Bioteknologi & Genteknologi - Kapittel 9

Bioteknologi

Bioteknologi

All teknologi som bruker levende celler til å lage produkter

Genteknologi:

Moderne bioteknologi, metoder der man isolerer og kartlegger DNA, forandrer på gener, klipper ut og flytter gener fra en organisme til en annen og får dem til å virke der.

Genmodifiserte organismer = GMO:

organismer som har fått forandret på genene sine eller fått satt inn nye gener.

Modifisere

endre/forandre

Etikk

morallære, et hjelpemiddel for å tenke omkring vanskelige moralske spørsmål. Genteknologi åpner for mange nye spørsmål man må ta stilling til, og kan bli misbrukt.

Genteknologiloven

regulerer framstilling og bruk av genmodifiserte organismer

Bioteknologiloven

handler om å sikre at medisinsk bruk av bioteknologi blir utnyttet til beste for alle mennesker.

Plasmider

små ringformede DNA-molekyler med noen gener

Klippe- og lime-enzymene

Restriksjonsenzymer

Rekombinant DNA-teknikk

Slik klipping og liming av DNA

Hvordan brukes restriksjonsenzymer?

·        Restriksjonsenzymene kjenner igjen en spesiell basesekvens (baserekkefølge) på DNAet og klipper akkurat der. DNA-molekylet klippes skjevt slik at man får "klebrige ender". Når DNAet fra mennesket og plasmidet klippes med samme enzym finner disse endene hverandre ved baseparing når bitene blandes. Et "lime-enzym" limer sammen endene =>  plasmidet inneholder et  menneske-gen

Mikroinjeksjon

sprøyter gener direkte inn i kjernen i en celle, f.eks. i en befruktet eggcelle.

Virus

først fjernes gener som gjør viruset farlig. Så settes nye gener inn i virusets DNA. Når viruset angriper celler, kan virus-DNA med de nye genene sette seg inn i cellens eget DNA.

Genpistol

Brukt mest på planteceller som har cellevegg. Genene festes til små gullkuler og skytes inn i cellene

Lite effektiv og upresis metode pga. at det blir tilfeldig hvor DNA-bitene havner, men kan være heldig etter mange forsøk og få genene til å feste seg i cellens eget DNA

CRISPR

supermetode for genredigering fra

Hensikt med CRISPR:

• Redigere (endre) DNA-et i celler

• Kan endre genene raskere, billigere og mer presist enn ved andre metoder

  • Verktøymolekylene består av en kort RNA-tråd (gRNA) og et tilhørende enzym (Cas9) som kan kutte DNA-et.

Kan få disse molekylene inn i cellen v.h.a. virus, bakterier, kjemikalier, elektrisk støt eller mikroinjeksjon.

RNA tråden (gRNA) lages kunstig for å matche den ønskede DNA-sekvensen.

RNA-et festes til DNA-sekvensen ved baseparing, da kutter enzymet Cas9 akkurat der RNA-tråden er bundet.

Cellens eget reparasjonssystem vil reparere bruddet, da kan man sette inn, ta vekk, bytte ut eller legge til DNA i kuttsonen:

Nytteverdier Genmodifiserte mikroorganismer

Størst praktisk betydning i produksjon av nyttige stoffer som fargestoffet indigo (plantegen for fargen satt inn i bakterie som da produserer fargestoffet), menneskeinsulin, veksthormon, vaksiner, stoff i blodet som personer med blødersykdom mangler, enzymer i vaskemidler og matproduksjon

Nytteverdier Genmodifiserte planter:

for å endre dyrkingsegenskapene eller bedre matkvaliteten.

Ønsket å lage planter som er motstandsdyktige mot sykdommer og skadeinsekter, som vokser raskt, og som tåler varmt, tørt eller kaldere klima. For å bedre matkvaliteten - som næringsinnholdet, gi økt holdbarhet, gi lukt, smak eller farge. Eks. soya, ris, hvete, bomull, mais, tomat, potet, agurk, banan, melon og kaffe er blitt genmodifisert.

Assistert befruktning

er en fellesbetegnelse for ulike metoder som blir brukt til å unnfange barn (kunstig befruktning).

Vanligste metodene med assistert befruktning:

• Kunstig inseminasjon med sæd fra en sæddonor

• IVF – in vitro-fertilisering – der egg og sæd blandes i en skål for befruktning. Deretter blir embryoene implantert i en livmor.

• Mikroinjeksjon (ICSI), der en sædcelle injiseres i hver eggcelle før embryoet blir implantert i en livmor.

Embryoteknologi

Embryoteknologi omfatter kunstig befruktning og behandling av og forskning på befruktede egg.

Eggdonasjon

• En kvinnelig donor gir fra seg en eggcelle som blir befruktet med sædceller fra en mann og implantert i livmoren til en annen kvinne.

