Raku- ja embrüotehnoloogia (1)

Kordamisküsimused bioloogias 12.klass
Biotehnoloogia Õp lk 8-18

Mille poolest erineb rakendusteadus fundamentaalteadusest ja kuidas nad omavahel seotud on?
2.Selgitage, mis erinevus on rakendusbioloogial ja biotehnoloogial.
Nimeta bioloogia erinevaid rakenduslikke teadusharusid ning nende uurimisvaldkondi (bioonika, biokeemia , biofüüsika, biogeograafia , biomeetria , looduskaitse, meditsiin , biotehnoloogia, geenitehnoloogia ).
Mille poolest erineb rakendusteadus fundamentaalteadusest ja kuidas nad omavahel seotud on?
Mis on biotehnoloogia?
Biotehnoloogia eelised
Biotehnoloogia probleemid
Millega tegeleb bioonika?
Millega tegeleb küberneetika?
Mis on biogeograafia?
Kuidas kasutatakse toiduainete tööstuses seente poolt toodetud ensüüme?
Milliseid organisme kasutatakse biotehnoloogias ja millised on nende eelised teiste organismide ees?
Nimeta prokarüootide eelised biotehnoloogias
Selgita milliseks kolmeks põhivaldkonnaks on võimalik biotehnoloogiat jaotada.
Ülesanne: Jaota järgmised biotehnoloogilised tootmisviisid kolme rühma:
Punane biotehnoloogia
Roheline biotehnoloogia
Valge biotehnoloogia
 
 
 
A. puhta metalli tootmine              
B. antibiootikumide tootmine                              
C. kääritamine
D. silo tootmine
E. bio- pesuvahendid                                      
F. humuliini tootmine
G. alkaloididest ravimite tootmine               
H. taime patogeenide tõrje
I. probiootilised bakterid
J. õlireostuse likvideerimine                       
K. tärklisevaba riidekiu saamine                   
L. juustu tootmine
Nimeta tööstusharusid, kus kasutatakse biotehnoloogiat ja kirjelda kuidas?
Selgita mõistet funktsionaalne toit.
Nimeta vähemalt 4 võimalust kuidas saadakse funktsionaalset toitu?
Ülesanne: Selgita millisel viisil saadakse järgmisi funktsionaalse toidu alla liigitatavaid tooteid:
A. biojogurt
B. kofeiinivaba kohvi
C. tervisemunad
D. jodeeritud sool
E. astelpaju marjad  
F. teraleib
A. Fleming, L. Pasteur (avastused, uurimisvaldkonnad, tähtsus)
Missugust A. Flemingu hoiatust on arstipraktikas sageli eiratud ja mis on selle tulemus?
Millist L. Pasteuri avastust peate kõige olulisemaks ja miks?
Miks saab antibiootikumide abil ravida bakterhaigusi, mitte aga viirushaigusi?
Kaks näidet biotõrjest
Heinast piima tootmist lehma abil ei peeta biotehnoloogiaks, küll aga penitsilliini tootmist bioreaktoris puljongil kasvatatava rohehalliku abil. Miks see nii on?
Kas ja kuidas saab nn. Roheline revolutsioon maailma muuta?
Roheline revolutsioon aitab leevendada näljahädast tingitud probleeme arengumaades (nt Mehhikos, Indias). Roheline revolutsiooni kandvaks osaks on lühikõrreliste teraviljasortide aretamist ja viljelemist. Vähemtähtsam roll ei ole ka agrotehnika uuendamine ja niisutussüsteemide kasutuselevõtt.

