Die veld van mediese wetenskappe het oor die jare eksponensieel ontwikkel. Van vooruitgang in die ontwikkeling van nuwe mediese middels tot die implementering van nanotegnologie in gesondheidsmoniteringstoestelle, ons het 'n lang pad as 'n spesie gevorder.
Een so 'n vooruitgang is die vermoë om 'n mens se fisiese en fisiologiese kenmerke te verstaan en te verander deur hul genoom te verander!
Die artikel bied aan die leser 'n inleiding tot die veld van genetika, gaan oor die menslike genoom en die toepassings van geenredigering en CRISPR-tegnologie.
Die menslike genoom
Biologies gesproke is 'n mens 'n ingewikkelde struktuur met 'n aantal kenmerke. Hierdie eienskappe, soos lengte, haarkleur, oogkleur, gelaatstrekke, ensovoorts, kan met hul DNA bepaal word.
DNA
Deoksiribonukleïensuur (DNS) is 'n materiaal wat bestaan uit die fundamentele chemiese elemente (suiker, fosfaat en basisse) wat al die inligting dra oor hoe 'n lewende wese sal lyk en funksioneer.
Bioloë en mediese professionele persone dekodeer kan die inligting, uniek aan almal, dekodeer deur die patroon van die DNS te bestudeer.
Gene
'n Geen is 'n spesifieke deel van DNS wat vir een proteïen kodeer. Dit is die proteïene wat deur gene vervaardig word wat die werk doen om die funksies van DNS uit te voer.
Die gene werk as eenhede van oorerwing en is daarvoor verantwoordelik om bepaalde eienskappe van ouers na hul nageslag oor te dra.
Die totale som van 'n organisme se gene en genetiese materiaal word sy genoom genoem. Om die menslike genoom te verstaan, het wetenskaplikes in staat gestel om nuwe maniere te ontwikkel om duisende siektes wat die mensdom teister te behandel, te genees of selfs te voorkom.
Dit is waar geenredigering inkom.
Gen-redigering
Genoom- of geenredigering is 'n groep tegnologieë wat wetenskaplikes in staat stel om 'n organisme se DNA te verander. Hierdie tegnologieë maak dit moontlik om genetiese materiaal by spesifieke plekke in die genoom by te voeg, te verwyder of te verander.
Anders as ander genetiese ingenieurstegnieke wat genetiese materiaal lukraak in gasheergenome invoeg, is hierdie tegnieke teiken invoegings op hoogs spesifieke plekke.
Hoe werk dit?
Gene redigering behels ensieme. Ensieme is proteïene wat chemiese prosesse moontlik maak of versnel. Die gemanipuleerde ensieme wat in geenredigering gebruik word, word nuklease genoem en hulle kan DNA sny.
Nuklease word gemanipuleer met 'n ander chemikalie wat hulle lei na die DNS-stringe wat hulle moet sny. Hierdie gesnyde DNS-stringe kan regenereer, maar hierdie keer word hulle gevoed met die verlangde inligting om in die verlangde DNS-stringe te muteer.
Nuwe stringe, beteken nuwe gene en nuwe gene beteken nuwe eienskappe.
Wetenskaplikes gebruik geen redigering om verskillende siektes wat mense affekteer te ondersoek.
Hulle wysig die genome van diere, soos muise en visse, en sien hoe hierdie veranderinge hul gesondheid beïnvloed. Hulle het toe hul bevindings gebruik om te voorspel hoe soortgelyke veranderinge in menslike genome menslike gesondheid kan beïnvloed.
Verder ontwikkel wetenskaplikes geenterapie. Hierdie behandelings behels die voorkoming en behandeling van siektes by mense deur gebruik te maak van geenredigering.
CRISPR Tegnologie
'n Groot deurbraak in geenredigeringstegnologie is die bekendstelling van CRISPR (Clustered Regularly Interspersed Short Palindromic Repeats).
CRISPR is gebaseer op 'n verdedigingstelsel wat natuurlik in sommige bakterieë voorkom. Die DNA in sulke bakterieë bevat baie kort palindromiese volgordes (woorde wat dieselfde is, beide vorentoe en agtertoe, soos RAAR).
Die bakterieë sou stukkies van die virusse wat hulle bestry het binne hierdie palindromiese rye stoor.
Hoe werk dit?
Die ensiem wat in CRISPR gebruik word, word Cas9 genoem. Hierdie ensiem heg homself aan die besmette palindromiese volgorde en sny die DNA in stukke, wat inligting oor die virus behou.
Die gewapende Cas-proteïen sal die virale DNA herken en dit onmiddellik vernietig indien die bakterie weer deur dieselfde virus besmet word.
