Vemo, da tehnologija vedno bolj napreduje z velikimi koraki. Tudi v svetu biologije in genetike je tako. V tem primeru marsikdo ne ve kaj je CRISPR niti za kaj je. Gre za tehniko urejanja genov, ki je na kratko odgovorna za rezanje in lepljenje genov ljudi. Odkrita je bila že kar nekaj časa nazaj in daje prve sadove pri zdravljenju in plastiki različnih bolezni in obolenj.
V tem članku vam bomo povedali, kaj je CRISPR, kakšne so njegove značilnosti in zakaj se tovrstna tehnologija uporablja na področju genetike in biologije.
Kaj je CRISPR
CRISPR je akronim za Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. To je mehanizem, ki ga bakterije uporabljajo za obrambo pred virusi in drugimi mobilnimi genetskimi elementi, ki poskušajo vdreti v njihove celice.
Način delovanja CRISPR je zelo zanimiv. Najprej, bakterije vgrajujejo fragmente DNK virusov v lastno DNK, kot nekakšen "imunološki spomin". Ti fragmenti se imenujejo distančniki. Nato, ko virus poskuša okužiti bakterijsko celico, bakterija proizvede vodilno RNA, ki se veže na proteinski kompleks, imenovan Cas, ki reže in uniči DNK virusa. Vodilna RNA je ustvarjena iz informacij, ki jih vsebujejo distančniki, kar bakteriji omogoča, da si "spomni" viruse, s katerimi se je prej srečala.
Ta oblika bakterijske imunske obrambe je bila uporabljena za razvoj zelo natančnih orodij za urejanje genov. Najbolj priljubljena tehnika je CRISPR-Cas9, ki uporablja modificirano različico proteina Cas9 za rezanje DNK na določeni lokaciji. Nato je mogoče narediti spremembe v DNK, kot je dodajanje ali brisanje genov ali popravljanje mutacij.
Prednosti tehnologije CRISPR
Velika prednost tehnologije CRISPR je njena natančnost. Vodilno RNA je mogoče oblikovati tako, da se veže na določeno zaporedje DNK, kar pomeni, da se urejanje izvaja le na želeni lokaciji. Poleg tega je tehnika veliko hitrejša in cenejša od prejšnjih tehnik urejanja genov.
Čeprav je tehnologija CRISPR precej obetavna, odpira tudi etična in varnostna vprašanja. Urejanje genov bi lahko uporabili za zdravljenje genetskih bolezni, vendar se lahko uporablja tudi za ustvarjanje dojenčkov po meri ali narediti spremembe v zarodni liniji, ki se prenesejo na prihodnje generacije. Poleg tega bi lahko napake pri urejanju imele nepredvidljive posledice, kot so rak ali druge bolezni. Mnogi ljudje razpravljajo o tem kot o več kot le "igranju Boga".
urejanje genov
V naravi imajo organizmi genetske informacije, ki nadzorujejo njihovo rast. Urejanje genov je skupina tehnik, ki jih je mogoče uporabiti za spreminjanje DNK organizma za različne namene. Pomembno je vedeti, da urejanje ni isto kot gensko spreminjanje. Prvič, DNK drugih vrst se ne uporablja, kot pri modifikaciji.
Biogenetika, znana tudi kot genski inženiring, je disciplina, ki združuje biologijo in genetiko. Njegova uporaba je na področju biotehnologije. Urejanje genov je postopek, s katerim se zazna delček DNK, na katerega želite vplivati, odstranjen in zamenjan z drugim novim delom. Lahko se tudi zgodi, da ko so nasprotujoči si fragmenti ekstrahirani, celični stroj prevzame nadzor in sam popravi zaporedje. Z uporabo teh tehnik lahko znanstveniki dodajo, odstranijo ali spremenijo DNK, kot je potrebno, da dosežejo želene cilje.
Tako je CRISPR inovativna tehnologija za urejanje genov, ki temelji na sposobnosti proteinov Cas, da cepijo DNK v prisotnosti ustrezne prepoznavne RNK. Ker je RNK mogoče sintetizirati v laboratoriju, so možnosti urejanja skoraj neomejene.
Glavne uporabe
Tehnologija CRISPR se uporablja za vnašanje sprememb v genom z izjemno natančnostjo. V glavni aplikaciji imamo naslednje:
- medicinske aplikacije, kot poskusi za odpravo virusa HIV ali za zdravljenje bolezni, kot so Duchennova mišična distrofija, Huntingtonova bolezen, avtizem, progerija, cistična fibroza, trojni negativni rak ali Angelmanov sindrom. Raziskave prav tako poskušajo ugotoviti, ali bi ga lahko uporabili kot diagnostični test za odkrivanje
- Bori se proti nalezljivim boleznim, ki jih prenašajo žuželkekot so malarija, zika, denga, čikungunja ali rumena mrzlica.
- Rastlinska biotehnologija. Tehnologijo CRISPR lahko uporabimo za pridelavo sort rastlin, ki so bolje prilagojene okolju, odporne na sušo ali škodljivce. Organoleptične lastnosti, vključno s fizikalno-kemijskimi lastnostmi, je mogoče spremeniti, da postanejo primernejši za prehrano ljudi.
V živalski tehnologiji se lahko uporablja za uvedbo izboljšav vrst, na primer za ustvarjanje čred, odpornih na značilne bolezni. Trenutno ni odobrenih tehnologij CRISPR za zdravljenje bolezni, ki jih povzroča en sam gen, ki bi jih teoretično lahko pozdravili s tem urejanjem genov. Zaradi tega so medicinske aplikacije bolj teoretična kot praktična domena in imajo trenutno eksperimentalno osnovo.
CRISPR in bioetika
Tehnologija CRISPR za urejanje genov predstavlja več izzivov, povezanih z bioetiko. Čeprav so glavne aplikacije pozitivne, Določene ovire je mogoče premagati, da bi bila ta stroškovno učinkovita tehnologija na voljo vsem.
Kar zadeva aplikacije za urejanje genov v primarni industriji, kmetijstvu in živinoreji, so pozitivne, dokler so namenjene ljudem v korist. Seveda pa je treba analizirati vsak primer posebej. Manipulacija rastlinskih vrst, da postanejo odporne proti škodljivcem, je na primer v velikem interesu ljudi.
Po drugi strani pa moramo biti bolj previdni, če razmišljamo o posegih v ekosisteme, saj lahko vsaka nepričakovana sprememba povzroči resne ali neobvladljive težave.
Kar zadeva medicinske aplikacije, uporaba tehnologije za urejanje genov pri ljudeh zahteva zelo visoka varnostna jamstva, in se lahko uporablja samo za bolezni, za katere trenutno ni učinkovitega zdravljenja, ali za bolezni, ki imajo trenutno znatne stranske učinke. Nazadnje, urejanje genov zarodkov ni upravičeno z znanstvenega ali etičnega vidika.
Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o tem, kaj je CRISPR in njegovih značilnostih.