Γνωρίζουμε ότι η τεχνολογία προχωρά όλο και περισσότερο με άλματα και όρια. Στον κόσμο της βιολογίας και της γενετικής είναι επίσης έτσι. Σε αυτή την περίπτωση, πολλοί άνθρωποι δεν γνωρίζουν τι είναι το CRISPR ούτε για ποιο σκοπό είναι. Είναι μια τεχνική γενετικής επεξεργασίας που, με λίγα λόγια, περιλαμβάνει την αποκοπή και επικόλληση των γονιδίων των ανθρώπων. Ανακαλύφθηκε πριν από αρκετό καιρό και ήδη αποδίδει καρπούς στη θεραπεία και πλαστική διαφόρων ασθενειών και παθήσεων.
Σε αυτό το άρθρο, θα σας πούμε τι είναι το CRISPR, ποια είναι τα χαρακτηριστικά του και πώς χρησιμοποιείται αυτός ο τύπος τεχνολογίας στη γενετική και τη βιολογία.
Τι είναι το CRISPR
Το CRISPR είναι ένα αρκτικόλεξο του Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. Αυτός είναι ένας μηχανισμός που χρησιμοποιούν τα βακτήρια για να αμυνθούν από ιούς και άλλα κινητά γενετικά στοιχεία που προσπαθούν να εισβάλουν στα κύτταρά τους.
Ο τρόπος που λειτουργεί το CRISPR είναι πολύ ενδιαφέρον. Πρωτα απο ολα, Τα βακτήρια ενσωματώνουν θραύσματα του DNA των ιών στο δικό τους DNA, ως ένα είδος «ανοσολογικής μνήμης». Αυτά τα θραύσματα ονομάζονται διαχωριστές. Στη συνέχεια, όταν ένας ιός επιχειρεί να μολύνει ένα βακτηριακό κύτταρο, το βακτήριο παράγει οδηγό RNA που συνδέεται με ένα πρωτεϊνικό σύμπλεγμα που ονομάζεται Cas, το οποίο κόβει και καταστρέφει το DNA του ιού. Το οδηγό RNA δημιουργείται από τις πληροφορίες που περιέχονται στα διαχωριστικά, επιτρέποντας στο βακτήριο να «θυμάται» τους ιούς που είχε συναντήσει στο παρελθόν.
Αυτή η μορφή βακτηριακής ανοσοποιητικής άμυνας έχει χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη εργαλείων γονιδιακής επεξεργασίας υψηλής ακρίβειας. Η πιο δημοφιλής τεχνική είναι το CRISPR-Cas9, το οποίο χρησιμοποιεί μια τροποποιημένη έκδοση της πρωτεΐνης Cas9 για να κόψει το DNA σε μια συγκεκριμένη τοποθεσία. Στη συνέχεια μπορούν να γίνουν αλλαγές στο DNA, όπως προσθήκη ή διαγραφή γονιδίων ή διόρθωση μεταλλάξεων.
Πλεονεκτήματα της τεχνολογίας CRISPR
Το μεγάλο πλεονέκτημα της τεχνολογίας CRISPR είναι η ακρίβειά της. Το οδηγό RNA μπορεί να σχεδιαστεί για να συνδέεται με μια συγκεκριμένη αλληλουχία DNA, που σημαίνει ότι η επεξεργασία γίνεται μόνο στην επιθυμητή θέση. Επιπλέον, η τεχνική είναι πολύ πιο γρήγορη και φθηνότερη από τις προηγούμενες τεχνικές επεξεργασίας γονιδίων.
Αν και η τεχνολογία CRISPR είναι πολλά υποσχόμενη, εγείρει επίσης ερωτήματα ηθικής και ασφάλειας. Η γονιδιακή επεξεργασία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη θεραπεία γενετικών ασθενειών, αλλά θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία «προσαρμοσμένων» μωρών ή να γίνουν αλλαγές στη βλαστική σειρά που μεταβιβάζονται στις μελλοντικές γενιές. Επιπλέον, τα σφάλματα κατά την επεξεργασία θα μπορούσαν να έχουν απρόβλεπτες συνέπειες, όπως καρκίνο ή άλλες ασθένειες. Πολλοί άνθρωποι το συζητούν ως κάτι περισσότερο από το «παίζοντας τον Θεό».
γονιδιακή επεξεργασία
Στη φύση, οι οργανισμοί έχουν γενετικές πληροφορίες που ελέγχουν την ανάπτυξή τους. Η γονιδιακή επεξεργασία είναι μια ομάδα τεχνικών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την τροποποίηση του DNA ενός οργανισμού για διαφορετικούς σκοπούς. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η επεξεργασία δεν είναι το ίδιο με τη γενετική τροποποίηση. Πρώτα απ 'όλα, δεν χρησιμοποιείται DNA από άλλα είδη, όπως στην τροποποίηση.
