Vieme, že technológie napredujú stále viac a viac míľovými krokmi. Aj vo svete biológie a genetiky je to tak. V tomto prípade veľa ľudí nevie čo je CRISPR ani načo to je. Ide o techniku úpravy génov, ktorá je skrátka zodpovedná za vystrihovanie a vkladanie génov ľudí. Bol objavený už pomerne dávno a svoje prvé ovocie prináša pri liečbe a plastike rôznych chorôb a neduhov.
V tomto článku vám povieme, čo je CRISPR, aké sú jeho vlastnosti a prečo sa tento typ technológie používa v oblasti genetiky a biológie.
Čo je CRISPR
CRISPR je skratka pre Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. Ide o mechanizmus, ktorý baktérie používajú na obranu proti vírusom a iným mobilným genetickým prvkom, ktoré sa snažia napadnúť ich bunky.
Spôsob, akým CRISPR funguje, je veľmi zaujímavý. Po prvé, baktérie začleňujú fragmenty DNA vírusov do svojej vlastnej DNA ako druh "imunologickej pamäte". Tieto fragmenty sa nazývajú rozpery. Ďalej, keď sa vírus pokúsi infikovať bakteriálnu bunku, baktéria produkuje vodiacu RNA, ktorá sa viaže na proteínový komplex nazývaný Cas, ktorý štiepi a ničí DNA vírusu. Vodiaca RNA je vytvorená z informácií obsiahnutých v medzikusoch, čo umožňuje baktérii „zapamätať si“ vírusy, s ktorými sa predtým stretla.
Táto forma bakteriálnej imunitnej obrany bola použitá na vývoj vysoko presných nástrojov na úpravu génov. Najpopulárnejšou technikou je CRISPR-Cas9, ktorá využíva upravenú verziu proteínu Cas9 na rezanie DNA na konkrétnom mieste. Potom je možné vykonať zmeny v DNA, ako je pridanie alebo odstránenie génov alebo korekcia mutácií.
Výhody technológie CRISPR
Veľkou výhodou technológie CRISPR je jej presnosť. Vodiaca RNA môže byť navrhnutá tak, aby sa viazala na špecifickú sekvenciu DNA, čo znamená, že úprava sa vykonáva iba na požadovanom mieste. Okrem toho je táto technika oveľa rýchlejšia a lacnejšia ako predchádzajúce techniky úpravy génov.
Hoci je technológia CRISPR celkom sľubná, vyvoláva aj etické a bezpečnostné otázky. Editovanie génov by sa dalo použiť na liečenie genetických chorôb, ale môžu byť tiež použité na vytvorenie "vlastných" detí alebo vykonať zmeny v zárodočnej línii, ktoré sa prenášajú na budúce generácie. Okrem toho by chyby pri úprave mohli mať nepredvídateľné následky, napríklad rakovinu alebo iné choroby. Mnoho ľudí o tom hovorí ako o niečom viac než len o „hraní sa na Boha“.
úprava génov
V prírode majú organizmy genetickú informáciu, ktorá riadi ich rast. Úprava génov je skupina techník, ktoré možno použiť na zmenu DNA organizmu na rôzne účely. Je dôležité poznamenať, že úprava nie je to isté ako genetická modifikácia. V prvom rade sa nepoužíva DNA z iných druhov, ako pri modifikácii.
Biogenetika, známa aj ako genetické inžinierstvo, je disciplína, ktorá spája biológiu a genetiku. Jeho uplatnenie je v oblasti biotechnológií. Úprava génov je proces, pri ktorom sa zistí časť DNA, na ktorú chcete pôsobiť, odstránený a nahradený iným novým dielom. Môže sa tiež stať, že akonáhle sú konfliktné fragmenty extrahované, bunkový mechanizmus prevezme kontrolu a opraví sekvenciu sám. Pomocou týchto techník môžu vedci pridať, odstrániť alebo zmeniť DNA podľa potreby na dosiahnutie požadovaných cieľov.
CRISPR je teda inovatívna technológia na úpravu génov, ktorá sa spolieha na schopnosť proteínov Cas štiepiť DNA v prítomnosti vhodnej rozpoznávacej RNA. Keďže RNA je možné syntetizovať v laboratóriu, možnosti úprav sú takmer neobmedzené.
Hlavné použitie
Technológia CRISPR sa používa na zavedenie zmien do genómu s extrémnou presnosťou. V jeho hlavnej aplikácii máme nasledovné:
- lekárske aplikácie, ako pokusy na odstránenie HIV alebo na liečbu chorôb, ako je Duchennova svalová dystrofia, Huntingtonova choroba, autizmus, progéria, cystická fibróza, trojnásobne negatívna rakovina alebo Angelmanov syndróm. Výskum sa tiež snaží určiť, či by sa dal použiť ako diagnostický test na zistenie
- Bojuje s infekčnými chorobami prenášanými hmyzomako je malária, zika, horúčka dengue, chikungunya alebo žltá zimnica.
- Rastlinná biotechnológia. Technológia CRISPR sa dá použiť na výrobu odrôd rastlín, ktoré sú lepšie prispôsobené prostrediu, odolné voči suchu alebo škodcom. Organoleptické vlastnosti vrátane fyzikálno-chemických vlastností možno upraviť tak, aby boli vhodnejšie na ľudskú spotrebu.
V živočíšnej technike sa môže použiť na zavádzanie druhových vylepšení, napríklad na vytváranie stád odolných voči typickým chorobám. V súčasnosti neexistujú žiadne technológie CRISPR schválené na liečbu chorôb spôsobených jedným génom, ktoré by sa teoreticky dali vyliečiť touto úpravou génov. Z tohto dôvodu sú medicínske aplikácie viac teoretickou ako praktickou doménou a v súčasnosti majú experimentálny základ.
CRISPR a bioetika
Technológia CRISPR na úpravu génov predstavuje niekoľko výziev súvisiacich s bioetikou. Aj keď sú hlavné aplikácie pozitívne, Sprístupnenie tejto cenovo výhodnej technológie pre každého je možné prekonať určité prekážky.
Pokiaľ ide o aplikácie na úpravu génov v primárnom priemysle, poľnohospodárstve a chove dobytka, sú pozitívne, pokiaľ majú byť prospešné pre ľudí. Samozrejme je potrebné analyzovať každý prípad zvlášť. Napríklad manipulácia s druhmi rastlín tak, aby boli odolné voči škodcom, je pre ľudí obrovským záujmom.
Na druhej strane, ak uvažujeme o zásahoch do ekosystémov, musíme byť opatrnejší, pretože akákoľvek neočakávaná zmena môže viesť k vážnym alebo nekontrolovateľným problémom.
Pokiaľ ide o lekárske aplikácie, použitie technológie úpravy génov u ľudí si vyžaduje veľmi vysoké záruky bezpečnosti, a možno ho použiť len pri ochoreniach, na ktoré v súčasnosti neexistuje účinná liečba, alebo pri ochoreniach, ktoré majú v súčasnosti výrazné vedľajšie účinky. Napokon, úprava génov embryí nie je opodstatnená z vedeckého ani etického hľadiska.
Dúfam, že s týmito informáciami sa dozviete viac o tom, čo je CRISPR a jeho vlastnostiach.