Sehemu ya sayansi ya matibabu imebadilika kwa kasi zaidi ya miaka. Kuanzia maendeleo katika kuunda dawa mpya za matibabu hadi kutekeleza nanoteknolojia katika vifaa vya ufuatiliaji wa afya, tumetoka mbali kama spishi.
Mojawapo ya maendeleo hayo ni uwezo wa kuelewa na kubadilisha sifa za kibinadamu za kimwili na kisaikolojia kwa kubadilisha genome zao!
Nakala hiyo inampa msomaji utangulizi wa uwanja wa jenetiki, inapitia jenomu ya binadamu na matumizi ya uhariri wa jeni na teknolojia ya CRISPR.
Jenomu ya Binadamu
Kibiolojia, mwanadamu ni muundo tata wenye sifa kadhaa. Sifa hizi, kama urefu, rangi ya nywele, rangi ya macho, sura za uso, na kadhalika, zinaweza kubainishwa kwa kutumia DNA zao.
DNA
Asidi ya Deoxyribonucleic (DNA) ni nyenzo inayofanyizwa na chembe za kimsingi za kemikali (sukari, fosfeti, na besi) ambazo hubeba habari zote kuhusu jinsi kiumbe hai kitakavyoonekana na kufanya kazi.
Wanabiolojia na wataalamu wa matibabu wanaweza kusimbua habari, ya kipekee kwa kila mtu, kwa kusoma muundo wa DNA.
Jeni
Jeni ni sehemu maalum ya DNA ambayo huweka protini moja. Ni protini zinazozalishwa na jeni zinazofanya kazi ya kutekeleza kazi za DNA.
Jeni hufanya kazi kama vitengo vya urithi na zina jukumu la kupitisha sifa fulani kutoka kwa wazazi hadi kwa watoto wao.
Jumla ya jeni na nyenzo za urithi za kiumbe huitwa jenomu yake. Kuelewa chembe za urithi za binadamu kumewawezesha wanasayansi kubuni njia mpya za kutibu, kuponya, au hata kuzuia maelfu ya magonjwa yanayowasumbua wanadamu.
Hapa ndipo uhariri wa jeni unapoingia.
Uhariri wa jeni
Uhariri wa jenomu au jeni ni kundi la teknolojia zinazoruhusu wanasayansi kubadilisha DNA ya kiumbe. Teknolojia hizi hufanya iwezekane kuongeza, kuondoa au kubadilisha nyenzo za kijeni katika maeneo mahususi katika jenomu.
Tofauti na mbinu zingine za uhandisi wa kijeni ambazo huingiza nyenzo za kijeni kwa nasibu katika jenomu mwenyeji, mbinu hizi zinalenga uwekaji katika maeneo mahususi sana.
Jinsi gani kazi?
Uhariri wa jeni unahusisha vimeng'enya. Enzymes ni protini zinazowezesha au kuharakisha michakato ya kemikali. Enzymes zilizobuniwa zinazotumiwa katika uhariri wa jeni huitwa nuclease na zinaweza kukata DNA.
Nuclease imeundwa kwa kemikali nyingine ambayo inawaongoza kwenye nyuzi za DNA ambazo wanapaswa kukata. Kamba hizi za DNA zilizokatwa zinaweza kuzaliwa upya, lakini wakati huu zinalishwa na habari inayohitajika ili kubadilika kuwa nyuzi za DNA zinazohitajika.
Nyuzi mpya, inamaanisha jeni mpya na jeni mpya inamaanisha sifa mpya.
Wanasayansi hutumia uhariri wa jeni kuchunguza magonjwa mbalimbali yanayoathiri wanadamu.
Wanahariri jenomu za wanyama, kama vile panya na samaki, na kuangalia jinsi mabadiliko haya yanavyoathiri afya zao. Kisha walitumia matokeo yao kutabiri jinsi mabadiliko sawa katika jenomu za binadamu yanaweza kuathiri afya ya binadamu.
Zaidi ya hayo, wanasayansi wanatengeneza tiba ya jeni. Matibabu haya yanahusisha kuzuia na kutibu magonjwa kwa binadamu kwa kutumia uhariri wa jeni.
Teknolojia ya CRISPR
Mafanikio makubwa katika teknolojia ya uhariri wa jeni ni kuanzishwa kwa Marudio Mafupi ya Palindromic Yaliyounganishwa Mara kwa Mara (CRISPR).
CRISPR inategemea mfumo wa ulinzi ambao hutokea kwa kawaida katika baadhi ya bakteria. DNA katika bakteria kama hizi ina mlolongo mwingi wa palindromic (maneno ambayo ni sawa mbele na nyuma, kama vile RAAR).
Bakteria wangeweza kuhifadhi vipande vya virusi ambavyo walipigana ndani ya mlolongo huu wa palindromic.
Jinsi gani kazi?
Kimeng'enya kinachotumika katika CRISPR kinaitwa Cas9. Kimeng'enya hiki hujishikamanisha na mfuatano wa palindromic ulioambukizwa na kukata DNA vipande vipande, na kubakiza habari kuhusu virusi.
Protini ya Cas iliyo na silaha ingetambua DNA ya virusi na kuiharibu mara moja ikiwa bakteria ingeambukizwa tena na virusi hivyo.
Maombi ya CRISPR
CRISPR imetumika kwa njia mbalimbali ikiwa ni pamoja na utafiti, huduma za afya, ufugaji wa wanyama, uzalishaji wa chakula, mafuta ya kijani, na mengi zaidi.
