Jadual Kandungan[Sembunyi][Tunjukkan]
Bidang sains perubatan telah berkembang secara eksponen selama bertahun-tahun. Daripada kemajuan dalam membangunkan ubat-ubatan perubatan baharu kepada melaksanakan teknologi nano dalam peranti pemantauan kesihatan, kami telah melangkah jauh sebagai spesies.
Satu kemajuan sedemikian ialah keupayaan untuk memahami dan mengubah ciri fizikal dan fisiologi manusia dengan mengubah genom mereka!
Artikel ini memberikan pembaca pengenalan kepada bidang genetik, membincangkan genom manusia dan aplikasi penyuntingan gen dan teknologi CRISPR.
Genom Manusia
Dari segi biologi, manusia adalah struktur rumit yang mempunyai beberapa ciri. Ciri-ciri ini, seperti ketinggian, warna rambut, warna mata, ciri muka, dan sebagainya, boleh ditentukan menggunakan DNA mereka.
DNA
Asid deoksiribonukleik (DNA) ialah bahan yang terdiri daripada unsur kimia asas (gula, fosfat, dan bes) yang membawa semua maklumat tentang rupa dan fungsi makhluk hidup.
Ahli biologi dan profesional perubatan menyahkod boleh menyahkod maklumat, unik untuk semua orang, dengan mengkaji corak DNA.
Gen
Gen adalah bahagian khusus DNA yang mengekod satu protein. Ia adalah protein yang dihasilkan oleh gen yang melakukan kerja menjalankan fungsi DNA.
Gen berfungsi sebagai unit keturunan dan bertanggungjawab untuk mewariskan ciri-ciri tertentu daripada ibu bapa kepada anak mereka.
Jumlah keseluruhan gen dan bahan genetik organisma dipanggil genomnya. Memahami genom manusia telah membolehkan saintis membangunkan cara baharu untuk merawat, mengubati, malah mencegah beribu-ribu penyakit yang menimpa manusia.
Di sinilah pengeditan gen masuk.
Penyuntingan Gen
Penyuntingan genom atau gen ialah sekumpulan teknologi yang membolehkan saintis mengubah DNA organisma. Teknologi ini memungkinkan untuk menambah, membuang atau mengubah bahan genetik pada lokasi tertentu dalam genom.
Tidak seperti teknik kejuruteraan genetik lain yang memasukkan bahan genetik secara rawak ke dalam genom perumah, teknik ini menyasarkan sisipan di lokasi yang sangat spesifik.
Bagaimana ia berfungsi?
Penyuntingan gen melibatkan enzim. Enzim ialah protein yang membolehkan atau mempercepatkan proses kimia. Enzim kejuruteraan yang digunakan dalam penyuntingan gen dipanggil nuklease dan ia boleh memotong DNA.
Nuklease direka bentuk dengan bahan kimia lain yang membimbing mereka ke helai DNA yang perlu mereka potong. Helai DNA yang dipotong ini boleh menjana semula, tetapi kali ini ia diberi maklumat yang diingini untuk bermutasi menjadi helai DNA yang dikehendaki.
Helai baru, bermaksud gen baru dan gen baru bermaksud ciri baru.
Para saintis menggunakan penyuntingan gen untuk menyiasat pelbagai penyakit yang mempengaruhi manusia.
Mereka mengedit genom haiwan, seperti tikus dan ikan, dan memerhati bagaimana perubahan ini menjejaskan kesihatan mereka. Mereka kemudian menggunakan penemuan mereka untuk meramalkan bagaimana perubahan serupa dalam genom manusia mungkin menjejaskan kesihatan manusia.
Tambahan pula, saintis sedang membangunkan terapi gen. Rawatan ini melibatkan mencegah dan merawat penyakit pada manusia menggunakan penyuntingan gen.
Teknologi CRISPR
Satu kejayaan besar dalam teknologi penyuntingan gen ialah pengenalan Clustered Regularly Interspersed Short Palindromic Repeats (CRISPR).
CRISPR adalah berdasarkan sistem pertahanan yang berlaku secara semula jadi pada sesetengah bakteria. DNA dalam bakteria tersebut mengandungi banyak jujukan palindromik pendek (perkataan yang sama ke hadapan dan ke belakang, seperti RAAR).
Bakteria akan menyimpan serpihan virus yang mereka lawan di dalam urutan palindromik ini.
Bagaimana ia berfungsi?
Enzim yang digunakan dalam CRISPR dipanggil Cas9. Enzim ini melekat pada urutan palindromik yang dijangkiti dan memotong DNA menjadi kepingan, mengekalkan maklumat tentang virus.
Protein Cas bersenjata akan mengenali DNA virus dan memusnahkannya serta-merta sekiranya bakteria itu dijangkiti semula oleh virus yang sama.
Aplikasi CRISPR
CRISPR telah digunakan dalam pelbagai cara termasuk penyelidikan, penjagaan kesihatan, pembiakan haiwan peliharaan, pengeluaran makanan, bahan api hijau dan banyak lagi.
