Svið læknavísinda hefur þróast gríðarlega í gegnum árin. Frá framförum í þróun nýrra lækningalyfja til að innleiða nanótækni í heilbrigðiseftirlitstækjum, við höfum náð langt sem tegund.
Ein slík framþróun er hæfileikinn til að skilja og breyta líkamlegum og lífeðlisfræðilegum eiginleikum mannsins með því að breyta erfðamengi hennar!
Greinin veitir lesandanum kynningu á sviði erfðafræði, fer yfir erfðamengi mannsins og notkun genabreytinga og CRISPR tækni.
Erfðamengi mannsins
Líffræðilega séð er manneskja flókin mannvirki sem hefur fjölda eiginleika. Þessa eiginleika, eins og hæð, hárlit, augnlit, andlitsdrætti og svo framvegis, er hægt að ákvarða með því að nota DNA þeirra.
DNA
Deoxyribonucleic acid (DNA) er efni sem samanstendur af grundvallar efnafræðilegum frumefnum (sykri, fosfati og basum) sem bera allar upplýsingar um hvernig lífvera mun líta út og virka.
Líffræðingar og læknar afkóða geta afkóða upplýsingarnar, einstakar fyrir alla, með því að rannsaka mynstur DNA.
Gen
Gen er ákveðinn hluti af DNA sem kóðar fyrir eitt prótein. Það eru prótein framleidd af genum sem vinna verkið við að framkvæma hlutverk DNA.
Genin virka sem erfðaeiningar og bera ábyrgð á því að miðla sérstökum eiginleikum frá foreldrum til afkvæma þeirra.
Heildarsumma gena og erfðaefnis lífveru er kallað erfðamengi hennar. Skilningur á erfðamengi mannsins hefur gert vísindamönnum kleift að þróa nýjar leiðir til að meðhöndla, lækna eða jafnvel koma í veg fyrir þúsundir sjúkdóma sem hrjá mannkynið.
Þetta er þar sem genabreyting kemur inn.
Gene útgáfa
Erfðamengi eða genabreyting er hópur tækni sem gerir vísindamönnum kleift að breyta DNA lífveru. Þessi tækni gerir það mögulegt að bæta við, fjarlægja eða breyta erfðaefni á tilteknum stöðum í erfðamenginu.
Ólíkt öðrum erfðatækniaðferðum sem setur erfðaefni af handahófi í erfðamengi hýsils, miðar þessar aðferðir við innsetningu á mjög ákveðnum stöðum.
Hvernig virkar það?
Genbreyting felur í sér ensím. Ensím eru prótein sem virkja eða flýta fyrir efnaferlum. Hönnuðu ensímin sem notuð eru við genabreytingar eru kölluð núkleasi og þau geta skorið DNA.
Núkleasi er hannaður með öðru efni sem leiðir þá að DNA þráðunum sem þeir þurfa að klippa. Þessir klipptu DNA þræðir geta endurnýjast, en að þessu sinni eru þeir fóðraðir með þær upplýsingar sem óskað er eftir til að stökkbreytast í æskilega DNA þræði.
Nýir þræðir, þýðir ný gen og ný gen þýða nýja eiginleika.
Vísindamenn nota genabreytingar til að rannsaka mismunandi sjúkdóma sem hafa áhrif á menn.
Þeir breyta erfðamengi dýra, eins og músa og fiska, og fylgjast með hvernig þessar breytingar hafa áhrif á heilsu þeirra. Þeir notuðu síðan niðurstöður sínar til að spá fyrir um hvernig svipaðar breytingar á erfðamengi manna gætu haft áhrif á heilsu manna.
Ennfremur eru vísindamenn að þróa genameðferð. Þessar meðferðir fela í sér að koma í veg fyrir og meðhöndla sjúkdóma í mönnum með því að nota genabreytingar.
CRISPR tækni
Mikil bylting í genabreytingartækni er kynning á CRISPR (Clustered Regularly Interspersed Short Palindromic Repeats).
CRISPR er byggt á varnarkerfi sem kemur náttúrulega fyrir í sumum bakteríum. DNA í slíkum bakteríum inniheldur margar stuttar palindromic raðir (orð sem eru eins bæði áfram og afturábak, eins og RAAR).
Bakteríurnar myndu geyma bita af vírusunum sem þær börðust við inni í þessum hryggjaröðum.
Hvernig virkar það?
Ensímið sem notað er í CRISPR heitir Cas9. Þetta ensím festir sig við sýktu palindromic röðina og sker DNA í sundur og geymir upplýsingar um vírusinn.
Hið vopnaða Cas prótein myndi þekkja DNA veiru og eyða því strax ef bakterían smitaðist aftur af sömu veiru.
Umsóknir um CRISPR
CRISPR hefur verið notað á margvíslegan hátt, þar á meðal rannsóknir, heilsugæslu, gæludýrarækt, matvælaframleiðslu, grænt eldsneyti og margt fleira.
