HYÖDYLLISIÄ MUTAATIOITA


K.A.T. 2/2000

Lyhyesti voidaan määritellä, että mutaatio on spontaani muutos perimässä,
joka on periytyy jälkeläisille. Hyödyllinen mutaatio on suhteellisesti 
sellainen mutaatio, joka tuo kantajalleen lisääntymisetua. Hyödyllisyys
on tarkasteluympäristöstä riippuvainen suhteellinen ominaisuus.

Esimerkkejä hyödyllisistä mutaatioista:

Bakteereilla:
 
 *Monet bakteerit tulevat mutaatioin antibioottiresistenteiksi. Tämä on 
  voitu labrakokein todentaa. Myöskin säteilyttämällä bakteereja
  UV-säteilyllä on voitu aikaansaada vastustuskyky antibiooteille
  syntymään.

Ihmisillä:
 *Useitakin mutaatioita hemoglobiinissa, jotka auttavat kestämään paremmin
  malariaa vastaan, kuten esim. sirppisolualleeli. HemoglobiiniC mutaatio
  jolla ei edes anemia tms. haittoja antaa myös resistenssin malariaa vastaan.

 *HIV-resistenssi AIDSia vastaan ihmisillä. 
  Niillä joilla on mutantti alleeli CCR5-geenistä näyttää olevan
  vahva resistenssi HIV-1 virusta ja AIDSia vastaan. Homotsygootit yksilöt
  ovat HIV ja AIDS resistenttejä. Mutaatio samanlaisessa geenissä näyttää 
  suojaavan Pasteurella Pestis bakteeria vastaan (rutto).

 *Laktoositoleranssi. Ihmiskunnan enemmistö ei pysty aikuisena käyttämään
  lehmänmaitoa ravinnoksi. Intiaanit, afrikkalaiset,
  Välimeren ihmiset, aasialaiset, erikoisesti thaimaalaiset omaavat 
  vain l1l2 laktaasialleelit,  jotka estävät maitosokerin hyväksikäytön 
  aikuisena tehden heidät sairaaksi, jos maitoa juovat (ripuli ja vatsakivut). 
   Jos haaveilet maitokahvista siellä joutunet tuomaan maidot mukanasi.
  Maatalousvaltaisessa Suomessa ja Ruotsissa on taas paljon L-alleelia,
  joita riittää genomissa jo yksi kappale mahdollistamaan maidonjuonnin
  aikuisena. Täällä laktoositoleranssi on hyödyllinen ominaisuus.
  Nisäkkäillä tuo kyvyttämyys maidonjuontiin eli laktoosi-intoleranssi 
  aikuisena on NORMAALI tilanne. Se auttaa vieroittamaan vauvan äidinmaidosta
  kiinteälle ruualle.
 
 *Vastustuskykyä ateroskleroosia vastaan. Italiassa lähellä Milanoa on 
  löydetty ihmisiä, jotka eivät sairastu ateroskleroosiin,
  koska heillä on onnekkaasti esi-isällä tapahtunut suosiollinen 
  apoliproteinA mutaatio.  Tämä esi-isä, jolla syntyi tuo mutaatio on 
  voitu identifioida.

Muilla eliöillä:
 *Taittoydinherne on parin herneen risteytys, joista toinen on Ruotsissa
  syntyneen mutaation tulos. Itsekin olen kasvattanut ja mehevä kalvoton
  kuori tekee sen siitä makean syotavan.
 *Kukkakaali on mutaatiokukinto.(Puutarhureiden kertomaa).
 *Vastaavasti influenssavirukset kehittyvat mutaatioin (Unohdettu Genesis
  kirjoittajankin, kreationisti Pekka Reinikaisen mukaan nain on!). 
 *Hyönteiset tulevat vastustuskykyisiksi DDT:lle ja hyönteismyrkyille
  varsin lyhyessä ajassa.

