Κεφάλαιο 8: Εφαρμογές της Βιοτεχνολογίας στην Ιατρική

Βιολογία Προσανατολισμού Γʹ Λυκείου

Κεφάλαιο 8Εφαρμογές της Βιοτεχνολογίας στην Ιατρική

Πώς η Βιοτεχνολογία βοηθά στη διάγνωση, την πρόληψη και τη θεραπεία ασθενειών: η παραγωγή ινσουλίνης και ιντερφερονών από βακτήρια, τα μονοκλωνικά αντισώματα και τα υβριδώματα, και η γονιδιακή θεραπεία ex vivo και in vivo.

Κατέβασε το PDF

1Βασικοί όροι

Οι ορισμοί αυτού του κεφαλαίου ζητούνται συχνά αυτούσιοι. Μάθε τους σε ομάδες: αντιγόνο, αντιγονικός καθοριστής και αντίσωμα, κλώνος, υβρίδωμα και μονοκλωνικά αντισώματα, ex vivo και in vivo γονιδιακή θεραπεία.

cDNA βιβλιοθήκη
Το σύνολο των βακτηριακών κλώνων που περιέχουν αντίγραφα (cDNA) των ώριμων mRNA ενός συγκεκριμένου τύπου κυττάρων. Περιέχει μόνο τα γονίδια που εκφράζονται στα κύτταρα αυτά (Κεφάλαιο 4).
Ex vivo γονιδιακή θεραπεία
Ο τύπος της γονιδιακής θεραπείας κατά τον οποίο κύτταρα του ασθενούς τροποποιούνται γενετικά έξω από τον οργανισμό και στη συνέχεια εισάγονται πάλι σε αυτόν.
In vivo γονιδιακή θεραπεία
Ο τύπος της γονιδιακής θεραπείας κατά τον οποίο τα κύτταρα του ασθενούς τροποποιούνται γενετικά μέσα στον οργανισμό του, με τη βοήθεια μορίων-φορέων στα οποία ενσωματώνονται τα φυσιολογικά αλληλόμορφα γονίδια.
Αδενοϊοί
Ιοί-φορείς, μέσω των οποίων φυσιολογικά αλληλόμορφα γονίδια εισάγονται σε κύτταρα (π.χ. επιθηλιακά της αναπνευστικής οδού) που εμφανίζουν βλάβη, έχουν δηλαδή μεταλλαγμένο το αντίστοιχο γονίδιο.
Αντιγονικός καθοριστής
Το τμήμα του μικροβίου, ή γενικότερα του αντιγόνου, που αναγνωρίζεται από ένα αντίσωμα.
Αντιγόνο
Κάθε ξένη ουσία, π.χ. ένα μικρόβιο ή τμήμα του, που προκαλεί στον οργανισμό την παραγωγή αντισωμάτων.
Αντίσωμα
Πρωτεΐνη που παράγεται από τα Β λεμφοκύτταρα και αναγνωρίζει ειδικά έναν αντιγονικό καθοριστή.
Απαμινάση της αδενοσίνης (ADA)
Ένζυμο του οποίου η έλλειψη προκαλεί σοβαρή ανεπάρκεια του ανοσοποιητικού συστήματος. Η ανεπάρκεια ADA ήταν η πρώτη ασθένεια στην οποία εφαρμόστηκε γονιδιακή θεραπεία.
Β λεμφοκύτταρα
Κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος που παράγουν αντισώματα. Κάθε Β λεμφοκύτταρο, και ο κλώνος που προέρχεται από αυτό, παράγει ένα μόνο είδος αντισώματος.
Γονιδιακή θεραπεία
Η «διόρθωση» μιας γενετικής βλάβης με την εισαγωγή φυσιολογικών αλληλομόρφων του μεταλλαγμένου γονιδίου σε κύτταρα του ασθενούς.
Διαβήτης
