Mennesker påvirker jorden på mange måder, og også de andre beboere som vi deler denne frodige klode med. Vi regulere, styrer og bestemmer, men er dette i grunden nødvendigt? For har jorden ikke klaret sig fint uden indtil da.
Størrelsen af en population(en enkel art) er afhængig af 4 faktorer.
1. Reproduktion - dyr der fødes
2. mortalitet - dyr som dør
3. immigration - dyr der kommer til udefra
4. emigration - dyr som udvandre
vækstforløbet for en population er eksponentielt, i denne funktion er det område dyrene færdes i essentielt for udvikling. Det kaldes bæreevnen og på et eller andet tidspunkt vil der ikke være nok føde eller plads og dyrene vil derfor dø, og når dette skær vil vækstraten nærme sig 0, hvilket betyder at der fødes lige så mange dyr som der dør. Bæreevnen påvirkes ikke kun af biotiske faktorer men også af de abiotiske faktorer, som eksempelvis er klimaet. De abiotiske faktorer er uafhængige for populationens størrelse, mens de biotiske faktorer påvirkning afhænger af størrelsen af populationen.
I de områder hvor dyr færdes vil der altid være konkurrence om overlevelse både inden og uden for arten, det kaldes henholdsvis intra- og interspecifik konkurrence.
Efter Skarven er blevet fredet, er antallet af bestanden i Danmark stigende. Dette har dog vist sig at være et problem, fordi det pludselig påvirker andre arter, da der kommer en ny interspecifik konkurrence, et eksempel er et fald i ørrederne som sættes ud i søer. Det stigende antal er problematisk af flere årsager, en nævnt ovenfor, men nogle mener, at bestanden ikke bliver ved med at stige, det skyldes bæreevnen, for på et tidspunkt vil der, grundet biotiske begrænsninger i eksempelvis føden, ske en stabilisering i antallet af Skarver. På et tidspunkt er der ikke føde nok til at bestanden kan ekspandere og derfor vil antallet af populations væksten nærme sig 0, og problemet vil have løst sig selv. Dette er en anskuelse som modstandere af regulering af dyrearter kommer med. For hvorfor regulere når arten automatisk vil finde sig til rette, via af naturens egne love, nemlig survival of the fittest, som Charles Darwin kaldte det.
Ud fra dette kan jeg konkludere, at mennesker påvirker alt omkring os, også på områder som naturen selv har styr på. Populationsdynamiken er endnu et bevis på dette, da alle arter har en bæreevne og den påvirkes kun når vi mennesker går ind og leger med naturen.
tirsdag den 26. april 2011
mandag den 4. april 2011
Northern og Southern Blotting
Southern Blotting bruges i fylogeni. Det bruges til at analysere hvor tæt beslægtede arter er. Det kan bruges til identificere om et specifikt gen går igen hos andre organismer, derfor kan med en stor analyse af flere forskellige gener sammenligne forskelle og ligheder mellem arter. F.eks. hvis der er mange gener som er ens er de tæt beslægtede eller hvis der er få så er de fjernt beslægtede.
Metoden til southern blotting er således:
1. Man oprenser DNA fra forskellige arter.
2. De oprensede DNA-stykker klippes i stykker af restriktionsenzymer
3. Ved gelelektroforese adskilles DNA-stykkerne fra de valgte arter i hver sin brønd. I gelen ligger der et stof som får DNA-stykkerne til at denaturere, og strukturen går fra dobbelt- til enkeltstrenget. Et eksempel på dette stof kan være formaldehyd.
4. En membran ligges ovenpå gelen med transferbuffer tilsat. Det starter en overførsel af DNA-stykkerne fra gelen og til membranen. I membranen bibeholdes adskillelsen som blev lavet i gelelektroforesen og de er stadigt enkeltstrengede.
5. Det oprindelige DNA-stykke man ville identificere denatureres så det bliver enkeltstrenget og samtidigt mærkes det radioaktivt, dette kaldes nu prober.
