Знаем, че технологиите напредват все повече и повече със скокове и граници. В света на биологията и генетиката също е така. В този случай много хора не знаят какво е CRISPR нито за какво е. Това е техника за редактиране на гени, която накратко е отговорна за изрязването и поставянето на гените на хората. Открит е преди доста време и дава първите си плодове в лечението и пластиката на различни заболявания и неразположения.
В тази статия ще ви разкажем какво е CRISPR, какви са неговите характеристики и защо този тип технология се използва в областта на генетиката и биологията.
Какво е CRISPR
CRISPR е акроним за Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. Това е механизъм, който бактериите използват, за да се защитят срещу вируси и други мобилни генетични елементи, които се опитват да нахлуят в клетките им.
Начинът, по който работи CRISPR, е много интересен. Преди всичко, бактериите включват фрагменти от ДНК на вируси в собствената си ДНК, като вид "имунологична памет". Тези фрагменти се наричат разделители. След това, когато вирус се опита да зарази бактериална клетка, бактерията произвежда водеща РНК, която се свързва с протеинов комплекс, наречен Cas, който разрязва и унищожава ДНК на вируса. Водещата РНК се създава от информацията, съдържаща се в спейсерите, което позволява на бактерията да "помни" вируси, които е срещала преди това.
Тази форма на бактериална имунна защита е използвана за разработване на високо прецизни инструменти за редактиране на гени. Най-популярната техника е CRISPR-Cas9, който използва модифицирана версия на протеина Cas9 за разрязване на ДНК на определено място. След това могат да бъдат направени промени в ДНК, като добавяне или изтриване на гени или коригиране на мутации.
Предимства на технологията CRISPR
Голямото предимство на технологията CRISPR е нейната прецизност. Водещата РНК може да бъде проектирана да се свързва със специфична ДНК последователност, което означава, че редактирането се извършва само на желаното място. Освен това техниката е много по-бърза и по-евтина от предишните техники за редактиране на гени.
Въпреки че технологията CRISPR е доста обещаваща, тя повдига и етични въпроси и въпроси, свързани с безопасността. Генното редактиране може да се използва за лечение на генетични заболявания, но може да се използва и за създаване на бебета по поръчка или за извършване на промени в зародишната линия, които се предават на бъдещите поколения. Освен това грешките при редактирането могат да имат непредсказуеми последици, като рак или други заболявания. Много хора го обсъждат като нещо повече от просто "играене на Бог".
генно редактиране
В природата организмите имат генетична информация, която контролира растежа им. Генното редактиране е група от техники, които могат да се използват за промяна на ДНК на организма за различни цели. Важно е да се отбележи, че редактирането не е същото като генетичната модификация. Първо, не се използва ДНК от други видове, както при модификацията.
Биогенетиката, известна още като генно инженерство, е дисциплина, която комбинира биология и генетика. Приложението му е в областта на биотехнологиите. Генното редактиране е процес, чрез който се открива частта от ДНК, върху която искате да действате, премахната и заменена с друга нова част. Може също така да се случи, че след като конфликтните фрагменти бъдат извлечени, клетъчната машина поема контрола и сама поправя последователността. Използвайки тези техники, учените могат да добавят, премахват или променят ДНК, както е необходимо, за да постигнат желаните цели.
Така CRISPR е иновативна технология за редактиране на гени, която разчита на способността на Cas протеините да разцепват ДНК в присъствието на подходяща разпознаваща РНК. Тъй като РНК може да се синтезира в лаборатория, възможностите за редактиране са почти неограничени.
Основни приложения
Технологията CRISPR се използва за въвеждане на промени в генома с изключителна прецизност. В основното му приложение имаме следното:
- медицински приложения, като опити за елиминиране на ХИВ или за лечение на заболявания като мускулна дистрофия на Дюшен, болест на Хънтингтън, аутизъм, прогерия, кистозна фиброза, тройно отрицателен рак или синдром на Ангелман. Изследванията също се опитват да определят дали може да се използва като диагностичен тест за откриване на
- Бори се с инфекциозни заболявания, предавани от насекомикато малария, зика, денга, чикунгуня или жълта треска.
- Растителна биотехнология. Технологията CRISPR може да се използва за производство на сортове растения, които са по-добре адаптирани към околната среда, устойчиви на суша или вредители. Органолептичните свойства могат да бъдат модифицирани, включително физикохимичните свойства, за да бъдат по-подходящи за консумация от човека.
В животинските технологии може да се използва за въвеждане на подобрения на видовете, например за създаване на стада, устойчиви на типични заболявания. Понастоящем няма одобрени CRISPR технологии за лечение на заболявания, причинени от един ген, които теоретично биха могли да бъдат излекувани чрез това редактиране на гени. Поради тази причина медицинските приложения са по-скоро теоретична, отколкото практическа област и в момента имат експериментална основа.
CRISPR и биоетика
Технологията CRISPR за редактиране на гени поставя няколко предизвикателства, свързани с биоетиката. Въпреки че основните приложения са положителни, Някои препятствия могат да бъдат преодолени, за да се направи тази рентабилна технология достъпна за всички.
Що се отнася до приложенията за редактиране на гени в първичната промишленост, селското стопанство и животновъдството, те са положителни, стига да са предназначени да бъдат полезни за хората. Разбира се, необходимо е да се анализира всеки случай поотделно. Например манипулирането на растителни видове, за да бъдат устойчиви на вредители, е от огромен човешки интерес.
От друга страна, ако обмисляме интервенции в екосистемите, трябва да бъдем по-предпазливи, тъй като всяка неочаквана промяна може да доведе до сериозни или неконтролируеми проблеми.
По отношение на медицински приложения, използването на технология за редактиране на гени при хора изисква много високи гаранции за сигурност, и може да се използва само за заболявания, за които в момента няма ефективно лечение, или за заболявания, които в момента имат значителни странични ефекти. И накрая, редактирането на ембрионален ген не е оправдано от научна или етична гледна точка.
Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за това какво е CRISPR и неговите характеристики.