Radioaktiivinen säteily luo kiistatta mutaatioita ja siten on saatu:
 *kasvatettua lysiinipitoisuutta ja 
 *ohran kasvuaikaa lyhennettya ja 
 *mutageenisten aineiden avulla monia uusia hyodyllisia kasvilajikkeita 
  aikaiseksi mutaatioin (Aapo-ohra; Jussi-ruis jne). 


----------------------------------------------------------------------
                LÄHDEVIITTEITÄ
                    JA 
                  OTTEITA


ANTIBIOOTTI- JA VIRUSRESISTENSSI BAKTEEREILLA

/Sorsa,Mäkelä,Sorsa,Leisti,Salkinoja-Salonen: PERINNÖLLISYYS,
   WSOY, Porvoo, 1979, s.77/

/Stent,G.S.,Calendar,R.:Molecular Genetics; An Introductory
   narrative, W.H.Freeman and Company, San Francisco,1971-78/
   p.171-172:

  ' Even though this stepwise development of penicillin resistance
   suggested the operation of a penicillin-induced "training" process,
   it was presently shown by means of fluctuation amd replica plating
   tests that penicillin resistance does, after all, arise by
   spontaneous mutation, just as does resistance to T1 phage.'
   p.173:
   ' Demeres also studied the mechanism by which bacterial mutants
   become resistant to streptomycin(Figure 6-10). He could show by
   mean of the fluctuation test that streptomycin-resistant, or
   Str_s,  mutants of E.coli arise spontaneously. '

/Watson, James: Molecular Biology of the Gene, 1977, p.159 /
   ' Another type of mutation involves the resistance of bacteria
   to poisonous compounds such as antibiotics.' 

/Stebbins,Ledyard,G.:Processes of Organic Evolution:
   3rd ed, Prentice-Hall,Inc.,New Yersey, 1961-77, p.86-89/

   'The fact that population of microorganisms become adapted to
   changing environments by selection of favorable mutations has
   been clearly demonstrated by a number of experiments on the
   acquisition of resistance to attacks of virus and to the lethal
   effects of antibiotics. The first experiment was carried out by
   Luria and Delbruck in 1943.'
    ' A second technique for proving the same fact, known as replica
   plating, was devised by Dr. Joshua Lederberg, and was carried out
   as follows(Figure 4.2).'
   p.89:
  ' Another experiment using a different antibiotic has shown that
   bacterial populations can acquire resistance to very high doses
   of antibiotics by a succession of mutations. In an experiment
                  =============================
   on the resistance of colon bacteria to chloramphenicol, L.L.
   Cavalli and G.A. Maccacaro were able to show that resistance
   to a concentration of the drug 250 times as great as that
   tolerated by normal bacteria could be acquired by a succession
   of transfers of the cultures to gradually increased
   concentrations (Figure 4.3). Since the strain of bacteria
   used reproduces sexually, the resistant bacteria could be crossed
   to descendants of their susceptible ancestors. If strains with
   intermediate resistance were used in such crosses, simple
   Mendelian inheritance was found.'

   KAT->bakteeripopulaatiot voivat saavuttaa vastustuskyvyn hyvin
         vahvoille antibiooteille _peräkkäisin mutaatioin_.

/Mikrobiologiia 55: 607-11 (1986)[87038876]
   [Study of the resistance of Candida guilliermondii to polyene
   antibiotics] E. N. Durasova, N. P. Mikhailova, K. A. V'iunova,
   V. M. Bakulev & V. N. Sokolov/
    
  '250 Candida guilliermondii strains resistant to the polyene
   antibiotics nystatin, levorin and amphotericin B were obtained using
   UV irradiation.


/Melanson, P., Lemiuex, C., and Brakier-Gingras, L. A mutation in the 530
  loop of Escherichia coli 16S ribosomal RNA causes resistance to
  streptomycin. Nucleic Acids Res., 1988, 16:9631-9. - self-evident

/Pinard, R. et al. The 5' proximal helix of 16S rRNA is involved in the
  binding of streptomycin to the ribosome. FASEB J., 1993, 7:173-6. - More
  strep-resistant mutations.