Η βιογενετική, γνωστή και ως γενετική μηχανική, είναι ένας κλάδος που συνδυάζει τη βιολογία και τη γενετική και έχει εφαρμογές στον τομέα της βιοτεχνολογίας. Η γονιδιακή επεξεργασία είναι μια διαδικασία με την οποία ανιχνεύεται το κομμάτι DNA στο οποίο θέλετε να ενεργήσετε, αφαιρέθηκε και αντικαταστάθηκε με νέο εξάρτημα. Θα μπορούσε επίσης να συμβεί ότι, μόλις αφαιρεθούν τα συγκρουόμενα θραύσματα, ο κυψελοειδές μηχάνημα να αναλάβει τον έλεγχο και να επισκευάσει την ίδια την ακολουθία. Με αυτές τις τεχνικές, οι επιστήμονες μπορούν να προσθέσουν, να διαγράψουν ή να αλλάξουν DNA όπως απαιτείται για να επιτύχουν τους επιθυμητούς στόχους τους.
Έτσι, το CRISPR είναι μια καινοτόμος τεχνολογία γονιδιακής επεξεργασίας που βασίζεται στην ικανότητα των πρωτεϊνών Cas να διασπούν το DNA παρουσία του κατάλληλου RNA αναγνώρισης. Δεδομένου ότι το RNA μπορεί να συντεθεί στο εργαστήριο, οι δυνατότητες επεξεργασίας είναι σχεδόν απεριόριστες.
Κύριες χρήσεις
Η τεχνολογία CRISPR χρησιμοποιείται για την εισαγωγή αλλαγών στο γονιδίωμα με εξαιρετική ακρίβεια. Στην κύρια εφαρμογή του έχουμε τα εξής:
- ιατρικές εφαρμογές, όπως δοκιμές για την εξάλειψη του HIV ή για τη θεραπεία ασθενειών όπως η μυϊκή δυστροφία Duchenne, η νόσος του Huntington, ο αυτισμός, η προγηρία, η κυστική ίνωση, ο τριπλός αρνητικός καρκίνος ή το σύνδρομο Angelman. Η έρευνα προσπαθεί επίσης να καθορίσει εάν θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως διαγνωστικό τεστ για την ανίχνευση του
- Καταπολεμά τις μολυσματικές ασθένειες που μεταδίδονται από τα έντομαόπως ελονοσία, ζίκα, δάγγειος πυρετός, τσικουνγκούνια ή κίτρινος πυρετός.
- Φυτική βιοτεχνολογία. Η τεχνολογία CRISPR μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή φυτικών ποικιλιών που είναι καλύτερα προσαρμοσμένες στο περιβάλλον, ανθεκτικές στην ξηρασία ή τα παράσιτα, κάτι που σχετίζεται με την έρευνα για σπόρους που αντιστέκονται στην κλιματική αλλαγή. Οι οργανοληπτικές ιδιότητες μπορούν να τροποποιηθούν, συμπεριλαμβανομένων των φυσικοχημικών ιδιοτήτων, για να γίνουν πιο κατάλληλες για ανθρώπινη κατανάλωση.
Στην τεχνολογία των ζώων, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εισαγωγή βελτιώσεων στα είδη, για παράδειγμα για τη δημιουργία κοπαδιών ανθεκτικών σε τυπικές ασθένειες. Επί του παρόντος, δεν υπάρχουν τεχνολογίες CRISPR εγκεκριμένες για τη θεραπεία ασθενειών που προκαλούνται από ένα μόνο γονίδιο που θα μπορούσε θεωρητικά να θεραπευτεί μέσω αυτής της επεξεργασίας γονιδίων. Για το λόγο αυτό, οι ιατρικές εφαρμογές είναι περισσότερο θεωρητικός παρά πρακτικός τομέας και επί του παρόντος έχουν πειραματική βάση.
CRISPR και βιοηθική
Η τεχνολογία CRISPR για την επεξεργασία γονιδίων παρουσιάζει αρκετές προκλήσεις που σχετίζονται με τη βιοηθική. Αν και οι κύριες εφαρμογές είναι θετικές, Μπορούν να ξεπεραστούν ορισμένα εμπόδια για να γίνει αυτή η οικονομικά αποδοτική τεχνολογία διαθέσιμη σε όλους.
Όσον αφορά τις εφαρμογές επεξεργασίας γονιδίων στην πρωτογενή βιομηχανία, τη γεωργία και την κτηνοτροφία, είναι θετικές, εφόσον προορίζονται να είναι ωφέλιμες για τον άνθρωπο. Φυσικά, είναι απαραίτητο να αναλυθεί η κάθε περίπτωση ξεχωριστά. Για παράδειγμα, η χειραγώγηση των φυτικών ειδών για να γίνουν ανθεκτικά στα παράσιτα είναι τεράστιου ανθρώπινου ενδιαφέροντος.
Από την άλλη, αν σκεφτούμε παρεμβάσεις στα οικοσυστήματα, θα πρέπει να είμαστε πιο προσεκτικοί, καθώς οποιαδήποτε απροσδόκητη αλλαγή θα μπορούσε να οδηγήσει σε σοβαρά ή ανεξέλεγκτα προβλήματα.
Όσον αφορά τις ιατρικές εφαρμογές, η χρήση τεχνολογίας επεξεργασίας γονιδίων στον άνθρωπο απαιτεί πολύ υψηλές εγγυήσεις ασφάλειας, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για ασθένειες για τις οποίες δεν υπάρχει επί του παρόντος αποτελεσματική θεραπεία ή για ασθένειες που επί του παρόντος έχουν σημαντικές παρενέργειες. Τέλος, η επεξεργασία γονιδίων εμβρύου δεν δικαιολογείται από επιστημονική ή ηθική άποψη.