• Що таке генетичні маніпуляції?
• Види генетичних маніпуляцій
• Приклади генетичних маніпуляцій
• Переваги та недоліки генетичних маніпуляцій
• Етичні аспекти генетичних маніпуляцій
• Правові аспекти генетичних маніпуляцій

Ми пояснюємо, що таке генетична маніпуляція, її переваги, недоліки та етичні аспекти. Також приклади сьогодні.

Генетичні маніпуляції додають, змінюють або видаляють гени.

Що таке генетичні маніпуляції?

Це відоме як генетична маніпуляція або генна інженерія техніки та науково-технологічні процедури, що дозволяють людина модифікувати або рекомбінувати ДНК і інші нуклеїнові кислоти з живі істоти, з метою отримання форм життя, які задовольняють певні потреби. Для цього їх додають, змінюють або усувають гени з генетичний код живих істот, також називається генетичним редагуванням.

Зміна людського генетичного змісту живих істот відбувалася від початку цивілізації. За допомогою таких процесів, як одомашнення та селекційне розведення, людина застосовує а штучний відбір на долю різних порід собак, худоби чи харчових рослин.

Однак вони вважаються непрямими формами генетичних змін, які сильно відрізняються від тих, які доступні в лабораторії завдяки біохімії І все ж таки генетика, чиє втручання в геном є прямим.

Прямі генетичні маніпуляції виникли у 20 столітті завдяки розвитку біохімії та генетики, а саме завдяки відкриттю в 1968 р. ферменти рестрикція (рестрикційна ендонуклеаза), вид білок здатний розпізнавати конкретні сегменти генетичного коду і «розрізати» ДНК у певний момент.

Цей висновок швейцарського біохіміка Вернера Арбера (1929-) пізніше був розроблений і вдосконалений американцями Гамільтоном Смітом (1931-) і Даніелом Натансом (1928-1999).

Завдяки цьому в 1973 році американські біохіміки Стенлі Н. Коен і Герберт В. Бойер зробили перший історичний крок у генетичній маніпуляції з індивідуумом: розрізали молекулу ДНК на частини, рекомбінували шматочки, а потім ввели її в бактерію. кишкова паличка, який продовжував нормально розмножуватися.

Сьогодні існують різні методи генної інженерії, такі як ампліфікація ДНК, секвенування та рекомбінація, полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР), плазмоцитоз, молекулярне клонування або блокування генів тощо. Таким чином, можна змінити певні сегменти або конкретні речовини в глибинному біохімічному функціонуванні живої істоти, будучи в змозі «запрограмувати» її на виконання завдань або наділити певними характеристиками.

Очевидно, що цей тип знання включає важливу етичну дилему, оскільки зміни, внесені в геном, згодом успадковуються нащадкам живих істот і, отже, зберігаються у виді.

Генна інженерія може зробити види рослин більш стійкими до шкідників, наприклад, або мишей з вродженими захворюваннями для медичних експериментів або навіть лікування невиліковних захворювань; а також розробити хвороби для можливої ​​бактеріологічної війни.

Види генетичних маніпуляцій

Основними формами генетичних маніпуляцій сьогодні є:

• Секвенування ДНК. Воно передбачає застосування різних біохімічних методів і технік молекула ДНК живої істоти, щоб визначити, яка специфічна послідовність нуклеотидів (аденін, гуанін, тимін і цитозин), яка її складається, є ключем до розшифровки природного «програмування» біохімічних процесів, що відбуваються протягом життя. . Секвенування ДНК є колосальним завданням, оскільки воно включає величезну кількість інформації, навіть у разі мікроскопічні істотиАле сьогодні це можна зробити швидко завдяки комп’ютеризації.
• Рекомбінантна ДНК. Ця техніка полягає в генерації штучної молекули ДНК за допомогою методів в пробірці, а потім ввести його в a організм і оцінити їх роботу. Зазвичай це здійснюється шляхом вилучення певної інформації з живої істоти та включення її в іншу, що дозволяє отримувати специфічні білки (для медичних чи фармакологічних цілей), отримувати вакцини або покращувати економічні показники харчових видів.
• Полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР). Також званий ПЛР, за його абревіатурою англійською мовою, це методика ампліфікації ДНК, розроблена в 1986 році, яка полягає в отриманні численних копій «шаблонної» молекули ДНК із серії ферментів, які називаються полімеразами. Цей метод в даний час використовується в дуже різних областях, таких як ідентифікація ДНК у судово-медичних дослідженнях або генетична ідентифікація патогенів (вірус Ю бактерії) нових захворювань.
• CRISPR. Його ім'я є акронімом англійською (згруповані короткі паліндромні повтори з регулярними проміжками) згрупованих і регулярно розташованих між собою коротких паліндромних повторів, так називається здатність бактерій вбудовувати в свій геном частину ДНК вірусів, які їх інфікували, успадковуючи від своїх нащадків здатність розпізнавати ДНК, що вторгається, і бути здатними щоб захистити себе в майбутньому. Іншими словами, це частина імунної системи прокаріоти. Але з 2013 року цей механізм використовується як засіб генетичної маніпуляції, використовуючи переваги методу, за допомогою якого бактерії «розрізають» і «приклеюють» свою власну ДНК, щоб включити нову інформацію, використовуючи фермент під назвою Cas9.

Приклади генетичних маніпуляцій

Генетичні маніпуляції дозволяють створювати продукти, які краще витримують плин часу.

