Tärkeimpiä aihekokonaisuuksia, joita tällä kurssilla käsitellään, ovat: solut, solujen toiminta (kemialliset reaktiot), geenit solujen toiminnassa, proteiinisynteesi, entsyymien toiminta, lisääntyminen ja perinnöllisyys, geenitekniikan menetelmät bioteknologian apuna ja jalostus.
Tärkeimmät asiat on alleviivattu. Tärkeimmät kappaleet on kirjoitettu punaisella.

1. Bioteknologiassa hyödynnetään eliöitä tai niiden osia
- bioteknologian sovellusaloja: jalostusbioteknologia, elintarvikebioteknologia, terveydenhuollon sovellukset, teollinen bioteknologia, ympäristösovellukset
- bioteknologiaa tarvitaan geenitekniikassa, soluviljelytekniikassa, bioinformatiikassa, proteomiikassa, systeemibiologiassa
- bioteknologia perustuu immunologiaan, molekyylibiologiaan, fysiologiaan, biokemiaan, mikrobiologiaan, genetiikkaan ja solubiologiaan

2. Mikroskooppisen pienet eliöt ovat mikrobeja
- mikrobeja esitumalliset arkit ja bakteerit sekä tumalliset alkueläimet, mikrosienet ja yksisoluiset levät
- arkit: oma- ja toisenvaraisia, äärioloissa menestyviä (useat lajit), muistuttavat ominaisuuksiltaan enemmän tumallisia kuin bakteereja
- bakteerit: oma- ja toisenvaraisia, geenimutaatiot ja rekombinaatiot luovat perinnöllistä muutelua, monia tehtäviä ekosysteemeissä
- alkueläimet: monet loisia
- yksisoluiset levät: tärkeitä tuottajia
- mikrosienet: hajottajia
- useat patogeenisiä

3. Virukset lisääntyvät soluissa
- virukset eivät ole eliöitä
- DNA-viruksen, retro-RNA-viruksen ja bakteriofagin lisääntyminen
- taudinaiheuttajia, evoluutiossa lisänneet eliöiden perinnöllistä muuntelua
- bioteknologiassa apuna geenisiirroissa

4. Tumallisilla soluilla on samankaltainen perusrakenne
- eläinsolun rakenne
- kasvisolun rakenne
- soluelinten toiminta (BIOS 5 s. 46)

5. Geeneissä on informaatio solujen toimintaan
- geneettinen tieto tallentunut DNA:han
- geeni DNA-jakso, jossa säätelyalue ja proteiinia koodaava alue
- tumallisella geenin koodaavassa alueessa introneita ja eksoneita, esitumallisilla ei introneita
- geenin emäsjärjestys määrää proteiinin aminohappojärjestyksen, joka määrää proteiinin rakenteen ja toiminnan
- tärkeitä proteiineja solun toiminnalle entsyymit, solukalvon reseptorit, solun tukirangan proteiinit, viestiaineet
- transkriptio tumassa: RNA-polymeraasi lukee mallivastetta ja muodostaa esiaste-RNA:n, joka silmukoidaan > lähetti-RNA
- lähetti-RNA kuljetetaan tumasta soluliman/karkean solulimakalvoston ribosomiin > translaatio: ribosomi rakentaa aminohappoketjun, siirtäjä-RNA tuo aminohapot, (oikea) aminohappojärjestys syntyy kodonien ja antikodonien yhteensopivuuden perusteella
- valmis aminohappoketju kiertyy/laskostuu, entsyymit voivat muuttaa proteiinin rakenneta (esim. lisäämällä osia)
- esitumallisessa tumassa ei silmukointia

6. Solut jakautuvat, erilaistuvat ja toimivat yhdessä
- perinnöllinen informaatio siirtyy solusukupolvelta toiselle, kun DNA kahdentuu
- solut erilaistuvat yksilönkehityksen aikana ja muodostavat erilaisia kudoksia tai solukoita
- kantasolut pystyvät erilaistumaan useiksi erilaisiksi soluiksi
- induktio = solujen/kudosten välinen vuorovaikutus viestiaineilla
- solujen erilaistuminen perustuu niiden geenien aktivoimiseen ja inaktivoimiseen
- kasveilla lämpötila ja valo vaikuttavat yksilönkehitykseen
- kasvien hormoneja: auksiini, gibberelliini, sytokiniini, abskissihappo, etyleeni

