आम्हाला माहित आहे की तंत्रज्ञान झेप घेऊन अधिकाधिक प्रगती करत आहे. जीवशास्त्र आणि जनुकशास्त्राच्या जगातही असेच आहे. या प्रकरणात, अनेकांना माहित नाही CRISPR काय आहे किंवा ते कशासाठी आहे. हे एक अनुवांशिक संपादन तंत्र आहे ज्यामध्ये, थोडक्यात, लोकांचे जनुके कापून पेस्ट करणे समाविष्ट आहे. हे बऱ्याच काळापूर्वी शोधले गेले होते आणि विविध रोग आणि आजारांवर उपचार आणि प्लास्टिकमध्ये ते आधीच फळ देत आहे.
या लेखात, आम्ही तुम्हाला CRISPR म्हणजे काय, त्याची वैशिष्ट्ये काय आहेत आणि अनुवंशशास्त्र आणि जीवशास्त्रात या प्रकारच्या तंत्रज्ञानाचा वापर कसा केला जातो हे सांगू.
CRISPR म्हणजे काय
CRISPR हे क्लस्टरड रेग्युलरली इंटरस्पेस्ड शॉर्ट पॅलिंड्रोमिक रिपीट्सचे संक्षिप्त रूप आहे. ही एक यंत्रणा आहे जी जीवाणू त्यांच्या पेशींवर आक्रमण करण्याचा प्रयत्न करणार्या व्हायरस आणि इतर मोबाइल अनुवांशिक घटकांपासून स्वतःचा बचाव करण्यासाठी वापरतात.
CRISPR ची कार्यपद्धती अतिशय मनोरंजक आहे. सर्वप्रथम, जीवाणू विषाणूंच्या डीएनएचे तुकडे त्यांच्या स्वतःच्या डीएनएमध्ये समाविष्ट करतात, एक प्रकारची "इम्यूनोलॉजिकल मेमरी" म्हणून. या तुकड्यांना स्पेसर म्हणतात. पुढे, जेव्हा एखादा विषाणू एखाद्या जीवाणू पेशीला संक्रमित करण्याचा प्रयत्न करतो, तेव्हा जीवाणू मार्गदर्शक RNA तयार करतो जो Cas नावाच्या प्रोटीन कॉम्प्लेक्सला जोडतो, जो विषाणूचा DNA कापतो आणि नष्ट करतो. मार्गदर्शक RNA स्पेसरमध्ये असलेल्या माहितीवरून तयार केला जातो, ज्यामुळे बॅक्टेरियमला पूर्वी आलेले व्हायरस "लक्षात" ठेवता येतात.
जीवाणूंच्या रोगप्रतिकारक संरक्षणाचा हा प्रकार अत्यंत अचूक जनुक-संपादन साधने विकसित करण्यासाठी वापरला गेला आहे. सर्वात लोकप्रिय तंत्र CRISPR-Cas9 आहे, जे विशिष्ट ठिकाणी डीएनए कापण्यासाठी Cas9 प्रोटीनची सुधारित आवृत्ती वापरते. त्यानंतर डीएनएमध्ये बदल केले जाऊ शकतात, जसे की जीन्स जोडणे किंवा हटवणे किंवा उत्परिवर्तन दुरुस्त करणे.
CRISPR तंत्रज्ञानाचे फायदे
CRISPR तंत्रज्ञानाचा मोठा फायदा म्हणजे त्याची अचूकता. मार्गदर्शक RNA ची रचना विशिष्ट DNA क्रमाशी बांधून ठेवण्यासाठी केली जाऊ शकते, म्हणजे संपादन फक्त इच्छित ठिकाणी केले जाते. शिवाय, हे तंत्र पूर्वीच्या जनुक संपादन तंत्रांपेक्षा खूपच जलद आणि स्वस्त आहे.
जरी CRISPR तंत्रज्ञान खूप आशादायक असले तरी ते नैतिक आणि सुरक्षिततेचे प्रश्न देखील निर्माण करते. जनुक संपादनाचा उपयोग अनुवांशिक रोग बरा करण्यासाठी केला जाऊ शकतो, परंतु "सानुकूल" बाळ तयार करण्यासाठी देखील वापरले जाऊ शकते किंवा भविष्यातील पिढ्यांना हस्तांतरित केलेल्या जंतूच्या ओळीत बदल करणे. याव्यतिरिक्त, संपादनातील त्रुटींमुळे कर्करोग किंवा इतर रोगांसारखे अप्रत्याशित परिणाम होऊ शकतात. बरेच लोक फक्त "देव खेळणे" पेक्षा जास्त चर्चा करतात.
जनुक संपादन
निसर्गात, जीवांमध्ये अनुवांशिक माहिती असते जी त्यांची वाढ नियंत्रित करते. जीन संपादन हे तंत्रांचा एक गट आहे ज्याचा वापर वेगवेगळ्या उद्देशांसाठी एखाद्या जीवाचा डीएनए बदलण्यासाठी केला जाऊ शकतो. हे लक्षात घेणे महत्त्वाचे आहे की संपादन हे अनुवांशिक बदलासारखे नाही. सर्व प्रथम, इतर प्रजातींमधील डीएनए बदलाप्रमाणे वापरला जात नाही.