Деякі приклади застосування генної інженерії сьогодні:

• Генна терапія. Використовується для боротьби з генетичними захворюваннями, цей тип терапії полягає в заміні дефектного сегмента ДНК людини на здорову копію, таким чином запобігаючи розвитку вроджених захворювань.
• Штучне отримання білків. Фармацевтична промисловість отримує багато своїх білків і речовин для медичного використання завдяки генетичній зміні бактерій і дріжджі (гриби), Як Saccharomyces cerevisiae. Ці живі істоти генетично «запрограмовані» на вироблення величезної кількості органічних сполук, таких як людська хітиназа або людський проінсулін.
• Отримання «покращених» видів тварин. Для того, щоб боротися з голодом або просто максимізувати виробництво певних їжа Овочі або тварини, геном великої рогатої худоби, свиней або навіть їстівної риби були змінені, щоб вони давали більше молока або просто росли швидше.
• Насіння трансгенна їжа". Подібно до попереднього, фруктові, овочеві або овочеві рослини були генетично змінені, щоб зробити їх більш прибутковим і максимізувати їхнє виробництво: культури, які краще витримують посуху, які захищаються від шкідників, які дають більші плоди або з меншою кількістю насіння, або просто фрукти, які дозрівають повільніше і тому мають більш тривалий період для транспортування до споживача без шкоди для нього.
• Отримання рекомбінантних вакцин. Багато сучасних вакцин, як-от та, яка захищає нас від гепатиту В, отримують за допомогою методів генетичної маніпуляції, за допомогою яких генетичний вміст збудника змінюється, щоб перешкодити або запобігти його розмноженню, так що вони не можуть викликати захворювання, але можуть дозволити імунна система підготувати захист від майбутніх справжніх інфекцій. Це також дає можливість виділити конкретні гени для введення в організм Тіло людини і таким чином набувають імунітету проти різних захворювань.

Переваги та недоліки генетичних маніпуляцій

Як ми бачили, завдяки глибокому розумінню ключових механізмів життя генна інженерія дозволяє виконувати немислимі раніше завдання. Таким чином, серед його переваг можна виділити:

• Масове і швидке отримання необхідних біохімічних речовин, здатних боротися з хворобами і покращувати Здоров'я з людяність. Це стосується як ліків, так і вакцин та інших сполук.
• Можливість значного покращення харчова промисловість і боротися з голодом і недоїданням у світі за допомогою культур, які є більш стійкими до клімату або які дають більші та поживніші плоди.
• Можливість «виправити» генетичні дефекти, які викликають захворювання, шляхом специфічного редагування генів.

Однак до його недоліків можна віднести:

• Вони включають етичні та моральні дилеми, які змушують нас переосмислити місце людини в порядку речей, оскільки помилка в генетичних маніпуляціях може знищити цілий вид або призвести до екологічної катастрофи.
• «Покращені» види конкурують з перевагою над природними видами, так що починають їх замінювати, збіднюючи генетичну різноманітність виду, оскільки, наприклад, одне й те саме покращене насіння використовується для посівів у різних географіях світу.
• Довгостроковий ефект споживання генетично модифікованих продуктів на людську популяцію невідомий, тому згодом все ще можуть виникнути непередбачувані ускладнення.

Етичні аспекти генетичних маніпуляцій

Генетичні маніпуляції можуть мати непередбачені наслідки для людей та інших видів.

Як і всі наукові вправи, генетичні маніпуляції аморальні, тобто вони мають як корисні, так і, можливо, шкідливі сили, залежно від того, як ми їх використовуємо. Це означає необхідну дискусію етичний щодо втручання людини в природу на таких глибоких і незворотних рівнях, які передаються в часі від одного покоління до іншого.

Одна з цих дилем пов’язана з межами втручання людини в біологічне функціонування видів. Повинний добробут людства або, що ще гірше, добробут харчової промисловості чи системи капіталіст світу, бути вище благополуччя видів тварин або рослин? Чи варто збіднювати генетичну спадщину єдиної відомої планети життя, виробляти більш прибуткові культури?

До цього слід додати можливість свідомо чи випадково породити нові види живих істот, особливо мікроорганізми. Наскільки ми впевнені, що ми не створюємо патогенів, здатних заподіяти страждання в усьому світі не лише людям, а й іншим видам?

Нарешті, є людський аспект. Наскільки ми повинні втручатися в наш власний геном як виду? Лікування захворювань і вроджених вад — похвальна мета, але така, яка заслуговує уважного розгляду, оскільки небезпечно близька до «вдосконалення» виду.

Останнє може принести численні незручності в майбутньому, від непередбачуваних хвороб, які передаються поколінням, до суспільств, заснованих на дискримінація генетика, як неодноразово застерігала наукова фантастика.

Правові аспекти генетичних маніпуляцій

Після розуміння етичної дилеми, яку представляє генна інженерія, стає зрозуміло, що існує потреба в конкретній правовій базі з цього питання, яка забезпечує не лише захист навколишнього середовища, а й гідність людського життя, сьогодення та майбутнього.

Більшість із цих правових та етичних кодексів прагне провести межу, що розділяє терапевтичне – боротьбу з хворобами та боротьбу за покращення здоров’я. Якість життя народу - ідеологічного, естетичного чи політичного. Очевидно, що ці законодавчі положення відрізняються залежно від правової бази кожної країни.

Однак такі дії, як клонування Внесення спадкових ознак у геном і безпосереднє лікування ембріона в інших цілях, ніж суворо медичні цілі, заборонені та вважаються аморальними та ризикованими для людства, відповідно до положень Загальної декларації про геном людини. права людини (ООН), а також Міжнародним комітетом з біоетики ЮНЕСКО.

Незважаючи на це, є голоси, які вимагають, щоб ці багатосторонні організації зробили більш сильні та чіткі заяви з цього приводу, особливо після того, як перші дві дівчинки-близнюки народилися в Китаї в 2012 році без будь-якого ризику зараження вірусом ВІЛ, завдяки додатку. -повністю незаконні- методу CRISPR у їхніх ембріонах. Тобто перших двох генетично відредагованих людей.