Ασθένεια που οφείλεται σε έλλειψη ή μείωση της ινσουλίνης. Χαρακτηρίζεται από αυξημένη συγκέντρωση γλυκόζης στο αίμα.
Ινσουλίνη
Ορμόνη που αποτελείται από 51 αμινοξέα (δύο μικρά πεπτίδια) και παράγεται από ειδικά κύτταρα του παγκρέατος. Ρυθμίζει τον μεταβολισμό των υδατανθράκων και ειδικότερα το ποσοστό της γλυκόζης στο αίμα.
Ιντερφερόνες
Αντιιικές πρωτεΐνες που παράγονται σε μικρές ποσότητες από κύτταρα που έχουν μολυνθεί από ιό. Προκαλούν στα γειτονικά υγιή κύτταρα την παραγωγή άλλων πρωτεϊνών, οι οποίες εμποδίζουν τον πολλαπλασιασμό των ιών.
Ιός-φορέας
Ιός που έχει γίνει αβλαβής και χρησιμοποιείται για να μεταφέρει το φυσιολογικό γονίδιο στα κύτταρα του ασθενούς.
Κλώνος
Ο πληθυσμός όμοιων μορίων, κυττάρων ή οργανισμών που προέρχονται από επαναλαμβανόμενες διαιρέσεις ενός μόνο αρχικού κυττάρου ή οργανισμού.
Κυστική ίνωση
Γενετική ασθένεια που κληρονομείται με αυτοσωμικό υπολειπόμενο τρόπο. Τα επιθηλιακά κύτταρα των πνευμόνων δεν παράγουν μια λειτουργική πρωτεΐνη. Σε αυτήν εφαρμόστηκε in vivo γονιδιακή θεραπεία.
Μονοκλωνικά αντισώματα
Αντισώματα που παράγονται από έναν κλώνο Β λεμφοκυττάρων και παρουσιάζουν εξειδίκευση για έναν αντιγονικό καθοριστή.
Προϊνσουλίνη
Το πρόδρομο μόριο της ινσουλίνης, που κωδικοποιείται από το γονίδιο της ινσουλίνης. Μετατρέπεται σε ινσουλίνη όταν ένα ένζυμο αφαιρέσει ένα ενδιάμεσο πεπτίδιο.
Υβρίδωμα
Υβριδικό κύτταρο που παράγεται από τη σύντηξη ενός καρκινικού κυττάρου με ένα Β λεμφοκύτταρο. Πολλαπλασιάζεται ανεξέλεγκτα, όπως το καρκινικό κύτταρο, και παράγει μονοκλωνικά αντισώματα, όπως το λεμφοκύτταρο.
Φαρμακευτικές πρωτεΐνες
Οι πρωτεΐνες που χρησιμοποιούνται ως φάρμακα. Αρκετές από αυτές, όπως η ινσουλίνη, οι ιντερφερόνες και η αυξητική ορμόνη, παράγονται από γενετικά τροποποιημένα βακτήρια.

2Η Βιοτεχνολογία στην Ιατρική

Η Βιοτεχνολογία, με την τεχνολογία του ανασυνδυασμένου DNA και τις καλλιέργειες κυττάρων, έδωσε στην Ιατρική νέα μέσα για τη διάγνωση, την πρόληψη και τη θεραπεία ασθενειών.

  • Φαρμακευτικές πρωτεΐνεςινσουλίνη, ιντερφερόνες, αυξητική ορμόνη. Παράγονται από γενετικά τροποποιημένα βακτήρια
  • Μονοκλωνικά αντισώματαπαράγονται από υβριδώματα. Χρησιμεύουν στη διάγνωση, στη θεραπεία και στις μεταμοσχεύσεις
  • Γονιδιακή θεραπείαεισαγωγή φυσιολογικών αλληλομόρφων σε κύτταρα του ασθενούς
  1. 1975

    Υβριδώματα

    Οι Köhler και Milstein αναπτύσσουν την τεχνική παραγωγής μονοκλωνικών αντισωμάτων.

