Teame, et tehnoloogia areneb üha enam hüppeliselt. Ka bioloogia ja geneetika maailmas on see nii. Sel juhul paljud inimesed ei tea mis on CRISPR ega ka milleks see on. See on geneetilise redigeerimise tehnika, mis lühidalt hõlmab inimeste geenide lõikamist ja kleepimist. See avastati juba mõnda aega tagasi ja kannab juba vilja erinevate haiguste ja vaevuste ravis ja plastis.
Selles artiklis räägime teile, mis on CRISPR, millised on selle omadused ja kuidas seda tüüpi tehnoloogiat geneetikas ja bioloogias kasutatakse.
Mis on CRISPR
CRISPR on lühend sõnadest Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. See on mehhanism, mida bakterid kasutavad, et kaitsta end viiruste ja muude mobiilsete geneetiliste elementide eest, mis üritavad nende rakkudesse tungida.
See, kuidas CRISPR töötab, on väga huvitav. Esiteks, bakterid lisavad oma DNA-sse viiruste DNA fragmente omamoodi "immunoloogilise mäluna". Neid fragmente nimetatakse vahetükkideks. Järgmiseks, kui viirus üritab bakterirakku nakatada, toodab bakter juht-RNA-d, mis seondub Cas-nimelise valgukompleksiga, mis lõikab ja hävitab viiruse DNA. Juht-RNA luuakse vahetükkides sisalduvast informatsioonist, võimaldades bakteril varem kohatud viirusi "mäletada".
Seda bakteriaalse immuunkaitse vormi on kasutatud väga täpsete geenide redigeerimise tööriistade väljatöötamiseks. Kõige populaarsem tehnika on CRISPR-Cas9, mis kasutab Cas9 valgu modifitseeritud versiooni DNA lõikamiseks kindlas kohas. Seejärel saab DNA-s teha muudatusi, näiteks lisada või kustutada geene või korrigeerida mutatsioone.
CRISPR-tehnoloogia eelised
CRISPR-tehnoloogia suureks eeliseks on selle täpsus. Juht-RNA saab kujundada nii, et see seostuks konkreetse DNA järjestusega, mis tähendab, et redigeerimist tehakse ainult soovitud kohas. Lisaks on see tehnika palju kiirem ja odavam kui varasemad geenitöötlustehnikad.
Kuigi CRISPR-tehnoloogia on üsna paljutõotav, tekitab see ka eetilisi ja ohutusküsimusi. Geeni redigeerimist saaks kasutada geneetiliste haiguste raviks, kuid saaks kasutada ka "kohandatud" beebide loomiseks või teha iduliinis muudatusi, mis kanduvad edasi tulevastele põlvedele. Lisaks võivad toimetamisvigadel olla ettearvamatud tagajärjed, nagu vähk või muud haigused. Paljud inimesed arutavad seda rohkem kui lihtsalt "jumala mängimisena".
geenide redigeerimine
Looduses on organismidel geneetiline informatsioon, mis kontrollib nende kasvu. Geeni redigeerimine on tehnikate rühm, mida saab kasutada organismi DNA muutmiseks erinevatel eesmärkidel. Oluline on märkida, et redigeerimine ei ole sama mis geneetiline muundamine. Esiteks ei kasutata teiste liikide DNA-d, nagu modifikatsioonis.
Biogeneetika, tuntud ka kui geenitehnoloogia, on distsipliin, mis ühendab bioloogiat ja geneetikat ning millel on rakendusi biotehnoloogia valdkonnas. Geeni redigeerimine on protsess, mille käigus tuvastatakse DNA tükk, mille suhtes soovite tegutseda, eemaldati ja asendati uue osaga. Samuti võib juhtuda, et kui konfliktsed killud on eemaldatud, võtab mobiilsidesüsteem kontrolli ja parandab jada ise. Nende tehnikate abil saavad teadlased soovitud eesmärkide saavutamiseks DNA-d lisada, kustutada või muuta.
Seega on CRISPR uuenduslik geenide redigeerimise tehnoloogia, mis tugineb Cas-valkude võimele lõhustada DNA-d sobiva äratundmis-RNA juuresolekul. Kuna RNA-d saab laboris sünteesida, on redigeerimisvõimalused peaaegu piiramatud.
Peamised kasutusalad
CRISPR-tehnoloogiat kasutatakse muudatuste viimiseks genoomi äärmise täpsusega. Selle põhirakenduses on meil järgmine:
- meditsiinilised rakendused, nagu katsed HIV elimineerimiseks või selliste haiguste raviks nagu Duchenne'i lihasdüstroofia, Huntingtoni tõbi, autism, progeeria, tsüstiline fibroos, kolmiknegatiivne vähk või Angelmani sündroom. Uuringud püüavad ka kindlaks teha, kas seda saaks kasutada diagnostilise testina, et tuvastada
- Võitleb putukate poolt levitatavate nakkushaigusteganagu malaaria, zika, dengue, chikungunya või kollapalavik.
- Taimne biotehnoloogia. CRISPR-tehnoloogia abil saab toota keskkonnaga paremini kohanenud, põua- või kahjurikindlaid taimesorte, mis on seotud teadusuuringutega seemned, mis peavad vastu kliimamuutustele. Organoleptilisi omadusi, sealhulgas füüsikalis-keemilisi omadusi saab muuta, et muuta need inimtoiduks sobivamaks.
Loomatehnoloogias saab seda kasutada liigitäiustuste juurutamiseks, näiteks tüüpiliste haiguste suhtes resistentsete karjade loomiseks. Praegu ei ole ühtegi CRISPR-i tehnoloogiat, mis on heaks kiidetud ühe geeni põhjustatud haiguste raviks, mida teoreetiliselt saaks selle geenide redigeerimisega ravida. Sel põhjusel on meditsiinilised rakendused pigem teoreetilised kui praktilised ja neil on praegu eksperimentaalne alus.
CRISPR ja bioeetika
CRISPR-tehnoloogia geenide redigeerimiseks esitab mitmeid bioeetikaga seotud väljakutseid. Kuigi peamised rakendused on positiivsed, Selle kuluefektiivse tehnoloogia kõigile kättesaadavaks tegemisel on võimalik ületada teatud takistusi.
Mis puudutab geenide redigeerimise rakendusi esmases tööstuses, põllumajanduses ja loomakasvatuses, siis need on positiivsed seni, kuni need on mõeldud inimestele kasulikuks. Loomulikult on vaja iga juhtumit eraldi analüüsida. Näiteks taimeliikidega manipuleerimine, et muuta need kahjuritele vastupidavaks, pakub inimestele tohutut huvi.
Teisest küljest, kui arvestada sekkumist ökosüsteemidesse, peame olema ettevaatlikumad, sest kõik ootamatud muutused võivad põhjustada tõsiseid või kontrollimatuid probleeme.
Mis puudutab meditsiinilisi rakendusi, geenide redigeerimise tehnoloogia kasutamine inimestel nõuab väga kõrgeid turvatagatisi, ja seda saab kasutada ainult selliste haiguste puhul, mille jaoks praegu puudub tõhus ravi, või haiguste puhul, millel on hetkel märkimisväärsed kõrvalmõjud. Lõpuks ei ole embrüo geenide redigeerimine teaduslikust ega eetilisest seisukohast õigustatud.