Zawartość
- Inżynieria genetyczna: proces podstawowy
- Etyka inżynierii genetycznej: przegląd
- Inżynieria genetyczna: społeczne konsekwencje
- Typowe zastosowania inżynierii genetycznej
- CRISPR i edycja genów
- Różne etyczne skutki inżynierii genetycznej
Inżynieria genetyczna, zwana także modyfikacją genetyczną, a także szereg innych luźnych identyfikatorów, to celowa manipulacja kwasem dezoksyrybonukleinowym (DNA) w celu zmiany genów organizmów przy użyciu technik laboratoryjnych.
To wymaga klonowanie genówlub reprodukcja wielu kopii określonej sekwencji DNA, która zawiera kod genetyczny dla określonego produktu białkowego.
Po wyizolowaniu interesującego materiału genetycznego z jego macierzystego DNA, należy wprowadzić go do nici istniejącego DNA z innego źródła, aby mógł on pełnić swoją funkcję.
Ta nić „mieszanego” DNA jest nazywana rekombinowany DNA. Zasadniczo „przeszczepiony” DNA wykorzystuje maszynerię komórkową środowiska, w którym został wprowadzony, a sklonowany gen ulega ekspresji (to znaczy białko, które koduje, jest syntetyzowane) w hybrydowej nici DNA.
Pojawienie się biologii komórek molekularnych wkrótce ustąpiło miejsca przedsięwzięciu i zakończeniu projektu Projekt genomu człowieka. Od samego początku „nowego tysiąclecia” ludzkość zrozumiała genetykę stosowaną oraz narzędzia, którymi dysponują naukowcy z całego świata, dramatycznie się rozkwitła.
Jednak wraz ze wzrostem możliwości w takich obszarach, jak klonowanie, wzrasta odpowiedzialność, biorąc pod uwagę stawkę przyszłych pokoleń. Jakie są problemy etyczne związane z tą technologią i jaki jest stan etyki w inżynierii genetycznej jako dyscyplinie?
Inżynieria genetyczna: proces podstawowy
Przykład zmiany genetycznej zastosowanej w przypadku drobnoustrojów daje dobry przegląd ogólnego procesu inżynierii DNA.
Po pierwsze, jeśli kierujesz takim projektem, Twój zespół inżynierów musi znaleźć gen warty wzmocnienia - innymi słowy, replikacji - lub włączenia do nowego organizmu.
Na przykład, co byś dał niektórym żabom zdolność świecenia w ciemności? W tym celu należy najpierw zidentyfikować inny organizm posiadający tę cechę, a następnie określić dokładną sekwencję DNA lub gen, który nadaje tę zdolność, na przykład przez kodowanie białka fotoluminescencyjnego.
Następnie musisz zdecydować, gdzie w docelowym DNA (tj. Żabie) pójdzie gen. Musisz także znaleźć wektor, aby doprowadzić gen do celu. Wektor to kawałek DNA, do którego gen można wstawić w celu przeniesienia do organizmu biorcy. Często ten wektor pochodzi z bakterii lub drożdży.
Musisz także znaleźć odpowiedni endonukleazy restrykcyjne, które są enzymami, które wycinają krótkie (cztery do ośmiu zasad) segmenty DNA, aby na ich miejsce można było wstawić inne długości DNA. Na koniec DNA docelowy i wektorowy miesza się w obecności Ligaza DNA, enzym, który łączy je ze sobą w celu wytworzenia rekombinowanego DNA.
Ogólnie proces jest bardzo prosty, przynajmniej z teoretycznego punktu widzenia.
Etyka inżynierii genetycznej: przegląd
Inżynieria genetyczna to każdy proces, w którym gen jest manipulowany, zmieniany, usuwany lub dostosowywany w celu amplifikacji, zmiany lub dostosowania określonej cechy organizmu. Innymi słowy, obejmuje on bardzo szeroki zakres unikatowych zmian chemicznych, biorąc pod uwagę liczbę cech dostępnych do manipulacji w organizmach eukariotycznych (zwierzęta, rośliny i grzyby).
Odpowiedniki eukariotów w świecie żywym, prokarioty, są prawie wszystkie jednokomórkowe i mają stosunkowo niewielką ilość DNA. Jak można się spodziewać, z technicznego punktu widzenia znacznie łatwiej jest manipulować genomem (sumą całego DNA w chromosomach organizmów) bakterii niż, powiedzmy, kozła.
Ale jednocześnie badania inżynierii genetycznej nad bakteriami, oprócz tego, że były naprawdę wykonalne we wczesnych dniach modyfikacji genetycznej, pozwoliły również uniknąć praktycznie wszystkich problemów etycznych, ponieważ nikt nie troszczył się o dobrostan bakterii.
Ale szybkie podejście dnia, w którym będzie można powielać całe istoty ludzkie, pobudza wszelkie świeże debaty etyczne w środowisku naukowym i poza nim.