  2. 1982

    Ανθρώπινη ινσουλίνη από βακτήρια

    Η πρώτη φαρμακευτική πρωτεΐνη που παράγεται με την τεχνολογία του ανασυνδυασμένου DNA.

  3. 1990

    Η πρώτη γονιδιακή θεραπεία

    Εφαρμόζεται σε ένα τετράχρονο κορίτσι με ανεπάρκεια του ενζύμου ADA.

3Ινσουλίνη

Η ινσουλίνη είναι ορμόνη που παράγεται από ειδικά κύτταρα του παγκρέατος. Ρυθμίζει τον μεταβολισμό των υδατανθράκων και ειδικότερα το ποσοστό της γλυκόζης στο αίμα. Όταν λείπει ή είναι μειωμένη, εμφανίζεται ο διαβήτης.

Από τα ζώα στα βακτήρια

Παλαιότερα οι διαβητικοί έπαιρναν ινσουλίνη που είχε απομονωθεί από πάγκρεας χοίρων και βοοειδών. Η μέθοδος είχε δύο μειονεκτήματα:

  • Κόστοςη απομόνωση και ο καθαρισμός της ήταν δαπανηρή και πολύπλοκη διαδικασία
  • Αλλεργικές αντιδράσειςη ινσουλίνη των ζώων έχει μικρές διαφορές στη σύσταση των αμινοξέων της από την ανθρώπινη

Σήμερα η ανθρώπινη ινσουλίνη παράγεται από βακτήρια, σε μεγάλες ποσότητες και με σύσταση ίδια με εκείνη που φτιάχνει ο οργανισμός.

Η δομή της

Η ινσουλίνη αποτελείται από 51 αμινοξέα, σε δύο μικρά πεπτίδια: το Α, με 21 αμινοξέα, και το Β, με 30. Τα δύο πεπτίδια συγκρατούνται μεταξύ τους με δισουλφιδικούς δεσμούς. Το γονίδιο της ινσουλίνης δεν παράγει κατευθείαν τα δύο πεπτίδια. Παράγει ένα πρόδρομο μόριο, την προϊνσουλίνη, από την οποία αφαιρείται ένα ενδιάμεσο πεπτίδιο.

Προϊνσουλίνηπεπτίδιο Βενδιάμεσο πεπτίδιοπεπτίδιο Ατο ένζυμο αφαιρεί το ενδιάμεσο πεπτίδιοΙνσουλίνηπεπτίδιο Απεπτίδιο Βδισουλφιδικοί δεσμοί
Η προϊνσουλίνη είναι μία πολυπεπτιδική αλυσίδα. Η ινσουλίνη αποτελείται από δύο.

Στάδια παραγωγής ανθρώπινης ινσουλίνης

  1. Από κύτταρα του ανθρώπινου παγκρέατος απομονώνεται το ολικό ώριμο mRNA.
  2. Με καλούπι το mRNA κατασκευάζονται δίκλωνα μόρια DNA (μέθοδος cDNA βιβλιοθήκης) και ενσωματώνονται σε πλασμίδια (τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA).
  3. Με τα ανασυνδυασμένα πλασμίδια μετασχηματίζονται βακτήρια, που πολλαπλασιάζονται σε υγρό θρεπτικό υλικό, παρουσία αντιβιοτικού.
  4. Δημιουργούνται κλώνοι βακτηρίων, που όλοι μαζί αποτελούν μια cDNA βιβλιοθήκη κυττάρων παγκρέατος.
  5. Επιλέγονται τα βακτήρια που περιέχουν το γονίδιο το οποίο κωδικοποιεί το πρόδρομο μόριο της ινσουλίνης, με ιχνηθετημένους ανιχνευτές.
  6. Τα βακτήρια αυτά αναπτύσσονται σε βιοαντιδραστήρα και παράγουν προϊνσουλίνη (ζύμωση).
  7. Με διήθηση ή φυγοκέντρηση χωρίζονται τα υγρά από τα στερεά συστατικά και με κατάλληλη μέθοδο παραλαμβάνεται η προϊνσουλίνη.
  8. Με κατάλληλο ένζυμο αφαιρείται το ενδιάμεσο πεπτίδιο και η προϊνσουλίνη μετατρέπεται σε λειτουργική ινσουλίνη.

