Testa dig avsnitt 10.1 FÖRKLARA BEGREPPEN

Transkript

1 Testa dig avsnitt 10.1 FÖRKLARA BEGREPPEN genetik Genetik betyder ärftlighetslära och handlar om hur arvsanlagen, generna, för det biologiska arvet vidare. arvsmassa Arvsmassan är detsamma som DNA, dvs. det genetiska materialet. Även det genetiska material som finns mellan generna, överskotts - DNA eller skräp - DNA ingår. DNA DNA är jättemolekyler som innehåller hela vår arvsmassa. DNA har formen av en dubbelsträngad spiral. kvävebas I DNA finns fyra olika kvävebaser: A (adenin), C (cytosin), G (guanin) och T (tymin), som kan liknas vid bokstäver som bildar det genetiska alfabetet. baspar Ett baspar består av två genetiska bokstäver som sitter ihop i DNA-molekylen. A med T, och C med G. Arvsmassan i varje mänsklig cellkärna består av cirka tre miljarder sådana baspar. Eftersom basparen kommer i olika ordning längs DNA-molekylen är variationsmöjligheterna enorma. gen En gen är ett bestämt avsnitt av DNA som innehåller information om hur cellen ska bilda ett visst protein. Vissa gener är korta och består bara av några hundra baspar, andra är långa och kan innehålla hundratusentals baspar. Vi människor har cirka olika gener. protein Varje gen kan ge upphov till ett eller flera proteiner. Proteiner bygger upp din kropp. I varje cell finns cirka en miljard proteiner, och det finns tiotusentals olika sorters proteiner i din kropp. överskotts-dna Överskotts-DNA eller skräp-dna är de delar av arvsmassan som inte är gener och alltså inte ger upphov till några proteiner. Men på senare år har forskarna upptäckt att skräp-dna ändå kan vara viktigt och bland annat påverka aktiviteten hos de gener som bildar proteiner. ribosom Ribosomerna är cellernas proteinfabriker. Här kopplas aminosyror ihop så att olika proteiner bildas. triplett En triplett är tre genetiska bokstäver i följd i en genkopia. Varje triplett kodar för en bestämd aminosyra. I ribosomerna kopplas dessa tripletter och aminosyror ihop i olika ordning och bildar på så sätt olika proteiner. genreglering Genreglering innebär bland annat att gener slås av och på vid olika tidpunkter. Det är grunden till att inte alla celler i kroppen blir likadana utan kan specialisera sig, trots att alla celler innehåller samma arvsmassa och alltså samma gener. I celler som exempelvis ska bli nervceller aktiveras vissa gener medan andra stängs av, och i muskelceller slås andra gener på och av. 1. Våra geners två huvuduppgifter är dels att vara recept för bildningen av proteiner, dels att lagra och föra den genetiska informationen vidare. När en kroppscell delar sig får de båda nya cellerna exakt samma arvsmassa som ursprungscellen, och när en spermie befruktar en äggcell förs generna vidare till nästa generation. 2. DNA är livets språk eftersom det är generna som i hög grad avgör vem du är och vem du blir till exempel utseende, egenskaper och risken att drabbas av vissa sjukdomar. DNA-molekylens kvävebaser A, C, G och T är de bokstäver som bildar det genetiska alfabetet, livets språk. 3. Bokstäverna i DNA är sammankopplade i baspar; A alltid med T, och C med G. De totalt cirka tre miljarder basparen kommer i olika ordning längs DNA-molekylen, vilket ger enorma variationsmöjligheter. 4. En gen består av ett bestämt avsnitt av DNA som innehåller information om hur ett visst protein ska bildas. En del gener är korta (bara några hundra baspar) medan andra är långa (upp till hundratusentals baspar). 5. Vi människor har ungefär olika gener. 6. Likheterna mellan vår arvsmassa och andra djurs är mycket stor. Mest lik är vår arvsmassa schimpansens, vars DNA-sekvens till 98,5 procent överensstämmer med vår. Om man jämför med andra

