Obsah
- Genetické inžinierstvo: základný proces
- Etika genetického inžinierstva: Prehľad
- Genetické inžinierstvo: sociálne dôsledky
- Spoločné aplikácie genetického inžinierstva
- CRISPR a úprava génov
- Rôzne etické vplyvy genetického inžinierstva
Genetické inžinierstvo, ktoré sa tiež nazýva genetická modifikácia a prechádza aj celým radom ďalších identifikátorov, je účelná manipulácia s deoxyribonukleovou kyselinou (DNA) s cieľom zmeniť gény organizmov pomocou laboratórnych techník.
Zahŕňa to klonovanie génovalebo reprodukciu veľkého množstva kópií špecifickej sekvencie DNA, ktorá má genetický kód pre špecifický proteínový produkt.
Akonáhle je požadovaný genetický materiál izolovaný od svojej pôvodnej DNA, musí sa zaviesť do reťazca existujúcej DNA z iného zdroja, aby mohol vykonávať svoju funkciu.
Tento reťazec „zmiešanej“ DNA sa nazýva rekombinantná DNA, V podstate "štepená" DNA využíva bunkové mašinérie prostredia, do ktorého bola zavedená, a klonovaný gén je exprimovaný (to znamená, že je syntetizovaný proteín, ktorý kóduje) v hybridnom vlákne DNA.
Nástup molekulárnej bunkovej biológie čoskoro ustúpil zavŕšeniu a dokončeniu projektu Projekt ľudského genómu, Od začiatku „nového tisícročia“ ľudstvo pochopilo aplikovanú genetiku a nástroje, ktoré majú vedci po celom svete k dispozícii.
Avšak so zvýšenými možnosťami v oblastiach, ako je klonovanie, prichádzajú väčšie zodpovednosti vzhľadom na to, čo je v stávke budúcich generácií. Aké sú etické problémy s touto technológiou a aký je stav etiky v genetickom inžinierstve ako disciplíne?
Genetické inžinierstvo: základný proces
Príklad genetickej alterácie aplikovanej na mikróby poskytuje dobrý prehľad o všeobecnom procese DNA inžinierstva.
Po prvé, ak máte na starosti takýto projekt, váš inžiniersky tím musí nájsť gén, ktorý stojí za zosilnenie - inými slovami, replikáciu - alebo začlenenie do nového organizmu.
Napríklad, čo keby ste mohli dať žabám schopnosť žiariť v tme? Na tento účel by ste mali najskôr identifikovať iný organizmus, ktorý má túto vlastnosť, a potom určiť presnú sekvenciu DNA alebo gén, ktorý im dáva túto schopnosť, napríklad kódovaním fotoluminiscenčného proteínu.
Potom sa musíte rozhodnúť, kam v géne bude cieľová DNA (t. J. Žaba). Musíte tiež nájsť vektor, aby ste dostali gén do cieľa. Vektor je časť DNA, do ktorej sa môže vložiť gén na prenos do organizmu príjemcu. Tento vektor často pochádza z baktérií alebo kvasiniek.
Budete tiež musieť nájsť vhodné reštrikčné endonukleázy, ktoré sú enzýmami, ktoré vyrezávajú krátke (štyri až osem báz) segmentov DNA, takže na svoje miesto je možné vložiť iné dĺžky DNA. Nakoniec sa cieľová a vektorová DNA zmiešajú v prítomnosti DNA ligáza, enzým, ktorý ich spája za vzniku rekombinantnej DNA.
Celkovo je proces veľmi jednoduchý, prinajmenšom z teoretického hľadiska.
Etika genetického inžinierstva: Prehľad
Genetické inžinierstvo je akýkoľvek proces, pri ktorom je gén manipulovaný, zmenený, odstránený alebo upravený tak, aby zosilnil, zmenil alebo upravil určitú charakteristiku organizmu. Inými slovami, zahŕňa veľmi širokú škálu jedinečných chemických zmien, vzhľadom na počet znakov dostupných na manipuláciu s eukaryotickými organizmami (zvieratá, rastliny a huby).
Náprotivky eukaryotov v živom svete, prokaryoty, sú takmer všetky jednobunkové a majú pomerne malé množstvo DNA. Ako by ste mohli očakávať, z technického hľadiska je oveľa ľahšie manipulovať s genómom (súčet všetkých DNA v chromozómoch organizmov) s baktériami, ako je to napríklad s kozou.
Súčasne sa však výskum genetického inžinierstva o baktériách, okrem toho, že bol skutočne uskutočniteľný v prvých dňoch genetickej modifikácie, vyhýbal prakticky všetkým etickým problémom, pretože nikto sa nezaujímal o blaho baktérií.
Rýchly prístup dňa, kedy bude možné replikovať celé ľudské bytosti, však vedie k mnohým čerstvým etickým diskusiám vo vedeckej komunite i mimo nej.