Γιατί γίνεται έτσι κάθε στάδιο

Γιατί mRNA από το πάγκρεας;
Το γονίδιο της ινσουλίνης υπάρχει σε όλα τα κύτταρα, αλλά εκφράζεται μόνο σε ειδικά κύτταρα του παγκρέατος. Μόνο εκεί υπάρχει το mRNA του.
Γιατί cDNA και όχι το ίδιο το γονίδιο;
Το γονίδιο περιέχει εσώνια και τα βακτήρια δεν διαθέτουν μηχανισμό ωρίμανσης του mRNA. Το cDNA προέρχεται από ώριμο mRNA, άρα δεν έχει εσώνια.
Γιατί αντιβιοτικό στο θρεπτικό υλικό;
Το πλασμίδιο φέρει γονίδιο ανθεκτικότητας σε αντιβιοτικό. Έτσι επιβιώνουν μόνο τα βακτήρια που μετασχηματίστηκαν.
Γιατί ανιχνευτής;
Η βιβλιοθήκη περιέχει cDNA από όλα τα γονίδια που εκφράζονται στο πάγκρεας. Ο ανιχνευτής εντοπίζει τον κλώνο με το γονίδιο της προϊνσουλίνης.
Γιατί χρειάζεται το ένζυμο στο τέλος;
Το βακτήριο παράγει προϊνσουλίνη και δεν τη μετατρέπει σε ινσουλίνη. Η αφαίρεση του ενδιάμεσου πεπτιδίου γίνεται μετά την παραλαβή της.

4Ιντερφερόνες και άλλες φαρμακευτικές πρωτεΐνες

Οι ιντερφερόνες είναι αντιιικές πρωτεΐνες. Παράγονται από κύτταρα που έχουν μολυνθεί από ιό και προστατεύουν τα γειτονικά υγιή κύτταρα.

Ένας ιός μολύνει ένα κύτταροΤο μολυσμένο κύτταρο παράγει ιντερφερόνεςΟι ιντερφερόνες φτάνουν στα γειτονικά υγιή κύτταραΤα υγιή κύτταρα παράγουν άλλες πρωτεΐνεςΕμποδίζεται ο πολλαπλασιασμός των ιών
Οι ιντερφερόνες δεν καταστρέφουν οι ίδιες τον ιό. Δίνουν στα γειτονικά κύτταρα το σήμα να αμυνθούν.

Γιατί παράγονται από βακτήρια

Ο οργανισμός παράγει ιντερφερόνες σε πολύ μικρές ποσότητες, που δεν αρκούν για να χρησιμοποιηθούν ως φάρμακο. Με την τεχνολογία του ανασυνδυασμένου DNA τα γονίδιά τους κλωνοποιήθηκαν σε βακτήρια και σήμερα παράγονται σε μεγάλες ποσότητες.

  • Αντιιική δράσηεμποδίζουν τον πολλαπλασιασμό των ιών
  • Αντικαρκινική δράσηορισμένες χρησιμοποιούνται και ως αντικαρκινικοί παράγοντες
Φαρμακευτικές πρωτεΐνες από γενετικά τροποποιημένα βακτήρια
ΠρωτεΐνηΣε τι χρησιμεύει
ΙνσουλίνηΑντιμετώπιση του διαβήτη.
ΙντερφερόνεςΑντιμετώπιση ιώσεων και ορισμένων μορφών καρκίνου.
Αυξητική ορμόνηΑντιμετώπιση της ανεπάρκειας της αυξητικής ορμόνης.

