Daftar Isi[Bersembunyi][Menunjukkan]
Bidang ilmu kedokteran telah berkembang secara eksponensial selama bertahun-tahun. Dari kemajuan dalam pengembangan obat medis baru hingga penerapan nanoteknologi dalam perangkat pemantauan kesehatan, kita telah menempuh perjalanan panjang sebagai spesies.
Salah satu kemajuan tersebut adalah kemampuan untuk memahami dan mengubah fitur fisik dan fisiologis manusia dengan mengubah genom mereka!
Artikel ini memberi pembaca pengenalan bidang genetika, membahas genom manusia dan aplikasi pengeditan gen dan teknologi CRISPR.
Genom Manusia
Secara biologis, manusia adalah struktur rumit yang memiliki sejumlah karakteristik. Karakteristik ini, seperti tinggi, warna rambut, warna mata, fitur wajah, dan sebagainya, dapat ditentukan dengan menggunakan DNA mereka.
DNA
Asam deoksiribonukleat (DNA) adalah bahan yang terdiri dari unsur-unsur kimia dasar (gula, fosfat, dan basa) yang membawa semua informasi tentang bagaimana makhluk hidup akan terlihat dan berfungsi.
Ahli biologi dan profesional medis memecahkan kode dapat memecahkan kode informasi, unik untuk semua orang, dengan mempelajari pola DNA.
Gen
Gen adalah bagian spesifik dari DNA yang mengkode satu protein. Ini adalah protein yang diproduksi oleh gen yang melakukan pekerjaan menjalankan fungsi DNA.
Gen bekerja sebagai unit hereditas dan bertanggung jawab untuk mewariskan karakteristik tertentu dari orang tua kepada keturunannya.
Jumlah total gen suatu organisme dan materi genetik disebut genomnya. Memahami genom manusia telah memungkinkan para ilmuwan untuk mengembangkan cara-cara baru untuk mengobati, menyembuhkan, atau bahkan mencegah ribuan penyakit yang menimpa umat manusia.
Di sinilah pengeditan gen masuk.
Pengeditan Gen
Pengeditan genom atau gen adalah sekelompok teknologi yang memungkinkan para ilmuwan mengubah DNA organisme. Teknologi ini memungkinkan untuk menambah, menghapus atau mengubah materi genetik di lokasi tertentu dalam genom.
Tidak seperti teknik rekayasa genetika lainnya yang secara acak memasukkan materi genetik ke dalam genom inang, teknik ini menargetkan penyisipan di lokasi yang sangat spesifik.
Bagaimana cara kerjanya?
Pengeditan gen melibatkan enzim. Enzim adalah protein yang memungkinkan atau mempercepat proses kimia. Enzim rekayasa yang digunakan dalam penyuntingan gen disebut nuklease dan mereka dapat memotong DNA.
Nuklease direkayasa dengan bahan kimia lain yang memandu mereka ke untaian DNA yang harus mereka potong. Untaian DNA yang dipotong ini dapat beregenerasi, tetapi kali ini mereka diberi informasi yang diinginkan untuk bermutasi menjadi untaian DNA yang diinginkan.
Untaian baru, berarti gen baru dan gen baru berarti karakteristik baru.
Para ilmuwan menggunakan pengeditan gen untuk menyelidiki berbagai penyakit yang mempengaruhi manusia.
Mereka mengedit genom hewan, seperti tikus dan ikan, dan mengamati bagaimana perubahan ini memengaruhi kesehatan mereka. Mereka kemudian menggunakan temuan mereka untuk memprediksi bagaimana perubahan serupa dalam genom manusia dapat mempengaruhi kesehatan manusia.
Selanjutnya, para ilmuwan sedang mengembangkan terapi gen. Perawatan ini melibatkan pencegahan dan pengobatan penyakit pada manusia menggunakan pengeditan gen.
Teknologi CRISPR
Terobosan besar dalam teknologi penyuntingan gen adalah pengenalan Clustered Regularly Interspersed Short Palindromic Repeats (CRISPR).
CRISPR didasarkan pada sistem pertahanan yang terjadi secara alami pada beberapa bakteri. DNA pada bakteri tersebut mengandung banyak urutan palindromik pendek (kata-kata yang sama baik maju maupun mundur, seperti RAAR).
Bakteri akan menyimpan potongan virus yang mereka lawan di dalam rangkaian palindromik ini.
Bagaimana cara kerjanya?
Enzim yang digunakan dalam CRISPR disebut Cas9. Enzim ini menempel pada urutan palindromik yang terinfeksi dan memotong DNA menjadi potongan-potongan, menyimpan informasi tentang virus.
Protein Cas yang dipersenjatai akan mengenali DNA virus dan segera menghancurkannya jika bakteri itu terinfeksi lagi oleh virus yang sama.
