Rakendusbioloogia (3)

KT nr2 (Rakendusboiloogia)
1) Biotehnoloogia mõiste (Seened ja bakterid )
Rakendusbioloogia-on bioloogia haru mis tegeleb bioloogia seaduspärasuste ja teadmiste rakendamisega praktikas
Rakendus alad:
* meditsiin
* veterinaaria
*põllumajandus
* aiandus
*metsamajandus
*biotehnoloogia
*geenitehnologia
*tõu- ja sordiaretus
Rakendus bioloogiat toetavad:
* biokeemia
*biofüüsika
*biogeograafia
*jt
Ka looduskaitses on vajalik tunda elusloodust.
Biokeemia uurib organismide keemilist koostist ainevahetusprotsesse,biokeemilisi reaktsioone.
Meditsiin ja veterinaaria ei saaksläbi ilma biokeemiata.
Biofüüsika uurib füüsikalisiprotsesse.
Biomeetria-modeleerib organisme ning katsetab.
Taime- ja loomageograafia uurib taimede ja loomade levikut maal.
Looduskaitse eesmärgiks on elukeskkonna ja looduse mitmekesisuse säilitamine
Biotehnoloogia-on tehnoloogia mis põhineb organismide omastel protsessidel,nende elutegevusel on väga vana tehnoloogia,mis on
kasutusel olnud nii toiduainete kui ka ravimite valmistamisel.
Biotehnoloogias kasutatakse seeni,baktereid ja algloomi.
Bakterid on ühe rakulised,ilma tuumata,sisaldavad rõngas kromasoome pärilikuse ainet,seal on üks DNA molekul seal on ka väiksemaid rõngas molekule plasmiide
misa on kasulikud kui bakterile mõjuvad väliskeskkonna tegurid. Plasmiid võib muutuda mis raskendab meditsiinis bakterjaalsete haiguste ravimisel .
Bakterid paljunevad pooldudes eelnevalt kahekordistub kromosoomide arv DNA-s ja sünteesitakse pooldumiseks vajalik valk.
Inimene võitleb töödeldes toiduaineid:
*kuumutamine
* viimistlemine
*külmutamine
*töötlemine toiduainetena
*definitseerimine
Bakteriaalsed haigused on:
*angiin
*boturism-kõike ohtlikum toksiin,kui bakteri mürk
*süüfius
* tripper
*poolera
* teetanus
Bakterikatted aitavad keskkonna teguritel vastu pidada kui need halvenevad keskkonna tingimused siis moodustuvad spoorid ,vesi eraldub toimub tihenemine ja nii
võivad bakterid elus püsida sõltuvalt liigist 1000-id aastaid.
Bakterid kasutatakse biotehnoloogias nii põllumajanduses tööstuses kui ka biopuhastites heitveede puhastamisel.
Seenedon ühe ja hulkraksed ,tuntuim üherakuline seen on pärmseen.temas on tuum ja selles kromosoomid .Pärmseen pungub.
Hulkraksed seened koosnevad paljudest rakudest neis võib olla üks tuum või rohkem. Rakudes moodustuvad torujad seeneniidid nn hüüfid need oma korda
moodustavad mütseeli e. seeneniidistiku.
Viimane võttab osa hallituse tekitamisel.Oluline hallitusjuustude saamisel.Samas võivad teatud hallitusseened eritada mürke mis tekitavad allergiat ja teisi
haigusi,ohtlikud on ka nende eosed.
Seente paljunemine toimub mitmendi:
*seeneniidistikuga
*eostega
*pungummisega
2)Biotehnoloogia rakendusalad ja tooted
Töö stus :toiduainetetööstus toodetakse piima saadusi,juust, kohupiim ,hapupiim,äädikas,õlut,veini,leiba,kohvi,kakao,salaamivorsti,hapukapsast,lõhna ja maitseaineid.
Ausisse on tõusnud funktsionaalne toit see on tervislik toit mis ergutab immunsüsteemi:nt biojogurtid mille sisse on pandus bakteritüvi.Munad milles on omegarasv-
happed.Kanasöödale listakse küllastumata rasvhapeid,mis jõuavad munade kaudu inimestesse.Küüslaauk seentest ja rohehallikud ja aktionmütsseente ,et saada antibiootikme
nad on erineva mõjususega ühel ei lase bakter poolduda teised hävitavad rakukesta kolmandad takistavad bakterivalgu sünteesi
Müügil on ka ravimid mis sisaldavad mikroelemente nagu :
*Zn
*Fe
*alkaloide
*jt
Metallurgia tööstus: seal kasutatakse baktergeid mis vabastavad mingi hinnalise metalli nt:uraani.
