• Kas yra genetinė manipuliacija?
• Genetinės manipuliacijos rūšys
• Genetinės manipuliacijos pavyzdžiai
• Genetinės manipuliacijos privalumai ir trūkumai
• Etiniai genetinės manipuliacijos aspektai
• Teisiniai genetinės manipuliacijos aspektai

Aiškinamės, kas yra genetinė manipuliacija, jos privalumai, trūkumai ir etiniai aspektai. Taip pat šiandieniniai pavyzdžiai.

Genetinė manipuliacija prideda, pakeičia arba pašalina genus.

Kas yra genetinė manipuliacija?

Tai žinoma kaip genetinė manipuliacija arba genų inžinerija technikos ir mokslines-technologines procedūras, kurios leidžia zmogus modifikuoti arba iš naujo sujungti DNR ir kiti nukleino rūgštys iš gyvi sutvėrimai, su tikslu įgyti tam tikrus poreikius tenkinančias gyvenimo formas. Norėdami tai padaryti, jie pridedami, keičiami arba pašalinami genai apie genetinis kodas gyvų būtybių, dar vadinamų genetiniu redagavimu.

Žmogus keičia gyvų būtybių genetinį turinį nuo civilizacijos pradžios. Vykdant tokius procesus kaip prijaukinimas ir selektyvus veisimas, žmogus pritaikomas a dirbtinė atranka įvairių veislių šunų, gyvulių ar maistinių augalų likimo.

Tačiau jos laikomos netiesioginėmis genetinių pakitimų formomis, kurios labai skiriasi nuo tų, kurios yra prieinamos laboratorijoje dėl biochemija Tačiau genetika, kurio įsikišimas į genomą yra tiesioginis.

Tiesioginė genetinė manipuliacija atsirado XX amžiuje dėl biochemijos ir genetikos pažangos, bet būtent dėl ​​to, kad 1968 m. fermentai restrikcijos (restrikcijos endonukleazė), tam tikros rūšies baltymas galintis atpažinti specifinius genetinio kodo segmentus ir tam tikrame taške „nupjauti“ DNR.

Šią šveicarų biochemiko Wernerio Arberio (1929–1929) atradimą vėliau sukūrė ir patobulino amerikiečiai Hamiltonas Smithas (1931–1931) ir Danielis Nathansas (1928–1999).

Dėl to 1973 metais amerikiečių biochemikai Stanley N. Cohenas ir Herbertas W. Boyeris žengė pirmąjį istorinį žingsnį genetinės manipuliacijos individu srityje: supjaustė DNR molekulę į gabalus, gabalėlius rekombinavo ir vėliau suleido į bakteriją. escherichia coli, kuris pradėjo daugintis įprastai.

Šiandien yra įvairių genų inžinerijos metodų, tokių kaip DNR amplifikacija, sekos nustatymas ir rekombinacija, polimerazės grandininė reakcija (PGR), plazmocitozė, molekulinis klonavimas ar genų blokavimas ir kt. Taigi gyvos būtybės giluminiame biocheminiame funkcionavime galima keisti konkrečius segmentus ar konkrečias medžiagas, sugebant ją „užprogramuoti“ atlikti užduotis arba suteikti jai tam tikras savybes.

Akivaizdu, kad tokio tipo žinios yra susijusios su svarbia etine dilema, nes genomo pakitimai vėliau paveldimi gyvų būtybių palikuonims ir todėl išlieka rūšyje.

Taikant genų inžineriją galima pasiekti, kad augalų rūšys būtų atsparesnės kenkėjams, pavyzdžiui, pelių, sergančių įgimtomis ligomis, medicininiams eksperimentams ar net nepagydomų ligų gydymui; bet ir sukurti ligas galimam bakteriologiniam karui.

Genetinės manipuliacijos rūšys

Pagrindinės genetinės manipuliacijos formos šiandien yra šios:

• DNR sekos nustatymas. Tai apima įvairių biocheminių metodų ir metodų taikymą molekulė gyvos būtybės DNR, siekiant nustatyti, kokia yra specifinė ją sudarančių nukleotidų (adenino, guanino, timino ir citozino) seka, kuri yra labai svarbi norint iššifruoti natūralų per gyvenimą vykstančių biocheminių procesų „programavimą“. . DNR sekos nustatymas yra didžiulė užduotis, nes ji apima daugybę informacijos, net ir tuo atveju mikroskopinės būtybėsTačiau šiandien tai galima padaryti greitai kompiuterizavimo dėka.
• Rekombinantinė DNR. Ši technika susideda iš dirbtinės DNR molekulės generavimo naudojant metodus in vitro, tada įšvirkškite į a organizmas ir įvertinti jų veiklą. Paprastai tai atliekama išgaunant tam tikrą informaciją iš gyvos būtybės ir įtraukiant ją į kitą, o tai leidžia gauti specifinių baltymų (medicinos ar farmakologiniams tikslams), gauti vakcinas arba pagerinti maisto rūšių ekonominius rodiklius.
• Polimerazės grandininė reakcija (PGR). Taip pat vadinamas PCR, kurio akronimas anglų kalba yra DNR amplifikacijos metodas, sukurtas 1986 m., kurį sudaro daugybės DNR „šablono“ molekulės kopijų gavimas iš fermentų, vadinamų polimerazėmis, serijos. Šis metodas šiuo metu taikomas labai įvairiose srityse, pavyzdžiui, DNR identifikavimui teismo medicinos tyrimuose arba genetiniam patogenų identifikavimui.virusas Y bakterijos) naujų ligų.
• CRISPR. Jo vardas yra akronimas anglų kalba (susitelkę reguliariai tarpais išdėstyti trumpi palindrominiai pasikartojimai) sugrupuotų ir reguliariai išdėstytų trumpų palindrominių pasikartojimų, taip vadinamas bakterijų gebėjimas į savo genomą įtraukti dalį jas užkrėtusių virusų DNR, paveldint iš savo palikuonių gebėjimą atpažinti įsiveržiančią DNR ir sugebėti. apsiginti būsimomis progomis. Kitaip tariant, tai yra imuninės sistemos dalis prokariotai. Tačiau nuo 2013 m. šis mechanizmas buvo naudojamas kaip genetinės manipuliacijos priemonė, pasinaudojant metodu, kuriuo bakterijos „supjausto“ ir „priklijuoja“ savo DNR, kad įtrauktų naują informaciją, naudodamos fermentą Cas9.

Genetinės manipuliacijos pavyzdžiai

Genetinės manipuliacijos leidžia sukurti maisto produktus, kurie geriau atlaiko laiką.

Kai kurie genų inžinerijos taikymo pavyzdžiai šiandien yra šie:

• Genų terapija. Naudojamas kovojant su genetinėmis ligomis, šis gydymo būdas susideda iš pažeisto individo DNR segmento pakeitimo sveika kopija, taip užkertant kelią įgimtų ligų vystymuisi.
• Dirbtinis baltymų gavimas. Farmacijos pramonė gauna daug baltymų ir medžiagų skirti naudoti medicinoje dėl genetinių bakterijų ir mielės (grybai), Kaip Saccharomyces cerevisiae. Šios gyvos būtybės yra genetiškai „užprogramuotos“ gaminti didžiulius kiekius organinių junginių, tokių kaip žmogaus chitinazė ar žmogaus proinsulinas.
• „Patobulintų“ gyvūnų rūšių gavimas. Siekiant kovoti su badu arba tiesiog padidinti tam tikrų produktų gamybą maistas Pakeistas daržovės ar gyvūnai, galvijų, kiaulių ar net valgomų žuvų genomas, kad jie duotų daugiau pieno ar tiesiog greičiau augtų.
• Sėklos transgeniniai maisto produktai". Panašiai kaip ir ankstesniame, vaisiai, daržovės ar daržovės buvo genetiškai modifikuoti, kad būtų daugiau pelninga ir maksimaliai padidinti jų produkciją: augalus, kurie geriau ištveria sausrą, kurie apsigina nuo kenkėjų, duoda didesnius vaisius arba turi mažiau sėklų, arba tiesiog vaisius, kurie lėčiau bręsta ir todėl ilgiau gali būti transportuojami vartotojui nepakenkdami sau.
• Rekombinantinių vakcinų gavimas. Daugelis dabartinių vakcinų, pavyzdžiui, ta, kuri apsaugo mus nuo hepatito B, yra gaunamos taikant genetinės manipuliacijos metodus, kai genetinis patogeno turinys pakeičiamas, kad būtų trukdoma jo daugintis arba užkirstas kelias jo daugintis, kad jos negalėtų sukelti ligos, bet gali leisti Imuninė sistema paruošti apsaugą nuo būsimų faktinių infekcijų. Tai taip pat leidžia išskirti specifinius genus, kuriuos reikia suleisti į kūnas žmogaus ir taip įgyja imunitetą įvairioms ligoms.

Genetinės manipuliacijos privalumai ir trūkumai

Kaip matėme, dėl gilaus pagrindinių gyvybės mechanizmų supratimo genų inžinerija leidžia atlikti anksčiau neįsivaizduojamas užduotis. Taigi tarp jo pranašumų galime išskirti:

• Masinis ir greitas pagrindinių biocheminių medžiagų, galinčių kovoti su ligomis ir pagerinti jų būklę, gavimas Sveikata iš žmogiškumas. Tai taikoma ir vaistams, ir vakcinoms, ir kitiems junginiams.
• Galimybė žymiai pagerinti maisto pramone ir kovoti su badu ir netinkama mityba pasaulyje per pasėlius, atsparesnius klimatui arba auginančius didesnius ir maistingesnius vaisius.
• Galimybė „ištaisyti“ genetinius defektus, sukeliančius ligas, naudojant specifinį genų redagavimą.