Aplikasi CRISPR
CRISPR telah digunakan dalam berbagai cara termasuk penelitian, perawatan kesehatan, pembiakan hewan peliharaan, produksi makanan, bahan bakar hijau, dan banyak lagi.
1. Penelitian
Sistem CRISPR sedang diimplementasikan dalam penelitian yang berkaitan dengan pengurangan kelainan genetik pada hewan dan kemungkinan akan segera digunakan di klinik untuk mengobati penyakit mata dan darah pada manusia.
China dan Amerika Serikat telah menyetujui dua uji klinis menggunakan CRISPR-Cas9 untuk terapi kanker yang ditargetkan.
Di luar aplikasi biomedis, alat ini sekarang digunakan dalam studi untuk mempercepat pemuliaan tanaman dan ternak, merekayasa antimikroba baru, dan mengendalikan serangga pembawa penyakit dengan penggerak gen.
2. Peduli Kesehatan
Para ilmuwan telah mampu mengembangkan metode untuk menghancurkan bakteri resisten antibiotik dengan memodifikasi genom virus pembunuh bakteri (bakteriofag) dengan teknologi CRISPR-Cas9.
Sistem ini juga memungkinkan pembuatan model hewan untuk penyakit manusia dan penghapusan HIV dari sel yang terinfeksi.
Dalam model tikus penyakit manusia, CRISPR mengoreksi kesalahan genetik, menghasilkan penyelamatan klinis tikus yang sakit.
3. Peternakan Hewan Peliharaan
CRISPR telah diterapkan pada embrio awal untuk membuat organisme yang dimodifikasi secara genetik, dan telah disuntikkan ke hewan laboratorium untuk mencapai pengeditan gen yang substansial di jaringan mereka.
Pendekatan berdasarkan CRISPR telah digunakan untuk memodifikasi genom hewan termasuk tikus, tikus, dan primata non-manusia lainnya. Pendekatan ini dapat digunakan untuk meningkatkan produktivitas, ketahanan terhadap penyakit, dan mengaktifkan sifat/fitur yang dicari pada hewan peliharaan.
Dengan menggunakan CRISPR, kami bahkan dapat memperkenalkan generasi model hewan baru.
4. Produksi Makanan
Teknologi pengeditan gen CRISPR dapat meningkatkan hasil dan kualitas tanaman; ketahanan tanaman terhadap kekeringan, ketahanan terhadap herbisida dan insektisida, meningkatkan keamanan dan keamanan pangan.
Hal ini juga dapat membantu menghilangkan resistensi antibiotik, meningkatkan umur simpan produk, dan mempercepat proses domestikasi tanaman.
Tanaman berkualitas lebih baik berarti pakan ternak berkualitas lebih baik untuk hewan, sehingga meningkatkan kesehatan mereka. Karena tumbuhan dan hewan merupakan dasar dari rantai makanan kita, kita dapat memiliki kualitas dan produk makanan yang lebih baik.
5. Bahan Bakar Hijau
Bahan bakar hijau adalah bahan bakar yang dihasilkan dari sumber organik dan ramah lingkungan.
CRISPR telah memungkinkan untuk menghasilkan dua kali lipat jumlah biodiesel (suatu bentuk bahan bakar hijau) dari alga fototropik.
Bahan bakar ini diperoleh dengan menggandakan produksi lipid dalam alga, menggunakan CRISPR untuk mengubah gen. Lipid mudah terbakar dan pada dasarnya membuat biodiesel.
Tetapi apakah pengeditan gen etis?
Mengubah tindakan alami pasti akan mengundang masalah etika. Mengubah genetika manusia menggunakan teknologi penyuntingan gen, seperti CRISPR, belum menemukan dukungan yang tegas. Ini karena perubahan yang dibuat pada gen sel telur dan sperma dapat diturunkan ke generasi mendatang.
Ada perdebatan besar tentang apakah teknologi ini harus digunakan untuk meningkatkan sifat manusia normal (seperti kecerdasan atau tinggi badan).
Masalah keamanan juga muncul saat menggunakan teknologi ini karena selalu ada kemungkinan efek di luar target (pengeditan di tempat yang salah) dan mosaik (ketika beberapa sel membawa hasil edit tetapi yang lain tidak).
Berdasarkan kekhawatiran tentang etika dan keamanan, pengeditan genom sel reproduksi saat ini ilegal di banyak negara.
Kesimpulan
Memahami genom manusia telah memungkinkan kami untuk merevolusi teknologi perawatan kesehatan dalam skala nano.
Pengeditan gen dan teknologi CRISPR yang telah menyediakan aplikasi terobosan dalam hal pemberantasan penyakit dan bahkan mengoreksi ketidaksempurnaan manusia.
Para ilmuwan memperkirakan bahwa teknologi ini adalah kunci untuk menciptakan generasi homo sapiens bebas penyakit dengan karakteristik sempurna.
Apa pandangan Anda tentang pengeditan gen? Beri tahu kami di komentar.
Tinggalkan Balasan