LINKKI KURSSIN ETUSIVULLE

4. Ihmisen geenit

4.1. Ihmisen perimän rakenne
  • 30.000 geeniä (arviot geenien lukumäärästä vaihtelevat)
  • 3 miljardia DNA:n emäsparia
  • keskikokoinen kromosomi: 200 miljoonaa emäsparia; tuhansia geenejä
>
* kaikissa soluissa samat geenit (kaikki eivät toimi samaan aikaan)
  • yksilönkehitystä ohjaavat geenit ja esim. ylläpitogeenit
  • vain muutama prosentti DNA:sta on koodittavaa sekvenssiä, suurin osa on tyhjää (lyhyiden emäsjärjestysten toistumia, jäänteitä käytöstä poistuneista geeneistä, virusgenomeja ym. "jäte-DNA:ta" tai "geenifossiileja"
  • introni EI OLE sama asia kuin "jäte-DNA"; introni on GEENIN SISÄLLÄ
  • jäte-DNA:n tehtävä on epäselvä, ehkä osallistuu geenien säätelyyn ja suojaa mutaatiolta
  • perimää muuttavia tekijöitä: tekijänvaihdunta (rekombinaatio, crossing over) meioosissa, mutaatiot, virukset ja hyppivät geenit eli transposonit

4.2. Genomihanke
  • koko ihmisen perimän emäsjärjestys, kaikkien geenien tunnistaminen, genomitiedon käyttöön liittyvät lailliset, eettiset ja sosiaaliset kysymykset
  • hankkeen mahdollisti DNA-sekvenssointimenetelmien kehittyminen: 1000 emäsparia sekunnissa 24 tuntia / vrk!
  • laadittiin ensin geenimerkkien (eli tunnettujen lyhyiden emäsjärjestysten; ovat yleensä jäte-DNA:ssa) avulla kartta: 30.000 geenimerkkiä n. 100.000 emäsparin välein; geenimerkkien väliin jää 2-4 geeniä
  • luotiin ihmisen DNA-geenikirjasto n. miljoonan emäsparin DNA-paloina
  • hanke oli valmis vuonna 2003: ihmisen koko DNA-sekvenssi oli avattu
  • genomihankkeen merkitys: paljasti, että ihmisen geenejä on suhteellisen vähän (ihmisellä geenitiedon hyödyntäminen on tehokkaampaa kuin alemmilla eliöillä, koska samasta geenistä voidaan tuottaa useita proteiineja vaihtoehtoisella silmukoinnilla), ihmisellä on runsaasti ns. geeniperheitä (tiettyyn tehtävään liittyvieä geenejä), genomihankkeen myötä voidaan tunnistaa yksilölliset alttiustekijät esim. kansantaudeille ja räätälöidä hoitoa
  • myös monien muiden eliöiden kuin ihmisen genomi on jo selvitetty (esim. kolobakteerin, sukkulamadon ja banaanikärpäsen)
  • jatkossa geenitutkimus on ns. toiminnallista genomiikkaa: yirtetään ymmärtää geenien välisiä monimutkaisia yhteistoimintaverkostoja
>

4.3. Perinnölliset sairaudet
  • geenit ja ympäristö vaikuttavat lähes kaikissa sairauksissa
  • perinnölliset sairaudet: kromosomistomimutaatiot (esim. Downin oireyhtymä), kromosomimutaatio tai geenimutaatio (tunnetaan 1500)
  • voidaan periä vallitsevana tai peittyvänä (peittyvä alleeli saadaa molemmilta vanhemmilta)
  • suomalainen tautiperintö: 35 yhden geenin virheestä johtuvaa sairautta (esim. AGU)
  • perustajavaikutuksen merkitys suuri tautiperinnön kehittymiselle
  • myös ns. kansantautien taustalla on perinnöllinen tautialttius
  • perinnöllisiä tauteja havainnoidaan taudin oireiden perusteella mutta nykyään myös enenevässä määrin myös DNA-testien avulla
  • näytteitä voidaan ottaa lasiveteen joutuneista sikiön soluista tai istukasta
  • PCR - monistus on välltämätön; geenivirheen tunnistus koettimen avulla (normaali koetin ei hybridisoidu, jos geeni on viallinen)
  • mikrosiruja käytetään; kehitteillä Suomi-siru
  • myös alkiodiagnostiikkaa voidaan käyttää: tautin esiintyminen tunnistetaan keinohedelmöitetystä alkiosta ennen alkion istuttamista kohtuun