6. Proberne og membranen anbringes i en væske sammen så hybridisering, altså de enkeltstrengede DNA-stykker finder deres komplementære streng og danner dobbeltstruktur.
7. Vha. af røntgenfilm som ligges over membranen kan der nu aflæses på røntgenfilmen hvor de proberne er og dermed hvor det DNA-stykke man vil undersøge er. Nu kan der aflæses om genet er i andre arter.
I northern blotting er det samme princip. Dog her er det med RNA-stykker og man undersøger ikke forskelle mellem arter men mellem vævstyper (f.eks. hjerte, lever, lunger etc.). Man kan undersøge hvor stor tilstedeværelsen er af genet i forskellige vævstyper.
Metoden er næsten helt ens:
1. Man oprenser RNA fra forskellige vævstyper.
2. De oprensede RNA-stykker klippes i stykker af restriktionsenzymer
3. Ved gelelektroforese adskilles DNA-stykkerne fra de valgte vævstyper i hver sin brønd. I gelen ligger der et stof som får RNA-stykkerne til at denaturere, normalt er RNA enkeltstrenget men der kan opstå hairpin loops. Derfor er det vigtigt at få dem til at denaturere.
4. En membran ligges ovenpå gelen med transferbuffer tilsat. Det starter en overførsel af RNA-stykkerne fra gelen og til membranen. I membranen bibeholdes adskillelsen som blev lavet i gelelektroforesen og de er stadigt enkeltstrengede.
5. Det oprindelige gen man ville identificere denatureres så de to DNA-stykker bliver enkeltstrengede og samtidigt mærkes de radioaktivt, dette kaldes nu prober.
6. Proberne og membranen anbringes i en væske sammen så hybridisering, altså de enkeltstrengede DNA-stykker finder deres komplementære RNA-streng og danner dobbeltstruktur.
7. Vha. af røntgenfilm som ligges over membranen kan der nu aflæses på røntgenfilmen hvor de proberne er og hvor stor koncentrationen af proberne er. Dermed kan man se hvor meget genet udtrykkes i diverse vævstyper.
Så man kan undersøge: hvor genet er udtrykt, hvornår det udtrykkes i udviklingen af en organisme og hvor meget genet udtrykkes.
Metoden til southern blotting er således:
1. Man oprenser DNA fra forskellige arter.
2. De oprensede DNA-stykker klippes i stykker af restriktionsenzymer
3. Ved gelelektroforese adskilles DNA-stykkerne fra de valgte arter i hver sin brønd. I gelen ligger der et stof som får DNA-stykkerne til at denaturere, og strukturen går fra dobbelt- til enkeltstrenget. Et eksempel på dette stof kan være formaldehyd.
4. En membran ligges ovenpå gelen med transferbuffer tilsat. Det starter en overførsel af DNA-stykkerne fra gelen og til membranen. I membranen bibeholdes adskillelsen som blev lavet i gelelektroforesen og de er stadigt enkeltstrengede.
5. Det oprindelige DNA-stykke man ville identificere denatureres så det bliver enkeltstrenget og samtidigt mærkes det radioaktivt, dette kaldes nu prober.
6. Proberne og membranen anbringes i en væske sammen så hybridisering, altså de enkeltstrengede DNA-stykker finder deres komplementære streng og danner dobbeltstruktur.
7. Vha. af røntgenfilm som ligges over membranen kan der nu aflæses på røntgenfilmen hvor de proberne er og dermed hvor det DNA-stykke man vil undersøge er. Nu kan der aflæses om genet er i andre arter.
I northern blotting er det samme princip. Dog her er det med RNA-stykker og man undersøger ikke forskelle mellem arter men mellem vævstyper (f.eks. hjerte, lever, lunger etc.). Man kan undersøge hvor stor tilstedeværelsen er af genet i forskellige vævstyper.
