Kandungan
- Kejuruteraan Genetik: Proses Asas
- Etika Kejuruteraan Genetik: Gambaran Keseluruhan
- Kejuruteraan Genetik: Perkembangan Sosial
- Aplikasi Umum Kejuruteraan Genetik
- CRISPR dan Pengeditan Gen
- Pelbagai Kesan Etika Kejuruteraan Genetik
Kejuruteraan genetik, juga dikenali sebagai pengubahsuaian genetik dan pergi dengan beberapa pengenalpastian longgar yang lain, adalah manipulasi yang berorientasi asid deoksiribonukleik (DNA) untuk mengubah gen organisma menggunakan teknik makmal.
Ia melibatkan pengklonan gen, atau pembiakan pelbagai salinan jujukan DNA tertentu yang memegang kod genetik untuk produk protein tertentu.
Sebaik sahaja bahan genetik yang menarik telah diasingkan dari DNA induknya, ia mesti diperkenalkan ke dalam satu helai DNA sedia ada dari sumber yang berbeza untuk melaksanakan fungsinya.
Strand DNA "bercampur" ini dipanggil DNA rekombinan. Pada asasnya, DNA "dicantumkan" menggunakan jentera selular alam sekitar yang telah diperkenalkan, dan gen klon dikata (iaitu, kod proteinnya disintesis) dalam helai DNA hibrid.
Kemunculan biologi sel molekul tidak lama lagi memberi jalan kepada usaha dan penyempurnaan Projek Genom Manusia. Sejak permulaan "milenium baru", pemahaman manusia terhadap genetik yang digunakan, dan alat-alat yang melupuskan penyelidik di seluruh dunia, telah berkembang secara dramatik.
Tetapi dengan peningkatan kemungkinan dalam bidang seperti pengklonan datang tanggungjawab meningkat, memandangkan apa yang dipertaruhkan untuk generasi akan datang. Apakah isu etika dengan teknologi ini, dan apakah keadaan etika dalam kejuruteraan genetik sebagai disiplin?
Kejuruteraan Genetik: Proses Asas
Satu contoh pengubahan genetik seperti yang digunakan untuk mikrob memberikan gambaran yang baik tentang proses kejuruteraan DNA umum.
Pertama, jika anda bertanggungjawab terhadap projek sedemikian, pasukan kejuruteraan anda perlu mencari gen yang menguatkan - dengan kata lain, mereplikasi - atau memasukkan ke dalam organisma baru.
Sebagai contoh, bagaimana jika anda boleh memberi katak tertentu keupayaan untuk bersinar dalam kegelapan? Untuk ini, anda perlu terlebih dahulu mengenal pasti organisme lain yang mempunyai sifat ini dan kemudian menentukan urutan DNA yang tepat, atau gen, yang memberikan keupayaan ini, seperti dengan pengekodan protein photoluminescent.
Anda perlu menentukan di mana pada sasaran DNA (iaitu, katak) gen akan pergi. Anda juga perlu mencari vektor untuk mendapatkan gen tersebut kepada sasaran. Sebuah vektor adalah sekeping DNA yang mana gen dapat dimasukkan untuk pemindahan ke organisme penerima. Selalunya, vektor ini berasal dari bakteria atau ragi.
Anda juga perlu mencari yang sesuai endonucleases sekatan, iaitu enzim yang memotong segmen DNA (empat hingga lapan pangkal) pendek supaya panjang DNA lain boleh dimasukkan ke dalam tempatnya. Akhir sekali, sasaran dan vektor DNA dicampur dengan kehadiran Ligase DNA, enzim yang menghubungkan mereka bersama untuk menghasilkan DNA rekombinan.
Keseluruhannya, prosesnya sangat mudah, sekurang-kurangnya dari segi teori.
