# Geenitekniikka

**PerinnöllisyystiedeKeskeisiä käsitteitä Kromosomi
* DNA
* RNA
* Genomi
* Perinnöllisyys
* Mutaatio
* Perinnöllinen muuntelu
* Nukleotidi

**Historia ja aiheet Johdatus
* Historia
* Evoluutio (molekyylievoluutio)
* Populaatiogenetiikka
* Mendelin perinnöllisyyssäännöt
* Kvantitatiivinen genetiikka
* Molekyyligenetiikka

**Tutkimus DNA:n sekvensointi
* Geenitekniikka
* Genomiikka
* Perinnöllisyyslääketiede

* n
* k
* m

**Geenitekniikka** on biotekniikan haara ja yleiskäsite eliön perintötekijöiden eli geenien muuntelulle sekä siinä käytetyille menetelmille. Parhaiten tunnettu ja eniten keskustelua herättänyt geenitekniikan saavutus on geenimuunneltujen organismien tuottaminen viljelykäyttöön.

Perinnöllisyystieteen nopea kehitys sekä DNA:n rakenteen samanlaisuus kaikilla eliölajeilla on lyhyessä ajassa mahdollistanut ihmisen puuttumisen elämän ja suvunjatkamisen perusmekanismeihin. Geenitekniikan mahdollisuuksien jatkuvasti monipuolistuessa se pakottaa ihmiskunnan myös ottamaan kantaa aivan uudenlaisiin eettisiin ongelmiin.

Siitä on laaja tieteellinen konsensus, että tarjolla olevasta GM-peräisestä ruoasta ei koidu suurempaa vaaraa kuin perinteisestä. Ei ole mitään todisteita siitä, että markkinoille hyväksytyn GM-ruoan kuluttamisesta olisi haittoja terveydelle.

Geenitekniikan puolustajien mielestä geenimuuntelulla voitaisiin ratkaista suuri osa maailman polttavimmista ongelmista kuten kehitysmaiden nälänhädät ja eri ravintoaineiden saanti sekä monet ympäristöongelmat maatalouden aiheuttamasta ympäristökuormituksesta erilaisten myrkkyjen eliminoimiseen ja kasvinsuojeluaineiden vähentämiseen, elleivät Yhdysvaltojen ja etenkin Euroopan tieteellisesti perusteettoman tiukat koevaatimukset tulisi kohtuuttoman kalliiksi tutkimukselle. Professori Teemu Teerin mukaan siksi lähinnä vain suuryritysten kannattaa enää tutkia geenimuuntelua ja heidänkin vain muutamalle suurtuotteelle. Teerin mielestä jalostustekniikan vaikutus lopputuotteiden turvallisuuteen on pieni ja siksi vaatimusten pitäisi olla yhtä lievät kuin muille jalostustavoille. Myös pienempiin ongelmiin geenitekniikka tarjoaisi ratkaisuja, esimerkiksi satoja ihmisiä vuodessa tappavien allergeenien poistaminen kasveista, säilyvyys, tuottavuus ja terveellisyys.

## Geenitekniikan menetelmät

DNA:n emäsjärjestystä kopioidaan
Geenitekniikan tärkeimmät menetelmät ovat DNA:n eristäminen ja pilkkominen, emäsjärjestyksen tunnistus, perintöaineksen yhdistäminen uudelleen halutulla tavalla ja lopulta sen monistaminen. Tällä tavoin eliön ominaisuuksia voidaan kehittää ihmiselle hyödyllisempään suuntaan (viljalajikkeesta voidaan esimerkiksi saada runsassatoisempi) tai jopa saada aikaan kokonaan uusia ominaisuuksia. Voidaan myös tuottaa uudenlaisia entsyymejä ja proteiineja, tästä esimerkkinä ihmisen insuliinin tuottaminen muunneltujen bakteerien avulla.