1. Utafiti
Mifumo ya CRISPR inatekelezwa katika tafiti zinazohusiana na kupunguza matatizo ya vinasaba kwa wanyama na kuna uwezekano wa kuajiriwa hivi karibuni katika kliniki kutibu magonjwa ya binadamu ya macho na damu.
China na Marekani zimeidhinisha majaribio mawili ya kimatibabu kwa kutumia CRISPR-Cas9 kwa matibabu lengwa ya saratani.
Zaidi ya matumizi ya matibabu, zana hizi sasa zinatumika katika tafiti ili kuharakisha ufugaji wa mazao na mifugo, kuhandisi dawa mpya za kuua viini, na kudhibiti wadudu wanaoeneza magonjwa kwa kutumia chembechembe za jeni.
2. afya
Wanasayansi wameweza kutengeneza mbinu za kuharibu bakteria sugu kwa viuavijasumu kwa kurekebisha jenomu za virusi vinavyoua bakteria (bacteriophages) kwa teknolojia ya CRISPR-Cas9.
Mifumo hii pia inawezesha kuundwa kwa mifano ya wanyama kwa ugonjwa wa binadamu na kuondolewa kwa VVU kutoka kwa seli zilizoambukizwa.
Katika mfano wa panya wa ugonjwa wa binadamu, CRISPR ilisahihisha hitilafu ya maumbile, na kusababisha uokoaji wa kliniki wa panya wagonjwa.
3. Ufugaji wa Kipenzi
CRISPR imetumiwa kwa viinitete vya mapema ili kuunda viumbe vilivyobadilishwa vinasaba, na imedungwa kwa wanyama wa maabara ili kufanikisha uhariri mkubwa wa jeni katika tishu zao.
Mbinu kulingana na CRISPR zimetumika kurekebisha jenomu za wanyama ikiwa ni pamoja na panya, panya, na sokwe wengine wasio binadamu. Mbinu hizi zinaweza kutumika ili kuongeza tija, ukinzani wa magonjwa, na kuamilisha sifa/sifa zinazotafutwa katika wanyama vipenzi.
Kwa kutumia CRISPR, tunaweza hata kuwa na uwezo wa kuanzisha kizazi cha mifano ya riwaya ya wanyama.
4. Uzalishaji wa Chakula
Teknolojia ya uhariri wa jeni ya CRISPR inaweza kuboresha mazao na ubora wa mazao; kustahimili ukame wa mimea, ukinzani wa dawa na wadudu, kuongeza usalama wa chakula na usalama.
Inaweza pia kusaidia kuondolewa kwa ukinzani wa viuavijasumu, kuboresha maisha ya rafu ya bidhaa, na kuharakisha mchakato wa ufugaji wa mimea.
Mimea yenye ubora humaanisha lishe bora ya wanyama, hivyo kuimarisha afya zao. Kwa kuwa mimea na wanyama ndio msingi wa mnyororo wetu wa chakula, tunaweza kuwa na ubora wa chakula na bidhaa bora zaidi.
5. Mafuta ya Kijani
Mafuta ya kijani ni mafuta ambayo yanazalishwa kutoka kwa vyanzo vya kikaboni na ni rafiki wa mazingira.
CRISPR imewezesha kuzalisha maradufu kiasi cha biodiesel (aina ya mafuta ya kijani) kutoka kwa mwani wa phototropiki.
Mafuta haya hupatikana kwa kuongeza uzalishaji wa lipid katika mwani, kwa kutumia CRISPR kurekebisha jeni. Lipids zinaweza kuwaka na kimsingi hutengeneza biodiesel.
Lakini je, uhariri wa jeni ni wa kimaadili?
Kubadilisha njia ya asili ya hatua ni hakika kukaribisha wasiwasi wa kimaadili. Kubadilisha jeni za binadamu kwa kutumia teknolojia ya kuhariri jeni, kama vile CRISPR, haijapata usaidizi usio na shaka. Hii ni kwa sababu mabadiliko yaliyofanywa katika chembe za urithi za yai na manii yanaweza kupitishwa kwa vizazi vijavyo.
Kuna mjadala mkubwa kuhusu iwapo teknolojia hii inafaa kutumika ili kuboresha sifa za kawaida za binadamu (kama vile akili au urefu).
Hofu za usalama pia huibuka wakati wa kutumia teknolojia hii kwani kila wakati kuna uwezekano wa kuwa na athari zisizolengwa (kuhaririwa mahali pabaya) na mosaicism (wakati seli zingine hubeba hariri lakini zingine hazifanyi).
Kulingana na wasiwasi kuhusu maadili na usalama, uhariri wa genome wa seli za uzazi kwa sasa ni kinyume cha sheria katika nchi nyingi.
Hitimisho
Kuelewa genome ya binadamu kumeturuhusu kufanya mapinduzi ya teknolojia ya afya kwenye nanoscale.
Uhariri wa jeni na teknolojia ya CRISPR ambayo imetoa matumizi ya msingi katika suala la kutokomeza magonjwa na hata kurekebisha kasoro za kibinadamu.
Wanasayansi wanatabiri kwamba teknolojia hizi ndizo ufunguo wa kuunda kizazi kisicho na magonjwa cha homo sapiens na sifa kamilifu.
Je, una maoni gani kuhusu uhariri wa jeni? Tujulishe kwenye maoni.
Acha Reply