15.1: Genetik Mühendisliği Nedir?
Genel bakış
Genetik mühendisliği, bir organizmanın DNA'sını değiştirerek yeni, arzu edilen özellikler getirme sürecidir. Bakterilerden bitki ve hayvanlara kadar pek çok organizma, akademik, tıbbi, tarımsal ve endüstriyel amaçlarla genetik olarak modifiye edilmiştir. Genetik mühendisliğinin kesin yararları olsa da, etik kaygılar insanları ve gıda tedarikimizi değiştirerek çevreler.
Bilim Adamları Kasıtlı Olarak Bir Organizmanın Genomunu Değiştirebilir
Genetik mühendislik mümkündür, çünkü genetik kod-bilginin DNA tarafından kodlandığı şekilde-ve DNA'nın yapısı tüm yaşam formları arasında evrenseldir. Sonuç olarak, bir organizmanın genetik kodu çeşitli şekillerde değiştirilebilir.
Nükleotit dizisi CRISPR/Cas9 sistemi gibi teknikler kullanılarak seçici olarak düzenlenebilir. "Moleküler makas" olarak bilinen CRISPR/Cas9 sistemi, genetik bilgilerin düzenlenmesi için birlikte tercih edilen doğuştan gelen, prokaryotik bir immün yanıttır.
Bir gen de bir "nakavt" oluşturmak için bir organizmadan kaldırılabilir, ya da gen hedefleme denilen bir süreç yoluyla bir "knockin oluşturmak için tanıtıldı,". Bu yöntem, endojen bir geni değiştirmek için uzatılmış bir bölgeyi benzer dizilerle paylaşan DNA molekülleri arasındaki genetik değişim olan homolog rekombinasyona dayanır.
Bilim adamları ayrıca bir organizmadan bir geni başka bir organizmanın genomuna ekleyerek transgenik bir organizmayla sonuçlanabilirler. Genellikle, farklı kaynaklardan birleştirilen DNA'ya rekombinant DNA denir. Dna'yı alan organizma genetiği değiştirilmiş bir organizma veya GDO olarak kabul edilir.
Genetik Mühendisliği İnsan Sağlığı nı ve Refahını Etkiler
Genom düzenleme önemli ölçüde bilimsel araştırma, tarım, sanayi ve tıp etkilemiştir. Moleküler biyoloji araştırmaları genellikle gen fonksiyon ve ekspresyonu incelemek için bakteri ve virüslere transgenler-yabancı genler ekler. Bakteriler genetik olarak yapılan ilk organizmalardı. Bilim adamları şeker hastalığı olan insanlar tarafından kullanılan sentetik insülin üretmek için insan insülin geni tanıttı.
Gen terapisi adı verilen bir teknik, kodlettiği proteinin hücrelerinde ifade edilebilmeleri için yeni bir genin bir kişiye eklenmesini sağlar. Gen tedavisi bazı ciddi ve tedavi edilemez genetik hastalıklar için bir tedavi veya tedavi sağlar. Bilim adamları hücreleri barındırmak için yeni genler sunmak için virüsleri modifiye. Bu özelleştirilmiş virüsler hastalıklı hücreleri enfekte edebilir ve kusurlu bir genin doğru bir kopyasını yerleştirerek Şiddetli Kombine İmmün Yetmezlik (SCID) gibi insan bozukluklarını tedavi edebilir.
Birçok gen terapisi tedavisi değiştirilmiş virüsler kullanmak rağmen, CRISPR / Cas9 sistemi giderek daha popüler bir teknik haline gelmiştir. CRISPR/Cas9 sistemi, CAS9 adlı bir enzim olan "moleküler makas"ı genomdaki belirli bölgelere yönlendirmek için CRISPR olarak bilinen rna dizileri adlı bir kılavuz kullanarak DNA'yı keser. Bilim adamları bu moleküler aracı genetik materyal eklemek, kaldırmak veya değiştirmek için kullanırlar. CRISPR/Cas9 fare modellerinde Duchenne musküler distrofi, Hepatit B, katarakt ve kardiyovasküler hastalıklardan sorumlu genlerdeki hataları düzeltmek için kullanılmıştır.
Genetik mühendisliği hastalıklar için yeni tedaviler verebilir iken, aynı zamanda diğer pratik amaçlar için kullanılabilir. Endüstriyel kullanım için sütlerinde örümcek ipeki üreten transgenik keçiler geliştirilmiştir. Tarımda, bazı bitkiler genetik olarak besin içeriği ve haşere direnci gibi özellikleri geliştirmek için değiştirilmiştir. Genetik mühendisliğindeki son ve gelecekteki gelişmeler büyük olasılıkla hem insan sağlığını hem de refahı etkilemeye devam edecektir.
Genetik Mühendisliğine İlişkin Etik Kaygılar
Genetik mühendisliğinin büyük bir potansiyeli var, ama çizgiyi nereye çekeceğiz? Bilim adamları ve toplum bu soruya cevap vermelidir. İnsan genomu düzenleme, özellikle germline hücrelerinde, önemli bir etik endişe kaynağıdır. Çoğu gen terapisi somatik hücreleri değiştirir, bu yüzden genetik değişiklikler sadece bireyi etkiler. Bir kişinin germline değişiklikler, ancak, aynı zamanda yavruları tarafından miras vardır.
2018'de bir bilim adamı, CRISPR ile genetiği değiştirilmiş ilk bebekleri yarattığı iddiasıyla dünyayı şok etti. İncelenmemiş bir germline mutasyonu getirerek ikiz kız bebeklerini HIV'e karşı dirençli hale getirmeye çalıştı. Onun eylemleri öfke ve endişe bilim adamları ve halk bu insanlık için ne anlama geldiğini ile boğuştu olarak yol açtı. Bunun kızların sağlığını, gelecekteki yavrularını veya nüfusu nasıl etkileyeceği belirsizliğini koruyor.
Başka bir endişe gıda arzını artırmak için yabancı genetik malzeme kullanımıdır. Bitkiler en yaygın genetiği değiştirilmiş gıda kaynağıdır, 28 ülke dünya çapında yaklaşık 450 milyon dönüm lük GDO'lu ürün yetiştirmektedir. Artan dünya nüfusu için gıda arzını güvence altına almak için muazzam bir potansiyel olmakla birlikte, GDO'lu eleştirmenlerin endişelerini gidermek için bilimsel açıdan sağlam, uzun vadeli çalışmalara ihtiyaç vardır.