Biotehnoloogiast transgeensete organismideni (0)

Bioloogia
Biotehnoloogia
Biotehnoloogia on rakendusbioloogia haruteadus, mis kasutab erinevate elusorganismide elutegevusele tuginevaid protsesse inimestele vajalike ainete tootmiseks. Põhilised organismid on barkterid ja seened, tänapäeval kasutatakse ka rakukolooniaid.
Toodetakse palju erinevaid asju. Kõige rohkem toodetakse ensüüme. Näiteks toiduainetetööstuses kasutatakse seente toodetud ensüüme toiduainete lõhna, värvi või muude omaduste parandamiseks. Taimekaitsevahendites kasutatakse patogeenide vastu seentelt saadud ensüüme. Pesuvahendite intelligentsed molekulid võitlevad lipiidide vastu. Tekstiilitööstusessutatakse tärklise lagundamiseks seentelt pärit amülaasi. Õlle ja kalja tootmisel kasutatakse samuti biotehnoloogiat. Antibiootikumide tootmiseks kasutatakse seeni ja baktereid ning neid kasuatatkse bakteriaalsete haiguste raviks.
Funktsionaalne toit on toit, mille komponendid mõjuvad positiivselt inimese organismile. Positiivseid mõjusid saadakse loomorganismi füsioloogilisel mõjutamisel. Tegu võib olla ka bioaktiivse mõjuga toiduainega, näiteks küüslaugu, mee või astelpajumarjadega. Funktsionaalsel toidul on palju häid toimeid. See tõhustab inimeste seedekulgla talitust , aktiveerib immuunsüsteemi ja vähendab haigusriske, kõhuprobleeme ning veresoonkonna haigusi.
Probiootikumideks kutsutakse selliseid piimhappebakterite tüvesid, mis on isoleeritud inimese soolestikust ja mille positiivne mõju on teaduslike uuringutega tõestatud. Piimhappebakter on näiteks Helluse tootesarja ME-3. Tervistavad piimhappebakterid parandavad laktoosi omastamist organismis, suurendavad B-rühma vitamiinide imendumist
Taimede meristeempaljundus
Vaata joonis lehekülg 20.
Taimede vegetatiivne paljundamine on põhimõtteliselt kloonimine .
Meristeempaljundus on kaasaegne meetod. Seda kasutatakse ühelt taimelt suure arvu vegetatiivsete järglaste saamiseks. Nii saab aretada haigusvabasid taimi. Taimedel on võrsete tippudes ja pungades algkude ehk meristeem . Neid kutsutakse ka tüvirakkudeks – see on rakk , millest võib teha ükskõik missuguse koe rakke. Ka viljastunud munarakk on tüvirakk, sest see võib muutuda kõigeks kuni moorulani. Ühest meristeemrakust saab kasvatada uue organismi. Algkude tuleb kasutada, sest nad on haigusvabad. Meristeemrakk võetakse ja pannakse söötmele, kus ta hakkab kasvama ja arenema. Järjest selekteeritakse ja pannakse uuele söötmele. Arenevad koed, viimaks pannakse eraldi katseklaasi, kus arenevad juured. Lõpptulemuseks saadud taim on kloon algsest taimest.
Hübridoomitehnoloogia
Vaata joonis leheülg 21.
Antikeha on valguline molekul , mis moodustab kindla antigeeni vastu. Need tekivad valgevereliblede ehk lümfotsüütide tõttu. Samas hävivad need kiirelt ega tooda pikka aega piisavas koguses. Selleks, et peab antikeha tootma . Leiti, et segades neid kasvajarakkudega saab antikehi toota pikema aja vältel. Tekivad ühisrakud, mida nimetatakse hübridoomideks. Rakud pannakse söötmele, kus ellu jäävad vaid hübridoomrakud, mida saab seejärel kloonida . Hübridoomrakud on monokloonsed ehk väga kitsaste spetsiifiliste omadustega rakud. Neid kastatakse näiteks ka rasedustestides. Toodetakse antiseerumeid, näiteks marutaudivaktsiin.
Kunstlik viljastamine ja embrüosiirdamine
Kasutatakse hävimisohus liikidel, tõuaretuses.
Superovulatsioon on midagi, mis kutsutakse esile, et munarakke kätte saada. Selle käigus saab suures koguses munarakke, mis pannakse laboris spermatosoididega kokku. Saadakse viljastatud munarakud , mille saab istutada emaslooma sisse – aga see ei pea olema sama emane. Munarakke/embrüoid võib külmutaa ja pikka aega hoida.