7. Mutaatiot ovat perimässä tapahtuvia pysyviä muutoksia
- mutaatioita aiheuttavat mutageenit (mm. ionisoiva säteily), virheet DNA:n kahdentuessa, hyppivät geenit
- geenimutaatiot: pistemutaatio, nukleotidin häviämät, ylimääräiset nukleotidit
- geenimutaatioiden vaikutukset: proteiinien rakennemuutokset, kehityshäiriöt, syöpä, uudet alleelit (haitalliset, neutraalit ja hyödylliset), muuntelun edellytys
- kromosomimutaatiot: häviämä, siirtymä, kahdentuma, kääntymä, liittymä
- kromosomimutaatioiden vaikutukset: muutokset entsyymien määrissä, yksilönkehityksessä, tärkeitä eläinten evoluutiossa
- kromosomistomutaatiot: monosomia, trisomia, auto- ja allopolyploidia
- kromosomistomutaatioiden vaikutukset: sairaudet, kehitysvammat, lajiristeymät, nopeakasvuiset yksilöt, tärkeä kasvien evoluutiossa
- mutaatiot ovat evoluution edellytys

8. Geenitekniikan avulla muokataan ja tutkitaan perimää
- DNA:n eristäminen, siirto ja muokkaus
- bioinformatiikalla hallitaan ja hyödynnetään geenitietoa
- sekvensointi: DNA:n emäsjärjestyksen selvittäminen
- elektroforeesi: DNA-palojen erottelu
- PCR, bakteeriviljelmät: DNA:n monistaminen
- työkaluina käytetään vektoreita, entsyymejä (katkaisu- ja liittäjäentsyymit), alukkeita, koettimia
- geenikirjasto = esim. bakteeriviljelmään siirretty eliön perimä tai osa siitä
- DNA-siru = lasinen tai muovinen pieni levy, johon sijoitetaan tutkittavaksi ja tunnistettavaksi tuhansia erilaisia DNA- tai vastin-DNA-paloja

9. Geenitekniikan avulla voidaan muokata eliöitä
- muuntogeenisten eliöiden tuottaminen:
1) poistogeeniset eliöt
2) siirtogeeniset eliöt (siirtomenetelmiä mikroinjektio, geenipyssy, plasmidit, virukset, liposomit, sähköimpulssi, agrobakteeri)
- siirron onnistuminen selvitetään esim. merkkigeeneillä, antibioottivalinnalla, l-RNA:n tai proteiinien tuotolla
- kloonaus: 1) geenien kloonaus, 2) yksilöiden kloonaus (tuma siirto eläimillä, solukkoviljely kasveilla), 3) solujen kloonaus

10. Jalostuksella ohjataan haluttujen ominaisuuksien periytymistä
- eläinjalostus: valinta- ja risteytysjalostus
- kasvijalostus: valinta-, risteytys-, haploidia- ja mutaatiojalostus
- lisääntymisbiologiset menetelmät: keinosiemennys, koeputkihedelmöitys, alkionsiirto, solukkoviljely

11. Geenitekniikka on muuttanut jalostusta
- kloonaus (pääasiassa vain kasveilla): kasveilla solukkoviljely, eläimillä "Dolly"-tekniikka
- genomivalinta: perimän tutkiminen DNA-siruilla > sopivien yksilöiden valinta perimän mukaan
- eliön omien geenien muokkaaminen, geenisiirrot saman lajin eri yksilöistä, geenisiirrot eri lajeista > muuntogeeniset kasvit ja eläimet > muuntogeeninen ravinto

12. Yksilöiden tunnistamisessa käytetään uusia keinoja
- yksilöntunnistuksessa sormenjäljet, DNA-tunnisteet, kasvot, iirikset
- DNA-tunnisteet perustuvat toistojaksoihin, joita monistetaan PCR-menetelmällä
- DNA-tunnisteita käytetään rikostutukimuksissa, isyystesteissä, sukulaisuuden selvittämisessä, uhrien tunnistuksessa, lajien tunnistamisessa, eliöiden alkuperän selvittämisessä ja muuntogeenisten eliöiden tunnistamisessa

13. Lääketieteessä kehitetään jatkuvasti uusia rokotteita ja hoitomenetelmiä
- lääketieteessä hyödynnetään monia bioteknologisia menetelmiä ja biotekniikalla luotuja aineita: solujenkorvaushoito, geenihoito, diagnostiikka, lääkkeet, rokotteet, kudosteknologia sekä lääkeproteiinit, tautimallit, kudos- ja elinsiirrot muuntogeenisten eläimien avulla

14. Teollisuudessa ja ympäristöteknologiassa hyödynnetään bioteknologiaa
- bioteknologian hyödyntäminen teollisuudessa: entsyymi-, pesuaine-, tekstiili-, elintarvike-, metsä-, kaivos- ja lääketeollisuudessa sekä biopolttoaineiden tuotannossa
- bioteknologian hyödyntäminen ympäristöteknologiassa: jätevesien biologinen puhdistus, kompostointi, saastuneen maaperän puhdistus, päästöjen ja jätteiden vähentäminen, energian säästäminen