Muuntogeeninen ravinto

Jalostuksen tulokset herättävät paljon kritiikkiä. Muuntogeenisellä ravinnolla tarkoitetaan tuotteita, joiden raaka-aineena on ollut muuntogeeniset eliöt, ja media kutsuukin sitä (kenties virheellisesti) geeniruuaksi. Nykyisin suuri osa ruuasta on jollain tapaa muuntogeenistä, muuntelu ei suuremmin vaikuta makuun tai rakenteeseen, vaan se lähinnä parantaa rikkaruohojen ja tuhohyönteisten torjuntaa. Muuntogeenisen ruuan lopullisessa tuotteessa on jonkin toisen eliön DNA:ta.

Suomessa muuntogeeniset kasvit sellaisenaan ovat huomattavasti harvinaisempia kuin esim. Amerikassa, mutta tutkijat uskovat, että pian kaupan vihanneshyllyt pullistelevat muuntogeenisiä vihanneksia ja hedelmiä. Muuntoogeeniset elintarvikkeet eivät sen sijaan ole Suomessa harvinaisia, monet tomaattipurkit voivat hyvin olla muuntogeenisistä tomaateista. Niillä on tiukka valvonta, ja niiden etiketissä on ilmoitettava muuntogeenisyydestä, mutta jos tuote itsessään ei sisällä muuntogeenisyydestä kieliviä ainesosia, ei sitä tarvitse ilmoittaa. Tästä esimerkkinä siemenöljy. Se ei sisällä ainesosia, joita ei olisi luonnollisesti valmistetussa öljyssä. Muuntogeenisyyttä koskevat lait poikkeavat silti paljon maasta riippuen.

Kuluttajat eivät pidä muuntogeenistä ravintoa tarkoituksenmukaisena, koska muuntelulla ei ole terveysvaikutuksia tai muitakaan tuotetta parantavia ominaisuuksia. Väestö on kuitenkin jakautunut pitkälti muuntogeenisyyttä ehdottomasti vastustaviin, sekä sen suopeasti salliviin. Muuntogeenisen ravinnon haitoista ihmiselle ei vielä tiedetä tarpeeksi, tällä hetkellä suurin haitta ovat allergisten reaktioiden yleistyminen, koska muuntogeeniset kasvit ovat proteineiltaan erilaisia luonnollisiin lajitovereihinsa nähden. Kuluttajat pitävät epäeettisenä sitä, että muuntogeenisyydessä siirretään täysin eri laijeilta geenejä toisilleen. Tämä on monen mielestä turhaa luonnonkulun sörkkimistä. Muuntogeenisen ravinnon ympäristöhaittoja ei olla vielä tutkittu tarpeeksi.

-Danja

Bioaseet ja bioterrorismi

Bioaseiden kehittämistä pidetään bioteknologian vakavimpana uhkana. Biologisia aseita on käytetty sodankäynnissä useita kertoja. Bioaseita ovat bakteerit, virukset, sienet, jotkut alkueliöt sekä myöskin eläin-, kasvi- ja mikrobiperäiset myrkyt. Niiden käyttö, valmistus ja säilyttäminen on jo pitkään ollut kiellettyä kansainvälisin sopimuksin. Käytännössä bioaseita ei siis pitäisi olla lainkaan olemassa. Monet tiedot ja tutkimukset kuitenkin viittaavat siihen, etteivät sopimukset ole pitäneet, eli sopimuksen allekirjoittaneet valtiot eivät noudata niitä.

Bioaseet on jaettu kolmeen eri luokkaan: A-, B- ja C-luokkaan, joista A on vaarallisin. Esimerkiksi A-luokkaan kuuluvat, pernarutto, rutto, isorokkovirus, Ebola ja Marburg. Esimerkiksi isorokkoon ei ole hoitoa, eli sillä saisi helposti aikaan maailmanlaajuisen epidemian. Suhteessa muihin aseisiin biologisten aseiden etuja ovat erityisesti kyky lisääntyä elimistössä ja ne ovat vaikeasti havaittavia.