4.4. Syöpä
  • sulujen hallitsematonta kasvua
  • solujen kasvuun ja erilaistumiseen vaikuttavissa useissa geeneissä on tapahtunut mutaatioita => syöpägeenit
  • hyvänlaatuinen kasvain on selvärajainen ja ei leviä; pahanlaatuinen lähettää etäpesäkkeitä (solut karkaavat kasvaimesta ja tunkeutuvat uusiin kudoksiin eri puolille elimistöä)
>
* esisyöpägeenit = syöpägeenin normaali alleeli, joka on välttämätön solun toiminnalle
>
  • syövänestogeenit = geeni, joka normaalisti toimiessaan estää syöpägeenin muuttumisen syöpää aiheuttavaksi, mutta jonka vaurioituminen voi johtaa solun muuttumiseen syöpäsoluksi
  • syöpäsolu = kiinnittyminen ympäristöön heikkenee, kasvavat pesäkkeinä toistensa päälle, elinikä pitenee
  • ympäristön syöpäriskejä ovat: perimämyrkyt eli genotoksiset tekijät: kemialliset aineet, säteily, virukset; mutageenit aiheuttavat mutaatioita; karsinogeenit aiheuttavat syöpää
>
* periytyvät syövät: ituradassa periytyviä mutatoituneita syövänestogeenejä (esim. silmän verkkokalvon kasvain ja ihon kuivumistauti)
  • syöpäsolun muuttuneet geenit ovat syöpägeenejä eli onkogeenejä
  • mikrosirujen avulla voidaan tarkastella syöpäsolujen ja normaalisolujen erojakoko perimän toiminnan tasolla
  • uusia hoitoja, joiden vaikutus kohdistuu suoraan syöpäsolun kasvuhäiriöiden biokemiaan
  • tulevaisuudessa voidaan viallinen geeni ehkä korvata normaalilla geenillä tai saadaan geenisiirrolla oma elimistö tuhoamaan syöpäkasvain
>

4.5. Geenihoito
  • geenisiirron avulla annettavaa hoitoa
  • viallista geeniä ei vielä pystytä korjaamaan, kromosomistoon voidaan ainoastaan lisätä terveen geenin muoto; geenin kiinnittymistä ei pystytä ohjaamaan
  • siirtogeenin liitetään säätelyalue, joka ohjaa geenin toimimaan vain halutussa kudoksessa
  • somaattinen geeniterapia on sallittua; iturataan ei saa koskea
  • geeninsiirrossa ihmiseen käytetään virusvektoreita tai lipidirakkuloita
  • geenihoidon kaikkia riskejä ei vielä voida arvoida tarkasti
>

4.6. Kantasolut ja soluhoidot
  • erilaistumaan kykeneviä soluja, joita löytyy alkiosta ja sikiöstä sekä jo erilaistuneista aikuisen kudoksista
  • alkion kantasoluista kehittyvät kaikki erilaiset kudokset
  • aikuisen kantaslut ovat herättäneet mielenkiintoa: esim. luuytimen kantasoluja siirrettäessä maksaan on todettu niiden kehittyvät tyypillisiksi maksasoluiksi
  • kantasolujen käyttöä sairauksien hoidossa kutsutaan soluhoidoksi
  • useat maat ovat kieltäneet alkioiden ja sikiöiden kantasolujen tuottamisen
  • hoidollinen kloonaus = aikuisesta otetetun erilaistuneen solun tuma siirretään munasolun tuman tilalle; kun näitä soluja istutetaan elimistöön, ne erilaistuvat kullekin kudokselle ominaisiksi soluiksi
>

LINKKI KURSSIN ETUSIVULLE