22. Biotekniikka

Navigointi

2019-01-27T20:42:43+02:00

Termit Tehtävät Tiivistelmä Luvun alkuun

Sanasto

2026-03-13T16:03:52+02:00

Biotekniikka – Tiedettä, jossa eliöitä tai niiden osia käytetään ihmisen hyödyksi.

Arkipäivä – Tavallinen päivä ilman juhlaa.

Hapate – Aine tai mikrobi, joka aloittaa käymisen ruoassa.

Mikrobi – Hyvin pieni eliö, jota ei näe paljaalla silmällä.

Vaalentaminen – Prosessi, jossa aineesta tehdään vaaleampi.

Entsyymi – Proteiini, joka nopeuttaa kemiallisia reaktioita eliössä.

Geenitekniikka – Menetelmä, jossa eliön DNA:ta tutkitaan tai muutetaan.

Viljelykasvi – Kasvi, jota ihminen kasvattaa ravinnoksi tai raaka-aineeksi.

Rikkaruohomyrkky – Aine, joka tappaa rikkakasveja.

Ruokapula – Tilanne, jossa ruokaa ei ole riittävästi.

Luonnonvara – Luonnosta saatava aine tai energia, jota ihminen käyttää.

Saastuminen – Ympäristöön tulee haitallisia aineita.

Pilaantuminen – Ympäristö, aine tai ruoka menee huonoksi.

Biotalous – Talous, joka perustuu uusiutuvien luonnonvarojen käyttöön.

Funktionaaliset elintarvikkeet

Terveyttä edistävä – Asia, joka auttaa pitämään ihmisen terveenä.

Funktionaalinen elintarvike – Ruoka, joka sisältää terveyttä parantavia aineita.

Kolesterolitaso – Kolesterolin määrä veressä.

Steroli – Aineryhmä, johon kolesteroli kuuluu.

Koivusokeri (ksylitoli) – Makeutusaine, jota saadaan esimerkiksi koivusta.

Puutteellinen – Asia, josta puuttuu jotakin tärkeää.

Elintarvikkeiden valmistus

Käyttäminen – Prosessi, jossa mikrobit muuttavat aineita ilman happea.

Happipitoisuus – Hapen määrä aineessa tai ilmassa.

Käyminen – Mikrobien tekemä kemiallinen muutos ruoassa.

Hapattaminen – Ruoan säilyttäminen mikrobien avulla.

Maitohappobakteeri – Bakteeri, joka tuottaa maitohappoa käymisessä.

Hapankaali – Kaali, joka on säilötty hapattamalla.

Hapansilakka – Kalatuote, joka on valmistettu käymisen avulla.

Kuohkea – Rakenne, jossa on paljon ilmaa ja joka on kevyt.

Homejuusto – Juusto, jossa on tarkoituksella kasvatettua hometta.

Kasvatettu homekanta – Valittu homelaji, jota käytetään ruoassa.

Tempeh – Ruoka, joka valmistetaan pavuista ja homeesta.

Laktoosi-intoleranssi – Tila, jossa elimistö ei pysty hajottamaan laktoosia.

Jalostus

Kasvinjalostus – Kasvien ominaisuuksien parantaminen

Villi kantamuoto – Lajin luonnossa elävä alkuperäinen muoto.

Satoisa – Kasvi, joka tuottaa paljon satoa.

Perinnöllinen muuntelu – Eroja yksilöiden geeneissä saman lajin sisällä.

Kasviyksilö – Yksi kasvi.

Parempisatoinen – Kasvi, joka tuottaa enemmän satoa kuin muut.

Valinta – Parhaiden yksilöiden valitseminen jalostukseen.

Jyvä – Viljakasvin siemen.

Korsi – Viljakasvin varsi.

Risteyttäminen – Kahden eri yksilön lisääminen yhdessä.

Valintaan perustuva kasvinjalostus – Jalostus, jossa valitaan parhaat kasvit lisääntymään.

Solukkoviljely – Kasvatusmenetelmä, jossa soluja kasvatetaan laboratoriossa.

Geenien siirtäminen – Geenin siirtäminen yhdestä eliöstä toiseen.

Perunan mukula – Perunan maanalainen varastoelin.

Muuntogeeninen ruoka – Ruoka, joka on tehty geenimuunnellusta eliöstä.

Eläinjalostus – Eläinten ominaisuuksien parantaminen valinnan avulla.

Koirarotu – Koirien ryhmä, jolla on samat perinnölliset ominaisuudet.

Koti- ja tuotantoeläin – Ihmisen kasvattama eläin ravinnoksi tai hyötykäyttöön.

Lampaan villa – Lampaan karvasta saatava kuitu.

Siitossonni – Sonni, jota käytetään lisääntymiseen jalostuksessa.

Keinosiemennys – Menetelmä, jossa siittiöt viedään naaraan lisääntymiselimiin ilman parittelua.

Nautayksilö – Yksi nautaeläin.

Alkion siirto – Alkion siirtäminen yhdestä eläimestä toiseen.

Keinohedelmöitetty alkio – Alkio, joka on syntynyt hedelmöityksessä laboratoriossa.

Geenikartoitus – Geenien sijainnin tutkiminen DNA:ssa.

Emä – Naaraseläin, joka synnyttää jälkeläisen.

