نحن نعلم أن التكنولوجيا تتقدم أكثر فأكثر بسرعة فائقة. في عالم الأحياء وعلم الوراثة ، الأمر كذلك أيضًا. في هذه الحالة ، كثير من الناس لا يعرفون ما هو كريسبر ولا ما هو. إنها تقنية تحرير جيني ، باختصار ، مسؤولة عن قص ولصق جينات الأشخاص. تم اكتشافه منذ فترة طويلة وهو يؤتي ثماره الأولى في علاج وتجميل الأمراض والعلل المختلفة.
في هذه المقالة سوف نخبرك ما هي كريسبر ، وما هي خصائصها ولماذا يتم استخدام هذا النوع من التكنولوجيا في مجال علم الوراثة وعلم الأحياء.
ما هو كريسبر
كريسبر هو اختصار للتكرار المتناوب القصير المتباعد بشكل منتظم. هذه آلية تستخدمها البكتيريا للدفاع عن نفسها ضد الفيروسات والعناصر الجينية المتنقلة الأخرى التي تحاول غزو خلاياها.
طريقة عمل كريسبر مثيرة جدًا للاهتمام. في المقام الأول، تدمج البكتيريا شظايا من الحمض النووي للفيروسات في الحمض النووي الخاص بها ، كنوع من "الذاكرة المناعية". تسمى هذه الشظايا الفواصل. بعد ذلك ، عندما يحاول الفيروس إصابة خلية بكتيرية ، تنتج البكتيريا الحمض النووي الريبي التوجيهي الذي يرتبط بمركب بروتيني يسمى كاس ، والذي يقطع الحمض النووي للفيروس ويدمره. يتم إنشاء دليل الحمض النووي الريبي من المعلومات الموجودة في الفواصل ، مما يسمح للبكتيريا "بتذكر" الفيروسات التي سبق أن واجهتها.
تم استخدام هذا الشكل من أشكال الدفاع المناعي البكتيري لتطوير أدوات دقيقة للغاية لتعديل الجينات. التقنية الأكثر شيوعًا هي تقنية CRISPR-Cas9، والذي يستخدم نسخة معدلة من بروتين Cas9 لقطع الحمض النووي في موقع معين. يمكن بعد ذلك إجراء تغييرات على الحمض النووي ، مثل إضافة أو حذف الجينات أو تصحيح الطفرات.
مزايا تقنية كريسبر
الميزة العظيمة لتقنية كريسبر هي دقتها. يمكن تصميم الدليل RNA لربط تسلسل DNA معين ، مما يعني أن التحرير يتم فقط في الموقع المطلوب. علاوة على ذلك ، فإن هذه التقنية أسرع وأرخص بكثير من تقنيات تحرير الجينات السابقة.
على الرغم من أن تقنية CRISPR واعدة جدًا ، إلا أنها تثير أيضًا أسئلة تتعلق بالأخلاق والسلامة. يمكن استخدام التعديل الجيني لعلاج الأمراض الوراثية ، ولكن يمكن استخدامها أيضًا لإنشاء أطفال "مخصصين" أو لإجراء تغييرات في خط الجراثيم التي تنتقل إلى الأجيال القادمة. بالإضافة إلى ذلك ، قد يكون لأخطاء التحرير عواقب غير متوقعة ، مثل السرطان أو أمراض أخرى. يناقشها كثير من الناس على أنها أكثر من مجرد "لعب دور الله".
تحرير الجينات
في الطبيعة ، تمتلك الكائنات الحية معلومات وراثية تتحكم في نموها. التحرير الجيني هو مجموعة من التقنيات التي يمكن استخدامها لتغيير الحمض النووي للكائن الحي لأغراض مختلفة. من المهم ملاحظة أن التحرير يختلف عن التعديل الجيني. بادئ ذي بدء ، لا يتم استخدام الحمض النووي من الأنواع الأخرى ، كما هو الحال في التعديل.
