Znamo da tehnologija napreduje sve više i više skokovima i granicama. Tako je i u svijetu biologije i genetike. U ovom slučaju, mnogi ljudi ne znaju šta je CRISPR niti čemu služi. To je tehnika uređivanja gena koja je, ukratko, odgovorna za rezanje i lijepljenje ljudskih gena. Otkriven je prije dosta vremena i daje prve plodove u liječenju i plastici raznih bolesti i tegoba.
U ovom članku ćemo vam reći šta je CRISPR, koje su njegove karakteristike i zašto se ova vrsta tehnologije koristi u oblasti genetike i biologije.
Šta je CRISPR?
CRISPR je akronim za Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. Ovo je mehanizam koji bakterije koriste za odbranu od virusa i drugih mobilnih genetskih elemenata koji pokušavaju da napadnu njihove stanice.
Način na koji CRISPR radi je vrlo zanimljiv. Kao prvo, bakterije ugrađuju fragmente DNK virusa u svoju DNK, kao neku vrstu "imunološke memorije". Ovi fragmenti se nazivaju odstojnici. Zatim, kada virus pokuša zaraziti bakterijsku ćeliju, bakterija proizvodi vodeću RNK koja se veže za proteinski kompleks nazvan Cas, koji siječe i uništava DNK virusa. Vodeća RNK kreirana je od informacija sadržanih u odstojnicima, omogućavajući bakteriji da se "sjeti" virusa na koje je prethodno naišla.
Ovaj oblik bakterijske imunološke odbrane korišten je za razvoj visoko preciznih alata za uređivanje gena. Najpopularnija tehnika je CRISPR-Cas9, koji koristi modificiranu verziju proteina Cas9 za rezanje DNK na određenoj lokaciji. Zatim se mogu napraviti promjene na DNK, kao što je dodavanje ili brisanje gena ili ispravljanje mutacija.
Prednosti CRISPR tehnologije
Velika prednost CRISPR tehnologije je njena preciznost. Vodeća RNK može biti dizajnirana tako da se veže za određenu sekvencu DNK, što znači da se uređivanje vrši samo na željenoj lokaciji. Nadalje, tehnika je mnogo brža i jeftinija od prethodnih tehnika uređivanja gena.
Iako je CRISPR tehnologija prilično obećavajuća, ona također postavlja etička i sigurnosna pitanja. Uređivanje gena bi se moglo koristiti za liječenje genetskih bolesti, ali može se koristiti i za stvaranje "prilagođenih" beba ili napraviti promjene u zametnoj liniji koje se prenose na buduće generacije. Osim toga, greške u uređivanju mogu imati nepredvidive posljedice, poput raka ili drugih bolesti. Mnogi ljudi o tome govore kao o više od "igranja Boga".
uređivanje gena
U prirodi, organizmi imaju genetske informacije koje kontroliraju njihov rast. Uređivanje gena je grupa tehnika koje se mogu koristiti za promjenu DNK organizma u različite svrhe. Važno je napomenuti da uređivanje nije isto što i genetska modifikacija. Prije svega, DNK drugih vrsta se ne koristi, kao u modifikaciji.
Biogenetika, poznata i kao genetski inženjering, je disciplina koja kombinuje biologiju i genetiku. Njegova primjena je u oblasti biotehnologije. Uređivanje gena je proces kojim se otkriva dio DNK na koji želite djelovati, uklonjen i zamijenjen drugim novim dijelom. Moglo bi se desiti i da kada se konfliktni fragmenti izdvoje, ćelijska mašinerija preuzme kontrolu i popravi samu sekvencu. Koristeći ove tehnike, naučnici mogu dodavati, uklanjati ili mijenjati DNK prema potrebi za postizanje željenih ciljeva.
Dakle, CRISPR je inovativna tehnologija za uređivanje gena koja se oslanja na sposobnost Cas proteina da cijepaju DNK u prisustvu odgovarajuće RNK za prepoznavanje. Budući da se RNK može sintetizirati u laboratoriji, mogućnosti uređivanja su gotovo neograničene.
Glavne namjene
CRISPR tehnologija se koristi za uvođenje promjena u genom s izuzetnom preciznošću. U svojoj glavnoj primjeni imamo sljedeće:
- medicinske primjene, kao pokusi za eliminaciju HIV-a ili za liječenje bolesti kao što su Duchenneova mišićna distrofija, Huntingtonova bolest, autizam, progerija, cistična fibroza, trostruko negativni rak ili Angelmanov sindrom. Istraživanje također pokušava utvrditi može li se koristiti kao dijagnostički test za otkrivanje
- Bori se protiv zaraznih bolesti koje prenose insektikao što su malarija, zika, denga, chikungunya ili žuta groznica.
- Biljna biotehnologija. CRISPR tehnologija se može koristiti za proizvodnju biljnih sorti koje su bolje prilagođene okolišu, otporne na sušu ili štetočine. Organoleptička svojstva mogu se modificirati, uključujući fizičko-hemijska svojstva, kako bi bila pogodnija za ljudsku ishranu.
U životinjskoj tehnologiji, može se koristiti za uvođenje poboljšanja vrsta, na primjer za stvaranje stada otpornih na tipične bolesti. Trenutno ne postoje CRISPR tehnologije odobrene za liječenje bolesti uzrokovanih jednim genom koji bi se teoretski mogao izliječiti ovim uređivanjem gena. Iz tog razloga, medicinske primjene su više teorijska nego praktična domena i trenutno imaju eksperimentalnu osnovu.
CRISPR i bioetika
CRISPR tehnologija za uređivanje gena predstavlja nekoliko izazova vezanih za bioetiku. Dok su glavne aplikacije pozitivne, Određene prepreke mogu se prevladati kako bi ova isplativa tehnologija bila dostupna svima.
Što se tiče aplikacija za uređivanje gena u primarnoj industriji, poljoprivredi i stočarstvu, one su pozitivne sve dok su namijenjene da budu korisne za ljude. Naravno, potrebno je analizirati svaki slučaj posebno. Na primjer, manipuliranje biljnim vrstama kako bi se one učinile otpornim na štetočine je od ogromnog ljudskog interesa.
S druge strane, ako razmatramo intervencije u ekosistemima, moramo biti oprezniji, jer svaka neočekivana promjena može dovesti do ozbiljnih ili nekontroliranih problema.
Što se tiče medicinske primjene, upotreba tehnologije za uređivanje gena kod ljudi zahtijeva vrlo visoke sigurnosne garancije, i može se koristiti samo za bolesti za koje trenutno ne postoji efikasan tretman, ili za bolesti koje trenutno imaju značajne nuspojave. Konačno, uređivanje gena embriona nije opravdano sa naučne ili etičke tačke gledišta.
Nadam se da uz ove informacije možete saznati više o tome šta je CRISPR i njegove karakteristike.