Genetické inžinierstvo: sociálne dôsledky
Zatiaľ čo genetické inžinierstvo má použitia, ktoré sú pre spoločnosť prospešné, určité aplikácie môžu vyvolať etické obavy, najmä pokiaľ ide o práva zvierat a ľudských práv.
Napríklad, zatiaľ čo osamelý príklad žabky žiara v tme bol myslený žartom, je pravda, že skutočné vytvorenie takéhoto zvieraťa by bolo spojené s etickými otázkami. Napríklad, prečo urobiť zviera náchylnejším na nočné dravce tým, že ho ľahšie vidíte?
Na konci prvého desaťročia 21. storočia už bioetici, sociológovia, antropológovia a ďalší pozorovatelia zvažovali problémy, ktoré museli ešte len úplne zaostať kvôli praktickým alebo technologickým prekážkam, pri ktorých sa očakávalo, že upadnú na vedľajšiu koľaj ako genetické strojárstvo sa stalo vyspelejším a vylepšeným.
Mnohé z nich bolo celkom ľahké si predstaviť (napr. Klonovanie ľudí); iné boli oveľa jemnejšie. Málokto má samozrejme jednoduché alebo jednoznačné odpovede.
Niektoré z následkov schopnosti testovať, oveľa menej napodobňujúce určité gény, nie sú ľahko konfrontované. Napríklad, ak vám lekárska veda dovolila určiť, či dieťa, ktoré ste práve počali a je teraz vo vašom partnerskom partnerskom zväzku alebo má vaše dieťa, nesie gén pre smrteľnú chorobu, ako by ste mohli reagovať?
Zmenilo by sa niečo z choroby, ktorá sa objavila neskôr v živote? Cítili by ste etickú zodpovednosť povedať dieťaťu počas jeho života, ak tehotenstvo viedlo k živému narodeniu zjavne zdravého dieťaťa?
Spoločné aplikácie genetického inžinierstva
Ľudia majú často sklon hovoriť o genetickom inžinierstve, akoby to bol koncept budúcnosti. Ale v skutočnosti je už tu a hlboko zakorenený v mnohých každodenných aplikáciách. Výsledkom je, že etické hádanky sú už na svete.
Poľnohospodárstvo: Človek nemusí byť špičkovým spravodajstvom, aby si bol vedomý pokračujúcej diskusie týkajúcej sa geneticky modifikovaných potravín. často nazývané GMO (pre "geneticky modifikované organizmy"). Samotné úplné spracovanie tejto témy by si vyžadovalo aspoň niekoľko článkov, pokiaľ bude táto téma.
Umelý výber (šľachtenie): Genetická manipulácia rozmnožovania zvierat počas moderných dejín človeka si tradične nevyžaduje cielené mikrobiologické techniky. Selektívne šľachtenie medzi psami, ktorých doplnok DNA pre určité vlastnosti bol už mnoho generácií mapovaný, je však jednou z foriem genetického inžinierstva na úrovni organizmu.
Génová terapia: Genetické inžinierstvo umožňuje dodávanie funkčných génov pacientom, ktorých vlastná DNA tieto gény nezahŕňa. V časti Zdroje nájdete článok o štúdii využívajúcej túto techniku pri Parkinsonovej chorobe, neurodegeneratívnej poruche, ktorá postihuje asi pol milióna Američanov.
klonovanie: Toto sa vo všeobecnosti týka zhotovenia presnej kópie reťazca DNA, ale môže sa tiež použiť na klonovanie (tj duplikovanie) celého organizmu.
Farmaceutický priemysel: Genetická modifikácia sa môže použiť na vytvorenie prokaryotických mikroorganizmov, ktoré môžu vyrábať chemikálie (napr. Proteíny alebo hormóny) na výrobu liekov alebo ošetrení pre ľudský prospech. Využíva sa tým veľmi krátky čas generácie (to znamená rýchlosť reprodukcie) väčšiny baktérií.
CRISPR a úprava génov
Možno najvýraznejším problémom v oblasti genetického inžinierstva, ktorý prevyšuje dokonca aj GMO potraviny, je vznik CRISPR, čo znamená Clustered regularly janterspaced sHort palindromic repeats.
Tieto krátke sekvencie DNA z baktérií sa môžu použiť na vytvorenie zodpovedajúcich sekvencií RNA a pomocou enzýmu nazývaného Cas9 sa môžu použiť na „prepašovanie“ sekvencií DNA do ľudského genómu alebo na odstránenie ďalších. Preto sa pojem „génová editácia“ často vyskytuje v diskusiách o CRISPR.
Skutočným dôsledkom CRISPR je, že postup sa môže použiť nielen na úpravu a manipuláciu s génmi ľudí ako takých, ale s ľudskými embryami, čo umožňuje možnosť „značkových detí“. To by mohlo mať za následok „výrobu“ iba určitých typov ľudí (napr. Tých, ktorí majú špecifickú farbu očí, etnický profil, úroveň inteligencie, celkový vzhľad a silu atď.). Aj keď každý chce silné a zdravé batoľatá, využíva biotechnológiu na to, aby sa tam eticky dostal?