Läpimurtona geeniteknologian menetelmien kehityksessä voidaan pitää ns. katkaisu- eli restriktioentsyymien eristämistä. Nämä entsyymit ovat luonnon väline DNA-rihman pilkkomiseen. Daniel Nathans ja Hamilton Smith saivat restriktioentsyymien eristyksestä Nobelin lääketieteen palkinnon vuonna 1978. Vastaavasti tarvitaan keino DNA:n palasten liittämiseksi uudelleen yhteen: sen hoitavat ligaasit, jotka toimivat liittäjäentsyymeinä. Tätä DNA:n katkomista ja uudelleen kokoamista kutsutaan yhdistelmä-DNA-tekniikaksi.

## Sovellukset

Geenitekniikan sovellusmahdollisuudet lääketieteessä ja teollisuudessa ovat käytännöllisesti katsoen rajattomat. Yleensä geenimuuntelu liitetään geenimuunneltujen elintarvikkeiden tuottamiseen tai kokeiluihin siirtogeenisillä eläimillä, mutta etenkin tulevaisuudessa geenitekniikkaa voidaan käyttää yhä enemmän muun muassa metsäteollisuudessa tai ympäristönsuojelussa kehittämällä kemikaalien hajottamiseen pystyviä entsyymejä.

Tulevaisuudessa geenitekniikka tulee yhä vahvemmin mukaan myös lääketieteeseen, erityisesti perinnöllisten sairauksien hoitoon. Samoin joudutaan yhä enemmän ottamaan kantaa siihen, missä määrin jos lainkaan ihmisen perimään kajoaminen sallitaan.

## Johtavien tiedejärjestöjen kannat

Yli 100 riippumatonta tiedejärjestöä on todennut, että GMO-ruoat ovat yhtä terveellisiä tai terveellisempiä kuin perinteiset tai luomuruoat.

Yhdysvaltain tieteenedistämisjärjestö AAAS toteaa, että GMO-vastustukselle ei ole tieteellistä perustaa, vaan vastustus johtuu "luonnottomuus"-ajatuksesta. "*WHO, American Medical Association, U.S. National Academy of Sciences, British Royal Society ja kaikki muutkin arvostetut järjestöt, jotka ovat samaa todistusaineistoa tutkineet, ovat todenneet GM-kasveista saadun ruoan yhtä turvalliseksi kuin perinteisesti jalostetun.*"

Järjestön mukaan geenejä on muunneltu jalostuksessa aina, 1900-luvulla tätä on kiihdytetty kemikaaleilla ja säteilyllä, ja nyt niin sanotulla geenimuuntelutekniikoilla. GM-kasvit ovat kaikkein testatuimmat kasvit ikinä, eikä yksikään väite niiden haitoista ole kestänyt tieteellistä tarkastelua.

Nature Biotechnology -lehden päätoimittajien mukaan on yllin kyllin todisteita GM-elintarvikkeiden turvallisuudesta ja WHO, Euroopan komissio, US National Academy of Sciences ja American Medical Association ovat voimakkaasti puolustaneet niiden terveellisyyttä.

Vuonna 2004 Euroopan komissio teetti ENTRANSFOOD-tutkimuksen selvittääkseen bioteknisten tuotteiden hyväksymisen edellytykset. Tulos oli, että olemassa olevien koemenetelmien yhdistelmä tuottaa pätevät arviot GM-lajikkeiden turvallisuudesta. Vuonna 2010 Euroopan komission tutkimus- ja innovaatiodirektoraatti totesi: "yli 500 riippumattoman tutkimusryhmän yli 130 tutkimusprojektia yli 25 vuodelta osoittavat, että biotekniikka, etenkin geenimuuntelu, ei ole sen vaarallisempaa kuin esimerkiksi perinteiset jalostustekniikat."

### Suomen tieteilijöiden vetoomus geenimuuntelun puolesta

12 suomalaisten yliopistojen rehtoria, 146 professoria, 215 dosenttia ja 325 tohtoria allekirjoittivat vetoomuksen geenikieltoa vastaan Suomessa. Vetoomuksen mukaan hallituksen esitys vaikeuttaisi kohtuuttomasti muuntogeenisten tuotteiden tutkimusta ja elinkeinonharjoittamista..