5Μονοκλωνικά αντισώματα

Όταν ένα αντιγόνο, π.χ. ένα μικρόβιο, μπει στον οργανισμό, τα Β λεμφοκύτταρα παράγουν αντισώματα εναντίον του. Κάθε αντίσωμα αναγνωρίζει ένα μικρό τμήμα του αντιγόνου, τον αντιγονικό καθοριστή. Ένα αντιγόνο έχει συνήθως πολλούς αντιγονικούς καθοριστές, οπότε ο οργανισμός παράγει εναντίον του πολλά διαφορετικά αντισώματα.

Κάθε Β λεμφοκύτταρο παράγει ένα μόνο είδος αντισώματος. Τα αντισώματα που παράγει ένας κλώνος Β λεμφοκυττάρων είναι επομένως όλα ίδια, αναγνωρίζουν τον ίδιο αντιγονικό καθοριστή και ονομάζονται μονοκλωνικά.

Το πρόβλημα και η λύση

  • Το πρόβληματα Β λεμφοκύτταρα δεν επιβιώνουν για πολύ έξω από τον οργανισμό και δεν μπορούν να διατηρηθούν σε κυτταροκαλλιέργειες
  • Η λύσηη σύντηξή τους με καρκινικά κύτταρα. Το υβρίδωμα που προκύπτει πολλαπλασιάζεται συνεχώς και παράγει το αντίσωμα

Στάδια παραγωγής μονοκλωνικών αντισωμάτων

  1. Ένα επιλεγμένο αντιγόνο χορηγείται με ένεση σε ποντίκι και προκαλεί ανοσολογική αντίδραση.
  2. Ύστερα από περίπου δύο εβδομάδες αφαιρείται ο σπλήνας του ποντικού και απομονώνονται τα Β λεμφοκύτταρα.
  3. Τα Β λεμφοκύτταρα συντήκονται με καρκινικά κύτταρα και σχηματίζονται υβριδώματα.
  4. Επιλέγεται το υβρίδωμα που παράγει το αντίσωμα για τον επιθυμητό αντιγονικό καθοριστή.
  5. Το υβρίδωμα καλλιεργείται και ο κλώνος του παράγει μεγάλες ποσότητες του μονοκλωνικού αντισώματος.
Β λεμφοκύτταρααπό τον σπλήνα ποντικούΚαρκινικάκύτταραπαράγουν αντίσωμα, ζουν λίγοδιαιρούνται συνεχώςσύντηξηΥβριδώματαεπιλογήΥβρίδωμα που παράγειτο επιθυμητό αντίσωμακαλλιέργειαΜονοκλωνικά αντισώματα
Το υβρίδωμα συνδυάζει τις ιδιότητες των δύο κυττάρων από τα οποία προέρχεται.

Τα υβριδώματα μπορούν να φυλάσσονται για μεγάλα χρονικά διαστήματα στην κατάψυξη, στους −80 °C, και να παράγουν το αντίσωμα όποτε χρειαστεί.

Εφαρμογές

Οι εφαρμογές των μονοκλωνικών αντισωμάτων
ΧρήσηΤι κάνουνΠαράδειγμα
ΑνοσοδιαγνωστικάΑνιχνεύουν στα υγρά του σώματος ουσίες υπεύθυνες για ποικίλες ασθένειες, παθογόνους μικροοργανισμούς, καθώς και τη διακύμανση της συγκέντρωσης προϊόντων του μεταβολισμού, που μπορεί να προοιωνίζεται κάποια ασθένεια.Προσδιορισμός ομάδων αίματος, τεστ κύησης.
ΘεραπευτικάΓίνονται μεταφορείς ισχυρών φαρμάκων, που όταν εισαχθούν στον οργανισμό βρίσκουν και προσβάλλουν τους στόχους τους.Αντικαρκινικά φάρμακα.
Συμβατότητα μεταμοσχεύσεωνΑναγνωρίζουν ειδικά αντιγόνα που έχουν ορισμένα κύτταρα στην επιφάνειά τους.Έλεγχος των οργάνων των δωρητών.