Etika Kejuruteraan Genetik: Gambaran Keseluruhan
Kejuruteraan genetik adalah sebarang proses di mana gen dimanipulasi, diubah, dihapuskan atau diselaraskan untuk menguatkan, mengubah atau menyesuaikan ciri tertentu organisma. Dalam erti kata lain, ia merangkumi pelbagai pengubahsuaian kimia yang unik, memandangkan bilangan ciri yang tersedia untuk manipulasi dalam organisma eukariotik (haiwan, tumbuh-tumbuhan dan kulat).
Para eukariota di dunia yang hidup, prokariota, hampir semua bersel satu dan mempunyai jumlah DNA yang agak kecil. Seperti yang anda jangkakan, lebih mudah dari segi teknikal untuk memanipulasi genom (jumlah semua DNA dalam kromosom organisma) daripada bakteria daripada yang mengatakan, seekor kambing.
Tetapi pada masa yang sama, penyelidikan kejuruteraan genetik terhadap bakteria, sebagai tambahan kepada semua yang benar-benar sesuai pada zaman awal pengubahsuaian genetik, juga mengelakkan hampir semua isu etika kerana tidak ada yang prihatin terhadap kesejahteraan bakteria.
Tetapi pendekatan pesat hari apabila ia mungkin untuk meniru seluruh manusia mendorong semua perdebatan etika segar dalam komuniti saintifik dan seterusnya.
Kejuruteraan Genetik: Perkembangan Sosial
Walaupun kejuruteraan genetik mempunyai kegunaan yang seimbang, bermanfaat kepada masyarakat, aplikasi tertentu dapat menimbulkan kebimbangan etika, terutama dengan haiwan dan hak asasi manusia.
Contohnya, contohnya katak yang terang-terangan yang terang-terangan itu dimaksudkan sebagai perbualan, memang benar bahawa sebenarnya mencipta haiwan itu akan dipenuhi dengan isu-isu etika. Sebagai contoh, kenapa membuat haiwan lebih mudah terdedah kepada pemangsa waktu malam dengan menjadikannya lebih mudah untuk dilihat?
Menjelang akhir dekad pertama abad ke-21, ahli bioetika, ahli sosiologi, ahli antropologi dan pemerhati lain telah menimbang tentang isu-isu yang belum sepenuhnya membelenggu mereka disebabkan oleh halangan praktikal atau teknologi yang dijangka jatuh di pinggir jalan sebagai genetik kejuruteraan menjadi lebih canggih dan halus.
Kebanyakannya agak mudah dibayangkan (mis., Pengklonan manusia); yang lain lebih halus. Tidak semestinya, ada jawapan mudah atau pasti.
Beberapa kesan yang dapat diuji, kurang meniru, gen tertentu tidak mudah dihadapi. Sebagai contoh, jika sains perubatan membenarkan anda untuk menentukan sama ada anak yang anda baru saja mengandung dan kini berada di dalam rahim anda atau pasangan anda membawa gen untuk penyakit maut, bagaimana mungkin anda bertindak balas?
Adakah ia mengubah apa-apa penyakit yang ada pada masa akan datang dalam hidup? Adakah anda merasakan tanggungjawab etika untuk memberitahu kanak-kanak semasa hidupnya jika kehamilan itu menghasilkan kelahiran bayi secara langsung yang sihat?
Aplikasi Umum Kejuruteraan Genetik
Orang sering cenderung untuk bercakap tentang kejuruteraan genetik seolah-olah ia satu-satunya konsep masa depan. Tetapi sebenarnya, ia sudah ada di sini dan sangat berakar dalam beberapa aplikasi setiap hari. Akibatnya, kewujudan etika sudah ada di dunia.
Pertanian: Kita tidak perlu menjadi peminat berita mewah untuk menyedari kontroversi yang berterusan yang melibatkan makanan diubahsuai secara genetik. sering dipanggil GMOs (untuk "organisma diubahsuai secara genetik"). Rawatan penuh topik ini sahaja akan memerlukan beberapa artikel sekurang-kurangnya selama ini.
