Biotehnoloogia (2)

Ande Andekas-Lammutaja
Bioloogia – Biotehnoloogia
Biotehnoloogia on organismidele omastel protsessidel põhinev tehnoloogia tehistingimustes. Geenitehnoloogia kasutab organismide pärilikkuse muutmiseks DNA siirdamist, mille tagajärjel luuakse uute pärilike omadustega organismid. Valdkondadeks on kloonimine (nii paljundamise kui ravi eesmärgil), keskkonna puhastamine, isikute tuvastamine , transgeensete organismide ehk GMOde loomine ning haiguste geeniteraapia . Kasutatakse peamiselt baktereid ja seeni, vähem taimi ja loomi. Organisme kasutatakse mitmesuguste ainete tootmiseks. Paljusid bakter - ja seentüvesid kasutatakse toiduainetööstuses, nad toodavad mitmesugusel eesmärgil vajalikke ensüüme (toiduainetel parandatakse lõhna- ja värviomadusi, juustu tootmine, ensüümid piima valgendamiseks, õlu selgeks muutmine). Funktsionaalne toit on toit, mille komponendid mõjuvad inimese organismile positiivselt (parandavad seedimist, ajutegevust, reumat, hoiavad ära astmat, vähendavad kolesteroolitaset organismis; tervisemunad , müslid). Ravimitööstuses toodetakse antibiootikume ( penitsiliin , tetratsükliin, kanariitsiin, migreenirohud, parkinsoni tõve ravimid ). Pesu- ja puhastusvahendid kasutavad bakteritest kasvatatud ensüüme, mis omakorda lagundavad rasvu, valke, värvaineid ja muud. Need ensüümid taluvad kuni 90°, sest bakterid on pärit kuumaveeallikatest. Kuna ensüümid on valgud , põhjustavad nad ka allergilisi reaktsioone. Viiruste kasutamine geenitehnoloogias põhineb nende võimel efektiivselt rakku siseneda ja sinna oma genoom üle kanda. Viirusvektor on viirustel põhinev geenide ülekandesüsteem. Ravigeeni sisaldava viiruse tootmiseks tuleb rakku lisada viirusvektor, mille mõned geenid on asendatud ravigeenidega (mutantse viirusega nakatatud rakk toodab küll viiruse paljunemiseks vajalikke valke, kuid viirusosakest ei ole suuteline ise moodustama, vektorilt sünteesitakse viirusosakeste moodustamiseks vajalikke valke). Ravigeeni sisaldavad viirused vabanevad keskkonda. Transgeenseid organisme kasutatakse bioloogiliselt aktiivsete ainete ( interferoonid , kasvufaktorid, antikehad ) tootmiseks ning koesobivate organite loomiseks. Kloonimine on identse genoomiga organismi loomine. Kloonimise eesmärgid on tänapäeval organismi paljundamine või olemasoleva organismi ravimine (uute organite kasvatamise või haigesse koesse tüvirakkude siirdamise kaudu). Etapid on tüviraku võtmine, sellest rakutuuma eemaldamine, tüviraku tuuma siirdamine munarakku, kust omakorda varem on eemaldatud munaraku tuum, munaraku jagunemise ja kasvamise soodustamine ning saadud embrüo siirdamine emaslooma emakasse. Arenev organism sünnib tüviraku andja identse koopiana. Dolly oli esimene kloonitud lammas, kes sündis 1997. aastal ja kelle elu lõpetati kiire vananemise tõttu 2003. aasta jaanuaris. Tüvirakke saadakse mõne päeva vanusest lootest, inimese luus olevast punasest luuüdist või ajust. Tüvirakkudel puuduvad kindla koe omadused ning nad on võimelised kujunema mistahes koeks. Tüvirakud võivad lõputult jaguneda. Tüviraku viimisega haigesse kutte on võimalik organismi ravida. Geeniteraapia põhipostulaat väidab, et kui haiguse põhjustab geenidefekt , siis selle defekti parandamine kõrvaldab ka haiguse tekkepõhjuse. Geenitehnoloogiat kasutatakse inimeste ravis peamiselt selliste haiguste puhul, mis on põhjustatud defektse geeni poolt ( immuunpuudulikkus , autoimmuunhaigused, neurodegeneratsioon jne). Jaguneb kaheks, asendada on võimalik vigaseid rakke (kas in vivo e. inimese sees või ex vivo e. väliselt) või kudesid.