Raku- ja embrüotehnoloogia Õp lk 19-36
Milles seisneb kloonimise erinevus looduses ja biotehnoloogias? Looduses võib kloonimiseks pidada sisuliselt taime paljunemist sibulate, mugulate, pistikute, poogendite vm vegetatiivsete taimeosade abil. Biotehnoloogias on loodud kloonimiseks meristeempaljundus . See tähendab, et kasutatakse meristeemirakke ühelt taimelt suure arvu vegetatiivsete järglaste saamiseks.
Meristeempaljunduse põhimõte, selle rakendamise võimalused.
I Meristeempaljunduseks eraldatakse taime meristeemi sisaldavast organist väike koelkõik, mis kantakse söötmele. II Agar -agariga tahkestatud sööde sisaldab mineraalsooli, suhkruid, vitamiine ja kasvufaktoreid. III Kui kultuur on kasvama läinud, eraldatakse mikrovõrsed ja kantakse uuele söötmele. RAKENDAMINE: *võimaldab saada terveid taimi, mis on jõulisemad ja suurema saagikusega. *raskestipaljundavate taimede istutusmaterjali saamiseks (viljapuud, orhideed). *hävimisohus taimeliikide kasvatamine ja uude kasvukohta istutamine . * tänapäeval paljundatakse: kartuleid , maasikaid, viljapuid jne.
Mõisted: MERISTEEMKUDE – taimede algkude; kude, mille rakud sälitavad püsiva jagunemisvõime ja millest võivad tekkida kõigi teiste kudede rakud,
TOTIPOTENTSED RAKUD – täisvõimelised rakud,
HÜBRIDOOM – kahe erineva organismi rakkude ühend,
HÜBRIIDRAKK – hübridoomi rakk , mis on jagunemivõimeline,
ANTIKEHA – erilise koostise ja struktuuriga valk, mis tekib vastureaktsioonina mingi antigeeni sattumisele organismi,
ANTIGEEN – mis tahes kehavõõras aine, mis põhjustab vastureaktsioonina antikehade tekke, MONOKLOONNE ANTIKEHA – spetsiifilise omadusega antikeha,
SOMAATILINE RAKK – organismi ehitusse kuuluv keharakk e. Koerakk,
ANTISEERUM – aine, mis sisaldab antikehi mingi kindla antigeeni vastu,
LÜMFOTSÜÜDID – vere leukotsüütide(valgeliblede) hulka kuuluv rakutüüp, organismi immuunsussüsteemi tähtsaim element,
SURROGAATEMA – loom/inimene, kes on sünnitanud teiselt loomalt/inimeselt pärit embrüost järglasi, SUPEROVULATSIOON – hormonaalmõjutustega kunstlikult esile kutsutud polüovulatsioon imetajatel, kes normaalselt ovuleerivad 1-2 munarakku korraga ,
VILJASTAMINE IN VITRO – munarakk eraldatakse munajuhast või otse munasarjast ja viljastatakse kehaväliselt,
EMBRÜOSIIRDAMINE – seisneb arengu algusjärgus oleva ebrüo ülekandes indleva emaslooma või rasestumisvalmis naise emakasse.
Hübridoomitehnoloogia põhimõte Kahe erineva organismi rakkude ühendamine
Monokloonsete antikehade tootmine ja kasutamine. TOOTMINE: *Antikehi tootvad B-lümfotsüüdid ühendatakse kasvajarakkudega – tekivad hübridoomid. *Rakke kasvatatakse söötmel. *Selektiivsöötmel jäävad ellu ja paljunevad ainult hübridoomid. *Nüüd on puhaskultuur ühte tüüpi antikehi tootvatest, hästi paljunevatest rakkudest KASUTAMINE: *Teatud kindla aine olemasolu tuvastamisel mingis keerulises bioloogilises segus. *Vastava antigeeni esinemise ja kontsentratsiooni määramiseks rakus.
*Meditsiiniliseks ja veterinaarseks diagnostikaks (nt rasedustestid)
Embrüosiirdamise kasulikkus loomadel *Korraga võimalik saada mitu järglast(tõuaretus) *Embrüote sügavkülmutamine võimaldab neid veel pikemalt säilitada
Miks tehakse kehavälist viljastamist ja embrüosiirdamist inimestel? Embrüosiirdamist kasutatakse peamiselt perekondade puhul, kus naisel esineb mingi terviserike, mis takistab tema rasestumist tavalisel viisil. Seda protseduuri võidakse pruukida ka mehe viljakushäirete, näiteks spermide vähesuse või nende puuduliku liikuvuse korral.
Viljastamine in Vitro inimestel I. Munarakud võetakse nõelpipetiga otse munasarjast II. Munarakud kontrollitakse. Vigased rakud kõrvaldatakse III. Munarakud koos spermiga viiakse söötmesse IV. Valitakse välja viljastunud munarakud (sügoodid). Mõnikord tuleb kasutada mikroinjektsiooni ( sperm süstitakse munarakku) V. Sügoodid kantakse kasvusöötmesse VI. Hormonaalselt ettevalmistatud naisele siiratakse 2-3 moorula või blastotsüsti staadiumis välja valitud embrüot Mikroinjektsiooni põhimõte
Sperm süstitakse munarakku.
Miks on embrüosiirdamine suurendanud kaksikute sünnisagedust? Ebrüosiirdamise käigus siirdatakse hormonaalselt ettevalmistatud naisele 2-3 embrüot vältimaks siirdamise läbikukkumist. Kui kõik embrüod hakkavad arenema sünnivadki mitmikud .