## YK:n ja johtavien viranomaisten kantoja

Johtavat viranomaistahot

* Euroopan komission tutkimus- ja innovaatiodirektoraatti: "yli 500 riippumattoman tutkimusryhmän yli 130 tutkimusprojektia yli 25 vuodelta osoittavat, että biotekniikka, etenkin geenimuuntelu, ei ole sen vaarallisempaa kuin esimerkiksi perinteiset jalostustekniikat."
* WHO: "mitään haittoja terveydelle ei ole osoitettu koituneen näiden ruokien kulutuksesta maissa, joissa ne on hyväksytty.""kansanterveys voi hyötyä suunnattomasti bioteknologian mahdollisuuksista, esimerkiksi ruokien ravintosisällön noususta, allergeenisuuden vähenemisestä ja tehokkaammasta ruoantuotannosta"
* United Nations Development Programme (UNDP): Inhimillisen kehityksen raportti kehottaa köyhiä maita tarttumaan biotekniikan mahdollisuuksiin. Kehitysmaiden pitäisi lievittää aliravitsemusta ja nälänhätää käyttämällä geenimuuntelua. Nyt Euroopan GM-keskustelu ohittaa kehitysmaiden tarpeet.
* Food and Agricultural Organization (FAO) "FAO jatkaa jäsenmaittensa, etenkin kehitysmaiden, auttamista bioteknologian hyötyjen saavuttamisessa maataloudessa, metsätaloudessa ja kalataloudessa". "Tarjolla olevat transgeeniset kasvit ja niistä saadut ruuat on arvioitu turvallisiksi syödä ja niihin sovelletut koemenetelmät soveltuviksi. Nämä johtopäätökset vastaavat tieteellisen todistusaineiston konsensusta, jota ICSU tutki (2003), ja ne ovat yhtäpitävät WHO:n näkemysten kanssa. - - yhtään todistettavaa myrkyllistä tai ravitsemuksellisesti haitallista vaikutusta ei GM-kasvielintarvikkeiden kulutuksella ole todettu missäänpäin maailmaa (GM Science Review Panel). Miljoonat ihmiset ovat kuluttaneet GM-kasveista saatuja elintarvikkeita - - ilman mitään havaittuja haittavaikutuksia (ICSU)."

## Tutkimuksen laajuus ja riippumattomuus

Geenimuuntelu on hyvin tutkittu ala: siitä on yli 2000 tutkimusta, joista peräti 1000 on riippumattomien tutkijoiden riippumattomasti tekemiä.

Critical Reviews in Biotechnology julkaisi syyskuussa 2013 italialaisen tutkimusryhmän yhteenvedon 1783 tutkimuksesta geeniteknisistä tuotteista vuosilta 2002-2012. Tutkijat eivät löytäneet yhtään uskottavaa todistetta siitä, että geenimuuntelu tuottaisi mitään haittoja ihmisille tai eläimille. Tutkimuksen tekijät valittavat, että eräiden maiden GMO-rajoitusten sekä epätieteellisen retoriikan vuoksi GMO-huolia on liioiteltu.

## Riskit ja mahdollisuudet

### Argumentteja puolesta ja vastaan

Argumentteja geenitekniikan puolesta:

* Jatkuvasti kasvavan ihmiskunnan ruokkimiseksi ruoantuotantoa on tehostettava.
* Geenimuunnellut viljelykasvit voidaan saada viihtymään melko huonoissakin olosuhteissa, mikä kasvattaa maapallon potentiaalista viljelypinta-alaa ja lisää tuotantoa.
* Geenimuunneltujen viljelykasvien käyttö vähentää torjunta-aineiden tarvetta ja parantaa maanviljelijöiden toimeentuloa myös kehitysmaissa.
* Geneettisesti muunnellut lajikkeet eivät eroa merkittävästi ihmisten tai luonnon tähän asti jalostamista. \*Mutaatiojalostuksessa geenimuutokset tulevat satunnaisiin paikkoihin. Geenimuuntelun ero tähän on se, että muutoksia tulee vain niihin geeneihin, joihin niitä halutaan, jolloin riski vaarallisista geenimuutoksista on paljon pienempi ja kontrolloidumpi kuin mutaatiojalostuksessa, joka "voi laukaista kasvissa liikkeelle 'hyppivät geenit' ja mutaatiovyöryn, kaivaa esiin kätkettyä geneettistä vaihtelua, vaimentaa tärkeiden geenien toimintaa sekä kiihdyttää soluissa perimäaineksen järjestäytymistä uudelleen"
* Geenimuuntelun avulla voidaan tuottaa tehokkaita lääkkeitä moniin sairauksiin, joista ihmiskunta nyt kärsii, sekä tuleviin pandemioihin, "hullun lehmän taudin" kaltaisiin ihmisille vaarallisiin eläinsairauksiin, pienten lasten kuolettavaan lihasrappeumatautiin, hemofiliaan, syöpään, diabetekseen ja vuosi vuodelta yhä useampaan vaivaan, HIV-rokotetta ym.

Argumentteja geenitekniikkaa vastaan:

* Geenien muuntelulla voi olla odottamattomia seurauksia sekä muunnellun organismin että sen ympäristön kannalta esimerkiksi siinä tapauksessa, että geenimuunnellut kasvit leviävät pelloilta luontoon. Tätä on vaikeaa ja ehkä mahdotonta kontrolloida.
	+ International Council for Sciencen mukaan GM-kasvien tai niiden yksittäisten geenien riski levitä luontoon on samankaltainen kuin ei-GM-kasvienkin. 1783 tutkimuksen yhteenvetotutkimuksessa 68 % tutkimuksista koski mahdollisia GM-ympäristöhaittoja. Yhteenvedon tekijät totesivat, että GM-kasvien haitoista on todisteita vähän tai ei lainkaan. Uusista allergeeneistakaan ei löytynyt mitään todisteita. Vuonna 2012 valtavan laaja Nature-lehdessä julkaistu tutkimus osoitti, että geenimuunnellut kasvilajikkeet, mm. bt-lajikkeet, tuottavatkin suuria ympäristöhyötyjä, jotka kattavat myös ympäröiviä ei-GM-viljelmiä. Southamptonin yliopiston ekologian professori Guy Poppy katsoi, että tutkimuksen valtava mittakaava lopettaa keskustelun aiheesta.
* Maapallon biodiversiteetti voi köyhtyä. Jos viljelykasveista kehitetään mahdollisimman vastustuskykyisiä torjunta-aineille, villit kasvit eivät enää selviä kilpailussa. Samoin hyönteisille myrkyllisten kasvien kehittäminen voi johtaa hyönteis- ja siten esimerkiksi lintukannan romahdukseen. Suurtilallisille taloudellisesti kannattava, hyvin laajamittainen soijanviljely on vähentänyt maatalousalueiden biodiversiteettiä merkittävästi esimerkiksi Etelä-Amerikassa.
* Torjunta-aineiden sietokyvyn on pelätty siirtyvän geenimuunnelluista lajeista rikkakasveihin. Sietokyvyn leviämistä ei kuitenkaan ole todettu, vaikka lajikkeilla on viljelty viidesosa maailman peltopinta-alasta.
* Geenimuunnellut viljelylajikkeet voivat sekoittua ja risteytyä muuntelemattomien kanssa
* Geeninsiirrolla yleensä muutetaan kasvin yhtä ominaisuutta, muiden ominaisuuksien jäädessä ennalleen. Muutos on usein hyvin pieni. Perinteisessä kasvinjalostuksessa parannetaan kaikkia ominaisuuksia samanaikaisesti ja uusi lajike on yleensä parempi kuin vanhat lajikkeet useiden ominaisuuksien suhteen. Erityisesti hybridijalostus on ollut kasvinjalostuksessa todella suuria parannuksia saanut menetelmä, jolle geeninsiirrot eivät vedä vertoja. .
* Geenimuunneltujen viljelylajikkeiden suosiminen ei todellisuudessa aina vähennä tarvittavien torjunta-aineiden määrää