• Eggdonasjon ble tillatt i Norge våren 2020. Donasjon av sædceller (inseminasjon av sæd) har derimot vært i bruk helt siden 1930-årene.

• Eggdonasjon innebærer en hormonbehandling for å modne og løsne flere egg, denne kan være plagsom og medføre en liten helserisiko. En dyr og ressurskrevende prosess.

Surrogati

En eggcelle fra en kvinne blir befruktet med sædceller fra en mann og implantert i livmoren til en annen kvinne, en surrogatmor, som bærer fram barnet.

Etter fødselen blir barnet overlevert til kvinnen eggcellen ble tatt fra, eller til andre.

Surrogati er ikke tillatt i Norge (2020), men tillatt i mange andre land.

Kloning:

Lage genetisk like kopier. Har samme arvemateriale.

Kan klone et gen, en celle eller hele organismer

Reproduktiv kloning

= Lager en kopi av et voksent dyr

Reproduktiv kloning ved kjerneoverføring

Tar ut en eggcelle fra et dyr, tar ut eggcellekjernen og setter inn en kjerne fra en spesialisert kroppscelle til det dyret som skal klones.

Eggcellen starter da å dele seg som en befruktet eggcelle, og utvikles til et embryo. Embryoet settes inn i en fostermor, og utvikles til et dyr som er genetisk likt kjernedonoren.

Eks. Sauen Dolly som var verdens første klonede pattedyr (1996), som ble laget ut fra en jurcelle

Stamceller

Er uspesialiserte celler.

Spesielle celler som kan fornye seg selv, og danne nye celler som erstatter døde celler. Deler seg ved vanlig celledeling, mitose,  og utvikler seg til "vanlige" spesialiserte celler.

Stamceller kan brukes til:

• Medisinsk behandling ved at man lager nye celler og eventuelt hele organer som kan erstatte syke organer

• Testing av medisiner i stedet for å bruke forsøksdyr

• Grunnforskning, f.eks. for å studere hva som skjer når friske celler blir til kreftceller.

Hovedtyper stamceller

Totipotente, pluripotente, multipotente og unipotente stamceller

Terapeutisk kloning

• Lager stamceller med pasientens eget arvestoff, som kan brukes til å behandle ulike sykdommer.

Gjennomføring av terapeutisk kloning

Kjernen i en eggcelle blir ødelagt og erstattet av en cellekjerne fra den syke. Eggcellen stimuleres til å dele seg, og etter noen dager dannes en blastocyst som inneholder pluripotente stamceller. Disse stamcellene inneholder pasientens egne gener og kan brukes til å dyrke fram ulike celletyper (cellevev) eller organer i laboratoriet.

Mengden gener et menneske har

20 000

Mengde DNA som er gener

ca. 2%

DNA-profiler

For å bestemme identiteten til personer i kriminalsaker. DNA fra hårstrå, blod, sæd, noe som inneholder celler

·        Bruker også i farskapssaker og til identifisering av døde etter f.eks. ulykker

Hvordan man profilerer DNA

·        Bruker deler av DNA som ikke er gener, de er mest ulike fra individ til individ

·        Deler av DNA-et klippes opp ved hjelp av enzymer, bitene skilles fra hverandre med elektroforese. DNA-bitene fra et individ danner et bestemt mønster, et "DNA-fingeravtrykk" / en DNA-profil som er unik for dette individet.  (de minste bitene vandrer lengst)

Gentester

kan påvise arvelig sykdom, det vil si om du har et gen som vil gjøre deg syk nå eller senere, eller som barna dine kan arve

En gentest kan også gi informasjon om risiko for å utvikle en sykdom der miljøet også spiller en rolle

Hvorfor genteste?

1: Tester for å stille sikker sykdomsdiagnose

·        Hos allerede syke individer

·        Kan bekrefte eller avkrefte en diagnose, som f.eks. cystisk fibrose, fordel for å sette inn riktig behandling tidlig

2: Tester for å påvise om en person er bærer av et sykdomsgen, eks. blødersykdom eller cystisk fibrose

3: Tester for å påvise gener for arvelig sykdom hos friske personer (prediktiv test)

·        F.eks. Huntingtons sykdom, skyldes et dominant gen (H), og sykdommen slår ut først i førtiårsalderen. Ingen behandling, dødelig. Kan medføre etiske dilemma. (resultatet kan også si noe om slektninger kan ha sykdomsgenet)

·        En gentest gir ikke alltid 100% sikkert svar på om man får en arvelig sykdom eller ikke.

4: Tester for å påvise sykdomsgener der miljøfaktorer er viktige for utvikling av sykdom

For eksempel. Hjerte- og karsykdommer, kan da leve forebyggende (sunt kosthold, aktivitet….). Tester risiko for å få sykdom ( andre eks.: fedme, brystkreft

Genterapi

Forandre eller erstatte "syke" gener med normale gener som fungerer