Rakendusbioloogia (1)

Rakendusbioloogia - teadus, mis seisneb bioloogia põhiharude avastatud seaduste ja loodud teooriate praktilise kasutamise võimaluste ja lahenduste uurimises ning teostamises, luues vastavate juhiste, meetodite ja võtete süsteemi.
Biotehnoloogia - bioloogiliste protsesside rakendamisel põhinev tehnoloogia mitmesuguste ainete tootmiseks ning organismide sigimise ja pärilikkuse muundamiseks.
Heteroos - hübriidjõud
Antibiootikum - peamiselt hallitusseente ja osa bakterite poolt sünteesitavad ained, mis pärsivad teiste organimside, valdavalt bakterite elutegevust.
Biotõrje- taimekahjurite hävitamine või nende paljunemise ja leviku pidurdamine teiste organismidega või nende toodetud toksiinidega.
Fundamentaalteadus uurib objektide või nähtuste olemust, nendega seotud seaduspärasusi.Sisks on faktid, seadused, teooriad, hüpoteesid. Rakendusteadus, aga tegeleb loodusteaduslike teadmiste praktilise rakendamise printsiipide ja meetodite otsimise ja arendamisega põllumajanduses, meditsiinis, tööstuses, olme jm tarbeks.
Biotehnoloogia eelised: Suur energiasäästlikus, Odav tooraine , Jäätmevaba, loodusele kahjutud jäätmed. Probleemid: Suur ajakulu, Tundlikud keskkonnategurite suhtes
Põllumajanduses rakendusi: biotõrje, bioväetised, silo . Toiduainetööstuses rakendusi: GMO, hapendamine( piimhape ), käärimine, pastöriseerimine. Meditsiinis rakendusi: ravimid( antibiootikumid ), vaktsiinid.
L. Pasteur - tõestas, et käärimine, hapendamine ja roiskumine on elusolendite toimimise protsessid ning et mikroorganismid ei teki neis protsessides, vaid kõikjal leiduvad mikroobid põhjustavad neid protsesse. Tõestas, et kõik elav tekib elusast. Samuti tõi esile pastötiseerimis tehnoloogia. Lõi marutõvevaktsiini.
A.Fleming- pentitsilliini avastaja ja antibiootikumide ajastu sissejuhataja.
G.Mendel- avastas geenid ja nendepärandumise seaduses, mis paneb aluse geneetika arengule.
Funktsionaalne on selline toit, mille puhul on üheselt tõestatud, et lisaks toitelistele põhifunktsioonidele on tal mingit füsioloogilist funktsiooni parandav toime ja/või mingi haiguse riski vähendav toime. NT. Tõhustab inimese seedekulgla talitlust, aktiveerib immuunsüsteemi ja vähendab haigestumise riski nt kaaries , kõhulahtisus, kõhukinnisus, veresoonkonnahaigused
Sordiaretuse eesmärgid: keskkonnale vastupidav, mitmekesisuse suurenemine, maitseomadus, säilivuse pärandamine. Meetodid: 1)valik, 2)kaughübridiseerimine 3)polüploidiseerimine 4)indutseeritud mutagenees , 5)GM-taimed, 6)meristeemmeetod
Tõuaretuse eesmärgid: dekoratiivsus, kiirus, suurus, haiguskindluse tõstmine, vähem hoolt,eluiga, liha kvaliteet. Meetodid: 1)valik, 2) ristamine (sugulus, mittesugulus) 3)hübriidiline meetod, 4) superovulatsioon ja embrüosiirdamine 5) kloonimine
Embrüosiirdamine- embrüotehniline protsess, mis seisneb ühelt emasimetajalt saadud või kehavälisel viljastamisel tekitatud embrüote siirdamises sobivas innatsükli faasis oleva retsipientlooma emakasse, kus see areneb sünniealiseks.
Surrogaatema - emasimetaja, kes sünnitab talle siirdatud võõrast päritolu embrüost arenenud järglase.
Superovulatsioon- hormonaalmõjutustega kunslikult esile kutsutud polüoulatsioon imetajatel. Kes normaalselt ovuleerivad 1-2 munarakku korraga.
Embr. Siirdamise plussid: 1)geneetilist väärtuslikult emasloomalt on võimalik saada palju järglasi. 2)embrüote eluvõimelisena säilitamine sügavkülutamise teekl võimaldab neid transportida kaugele. 3) superovulatsioonil on suurem protsent munarakkudel ellu jääda, kui neid on palju.
Inimese viljatuse põhjused: kui mehel või naisel esineb terviserike, mis takistab viljastumist (spermide vähesus või nende puudulik liikumine). Lahendus: surrogaatema- naisel võetakse munarakud munasarjast. Munarakud viiakse pärast kontrollimist spermidega vajalikke toitaineid sisaldavasse söötmesse ja jäetakse termostaati. Valitakse välja 2 pronukleusti. Sügoodid kantakse spetsiaalsesse kasvuvöötmesse. 2-3 või 5 päeva järel valitakse välja moorula või blastotsüsti staadiumis 2- 3 embrüod, mis siirtatakse ettevalmistatud naisesse.
