Tudjuk, hogy a technológia egyre gyorsabb ütemben fejlődik. Ez a biológia és a genetika világában is igaz. Ebben az esetben sokan nem tudják, mi az a CRISPR , vagy mire használják. Ez egy génszerkesztési technika, amely röviden a gének kivágását és beillesztését jelenti. Már egy ideje felfedezték, és máris ígéretesnek tűnik különféle betegségek és panaszok kezelésében.
Ebben a cikkben elmondjuk, mi a CRISPR, mik a jellemzői, és hogyan használják ezt a technológiát a genetikában és a biológiában.
Mi az a CRISPR
A CRISPR a Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats rövidítése. Ez egy olyan mechanizmus, amellyel a baktériumok védekeznek a vírusok és más mobil genetikai elemek ellen, amelyek megpróbálják behatolni a sejtjeikbe.
A CRISPR működési módja nagyon érdekes. Először is, a baktériumok vírus DNS-fragmenseket építenek be saját DNS-ükbe, egyfajta „immunológiai memória ” formájában. Ezeket a fragmentumokat távtartóknak nevezik. Ezután, amikor egy vírus megpróbál megfertőzni egy baktériumsejtet, a baktérium vezető RNS-t termel, amely egy Cas nevű fehérjekomplexhez kötődik, amely elvágja és elpusztítja a vírus DNS-ét. A vezető RNS a távtartókban található információkból jön létre, lehetővé téve a baktérium számára, hogy „emlékezzen” a korábban találkozott vírusokra.
A bakteriális immunvédelemnek ezt a formáját nagy pontosságú génszerkesztő eszközök fejlesztésére használták. A legnépszerűbb technika a CRISPR-Cas9 , amely a Cas9 fehérje módosított változatát használja a DNS egy adott helyen történő elvágására. Ezután változtatásokat lehet végrehajtani a DNS-en, például gének hozzáadását vagy törlését, illetve mutációk korrigálását.
A CRISPR technológia előnyei
A CRISPR technológia nagy előnye a precizitás. Az útmutató RNS úgy tervezhető, hogy egy adott DNS-szekvenciához kötődjön, ami azt jelenti, hogy a szerkesztés csak a kívánt helyen történik. Ezenkívül a technika sokkal gyorsabb és olcsóbb, mint a korábbi génszerkesztési technikák.
Bár a CRISPR technológia meglehetősen ígéretes, etikai és biztonsági kérdéseket is felvet. A génszerkesztés felhasználható genetikai betegségek gyógyítására, de „tervező” babák létrehozására vagy a csíravonal-változások végrehajtására is, amelyeket a jövő generációi örökíthetnek át. Továbbá, a szerkesztési folyamat során elkövetett hibák kiszámíthatatlan következményekkel járhatnak, például rákot vagy más betegségeket okozhatnak. Sokan inkább „Istenjátéknak” tekintik.
génszerkesztés
A természetben az élőlények genetikai információval rendelkeznek, amely szabályozza növekedésüket. A génszerkesztés olyan technikák csoportja, amelyek segítségével egy szervezet DNS-ét különböző célokra megváltoztathatjuk. Fontos megjegyezni, hogy a szerkesztés nem egyenlő a genetikai módosítással. Először is, más fajokból származó DNS-t nem használnak, mint a módosításnál.
A biogenetika, más néven géntechnológia, egy olyan tudományág, amely a biológiát és a genetikát ötvözi a biotechnológia területén alkalmazott alkalmazásokkal. A génszerkesztés egy olyan folyamat, amelynek során a módosításra szánt DNS-darabot kimutatják , eltávolítják, és egy új darabbal helyettesítik. Az is lehetséges, hogy a problémás fragmensek eltávolítása után a sejt gépezete átveszi az irányítást, és maga javítja ki a szekvenciát. Ezekkel a technikákkal a tudósok szükség szerint hozzáadhatnak, eltávolíthatnak vagy módosíthatnak DNS-t a kívánt célok elérése érdekében.
Így a CRISPR egy innovatív génszerkesztő technológia, amely a Cas fehérjék azon képességén alapul, hogy DNS-t hasítanak a megfelelő felismerő RNS jelenlétében. Mivel az RNS laboratóriumban szintetizálható, a szerkesztési lehetőségek szinte korlátlanok.
Fő felhasználások
A CRISPR technológiát arra használják, hogy rendkívüli precizitással vezessenek be változásokat a genomban. Fő alkalmazásában a következők találhatók:
- orvosi alkalmazások, mint például a HIV megszüntetésére irányuló kísérletek vagy olyan betegségek kezelése, mint a Duchenne-izomdisztrófia, Huntington-kór, autizmus, progéria, cisztás fibrózis, hármas negatív rák vagy Angelman-szindróma. A kutatások azt is megpróbálják meghatározni, hogy használható-e diagnosztikai tesztként a betegség kimutatására
- Harcol a rovarok által terjesztett fertőző betegségek ellenmint például a malária, a zika, a dengue-láz, a chikungunya vagy a sárgaláz.
- Növényi biotechnológia. A CRISPR technológiával a környezethez jobban alkalmazkodó, szárazságnak vagy kártevőknek ellenálló növényfajtákat lehet előállítani, ami a kutatáshoz kapcsolódik. magvak, amelyek ellenállnak a klímaváltozásnak. Az érzékszervi tulajdonságok módosíthatók, beleértve a fizikai-kémiai tulajdonságokat is, hogy alkalmasabbak legyenek emberi fogyasztásra.
Az állattechnológiában fajjavítások bevezetésére, például tipikus betegségeknek ellenálló állományok kialakítására használható. Jelenleg nincs jóváhagyott CRISPR technológia egyetlen gén által okozott betegségek kezelésére, amelyek elméletileg ezzel a génszerkesztéssel gyógyíthatók. Emiatt az orvosi alkalmazások inkább elméleti, mint gyakorlati terület, és jelenleg kísérleti alapokon nyugszanak.
CRISPR és bioetika
A CRISPR génszerkesztési technológia számos bioetikai kihívást jelent. Bár főbb alkalmazásai pozitívak, bizonyos akadályok leküzdhetők, ha ezt a költséghatékony technológiát mindenki számára elérhetővé tesszük.
Ami az elsődleges iparban, a mezőgazdaságban és az állattenyésztésben alkalmazott génszerkesztő alkalmazásokat illeti, ezek mindaddig pozitívak, amíg az emberek számára előnyösek. Természetesen minden esetet külön kell elemezni. Például a növényfajok kártevőkkel szembeni ellenállóvá tétele óriási emberi érdeklődésre tart számot.
Másrészt, ha az ökoszisztémákba történő beavatkozásokat vesszük figyelembe, óvatosabbnak kell lennünk, hiszen minden váratlan változás komoly vagy ellenőrizhetetlen problémákhoz vezethet.
Az orvosi alkalmazások tekintetében a génszerkesztési technológia emberekben történő alkalmazása nagyon magas biztonsági garanciákat igényel , és csak olyan betegségek esetén alkalmazható, amelyekre jelenleg nincs hatékony kezelés, vagy amelyek jelenleg jelentős mellékhatásokkal járnak. Végül az embriók génszerkesztése tudományos vagy etikai szempontból nem indokolt.