• Mis on geneetiline manipuleerimine?
• Geneetilise manipuleerimise tüübid
• Geneetilise manipuleerimise näited
• Geneetilise manipuleerimise eelised ja puudused
• Geenimanipulatsiooni eetilised aspektid
• Geenimanipulatsiooni õiguslikud aspektid

Selgitame, mis on geneetiline manipuleerimine, selle eelised, puudused ja eetilised aspektid. Samuti näited tänasest päevast.

Geneetiline manipuleerimine lisab, muudab või eemaldab geene.

Mis on geneetiline manipuleerimine?

Seda tuntakse kui geenimanipulatsiooni või geenitehnoloogiat tehnikaid ja teaduslik-tehnoloogilised protseduurid, mis võimaldavad inimene muuta või uuesti kombineerida DNA ja teised nukleiinhapped selle elusolendid, eesmärgiga saada teatud vajadusi rahuldavaid eluvorme. Selleks neid lisatakse, muudetakse või kõrvaldatakse geenid kohta geneetiline kood elusolenditest, mida nimetatakse ka geneetiliseks redigeerimiseks.

Elusolendite geneetilise sisu inimese muutmine on toimunud tsivilisatsiooni algusest peale. Selliste protsesside kaudu nagu kodustamine ja selektiivne aretus rakendatakse inimesele a kunstlik valik erinevate koeratõugude, kariloomade või toidutaimede saatusele.

Neid peetakse siiski geneetilise muundamise kaudseteks vormideks, mis on väga erinevad laboris saadaolevatest tänu biokeemia Kuid siiski geneetika, mille sekkumine genoomi on otsene.

Otsene geneetiline manipuleerimine sai alguse 20. sajandil tänu biokeemia ja geneetika arengule, kuid just nimelt 1968. aastal avastamisele. ensüümid restriktsioon (restriktsiooni endonukleaas), teatud tüüpi valk on võimeline ära tundma geneetilise koodi spetsiifilisi segmente ja teatud punktis DNA-d "lõikama".

Selle Šveitsi biokeemiku Werner Arberi (1929–1929) tehtud järelduse arendasid ja täiustasid hiljem ameeriklased Hamilton Smith (1931–) ja Daniel Nathans (1928–1999).

Tänu sellele astusid Ameerika biokeemikud Stanley N. Cohen ja Herbert W. Boyer 1973. aastal esimese ajaloolise sammu indiviidi geneetilises manipuleerimises: lõikasid DNA molekuli tükkideks, kombineerisid tükid uuesti ja süstisid hiljem bakterisse. escherichia coli, mis hakkas normaalselt paljunema.

Tänapäeval on olemas erinevad geenitehnoloogia tehnikad, nagu DNA amplifikatsioon, sekveneerimine ja rekombinatsioon, polümeraasi ahelreaktsioon (PCR), plasmatsütoos, molekulaarne kloonimine või geenide blokeerimine. Seega on elusolendi sügavas biokeemilises funktsioneerimises võimalik muuta konkreetseid segmente või spetsiifilisi aineid, olles võimeline teda "programmeerima" ülesandeid täitma või andma talle teatud omadused.

Ilmselgelt kaasneb seda tüüpi teadmistega oluline eetiline dilemma, kuna genoomi sisse viidud muudatused päranduvad hiljem elusolendite järeltulijatele ja jäävad seetõttu liigis püsima.

Geenitehnoloogia abil saab saavutada näiteks kahjurite suhtes vastupidavamaid taimeliike või kaasasündinud haigustega hiiri meditsiinilisteks katseteks või isegi ravimatute haiguste raviks; vaid ka kavandada haigusi võimalikuks bakterioloogiliseks sõjaks.

Geneetilise manipuleerimise tüübid

Tänapäeva geneetilise manipuleerimise peamised vormid on järgmised:

• DNA sekveneerimine. See hõlmab erinevate biokeemiliste meetodite ja tehnikate rakendamist molekul elusolendi DNA-st, et teha kindlaks, milline on konkreetne nukleotiidide (adeniin, guaniin, tümiin ja tsütosiin) järjestus, millest see koosneb, mis on võtmetähtsusega elu jooksul toimuvate biokeemiliste protsesside loomuliku "programmeerimise" dešifreerimiseks. . DNA järjestamine on kolossaalne ülesanne, kuna see hõlmab tohutul hulgal teavet, isegi kui mikroskoopilised olendidKuid täna saab seda tänu arvutistamisele kiiresti teha.
• Rekombinantne DNA. See meetod seisneb tehisliku DNA molekuli genereerimises meetodite abil in vitroja seejärel süstige see a organism ja hinnata nende toimivust. Tavaliselt tehakse seda elusolendist teatud teabe eraldamise ja selle teise sisseviimisega ning see võimaldab hankida spetsiifilisi valke (meditsiinilistel või farmakoloogilistel eesmärkidel), hankida vaktsiine või parandada toiduliikide majanduslikku tulemuslikkust.
• Polümeraasi ahelreaktsioon (PCR). Seda nimetatakse ka PCR-iks, selle ingliskeelse akronüümi järgi, see on 1986. aastal välja töötatud DNA amplifikatsioonitehnika, mis seisneb DNA "matriitsi" molekuli arvukate koopiate hankimises polümeraasideks nimetatud ensüümide seeriast. Seda meetodit kasutatakse praegu väga erinevates valdkondades, nagu DNA tuvastamine kohtuekspertiisi uuringutes või patogeenide geneetiline tuvastamine (viirus Y bakterid) uutest haigustest.
• CRISPR. Tema nimi on inglise keeles akronüüm (rühmitatud korrapäraselt vahedega lühikesed palindroomsed kordused) rühmitatud ja korrapäraste vahedega lühikesi palindroomseid kordusi, mida nimetatakse bakterite võimeks liita oma genoomi osa neid nakatanud viiruste DNA-st, pärides oma järglastelt võime sissetunginud DNA-d ära tunda ja olla võimeline. end edaspidi kaitsta. Teisisõnu, see on osa immuunsüsteemist prokarüootid. Kuid alates 2013. aastast on seda mehhanismi kasutatud geneetilise manipuleerimise vahendina, kasutades ära meetodit, mille abil bakterid "lõikavad" ja "kleepuvad" oma DNA-d, et lisada uut teavet, kasutades ensüümi nimega Cas9.

Geneetilise manipuleerimise näited

Geneetiline manipuleerimine võimaldab luua toite, mis peavad paremini vastu aja möödumisele.

Mõned näited geenitehnoloogia rakendamisest tänapäeval on järgmised:

• Geeniteraapia. Seda tüüpi ravi, mida kasutatakse geneetiliste haiguste vastu võitlemiseks, seisneb indiviidi DNA defektse segmendi asendamises terve koopiaga, vältides seeläbi kaasasündinud haiguste teket.
• Valkude kunstlik saamine. Farmaatsiatööstus saab paljusid oma valke ja ained meditsiiniliseks kasutamiseks tänu bakterite geneetilisele muutmisele ja pärm (seened), Nagu Saccharomyces cerevisiae. Need elusolendid on geneetiliselt "programmeeritud" tootma tohutul hulgal orgaanilisi ühendeid, nagu inimese kitinaas või inimese proinsuliini.
• "Täiustatud" loomaliikide saamine. Nälja vastu võitlemiseks või lihtsalt teatud toodete tootmise maksimeerimiseks toit Köögivilju või loomi, veiste, sigade või isegi söödavate kalade genoomi on muudetud, et nad annaksid rohkem piima või lihtsalt kasvaksid kiiremini.
• Seemned transgeensed toidud". Sarnaselt eelmisele on puu-, juur- või juurviljataimi geneetiliselt muundatud, et neid rohkem kasumlik ja maksimeerida oma toodangut: põllukultuurid, mis taluvad paremini põuda, kaitsevad end kahjurite eest, toodavad suuremaid vilju või vähemate seemnetega või lihtsalt viljad, mis valmivad aeglasemalt ja mida seetõttu on vaja pikemat aega tarbijani transportida, ennast kahjustamata.
• Rekombinantsete vaktsiinide saamine. Paljud praegused vaktsiinid, näiteks vaktsiin, mis kaitseb meid B-hepatiidi eest, saadakse geenimanipulatsiooni meetodite abil, mille käigus muudetakse patogeeni geneetilist sisu, et takistada või takistada selle paljunemist, nii et nad ei saa haigust esile kutsuda, kuid võivad lubada immuunsussüsteem valmistada ette kaitsemehhanismid tulevaste tegelike nakkuste vastu. See võimaldab ka isoleerida spetsiifilisi geene, mida süstida Keha inimese ja seeläbi omandada immuunsus erinevate haiguste vastu.

Geneetilise manipuleerimise eelised ja puudused

Nagu nägime, võimaldab geenitehnoloogia tänu elu võtmemehhanismide sügavale mõistmisele täita varem mõeldamatuid ülesandeid. Seega võime selle eeliste hulgas välja tuua:

• Oluliste biokeemiliste ainete massiline ja kiire saamine, mis on võimelised haigustega võitlema ja parandama Tervis selle inimkond. See kehtib nii ravimite, vaktsiinide kui ka muude ühendite kohta.
• Võimalus oluliselt parandada toidutööstus ning võidelda nälja ja alatoitumise vastu maailmas, kasutades selleks põllukultuure, mis on kliimale vastupidavamad või toodavad suuremaid ja toitvamaid puuvilju.
• Võimalus "parandada" haigusi põhjustavaid geneetilisi defekte läbi spetsiifilise geenitöötluse.