/Finken, M. et al. Molecular basis of streptmycin resistance in
  Mycobacterium tuberculosis: alterations of the ribosomal protein S12 gene
  and point mutations within a functional 16S ribosomal RNA pseudoknot. Mol.
  Microbiol., 1993, 9:1239-46.

/Powers, T., and Noller, H. F. A functional pseodoknot in 16S ribosomal
  RNA. EMBO J, 1991, 10:2203-14. - more mutations analysed structurally and
  in strep. binding.

/Smith, A.M., and Klugman, K. P. Alterations in penicillin-binding protein
  2B from penicillin-resistant wild-type strains of Streptococcus
  pneumoniae. Antimicrob. Agents Chemother., 1995, 39:859-67. - mutations in
  transpeptidase - enzyme that involved in synthesis of the cell wall and is
  a target of penicillin.
 
LAKTOOSITOLERANSSI
/Lokki,Saura, Tigerstedt : Evoluutio ja populaatiot/. 


ATEROSKLEROOSI

-Arterioscler Thromb Vasc Biol 1998 Apr;18(4):562-567. "PAI-1 plasma levels in 
a general population without clinical evidence of atherosclerosis: relation to
environmental and genetic determinants," by Margaglione M, Cappucci G, 
d'Addedda M, Colaizzo D, Giuliani N, Vecchione G, Mascolo G, Grandone E, Di
Minno G; Unita' di Trombosi e Aterosclerosi, IRCCS Casa Sollievo della 
Sofferenza, San Giovanni Rotondo (FG), Italy. 

-J Biol Chem 1985 Dec 25;260(30):16321-5. "Apolipoprotein AIMilano. 
Accelerated binding and dissociation from lipids of a human apolipoprotein
variant," by  Franceschini G, Vecchio G, Gianfranceschi G, Magani D, 
Sirtori CR. 

HIV & AIDS resistenssi

-Am J Hum Genet 1998 Jun;62(6):1507-15. by JC Stephens et al. 

SATOJA MUAATIOKASVILAJIKKEITA KÄYTÖSSÄ
 /Otavan Suuri Ensyklopedia, 'Kasvinjalostus',E.K-i, p.2772/

  '  Mutaatiojalostus'
  'Maailmassa on käytössä useita _satoja mutaatiolajikkeita_,
   jotka ovat valintoja mutagenssilla käsitellyistä aineistoista
   (suorat mutaatiojalosteet; Suomessa Aapo-ohra ja Jussi-ruis)
   tai risteytyksistä, joista ainakin toinen vanhemmista on mutantti
   (epäsuorat mutaatiojalosteet; Suomessa Eero-ohra ja Ryhti-kaura).
   Mutaatiojalostus on osoittautunut käyttökelpoiseksi muutamien
   koristekasvien jalostuksessa (mm.Streptocarpus).'

TAITEHERNEMUTAATIO

/Enemmän iloa puutarhasta, Oy Valitut Palat- Readers Digest Ab,HKI 1980/
s.305:
 "Taiteherne. 1930-luvulla syntyi mutaatio, joka herätti toiveita
 paksu- ja meheväseinäisestä palosta. Se muistutti sokerihernettä, 
 koska sen palot olivat kalvottomia ja herneet isoja(**?) jokseenkin
 mauttomia. Taiteherneet käytetään palkoineen, ja ne sopivat 
 erinomaisesti tuoreena syötäviksi. 
  Korjuuaika on pitempi kuin sokeriherneellä.
 Taittoydinherne. Kasvinjalostajien on onnistunut yhdistää herneiden
 hyvä laatu ja taiteherneen hyvä palko. Taittoydinherneen palko pysyy
 herneiden kypsyessäkin yhtä mureana ja maukkaana. Sen palot voidaan
 silpiä kuten ydinherneenkin palot, tai ne voidaan käyttää kokonaisina
 sokeriherneen tapaan. Samasta hernelajikkeesta saadaan siis tavallaan
 sekä sokeri- että ydinhernettä. (taulukko, jonka mukaan ainoa herne,
 jonka maku on erinomainen sekä herne ja palot syötäviä)."