Bioteknologian ansioista voidaan tuottaa aivan uudenlaisia, entistä vaarallisempia aseita. Bioteknologian avulla luonnossa esiintyvistä vaarattomista aineista saadaan vaarallisia. Myös taudinaiheuttajamikrobeja voidaan muokata esimerkiksi siten, että ne aiheuttavat vakavamman ja tappavamman taudin kuin alkuperäinen kanta. On myös mahdollista jalostaa mikrobeja, joiden kyky tuottaa myrkkyä on jopa 100 kertaa tehokkaampi kuin luonnonkannan. Niitä voidaan muokata myös sellaisiksi, että ne ovat vastustuskykyisiä antibiooteille, jolloin niitä vastaan on vaikea suojautua.

-Hilu

DNA:n eristäminen ja puhdistaminen

-Hilu

Geenikirjastot

DNA:ta varastoidaan bakteereihin ja näitä bakteeriviljelmiä, joissa geenejä säilytetään, kutsutaan geenikirjastoiksi. Bakteerit ovat siitä käteviä "varastoja" että niiden jakautuessa ne monistavat eli kloonaavat myös niihin varastoidun DNA:n. Näin bakteerit valjastetaan tuottamaan siirrettyä DNA:ta. Bakteerien rengasmaisia DNA-molekyylejä kutsutaan plasmideiksi. Näihin plasmideihin DNA siirretään. Myös keinotekoisten kromosomien avulla voidaan siirtää DNA:ta esim. hiivasoluun.

Geenejä on myös tärkeää saada poimittua bakteeriviljelmien lukuisista pesäkkeistä pois. Tämän vuoksi plasmidissa täytyy olla etsimistä helpottavia osia. Tällaiseksi osaksi sopii esim. plasmidissa valmiiksi oleva antibioottiresistenssin aikaansaava geeni. Geeninsiirto on onnistunut jos bakteerit ovat säilyneet elossa niihin lisätystä antibiootista huolimatta. Tätä antibiootin avulla tehtävää seulontaa suuresta bakteerimäärästä kutsutaan antibioottivalinnaksi.

 

Geenirkirjastoja on kahdenlaisia

On olemassa genomisia geenikirjastoja sekä vastin-DNA-kirjastoja. Genomiset geenikirjastot sisältävät lajin koko DNA:n, johon sisältyvät myös geenien säätelyalueet. Vastin-DNA-kirjastoissa lähetti-RNA:sta muokataan käänteiskipioijaentsyymin avulla vastin-DNA, joka liitetään bakteerien plasmideihin. Vastin-DNA-kirjastoissa ei ole säätelyalueita. 

 

Noora

 

Geenihoito

Geenihoito

Geenihoidon tarkoituksena on sairauden parantaminen tai ennaltaehkäisy geenien kautta. Geenihoito perustuu vahvasti geenisiirtoon. Geenihoidossa pyritään korvaamaan viallinen geenin versio tai kokonaan puuttuva tai toimimaton geeni normaalisti toimivalla versiolla. Viallinen proteiini tai proteiinimäärän puutteet pyritään normalisoimaan samalla tavalla. Geenihoidossa ei kuitenkaan korvata viallista geeniä, vaan sairaan kudoksen geeneihin siirretään toimiva geeni, jolloin siirretty geeni alkaa vaikuttamaan antamalla ohjeita, joiden mukaan elimistöön alkaa syntyä puuttuvaa proteiinia. Geenihoidon onnistumisen edellytyksenä on se, että tunnetaan kyseisen geenin terveen version emäsjärjestys.

Geenien säätelyosat vaikuttavat pitkälti siihen, miten geeni toimii, joten geenihoito voidaan kohdistaa vain säätelyosaan. Perimään geenihoidolla ei voida kuitenkaan vaikuttaa, viallinen geeni jää perimään ja voi hyvin periytyä jälkeläisille. Anti-sense-menetelmä on ainoa keino, jolla voi olla mahdollista saada ”viallinen” geeniperimä hybridisoitua tehottomaksi, jolloin se ei siirry jälkeläisiin. Laki kieltää kuitenkin kajoamisen sukusoluja tuottaviin ituradan soluihin suurimmassa osassa tapauksista. Geenihoito tanssii muutenkin laillisuuden rajoilla, sitä ei saa käyttää sairauksiin, joihin voi olla muu parannuskeino. Se on sallittu lukuisien riskiensä vuoksi vain sellaisten sairauksien hoidossa, jotka johtavat kuolemaan, eikä niihin ole muita parannuskeinoja.