GMOt

GMO – Eliö, jonka perimää on muutettu geenitekniikalla.

Kasvitauti – Sairaus, joka vahingoittaa kasvia.

Tuhohyönteinen – Hyönteinen, joka vahingoittaa viljelykasveja.

Kasvutekijä – Asia, joka vaikuttaa kasvin kasvuun.

Kasvihormoni – Aine, joka säätelee kasvin kasvua ja kehitystä.

Eläinten kloonaaminen – Geneettisesti samanlaisen eläimen tuottaminen.

Geenimuunneltu – Eliö, jonka geenejä on muutettu.

Geenimuokattu – Eliö, jonka DNA:ta on muokattu tarkasti.

Rapsi – Öljykasvi, josta saadaan kasviöljyä.

GM-soija – Soijalaji, jonka geenejä on muutettu.

Nälkäongelma – Tilanne, jossa ihmisillä ei ole tarpeeksi ruokaa.

Kultainen riisi – Geenimuokattu riisi, joka sisältää A-vitamiinin esiasteita.

A-vitamiini – Vitamiini, joka on tärkeä näölle ja kasvulle.

Esiaste – Aine, josta muodostuu toinen aine.

Sokeus – Tila, jossa ihminen ei näe.

Vajaakehitys – Tila, jossa kasvu tai kehitys ei ole normaalia.

Lannoite – Aine, joka antaa kasveille ravinteita.

Torjunta-aine – Aine, jolla torjutaan tuholaisia tai tauteja.

Monikansallinen yhtiö – Yritys, joka toimii monissa maissa.

Hinnoittelu – Päätös siitä, mikä on tuotteen hinta.

Teollisuus

Teollinen sovellus – Menetelmä, jota käytetään teollisuudessa tuotteiden valmistamiseen.

Biologinen reaktio – Kemiallinen muutos, joka tapahtuu eliöissä.

Aineenvaihdunta – Kaikki kemialliset reaktiot, joilla eliö saa energiaa ja rakentaa aineita.

Ruoansulatusentsyymi – Entsyymi, joka hajottaa ruokaa ruoansulatuksessa.

Suuressa mittakaavassa – Hyvin suurena määränä tai laajasti.

Selluloosa – Kasvien soluseinän tärkeä rakenneaine.

Valkaisukemikaali – Aine, jolla materiaali tehdään vaaleammaksi.

Likaa irrottava ominaisuus – Kyky poistaa likaa pinnoilta.

Jätevesi – Käytetty vesi, joka sisältää likaa ja epäpuhtauksia.

Orgaaninen aine – Eläimistä tai kasveista peräisin oleva aine.

Metaanikaasu – Kaasu, jota syntyy orgaanisen aineen hajotessa ilman happea.

Vesien rehevöittäminen – Tilanne, jossa ravinteet lisääntyvät vedessä liikaa.

Typpiyhdiste – Aine, joka sisältää typpeä.

Öljyonnettomuus – Tilanne, jossa öljyä pääsee luontoon.

Veteen levitettävä mikrobi – Mikrobi, jota käytetään veden puhdistamiseen.

Maaperän puhdistaminen – Saastuneen maan puhdistaminen haitallisista aineista.

Puunkyllästysaine – Aine, joka suojaa puuta laholta ja tuholaisilta.

Kaivosteollisuus – Teollisuus, jossa maasta louhitaan metalleja ja mineraaleja.

Saostaa – Muuttaa aine kiinteäksi, jotta se erottuu nesteestä.

Ottaa talteen – Kerätä ja säilyttää hyödyllinen aine.

Biopolttoaine – Polttoaine, joka on tehty biologisesta materiaalista.

Butanoli – Alkoholi, jota voidaan käyttää polttoaineena.

Suolistobakteeri – Bakteeri, joka elää ihmisen suolistossa.

Merilevä – Meressä kasvava levä.

Biohajoava materiaali – Aine, joka hajoaa luonnossa mikrobien avulla.

Kivipesty – Käsittely, jossa kangasta kulutetaan kivien avulla.

Liianpoistokyky – Kyky poistaa likaa tehokkaasti.

Lääketiede ja tutkimus

Lääketiede – Tiede, joka tutkii sairauksia ja niiden hoitoa.

Geenimuutoksesta johtuva sairaus – Sairaus, joka syntyy DNA:n muutoksesta.

Näytteestä eristetty mikrobi – Mikrobi, joka on otettu ja erotettu näytteestä tutkimusta varten.

Kasvatusmalja – Astia, jossa mikrobeja kasvatetaan laboratoriossa.

Erityisominaisuus – Harvinainen tai poikkeava ominaisuus.

Laboratoriokoe – Tutkimus, joka tehdään laboratoriossa.

Antibiootti – Lääke, joka tappaa bakteereja.

Rokote – Valmiste, joka suojaa taudeilta.

Todeta sairaus geenitasolla – Selvittää sairaus tutkimalla geenejä.

Verinäyte – Pieni määrä verta tutkimusta varten.

Geenipoikkeama – Muutos DNA:ssa.

Harvinainen geneettinen sairaus – Harvinainen sairaus, joka johtuu geeneistä.

Yksilön riski sairastua – Todennäköisyys, että henkilö sairastuu.