Kuid selle puudused hõlmavad järgmist:

• Need hõlmavad eetilisi ja moraalseid dilemmasid, mis sunnivad meid ümber mõtlema inimese koha asjade järjekorras, kuna geenimanipulatsiooni viga võib hävitada terve liigi või põhjustada ökoloogilise katastroofi.
• "Täiustatud" liigid konkureerivad eelistega looduslike liikide ees, nii et nad hakkavad neid asendama, vaesutades liikide geneetilist mitmekesisust, kuna näiteks samu täiustatud seemneid kasutatakse põllukultuuride jaoks erinevates maailma geograafilistes piirkondades.
• Geneetiliselt muundatud toiduainete tarbimise pikaajaline mõju inimpopulatsioonile on teadmata, mistõttu võib hiljem siiski tekkida ettenägematuid tüsistusi.

Geenimanipulatsiooni eetilised aspektid

Geneetilisel manipuleerimisel võivad olla inimestele ja teistele liikidele ettenägematud tagajärjed.

Nagu kõik teaduslikud harjutused, on ka geneetiline manipuleerimine amoraalne, see tähendab, et sellel on nii kasulikke kui ka võib-olla kahjulikke jõude, olenevalt sellest, kuidas me neid kasutame. See eeldab vajalikku arutelu eetiline inimese sekkumise kohta loodusesse nii sügavatel ja pöördumatutel tasanditel, mis kanduvad ajas edasi põlvest põlve.

Üks neist dilemmadest on seotud inimese sekkumise piiridega liikide bioloogilisse toimimisse. Kas inimkonna heaolu või veel hullem toiduainetööstuse või süsteemi heaolu kapitalist maailmas, olla kõrgemal looma- või taimeliikide heaolust? Kas tasub ainsa teadaoleva planeedi geneetilist pärandit vaesustada elu, toota tulusamaid põllukultuure?

Sellele tuleb lisada võimalus tekitada teadlikult või kogemata uusi elusolendiliike, eriti mikroorganisme. Kui kindlad me oleme, et me ei loo patogeene, mis võivad põhjustada ülemaailmseid kannatusi mitte ainult inimestele, vaid ka teistele liikidele?

Lõpuks on inimlik aspekt. Kui palju peaksime omaenda genoomi kui liigi sekkuma? Haiguste ja kaasasündinud defektide ravimine on kiiduväärt eesmärk, kuid väärib põhjalikku uurimist, kuna on ohtlikult lähedal liigi "paranemisele".

Viimane võib tulevikus kaasa tuua palju ebamugavusi, alates ettearvamatutest haigustest, mis kanduvad edasi põlvedele, kuni ühiskonnani, mis põhinevad diskrimineerimine geneetika, nagu ulme on mitmel korral hoiatanud.

Geenimanipulatsiooni õiguslikud aspektid

Kui on mõistetud eetilist dilemmat, mida geenitehnoloogia endast kujutab, on arusaadav, et selles küsimuses on vaja konkreetset õiguslikku raamistikku, mis tagaks mitte ainult keskkonnakaitse, vaid ka inimelu väärikuse, oleviku ja tuleviku.

Enamik neist õigus- ja eetikakoodeksitest püüab tõmmata piiri, mis eraldab terapeutilist – võitlust haigustega ja võitlust tervise parandamise eest. elukvaliteet inimestest – ideoloogilisest, esteetilisest või poliitilisest. Ilmselgelt erinevad need õigussätted vastavalt iga riigi õigusraamistikule.

Kuid sellised toimingud nagu kloonimine Pärilike tunnuste toomine genoomi ja embrüo otsene töötlemine muudel kui rangelt meditsiinilistel eesmärkidel on keelatud ning seda peetakse inimgenoomi ülddeklaratsiooni sätete kohaselt ebamoraalseks ja inimkonna jaoks riskantseks. inimõigused (ÜRO) ja Rahvusvahelise Bioeetikakomitee poolt UNESCO.

Sellegipoolest on kuulda hääli, mis nõuavad, et need mitmepoolsed organisatsioonid annaksid selles küsimuses tugevama ja selgesõnalisema avalduse, eriti pärast seda, kui Hiinas sündisid 2012. aastal kaks esimest kaksikutest tüdrukut, kellel ei olnud tänu rakendusele igasugust HIV-viirusesse nakatumise ohtu. CRISPR-meetodi kasutamine nende embrüodes on täiesti ebaseaduslik. See tähendab, et kaks esimest geneetiliselt muudetud inimest.