Embrüosiirdamist kasutatakse ka kloonimiseks, näiteks insuliinirikka piimaga lehmadega.
Inimeste puhul ollakse skeptilisemad. Pooled juhtudest, mikse ei viljastuta, on mehe, teine pool naise süül. Kui munarakk ei jõua õigesti munajuhadest välja, saab selle kinni püüda ja kunstlikult viljastada. Kui on vähe elujõulisi seemnerakke, siis on võimalik ka seemneraku tuum otse munarakku viia. Kohe viljastudes ei teki ühe tuumaga viljastunud sügooti – alguses on kaks tuuma, mis seejärel ühinevad.
Surrogaatema on see, kes kannab teise organismi rasedust. Eesti seadused keelavad surrogaatemaduse. Kunstlikul viljastamisel pannakse tihti tagasi 2-3 embrüot, mis alati ei hakka kõik arenema, kuid tihti hakkavad ja tulemuseks on mitmikud .
Kloonimine
Kloonimist on laias laastus kahte sorti – embrüonaalkloonimine ja tuumkloonimine .
Kui on viljastatud munarakk, mida nimetatakse sügoodiks, ta jaguneb ja tekib moorula. Ühemunaraku kaksikud on kloonid . Kui moorula lammutada rakkudeks, hakkab see arenema uuesti. Seda kasuatatkse tõuaretuses. Nii saab ühest moorulast tekitada väga palju uusi embrüoid. Iga embrüo on teisega identne.
Lammas Dolly . Oli vaja tõestada, et saab kloonida ükskõik millisest keharakust. On vaja munarakku (n kromosoomi) ja ükskõik millist keharakku (2n kromosoomi). Munaraku tuumast eemaldatakse n kromosoomi ja asemele pannakse keharakust võetud 2n kromosoomi. Nüüd on diploidne munarakk, millele antakse signaal jagunemiseks. Munarakust areneb organism, mis on identne selle organismiga, kellelt võeti kromosoomid .
Õp: Mozarti kloonimisel võiksime saada hea pagari või hea traktoristi.
Terapeutiline kloonimine tähendab tüvirakkudest kindla organi loomist nn „varuosadeks“.
Vaata joonis 1.23. leheküljelt 33.
Totipotentne rakk – võib areneda mis tahes rakutüübiks ja panna aluse organismi arengule. On sügootides ja moorulas.
Pluripotnetne – võib areneda mis tahes rakutüübiks, kuid ei saa kasvada organismiks. On blastotsüüdis.
Multipotentne – võib areneda vaid teatud kudede rakkudeks (närvikoe rakud, lihaskoe rakud, sidekoe rakud, epiteelkoe rakud). On nabanäädiveres ja täiskasvanutel.
Geeniteraapia – terve geen viiakse haige geeni asemele. Transduktsioon on viiruste võime kanda geeni ühest rakust teise. Viiruselt eemaldatakse haigust tekitav geen ja pannakse selle asemele terve geen. Organism nakatatakse viirusega, viirus asendab haige koha terve geeniga. Geeniteraapia on keelatud loodetele. Rakuteraapia – organismi viiakse rakke.
Transgeensed organismid
Tuntud ka kui GMO ehk geneetiliselt muundatud organismid. GMO on ka organism, kelle muundamiseks on kasutatud oma liigi geene.
GMO-sid on kõige lihtsam teha viljastatud munarakuga. Munarakule lisatakse üks geen ja munaraku jagunedes on see geen kõigis rakkudes. Teine võimlus on siis, kui rakk on juba veidi jagunenud. Moorulas on igas rakus üks rakutuum – DNA sisestatakse vaid ühte rakku. Moorula arenedes ei ole tegu 100% transgeense organismiga, vaid vaid osa on muudetud – tegu on mosaiikse organismiga. Seda võib teha ka blastotsüüdi staadiumis.
GMO-d on vaja: geenekspressiooni ja selle regulatsiooni uuringutel ehk millised geenid avalduvad ja ei avaldu. Geenide funktsiooni uurimisel geenide suunatud inaktivatsiooni abil. Geenidoosi efektide uurimine ehk kui mitu geeni hakkab rakus tööle. Inimese haigusmudelite loomine.
GMO puhul, et geenid rändama ei läheks siis tihti need ei paljune, nt taimed ei lähe enam kasvama.
Nokaut-geen ehk välja lülitatud geen.
Kimäär id on organismid, kelle keha koosneb erineva geneetilise päritoluga rakkudest. Sinna alla käivad ka inimesed, kellele on organeid siirdatud.