Tibb elmləri sahəsi illər ərzində eksponent olaraq inkişaf etmişdir. Yeni tibbi dərmanların hazırlanmasındakı irəliləyişlərdən sağlamlıq monitorinqi cihazlarında nanotexnologiyanın tətbiqinə qədər biz bir növ kimi uzun bir yol qət etmişik.
Belə irəliləyişlərdən biri də insanın genomunu dəyişdirərək onun fiziki və fizioloji xüsusiyyətlərini başa düşmək və dəyişdirmək bacarığıdır!
Məqalə oxucuya genetika sahəsinə giriş təqdim edir, insan genomu və gen redaktoru və CRISPR texnologiyasının tətbiqləri üzərində gedir.
İnsan Genomu
Bioloji baxımdan insan bir sıra xüsusiyyətlərə malik mürəkkəb quruluşdur. Boy, saç rəngi, göz rəngi, üz cizgiləri və s. kimi bu xüsusiyyətlər onların DNT-si ilə müəyyən edilə bilər.
DNA
Dezoksiribonuklein turşusu (DNT) canlının necə görünəcəyi və fəaliyyət göstərəcəyi ilə bağlı bütün məlumatları daşıyan əsas kimyəvi elementlərdən (şəkər, fosfat və əsaslar) ibarət bir materialdır.
Bioloqlar və tibb mütəxəssisləri DNT modelini öyrənməklə hər kəsə xas olan məlumatı deşifrə edə bilərlər.
Genler
Gen, bir proteini kodlayan DNT-nin xüsusi hissəsidir. DNT funksiyalarını yerinə yetirən genlər tərəfindən istehsal olunan zülallardır.
Genlər irsiyyət vahidləri kimi işləyir və müəyyən xüsusiyyətləri valideynlərdən nəsillərə ötürməkdən məsuldur.
Orqanizmin genlərinin və genetik materialının cəminə onun genomu deyilir. İnsan genomunu başa düşmək elm adamlarına bəşəriyyəti əziyyət çəkən minlərlə xəstəliyin müalicəsi, müalicəsi və hətta qarşısının alınması üçün yeni üsullar hazırlamağa imkan verdi.
Burada gen redaktəsi işə düşür.
Genlərin redaktə edilməsi
Genom və ya gen redaktəsi elm adamlarına orqanizmin DNT-sini dəyişməyə imkan verən texnologiyalar qrupudur. Bu texnologiyalar genomun müəyyən yerlərində genetik materialı əlavə etməyə, çıxarmağa və ya dəyişdirməyə imkan verir.
Genetik materialı ev sahibi genomlarına təsadüfi daxil edən digər genetik mühəndislik üsullarından fərqli olaraq, bu üsullar yüksək spesifik yerlərdə əlavələri hədəfləyir.
Necə işləyir?
Gen redaktəsi fermentləri əhatə edir. Fermentlər kimyəvi prosesləri təmin edən və ya sürətləndirən zülallardır. Gen redaktorunda istifadə edilən mühəndis fermentləri nukleaza adlanır və onlar DNT-ni kəsə bilirlər.
Nukleaz, onları kəsməli olduqları DNT zəncirlərinə aparan başqa bir kimyəvi maddə ilə hazırlanmışdır. Bu kəsilmiş DNT zəncirləri bərpa oluna bilər, lakin bu dəfə onlar istənilən DNT zəncirlərinə mutasiya etmək üçün lazım olan məlumatla qidalanırlar.
Yeni iplər, yeni genlər, yeni genlər isə yeni xüsusiyyətlər deməkdir.
Alimlər insanlara təsir edən müxtəlif xəstəlikləri araşdırmaq üçün gen redaktəsindən istifadə edirlər.
Onlar siçan və balıq kimi heyvanların genomlarını redaktə edir və bu dəyişikliklərin onların sağlamlığına necə təsir etdiyini müşahidə edirlər. Daha sonra insan genomlarında oxşar dəyişikliklərin insan sağlamlığına necə təsir göstərə biləcəyini proqnozlaşdırmaq üçün əldə etdikləri nəticələrdən istifadə etdilər.
Bundan əlavə, elm adamları gen terapiyasını inkişaf etdirirlər. Bu müalicələr gen redaktəsindən istifadə edərək insanlarda xəstəliklərin qarşısının alınması və müalicəsini əhatə edir.
CRISPR Texnologiyası
Gen redaktə texnologiyasında böyük bir irəliləyiş Clustered Regularly Interspersed Short Palindromic Repeats (CRISPR) tətbiqidir.
CRISPR bəzi bakteriyalarda təbii olaraq meydana gələn müdafiə sisteminə əsaslanır. Belə bakteriyaların DNT-si çoxlu qısa palindromik ardıcıllıqları (RAAR kimi həm irəli, həm də geriyə doğru eyni olan sözlər) ehtiva edir.
Bakteriyalar mübarizə apardıqları virusların parçalarını bu palindromik ardıcıllıqların içərisində saxlayacaqlar.
Necə işləyir?
CRISPR-də istifadə olunan ferment Cas9 adlanır. Bu ferment yoluxmuş palindromik ardıcıllığa yapışır və virus haqqında məlumat saxlayaraq DNT-ni parçalara ayırır.
Silahlı Cas zülalı virus DNT-ni tanıyacaq və bakteriya eyni virusla yenidən yoluxmuşsa, onu dərhal məhv edəcək.
CRISPR tətbiqləri
CRISPR tədqiqat, səhiyyə, ev heyvanlarının yetişdirilməsi, qida istehsalı, yaşıl yanacaq və s. daxil olmaqla müxtəlif yollarla istifadə edilmişdir.