Geenitesti – Tutkimus, jossa analysoidaan ihmisen DNA:ta.

Lapsivesi – Neste, joka ympäröi sikiötä kohdussa.

Istukka – Elin, joka välittää ravintoa äidiltä sikiölle.

Downin syndrooma – Geneettinen tila, jossa on ylimääräinen kromosomi 21.

Anemiariski – Riski sairastua anemiaan eli verenvähyyteen.

Vastaavan tyyppinen – Samankaltainen.

DNA-testi – Tutkimus, jossa analysoidaan DNA:ta.

DNA-sormenjälki – DNA:n yksilöllinen tunniste.

Hoidot ja solututkimus

Geenihoito (geeniterapia) – Hoito, jossa viallinen geeni korvataan toimivalla.

Sairaiden solujen korvaaminen – Vaurioituneiden solujen vaihtaminen terveisiin.

Ruiskuttaa korjattuja geenimuotoja – Viedä korjattu geeni elimistöön neulalla.

Tulehdussairaus – Sairaus, jossa elimistössä on pitkäaikainen tulehdus.

Nivelreuma – Sairaus, jossa nivelet tulehtuvat.

Kantasolu – Solu, josta voi kehittyä monia eri solutyyppejä.

Alkion kehitys – Sikiön varhainen kehitys kohdussa.

Luuydin – Luun sisällä oleva kudos, joka tuottaa verisoluja.

Solutyyppi – Erilainen solu, jolla on oma tehtävänsä.

Sarveiskalvo – Silmän läpinäkyvä etuosa.

Kudosvaurio – Vaurio elimistön kudoksessa.

Hermosolujen rappeutuminen – Hermosolujen hidas tuhoutuminen.

Parkinsonin tauti – Sairaus, joka vaikuttaa liikkeiden hallintaan.

Alzheimerin tauti – Muistisairaus, joka heikentää muistia ja ajattelua.

Lihasvaurio – Lihaksen vaurio.

Selkäydinvamma – Vamma selkäytimessä.

Halvaus – Tila, jossa lihas ei toimi.

Hedelmöityshoidot

Hedelmöityshoito – Hoito, joka auttaa saamaan lapsen.

Lapseton – Henkilö, jolla ei ole lapsia.

Hormonihoito – Hoito, jossa käytetään hormoneja.

Keinohedelmöitys – Hedelmöitys ilman luonnollista yhdyntää.

Ruiskuttaa – Viedä aine elimistöön neulalla.

Munanjohtimien tukkeutuminen – Munanjohtimet ovat tukossa.

Koeputkihedelmöitys – Hedelmöitys tehdään laboratoriossa.

Vatsanpeite – Vatsan seinämän kudos.

Soluviljelykaappi – Laite, jossa soluja kasvatetaan steriileissä oloissa.

Tarkasti valvottu – Huolellisesti seurattu.

Alkionsiirtopäivä – Päivä, jolloin alkio siirretään kohtuun.

Ylimääräinen alkio – Alkio, jota ei käytetä heti.

Luovutettu sukusolu – Sukusolu, jonka toinen henkilö on antanut.

Etiikka ja yhteiskunta

Etiikka – Oppi oikeasta ja väärästä toiminnasta.

Oikeudenmukainen – Reilu ja tasapuolinen.

Eettinen ihminen – Henkilö, joka toimii moraalisesti oikein.

Elämänlaatua parantava – Asia, joka tekee elämästä parempaa.

Tuottoisa viljakasvi – Viljakasvi, joka tuottaa paljon satoa.

Patentoida – Suojata keksintö lailla.

Suuryritys – Yritys, jolla on paljon rahaa ja toimintaa.

Pois demokraattisen päätöksenteon ulottuvilta – Asia, johon kansalaiset eivät voi vaikuttaa.

Keksintö – Uusi hyödyllinen idea tai laite.

Kivulias – Aiheuttaa kipua.

Soluviljelmä – Soluja, joita kasvatetaan laboratoriossa.

Eettinen pulma – Tilanne, jossa on vaikea päättää, mikä on oikein.

Periytyvä ominaisuus – Ominaisuus, joka siirtyy vanhemmilta lapsille.

Tilausvauvojen tehtailu – Ajatus, että lapsen ominaisuuksia valitaan etukäteen.

Rodunjalostus – Ihmisten ominaisuuksien muuttaminen valinnan avulla.

Sairausriski – Todennäköisyys sairastua.

Vakuutusyhtiö – Yritys, joka myy vakuutuksia.

Taloudellinen tappio – Rahallinen menetys.

Henkilökohtainen tieto – Tieto, joka koskee yhtä ihmistä.

Sairauden puhkeaminen – Hetki, jolloin sairaus alkaa.

Sikiöseulonta – Tutkimus, jossa tarkistetaan sikiön terveyttä.

Epämusikaallisuus – Heikko kyky hahmottaa musiikkia.

Ihmisklooni – Ihminen, joka on geneettisesti identtinen toisen kanssa.

Ripuli – Tauti, jossa uloste on vetistä ja sitä tulee usein.

Bioase – Ase, jossa käytetään mikrobeja tai biologisia aineita.

Lainsäädäntö – Yhteiskunnan lait ja säännöt.