Geenihoito on yksinkertaista, geeni ja sen säätelyalue liitetään yleensä lisääntymiskyvyttömäksi tehtyyn vektoriin, joka on siis useimmin virus. Virukset ovat parhaita vektoreita siksi, että ne ovat evoluutionsa aikana oppineet tunkeutumaan soluihin ja lisääntymään niissä paremmin kuin muut vektoreiksi sopivat.

Geenihoitoa joudutaan yleensä tekemään useammin kuin kerran geenien uusiutuvuuden ja elimistön monimuotoisuuden vuoksi.

Geenisiirrot

 Geenisiirrot ovat oleellinen osa geenihoitoa. Aiemmin geenisiirtoja tehtiin niin, että potilaalta otettiin näitä ”viallisia” soluja, joita sitten viljeltiin soluviljelmässä ja virheen korjaava geeni siirrettiin vektorin avulla viallisiin geeneihin. Kun hoitavat geenit oli saatu osaksi viallisia geenejä ja niiden perimää, ne siirrettiin takaisin potilaan kehoon ja siellä ne alkoivat antamaan ohjeita korvatakseen vialliset solut.

Nykyisin edellä mainitulle geenihoitovaihtoehdolle on haastaja; geenisiirto tehdään suoraan potilaaseen. Siinä parantavia geenejä ruiskutetaan suoraan siihen kudokseen, jossa ongelma on. Hyviä tuloksia tästä on saatu esimerkiksi pahanlaatuisten aivokasvainpotilaiden parissa, joiden elinikä nousi 39 viikosta 71 viikkoon.

Geenihoito on silti erittäin riskialtista, ja sen vuoksi sen onkin niin laittoman ja laillisen rajamailla pyörivää. Geenisiirtoa ei osata tehdä kohdistetusti vielä meidän tietämyksellämme. Siirretty geeni voi kiinnittyä mihin tahansa kohtaan potilaan solun DNA:ssa, pahimmillaan se voi aktivoida jonkin syöpägeenin. Myöskään geenisiirto haluttuun kudokseen ei aina onnistu, jolla voi olla tuhoisat seuraukset. Tähän etsitään ratkaisua solutyypeille tunnusomaisista pintaproteiineista. Vektoriin voitaisiin liittää ns. postitusosoite, jolla se tunnistaisi kohteensa. Vektorien tehottomuus siirtogeenien kuljettajina on myös ongelma. Siirretyn geenin toiminta loppuu vähitellen tämän vuoksi.

Geenihoidot herättävät paljon kritiikkiä. Ne ovat kalliita ja vaativat erittäin hyvin koulutetun henkilökunnan. Se on kuitenkin alati kehittyvä ala, jota pyritään parantamaan toimivammaksi. 

-Danja

Geenin siirto

Miksi?

Siirtämällä geenejä eliöstä toiseen on mahdollista selvittää, miten jokin geeni toimii ja ilmenee eri lajeissa, soluissa, ympäristössä tai yksilön kehityksen eri vaiheissa. Siirron myötä voidaan luoda eliölle myös sellainen ominaisuus, jota sillä ei ole koskaan aikaisemmin ollut.

Eliötä sanotaan muutosgeeniksi, mikäli sen perimää on muokattu. Muutosgeenit voidaan jakaa kahteen ryhmään: siirtogeeneihin ja poistogeeneihin. Jos eliöön on lisätty joku uusi geeni, sitä kutsutaan siirtogeeniksi, siirrettävä geeni voi olla saman lajin toisesta yksilöstä, lajista tai jopa eri kunnasta. Joskus voidaan siirtää myös keinotekoisesti luotu geeni. Jos eliön omista geeneistä jokin on tehty toimintakyvyttömäksi, sitä kutsutaan poistogeeniksi.

Menetelmä

1.  Mikroinjektio on menetelmä, jossa ohuen lasiputken avulla siirretään vierasta DNA:ta kohdesolun tumaan. Menetelmä on hidas ja hyvin tarkkuutta vaativa.

Hedelmöityshoidoissa käytetään myös mikroinjektiota. Mikrohedelmöityksessä yksi siittiö ruiskutetaan ohuella putkella munasolun sisään. Nykyään näissä hedelmöityshoidoissa tulokset ovat olleet hyviä.

2.  Geeni voidaan siirtää kohdesoluun myös solulle annettavan sähköpulssin avulla. Sähkövirta lisää kohdesolun solukalvon läpäisevyyttä ja vieras DNA saadaan helpommin solun sisään.