1. Araşdırma
CRISPR sistemləri heyvanlarda genetik pozğunluqların aradan qaldırılması ilə bağlı tədqiqatlarda tətbiq edilir və insanların göz və qan xəstəliklərinin müalicəsi üçün tezliklə klinikada istifadə olunacağı gözlənilir.
Çin və ABŞ, hədəflənmiş xərçəng müalicələri üçün CRISPR-Cas9 istifadə edərək iki klinik sınaqları təsdiqlədi.
Biotibbi tətbiqlərdən başqa, bu vasitələr bitki və heyvandarlıq işini sürətləndirmək, yeni antimikroblar hazırlamaq və gen sürücüləri ilə xəstəlik daşıyıcı həşəratlara nəzarət etmək üçün tədqiqatlarda istifadə olunur.
2. Healthcare
Alimlər CRISPR-Cas9 texnologiyası ilə bakteriyaları öldürən virusların (bakteriofaqların) genomlarını dəyişdirərək antibiotiklərə davamlı bakteriyaların məhv edilməsi üsullarını inkişaf etdirə biliblər.
Bu sistemlər həmçinin insan xəstəlikləri üçün heyvan modellərinin yaradılmasına və yoluxmuş hüceyrələrdən HİV-in çıxarılmasına imkan verir.
İnsan xəstəliyinin siçan modelində CRISPR genetik səhvi düzəltdi və nəticədə xəstə siçanların klinik xilası təmin edildi.
3. Heyvanların yetişdirilməsi
CRISPR geni dəyişdirilmiş orqanizmlər yaratmaq üçün erkən embrionlara tətbiq edilib və onların toxumalarında əhəmiyyətli gen redaktəsinə nail olmaq üçün laboratoriya heyvanlarına vurulub.
CRISPR-ə əsaslanan yanaşmalar siçanlar, siçovullar və digər insan olmayan primatlar da daxil olmaqla heyvanların genomlarını dəyişdirmək üçün istifadə edilmişdir. Bu yanaşmalar məhsuldarlığı, xəstəliklərə qarşı müqaviməti artırmaq və ev heyvanlarında axtarılan xüsusiyyətləri/xüsusiyyətləri aktivləşdirmək üçün istifadə edilə bilər.
CRISPR-dən istifadə edərək, biz hətta yeni heyvan modelləri nəslini təqdim edə bilərik.
4. Qida İstehsalı
CRISPR gen redaktə texnologiyası məhsul məhsuldarlığını və keyfiyyətini yaxşılaşdıra bilər; bitkilərin quraqlığa davamlılığı, herbisid və insektisid müqaviməti, qida təhlükəsizliyi və təhlükəsizliyini artırmaq.
O, həmçinin antibiotik müqavimətinin aradan qaldırılmasına, məhsulun saxlanma müddətini yaxşılaşdırmağa və bitkilərin əhliləşdirilməsi prosesini sürətləndirməyə kömək edə bilər.
Daha keyfiyyətli bitkilər heyvanlar üçün daha keyfiyyətli yem deməkdir, beləliklə, onların sağlamlığını artırır. Bitkilər və heyvanlar qida zəncirimizin əsasını təşkil etdiyi üçün biz daha keyfiyyətli qida və məhsullara sahib ola bilərik.
5. Yaşıl yanacaq
Yaşıl yanacaq üzvi mənbələrdən istehsal olunan və ekoloji cəhətdən təmiz yanacaqdır.
CRISPR fototropik yosunlardan ikiqat miqdarda biodizel (yaşıl yanacaq forması) istehsal etməyə imkan verdi.
Bu yanacaq yosunlarda lipid istehsalını ikiqat artırmaqla, genləri düzəltmək üçün CRISPR istifadə edərək əldə edilir. Lipidlər yanandır və əsasən biodizel təşkil edir.
Bəs gen redaktəsi etikdirmi?
Təbii hərəkət tərzini dəyişdirmək, şübhəsiz ki, etik narahatlıqlara səbəb olur. CRISPR kimi gen redaktə texnologiyalarından istifadə edərək insan genetikasını dəyişdirmək birmənalı dəstək tapmadı. Çünki yumurta və sperma hüceyrələrinin genlərində edilən dəyişikliklər gələcək nəsillərə ötürülə bilər.
Bu texnologiyanın normal insan xüsusiyyətlərini (məsələn, intellekt və ya boy) artırmaq üçün istifadə edilib-edilməməsi ilə bağlı böyük mübahisələr var.
Bu texnologiyadan istifadə edərkən təhlükəsizliklə bağlı narahatlıqlar da yaranır, çünki həmişə hədəfdən kənar effektlər (yanlış yerdə redaktə) və mozaiklik (bəzi hüceyrələr redaktəni daşıdıqda, digərləri isə etmədikdə) olma ehtimalı var.
Etika və təhlükəsizliklə bağlı narahatlıqlara əsaslanaraq, reproduktiv hüceyrələrin genomunun redaktəsi hazırda bir çox ölkələrdə qanunsuzdur.
Nəticə
İnsan genomunu anlamaq bizə səhiyyə texnologiyasında nanomiqyasda inqilab etməyə imkan verdi.
Gen redaktəsi və CRISPR texnologiyası xəstəlikləri aradan qaldırmaq və hətta insan qüsurlarını düzəltmək baxımından əsaslı tətbiqləri təmin etmişdir.
Alimlər proqnozlaşdırırlar ki, bu texnologiyalar qüsursuz xüsusiyyətlərə malik homo sapiens nəslinin xəstəliksiz yaradılmasının açarıdır.
Gen redaktoru ilə bağlı fikirləriniz necədir? Şərhlərdə bizə bildirin.
Cavab yaz