Tekstiilitööstus: kasulikuks ostuvad valgud mis lagundavad tärklist,ka rasva mis on samuti pärit on organismidest.Ensüüme sisaldavad ka mõned pesupulbrid nt:omo
Põ llumajandus : Kautusel on bakteriväätised silo ,kompost,taimekahjurte kaitse on seotud sellega,et osa baktereid hävitavad seeni ja nii saadakse lahti seenhaigustest taimedel.
Energeetika : Inimkond seisab energia kriisi lävel ,üks võimalus on hakkata saama energiata prügimägede orgaanilistest ainetest.Selle lagundamisel saadakse metaani
kui küttegaasi, pääsküla prügimäel on tankid kus on alustatud küttegaasi tootmisega.
Sõjandus:Maailmas on riike kes omavad bioloogilist relva, see on valdavalt bakterrelv mille kasutamise tagajärjed on ettearvamatud.
Keskkonnakaitse:Biopuhastites kasutatakse ära nii algloomi, baktereid kui kas seeni. Reoveel tekitatakse nn biokile nendest samadest organismidest.
Esimesena töötlevad nemad ümber orgaanilse saaste sellele järgneb mehaaniline puhastus. Samas on keemikud välja töötanud plastmassi mida aitavad lagundada mikroorganismid.
Viimane on aretatud selliseid bakterieid kes söövad naftat.
3)Biotehnoloogia kaasnevad robleemid ja eelise
Biotehnoloogia eelised:
*odav tooraine
*jäätmete vaba või loodusele kahjutute ainete teke
*energia säästlikus
Biotehnoloogia kaasnevad probleemid:
*kasutatavad organismid on tundlikud keskkonna teguritele suhtes,mõjub ainete konsetratsiooni PH temperatuuri muut teiste organismide saaste
*teadlastel kulub kaua eaga kultuuritüvede saamiseks
4) Geenitehnoloogia mõiste,selle rakendus alad ja arengu suunad.
Geenitehnoloogia-kasutab organismide pärilikkuse muutmisks DNA siirdamist.
DNA on pärilikkuse materjaalne kandja,ta koosneb desoksüribonukleotiididest A;G;C;T. DNA kaks ahelat on teineteise suhtes komplementaarsed.
Geen-on lõik DNA molekulist,mis määrab ära ühe mRNA sünteesi,sellele ülessanne on anda infot valkude snteesiks DNA -> mRNA -> valk.
Alleel-on geeni erivorm mis tähendab et nukleotiidide järjestus on mõnevõrra erinev.Geneetilist infot kasutab geenitehnoloogia järgmistel rakendustel:
*isikute tuvastamine-on seotud DNA analüüsig tehakse kindlaks nukleoiididde järjestus DNA-s ,ki teada on piirkonnaalad siis isik tuvastatakse.
*transgeensete organismide loomiseks (need on keneetiliselt muundatud org. GMO)- siin kasutatakse viirusi ja muud tehnoloogiat,et transportida organismi sisse viia
uus DNA element e.geen. Neid saab kasutada esitks mudelitena inimese pärilike haiguste uurimiseks ja uute ravimeetodite rajendamiseks.Teiseks konstrueeritakse baktereid kes nt.koristatakse
õlireostus merest.Kolmandaks luuakse taimed kes on külma- ja haiguste kindlamad ,ei lamandu,oleks saagirikkama ja säilivusaeg oleks pikem. Maasika taimele on
sisse viidud lestageen.Neljandaks luuakse uus organism kes toodaksid raviühendeid:verehüübimis ja kasvubakterid.
GMO-d kaasnevas probleemid:
* eetika probleemid
*võib olla kahjulik inimese organismile sest võib põhjustada allergiat e. ülitundlikust
*uued ained jõuavad toiduahelatesse ja võib kaduda ökosüsteem normaalne funktsioneerimine .
