Žinome, kad technologijos vis labiau žengia į priekį šuoliais ir ribomis. Biologijos ir genetikos pasaulyje taip pat yra. Šiuo atveju daugelis žmonių nežino kas yra CRISPR nei kam jis skirtas. Tai genų redagavimo technika, kuri, trumpai tariant, yra atsakinga už žmonių genų iškirpimą ir įklijavimą. Jis buvo atrastas gana seniai ir duoda pirmuosius vaisius įvairių ligų ir negalavimų gydyme bei plastikoje.
Šiame straipsnyje mes jums pasakysime, kas yra CRISPR, kokios jo savybės ir kodėl ši technologija naudojama genetikos ir biologijos srityse.
Kas yra CRISPR
CRISPR yra santrumpa, reiškianti Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. Tai mechanizmas, kurį bakterijos naudoja apsigindamos nuo virusų ir kitų mobiliųjų genetinių elementų, kurie bando įsiveržti į jų ląsteles.
CRISPR veikimo būdas yra labai įdomus. Pirmiausia, bakterijos įtraukia virusų DNR fragmentus į savo DNR kaip savotišką „imunologinę atmintį“.. Šie fragmentai vadinami tarpikliais. Tada, kai virusas bando užkrėsti bakterijos ląstelę, bakterija gamina orientacinę RNR, kuri jungiasi prie baltymų komplekso, vadinamo Cas, kuris supjausto ir sunaikina viruso DNR. Vadovaujanti RNR sukuriama iš informacijos, esančios tarpinėse, todėl bakterija gali „atsiminti“ virusus, su kuriais anksčiau susidūrė.
Ši bakterinės imuninės gynybos forma buvo naudojama kuriant labai tikslius genų redagavimo įrankius. Populiariausia technika yra CRISPR-Cas9, kuris naudoja modifikuotą Cas9 baltymo versiją, kad supjaustytų DNR konkrečioje vietoje. Tada galima pakeisti DNR, pavyzdžiui, pridėti ar ištrinti genus arba koreguoti mutacijas.
CRISPR technologijos privalumai
Didelis CRISPR technologijos pranašumas yra jos tikslumas. Vadovo RNR gali būti sukurta taip, kad ji prisijungtų prie konkrečios DNR sekos, o tai reiškia, kad redagavimas atliekamas tik norimoje vietoje. Be to, ši technika yra daug greitesnė ir pigesnė nei ankstesni genų redagavimo metodai.
Nors CRISPR technologija yra gana perspektyvi, ji taip pat kelia etikos ir saugos klausimų. Genų redagavimas galėtų būti naudojamas genetinėms ligoms gydyti, tačiau taip pat gali būti naudojamas kuriant „pagal užsakymą“ kūdikius arba atlikti gemalo linijos pokyčius, kurie perduodami ateities kartoms. Be to, redagavimo klaidos gali turėti nenuspėjamų pasekmių, tokių kaip vėžys ar kitos ligos. Daugelis žmonių tai aptarinėja kaip daugiau nei „vaidina Dievą“.
genų redagavimas
Gamtoje organizmai turi genetinę informaciją, kuri kontroliuoja jų augimą. Genų redagavimas yra metodų grupė, kuri gali būti naudojama įvairiems tikslams pakeisti organizmo DNR. Svarbu pažymėti, kad redagavimas nėra tas pats, kas genetinė modifikacija. Visų pirma, kitų rūšių DNR nenaudojama, kaip modifikuojant.
Biogenetika, taip pat žinoma kaip genų inžinerija, yra disciplina, jungianti biologiją ir genetiką. Jo taikymas yra biotechnologijų srityje. Genų redagavimas yra procesas, kurio metu aptinkama DNR dalis, su kuria norite veikti, pašalintas ir pakeistas kita nauja dalimi. Taip pat gali atsitikti taip, kad ištraukus prieštaringus fragmentus, korinio ryšio mechanizmai perima valdymą ir pataiso pačią seką. Naudodami šiuos metodus, mokslininkai gali pridėti, pašalinti arba pakeisti DNR, jei reikia norimiems tikslams pasiekti.
Taigi, CRISPR yra novatoriška genų redagavimo technologija, kuri remiasi Cas baltymų gebėjimu skaidyti DNR, esant atitinkamai atpažinimo RNR. Kadangi RNR galima susintetinti laboratorijoje, redagavimo galimybės yra beveik neribotos.
Pagrindiniai naudojimo būdai
CRISPR technologija naudojama itin tiksliai įvesti genomo pokyčius. Pagrindinėje programoje turime:
- medicinos reikmėms, kaip bandymai pašalinti ŽIV arba gydyti tokias ligas kaip Diušeno raumenų distrofija, Hantingtono liga, autizmas, progerija, cistinė fibrozė, trigubas neigiamas vėžys ar Angelmano sindromas. Tyrimai taip pat bando nustatyti, ar jis gali būti naudojamas kaip diagnostinis testas, siekiant nustatyti
- Kovoja su infekcinėmis ligomis, kurias perduoda vabzdžiaipvz., maliarija, zika, dengė, chikungunya ar geltonoji karštinė.
- Augalinės biotechnologijos. Naudojant CRISPR technologiją galima gaminti augalų veisles, kurios geriau prisitaiko prie aplinkos, atsparios sausrai ar kenkėjams. Organoleptinės savybės, įskaitant fizikines ir chemines savybes, gali būti pakeistos, kad jos būtų labiau tinkamos vartoti žmonėms.
Gyvūnų technologijose jis gali būti naudojamas rūšims patobulinti, pavyzdžiui, sukurti tipinėms ligoms atsparias bandas. Šiuo metu nėra patvirtintų CRISPR technologijų, skirtų gydyti vieno geno sukeltas ligas, kurias teoriškai būtų galima išgydyti naudojant šį genų redagavimą. Dėl šios priežasties medicinos taikymas yra labiau teorinis nei praktinis ir šiuo metu turi eksperimentinį pagrindą.
CRISPR ir bioetika
CRISPR technologija genų redagavimui kelia keletą iššūkių, susijusių su bioetika. Nors pagrindinės programos yra teigiamos, Norint, kad ši ekonomiškai efektyvi technologija būtų prieinama visiems, galima įveikti tam tikras kliūtis.
Kalbant apie genų redagavimo programas pirminėje pramonėje, žemės ūkyje ir gyvulininkystėje, jos yra teigiamos tol, kol jos yra naudingos žmonėms. Žinoma, kiekvieną atvejį reikia analizuoti atskirai. Pavyzdžiui, manipuliuoti augalų rūšimis, kad jos būtų atsparios kenkėjams, yra didžiulis žmogaus susidomėjimas.
Kita vertus, jei svarstysime intervencijas į ekosistemas, turime būti atsargesni, nes bet koks netikėtas pokytis gali sukelti rimtų ar nekontroliuojamų problemų.
Kalbant apie taikymą medicinoje, genų redagavimo technologijos naudojimas žmonėms reikalauja labai aukštų saugumo garantijų, ir gali būti naudojamas tik ligoms, kurioms šiuo metu nėra veiksmingo gydymo, arba ligoms, kurios šiuo metu turi reikšmingą šalutinį poveikį. Galiausiai, embriono genų redagavimas nėra pateisinamas moksliniu ar etiniu požiūriu.
Tikiuosi, kad naudodamiesi šia informacija galėsite daugiau sužinoti apie tai, kas yra CRISPR ir jo ypatybes.