Luvun sisällys

2017-12-17T15:33:47+02:00

22.1 Biotekniikka – mitä se on?
22.2 Funktionaaliset elintarvikkeet ovat bioteknisesti "paranneltua" ruokaa
22.3 Hapattaminen, juoksuttaminen ja käyttäminen ovat ruuan valmistuksen ikivanhaa biotekniikkaa

22.4 Kasvin- ja eläinjalostuksen perusteet
22.5 Eläinjalostus
22.6 GMO eli genetically modified organisms eli geenimuunnellut eliöt

22.7 Teolliset sovellukset
22.8 Biotekniikan lääketieteen sovellutukset
22.9 Video kantasolujen käyttämisestä
22.10 Hedelmöityshoidot
22.11 Etiikka

22.1 Biotekniikka – mitä se on?

2017-03-03T17:42:38+02:00

Biotekniikalla tarkoitetaan menetelmiä, jotka käyttävät eläviä eliöitä tai soluja tai niiden osia. Perinteinen biotekniikka on arkipäivää. Tänäänkin olet varmasti ollut tekemisissä biotekniikan tuotteiden kanssa. Juustojen, jogurttien ja leivän valmistukseen käytetään hapatteita ja hiivaa, sanomalehtipaperin valmistukseen mikrobeja ja farkkukankaan vaalentamiseen entsyymejä.

Puhutaan myös modernista biotekniikasta eli geenitekniikasta, jossa esimerkiksi siirretään geenejä eliöstä toiseen. Pyritään tuottamaan esimerkiksi viljelykasveja, jotka pystyvät vastustamaan rikkaruohomyrkkyjä tai kestämään paremmin kylmää. Monia lääkkeitä valmistetaan nykyään mikrobien avulla.

Biotekniikan avulla uskotaan voitavan ratkaista – tai ainakin auttaa – monia maapallon laajuisia ongelmia. Sen erilaisista sovellutuksista toivotaan apua niin maailman ruokapulaan, kehitysmaiden sairauksien hoitamiseen, luonnonvarojen loppumiseen, energiantuotantoon kuin ympäristön saastumisen ja pilaantumisen hoitoonkin. Biotalous lienee tulevaisuudessa kasvava talouselämän alue.

22.2 Funktionaaliset elintarvikkeet ovat bioteknisesti "paranneltua" ruokaa

2017-12-10T13:57:51+02:00

Ruokakaupassa on nykyään runsaat valikoimat elintarvikkeita, joita markkinoidaan niiden terveyttä edistävällä vaikutuksella. Näitä kutsutaan funktionaalisiksi elintarvikkeiksi.

Esimerkiksi niin sanotuissa ruoansulatusjogurteissa on suoliston toiminnalle edullisia maitohappobakteereita.

Muita tällaisia funktionaalisia elintarvikkeita ovat voileipämargariinit, joihin on lisätty veren kolesterolitasoa laskevia steroleja sekä esimerkiksi koivusokeria eli ksylitolia sisältävät makeiset.

Funktionaalisten elintarvikkeiden terveysvaikutuksista on usein puutteellisesti tutkimustietoa.

Tutki lisää esimerkiksi Suomen lääkäriseura Duodecimin Terveyskirjastosta.

22.3 Hapattaminen, juoksuttaminen ja käyttäminen ovat ruuan valmistuksen ikivanhaa biotekniikkaa

2026-03-18T13:47:23+02:00

Katso aluksi video, jossa kerrotaan, miten käytämme ruoanvalmistuksessa apuna hyödyllisiä mikrobeja.

Elintarvikkeiden valmistuksessa käytetään monia hiivoja (eli yksisoluisia sieniä), bakteereita ja homeita. Vanhin biotekniikan sovellutus, jota ihmiskunta on käyttänyt, lienee hedelmämehun käyttäminen viiniksi. Sopivissa olosuhteissa eli lämpötilassa ja happipitoisuudessa sokeripitoinen neste alkaa hiivasienten ansiosta käydä.

Toinen vanha tapa on ollut hapattaa maitoa pidempään säilyväksi piimäksi. Jogurttien ja juustojen valmistuksessa käytetään maitohappobakteereita, jotka lisääntyessään hapattavat maidon sopivasti. Kuuluisia hapatettuja herkkuja ovat mm. hapankaali ja hapansilakka. Niinkin arkipäiväinen asia kuin leivinhiiva on biotekniikkaa. Leivinhiiva on sieni, joka sopivassa lämpötilassa hajottaa taikinan sokereita ja näin tuottaa itselleen energiaa ja jätteenä hiilidioksidia, joka nostattaa taikinan kuohkeaksi. Homejuustoja valmistettaessa maitoon sekoitetaan tarkasti valittu ja kasvatettu homekanta. Homettamalla syntyy myös indonesialaisherkku tempeh. Laktoosi-intoleranssista kärsivät käyttävät maitoa, jonka sisältämä laktoosi on pilkottu laktaasi-entsyymillä.

Ruotsalainen perinneherkku hapansilakka, valmistetaan käyttämällä silakkaa suolavedessä.