Metoden er næsten helt ens:
1. Man oprenser RNA fra forskellige vævstyper.
2. De oprensede RNA-stykker klippes i stykker af restriktionsenzymer
3. Ved gelelektroforese adskilles DNA-stykkerne fra de valgte vævstyper i hver sin brønd. I gelen ligger der et stof som får RNA-stykkerne til at denaturere, normalt er RNA enkeltstrenget men der kan opstå hairpin loops. Derfor er det vigtigt at få dem til at denaturere.
4. En membran ligges ovenpå gelen med transferbuffer tilsat. Det starter en overførsel af RNA-stykkerne fra gelen og til membranen. I membranen bibeholdes adskillelsen som blev lavet i gelelektroforesen og de er stadigt enkeltstrengede.
5. Det oprindelige gen man ville identificere denatureres så de to DNA-stykker bliver enkeltstrengede og samtidigt mærkes de radioaktivt, dette kaldes nu prober.
6. Proberne og membranen anbringes i en væske sammen så hybridisering, altså de enkeltstrengede DNA-stykker finder deres komplementære RNA-streng og danner dobbeltstruktur.
7. Vha. af røntgenfilm som ligges over membranen kan der nu aflæses på røntgenfilmen hvor de proberne er og hvor stor koncentrationen af proberne er. Dermed kan man se hvor meget genet udtrykkes i diverse vævstyper.
Så man kan undersøge: hvor genet er udtrykt, hvornår det udtrykkes i udviklingen af en organisme og hvor meget genet udtrykkes.
Eksempler på gensplejsning
Gensplejsning af planter:
I dag bliver flere og flere planter gensplejset, primært dem som bruges til fødevarer. Gensplejsningen skal ofte forudsætte at planten dyrkes bedre under svære forhold, holde længere efter høstning eller blive en bedre fødevare at spise, ved f.eks. at blive mere vitaminrig.
Et kendt eksempel på gensplejsning er rapsplanten der tåler ukrudtsmiddel. Genet stammer fra et bakterie der er i stand til at danne enzymer, da sætter ukrudtsmidlets virkning ud. Dette er gavnligt for landmanden, når han sprøjter mod ukrudt på marken, overlever flere af rapsplanten og derved øges hans produktion. Ulempen ved at gensplejse rapsplanten og planter generelt, er at planterne kan videregive generne til andre planter, hvorved det vil blive en ulempe for landmanden. I rapsplantens tilfælde, har man fundet eksempler på at planten har videregivet generne til ukrudtsplanten agerkålen, som derved også er blevet resistent overfor ukrudtsmidlet.
Hormoner:
Det klassiske eksempel på gensplejsningens anvendelse til gavn for menneskeheden er insulin-produktion.
Visse sygdomme skyldes en mangelfuld eller helt bortfaldet evne til at producere forskellige hormoner. Bl.a. sukkersyge og visse former for dværgvækst. Personer der lider af disse lidelser kan, hvis de får de rette hormoner, henholdsvis insulin og væksthormon, blive i stand til at leve en ganske normalt liv.
For insulins vedkommende skaffede man det tidligere ved at oprense det fra oksebugspytkirtler. Denne metode var meget omkostningsrig, udbyttet var lavt og ofte fremkaldte det allergiske reaktioner. I 1982 lykedes det så at producere humaninsulin ved at udskifte en enkelt aminosyre i oprenset svineinsulin. Det stoppede de allergiske reaktioner, men produktionen var stadig forholdsvis dyr og udbyttet var stadig lavt.
I 1987 lykkedes det dog Novo Nordisk, at fremstille humaninsulin i gensplejsede gærceller. Det betød at man nu er i stand til at producere enorme mængder insulin til en væsentlig billigere pris end før i tiden.