Eräs näyttö geenitekniikan puolesta ovat muun muassa uudet runsaasti A-vitamiinia sisältävät riisilajikkeet (niin sanottu kultainen riisi), jotka pyrkivät torjumaan kehitysmaiden ihmisten yksipuolisen ruokavalion aiheuttamia ongelmia. Uuden riisilajikkeen toivotaan pelastavan miljoonien hengen sekä estävän puolen miljoonan ihmisen sokeutumisen vuodessa. Toisaalta riisilajiketta on myös kritisoitu voimakkaasti: Greenpeacen laskelman mukaan riisiä pitäisi syödä päivässä kilokaupalla, jotta vitamiinin vähimmäismäärä tulisi täyteen. Tämä laskelma perustuu kuitenkin riisilajikkeen varhaiseen prototyyppiin. Myöhemmillä versioilla riisilajikkeen A-vitamiinipitoisuutta on nostettu monikymmenkertaiseksi Lisäksi vastustajien mukaan kultaisen riisin tutkimustyöhön uhratuilla varoilla ongelmaa olisi voitu merkittävästi lieventää käyttämällä tehokkaampia ja yksinkertaisempia menetelmiä. Professori Petter Portinin mukaan on aktivisteilta moraalitonta kieltää kultaisen riisin käyttö, koska se parantaisi kehitysmaiden ihmisten tilannetta itsestään, kun taas aktivistien toivomat ratkaisut eivät ole toteutuneet kiellosta huolimatta. Greenpeacen perustaja ja ex-puheenjohtaja, tri Patrick Moore syyttää geenimuuntelun vastustajia rikoksista ihmisyyttä vastaan, koska vastustus on johtanut 8 miljoonan lapsen sokeutumiseen ja kuolemaan A-vitamiinin puutteessa, vaikka tämä olisi voitu estää kultaisella riisillä.

Tiedetoimittajien liiton puheenjohtaja Raili Leino on ihmetellyt, miksi geenitekniikassa, toisin kuin esim. fysiikassa, "maallikot oikovat asiantuntijoita" eli jotkut pitävät maallikoiden tai Googlella löydettyjä väitteitä yhtä uskottavina kuin alan yliopistoprofessorien esittämiä tieteen perustuloksia. Leinon mukaan "Suuri osa ruokakasveistamme on jalostettu menetelmillä, joissa pyritään aiheuttamaan kasviin ylipäätään mahdollisimman monta mutaatiota eli geenimuunnosta. Tätä tehdään esimerkiksi voimakkaan säteilyn tai syöpävaarallisten kemikaalien avulla." 2010 Suomaiset tutkijat ja akateemikot vetosivat eduskuntaan asia-argumenttien puolesta keskusteltaessa geeniteknologian mahdollisuuksista ja haasteista. Geenitekniikan onkin katsottu olevan yksi tyypillisiä mututiedolle alttiita alueita.

### Patentit

Helsingin yliopiston kasvinjalostuksen dosentti, tohtori Jussi Tammisola kirjoittaa, että kasveja on voinut patentoida USA:ssa jo vuodesta 1930 ja jopa Louis Pasteur patentoi hiivan jo vuonna 1873. Tammisolan mukaan kasvien patentointi auttaa saattamaan geenitekniikassakin uuden tiedon kaikkien saataville, mutta patenttisuoja ei saa olla liian laaja. Yleensä suoja-aika jääkin lyhyeksi, koska 20 vuoden suoja-ajasta kuluu 10 - 15 vuotta geenin löytämisestä lajikkeen kehittämiseen.