2 apor är likheten drygt 95 procent, och med husmusen cirka 85 procent. Schimpansen har liksom vi cirka gener, medan exempelvis husmusen har något fler, ungefär Överskotts-DNA eller skräp-dna är de delar av arvsmassan som inte är gener och som alltså inte ger upphov till några proteiner. Men på senare år har forskarna upptäckt att detta skräp-dna ändå kan vara viktigt och bland annat kan påverka aktiviteten hos de gener som bildar proteiner. Forskarna tror också att överskotts- DNA genom evolutionen har spelat en viktig roll för att skapa nya varianter av gener. Det kan likt legobitar tas loss, flyttas och bilda nya gener, vilket ökar artens möjligheter att utvecklas. Vi människor och andra däggdjur har en stor andel överskotts-dna, vilket tyder på att det har varit viktigt när mer och mer avancerade arter utvecklades. 8. När ett protein ska bildas görs först en kopia av den gen som är recept för just det proteinet. Genkopian transporteras ut ur cellkärnan till cellens proteinfabriker, ribosomerna. Där används den som mall för att koppla ihop olika aminosyror till ett protein. Tre bokstäver i följd, en triplett, motsvarar en bestämd aminosyra. Det är alltså bokstävernas ordning i genkopian som avgör vilka aminosyror som kopplas ihop och därmed vilka proteiner som ska bildas. 9. Eftersom så gott som alla celler i kroppen har exakt samma arvsmassa och samma gener kan det tyckas märkligt att alla celler inte blir likadana. Men det beror på att cellerna i embryot efter ett visst antal celldelningar börjar specialiseras och utvecklas till olika typer av celler, som nervceller, muskelceller och fettceller. Det sker genom så kallad genreglering, som bland annat innebär att gener slås av och på vid olika tidpunkter i olika typer av celler. I exempelvis celler som ska bli nervceller aktiveras vissa gener medan andra stängs av, och i muskelceller slås andra gener på och av. Denna genreglering är inte bara viktig när cellerna specialiseras utan pågår under hela livet. I samma typ av celler kan olika gener vara aktiva eller vilande vid olika tidpunkter. Under puberteten aktiveras exempelvis gener som ökar bildningen av könshormoner, och när man solar slås gener på som ökar hudcellernas produktion av det pigment som skyddar mot solljus och som gör att man blir brun. Testa dig avsnitt 10.2 FÖRKLARA BEGREPPEN kromosom Kromosomerna består av långa, tätt hoplindade DNA-molekyler. I dina celler har du 46 kromosomer, 23 från din mamma och 23 från din pappa. kromosompar De 46 kromosomerna bildar 23 kromosompar. Det 23:e kromosomparet är könskromosomerna. vanlig celldelning Vanlig celldelning är när en kroppscell delar sig och bildar två nya celler. Då kopierar kromosomerna sig själva så att arvsmassan fördubblas och de båda nya cellerna får exakt samma arvsmassa som ursprungscellen, 46 kromosomer (23 kromosompar) var. reduktionsdelning Reduktionsdelning är det som händer när könsceller (spermier och äggceller) bildas. De celler som könscellerna bildas ifrån har från början 46 kromosomer, men under reduktionsdelningen halveras antalet så att könscellerna får 23 kromosomer. dominant gen Gener förekommer parvis, en från mamman och en från pappan. En dominant gen i ett genpar gör att en viss egenskap alltid slår igenom. vikande gen Vikande gener gör att en egenskap slår igenom bara om båda generna i ett genpar är vikande. En vikande gen är alltså underordnad en dominant gen. korsningsschema Korsningsscheman används för att visa hur egenskaper som beror på ett enda genpar kan ärvas, beroende på vilken kombination av dominanta och vikande gener som man har ärvt av sina föräldrar. 1. Våra kroppsceller har 46 kromosomer, dvs. 23 kromosompar. 2. Vanlig celldelning innebär att en kroppscell delar sig och bildar två nya celler. När en cell ska dela sig kopierar kromosomerna sig själva så att arvsmassan fördubblas. Vid celldelningen hamnar hälften av kromosomerna i den ena och hälften i den andra cellen. På så sätt får de båda nya cellerna exakt samma arvsmassa som ursprungscellen, 46 kromosomer (23 kromosompar) var.