Genterapi:
Denne teknik er endnu ikke så udviklet at den kan bruges i praksis. Men princippet går ud på, at man benytter en retrovirus der er genmodificeret så den ikke er skadelig og heller ikke kan formere sig. Man splejser så det ønskede gen ind i virus-genomet og inficerer en kultur af celler fra et menneske, det kunne fx være celler fra blod eller knoglemarv. Da viruset ikke kan formere sig, bliver det indsplejsede gen en del af cellens DNA og når cellen deler sig vil de to søsterceller begge have genet i deres DNA. Herefter sætter man de modificere celler ind i mennesket og det ønskede gen-produkt vil blive udtrykt.
En af de første sygdommen man regner med at kunne behandle med genterapi er alvorlig immunsvækkelse. I fravær af enzymet ADA mister mange immunceller deres funktion, hvilket kan føre til at patienten bliver meget sårbar overfor infektioner. Hvis genet for ADA splejses ind i en knoglemarv-kultur som derefter sættes tilbage i mennesket, vil disse celler nu producere ADA.
I dag bliver flere og flere planter gensplejset, primært dem som bruges til fødevarer. Gensplejsningen skal ofte forudsætte at planten dyrkes bedre under svære forhold, holde længere efter høstning eller blive en bedre fødevare at spise, ved f.eks. at blive mere vitaminrig.
Et kendt eksempel på gensplejsning er rapsplanten der tåler ukrudtsmiddel. Genet stammer fra et bakterie der er i stand til at danne enzymer, da sætter ukrudtsmidlets virkning ud. Dette er gavnligt for landmanden, når han sprøjter mod ukrudt på marken, overlever flere af rapsplanten og derved øges hans produktion. Ulempen ved at gensplejse rapsplanten og planter generelt, er at planterne kan videregive generne til andre planter, hvorved det vil blive en ulempe for landmanden. I rapsplantens tilfælde, har man fundet eksempler på at planten har videregivet generne til ukrudtsplanten agerkålen, som derved også er blevet resistent overfor ukrudtsmidlet.
Hormoner:
Det klassiske eksempel på gensplejsningens anvendelse til gavn for menneskeheden er insulin-produktion.
Visse sygdomme skyldes en mangelfuld eller helt bortfaldet evne til at producere forskellige hormoner. Bl.a. sukkersyge og visse former for dværgvækst. Personer der lider af disse lidelser kan, hvis de får de rette hormoner, henholdsvis insulin og væksthormon, blive i stand til at leve en ganske normalt liv.
For insulins vedkommende skaffede man det tidligere ved at oprense det fra oksebugspytkirtler. Denne metode var meget omkostningsrig, udbyttet var lavt og ofte fremkaldte det allergiske reaktioner. I 1982 lykedes det så at producere humaninsulin ved at udskifte en enkelt aminosyre i oprenset svineinsulin. Det stoppede de allergiske reaktioner, men produktionen var stadig forholdsvis dyr og udbyttet var stadig lavt.
I 1987 lykkedes det dog Novo Nordisk, at fremstille humaninsulin i gensplejsede gærceller. Det betød at man nu er i stand til at producere enorme mængder insulin til en væsentlig billigere pris end før i tiden.
Genterapi:
Denne teknik er endnu ikke så udviklet at den kan bruges i praksis. Men princippet går ud på, at man benytter en retrovirus der er genmodificeret så den ikke er skadelig og heller ikke kan formere sig. Man splejser så det ønskede gen ind i virus-genomet og inficerer en kultur af celler fra et menneske, det kunne fx være celler fra blod eller knoglemarv. Da viruset ikke kan formere sig, bliver det indsplejsede gen en del af cellens DNA og når cellen deler sig vil de to søsterceller begge have genet i deres DNA. Herefter sætter man de modificere celler ind i mennesket og det ønskede gen-produkt vil blive udtrykt.
En af de første sygdommen man regner med at kunne behandle med genterapi er alvorlig immunsvækkelse. I fravær af enzymet ADA mister mange immunceller deres funktion, hvilket kan føre til at patienten bliver meget sårbar overfor infektioner. Hvis genet for ADA splejses ind i en knoglemarv-kultur som derefter sættes tilbage i mennesket, vil disse celler nu producere ADA.