जैव अनुवंशशास्त्र, ज्याला अनुवांशिक अभियांत्रिकी असेही म्हणतात, हे एक असे शास्त्र आहे जे जीवशास्त्र आणि अनुवंशशास्त्र यांना एकत्र करते आणि जैवतंत्रज्ञानाच्या क्षेत्रात त्याचे उपयोग आहेत. जीन एडिटिंग ही एक प्रक्रिया आहे ज्याद्वारे डीएनएचा तुकडा ज्यावर तुम्ही कार्य करू इच्छिता तो शोधला जातो, काढून टाकला आणि नवीन भागाने बदलला. असेही होऊ शकते की, एकदा परस्परविरोधी तुकडे काढून टाकल्यानंतर, सेल्युलर यंत्रणा नियंत्रण घेते आणि क्रम स्वतः दुरुस्त करते. या तंत्रांद्वारे, शास्त्रज्ञ त्यांचे इच्छित उद्दिष्ट साध्य करण्यासाठी आवश्यकतेनुसार डीएनए जोडू, हटवू किंवा बदलू शकतात.
अशाप्रकारे, CRISPR हे एक अभिनव जनुक-संपादन तंत्रज्ञान आहे जे योग्य ओळख RNA च्या उपस्थितीत DNA क्लीव्ह करण्याच्या Cas प्रोटीनच्या क्षमतेवर अवलंबून असते. RNA ला प्रयोगशाळेत संश्लेषित करता येत असल्याने, संपादनाच्या शक्यता जवळजवळ अमर्याद आहेत.
मुख्य उपयोग
CRISPR तंत्रज्ञानाचा वापर जीनोममध्ये अत्यंत अचूकतेने बदल घडवून आणण्यासाठी केला जातो. त्याच्या मुख्य अनुप्रयोगात आमच्याकडे खालील गोष्टी आहेत:
- वैद्यकीय अनुप्रयोग, जसे की एचआयव्ही नष्ट करण्यासाठी किंवा डचेन मस्क्युलर डिस्ट्रोफी, हंटिंग्टन रोग, ऑटिझम, प्रोजेरिया, सिस्टिक फायब्रोसिस, ट्रिपल-निगेटिव्ह कर्करोग किंवा एंजेलमन सिंड्रोम सारख्या आजारांवर उपचार करण्यासाठी चाचण्या. संशोधन हे देखील ठरवण्याचा प्रयत्न करत आहे की ते शोधण्यासाठी निदान चाचणी म्हणून वापरले जाऊ शकते का
- कीटकांद्वारे प्रसारित होणाऱ्या संसर्गजन्य रोगांशी लढा देतेजसे की मलेरिया, झिका, डेंग्यू, चिकुनगुनिया किंवा पिवळा ताप.
- वनस्पती जैव तंत्रज्ञान. CRISPR तंत्रज्ञानाचा वापर अशा वनस्पतींच्या जाती तयार करण्यासाठी केला जाऊ शकतो ज्या पर्यावरणाशी चांगल्या प्रकारे जुळवून घेतात, दुष्काळ किंवा कीटकांना प्रतिरोधक असतात, जे संशोधनाशी संबंधित आहे हवामान बदलांना प्रतिकार करणारे बियाणे. मानवी वापरासाठी अधिक योग्य बनवण्यासाठी, ऑर्गनोलेप्टिक गुणधर्मांमध्ये, भौतिक-रासायनिक गुणधर्मांसह, बदल केले जाऊ शकतात.
प्राणी तंत्रज्ञानामध्ये, याचा उपयोग प्रजाती सुधारण्यासाठी केला जाऊ शकतो, उदाहरणार्थ सामान्य रोगांपासून प्रतिरोधक कळप तयार करण्यासाठी. सध्या, एकाच जनुकामुळे होणाऱ्या रोगांवर उपचार करण्यासाठी मान्यताप्राप्त कोणतेही CRISPR तंत्रज्ञान नाहीत जे या जनुक संपादनाद्वारे सैद्धांतिकरित्या बरे होऊ शकतात. या कारणास्तव, वैद्यकीय अनुप्रयोग हे व्यावहारिक क्षेत्रापेक्षा सैद्धांतिक आहेत आणि सध्या त्यांचा प्रायोगिक आधार आहे.
CRISPR आणि बायोएथिक्स
जीन संपादनासाठी सीआरआयएसपीआर तंत्रज्ञान बायोएथिक्सशी संबंधित अनेक आव्हाने सादर करते. जरी मुख्य अनुप्रयोग सकारात्मक आहेत, हे किफायतशीर तंत्रज्ञान प्रत्येकासाठी उपलब्ध करून देण्यात काही अडथळे दूर केले जाऊ शकतात.
प्राथमिक उद्योग, शेती आणि पशुधन मधील जनुक संपादन अनुप्रयोगांसाठी, ते सकारात्मक आहेत जोपर्यंत ते मानवांसाठी फायदेशीर ठरतील. अर्थात, प्रत्येक प्रकरणाचे स्वतंत्रपणे विश्लेषण करणे आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, कीटकांपासून प्रतिरोधक बनवण्यासाठी वनस्पतींच्या प्रजातींमध्ये फेरफार करणे मानवी हिताचे आहे.
दुसरीकडे, जर आपण इकोसिस्टममधील हस्तक्षेपांचा विचार केला तर आपण अधिक सावध असले पाहिजे, कारण कोणत्याही अनपेक्षित बदलामुळे गंभीर किंवा अनियंत्रित समस्या उद्भवू शकतात.
वैद्यकीय अनुप्रयोगांच्या बाबतीत, मानवांमध्ये जीन संपादन तंत्रज्ञानाचा वापर करण्यासाठी खूप उच्च सुरक्षा हमी आवश्यक आहेत, आणि फक्त अशा रोगांसाठी वापरला जाऊ शकतो ज्यासाठी सध्या कोणतेही प्रभावी उपचार नाहीत किंवा सध्या लक्षणीय साइड इफेक्ट्स असलेल्या रोगांसाठी. शेवटी, भ्रूण जनुक संपादन वैज्ञानिक किंवा नैतिक दृष्टिकोनातून न्याय्य नाही.