Kloon - isendi, raku või DNA-molekuli koonimisel tekkiv geneetiliselt identne järglaskond.
Kloonimine- DNA- fragmentide , rakkude või organismide geneetiliselt identsete järglaste tekitamine.
Meristeempaljundus- taimede vegetatiivne paljunemine taimede algkoest.
Embrüonaalkloonimise eesmärgid: saada indiviidid , mis on täpselt algse embrüo kloonidja omavahel geneetiliselt identsed. Etapid: Munaraku viljastamine in vitro , embrüo jagatakse osadeks, lastakse taastuda nind siirdakse eri retsipientloomade emakasse.
Tuumkloonimise eesmärgid: luua õnnestunud geenisiirdamisega saadud transgeensete loomade geneetilisin koopiaid .Samuti ka arengubioloogiliste teaduslike probleemide uurimine , väärtusliku genotüüpiga põllumajandusloomade paljundamine, väljasuremisohus imetajate populatsioonide taastamine. Etapid: Munarakudoonorilt eemaldatakse tuum ja tuumadoonorilt võetakse tuum, somaatilise raku tuuma siirdamine tuumata munarakku elektriimpulsiga, embrüo areng in vitro, blastsotsüsti siirdamine asendusema emakasse, sünnib kloon laps.
Dolly etapid: Tuumadoonorilt võetakse udararakud, munarakudoonorilt munarakud, munaraku tuum eemaldatakse ja rakud liidetakse elektriimpulsiga, udaraku tuuma eelmaldamine, toimub „vegetatiivse“ sügoodi areng kultuuris, nüüd siirdatakse embrüo 3ndale lambale, seal see areneb surrogaadis kuni sünnini.
Terapeutiline kloonimise eesmärgid: inimese ravimine. Etapid: somaatilise raku tuuma siirdamine tuumata munarakku, embrüo areng in vitro blastotsüsti staadiumini, embrüonaalsete tüvirakkude eraldamine ja nende kasvatamine kultuuris patsiendi raviks. VÕI Täiskasvanu tüvirakud viiakse kultuuri ja mõjutatakse diferentseeruma kindlas suunas, vajalikud koerakud siirdatakse patsiendile.
Rakuteraapia - kahjustunud või hävinud kudede ja elundite funktsiooni parandamine või taastamine vastavalt diferentseerunud rakumasside siirdamisega, on seotud tüvirakkude eraldamise ja kultiveerumisega.
Tüvirakk- hulkrakse looma jagunemisvõimeline rakk , mille tütarrakud võivad diferentseeruda eri tüüpi koerakkudeks.
Neid eristatakse arenguvõime ja päritolu järgi: 1)Lõigustusrakud: võivad areneda mistahes rakutüübiks 2)Embrüonaalsed rakud : võivad areneda mistahes rakutüübiks, ei saa kasvada organismiks 3)Nabaväädivere tüvirakud: võivad areneda kindla koe rakkudeks 4)Täiskasvanu tüvirakud: võivad areneda ainult kindla koe rakkudeks
Hübridoomitehnoloogia- rakutehnoloogiiliste võimete kogum hübridoomide loomiseks- immuniseerimine, rakkude liitmine ja kloonimine, immunoloogiline testimine ja monokloosete antikehade produtseerimine.
Hübridoom- antikeha sünteesitava lümfotsüüdi ja müeloomiraku hübriid; luuakse monokloonse antikeha saamiseks.
Monokloone antikeha- kitsa antigeenispetsiifikaga antikeha, mida produtseerib kindel hübridoomikloon.
Hübridoomide saamine: 1)Hiir immuniseeritakse mingi antigeeniga 2)Kahe nädala pärast eraldatakse hiire põrnast lümfotsüüdid 3)Lümfotsüüdid ja kasvuaja rakud pannakse segusse, mis stimuleerib nende ühinemist. Rakkude ühinemisel teikivad hübridoomid 4)Rakud viiakse selektiivsöötmele, milles jäävad ellu ja paljunevad ainult hübridoomid 5)Hübridoomid kloonitakse lahjendusmeetodil 6)Valitud kloone kasvatatakse antikehade tootmiseks elusorganismis või kunstlikes tingimustes 7)Antikehad eraldatakse kasvukeskkonnast.
Hübridoomi omadus on et aktiveeritud lümfotsüüdist pärineb võime toota antikeha kasutatud antigeeni vastu ja müeloomist tuleneb kasvajarakule omane piiramatu jagunemise võime.
Monokloonseid antikehi saab kasutada: 1)vastava antigeeni olemasolu ja kontsentratsiooni määramiseks ainete segus või rakus 2)selle aine väga puhtaks eraldamiseks segust 3)meditsiinilises ja veterinaarses diagnostikas.