Mis on Teie arvates põhjuseks, et Eestis ei ole asendusema kasutamine inimesel seaduslikult lubatud? Tekib vastuolu embrüoseadusega, mis ütleb, et laps on selle oama, kes ta sünnitab.
Kuidas toimub kloonimise protsess? Keharakust eraldatakse rakutuum ja see süstitakse munarakku, millest eelnevalt on tuum eraldatud.
Embrüonaalkloonimine ja tuumkloonimine -põhimõte. EMBRÜONAALKLOONIMINE – varase embrüo lõhestamise teel saadud kloonembrüote kasutamine identse genotüübiga järglaste saamiseks TUUMKLOONIMINE – somaatilise keharaku tuuma viimisel munarakku saadakse uue organism
Kirjelda lammas Dolly kloonimist (millal klooniti, kui vanaks elas, millised probleemid ilmnesid). 1996. aastal saadi esimene tuumkloonitud lammas Dolly. Elas 6 aastaseks. Probleemid: looted surevad enne või pärast emasorganismi istutamist, sünnitusel või sünnitusjärgselt. Sündinud loomad kannatavad tervisehäirete all. Milliseid loomi on veel kloonitud peale lammas Dolly? Hiiri , küülikuid, kasse , lambaid , kitsi , sigu , muulasid, veiseid, hobuseid jne.
Kui  suur on kloonimise edukus ja millised probleemid võivad tekkida? * Kloonitud on hiiri, küülikuid, kasse, lambaid, kitsi, sigu, muulasid, veiseid, hobuseid jne. * Kloonida pole õnnestunud: ahvi, konna. *Enamus katsetustest pole õnnetstunud *Kloonid elavad tunduvalt lühemat aega PROBLEEMID: looted surevad enne või pärast emasorganismi istutamist, sünnitusel või sünnitusjärgselt. Sündinud loomad kannatavad tervisehäirete all.
Miks kloonida? *Transgeensete organismide saamiseks.
*Mudelhiired luuakse , et leida ravimeid inimese haigustele. *Arengubioloogiliste teaduslike probleemide uurimiseks. *Väärtusliku genotüübiga põllumajandusloomade paljundamine.
*Hävimisohus olevate liikide säilitamiseks: võetakse hävimisohus looma tüvirakust tuum ja viiakse see lähedase liigi munarakku. Munarakk siirdatakse tagasi looma emakasse. Sünnib hävimisohus liigi esindaja. Millistel eesmärkidel võiks kloonida inimest? Kloonimine kaotaks inimese viljatusmure.
Võrdle reproduktiivset ja terapeutilist kloonimist.
REPRODUKTIIVNE
TERAPEUTILINE
Kloonimisel saadakse tervikorganism.
Eetiline vastuseis meetodile:
*palju indiviide sureb enne või pärast sündi
*organismid vananevad kiiresti
Seadusega keelatud selline meetod enamikes riikides
Embrüonaalseid rakke saab kasutada rakuteraapias.
Tehakse embrüo in vitro ja kasutatakse selle rakke raviotstarbel.
Legaliseeriti Suurbritannias 2001. a. Lubatud ka Hollandis ja Hispaanias.
Selgita, mis on eugeenika . Idee, mille mõte on paljundada ainult neid indiviide, kes on heade tunnustega.
Mis on rakuteraapia ? Ravimeetod, kus organismi hävinud rakke ja organite kahjustusi taastatakse tüvirakkude siirdamisega.
Tüvirakk-mis see on? Diferentseerimata või vähediferentseeritud rakud, mis tagavad organismi arengu ja kudede kahjustuste paranemine
Tüvirakkude kasutamise võimalused. *Närvirakkude asendamine seljaaju kahjustumise korral *Luuüdi siirdamine kasvaja korral *Põletuste tagajärjel kahjustunud naharakkude asendamine *Insuliini tootvate rakkude siirdamine diabeedi korral. * Infarkti järel kahjustunud südamerakkude asendamine *Parkinsoni või Alzheimeri tõve tagajärjel kahjustunud ajurakkude asendaine
Tüvirakkude klassifitseerimine:
TOTIPOTENTSED TÜVIRAKUD (embrüonaalsed tüvirakud) – võimelised diferentseeruma kõikideks rakutüüpideks, pannes aluse organismi arengule. Pärinevad blastomeerist.
PLURIPOTENTSED TÜVIRAKUD – võimelised arenema rakkutüüpideks mitte aga organismiks. Pärinevad embrüoblastist.
MULTIPOTENTSED TÜVIRAKUD (nabaväädivere tüvirakud ja täiskasvanu tüvirakud) – võimelised arenema teatud kudede rakkudeks. Saab võtta nabaväädiverest.
UNIPOTENTSED TÜVIRAKUD – suudavad diferentseeruda ainult üheks raku tüübiks, kuid omavad seejuures võimet eneseuuenduseks. Asuvad nahas – epidermaalsed tüvirakud
Mille poolest erinevad lõigustusrakud täiskasvanu tüvirakkudest?
Jagunemisvõimelisuse poolest – lõigustusrakud on võimelised jagunema (totipotentsed), täiskasvanu tüvirakudel seda võimet aga pole.
Milline uus seisukoht on täiskasvanute tüvirakkude osas?
Nii täiskasvanu ajus kui ka lihastes on tüvirakke, mis võivad anda uusei küpseid rakke. Neuraalsed tüvirakud on aga täiskasvanu ajus enamasti soikeseisundis ja tavaliselt ei jagune.