Kuinka hyönteisiä vastustava tomaattiköynnös tehdään

Mitä geenit ovat ja mistä niitä löytyy?
Geenejä on kaikessa, mikä elää tai mikä on elänyt. Geenejä on ihmisissä, kärpäsissä, kinkussa, tomaateissa, bakteereissa jne. 200 g painava pihvi sisältää 750 000 000 000 000 geeniä.

Geeni on se koodi, joka määrää ulkonäkömme ja ominaisuutemme. On olemassa esimerkiksi geenejä, jotka määräävät, olemmeko sini- vai ruskeasilmäisiä. Puolet geeneistämme saamme äidiltämme ja puolet isältämme.

Myös kasveilla on geenejä. Geenit määräävät kukkien värin ja kasvien pituuden. Ihmisten tavoin myös kasvien ominaisuudet siirtyvät niiden "lapsille" eli kasvin siemenille, joista kasvaa uusia kasveja.

Mitä geneettisellä muuntamisella tarkoitetaan?
Geneettinen muuntaminen muuttaa kohteen geenit ja samalla sen ominaisuudet. Esimerkiksi mansikoita voidaan muuntaa geneettisesti niin, että ne pysyvät kauemmin tuoreena tai riisiä voidaan muuntaa geneettisesti niin, että sen vitamiinipitoisuus kasvaa.

Kun tutkija muuntaa kasvia geneettisesti, hän asettaa kasvin omiin geeneihin vieraan geenin. Tämä voi olla esimerkiksi tuholaismyrkylle vastustuskykyisen bakteerin geeni. Tuloksena kasvi saa tämän geneettisen koodin ominaisuudet. Tämän seurauksena myös geneettisesti muunnetusta kasvista tulee tuholaistorjunta-aineille vastustuskykyinen.

Geneettisen muuntamisen avulla on mahdollista siirtää geenejä lajista toiseen. Tämä on mahdollista, koska kaikki geenit - sekä ihmisten, kasvien, eläinten että bakteereiden - muodostuvat samasta materiaalista. Geenitutkijoilla on siksi hallussaan suuria määriä geneettisiä ominaisuuksia, joista he voivat valita.

Miten geenitutkija työskentelee?
Kasvien geneettinen muuntaminen on monivaiheinen prosessi:

Mistä tiedämme, onko geneettinen muuntaminen onnistunut?
Paljaalla silmällä pystymme erottamaan vain erittäin harvoin, onko kasvia tai eläintä muunnettu geneettisesti. Tutkijat ovat sen vuoksi kehittäneet avukseen muutamia hyödyllisiä menetelmiä.

Esimerkiksi erityisen väritestin avulla voidaan tunnistaa, onko kasvia muunnettu geneettisesti. Samalla kun kasvia muunnetaan geneettisesti, tutkija siirtää siihen ylimääräisen markkerigeenin. Markkerigeenillä voi olla eri ominaisuuksia. Se voi esimerkiksi muuttaa kasvin väriä kemiallisen testin yhteydessä.

Testin avulla tutkijat voivat tarkastaa kasvin värin ja näin ollen tunnistaa, onko kasvia muunnettu geneettisesti.

Mikä on geneettisen muuntamisen ja perinteisen jalostuksen ero?
Kauan ennen geneettisen muuntamisen löytämistä maanviljelijät paransivat satojansa menetelmällä, jota nykyään kutsutaan "perinteiseksi jalostukseksi".

Jalostuksella tarkoitetaan tietyn lajin parhaimpien, suurimpien, houkuttelevimpien ja parhaimman makuisten edustajien risteyttämistä tarkoituksena kasvattaa kasvi tai eläin, joka on vielä parempi, suurempi, houkuttelevampi tai paremman makuinen.

Perinteisessä jalostuksessa geenit siirretään kasvista toiseen. Sama koskee myös geneettistä muuntamista, mutta siinä käytetyt menetelmät ovat huomattavan erilaisia.

Geneettinen muuntaminen on menetelmänä tarkempi, koska siinä toivotut ominaisuudet voidaan siirtää täsmällisemmin. Perinteisessä jalostuksessa ei voida välttää sitä mahdollisuutta, että myös muut omainaisuudet saattavat siirtyä.

Perinteisessä jalostuksessa voidaan ominaisuuksia siirtää vain samojen, tai erittäin samanlaisten, lajien välillä. Geneettisessä muuntamisessa ominaisuuksia voidaan siirtää hyvin erilaisten lajien välillä, jopa kasvien ja eläinten kesken.

Geneettinen muuntaminen ei ole niin aikaavievää kuin perinteinen jalostus.

Millä muulla tavalla geenejä voidaan muuttaa?
Eläinten ja kasvien geenejä voidaan muuttaa myös muulla tavalla kuin geneettisesti muuntamalla.

Myös spontaanit muutokset, säteilyt, kemikaalit tai perinteinen jalostus voivat muuttaa kasvin tai eläimen ominaisuuksia.

Spontaani geenin muuttuminen tapahtuu luonnollisella tavalla, ja joskus ilman minkäänlaisia vaikutuksia. Spontaani muuttuminen voi johtaa sekä positiivisten että negatiivisten ominaisuuksien kehittymiseen. Menetelmä ei ole erityisen hyvä, jos tarkoituksena on luoda tiettyjä muutoksia.

Säteilyä ja kemikaaleja voidaan käyttää geenimuutosten tehostamisessa. Molempia käytetään joskus kasvien jalostuksessa.

Perinteisessä jalostuksessa risteytetään yhteenkuuluvia kasveja ja eläimiä. Läheisesti yhteenkuuluvia sukulaislajeja saattavat olla esim. maissi ja kaihonkukka tai hevonen ja aasi. Tällä tavalla geenien eri yhdistelmät esiintyvät jälkeläisissä. Haluttuja ominaisuuksia kantavat yksilöt valitaan monista sukupolvista. Nykypäivän viljelykasvit ja karjakanta ovat perinteisen jalostuksen tuloksia.

Voiko kaikkea muuttaa geneettisesti?
Kyllä. Periaatteessa kaikkea mikä elää voidaan muuntaa geneettisesti - eläimiä, ihmisiä, kasveja ja bakteereja.

Toisin sanoen kalan ominaisuuksia voidaan siirtää mansikkaan. Mutta tämä on sitä vaikeampaa mitä enemmän lajit eroavat toisistaan. Sukulaislajeja on helpointa muuntaa geneettisesti.

Kaikkia ominaisuuksia ei voi kuitenkaan siirtää. Jotkut ominaisuudet ilmenevät vain monien geenien yhteisvaikutuksen seurauksena.
Tutkijat tietävät tästä yhteisvaikutuksesta vain harvoin tarpeeksi paljon pystyäkseen luomaan sen uudelleen.

Tällä hetkellä tutkijat työskentelevät intensiivisesti ihmisten ja sikojen geenien kartoittamisessa. Kartoitukset antavat tutkijoille ehkä riittävästi tietoa ja visioita, jotta he pystyvät tulevaisuudessa luomaan vielä monimutkaisempia geneettisiä muutoksia kuin tänään.

Mitä perimällä tarkoitetaan?
Mikä on geeni?
Mikä on kromosomi?
Mikä on DNA?
Mikä on proteiini?
Mitä mitoosilla ja meioosilla tarkoitetaan?
Geneettinen testaus taudinhaussa
Miten ihmisalkio kloonataan sairauksien parantamistarkoituksiin?
Kuinka alkiosta saadaan kantasoluja?