1. Rannsóknir
Verið er að innleiða CRISPR kerfi í rannsóknum sem tengjast erfðasjúkdómum hjá dýrum og munu líklega verða notuð fljótlega á heilsugæslustöðinni til að meðhöndla sjúkdóma í augum og blóði manna.
Kína og Bandaríkin hafa samþykkt tvær klínískar rannsóknir með CRISPR-Cas9 fyrir markvissar krabbameinsmeðferðir.
Fyrir utan lífeindafræðileg forrit eru þessi verkfæri nú notuð í rannsóknum til að flýta fyrir ræktun og búfjárrækt, þróa ný sýklalyf og stjórna skordýrum sem bera sjúkdóma með genadrifum.
2. heilsugæslu
Vísindamönnum hefur tekist að þróa aðferðir til að eyða sýklalyfjaónæmum bakteríum með því að breyta erfðamengi bakteríudrepandi vírusa (bakteríóföga) með CRISPR-Cas9 tækni.
Þessi kerfi gera einnig kleift að búa til dýralíkön fyrir sjúkdóma í mönnum og fjarlægja HIV úr sýktum frumum.
Í múslíkani af sjúkdómum í mönnum leiðrétti CRISPR erfðafræðilega villu sem leiddi til klínískrar björgunar sjúkra músa.
3. Ræktun gæludýra
CRISPR hefur verið notað á snemma fósturvísa til að búa til erfðabreyttar lífverur og hefur verið sprautað í tilraunadýr til að ná umtalsverðri genabreytingu í vefjum þeirra.
Aðferðir byggðar á CRISPR hafa verið notaðar til að breyta erfðamengi dýra, þar á meðal músa, rotta og annarra prímata sem ekki eru menn. Þessar aðferðir gætu verið notaðar til að auka framleiðni, sjúkdómsþol og virkja eftirsótta eiginleika/eiginleika hjá gæludýrum.
Með því að nota CRISPR gætum við jafnvel kynnt kynslóð nýrra dýralíkana.
4. Matvælaframleiðsla
CRISPR genabreytingartækni getur bætt uppskeru og gæði; þurrkaþol plantna, illgresis- og skordýraeiturþol, sem eykur matvælaöryggi og öryggi.
Það getur einnig hjálpað til við að fjarlægja sýklalyfjaónæmi, bæta geymsluþol vöru og flýta fyrir plöntutæðingarferlinu.
Betri gæði plöntur þýða betra gæða fóður fyrir dýr og efla þannig heilsu þeirra. Þar sem plöntur og dýr eru grunnurinn að fæðukeðjunni okkar getum við fengið betri matvælagæði og vörur.
5. Grænt eldsneyti
Grænt eldsneyti er eldsneyti sem er framleitt úr lífrænum aðilum og er umhverfisvænt.
CRISPR hefur gert það mögulegt að framleiða tvöfalt magn af lífdísil (tegund af grænu eldsneyti) úr ljósþörungum.
Þetta eldsneyti fæst með því að tvöfalda lípíðframleiðslu í þörungum, með því að nota CRISPR til að fínstilla gena. Lipíð eru eldfim og mynda í raun lífdísil.
En er genabreyting siðferðileg?
Breyting á náttúrulegum aðgerðum mun örugglega kalla á siðferðilegar áhyggjur. Breyta erfðafræði manna með því að nota genabreytingartækni, eins og CRISPR, hefur ekki fundið ótvíræðan stuðning. Þetta er vegna þess að breytingar sem gerðar eru á genum egg- og sæðisfrumna gætu borist til komandi kynslóða.
Mikil umræða er um hvort nota eigi þessa tækni til að auka eðlilega mannlega eiginleika (eins og greind eða hæð).
Öryggisáhyggjur koma einnig upp við notkun þessarar tækni þar sem það er alltaf möguleiki á að hafa áhrif utan markmiðs (breytingar á röngum stað) og mósaík (þegar sumar frumur bera breytinguna en aðrar ekki).
Byggt á áhyggjum af siðferði og öryggi er erfðamengisbreyting æxlunarfrumna sem stendur ólögleg í mörgum löndum.
Niðurstaða
Skilningur á erfðamengi mannsins hefur gert okkur kleift að gjörbylta heilbrigðistækni á nanóskala.
Genabreytingar og CRISPR tækni sem hafa veitt byltingarkennd forrit hvað varðar útrýmingu sjúkdóma og jafnvel leiðrétta mannlega ófullkomleika.
Vísindamenn spá því að þessi tækni sé lykillinn að því að skapa sjúkdómslausa kynslóð homo sapiens með fullkomna eiginleika.
Hver er skoðun þín á genabreytingum? Láttu okkur vita í athugasemdunum.
Skildu eftir skilaboð