3 3. Våra könsceller har 23 kromosomer. De finns i enkel uppsättning, könscellerna har alltså inga kromosompar. 4. Det viktigaste som händer under reduktionsdelningen, när könscellerna bildas, är att arvsmassan halveras så att spermierna och äggcellerna bara får 23 kromosomer. Det sker för att att de vid befruktningen ska slås samman så att den cell som ger upphov till den nya individen ska få 46 kromosomer, hälften från mamman och pappan. Vid reduktionsdelningen blandas också arvsmassan så att varje könscell får en unik kombination av gener. Det är förklaringen till att syskon inte blir identiskt lika, trots att de alla har fått hälften av sina gener från mamman och hälften från pappan. 5. Det är könskromosomerna som avgör om den befruktade äggcellen ska utvecklas till en flicka eller en pojke. Om en spermie med en X-kromosom befruktar äggcellen blir könskromosomerna XX (en flicka), och om en spermie med en Y-kromosom befruktar äggcellen blir det XY (en pojke). 6. Om två ägg lossnar samtidigt från kvinnans äggstockar och befruktas av var sin spermie kan det bli tvåäggstvillingar. De utvecklas alltså från två olika befruktade äggceller, och tvåäggstvillingar är därför inte genetiskt mer lika varandra än två syskon. Enäggstvillingar bildas däremot genom att en befruktad äggcell av en slump delas upp i två halvor som båda utvecklas till ett färdigt foster. Därför har enäggstvillingar identiska arvsanlag och är vid födseln lika som bär, och de har alltid samma kön. 7. En gen i ett genpar kan antingen vara dominant eller vikande. Om en av generna är dominant slår alltid den egenskapen igenom. För att en vikande gen ska slå igenom krävs däremot att båda generna i genparet är vikande. Dominanta gener är alltså starkare och mer bestämmande än vikande gener. 8. Alla människor på jorden är ganska nära släkt med varandra. En mycket liten del av våra gener svarar för de yttre skillnader som kan ses hos olika folkgrupper, som exempelvis hudfärg. Den genetiska variationen mellan olika befolkningsgrupper är så liten att det inte finns någon vetenskaplig grund för att dela in människor i olika raser. Det finns inte heller någon vetenskaplig grund för att påstå att någon folkgrupp skulle vara överlägsen eller underlägsen andra när det till exempel gäller intelligens eller andra egenskaper. 9. För en människa som lever i en viss miljö kan det vara en fördel att ha en speciell gen, men för en annan person i en annan miljö kan samma gen vara en nackdel. I vissa fall kan det till och med vara en fördel att ha anlag för en viss sjukdom eftersom det kan skydda mot andra sjukdomar. Ett exempel är anlaget för sickelcellanemi, en ärftlig blodbristsjukdom som förekommer kring Medelhavet och i Afrika. De som bär det anlaget har ett bättre skydd än andra mot den allvarliga sjukdomen malaria. Ett annat exempel gäller gener som styr bildningen av hudpigment och därmed vår hudfärg, som har anpassats efter den miljö vi lever i. Människor som har ljus hud, anpassad till ett solfattigt klimat, och som flyttar till varma länder drabbas oftare av hudcancer än den inhemska befolkningen, vars mörkare hud har ett bättre skydd mot den starka solen. På motsvarande sätt kan människor som flyttar från varma länder till ett solfattigt klimat lättare drabbas av D-vitaminbrist eftersom deras hud då inte kan producera tillräckliga mängder D-vitamin. Testa dig avsnitt 10.3 FÖRKLARA BEGREPPEN mutation Mutationer är förändringar i arvsmassan som inte kan repareras och som blir bestående. dominant sjukdomsanlag Ett dominant sjukdomsanlag slår alltid igenom och gör att sjukdomen bryter ut. Om en förälder har ett Dominant sjukdomsanlag och den andra föräldern friska vikande anlag är risken för barnet att få sjukdomen 50 procent (se korsningsschema överst sid 411). vikande sjukdomsanlag För att vikande sjukdomsanlag ska orsaka en sjukdom krävs att båda generna i genparet är förändrade. Om både mamman och pappan bär på samma vikande sjukdomsanlag är risken för deras barn att få sjukdomen 25 procent (se korsningsschema nederst på sid 411). könsbundet arv Med könsbundet arv menas framför allt sjukdomar som orsakas av vikande sjukdomsanlag som sitter på X-kromosomen. De drabbar nästan enbart pojkar eftersom de bara har en X-kromosom och därför bara enkel uppsättning av genen. Flickor kan vara anlagsbärare men blir som regel inte sjuka eftersom de har en reservgen i sin andra X-kromosom.