6Γονιδιακή θεραπεία

Η γονιδιακή θεραπεία έχει στόχο να «διορθώσει» τη γενετική βλάβη, εισάγοντας φυσιολογικά αλληλόμορφα του μεταλλαγμένου γονιδίου σε κύτταρα του ασθενούς. Στηρίζεται στην τεχνολογία του ανασυνδυασμένου DNA.

Τι χρειάζεται για να εφαρμοστεί

  • Κλωνοποιημένο γονίδιοπρέπει να έχει απομονωθεί το γονίδιο που ευθύνεται για την ασθένεια
  • Γνωστός ιστός-στόχοςπρέπει να είναι γνωστά τα κύτταρα στα οποία εκφράζεται το γονίδιο και εμφανίζεται η βλάβη
  • Κατάλληλος φορέαςένας ιός που έχει γίνει αβλαβής μεταφέρει το φυσιολογικό γονίδιο μέσα στα κύτταρα

Ex vivo: η ανεπάρκεια του ενζύμου ADA

Η έλλειψη του ενζύμου απαμινάση της αδενοσίνης (ADA) προκαλεί σοβαρή ανεπάρκεια του ανοσοποιητικού συστήματος. Οφείλεται σε υπολειπόμενο αυτοσωμικό γονίδιο. Ήταν η πρώτη ασθένεια στην οποία δοκιμάστηκε γονιδιακή θεραπεία, το 1990.

Φυσιολογικό γονίδιο Ααντίγραφα με PCRΑβλαβής ιός-φορέαςμε το γονίδιο ΑΛεμφοκύτταρα ασθενούςαα (έλλειψη ADA)Καλλιέργειαλεμφοκυττάρωνο ιός μολύνει τα λεμφοκύτταραΤροποποιημέναλεμφοκύτταρα ααΑΕνδοφλέβια ένεσηστον ασθενή
Α: το φυσιολογικό αλληλόμορφο. α: το μεταλλαγμένο. Η τροποποίηση γίνεται έξω από τον οργανισμό.
  1. Λεμφοκύτταρα του ασθενούς παραλαμβάνονται και πολλαπλασιάζονται σε καλλιέργεια.
  2. Το φυσιολογικό γονίδιο της ADA πολλαπλασιάζεται με PCR και ενσωματώνεται σε έναν αβλαβή ιό, με τεχνικές ανασυνδυασμένου DNA.
  3. Ο ιός μολύνει τα λεμφοκύτταρα της καλλιέργειας και τους μεταφέρει το φυσιολογικό γονίδιο.
  4. Τα γενετικά τροποποιημένα λεμφοκύτταρα εισάγονται στον ασθενή με ενδοφλέβια ένεση και παράγουν το ένζυμο ADA.

Η θεραπεία αυτή δεν είναι μόνιμη. Τα τροποποιημένα λεμφοκύτταρα δεν ζουν για πάντα, οπότε χρειάζονται τακτικές επαναλήψεις.

In vivo: η κυστική ίνωση

Στην κυστική ίνωση τα επιθηλιακά κύτταρα των πνευμόνων δεν παράγουν μια λειτουργική πρωτεΐνη. Τα κύτταρα αυτά δεν μπορούν να αφαιρεθούν και να ξαναμπούν στον οργανισμό, γι’ αυτό η τροποποίηση γίνεται επί τόπου.

