Malliorganismi

Kohteesta Wikipedia
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
Banaanikärpänen (Drosophila melanogaster).
Seeprakala (Danio rerio).
Leivinhiiva (Saccharomyces cerevisiae).
Kolibakteeri (Escherichia coli).

Malliorganismit tai mallieliöt ovat lajeja, joita tutkijat käyttävät biologisessa tai lääketieteellisessä tutkimuksessa.[1] Koska lajeja on tutkittu paljon, niistä on kertynyt paljon enemmän biologista ja fysiologista tietoa kuin muista lajeista yleensä. Eniten käytettyjä malliorganismeja ovat laboratoriohiiret.[2]

Lajit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Yksinkertaisemmat lajit esimerkiksi leivinhiiva (Saccharomyces cerevisiae), kolibakteeri (Escherichia coli), sukkulamato (Caenorhabditis elegans) ja banaanikärpänen (Drosophila melanogaster) ovat tärkeitä tutkimuksessa koska niillä on lyhyt sukupolvikierto. Lisäksi käytetään ainakin lituruohoa (Arabidopsis thaliana), Afrikankynsisammakkoa (Xenopus laevis) ja seeprakalaa (Danio rerio). Nämä lajit ovat kehittyneet malliorganismeiksi monista eri syistä. Helpon kasvatettavuuden, suurien poikueiden vuoksi, nopea lisääntyvyyden, pienen koon, jne. Syy ei välttämättä ole juurikaan perustunut rationaaliseen ajatteluun eikä biologisiin tai lääketieteellisiin syihin.[2]

Hiiri[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pääartikkeli: Laboratoriohiiri

Vuonna 1921 sai alkunsa maailman eniten käytetty malliorganismi, kun yhdysvaltalainen Clarence Cook Little sai useita hiirisukupolvia kestäneen jalostustyön valmiiksi. Labo­ra­to­rio­hiiren ko­ko ge­nomi jul­kaistiin Naturessa 2002. Se mahdollistaa yksi­tyis­koh­tai­sesti gee­nin, sen valkuais­tuotteen ja sai­rauden tai muun omi­nai­suuden yh­teyksien tutkimisen. Hii­ren ja ih­misen ge­nomit vas­taavat toi­siaan yli 99-pro­sent­ti­sesti, sukku­la­madon genomi on 50-pro­sent­ti­sesti vastaava.[3]

Banaanikärpänen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pääartikkeli: Banaanikärpänen

Banaanikärpäsen ominaisuuksien periytymistä on tutkittu yli sata vuotta. Sen otti ensimmäisen kerran tieteellisen tutkimuksen kohteeksi 1900-luvun alussa alkionkehitystä tutkinut professori William Castle Harvardin yliopistosta. Tutkija Thomas Hunt Morgan Columbian yliopistosta kuitenkin aloitti geneettiset kokeet banaanikärpäsillä vuonna 1910 ja sai parikymmentä vuotta myöhemmin työstään lääketieteen ja fysiologian Nobelin.[4] Niillä on tehty paljon tutkimusta laidasta laitaan ja ne ovat olleet mukana monen Nobelin palkinnon saamisessa.[5]

Leivinhiiva[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pääartikkeli: Leivinhiiva

Hiivoja on kautta historian hyödynnetty panimo- ja leipomoteollisuudessa, ja nykyään sitä käytetän myös rekombinanttiproteiinien valmistuksessakin. Leivinhiiva (Saccharomyces cerevisiae) on laajasti käytetty biotieteellisen tutkimuksen malliorganismi. Se oli myös ensimmäinen aitotumainen eliö, jonka perimän emäsjärjestys saatiin selvitettyä ja sen sekvenssi julkaistiin 1996.[6][7]

Kolibakteeri[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pääartikkeli: Kolibakteeri

Nopeakasvuinen ja sitkeä kolibakteeri on geenitekniikassa käytetyin malliorganismi.[8] Kolibakteeria on käytetty muun muassa solujen ikääntymisen tutkimiseen solutasolla[9] ja solujen jakautumisessa syntyvien virheiden tutkimiseen.[10]

Sukkulamato[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Se on maaperässä elävä sukkulamatolaji, joka tunnetaan keskeisenä kehitysbiologian ja genetiikan malliorganismina.[11]

Seeprakala[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pääartikkeli: Seeprakala