Tačiau jo trūkumai apima:

• Jos apima etines ir moralines dilemas, verčiančias permąstyti žmogaus vietą dalykų eilėje, nes genetinės manipuliacijos klaida gali sunaikinti visą rūšį arba sukelti ekologinę katastrofą.
• „Patobulintos“ rūšys konkuruoja pranašumu prieš natūralias rūšis, todėl pradeda jas pakeisti, skurdindamos genetinę rūšių įvairovę, nes, pavyzdžiui, tos pačios patobulintos sėklos naudojamos pasėliams įvairiose pasaulio geografijose.
• Ilgalaikis genetiškai modifikuotų maisto produktų vartojimo poveikis žmonių populiacijai nežinomas, todėl vėliau vis tiek gali kilti nenumatytų komplikacijų.

Etiniai genetinės manipuliacijos aspektai

Genetinė manipuliacija gali turėti nenumatytų pasekmių žmonėms ir kitoms rūšims.

Kaip ir visi moksliniai pratimai, genetinė manipuliacija yra amorali, tai yra, ji turi ir naudingų, ir galbūt žalingų galių, priklausomai nuo to, kaip jas panaudojame. Tai reiškia, kad reikia diskutuoti etiškas apie žmogaus įsikišimą į gamtą tokiais giliais ir negrįžtamais lygmenimis, kurie laikui bėgant perduodami iš kartos į kartą.

Viena iš šių dilemų yra susijusi su žmogaus kišimosi į biologinį rūšių funkcionavimą ribomis. Ar žmonijos gerovė arba, dar blogiau, maisto pramonės ar sistemos gerovė kapitalistas pasaulyje, būti aukščiau gyvūnų ar augalų rūšių gerovės? Ar verta nuskurdinti vienintelės žinomos planetos genetinį palikimą gyvenimą, užsiauginti pelningesnių pasėlių?

Prie to reikia pridėti galimybę sąmoningai ar netyčia atsirasti naujų gyvų būtybių rūšių, ypač mikroorganizmų. Ar esame tikri, kad nekuriame patogenų, galinčių sukelti kančių visame pasaulyje ne tik žmonėms, bet ir kitoms rūšims?

Galiausiai yra žmogiškasis aspektas. Kiek turėtume kištis į savo, kaip rūšies, genomą? Ligų ir įgimtų defektų gydymas – pagirtinas tikslas, tačiau vertas atidaus žvilgsnio, nes pavojingai arti rūšies „pagerėjimo“.

Pastaroji ateityje gali atnešti daug nepatogumų – nuo ​​nenuspėjamų ligų, kurios perduodamos į ateinančias kartas, iki visuomenės, pagrįstos diskriminacija genetika, kaip ne kartą perspėjo mokslinė fantastika.

Teisiniai genetinės manipuliacijos aspektai

Suvokus genų inžinerijos keliamą etinę dilemą, suprantama, kad šiuo klausimu reikia konkrečios teisinės bazės, kuri užtikrintų ne tik aplinkos apsaugą, bet ir žmogaus gyvybės – dabarties ir ateities – orumą.

Dauguma šių teisinių ir etinių kodeksų siekia nubrėžti ribą, skiriančią terapiją – kovą su ligomis ir kovą dėl sveikatos gerinimo. gyvenimo kokybė žmonių – ideologinių, estetinių ar politinių. Akivaizdu, kad šios teisinės nuostatos skiriasi priklausomai nuo kiekvienos šalies teisinės bazės.

Tačiau tokie veiksmai kaip klonavimas Paveldimų bruožų įtraukimas į genomą ir tiesioginis embriono gydymas kitais nei medicininiais tikslais yra draudžiamas ir yra laikomas amoralu bei rizikingu žmonijai pagal Visuotinės deklaracijos dėl žmogaus genomo nuostatas. Žmonių teisės (JT) ir Tarptautinis bioetikos komitetas UNESCO.

Nepaisant to, pasigirsta balsų, reikalaujančių, kad šios daugiašalės organizacijos pateiktų ryžtingesnį ir aiškesnį pareiškimą šiuo klausimu, ypač po to, kai 2012 m. Kinijoje gimė pirmosios dvi mergaitės dvynės, kurios dėl paraiškos neturi jokios rizikos užsikrėsti ŽIV virusu. CRISPR metodo naudojimas jų embrionuose yra visiškai neteisėtas. Tai yra, pirmieji du genetiškai redaguoti žmonės.