Φυσιολογικό γονίδιο Καντίγραφα με PCRΑβλαβής αδενοϊόςμε το γονίδιο ΚΕπιθηλιακά κύτταραπνευμόνων κκμε βρογχοσκόπιο, μέσα στον οργανισμόΤροποποιημέναεπιθηλιακά κύτταρα κκΚ
Κ: το φυσιολογικό αλληλόμορφο. κ: το μεταλλαγμένο. Η τροποποίηση γίνεται μέσα στον οργανισμό.
  1. Το φυσιολογικό γονίδιο πολλαπλασιάζεται με PCR και ενσωματώνεται σε έναν αβλαβή αδενοϊό.
  2. Ο αδενοϊός εισάγεται στον οργανισμό με βρογχοσκόπιο ή με ψεκασμό.
  3. Ο αδενοϊός μολύνει τα επιθηλιακά κύτταρα των πνευμόνων και τους μεταφέρει το φυσιολογικό γονίδιο.

7Συγκρίσεις

Ex vivo και in vivo γονιδιακή θεραπεία
ΚριτήριοEx vivoIn vivo
Πού γίνεται η τροποποίησηΤα κύτταρα τροποποιούνται γενετικά έξω από τον οργανισμό και εισάγονται πάλι σε αυτόν.Η τροποποίηση των κυττάρων γίνεται κατευθείαν μέσα στον οργανισμό.
ΔιάρκειαΔεν είναι μόνιμη θεραπεία. Χρειάζεται τακτικές επαναλήψεις.Έχει μονιμότερα αποτελέσματα.
Πώς φτάνει ο ιός στα κύτταραΟι γενετικά τροποποιημένοι ιοί εισάγονται στα λεμφοκύτταρα μολύνοντάς τα στην καλλιέργεια.Οι γενετικά τροποποιημένοι ιοί εισάγονται στον οργανισμό με ψεκασμό ή με βρογχοσκόπιο.
Σε ποια κύτταραΣτα κύτταρα του αιμοποιητικού συστήματος.Μπορεί να εφαρμοστεί στα υπόλοιπα σωματικά κύτταρα.
ΠαράδειγμαΑνεπάρκεια ADA.Κυστική ίνωση.
Ινσουλίνη από ζώα και ινσουλίνη από βακτήρια
ΚριτήριοΑπό πάγκρεας ζώωνΑπό γενετικά τροποποιημένα βακτήρια
ΣύστασηΜικρές διαφορές στα αμινοξέα από την ανθρώπινη.Ίδια με την ανθρώπινη.
Αλλεργικές αντιδράσειςΜπορεί να προκαλέσει.Δεν προκαλεί.
ΠαραγωγήΔαπανηρή και πολύπλοκη απομόνωση.Μεγάλες ποσότητες σε βιοαντιδραστήρα.
Προϊνσουλίνη και ινσουλίνη
ΚριτήριοΠροϊνσουλίνηΙνσουλίνη
Πολυπεπτιδικές αλυσίδεςΜία.Δύο, τα πεπτίδια Α και Β.
Ενδιάμεσο πεπτίδιοΥπάρχει.Έχει αφαιρεθεί με ένζυμο.
ΛειτουργικότηταΠρόδρομο μόριο.Λειτουργική ορμόνη.
Β λεμφοκύτταρο, καρκινικό κύτταρο και υβρίδωμα
ΚριτήριοΒ λεμφοκύτταροΚαρκινικό κύτταροΥβρίδωμα
Παράγει αντίσωμαΝαι.Όχι.Ναι.
Πολλαπλασιάζεται συνεχώς σε καλλιέργειαΌχι.Ναι.Ναι.

