Медицина илимдеринин тармагы жылдар бою геометриялык жактан өнүгүп жатат. Жаңы медициналык дарыларды иштеп чыгуудагы жетишкендиктерден ден соолукту көзөмөлдөөчү приборлордо нанотехнологияны ишке ашырууга чейин биз түр катары узак жолду басып өттүк.
Мындай жетишкендиктердин бири – адамдын геномун өзгөртүү аркылуу анын физикалык жана физиологиялык өзгөчөлүктөрүн түшүнүү жана өзгөртүү жөндөмдүүлүгү!
Макала окурманды генетика тармагына киришүү менен камсыздайт, адамдын геному жана генди редакциялоо жана CRISPR технологиясы боюнча колдонулат.
Адам геному
Биологиялык жактан алганда, адам бир катар өзгөчөлүктөргө ээ болгон татаал түзүлүш. Бул өзгөчөлүктөр, мисалы, бою, чачынын түсү, көздүн түсү, бет өзгөчөлүктөрү жана башкалар, алардын ДНКсынын жардамы менен аныкталышы мүмкүн.
ДНК
Дезоксирибонуклеин кислотасы (ДНК) – бул негизги химиялык элементтерден (кант, фосфат жана негиздер) турган материал, алар жандыктын сырткы көрүнүшү жана иштеши тууралуу бардык маалыматты алып жүрүшөт.
Биологдор жана медициналык адистер ДНКнын үлгүсүн изилдөө аркылуу ар бир адам үчүн уникалдуу маалыматты чечмелей алышат.
гендер
Ген - бир протеинди коддогон ДНКнын белгилүү бир бөлүгү. Бул ДНКнын функцияларын аткарган гендер тарабынан өндүрүлгөн белоктор.
Гендер тукум куучулуктун бирдиги катары иштешет жана ата-энелерден урпактарына белгилүү бир өзгөчөлүктөрдү берүү үчүн жооптуу.
Организмдин генинин жана генетикалык материалынын жалпы суммасы анын геному деп аталат. Адамдын геномун түшүнүү илимпоздорго адамзатты жапа чеккен миңдеген ооруларды дарылоонун, айыктыруунун, жада калса алдын алуунун жаңы жолдорун иштеп чыгууга мүмкүндүк берди.
Бул жерде генди редакциялоо башталат.
Джин-түзөөгө
Геном же генди редакциялоо – илимпоздорго организмдин ДНКсын өзгөртүүгө мүмкүндүк берген технологиялардын тобу. Бул технологиялар геномдун белгилүү бир жерлеринде генетикалык материалды кошууга, алып салууга же өзгөртүүгө мүмкүндүк берет.
Башка генетикалык инженерия ыкмаларынан айырмаланып, генетикалык материалды кожоюн геномдоруна кокусунан киргизген, бул ыкмалар өтө белгилүү жерлерде киргизүүнү максат кылат.
Бул кантип иштейт?
Генди оңдоо ферменттерди камтыйт. Ферменттер - химиялык процесстерди камсыз кылуучу же ылдамдатуучу белоктор. Генди оңдоодо колдонулган инженердик ферменттер нуклеаза деп аталат жана алар ДНКны кесип алат.
Нуклеаза башка химиялык зат менен иштелип чыккан, ал аларды кесип алышы керек болгон ДНК тилкелерине жетелейт. Бул кесилген ДНК тилкелери кайра жаралышы мүмкүн, бирок бул жолу алар каалаган ДНК тилкелерине мутацияланышы үчүн керектүү маалымат менен азыктанышат.
Жаңы жиптер, жаңы гендер, жаңы гендер жаңы өзгөчөлүктөрдү билдирет.
Окумуштуулар адамдарга таасир эткен ар кандай ооруларды изилдөө үчүн генди түзөтүүнү колдонушат.
Алар чычкан жана балык сыяктуу жаныбарлардын геномдорун түзөтүшөт жана бул өзгөрүүлөр алардын ден соолугуна кандай таасир тийгизерин байкашат. Андан кийин алар адам геномундагы окшош өзгөрүүлөр адамдын ден соолугуна кандай таасир этиши мүмкүн экенин болжолдоо үчүн өз жыйынтыктарын колдонушту.
Мындан тышкары, окумуштуулар ген терапиясын иштеп чыгууда. Бул дарылоо генди түзөтүү аркылуу адамдардын ооруларын алдын алуу жана дарылоону камтыйт.
CRISPR технологиясы
Гендерди редакциялоо технологиясындагы чоң жетишкендик - бул Clustered Regularly Interspersed Short Palindromic Repeats (CRISPR) киргизүү.
CRISPR кээ бир бактерияларда табигый түрдө пайда болгон коргонуу системасына негизделген. Мындай бактериялардагы ДНК көптөгөн кыска палиндромдук тизмектерди камтыйт (алдыга да, артка да бирдей болгон сөздөр, мисалы, RAAR).
Бактериялар күрөшкөн вирустардын бөлүктөрүн ушул палиндромдук тизмектердин ичинде сакташмак.
Бул кантип иштейт?
CRISPRда колдонулган фермент Cas9 деп аталат. Бул фермент жуккан палиндромдук ырааттуулукка жабышып, ДНКны бөлүктөргө бөлүп, вирус тууралуу маалыматты сактап калат.
Куралдуу Кас протеини вирустун ДНКсын таанып, эгер бактерия ошол эле вирус менен кайрадан жуккан болсо, аны дароо жок кылат.
CRISPR колдонмолору
CRISPR изилдөө, саламаттыкты сактоо, үй жаныбарларын өстүрүү, тамак-аш өндүрүү, жашыл отун жана башка көптөгөн жолдор менен колдонулат.