Seeprakala on särkikaloihin kuuluva mustavalkoraitainen kala, jota käytetään nykyään paljon malliorganismina. Sen avulla on tutkittu muun muassa syövän, diabeteksen ja aivojen rappeumasairauksien mekanismeja.[12] Seeprakalan suosion taustalla on seeprakalan al­kion läpinäkyvyys ja nopeaan kehitys sekä monipuoliset geneettisen manipulaation mahdollisuudet.[13]

Lituruoho[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pääartikkeli: Lituruoho

Lituruohoa kasvatetaan laboratorioissa ympäri maailmaa ja sitä käytetään geneettisiin tutkimuksiin. Sen helppohoitoisuuden, nopeakasvuisuuden, pienen koon ja runsaan lisäntyvyyden takia lituruoho on ihanteellinen malliorganismi monien kasvikunnan perusilmiöiden selvittelemiseen. Se on ensimmäinen kasvi jonka perimä on saatu sekvensoitua, sillä on yksinkertainen perimä, vain viisi paria kromosomeja.[14] Kasvun, kukkimisen tai siementen tuotannon geneettiset perusmekanismit ovat niin samankaltaisia kasvikunnassa, että lituruoholla tehtyä tutkimusta voidaan soveltaa myös viljeltyihin hyötykasveihin.[15]

Afrikankynsisammakko -sammakko[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pääartikkeli: Afrikankynsisammakko

Luonnossa afrikankynsisammakkoja elää Angolassa, Itä- ja Etelä-Afrikassa. 1930-luvulla niitä käytettiin yksinkertaisena raskautestinä. Niitä käytetään nykyään malliorganismeina, koska ne ovat helppoja ylläpidettäviä ja tuottavat suhteellisen nopeasti jälkeläisiä ja niillä on merkittävä samankaltaisuus ihmisen genomin kanssa.[16]

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Tieteen termipankki 11.12.2017: Biologia:mallieliö. tieteentermipankki.fi. Viitattu 11.12.2017.
  2. a b Sariola, Hannu - Thesleff, Irma ja Makarow, Marja: Hiiriä, hiivoja ja kärpäsiä – mitä malliorganismien geenit kertovat elämästä ja sen evoluutiosta Duocemin. Viitattu 11.12.2017. (pdf)
  3. Leinonen, Pekka: Näin rakennetaan hiiri Lääkärilehti. Viitattu 11.12.2017.
  4. Pitkänen, Vappu: Banaanikärpänen hallinnut laboratorioita yli sata vuotta Turun Sanomat. Viitattu 11.12.2017.
  5. Nobelprize.org: Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash and Michael W. Young for their discoveries of molecular mechanisms controlling the circadian rhythm nobelprize.org. Viitattu 11.12.2017.
  6. Tieteen termipankki 11.12.2017: Biotekniikka:hiivasieni. tieteentermipankki.fi.
  7. Solunetti - solubiologia: hiivat solunetti.fi. Viitattu 11.12.2017.
  8. Laura Kenttä: Luminoivien bakteerikantojen käyttö antimikrobiseulonnassa, s. 6. Helsinki: , 2015.
  9. Sanna Kähkönen: Tutkimus valottaa kuolemattomien solulinjojen toimintaa bakteereissa tut.fi. Viitattu 11.12.2017.
  10. Protein–DNA complexes are the primary sources of replication fork pausing in Escherichia coli PNAS. Viitattu 11.12.2017.
  11. Sainio, Kirsi - Sariola, Hannu: Sukkulamato – solukuoleman äiti tai isä Duocemin.
  12. Lehtinen, Päivi: Seepra­ka­lat apu­na tau­ti­gee­nien tut­ki­mi­ses­sa Helsingin yliopisto. Viitattu 11.12.2017.
  13. Mataleena Parikka, Leena-Maija Vanha-aho, Saara Kukkola ja Mika Rämet: Seeprakala immunologisena tutkimusmallina Duocemin. 2008. Viitattu 11.12.2017.
  14. Timo Kumpula: LuK-tutkielma: Suurten kasvigenomien evoluutio ja tutkiminen jultika.oulu.fi. Viitattu 11.12.2017.
  15. Lituruoho Arabidopsis thaliana Luontoportti. Viitattu 11.12.2017.
  16. Introduction to Xenopus, the frog model xenbase.org. Viitattu 11.12.2017.

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]