علم الوراثة الحيوية ، المعروف أيضًا باسم الهندسة الوراثية ، هو تخصص يجمع بين علم الأحياء وعلم الوراثة. تطبيقه في مجال التكنولوجيا الحيوية. التحرير الجيني هو عملية يتم من خلالها الكشف عن قطعة الحمض النووي التي تريد العمل على أساسها، تمت إزالته واستبداله بجزء جديد آخر. قد يحدث أيضًا أنه بمجرد استخراج الأجزاء المتضاربة ، تتولى الآلية الخلوية السيطرة وتصلح التسلسل نفسه. باستخدام هذه التقنيات ، يمكن للعلماء إضافة أو إزالة أو تغيير الحمض النووي حسب الحاجة لتحقيق الأهداف المرجوة.
وبالتالي ، فإن كريسبر هي تقنية مبتكرة لتحرير الجينات تعتمد على قدرة بروتينات كاس على شق الحمض النووي في وجود التعرف المناسب على الحمض النووي الريبي. نظرًا لأنه يمكن تصنيع الحمض النووي الريبي في المختبر ، فإن إمكانيات التحرير لا حدود لها تقريبًا.
الاستخدامات الرئيسية
تُستخدم تقنية كريسبر لإدخال تغييرات على الجينوم بدقة متناهية. في تطبيقه الرئيسي لدينا ما يلي:
- التطبيقات الطبية، كتجارب للقضاء على فيروس نقص المناعة البشرية أو لعلاج أمراض مثل الحثل العضلي الدوشيني أو مرض هنتنغتون أو التوحد أو الشيخوخة المبكرة أو التليف الكيسي أو السرطان السلبي الثلاثي أو متلازمة أنجلمان. يحاول البحث أيضًا تحديد ما إذا كان يمكن استخدامه كاختبار تشخيصي لاكتشاف
- يكافح الأمراض المعدية التي تنتقل عن طريق الحشراتمثل الملاريا أو زيكا أو حمى الضنك أو الشيكونغونيا أو الحمى الصفراء.
- التكنولوجيا الحيوية النباتية. يمكن استخدام تقنية كريسبر لإنتاج أصناف نباتية أكثر تكيفًا مع البيئة ومقاومة للجفاف أو الآفات. يمكن تعديل الخصائص الحسية ، بما في ذلك الخصائص الفيزيائية والكيميائية ، لجعلها أكثر ملاءمة للاستهلاك البشري.
في تكنولوجيا الحيوانات ، يمكن استخدامه لإدخال تحسينات على الأنواع ، على سبيل المثال لإنشاء قطعان مقاومة للأمراض النموذجية. حاليًا ، لا توجد تقنيات كريسبر معتمدة لعلاج الأمراض التي يسببها جين واحد يمكن نظريًا علاجه من خلال هذا التعديل الجيني. لهذا السبب ، تعد التطبيقات الطبية نظرية أكثر من كونها مجالًا عمليًا ولها حاليًا أساس تجريبي.
كريسبر وأخلاقيات علم الأحياء
تقدم تقنية كريسبر لتحرير الجينات العديد من التحديات المتعلقة بأخلاقيات البيولوجيا. على الرغم من أن التطبيقات الرئيسية إيجابية ، يمكن التغلب على بعض العقبات في إتاحة هذه التكنولوجيا الفعالة من حيث التكلفة للجميع.
أما بالنسبة لتطبيقات تحرير الجينات في الصناعة الأولية والزراعة والثروة الحيوانية ، فهي إيجابية طالما أنها تهدف إلى أن تكون مفيدة للبشر. بالطبع ، من الضروري تحليل كل حالة على حدة. على سبيل المثال ، يعد التلاعب بأنواع النباتات لجعلها مقاومة للآفات ذا أهمية كبيرة للإنسان.
من ناحية أخرى ، إذا أخذنا في الاعتبار التدخلات في النظم البيئية ، يجب أن نكون أكثر حذراً ، لأن أي تغيير غير متوقع قد يؤدي إلى مشاكل خطيرة أو لا يمكن السيطرة عليها.
من حيث التطبيقات الطبية ، يتطلب استخدام تقنية تعديل الجينات في البشر ضمانات أمنية عالية جدًا ، ويمكن استخدامه فقط للأمراض التي لا يوجد علاج فعال لها حاليًا ، أو للأمراض التي لها حاليًا آثار جانبية كبيرة. أخيرًا ، التحرير الجيني للجنين غير مبرر من وجهة نظر علمية أو أخلاقية.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد حول ماهية كريسبر وخصائصه.