Helsingin yliopiston Ruralia-instituutin erikoissuunnittelija, luomuviljelijä Jukka Rajala kiinnittää Voima-lehdessä huomiota GMO-liittyvään patenttijärjestelmään, "Gmo-lajikkeisiin liittyvä patenttijärjestelmän takia niiden riippumaton tutkimus on tehty erittäin vaikeaksi, jopa mahdottomaksi. Vuosi sitten 26 maissitutkijaa jätti Yhdysvaltojen ympäristövirastolle valituksen, että eivät voi antaa puolueettomia lausuntoja, koska patenttilajikkeita ei saa tutkia. Jokaisen niitä tutkivan on sovittava tapauskohtaisesti patentinomistajan kanssa mitä ja miten tutkitaan. Lisäksi tutkimuksen lopputulosvaiheessa patentinomistajalla on veto-oikeus estää julkistus."

Patentoida voi niin geenimuunneltuja kuin muutenkin jalostettuja kasveja. Monsanton ensimmäiset GMO-patentit raukesivat jo vuonna 2014.

## Poliittiset vaikutukset

Muun muassa kansalaisten epäluulo ja ympäristöjärjestöjen kampanjointi ovat pakottaneet hallitukset ottamaan kantaa geenimuunneltujen elintarvikkeiden tuotantoon ja maahantuontiin poliittisessa päätöksenteossa. Siinä missä EU vaatii elintarvikkeisiin merkinnän geenimuunnelluista raaka-aineista, Yhdysvallat ei ole katsonut tätä tarpeelliseksi. Huhtikuussa vuonna 2004 Venezuelan presidentti Hugo Chávez kielsi geneettisesti muunneltujen siementen käytön maassa. Seuraavan vuoden tammikuussa Unkarin hallitus kielsi geenimuunneltujen maissinsiementen kylvämisen ja maahantuonnin, vaikka EU oli ne hyväksynyt.

## Katso myös

* Geenimuunneltu organismi
* Geenitekniikan lautakunta
* Bioetiikka
* Mutaatiojalostus

## Lähteet

## Kirjallisuutta

* Aldridge, Susan: *Elämänlanka: Geenitekniikan tarina*.  ((The thread of life: The story of genes and genetic engineering, 1996.) Suomentanut Tiina Onttonen)  Helsinki:  Art House, 1999.  ISBN 951-884-243-4
* Sariola, Hannu: *Elämä: Lyhyt oppimäärä*.  (Hippokrates Duodecim)  Helsinki:  Duodecim, 2006.  ISBN 951-656-197-7
* Siipi, Helena & Ahteensuu, Marko (toim.): *Muuntogeenisen ruoan etiikka*.  Kuopio:  Unipress, 2010.  ISBN 978-951-579-389-8
* Suominen, Ilari & Pärssinen, Raimo & Haajanen, Kari & Pelkonen, Jani: *Geenitekniikka*.  (Turun ammattikorkeakoulun oppimateriaaleja 52)  Turku:  Turun ammattikorkeakoulu, 2010.  ISBN 978-952-216-156-7

## Aiheesta muualla

* GM-foorumi (Arkistoitu – Internet Archive)
* www.geenit.fi Kasvinjalostuksen dosentti Jussi Tammisolan ylläpitämä sivusto, jolla on tieteilijöiden kansantajuisia artikkeleita geenimuuntelun hyödyistä ja riskeistä.
* gmovapaa.fi (Arkistoitu – Internet Archive)
* Geenitekniikan ympäristöriskit (www.ymparisto.fi)
* Frankenstein ja geenit

NäytäPerinnöllisyystiede

|  |  |
| --- | --- |
| Peruskäsitteitä | * geeni
* kromosomi
* DNA
* RNA
* genomi
* mitoosi
* meioosi
* genotyyppi
* fenotyyppi
* geneettinen koodi
* mutaatio
 |
| Osa-alueita | * ekologinen genetiikka
* käyttäytymisgenetiikka
* molekyyligenetiikka
* populaatiogenetiikka
 |
| Sovellutuksia | * DNA-profilointi
* perinnöllisten sairauksien tutkimus
* molekyylievoluution tutkimus
* jalostus
* geenitekniikka
* geeniterapia
 |