Συχνά λάθη

Το βακτήριο δεν παράγει έτοιμη ινσουλίνη
Παράγει προϊνσουλίνη. Η μετατροπή σε ινσουλίνη γίνεται μετά, με ένζυμο.
Οι ιντερφερόνες δεν παράγονται από τα υγιή κύτταρα
Παράγονται από τα μολυσμένα κύτταρα και δρουν στα γειτονικά υγιή.
Μονοκλωνικό δεν σημαίνει «ένα αντίσωμα»
Σημαίνει αντισώματα από έναν κλώνο, όλα ίδια, για έναν αντιγονικό καθοριστή.
Το υβρίδωμα δεν είναι βακτήριο
Είναι κύτταρο θηλαστικού. Τα μονοκλωνικά αντισώματα δεν παράγονται με ανασυνδυασμένο DNA σε βακτήρια.
Η γονιδιακή θεραπεία δεν αλλάζει το μεταλλαγμένο γονίδιο
Προσθέτει ένα φυσιολογικό αλληλόμορφο, και μόνο σε σωματικά κύτταρα.
Ex vivo και in vivo
Στην ex vivo ο ιός μολύνει τα κύτταρα στην καλλιέργεια. Στην in vivo ο ιός μπαίνει στον ίδιο τον οργανισμό.

8Αυτοέλεγχος

Δώδεκα γρήγορες ερωτήσεις. Πάτα μια απάντηση για να δεις αν είναι σωστή.

  1. Η ινσουλίνη αποτελείται από:

    Τα δύο πεπτίδια, Α και Β, συγκρατούνται μεταξύ τους με δισουλφιδικούς δεσμούς.

  2. Το γονίδιο της ινσουλίνης κωδικοποιεί αρχικά:

    Η προϊνσουλίνη γίνεται ινσουλίνη όταν ένα ένζυμο αφαιρέσει το ενδιάμεσο πεπτίδιο.

  3. Για την παραγωγή ανθρώπινης ινσουλίνης το ολικό ώριμο mRNA απομονώνεται από κύτταρα:

    Το γονίδιο της ινσουλίνης εκφράζεται μόνο σε ειδικά κύτταρα του παγκρέατος.

  4. Η ινσουλίνη που παλαιότερα παραλαμβανόταν από πάγκρεας ζώων:

    Είχε μικρές διαφορές στη σύσταση των αμινοξέων της από την ανθρώπινη, και η απομόνωσή της ήταν δαπανηρή.

  5. Οι ιντερφερόνες παράγονται από:

    Προκαλούν στα γειτονικά υγιή κύτταρα την παραγωγή πρωτεϊνών που εμποδίζουν τον πολλαπλασιασμό των ιών.

  6. Το υβρίδωμα προκύπτει από τη σύντηξη:

    Συνδυάζει την παραγωγή αντισώματος με τον συνεχή πολλαπλασιασμό.

  7. Ένα μονοκλωνικό αντίσωμα αναγνωρίζει:

    Παράγεται από έναν μόνο κλώνο Β λεμφοκυττάρων.

  8. Το τεστ κύησης είναι εφαρμογή των μονοκλωνικών αντισωμάτων ως:

    Ανιχνεύουν ουσίες στα υγρά του σώματος. Στην ίδια κατηγορία ανήκει ο προσδιορισμός των ομάδων αίματος.

  9. Στην ex vivo γονιδιακή θεραπεία της ανεπάρκειας ADA τροποποιούνται γενετικά:

    Τα λεμφοκύτταρα τροποποιούνται σε καλλιέργεια και επιστρέφουν στον ασθενή με ενδοφλέβια ένεση.

  10. Στην in vivo γονιδιακή θεραπεία της κυστικής ίνωσης ο φορέας του φυσιολογικού γονιδίου είναι:

    Ο αδενοϊός εισάγεται στα επιθηλιακά κύτταρα των πνευμόνων με βρογχοσκόπιο.

  11. Η ex vivo γονιδιακή θεραπεία με λεμφοκύτταρα δεν είναι μόνιμη, επειδή:

    Γι’ αυτό χρειάζονται τακτικές επαναλήψεις.

  12. Οι αλλαγές που προκαλεί η γονιδιακή θεραπεία:

    Το μεταλλαγμένο γονίδιο παραμένει στο κύτταρο. Απλώς προστίθεται ένα φυσιολογικό αλληλόμορφο.

Σημειώσεις Βιολογίας Προσανατολισμού Γʹ Λυκείου. Κεφάλαιο 8.