1. изилдөө
CRISPR системалары жаныбарлардын генетикалык бузулууларын жеңилдетүү боюнча изилдөөлөргө ишке ашырылууда жана жакын арада адамдын көз жана кан ооруларын дарылоо үчүн клиникада колдонулушу мүмкүн.
Кытай жана Америка Кошмо Штаттары CRISPR-Cas9 менен ракты дарылоо үчүн эки клиникалык сыноону жактырды.
Биомедициналык колдонмолордон тышкары, бул инструменттер азыр айыл чарба өсүмдүктөрүн жана мал чарбачылыгын тездетүү, жаңы микробго каршы препараттарды түзүү жана гендик кыймылдар менен ооруну алып жүрүүчү курт-кумурскаларды көзөмөлдөө үчүн изилдөөлөрдө колдонулууда.
2. Саламаттык сактоо
Окумуштуулар CRISPR-Cas9 технологиясы менен бактерияларды өлтүрүүчү вирустардын (бактериофагдардын) геномдорун өзгөртүү аркылуу антибиотиктерге туруктуу бактерияларды жок кылуу ыкмаларын иштеп чыгууга жетишти.
Бул системалар ошондой эле адамдын оорулары үчүн жаныбарлардын моделдерин түзүүгө жана жуккан клеткалардан ВИЧти жок кылууга мүмкүндүк берет.
Адам оорусунун чычкан моделинде CRISPR генетикалык катаны оңдоп, натыйжада оорулуу чычкандарды клиникалык куткарууга мүмкүндүк берди.
3. Үй жаныбарларын багуу
CRISPR генетикалык жактан модификацияланган организмдерди түзүү үчүн алгачкы эмбриондорго колдонулуп, алардын кыртыштарында олуттуу ген оңдоого жетишүү үчүн лабораториялык жаныбарларга сайылган.
CRISPR негизиндеги ыкмалар чычкандардын, келемиштердин жана башка адам эмес приматтардын геномдорун өзгөртүү үчүн колдонулган. Бул ыкмалар өндүрүмдүүлүктү жогорулатуу, ооруларга туруштук берүү жана үй жаныбарларынын изделген белгилерин/өзгөчөлүктөрүн активдештирүү үчүн колдонулушу мүмкүн.
CRISPRды колдонуу менен биз жаныбарлардын жаңы моделдеринин муунун киргизе алабыз.
4. Тамак-аш өндүрүшү
CRISPR генди редакциялоо технологиясы айыл чарба өсүмдүктөрүнүн түшүмдүүлүгүн жана сапатын жакшыртат; өсүмдүктөрдүн кургакчылыкка, гербициддерге жана инсектициддерге туруктуулугу, азык-түлүк коопсуздугун жана коопсуздугун жогорулатуу.
Ал ошондой эле антибиотиктерге туруктуулукту жок кылууга, продукциянын жарактуулук мөөнөтүн жакшыртууга жана өсүмдүктөрдү колго алуу процессин тездетүүгө жардам берет.
Өсүмдүктөрдүн сапаты жакшыраак болсо, малдын ден соолугун чыңдап, жакшыраак тоют берет. Өсүмдүктөр жана жаныбарлар биздин тамак-аш чынжырыбыздын негизин түзгөндүктөн, биз тамак-аштын сапаты жана продуктыларына ээ боло алабыз.
5. Жашыл отун
Жашыл отун – бул органикалык булактардан өндүрүлгөн жана экологиялык жактан таза отун.
CRISPR фототропикалык балырлардан биодизелди (жашыл отундун бир түрү) эки эсе көп өндүрүүгө мүмкүндүк берди.
Бул күйүүчү май балырлардагы липиддердин өндүрүшүн эки эсе көбөйтүп, гендерди өзгөртүү үчүн CRISPR аркылуу алынат. Липиддер күйүүчү жана негизинен биодизельди түзөт.
Бирок генди редакциялоо этикалыкпы?
Табигый иш-аракеттерди өзгөртүү этикалык тынчсызданууну пайда кылат. CRISPR сыяктуу генди редакциялоо технологияларын колдонуу менен адамдын генетикасын өзгөртүү бир тараптуу колдоо тапкан жок. Себеби жумуртка жана сперматозоиддердин гендеринде жасалган өзгөрүүлөр кийинки муундарга өтүшү мүмкүн.
Бул технология адамдын нормалдуу сапаттарын (мисалы, интеллект же бийиктик сыяктуу) жогорулатуу үчүн колдонулушу керекпи же жокпу деген чоң талаш-тартыштар бар.
Бул технологияны колдонууда коопсуздук маселелери да пайда болот, анткени ар дайым максаттан тышкаркы эффекттерге (туура эмес жерде түзөтүүлөр) жана мозаикага (айрым клеткалар түзөтүүнү алып барса, башкалары жок) ээ болуу мүмкүнчүлүгү бар.
Этика жана коопсуздукка байланыштуу кооптонуулардын негизинде репродуктивдүү клеткалардын геномдук редакциясы учурда көптөгөн өлкөлөрдө мыйзамсыз.
жыйынтыктоо
Адамдын геномун түшүнүү бизге нано масштабдагы саламаттыкты сактоо технологиясын өзгөртүүгө мүмкүндүк берди.
Генди редакциялоо жана CRISPR технологиясы ооруну жок кылуу жана ал тургай адамдын кемчиликтерин оңдоо жагынан жаңы колдонмолорду камсыз кылды.
Окумуштуулар бул технологиялар кемчиликсиз өзгөчөлүктөргө ээ гомо сапиенстин оорулары жок муунун түзүүнүн ачкычы болуп саналат деп болжолдошууда.
Генди оңдоого кандай көз караштасыз? Комментарийлерде бизге айтыңыз.
Таштап Жооп