/Satoisa vihannesmaa, Weilin + Göös, 1989, Espoo/
s.233:
 ".. ja 1930-luvulla tehdystä löydöksestä taittoherneet."
s.235:
 "Taitto- ja ydinherneet ovat uusimmat tulokkaat  herneiden joukossa.
 Taittoherne on mutaatiolöytö sokeriherneviljelykseltä. Sokeriherneiden
 tavoin palot ovat kalvottomia, mutta palkojen seinämät mehevän paksut.
 Ne kestävät nautintakelpoisina sokeriherneen palkoja kauemmin. Kasvin-
 jalostajat ovat kehittäneet alkuperäistä löydöstä ja taittoherneisiin
 on saatu ydinherneen herkullinen maku. Palot käytetään yleensä
 kokonaisina, mutta herneet voidaan myös silpiä eroon, sillä ne ovat
 maukkaita vielä täysikarvuisina."


AIKAISUUSGEENI JA REHULUPIINI
 /Tast,Tyrväinen..:Koulun biologia, Lukio A,Otava, Keuruu 1982, 4.p/
   s.126:

'Ruotsissa on onnistuttu sädettämällä samaan aikaan ohrassa geeni,
 joka nopeuttaa viljan valmistumista. Tätä aikaisuusgeeniä on ohran-
 jalostuksessa käytetty ansiokkaasti hyväksi. Tietysti hyödyllinen
 mutaatio voi syntyä myös spontaanisti. Saksassa löytyi 1,5 milj.
 lupiiniyksilön joukosta karvasaineista vapaa kasvi, josta saatiin
 rehulupiini.'

LYSIINIÄ LISÄÄVÄT MUTAATIOT
/Sorsa,Mäkelä,Sorsa,Leisti,Salkinoja-Salonen: PERINNÖLLISYYS,
   WSOY, Porvoo, 1979, s.77/

  /s.178/  Hyödyllisiä mutaatioita!
  'Maissin kohdalla proteiinijalostus on toistaiseksi edennyt pisim-
   mälle. Maissinjyvän proteiinissa on vain n. 3% lysiiniä. Jalostuk-
   sellisesti on aikaansaatu "opaque" mutaatio, joka nostaa lysiini-
   pitoisuuden lähes kaksinkertaiseksi. Ruotsissa on äskettäin ohrasta
   myös löydetty vastaavantyyppinen lysiinimutaatio "hyproly" (high
   production lysine). Tavoitteena on siirtää tällaiset lysiinimu-
   taatiot tuottavuudeltaan muutoin korkeatasoisiin lajikkeisiin.
   Lysiinijalostus on erityisen merkityksellistä, koska viljapro-
   teiinin aminohappopuutteena nimenomaan on alhainen lysiini-
   pitoisuus'

2700 HYÖDYLLISTÄ MUTAATIOTA

  Helsingin Sanomissa 23.3.2002 Tiedesivulla kasvinjalostuksen dosentti 
  Jussi Tammisola paljasti, että tähän asti on tuotettu 2700 kasvilajiketta 
  mutaatiojalostuksella ja lähes ilman mitään haittoja. Hän mainitsee 
  mm. rapsin ja rypsin, jotka tehtiin terveellisiksi eliminoinalla 
  erukahappo mutaatiojalostuksella. Mutaatiotaajuutta lisättiin 
  kemiallisin ja fysikaalisin menetelmin.

TÄRKEÄ WEBBISAITTI: 
*http://www.talkorigins.org/faqs/mutations.html

---------------------------------------------------------------------
 KAT 23.2.2000