22.4 Kasvin- ja eläinjalostuksen perusteet

2017-03-03T17:43:33+02:00

Kasvinjalostus eli kasvilajikkeiden ominaisuuksien muuttaminen ihmisen haluamaan suuntaan on jo kauan käytettyä biotekniikkaa. Kaikilla nykyään viljelyssä olevilla viljakasveilla on olemassa villi kantamuoto, jota ihminen on alun perin käyttänyt ja pikkuhiljaa muuttanut sen satoisampaan, suurempaan, ja nopeammin kasvavaan muotoon. Jalostus perustuu kasvin ominaisuuksien perinnölliseen muunteluun eli siihen että kasviyksilöt poikkeavat toisistaan ja siksi esimerkiksi parempisatoiset kasvit ovat tuottaneet parempisatoisia jälkeläisiä. Tässä valintaan perustuvassa jalostuksessa on kasvatukseen valikoitu yksilöt, jotka ovat kasvattaneet esimerkiksi suurimmat jyvät ja tukevimmat korret. Näitä valikoituja yksilöitä on risteytetty keskenään ja saatu tuottavampia lajikkeita.

Valintaan perustuvat kasvinjalostus on kuitenkin suhteellisen hidasta. Nykyään pystytään esimerkiksi solukkoviljelyn avulla tuottamaan tuottoisasta kasvista täysin identtisiä kopioita eli kloonaamaan yksilöitä.

Video solukkoviljelystä

Tutkijat ovat oppineet siirtämään geenejä eliöstä toiseen. Tämä geenitekniikka tuo uusia mahdollisuuksia kasvinjalostamiseen. Esimerkiksi viljakasviin voidaan siirtää toisesta kasvista tukevan korren aikaansaava geeni tai geeni, jonka ansiosta kasvi käyttää tehokkaammin ravinteita. Voidaan myös unelmoida esimerkiksi tomaatista, jolla olisi juurissaan perunan mukulat. Tällaista ruokaa, jota on tuotettu siirtämällä geenejä muusta kasvista, kutsutaan muuntogeeniseksi ruuaksi.

22.5 Eläinjalostus

2017-03-03T17:44:14+02:00

Paitsi kasveja, ihminen on jalostanut myös kotieläimiä. Valintaa on tehty samoilla tavoilla: valitsemalla yksilöitä, joilla on hyvät ominaisuudet ja risteyttämällä jälkeläisiä. Lemmikeissä, kuten koirissa, on valikoitu erilaisia ulkonäköön ja -muotoon tai metsästykseen liittyviä ominaisuuksia ja kehitetty hyvinkin paljon toisistaan poikkeavia koirarotuja.

Koti- ja tuotantoeläimissä on haluttu kehittää hyödyllisiä ominaisuuksia, kuten lehmien maidontuotantoa, lihaeläinten nopeaa lihaskasvua tai lampaanvillan ominaisuuksia. Kotieläinten jalostuksessa yksilöiden ominaisuudet kirjataan tarkasti ylös, ja hyviä jälkeläisiä tuottavalla siitossonnilla voi olla tuhansia jälkeläisiä. Tavallisimmin käytetään keinosiemennystä pakastetulla spermalla. Hyvät ominaisuudet omaavia nautayksilöitä voidaan lisätä vielä tehokkaammin alkionsiirrolla, jossa keinohedelmöitettyjä alkioita tuotetaan kymmenittäin ja siirretään toisiin lehmiin kehittymään. Geenikartoitusta käyttämällä voidaan jalostukseen valita emät ja isät vielä täsmällisemmin ja yhä useamman ominaisuuden suhteen.

22.6 GMO eli genetically modified organisms eli geenimuunnellut eliöt

2017-03-03T17:45:56+02:00

Kun eliöön on siirretty geenejä muista lajeista, puhutaan geneettisesti muunnellusta organismista eli GMO:sta. Tällaista, eri lajien välistä geenisiirtoa kuvaa tomaatti, johon on siirretty kampelalta kylmänkestävyyttä parantava geeni. Geenisiirroilla voidaan parantaa viljelykasvien kestävyyttä kasvitauteja, tuhohyönteisiä, epäedullisia kasvuolosuhteita ja rikkaruohomyrkkyjä vastaan. Eläinjalostuksessa geenisiirtoja ei ole tehty, vaikka geenien siirtäminen eläinlajien välillä onkin mahdollista. Esimerkiksi Suomessa syntyi 1990-luvulla Huomen-niminen lehmä, jonka geeneihin oli siirretty ihmisen punasolujen kasvutekijän (dopingaineena tunnetun EPO-hormonin) geeni. Eläinten kloonaaminen on mahdollista, ja maailmassa on kloonattu useita kymmeniä eläinlajeja.

Geenimuunneltuja eli GM-kasvilajikkeita on kehitetty useita kymmeniä. Tärkeimpiä geenimuokattuja viljelykasveja ovat maissi, soija ja rapsi. Näitä käytetään sekä ravintona että eläinten rehuna jo melko laajasti. Valtaosa maailmassa viljellystä soijasta on jo ns. GM-soijaa. Suomessakin osa eläinten rehuna käytettävästä soijasta on geenimuunneltua. GM-rehulla kasvatetut eläimet eivät kuitenkaan ole geenimuunneltuja, sillä rehu hajoaa eläinten ruoansulatuksessa. Geenimuunneltujen kasvilajikkeiden avulla on toivottu apua maailman ruokapulaan ja kehitysmaiden ihmisten nälkäongelmaan. 1990-luvulla kehitetyssä ns. kultaisessa riisissä on siirrettynä A-vitamiinin esiastetta tuottava geeni. A-vitamiinin puutos aiheuttaa sokeutta ja vajaakehitystä.