4 hybrid-dna-teknik Hybrid-DNA-teknik är en viktig genteknisk metod, med vars hjälp forskarna bland annat kan överföra gener mellan olika organismer. genterapi Genterapi innebär att man försöker ersätta en skadad gen genom att överföra en motsvarande frisk gen till den sjuka. 1. Spontana mutationer är bestående förändringar av arvsmassan som inträffar av en slump, ungefär vid var tionde celldelning. Sådana mutationer är en viktig drivkraft för evolutionen. 2. Exempel på yttre faktorer som kan orsaka mutationer är tobaksrök, solljus och radioaktiv strålning. Många giftiga kemiska ämnen kan också orsaka mutationer. 3. Blödarsjuka, som nästan bara drabbar pojkar, är exempel på en sjukdom som ärvs könsbundet. Även färgblindhet ärvs könsbundet. 4. Downs syndrom, som innebär att det har bildats en extra kopia av kromosom 21, är ett exempel på en kromosomförändring som leder till olika funktionsnedsättningar. 5. Bakterier, jästsvampar, bananflugor, rundmaskar och möss är exempel på några modellorganismer som är viktiga för den genetiska forskningen. 6. Ökad kunskap om våra gener kan på flera sätt bidra till att förbättra behandlingen av olika sjukdomar. När man exakt vet vad generna normalt gör, och vad som händer när de har drabbats av mutationer och inte fungerar normalt, blir det mycket lättare att utveckla riktade, specifika behandlingar mot olika sjukdomar. Man kan till exempel med läkemedel blockera bildningen av vissa skadliga proteiner som bidrar till att en cancersjukdom utvecklas. I vissa fall kan det också bli möjligt med genterapi, då man ersätter en skadad gen genom att överföra en motsvarande frisk gen till den sjuke. 7. Det finns många skäl till att det skulle vara oklokt att försöka klona människor. Förutom att de flesta människor är eniga om att det är oetiskt och att det dessutom är olagligt i Sverige och många andra länder, finns det många tekniska svårigheter med kloning. När man till exempel klonade fåret Dolly krävdes hundratals försök innan det föddes ett friskt får. Om det skulle göras försök med att klona människor skulle det sannolikt leda till stort lidande, bland annat svåra missbildningar. Testa dig avsnitt 10.4 FÖRKLARA BEGREPPEN avel Medvetet styrd parning av husdjur för att få fram nya egenskaper hos avkomman. förädling Medvetet styrd korsning av jordbruksväxter för att få fram nya egenskaper hos avkomman. jäsning Kontrollerad nedbrytning av organiskt material med hjälp av jästsvampar. ensilage Hö som behandlats med en kontrollerad jäsning för att få bättre hållbarhet. bioteknik Teknik som tar vara på de tjänster olika organismer kan utföra, till exempel jäsning av alkohol eller slambildning i reningsverk. genteknik Teknik som bygger på aktiva förändringar av organismernas genuppsättning. GMO Förkortning för genetiskt modifierad organism. 1. Genom systematisk avel och växtförädling har man utvecklat sådana egenskaper som gör djuren och växterna nyttigare för människan, till exempel kor som ger mer mjölk, och sädesslag som ger mer spannmål. 2. Jordbruk bygger på att stora mängder mat skördas vid ett tillfälle. Den behöver sedan kunna förvaras under resten av året. Syrning och jäsning är, tillsammans med torkning och rökning, urgamla metoder för att bevara maten i ätbart skick under lång tid. 3. Hö som omvandlas till ensilage håller längre och blir lättare för djuren att äta. Bonden behöver dessutom inte ta in allt hö i ladan, utan kan hämta hem ensilaget från åkern allt eftersom.