3. Geenejä siirretään myös geenipyssyn avulla. Pyssy ampuu DNA:lla päällystettyjä pieniä kultahippusia soluihin. Pieni osa kultahippujen pinnalla olevasta DNA:sta irtoaa ja kulkeutuu solun tumaan.

Yksilön tunnistus DNA:n avulla

DNA:n koodi kertoo lajin ja alkuperän

Eläinten ja kasvien DNA-koodien avulla uusien lajien tunnistus ja vanhojen lajien luokittelu käy helposti. DNA-koodin avulla voidaan seurata myös villieläimiin ja kasveihin kohdistuvaa rikollisuutta. DNA-tutkimuksen avulla voidaan saada selville laittomasti metsästetyn tai kaapatun uhanalaisen eläimen alkuperä, sen vanhemmat ja miltä alueelta yksilö on peräisin. 

DNA-analyysiä käytetään myös kasvilajikkeiden sekä huumekasvien ja niiden siementen tunnistamiseen. DNA:n perustella on myös mahdollista tunnistaa muutosgeeniset lajikkeet ja seurata niiden mahdollista leviämistä ympäristöön. Kasveista ja eläimistä peräisin olevia näytteitä hyödynnetään myös rikostutkimuksissa. Epäilyn vaatteista löytyvä kasvin osasta tai eläimen karvasta voidaan mahdollisesti selvittää onko kyseinen henkilö ollut rikospaikalla.

Mm. rotukoirien puhdasrotuisuuden tarkistuksessa köytetään DNA-tunnistusta. Koirasta ja koiran vanhemmista otetuista näytteistä voidaan selvittää koiran polveutuminen ja näin varmistaa sen puhdasrotuisuus, joka on rotukoiran ostajalle ja kasvattajalle tärkeää.

Norsuluun salakaupan kartoittamisessa on käytetty myös hyödyksi DNA-tunnistetta. Afrikkalaisten norsujen geneettinen kartoitus on auttanut viranomaisia selvittämään takavarikoitujen norsunluiden alkuperää. Erityisesti metsänorsujen elinalueet pystytään jäljittämään DNA:n perusteella, koska ne elävät eristäytyneessä populaatiossa.

Myös uhanalaisten merikilpikonnien salakuljetus Nicaraguasta Yhdysvaltoihin paljastettiin DNA-tunnistuksen avulla. 

Biometria

Biometria tarkoittaa yksilön ainutkertaisiin biologisiin ominaisuuksiin perustuvaa tunnistusta. Ihmisen voi tunnistaa biologisten ominaisuuksien kuten kasvonpiirteiden, silmien iiristen. sormen jälkien ja puheäänen perusteella. Biometristä tunnistusta käytetään mm. lentokentillä ja suljettujen laitosten kulkuvalvonnassa (sormenjäljet).

Biometrian menetelmistä hyvä esimerkki on biopassit. Biopassissa on nuppineulanpään kokoinen mikrosiru johon on tallennettu digitaalisesti henkilötiedot, nimikirjoitus ja kasvokuva. Biopassissa ei ole sen enempää tallennetta kuin normaalissa passissa, mutta digitaalisen informaation takia passi on vaikeampi väärentää.

Passintarkastuksessa automaatti kuvaa kohdehenkilön kasvot ja vertaa kuvaa passiin tallennettuun kuvaan. Passin siruun on mahdollista tallentaa myös iiriskuva ja sormenjäljet.

Iiriskuva perustuu jokaisen ihmisen yksilölliseen kuviointiin silmän värikalvossa eli iiriksessä. Kuviointi on erilainen jopa ientissillä kaksosilla.

Sormenjälkitunnistus taas perustuu ihmisen sormessa oleviin yksilöllisiin ihoharjanteisiin. Harjanteet jaetaan kaariin, kierteisiin  ja silmukoihin, mutta ne ovat kuitenkin jokaisella ihmisellä erilaiset.

Kasvotunnistuksessa passintarkastuslaite kuvaa kasvot ja vertailee niitä passin kuvaan. Laite vertailee silmänympäryksiä, nenän piirteitä ja suun mittasuhteita. Kasvotunnistuksessa on ongelma ikääntymisen myötä muuttuvat kasvot. Tunnistukseen vaikuttavat myös ilmeiden vaihtelevuus ja vahva meikki.

Kirjoittaja: Aino