Rovnako ako v prípade každej novej technológie nie je možné poznať dlhodobý vplyv zmeny DNA niektorých (alebo akýchkoľvek organizmov) týmto spôsobom.
Teda, okrem obáv z „hrania na Boha“ a prekročenia hraníc, ktoré niektorí ľudia cítia, že ich príroda prirodzene zaviedla, existujú aj praktické zdravotné problémy: Geneticky upravené organizmy vyrobené pomocou objavov ako CRISPR vyzerajú skvele, keď sú úplne nové, ale ako budú stojí základné testy času?
Rôzne etické vplyvy genetického inžinierstva
Dopad na poľnohospodárstvo: Genetická modifikácia určitých rastlín (a patenty na tieto rastliny) znamená, že poľnohospodári, ktorí tieto semená nepoužívajú, s väčšou pravdepodobnosťou prestanú fungovať. Tiež, ak sú ich semená náhodne krížené s patentovanými semenami, môžu byť žrebované, aj keď to bolo jednoducho kvôli životnému prostrediu alebo nevyhnutnému krížovému opeleniu.
Mnoho z týchto rastlín je rezistentných na herbicídy používané na ničenie burín a konkurenčných rastlín, ale niektoré z týchto herbicídov sú pre človeka toxické, čo predstavuje ďalší etický problém.
Rastliny GMO môžu tiež ovplyvniť prírodný ekosystém prenosom týchto nových génov do iných rastlín; dlhodobý vplyv na životné prostredie zatiaľ nie je známy.
Práva zvierat: Niektoré formy genetického inžinierstva sa na ich tvári javia ako porušovanie práv zvierat. Hospodárske zvieratá, ako sú kurčatá, sa často vyvíjajú tak, aby pestovali väčšie prsia, čo spôsobuje, že existujúce a živé bolesti sú bolestivé a takmer nemožné. Tieto modifikácie zlepšujú mäso pre ľudí, ale nepochybne zvyšujú život zvierat.
Ťažko to zmieriť „etickým“ správaním v mysli každého, kto pripisuje dôležitosť myšlienke vnímajúcich bytostí podstupujúcich zbytočné utrpenie.
Skôr sa šľachtenie spomínalo ako forma genetického inžinierstva. Šľachtenie psov je jednou z oblastí, v ktorej boli riziká tohto postupu dobre zverejnené, hoci šľachtenie psov je stále populárne. Chovatelia sa často pokúšajú používať geneticky obmedzené vzorky na výrobu „čistokrvných“ línií (a opäť je umelý výber formou genetického inžinierstva, ktorá vychádza z rovnakých vývojových princípov, aké robí prirodzený výber).
Tieto zvieratá sú často postihnuté zdravotnými problémami, najmä kvôli zachovaniu škodlivých génov, ktoré by prirodzene vypadli z populácie, ale pretrvávajú kvôli chovu psov.
Eliminácia „zlých“ génov: Základným lákadlom genetického inžinierstva pre mnohých ľudí nie je to, že by mohlo vytvoriť niečo super, ale že by mohlo odstrániť niečo, čo už je tu, ale nechcené. CRISPR a súvisiace technológie by mohli viesť k schopnosti vymazať škodlivé gény alebo, chladnejšie, zbaviť ľudí alebo organizmov génmi, ktoré vedú k chronickým ochoreniam alebo ktoré vedú k duševným chorobám.
Je to etické? Čo ak tieto povrchne „zlé“ gény skutočne slúžia dobrému účelu, ako napríklad gén kosáčikovitých buniek, ktorý poskytuje vo svojej heterozygotnej forme a často poskytujú ochranu pred maláriou? Nie je nesprávne chcieť sa „zbaviť“ duševných chorôb, ale nápad eliminácie ľudí, ktorí by mohli vypracovať duševné choroby neskôr, ale dnes sú bez toho, by mali ochladiť krv ktoréhokoľvek občana.
A aj keby bolo isté, že u niektorých ľudí sa vyvinú hrozné duševné choroby, znamená to, že takýmto ľuďom, ktorí nikdy nepožiadali o žiadnu DNA a nemajú ruky pri spôsobovaní problémov vo svojich vlastných genómoch, by sa mala zamietnuť šanca. v živote? Kto sú etici, ktorí zastupujú osoby zaslané nehodami pri narodení do veľmi problémových životov?
Zmeny v genetickej diverzite: Eliminácia „zlých génov“ a výber iba pre „dobré vlastnosti“ by mohli mať za následok, že rastliny, zvieratá a ľudia sú príliš geneticky podobní. Vďaka tomu sú ľudia a iné organizmy zraniteľnejšie voči chorobám a riziku choroby, ktorá vylučuje väčšie časti populácie. Zasahuje tiež prirodzený výber, vývojové procesy a populačná genetika, z ktorých všetky, aj keď pomaly a niekedy nemotorne, majú tendenciu robiť primeranú prácu, aby udržiavali biosféru v poriadku.