5 4. Bakterier i ett reningsverk växer till genom att fånga upp de näringsämnen som finns i avloppsvattnet, främst fosfor. Sedan bildas ett slam som kan tas bort ur vattnet. När vattnet från reningsverket släpps ut i naturen orsakar det ingen övergödning. 5. Gentekniken gör det möjligt att klippa in gener som ger särskilda egenskaper direkt i den nya organismens arvsmassa. Det kan ske mellan olika arter och även mellan människor och djur. Traditionell bioteknik utvecklar nya egenskaper hos organismer genom avel och växtförädling. Den är alltså begränsad till organismer som går att korsa. 6. Om en genmodifierad organism ges en egenskap som gör den extremt konkurrenskraftig kan den slå ut många av sina konkurrenter och därmed förändra ekosystemets hela sammansättning och näringsväv. Samma sak kan även ske när en art planteras in från exempelvis en annan världsdel. Testa dig avsnitt 10.5 FÖRKLARA BEGREPPEN antifrysgen En gen som gör att organismen bättre klarar sig i låga temperaturer. trofinivå Varje länk i en näringskedja. skräddarsydda grödor Grödor som med hjälp av genteknik anpassats för att exempelvis kunna motstå det växtgift som dödar alla dess konkurrenter. varierad odlingsföljd När man odlar olika grödor olika år på samma mark, enligt ett bestämt schema. En grundregel inom ekologisk odling för att vårda jordarna och förhindra smitt- och ogrässpridning i grödorna. 1. Man kan klippa in en gen från fiskar som lever i mycket kalla vatten och som gör att vissa funktioner i cellerna fungerar även vid temperaturer nära noll grader. 2. Eftersom laxen då sjunker i näringskedjan med en trofinivå skulle den bli mycket mer resurseffektiv. Jämför med resonemangen om vegetarisk respektive animalisk kost. 3. Med nya gener skulle exempelvis sockerrör kunna producera mer socker som sedan kan bli till etanolbränsle. Bakterier skulle kunna tillverka råvaror till bland annat nya plaster. 4. Om de modifierade organismerna kan korsa sig med vilda släktingar finns det risk att deras nya egenskaper sprids på ett oönskat sätt, exempelvis så att åkerogräs blir motståndskraftiga mot bekämpningsmedel. Om genmodifierade djur med särskilt starka egenskaper sprids i omgivningen kan det finnas en risk för att de kan ta över och dominera ekosystemen på ett oönskat sätt. 5. De nya generna i genmodifierade livsmedel är knappast ett problem i sig. Däremot går åsikterna isär när det gäller de förändringar de åstadkommer. Förespråkare betonar livsmedlens säkerhet och pekar på omfattande tester. Kritiker pekar på märkliga fall av allergier med mera, som man menar kommer sig av genmodifieringen. 6. Ofta har leverantören tagit patent på såväl det modifierade utsädet som på de gifter som de anpassats till. Då måste odlaren ständigt köpa samma utsäde och samma gifter av en och samma leverantör. På så sätt finns det risk för att odlare kan bli mer beroende av sina leverantörer om de väljer utsäde till skräddarsydda grödor. Testa dig avsnitt 10.5 FÖRKLARA BEGREPPEN gyllene ris En rissort som modifierats så att den också framställer A-vitamin. Det gör riset gult eller gyllene till färgen. försiktighetsprincipen En regel inom miljörätten som säger att redan en välgrundad misstanke om risk för skador ska vara skäl nog för att undvika en viss produkt eller process..

6 1. USA, Argentina och Brasilien har stora arealer med genmodifierade grödor. Detsamma gäller länder som Indien och Sydafrika. 2. Genmodifierade grödor är ovanligare inom EU därför att EU-länderna hittills gjort mer försiktiga riskbedömningar än i övriga världen. 3. En fosforsnål gris skulle kunna ha fördelar jämfört med en vanlig gris därför att den skulle behöva mindre mängder fosfor, som är en ändlig resurs, i fodret. Den skulle även avge mindre mängder fosfor i spillningen, vilket skulle kunna minska problem med exempelvis övergödning. 4. Risken finns att nya och nyttiga grödor inte hjälper mot svälten i världen därför att svält i regel handlar om brist på pengar att köpa mat för, inte brist på mat. Eftersom genmodifiering är dyrt är det osäkert om dess fördelar kommer de fattigaste till godo. 5. Det finns regler om säkerhetsavstånd mellan genmodifierade odlingar och traditionella för att minska risken för oönskade korsningar som kan göra att de modifierade egenskaperna sprider sig till växter som inte bör ha dem. 6. Det är viktigt att vi noga bedömer både genteknikens möjligheter och risker, och att vi funderar på vilken nytta vi kan ha av dess möjligheter. Om nyttan är stor kanske det kan motivera vissa risker, men om nyttan är liten är det kanske bättre att avstå. På ungefär samma sätt har man diskuterat nytta och risk med olika kemikalier, vilket lett till att några kemikalier förbjudits eller bara får användas mycket begränsat, medan andra kemikalier kommit till mycket stor nytta.