Inżynieria genetyczna: społeczne konsekwencje
Podczas gdy inżynieria genetyczna ma zastosowania, które są zrównoważone, korzystne dla społeczeństwa, niektóre zastosowania mogą budzić obawy etyczne, szczególnie w odniesieniu do praw zwierząt i praw człowieka.
Na przykład, choć beztroski przykład świecącej w ciemności żaby miał być żartem, prawdą jest, że stworzenie takiego zwierzęcia byłoby obarczone problemami etycznymi. Na przykład, dlaczego zwiększać podatność zwierzęcia na nocne drapieżniki, ułatwiając ich widzenie?
Pod koniec pierwszej dekady XXI wieku bioetycy, socjologowie, antropologowie i inni obserwatorzy zastanawiali się już nad kwestiami, które nie zostały jeszcze całkowicie pochylone ze względu na praktyczne lub technologiczne bariery, które miały zniknąć jako genetyczne inżynieria stała się bardziej zaawansowana i dopracowana.
Wiele z nich było dość łatwych do wyobrażenia (np. Klonowanie ludzi); inne były znacznie bardziej subtelne. Oczywiście niewielu ma łatwe lub jednoznaczne odpowiedzi.
Niektóre z konsekwencji testowania, a tym bardziej naśladowania niektórych genów, nie są łatwe do konfrontacji. Na przykład, jeśli wiedza medyczna pozwoliła ci ustalić, czy dziecko, które właśnie poczęłaś i znajduje się teraz w macicy twojego lub twoich partnerów, ma gen powodujący śmiertelną chorobę, jak możesz zareagować?
Czy to zmieni cokolwiek z choroby, która pojawiła się w późniejszym życiu? Czy czułbyś się etycznie zobowiązany do powiedzenia dziecku w ciągu swojego życia, czy ciąża doprowadziła do urodzenia na pozór zdrowego dziecka?
Typowe zastosowania inżynierii genetycznej
Ludzie często skłaniają się do mówienia o inżynierii genetycznej, jak gdyby była to koncepcja przyszłościowa. Ale w rzeczywistości jest już głęboko zakorzeniony w wielu codziennych zastosowaniach. W rezultacie na świecie pojawiają się już problemy etyczne.
Rolniczy: Nie trzeba być ćpunem z wyższej półki, aby mieć świadomość ciągłych kontrowersji dotyczących żywności modyfikowanej genetycznie. często nazywany GMO (dla „organizmów zmodyfikowanych genetycznie”). Samo pełne potraktowanie tego tematu wymagałoby kilku artykułów, przynajmniej tak długo, jak ten jeden.
Sztuczna selekcja (hodowla): Genetyczna manipulacja reprodukcją zwierząt w całej współczesnej historii ludzkości tradycyjnie nie wymagała ukierunkowanych technik mikrobiologicznych. Jednak selektywna hodowla między psami, których uzupełnienie DNA dla niektórych cech było mapowane od wielu pokoleń, jest formą inżynierii genetycznej na poziomie organizmu.
Terapia genowa: Inżynieria genetyczna pozwala na dostarczenie genów roboczych pacjentom, których własne DNA nie zawiera tych genów. Zobacz Zasoby w artykule na temat badań wykorzystujących tę technikę w chorobie Parkinsona, zaburzeniu neurodegeneracyjnym, które dotyka około pół miliona Amerykanów.
Klonowanie: Ogólnie odnosi się to do wykonania dokładnej kopii nici DNA, ale można jej również użyć do klonowania (czyli duplikowania) całego organizmu.
Przemysł farmaceutyczny: Modyfikację genetyczną można wykorzystać do stworzenia prokariotycznych mikroorganizmów, które mogą wytwarzać chemikalia (np. Białka lub hormony) do wytwarzania leków lub terapii dla korzyści człowieka. Wykorzystuje to bardzo krótki czas generacji (tj. Tempo rozmnażania) większości bakterii.
CRISPR i edycja genów
Być może najbardziej zbliżającym się problemem w dziedzinie inżynierii genetycznej, przewyższającym nawet żywność GMO, jest pojawienie się CRISPR, co oznacza dopożądane rszczególnie janterspaced short palindromiczny repeats.
Te krótkie sekwencje DNA z bakterii można wykorzystać do stworzenia odpowiednich sekwencji RNA, a przy pomocy enzymu o nazwie Cas9 można wykorzystać do „wkradania się” sekwencji DNA do ludzkiego genomu lub usuwania innych. Dlatego termin „edycja genów” często pojawia się w trakcie dyskusji na temat CRISPR.
Prawdziwą implikacją CRISPR jest to, że procedura może być stosowana nie tylko w celu dostosowania i manipulowania genami ludzi per se, ale także ludzkich embrionów, umożliwiając „designerskie dzieci”. Może to skutkować „produkcją” tylko niektórych rodzajów ludzi (np. Osób o określonym kolorze oczu, profilu etnicznym, poziomie inteligencji, ogólnym wyglądzie i sile itd.). Chociaż wszyscy chcą silnych, zdrowych dzieci, czy za pomocą biotechnologii docierają tam etycznie?