Toepassings van CRISPR
CRISPR is op verskeie maniere gebruik, insluitend navorsing, gesondheidsorg, troeteldierteling, voedselproduksie, groen brandstof en nog baie meer.
1. navorsing
CRISPR-stelsels word geïmplementeer in studies wat verband hou met die verligting van genetiese afwykings by diere en sal waarskynlik binnekort in die kliniek gebruik word om menslike oog- en bloedsiektes te behandel.
China en die Verenigde State het twee kliniese proewe goedgekeur met behulp van CRISPR-Cas9 vir geteikende kankerterapieë.
Behalwe vir biomediese toepassings, word hierdie instrumente nou in studies gebruik om gewas- en veeteling te bespoedig, nuwe antimikrobiese middels te ontwerp en siektedraende insekte met geen-dryf te beheer.
2. Gesondheidssorg
Wetenskaplikes kon metodes ontwikkel om antibiotika-weerstandige bakterieë te vernietig deur die genome van bakteriedodende virusse (bakteriofage) met CRISPR-Cas9-tegnologie te verander.
Hierdie stelsels maak ook die skepping van diermodelle vir menslike siektes en die verwydering van MIV uit besmette selle moontlik.
In 'n muismodel van menslike siekte het CRISPR 'n genetiese fout reggestel, wat gelei het tot die kliniese redding van siek muise.
3. Troeteldiere
CRISPR is op vroeë embrio's toegepas om geneties gemodifiseerde organismes te skep, en is in laboratoriumdiere ingespuit om aansienlike geenredigering in hul weefsels te bewerkstellig.
Benaderings gebaseer op CRISPR is gebruik om die genome van diere, insluitend muise, rotte en ander nie-menslike primate, te verander. Hierdie benaderings kan aangewend word om produktiwiteit, siekteweerstand te verbeter en gesoekte eienskappe/kenmerke by troeteldiere te aktiveer.
Deur CRISPR te gebruik, kan ons selfs 'n generasie nuwe diermodelle bekendstel.
4. Voedselproduksie
CRISPR-geenredigeringstegnologie kan oesopbrengste en kwaliteit verbeter; plant droogteweerstand, onkruiddoder- en insekdoderweerstand, wat voedselveiligheid en sekuriteit verhoog.
Dit kan ook help om antibiotika-weerstand te verwyder, produk raklewe te verbeter en die proses van plantmake te versnel.
Plante van beter gehalte beteken voer van beter gehalte vir diere, wat sodoende hul gesondheid 'n hupstoot gee. Aangesien plante en diere die basis van ons voedselketting vorm, kan ons beter voedselgehalte en produkte hê.
5. Groen Brandstof
Groen brandstof is brandstof wat uit organiese bronne vervaardig word en omgewingsvriendelik is.
CRISPR het dit moontlik gemaak om dubbel die hoeveelheid biodiesel ('n vorm van groen brandstof) uit fototropiese alge te vervaardig.
Hierdie brandstof word verkry deur lipiedproduksie in alge te verdubbel, deur CRISPR te gebruik om gene aan te pas. Lipiede is brandbaar en maak in wese biodiesel uit.
Maar is geenredigering eties?
Die verandering van die natuurlike optrede sal sekerlik etiese bekommernisse uitlok. Verander menslike genetika deur gebruik te maak van geenredigeringstegnologieë, soos CRISPR, het nie onomwonde ondersteuning gevind nie. Dit is omdat veranderinge aangebring in die gene van eier- en spermselle aan toekomstige geslagte oorgedra kan word.
Daar is 'n groot debat oor of hierdie tegnologie gebruik moet word om normale menslike eienskappe (soos intelligensie of lengte) te verbeter.
Veiligheidskwessies ontstaan ook tydens die gebruik van hierdie tegnologie, aangesien daar altyd die moontlikheid is om buite-teiken-effekte te hê (wysigings op die verkeerde plek) en mosaïek (wanneer sommige selle die wysiging dra, maar ander nie).
Op grond van kommer oor etiek en veiligheid, is genoomredigering van voortplantingselle tans onwettig in baie lande.
Gevolgtrekking
Om die menslike genoom te verstaan, het ons in staat gestel om gesondheidsorgtegnologie op 'n nanoskaal te revolusioneer.
Geenredigering en CRISPR-tegnologie wat baanbrekende toepassings verskaf het in terme van die uitwissing van siektes en selfs die regstelling van menslike onvolmaakthede.
Wetenskaplikes voorspel dat hierdie tegnologie die sleutel is om 'n siektevrye generasie homo sapiens met perfekte eienskappe te skep.
Wat is jou siening oor geen redigering? Laat weet ons in die kommentaar.
Lewer Kommentaar