Pemilihan tiruan (pembiakan): Manipulasi genetik pembiakan haiwan sepanjang sejarah manusia moden tidak secara tradisional memerlukan teknik mikrobiologi yang difokuskan. Walau bagaimanapun, pembiakan selektif antara anjing yang pelengkap DNA untuk ciri-ciri tertentu telah dipetakan untuk pelbagai generasi adalah satu bentuk kejuruteraan genetik organisme.
Terapi gen: Kejuruteraan genetik membolehkan penghantaran gen kerja kepada pesakit yang DNAnya tidak termasuk gen ini. Lihat Sumber untuk artikel mengenai kajian yang menggunakan teknik ini dalam penyakit Parkinson, gangguan neurodegeneratif yang mempengaruhi kira-kira setengah juta rakyat Amerika.
Pengklonan: Ini secara amnya merujuk kepada membuat salinan tepat sehelai DNA, tetapi ia juga boleh digunakan untuk mengklon (iaitu, pendua) seluruh organisma.
Industri farmaseutikal: Pengubahsuaian genetik boleh digunakan untuk menghasilkan mikroorganisma prokariotik yang boleh membuat bahan kimia (mis., Protein atau hormon) untuk membuat ubat atau rawatan untuk faedah manusia. Ini mengambil kesempatan daripada masa penjanaan yang sangat pendek (iaitu, kadar pembiakan) kebanyakan bakteria.
CRISPR dan Pengeditan Gen
Mungkin isu yang paling menarik dalam bidang kejuruteraan genetik, melebihi makanan GMO, adalah kemunculan CRISPR, yang bermaksud cmerosot rsecara mendadak interspaced short palindromic repeats.
Susunan DNA pendek dari bakteria dapat digunakan untuk membuat urutan RNA yang sesuai dan, dengan bantuan enzim yang dipanggil Cas9, dapat digunakan untuk "menyelinap" urutan DNA ke dalam genom manusia atau mengeluarkan orang lain. Oleh itu istilah "pengeditan gen" sering dilihat dalam perbincangan mengenai CRISPR.
Implikasi nyata CRISPR adalah prosedur ini dapat digunakan bukan hanya untuk menyesuaikan dan memanipulasi gen manusia per se, tetapi dari embrio manusia, yang memungkinkan kemungkinan "bayi perancang". Ini boleh menghasilkan "pembuatan" hanya jenis orang tertentu (contohnya, mereka yang mempunyai warna mata tertentu, profil etnik, tahap kecerdasan, penampilan dan kekuatan keseluruhan, dan sebagainya). Walaupun semua orang mahu bayi yang kuat, sihat, menggunakan bioteknologi untuk mendapatkan etika?
Juga, seperti mana-mana teknologi baru, tidak mungkin untuk mengetahui kesan jangka panjang menukar beberapa jenis (atau mana-mana organisma) DNA dengan cara ini.
Oleh itu, sebagai tambahan kepada keprihatinan mengenai "bermain Allah" dan melampaui batas-batas yang ada, orang merasa sifatnya secara semulajadi diletakkan, ada kebimbangan kesihatan praktikal: Organisma yang direkayasa secara genetik yang menggunakan penemuan seperti CRISPR kelihatan hebat ketika mereka baru, tetapi bagaimana mereka berdiri ujian asas masa?
Pelbagai Kesan Etika Kejuruteraan Genetik
Kesan pertanian: Pengubahsuaian genetik tumbuhan tertentu (dan paten untuk tumbuhan itu) bermakna bahawa petani tidak menggunakan benih itu lebih cenderung keluar dari perniagaan. Juga, jika benih mereka secara tidak sengaja dilepaskan dengan benih yang dipatenkan, mereka boleh dituduh, walaupun ia hanya disebabkan oleh alam sekitar atau penyebaran silang yang tidak dapat dielakkan.
Kebanyakan tumbuh-tumbuhan ini tahan kepada racun herba yang digunakan untuk membunuh rumpai dan tumbuh-tumbuhan yang bersaing, tetapi sesetengah herbisida ini juga toksik kepada manusia, memperkenalkan satu lagi isu etika.
