Valintakoe B: Lääketiede ja biotieteet
Mikä on kantasolu?
Kantasolu on erilaistumaton solu, joka voi jakautua ja tuottaa sekä uusia kantasoluja että erilaistuneita soluja, kuten veri- tai ihosoluja. Kantasolut luokitellaan erilaistumiskyvyn mukaan: totipotentista voi kehittyä kokonainen yksilö istukkoineen, pluripotentista kaikki kehon solutyypit ja multipotentista rajattu joukko sukulaissolutyyppejä, kuten luuytimen kantasolusta kaikki verisolut.
Hedelmöittynyt munasolu ja alkion ensimmäiset solut ovat totipotentteja. Alkiorakkulan sisäsolumassan solut ovat pluripotentteja: niistä voi kehittyä mikä tahansa kehon solutyyppi, mutta ei istukkaa. Aikuisen kudosten kantasolut ovat multipotentteja, ja ne uusivat esimerkiksi verta, ihoa ja suoliston limakalvoa.
Kaikissa kehon soluissa on pääosin sama perimä. Erilaistuminen perustuu geenien säätelyyn: eri solutyypeissä eri geenit ovat käytössä. Säätelyä ohjaavat naapurisolujen viestit, solun sijainti ja epigeneettiset muutokset.
Aikuisen erilaistuneesta solusta voidaan tehdä pluripotentti ohjelmoimalla se uudelleen muutaman säätelygeenin avulla. Tällaisia soluja kutsutaan indusoiduiksi pluripotenteiksi kantasoluiksi eli iPS-soluiksi. Niiden kehittäjä Shinya Yamanaka sai Nobel-palkinnon vuonna 2012 yhdessä John Gurdonin kanssa.
Esimerkki
Luokittele erilaistumiskyvyn mukaan: a) tsygootti, b) alkiorakkulan sisäsolumassan solu, c) luuytimen verta muodostava kantasolu.
- a) Tsygootti on totipotentti: siitä kehittyy sekä alkio että istukka.
- b) Sisäsolumassan solu on pluripotentti: se voi tuottaa kaikkia kehon solutyyppejä, mutta ei istukkaa.
- c) Luuytimen kantasolu on multipotentti: siitä syntyvät punasolut, valkosolut ja verihiutaleet, mutta ei esimerkiksi hermosoluja.
Tyypillinen virhe
Virhe on ajatella, että erilaistunut solu menettää geenit, joita se ei käytä. Geenit ovat edelleen tallessa. Tämän osoittaa kloonaus: aikuisen solun tuma munasoluun siirrettynä voi tuottaa kokonaisen yksilön. Poikkeus on esimerkiksi kypsä punasolu, joka menettää tumansa.
Valintakokeessa B
Yksilönkehitys ja solujen erilaistuminen kuuluvat lukion biologiaan, ja valintakoe B arvioi tiedon soveltamista. Kantasolun luokittelu kannattaa osata perustella sillä, mitä solutyyppejä siitä voi syntyä.
Missä kurssissa tämä opetetaan
SmartVK:n valintakoe B -kurssin luvussa 25: Lisääntyminen ja yksilönkehitys. Katso kurssin sisältö.
Kysymyksiä
Mitä ovat iPS-solut?
iPS-solut eli indusoidut pluripotentit kantasolut ovat aikuisen soluja, esimerkiksi ihon sidekudossoluja, jotka on ohjelmoitu takaisin pluripotenteiksi tuomalla niihin muutama säätelygeeni. Niistä voi erilaistaa monia solutyyppejä, ja niitä käytetään tautimallien ja lääkkeiden tutkimuksessa. Niiden valmistamiseen ei tarvita alkioita.
Mihin kantasoluhoitoja käytetään?
Vakiintunut kantasoluhoito on veren kantasolujen siirto eli luuydinsiirto, jota käytetään esimerkiksi leukemian ja eräiden muiden veritautien hoidossa. Monia muita kantasoluhoitoja tutkitaan, mutta osa markkinoiduista hoidoista on tieteellisesti osoittamattomia. Hoidon tehon pitää perustua kliinisiin tutkimuksiin.