Toisaalta GM-siemenet samoin kuin niiden viljelyyn tarvittavat lannoitteet ja torjunta-aineet ovat monikansallisten yhtiöiden patentein suojaamia. Niitä käyttävät viljelijät ovat täysin riippuvaisia näiden yritysten hinnoittelusta ja määräyksistä.

Geenitekniikan käyttämisestä ruuan tuotannossa on voimakkaita mielipiteitä. Jotta asiaan voisi ottaa perustellusti kantaa, pitää ymmärtää geenien toiminnan periaatteista sekä tuntea tarkasti ne ekosysteemit, joissa geenimuunnellut lajit ovat ravintoketjujen osina.

22.7 Teolliset sovellukset

2019-06-07T19:03:47+03:00

Biotekniikkaa käytetään myös teollisuudessa. Apuna käytetään paitsi erilaisia mikrobeja, myös lukuisia eri entsyymejä. Entsyymit ovat biologisia yhdisteitä – yleensä proteiineja, jotka saavat aikaan ja tehostavat biologisia reaktioita. Elävissä soluissa ja myös ihmisen elimistössä toimii monenlaisia aineenvaihdunta- ja ruoansulatusentsyymeitä. Näitä samoja elävissä soluissa toimivia entsyymeitä pystytään nykyään tuottamaan suuressa mittakaavassa ja nopeasti mikrobien avulla ja niitä käytetään paljon esim. elintarvikkeiden valmistuksessa, pesuaineissa ja esim. selluloosan valkaisussa korvaamaan myrkyllisiä valkaisukemikaaleja.

Entsyymien likaa irrottavat ominaisuudet ovat käytössä pyykinpesuaineissa, joissa ne saavat lian irtoamaan ilman kuumaa vettä. Kotitalouksien ja teollisuuden jätevesien puhdistamisessa tärkeimmät puhdistamon työntekijät ovat mikrobit. Ne käyttävät ravinnokseen jäteveden orgaanista aineista (uloste ja virtsa) ja tuottavat siitä energiaksi käyttökelpoista metaanikaasua (CH₄) ja muuttavat vesiä rehevöittävät typpiyhdisteet takaisin ilmakehän typeksi (N₂)_.

Mikrobit voivat käyttää eli tavallaan syödä myös öljyä: öljyonnettomuuksissa meriveden puhdistamiseen käytetään veteen levitettäviä mikrobeja. Mikrobeja voidaan käyttää myös maaperän puhdistamiseen bensiinistä, puunkyllästysaineista tai rikkaruohomyrkyistä. Kaivosteollisuudessa metalleja voidaan "irrottaa" kivestä mikrobien avulla veteen, josta ne saostetaan ja otetaan talteen.

Huomattava ja kasvava tapa käyttää mikrobeja on valmistaa niiden avulla biopolttoaineita. Mikrobit on saatu tuottamaan puusta ja teollisuuden jätteistä butanolia (C₄H₁₀), jota voidaan käyttää autojen polttoaineena. Toisessa sovellutuksessa geneettisesti muunneltu suolistobakteeri on saatu tuottamaan biopolttoainetta merilevästä. Myös biohajoavat materiaalit, kuten muovi ja niistä valmistetut tuotteet ovat uusi biotekniikan sovellus.

Esimerkkejä homeiden käytöstä teollisuudessa
Tuote	Selitys
Farkut	Kivipestyjen farkkujen ulkonäkö saadaan käsittelemällä farkut Trichoderma-homeen puuvillakuituja pilkkovalla sellulaasi-entsyymillä.
Pyykinpesuaineet	Homeiden sellulaasientsyymeillä parannetaan lianpoistokykyä.
Oliiviöljy	Homeiden entsyymit lisäävät oliiveista saatavaa öljyn määrää.
Soijakastike	Soijapapuja käsitellään homeella, jonka entsyymit hajottavat soijaa.
Antibiootit	Mm. Penicillium-home.
Lääke- ja elintarvikevalmisteita	Geenimuokatuissa homeissa tuotetaan mm. kolesterolia alentavia valmisteita ja vitamiineja.

22.8 Biotekniikan lääketieteen sovellutukset

2017-10-05T05:27:50+03:00

Lääketiede on biotekniikan tärkeä sovellutusala. Biotekniikan avulla voidaan nykyään paljon nopeammin ja luotettavammin tunnistaa sairauksien aiheuttajia, hoitaa ja parantaa sairauksia sekä jopa joissakin tapauksissa etukäteen todeta riski sairastua tiettyihin (geenimuutoksista johtuviin) sairauksiin.

Sairauksien tunnistaminen on nykyään helpompaa ja nopeampaa kuin ennen. Potilaan näytteestä eristettyjä mikrobeja voidaan kasvattaa kasvatusmaljalla ja tunnistaa omien erityisominaisuuksiensa kuten värin ja muodon, perusteella. Lisäksi monien sairauksia aiheuttavien bakteerien ja virusten DNA tunnetaan, ja ne voidaan laboratoriokokeilla tunnistaa.

