismen
In der modernen Biotechnologie werden mittlerweile sowohl Bakterien
als auch höhere Organismen wie Pilze, Pflanzen oder tierische Zellen
verwendet. Häufig verwendete Organismen sind oft bereits genau
erforscht, wie etwa das Darmbakterium Escherichia coli oder die
Backhefe Saccharomyces cerevisiae, bzw. gut erforschte Organismen
werden häufig für biotechnologische Anwendungen eingesetzt, weil sie
gut verstanden sind und bereits Methoden zur Kultivierung oder auch
gentechnischen Manipulation entwickelt wurden. Einfache
Organismen können zudem mit weniger Aufwand genetisch
modifiziert werden.
Zunehmend werden aber auch höhere Organismen (mehrzellige
Eukaryoten) zu bedienen. Grund hierfür ist etwa die Fähigkeit,
posttranslationale Veränderungen an Proteinen vorzunehmen, die z. B.
Das Bakterium Escherichia coli stellt einen der
am häufigsten genutzten Organismen der
Biotechnologie dar.
bei Bakterien nicht stattfinden. Ein Beispiel dafür ist das Glykoprotein-Hormon Erythropoetin, unter der Abkürzung
EPO als Dopingmittel bekannt. Allerdings wachsen etwa tierische Zellen langsamer als Bakterien und sind auch aus
anderen Gründen schwieriger zu kultivieren. Teilweise können Pharmapflanzen, die im Feld, im Gewächshaus oder
im Photobioreaktor kultiviert werden, eine Alternative zur Herstellung dieser Biopharmazeutika sein. [5]
Bioreaktoren
(siehe Artikel Bioreaktor)
Vor allem Mikroorganismen können in sogenannten Bioreaktoren oder auch Fermenter kultiviert werden. Dieses
sind Behälter, in denen die Bedingungen gesteuert und optimiert werden können, so dass die kultivierten
Organismen den gewünschten Stoffe produzieren bzw. in höheren Konzentrationen produzieren. In den Reaktoren
können verschiedene Parameter, wie z. B. pH-Wert, Temperatur, Sauerstoffzufuhr, Stickstoffzufuhr, Glukosegehalt
oder Rührereinstellungen geregelt werden. Da die einsetzbaren Organismen sehr unterschiedliche Ansprüche haben,
stehen unterschiedlichste Fermentertypen zur Verfügung, wie z. B. Rührkesselreaktoren, Schlaufenreaktoren,
Airliftreaktoren etc., sowie lichtdurchlässige Photobioreaktoren zur Kultivierung von Algen und Pflanzen.
Anwendungen
(siehe entsprechende Absätze in Artikeln Weiße Biotechnologie, Rote Biotechnologie, Grüne Biotechnologie,
Graue Biotechnologie und Blau Biotechnologie)
Durch die Vielfältigkeit der Biotechnologie sind zahlreiche Anwendungsbereiche und Produkte mit ihr verknüpft
bzw. auf sie angewiesen:
• Antikörpertechnologien: Herstellung z. B. von monoklonalen Antikörpern für verschiedenste diagnostische
Methoden in medizinische und biologischer Anwendung und Forschung
• Bioelektronik: Verknüpfung von Biologie und Elektronik, z. B. zur Entwicklung von Biosensoren
• Bioinformatik: Verarbeitung von Daten, die mit biotechnologischen Methoden, wie z. B. Genomsequenzierungen,
gewonnen wurden; aber auch Grundlage für die Entwicklung neuer biotechnologischer Methoden und
Anwendungen
• Bioverfahrenstechnik: Umsetzung biotechnologischer Anwendungen, wie z. B. Entwicklung von
Fermentationsverfahren