DNA-chips - et led i kampen mod kræft?
Tænk at kunne analysere udtrykkene af flere tusinde gener på én og samme tid? Det kan nu lade sig gøre grundet den nyeste teknologi inden for forskningen af gener. Teknikken der muliggøre dette er DNA-chips. Disse "chips" består af en lille specialdesignet glasplade, hvori der er lavet en masse mikroskopiske huller/områder, som alle er forbundet med en DNA-sekvens, som er helt genspecifik på grund af at DNA-stykkerne kan være op til 1000 baser lange. På de celler hvor man vil undersøge genudtrykket, så gør man det, at man isolerer alle mRNA-molekylerne, og ud fra disse molekyler laves så cDNA-molekyler, som alle mærkes med en farve som er flourescerende. Blandingen af cDNA hybriliseres så til "chippen", og de enkelte huller/områder i glaspladen detekteres med en laser. Dette gør at de flourescerede molekyler aflæses, hvorefter informationerne sendes til en computer. På computeren kan man så danne et billede af genudtryket og så eventuelt sammenligne det med andre genudtryk. Funktionen af disse DNA-chips er, at man ret enkelt kan undersøge hvad der sker med en given celles genudtryk, når den påvirkes på den ene eller anden måde. Denne påvirkning kan f.eks. komme fra hormoner, giftstoffer, temperatur osv., og man kan så undersøge om visse gener "tændes" eller "slukkes" ved disse påvirkninger. Inden for specielt behandlingen af kræft har DNA-chipsen vist sig meget effektiv og brugbar, i det man har kunnet undersøge hvordan der skrues "op og ned" for forskellige gener. Dette har medført at man i langt højere grad end tidligere, har kunnet klassificere forskellige undertyper af B-celle kræftformerne. Samtidig kan man med DNA-chippen tilpasse forskellige behandlinger af sygdomme bedre til den enkelte patient, samt gjort at man har kunnet afprøve andre behandlingsstrategier - netop fordi man kan undersøge flere tusind gener på én gang og hvorledes generne udtrykkes og reagerer overfor forskellige påvirkninger.
Retsgenetiske Analyser
visuelt billede af ens "genetiske fingeraftryk"
Metoden går ud på at man efter oprensning af DNA, klipper vha. et restirksonsenzym som ikke berører minisatelit-området. Efter dette adskilles det klippede DNA efter størrelse i en gel. DNA stykkerne behandles så via southern blotting. Det vi så ender op med er en røntgenfilm af selve fingeraftrykket. PCR (Polymerase Chain Reaction) er også yderst anvendt inde for retsgenetik, da man kan ud fra selv de mindste stykker DNA, kan få nok DNA til at køre analyserne.
Med retsgenetiske analyser er det blevet meget nemmere at opklare forbrydelser, fordi det giver mulighed for finde ud af hvem som står bag, hvis blot små stykker DNA bliver efterladt. Samtidig gør det også at man er mere sikker på hvem der har begået forbrydelsen.
Ulemper ved det er, at man nogle gange har mulighed for at finde frem til hemmeligheder som bedst bør forblive hemmeligheder, et eksempel kan være hvis man finder ud af, at ens "far" ikke er ens biologiske far, og det kan ofte skabe mere splid end gavn. Samtidig kan der jo så også fuskes med DNA, som efterlades på scener hvor der er begået en forbrydelse. Dette er et emne som bliver taget meget op i bl.a. film, hvor der via falsk efterladt DNA dømmes den forkerte. For at DNA-fingeraftryk-metoden skal virker, skal man samtidig også i forvejen have en optegnelse af personens DNA, derfor behøver fundet af DNA ikke, at være enegyldige facts som kan opklare alle forbrydelser.
Abonner på:
Opslag (Atom)