Kun sairautta aiheuttava mikrobi on tunnistettu, sen aiheuttamaa sairautta voidaan hoitaa esimerkiksi antibiooteilla. Antibiootteja tuotetaan nykyään suuria määriä mikrobeissa. Virussairauksien ennaltaehkäisyyn on kehitelty rokotteita, joita kasvatetaan mikrobeissa. Aiemmin rokotteet tuotettiin eläinsoluissa, mikä oli kallista ja hidasta. Mikrobeissa tuotetut rokotteet ovat myös entisiä turvallisempia. Nykyään on kehitteillä jopa syötäviä rokotteita, joissa taudinaiheuttajan geeni on siirretty esimerkiksi tomaattiin.

Biotekniikan ja sen osa-alueen geenitekniikan avulla on mahdollista tunnistaa paitsi taudinaiheuttajia kuten viruksia ja bakteereita, myös todeta sairauksia geenitasolla. Verinäytteestä voidaan tutkia, onko yksilöllä tietty geenimuoto tai geenivirhe, joka aiheuttaa sairauden. Geenipoikkeamat eli virheet (mutaatiot) saattavat joko aiheuttaa harvinaisen geneettisen sairauden, joka todetaan jo pienessä lapsessa, tai nostaa yksilön riskiä sairastua iän myötä esimerkiksi perinnölliseen syöpään. Geenitestejä voidaan tehdä jo raskaudenaikana. Sikiön geenejä voidaan tutkia lapsivedestä tai istukasta otettavalla näytteellä, josta voidaan todeta mm. Downin syndrooma tai EPO-hormonin taso, joka liittyy sikiön anemiariskiin. Vastaavantyyppisellä DNA-testillä, joka perustuu jokaisen yksilön ainutlaatuiseen DNA:han (sanotaan, että jokaisella meistä on oma DNA-sormenjälkensä), pystytään tunnistamaan yksilöitä esimerkiksi rikos- tai onnettomuustapauksissa. Esimerkiksi pysäköintialueen alta löydetty 1400-luvun eläneen Englannin kuningas Rikhard III:n luuranko määritettiin sukulaisen DNA-näytteiden perusteella.

Sairauksia, jotka johtuvat geenivirheistä on nykyään mahdollista hoitaa geenihoidoilla eli geeniterapialla. Näissä hoidoissa potilaan omia, sairaita soluja korvataan soluilla, joihin on siirretty korjattu geenimuoto. Tämä voidaan tehdä joko ottamalla potilaan soluja, viljelemällä niitä laboratoriossa ja siirtämällä niihin haluttu geeni tai ruiskuttamalla korjattuja geenimuotoja suoraan potilaan kudokseen. Näin voidaan hoitaa mm. vaikeita syöpäsairauksia tai tulehdussairauksia kuten nivelreumaa.

Jos alkion mitokondrioissa tiedetään olevan haitallinen mutaatio, voidaan siirtää alkion tuma alkioon, jossa on "terveet" mitokondriot.

Vaikeita sairauksia on mahdollista hoitaa myös kantasolujen avulla. Kantasolut ovat alkionkehityksen varhaisen vaiheen soluja, joilla on vielä tallella kyky muodostua miksi tahansa soluiksi (sanotaan totipotenteiksi). Kantasoluja on myös aikuisen ihmisen kudoksissa, kuten luuytimessä, aivoissa, lihaksessa ja ihossa. Kantasolut pystyvät paitsi muuttumaan miksi solutyypiksi tahansa, myös jakaantumaan. Näin niitä on mahdollista viljellä tarkoissa laboratorio-oloissa ja ohjata kasvamaan halutuksi solutyypiksi.

Laboratoriossa pystytään kasvattamaan esimerkiksi ihoa ja silmän sarveiskalvoa. Kantasolujen avulla voidaan korvata kudosvaurioita, ja hoitojen avulla pyritään parantamaan mm. hermosolujen rappeutumisesta aiheutuvia Parkinsonin ja Alzheimerin tauteja, haimasoluja tuhoavaa diabetesta, sydäninfarktin aiheuttamia lihasvaurioita sekä selkäydinvammoista johtuvia halvauksia. Joissakin syöpätyypeissä käytetään hoitona potilaan omia kantasoluja.

Kantasoluista voidaan saada tuotettua erilaisia soluja.

22.9 Video kantasoluista

2026-03-18T13:16:23+02:00

Katso video kantasoluista. Video opettaa, mitä kantasolut ovat ja mihin kaikkeen niitä voidaan käyttää jo nyt ja erityisesti tulevaisuudessa.

22.10 Hedelmöityshoidot

2017-11-15T06:48:28+02:00

Lapsia saadaan eikä tehdä. Moni pariskunta (1/6) on tahtomattaan lapseton. Syy voi olla esimerkiksi naisen tai miehen lisääntymiselimissä. Hedelmöityshoidoilla voidaan hoitaa lapsettomuutta. Hormonihoidoilla voidaan kiihdyttää munasolujen tai siittiöiden tuotantoa. Keinohedelmöityksessä kohtuun ruiskutetaan hyvin liikkuvia siittiöitä.