Tumbuhan GMO juga boleh memberi kesan kepada ekosistem semulajadi dengan memindahkan gen baru ini kepada tumbuhan lain; Impak jangka panjang terhadap alam sekitar belum diketahui.
Hak asasi haiwan: Bentuk kejuruteraan genetik tertentu muncul di muka mereka sebagai pelanggaran hak asasi manusia. Haiwan ternakan seperti ayam sering direkayasa untuk mengembangkan payudara yang lebih besar, yang menjadikan kehidupan yang ada dan hidup menyakitkan dan hampir mustahil. Jenis pengubahsuaian ini menjadikan daging lebih baik untuk pengguna manusia, tetapi tanpa disangkal lagi menambah kesukaran dan kesakitan kepada kehidupan haiwan.
Adalah sukar untuk menguasai ini dengan tingkah laku "beretika" dalam minda sesiapa sahaja yang memperuntukkan kepentingan kepada idea makhluk hidup yang menjalani penderitaan yang tidak perlu.
Terdahulu, pembiakan telah disebut sebagai satu bentuk kejuruteraan genetik. Pembiakan anjing adalah salah satu kawasan di mana bahaya amalan ini telah dipublikasikan dengan baik, walaupun pembiakan anjing tetap menjadi popular. Peladang sering cuba menggunakan spesimen genetik terhad untuk membuat garis "purebred" (dan sekali lagi, pemilihan tiruan adalah satu bentuk kejuruteraan genetik, menggambarkan prinsip-prinsip evolusi yang sama yang pemilihan semulajadi).
Haiwan ini sering dilanda masalah kesihatan, terutamanya kerana pemuliharaan gen berbahaya yang akan secara semula jadi jatuh dari populasi tetapi berterusan kerana pembiakan anjing.
Menghapus gen "buruk": Daya tarikan asas kejuruteraan genetik untuk ramai orang bukanlah kerana ia boleh mencipta sesuatu yang super, tetapi ia dapat menghapuskan sesuatu yang sudah ada di sini tetapi tidak diinginkan. CRISPR dan teknologi yang berkaitan boleh membawa kepada kebolehan menghapuskan gen yang berbahaya atau, dengan lebih kerap, menghilangkan orang atau organisma dengan gen yang membawa kepada penyakit kronik atau yang membawa kepada penyakit mental.
Adakah ini beretika? Bagaimana jika gen ini "jahat" sebenarnya berfungsi dengan baik, seperti gen sel "sabit" dalam bentuk heterozigotnya, sering menawarkan perlindungan terhadap malaria? Tidak salahnya mahu "menyingkirkan" penyakit mental, tetapi idea untuk menghapuskan orang yang mungkin membangunkan penyakit mental kemudian tetapi bebas daripadanya hari ini harus menanam darah setiap warganegara.
Dan walaupun mungkin diketahui dengan jelas bahawa sesetengah orang akan mengalami penyakit mental yang mengerikan, apakah itu bermakna bahawa orang-orang seperti ini, yang tidak pernah meminta sebarang DNA mereka dan tidak mempunyai masalah dalam genom mereka sendiri, harus dinafikan peluang pada hidup? Siapa etika yang mewakili mereka yang diletakkan oleh kemalangan kelahiran untuk kehidupan yang sangat bermasalah?
Perubahan dalam kepelbagaian genetik: Menghapuskan "gen yang buruk" dan memilih hanya untuk "sifat yang baik" boleh menyebabkan tumbuh-tumbuhan, haiwan dan orang yang terlalu genetik. Ini menjadikan manusia dan organisma lain yang lebih terdedah kepada penyakit dan risiko penyakit yang melampaui populasi yang lebih besar. Ia juga mengganggu pilihan semulajadi, proses evolusi dan genetik penduduk, yang semuanya perlahan-lahan dan kadang-kadang berkepala, cenderung melakukan pekerjaan yang mencukupi untuk menjaga biosfera dengan teratur.