*haiguste geeniravi e teraapia- on kaks võimalust uute geenide sisseviimiseks ravi eesmärgil: väliselt ja siseselt
esimesel juhul eraldatakse esmalt haiged koerakud,sisestatakse laboris uus geen jälkitakse ja siirdatakse need rakud inimesse tagasi.Teisel juhul viiakse uued geenid otse nt.
süstimisel ,viirusvektoritena
*kloonimine-
on 2-liki kloonimist 1) sama genoomiga organismi loomine e. reproduktiivne kloonimine( Dolly )
nt: Kloonimie:
1 Täiskasvanu lamba udara raku võtmine
2 Munaraku kromosoomide eemaldamine
3 Udara raku kromosoomide eemaldammine
4 Udara raku kromosoomide siirdamine "tühja" munarkku
5 Munaraku ärritamine elektriga et see arenema hakkaks
6 Munaraku siirdamine lamba üsasse
7 Embrügenees kuni sünnituseni
2) Ravikloonimine
*eraldatakse tüvirakust 2-4 päevasest lootest
*siirdatakse tüvirakud haigesse koesse
Kuna tüvirakud võivad areneda peaaegu igat tüüpi koerakudeks saab neid kasutada võitluses haigustega.
5)Viirusvektor,selle kasutamine
Viirusvektor-on viirus ,see on saadud tema genoomi muutumisel, kusjuures muutus seisneb selles ,et sinna on sisse viidud rahugeen.
Kautatakse viiruse omadust tungida peremeesraku ja sinna sisse viia seega uued geenid.Viiruse ohtlikus on kõrvaldadud.Viiruse genoom hakkab paljunema
koos rakugenoomiga.
6) Bioloogia osa meditsiinis (pärilikud ja mittepärilikud)
Haigused võivad olla pärilikud,mittepärilikus või päriliku eelsoodumusega .
1)Pärilikud haigused:
*Pärilikud haigused kombinatiivse muutlikuse tagajärjel
Retsessiivsed alleelid satuvad homosügootsesse seisundisse.
Näiteks kurtus,lühinägelikkus,hemofiilia, daltonism .
*Pärilikud haigused mutatsioonilise mutlikuse tagajärjel
Geen-, kromosoom - või genoommutatsioonid tekitavad sugurakkudes,mis võivad põhjustada ainevahetushäireid,väärarenguid,kasvajaid.
Näiteks Downi sündroom,Klinefelteri sündroom.
*Pärilike haiguste profülaktika
Mutageenide vältimmine, sest võimalikud kahjulikud tegurid võivad mõjutada munarakke.
Hoidumine sugulusabieludest.
Sünnieelne diagnostika-DNA dianostika võimaldab uurida inimese kromosoome enne sündi ning leida mutatsioone .Kromosoomuuringud on soovitatavad peredele,kus
on teada raske pärilik haigus,ja üle 35-aastatele last otavatele naistele ,sest naise vanuse suurenedes kasvab risk sünnitada genoomihaigusega laps.
*Pärilike haiguste ravi
Asendusravi-organismi viiakse puuduvaid snsüüme või hormoone.Näites insuliini suhkruhaiguse korral.
Dieetravi-rakendatakse pärilikke ainevahetushaiguste korral.
Kirurgiline ravi-kõrvaldatakse pärilikud väärarengud.
Geeniteraapia-organismis asendatakse defektne geen tervega.
2)Päriliku eelsoodumusega haigused (komplekshaigused)
Kujunevad välja pärilikkuse ja keskkonategurite koostoimel.
Keskkonnategrid võivad soodustada või pidurdada päriliku eelsoodumusega haiguste teket.
Oluline on profülaktika. Tervislikud eluviisid saagu inimesele harjumuseks.
Päriliku eelsoodumusega on näiteks kõrgvererõhutõbi,suhkrutõbi,rasvatõbi, alkoholism ,kopsuvähk jt.
Vähkkasvajad on samuti päriliku eelsoodumusega haigused.Vähkkasvajad põhjustavad geeniregulatsiooni häired.Valede geenide avaldumine tuleneb genotüübi
iseärasuste ja keskkonnatgurite koosmõjust.
*Meditsiinigeneetika
Pärilike haiguste sünieelne diagnostik(lootevedeliku proovist analüüs,koeproov koorioni hattudest).
Suguvõsa uuringud.
Pärilike haiguste profülaktika.
Vähkkasvajate tekkepõhjuste uurimine ja mittekirurgilste ravimeetodite väljatöötlemine.
3)Mittepärilikud haigused
Sõltuvalt keskkonnateguritest.
Loote väärarengud on tingitud last ootava naise haigustest või muudet kahjulikest keskkonnateguritest.
Nakkushaigused on mittepärilikud.
Mittepärilikud on ka organite ja organsüsteemide haiused.