Melko yleinen lapsettomuuden syy naisilla on ohuiden munanjohtimien tukkeutuminen. Silloin voidaan tehdä koeputkihedelmöitys. Munasolujen tuotantoa kiihdytetään hormonein, ja niitä otetaan munarauhasesta vatsanpeitteiden läpi. Ne hedelmöitetään isän siemennesteellä ”koeputkessa”.

Hedelmöityneitä munasoluja ja niistä kehittyneitä alkioita viljellään laboratoriossa soluviljelykaapeissa tarkasti valvotuissa olosuhteissa alkionsiirtopäivään asti. Alkio siirretään naisen kohtuun. Ylimääräiset alkiot pakastetaan varastoon. Keinohedelmöityksessä käytetään hormonihoitoja ja onnistuminen on epävarmaa. Siksi pakastetut alkiot yleensä tarvitaan.

Lapsettomuuden syynä voi myös olla munasolujen tai siittiöiden puute. Silloin voidaan turvautua luovutettuihin sukusoluihin.

22.11 Etiikka

2017-03-03T17:52:59+02:00

Etiikka pohtii, mitkä asiat ovat hyviä ja oikeudenmukaisia. Se pohtii myös sitä, mihin meillä ihmisillä on oikeus ja millaisia velvollisuuksia meillä on toisiamme ja luontoa kohtaan. Useimmiten eettinen ihminen kyselee hankalia kysymyksiä.

Nopeasti ajateltuna kasvien ja eläinten jalostaminen kuulostavat pelkästään ihmiskuntaa auttavina ja elämänlaatua parantavina, köyhyyttä ja sairautta poistavina keinoina hyviltä ja kannatettavilta.

Kun tarkemmin alkaa pohtia, voi huomata, että nälänhädän syy ei ole ruokapula vaan köyhyys, joka ei ratkea hyvin tuottavilla kasvilajikkeilla. Esimerkiksi geenimuunneltujen tuottoisien viljakasvien siemenet on patentoitu suuryrityksille, jotka siis voivat määrittää niiden hinnan mielensä mukaan. Geeniteknologian korkea hinta vaikuttaa maanviljelijöiden asemaan. Samaan aikaan koko maailman ruuantuotanto keskittyy muutamien suuryritysten käsiin, pois demokraattisen päätöksenteon ulottuvilta. Kuka saa omistaa kaikkia hyödyttävät keksinnöt?

Eläinkokeet ovat muuttuneet entistä kivuliaammiksi, vaikka geenitekniikka tarjoaisi mahdollisuudet myös esimerkiksi soluviljelmien käytön tutkimuksissa. On ennustettu, että eläinkokeet tulevat tarpeettomiksi 2030-luvulla. Siihen ei kuitenkaan voida päästä, jos valtiot, yritykset ja tutkijat eivät yhdessä siihen pyri.

Vielä suurempia eettisiä pulmia ilmenee lääketieteessä. Uudet tehokkaammat hoidot ovat kalliita. Kenellä on niihin varaa? Kuka niitä saa?

Geeniterapiassa uudet geenit voivat siirtyä sukusoluihin, jolloin geenihoidon seurauksena syntyy uusi periytyvä ominaisuus. Voiko se johtaa esim. “tilausvauvojen tehtailuun” ja tätä kautta “rodunjalostukseen”?

Ihmisellä on mahdollisuus ja oikeus saada tietää sairausriskeistä, joita hän on perinyt. Olisiko esimerkiksi vakuutusyhtiöllä suurempi oikeus asiakkaan geenitietoihin taloudellisen tappion pelossa kuin on asiakkaan oikeus pitää henkilökohtaisen tiedot ominaan? Hoidetaanko häntä kalliilla geeniterapialla verovaroin, vaikka sairaus ei vielä olisi puhjennutkaan?

Sikiöseulonnalla pyritään selvittämään tulevan lapsen vaikeat sairaudet etukäteen. Voi ajatella, että on hyvä keskeyttää raskaus, jos lapsi kärsii vaikeasta sairaudesta. Mutta mikä on niin vaikea sairaus? Milloin aletaan pitää epämusikaalisuutta tai vaikkapa sukupuolta keskeytyksen riittävänä perusteluna?

Ihmisklooneja voidaan tulevaisuudessa valmistaa. Kloonaamisen syy voi olla itsekäs halu saada kaikki toiveet täyttävä lapsi. Kloonaaminen on myös erittäin vaikeaa ja kallista. Ennen onnistunutta kloonausta on edessä monta epäonnistunutta koetta. Tässä tapauksessa koe-eläiminä ovat ihmiset.

Onko oikein kehitellä kalliita hoitoja vaikkapa pieniin rintoihin tai ylipainoon kun maailman köyhimmissä maissa kuollaan ripuliin?

Tutkijan hyvää tarkoittava tutkimus tuottaa tietoa, jota voidaan käyttää myös vääriin tarkoituksiin, pahimmillaan esimerkiksi bioaseiden kehittämiseen. Vain lainsäädännöllä ja valvonnalla voidaan estää vääryydet. Lainsäädäntö on kuitenkin hitaampaa kuin tutkimuksen eteneminen.

Opetus.tv: Dolly-lammas on kuuluisimpia biotekniikan saavutuksista Teemu Teeri: Geenimuuntelun perusteet ja mahdollisuudet