Podobnie jak w przypadku każdej nowej technologii, nie jest możliwe poznanie długoterminowego wpływu zmiany czyjegoś (lub jakiegokolwiek organizmu) DNA w ten sposób.
Tak więc, oprócz obaw związanych z „graniem w Boga” i przekraczaniem granic, które niektórzy ludzie uważają, że natura naturalnie wprowadziła, istnieją praktyczne obawy dotyczące zdrowia: Organizmy genetycznie zmodyfikowane przy użyciu odkryć takich jak CRISPR wyglądają świetnie, gdy są zupełnie nowe, ale jak to zrobią wytrzymać podstawowe testy czasu?
Różne etyczne skutki inżynierii genetycznej
Wpływ na rolnictwo: Genetyczna modyfikacja niektórych roślin (i patenty na te rośliny) oznacza, że rolnicy nie używający tych nasion częściej nie prowadzą działalności. Ponadto, jeśli ich nasiona zostaną przypadkowo skrzyżowane z opatentowanymi nasionami, można je pozwać, nawet jeśli dzieje się tak ze względu na środowisko lub nieuniknione zapylenie krzyżowe.
Wiele z tych roślin jest odpornych na herbicydy stosowane do zabijania chwastów i roślin konkurencyjnych, ale niektóre te herbicydy są również toksyczne dla ludzi, co wprowadza kolejny problem etyczny.
Rośliny GMO mogą również wpływać na naturalny ekosystem, przenosząc te nowe geny na inne rośliny; długoterminowy wpływ na środowisko nie jest jeszcze znany.
Prawa zwierząt: Niektóre formy inżynierii genetycznej wyglądają na ich twarz jako naruszenia praw zwierząt. Zwierzęta hodowlane, takie jak kurczaki, są często projektowane tak, aby rosły większe piersi, co sprawia, że istniejące i żyjące bolesne i prawie niemożliwe. Tego rodzaju modyfikacje sprawiają, że mięso jest lepsze dla konsumentów, ale niewątpliwie dodaje trudności i bólu w życiu zwierząt.
Trudno to pogodzić z „etycznym” zachowaniem w umyśle każdego, kto przywiązuje wagę do idei czujących stworzeń poddawanych niepotrzebnemu cierpieniu.
Wcześniej hodowla była wymieniana jako forma inżynierii genetycznej. Hodowla psów jest jednym z obszarów, w którym zagrożenia związane z tą praktyką zostały dobrze nagłośnione, chociaż hodowla psów pozostaje popularna. Hodowcy często próbują wykorzystywać genetycznie ograniczone okazy do tworzenia linii „czystej krwi” (i znowu, sztuczna selekcja jest formą inżynierii genetycznej, opierając się na tych samych zasadach ewolucyjnych, co selekcja naturalna).
Zwierzęta te są często obciążone problemami zdrowotnymi, głównie z powodu zachowania szkodliwych genów, które naturalnie wypadłyby z populacji, ale przetrwałyby z powodu hodowli psów.
Eliminowanie „złych” genów: Podstawowym urokiem inżynierii genetycznej dla wielu ludzi nie jest to, że może stworzyć coś super, ale że może wyeliminować coś, co już tu jest, ale jest niepożądane. CRISPR i powiązane technologie mogą prowadzić do możliwości usuwania szkodliwych genów lub, co bardziej przerażające, pozbycia się ludzi lub organizmów z genami, które prowadzą do chorób przewlekłych lub chorób psychicznych.
Czy to etyczne? Co jeśli te „złe” geny faktycznie służą dobremu celowi, tak jak gen „sierpowatej komórki” w swojej heterozygotycznej formie, często oferując ochronę przed malarią? Nie jest niczym złym, aby „pozbyć się” choroby psychicznej, ale pomysł wyeliminowania ludzi, którzy mogą rozwijać się choroba psychiczna później, ale dziś wolna od niej, powinna ochłodzić krew każdego obywatela.
I nawet gdyby wiadomo było na pewno, że niektórzy ludzie zachorowaliby na straszliwą chorobę psychiczną, czy to oznacza, że takim ludziom, którzy nigdy nie prosili o swoje DNA i nie mają żadnej ręki w powodowaniu problemów we własnych genomach, należy odmówić szansy w życiu? Kim są etycy reprezentujący osoby skazane przez wypadki urodzenia na bardzo niespokojne życie?
Zmiany w różnorodności genetycznej: Wyeliminowanie „złych genów” i wybranie tylko „dobrych cech” może spowodować, że rośliny, zwierzęta i ludzie będą zbyt genetycznie podobne. To sprawia, że ludzie i inne organizmy są bardziej podatne na choroby i ryzyko zachorowania na większe połacie populacji. To także przeszkadza naturalna selekcja, procesy ewolucyjne i genetyka populacyjna, z których wszystkie, choć powoli, a czasem niezgrabnie, starają się odpowiednio wykonać porządek w biosferze.