1. Penyelidikan
Sistem CRISPR sedang dilaksanakan dalam kajian yang berkaitan dengan mengurangkan gangguan genetik pada haiwan dan mungkin akan digunakan tidak lama lagi di klinik untuk merawat penyakit mata dan darah manusia.
China dan Amerika Syarikat telah meluluskan dua ujian klinikal menggunakan CRISPR-Cas9 untuk terapi kanser yang disasarkan.
Di luar aplikasi bioperubatan, alat ini kini digunakan dalam kajian untuk mempercepatkan pembiakan tanaman dan ternakan, jurutera antimikrob baharu, dan mengawal serangga pembawa penyakit dengan pemacu gen.
2. Penjagaan Kesihatan
Para saintis telah dapat membangunkan kaedah untuk memusnahkan bakteria tahan antibiotik dengan mengubah suai genom virus pembunuh bakteria (bacteriophages) dengan teknologi CRISPR-Cas9.
Sistem ini juga membolehkan penciptaan model haiwan untuk penyakit manusia dan penyingkiran HIV daripada sel yang dijangkiti.
Dalam model tetikus penyakit manusia, CRISPR membetulkan ralat genetik, mengakibatkan penyelamatan klinikal tikus berpenyakit.
3. Pembiakan Haiwan Peliharaan
CRISPR telah digunakan pada embrio awal untuk mencipta organisma yang diubah suai secara genetik, dan telah disuntik ke dalam haiwan makmal untuk mencapai penyuntingan gen yang besar dalam tisu mereka.
Pendekatan berdasarkan CRISPR telah digunakan untuk mengubah suai genom haiwan termasuk tikus, tikus dan primata bukan manusia yang lain. Pendekatan ini boleh digunakan untuk meningkatkan produktiviti, rintangan penyakit, dan mengaktifkan ciri/ciri yang dicari dalam haiwan peliharaan.
Menggunakan CRISPR, kami mungkin boleh memperkenalkan generasi model haiwan yang baru.
4. Pengeluaran Makanan
Teknologi penyuntingan gen CRISPR boleh meningkatkan hasil dan kualiti tanaman; rintangan kemarau tumbuhan, herbisida dan rintangan racun serangga, meningkatkan keselamatan dan keselamatan makanan.
Ia juga boleh membantu penyingkiran rintangan antibiotik, meningkatkan jangka hayat produk, dan mempercepatkan proses penjinakkan tumbuhan.
Tumbuhan yang lebih berkualiti bermakna makanan ternakan yang lebih berkualiti untuk haiwan, sekali gus meningkatkan kesihatan mereka. Memandangkan tumbuhan dan haiwan membentuk asas rantai makanan kita, kita boleh mempunyai kualiti dan produk makanan yang lebih baik.
5. Bahan Api Hijau
Bahan api hijau ialah bahan api yang dihasilkan daripada sumber organik dan mesra alam.
CRISPR telah memungkinkan untuk menghasilkan dua kali ganda jumlah biodiesel (suatu bentuk bahan api hijau) daripada alga fototropik.
Bahan api ini diperoleh dengan menggandakan pengeluaran lipid dalam alga, menggunakan CRISPR untuk mengubah gen. Lipid mudah terbakar dan pada asasnya membentuk biodiesel.
Tetapi adakah penyuntingan gen beretika?
Mengubah tindakan semula jadi pasti mengundang kebimbangan etika. Ubah genetik manusia menggunakan teknologi penyuntingan gen, seperti CRISPR, tidak mendapat sokongan yang tidak berbelah bahagi. Ini kerana perubahan yang dibuat dalam gen sel telur dan sperma boleh diteruskan kepada generasi akan datang.
Terdapat perdebatan besar tentang sama ada teknologi ini harus digunakan untuk meningkatkan sifat manusia biasa (seperti kecerdasan atau ketinggian).
Kebimbangan keselamatan juga timbul semasa menggunakan teknologi ini kerana sentiasa ada kemungkinan mempunyai kesan luar sasaran (suntingan di tempat yang salah) dan mozek (apabila sesetengah sel membawa suntingan tetapi yang lain tidak).
Berdasarkan kebimbangan mengenai etika dan keselamatan, penyuntingan genom sel pembiakan pada masa ini menyalahi undang-undang di banyak negara.
Kesimpulan
Memahami genom manusia telah membolehkan kami merevolusikan teknologi penjagaan kesihatan pada skala nano.
Penyuntingan gen dan teknologi CRISPR yang telah menyediakan aplikasi terobosan dari segi membasmi penyakit dan juga membetulkan ketidaksempurnaan manusia.
Para saintis meramalkan bahawa teknologi ini adalah kunci untuk mencipta generasi homo sapiens bebas penyakit dengan ciri-ciri sempurna.
Apakah pandangan anda tentang penyuntingan gen? Beritahu kami dalam ulasan.
Sila tinggalkan balasan anda