- Thao tác di truyền là gì?
- Các loại thao tác di truyền
- Ví dụ về thao tác di truyền
- Ưu điểm và nhược điểm của thao tác di truyền
- Các khía cạnh đạo đức của thao tác di truyền
- Các khía cạnh pháp lý của thao tác di truyền
Chúng tôi giải thích thao tác di truyền là gì, ưu điểm, nhược điểm và khía cạnh đạo đức của nó. Ngoài ra, ví dụ ngày hôm nay.
Thao tác di truyền là gì?
Nó được gọi là thao tác di truyền hoặc kỹ thuật di truyền với các kỹ thuật và các quy trình khoa học-công nghệ cho phép con người sửa đổi hoặc kết hợp lại DNA và những người khác axit nucleic sau đó sinh vật sống, với mục đích có được những hình thức sống thỏa mãn những nhu cầu nhất định. Để làm điều này, chúng được thêm vào, thay đổi hoặc loại bỏ gien của mã di truyền của các sinh vật sống, còn được gọi là chỉnh sửa gen.
Sự thay đổi của con người đối với nội dung di truyền của các sinh vật đã diễn ra từ buổi đầu của nền văn minh. Thông qua các quá trình như thuần hóa và nhân giống chọn lọc, con người đã áp dụng một lựa chọn nhân tạo đến số phận của các giống chó, vật nuôi hoặc cây thực phẩm khác nhau.
Tuy nhiên, đây được coi là những dạng biến đổi gen gián tiếp, rất khác so với những dạng biến đổi gen có sẵn trong phòng thí nghiệm nhờ hóa sinh Nhưng di truyền học, mà sự can thiệp trực tiếp vào bộ gen của họ.
Thao tác di truyền trực tiếp có nguồn gốc từ thế kỷ 20, nhờ sự tiến bộ của hóa sinh và di truyền học, đặc biệt là phát hiện vào năm 1968 về enzim hạn chế (hạn chế endonuclease), một loại chất đạm có khả năng nhận biết các đoạn cụ thể của mã di truyền và "cắt" DNA tại một điểm nhất định.
Phát hiện này của nhà hóa sinh người Thụy Sĩ Werner Arber (1929-) sau đó được phát triển và hoàn thiện bởi những người Mỹ Hamilton Smith (1931-) và Daniel Nathans (1928-1999).
Nhờ đó, vào năm 1973, các nhà hóa sinh người Mỹ Stanley N. Cohen và Herbert W. Boyer đã thực hiện bước lịch sử đầu tiên trong thao tác di truyền của một cá nhân: họ cắt một phân tử DNA thành nhiều mảnh, ghép các mảnh lại và sau đó tiêm nó vào vi khuẩn. escherichia coli, mà tiến hành sinh sản bình thường.
Ngày nay, có nhiều kỹ thuật di truyền khác nhau, chẳng hạn như khuếch đại DNA, giải trình tự và tái tổ hợp, phản ứng chuỗi polymerase (PCR), plasmacytosis, nhân bản phân tử hoặc ngăn chặn gen, trong số những kỹ thuật khác. Do đó, có thể thay đổi các phân đoạn cụ thể hoặc các chất cụ thể trong hoạt động sinh hóa sâu sắc của một sinh vật, có thể "lập trình" để thực hiện các nhiệm vụ hoặc ban tặng cho nó những đặc điểm nhất định.
Rõ ràng, loại kiến thức này liên quan đến một tình huống khó xử về đạo đức quan trọng, vì những thay đổi được đưa vào bộ gen sau đó sẽ được di truyền cho con cháu của các sinh vật và do đó vẫn tồn tại trong loài.
Kỹ thuật di truyền có thể tạo ra các loài thực vật có khả năng chống sâu bệnh tốt hơn, ví dụ, hoặc chuột mắc bệnh bẩm sinh để làm thí nghiệm y tế, hoặc thậm chí là liệu pháp điều trị các bệnh nan y; mà còn để thiết kế các bệnh cho một cuộc chiến tranh vi khuẩn học cuối cùng.
Các loại thao tác di truyền
Các hình thức chính của thao tác di truyền ngày nay là:
- Xét nghiệm DNA. Nó liên quan đến việc áp dụng các phương pháp và kỹ thuật sinh hóa khác nhau để phân tử DNA của một sinh vật, để xác định đâu là trình tự cụ thể của nucleotide (Adenine, Guanine, Thymine và Cytosine) tạo nên nó, một thứ quan trọng để giải mã "chương trình" tự nhiên của các quá trình sinh hóa diễn ra trong sự sống. . Giải trình tự DNA là một nhiệm vụ khổng lồ vì nó liên quan đến một lượng lớn thông tin, ngay cả trong trường hợp sinh vật vi môNhưng ngày nay nó có thể được thực hiện nhanh chóng nhờ tin học hóa.
- DNA tái tổ hợp. Kỹ thuật này bao gồm việc tạo ra một phân tử DNA nhân tạo thông qua các phương pháp trong ống nghiệm, và sau đó tiêm nó vào sinh vật và đánh giá hiệu suất của họ. Điều này thường được thực hiện bằng cách trích xuất một số thông tin nhất định từ một thực thể sống và kết hợp nó vào một sinh vật khác, đồng thời cho phép thu được các protein cụ thể (cho mục đích y tế hoặc dược lý), thu được vắc xin hoặc cải thiện hiệu suất kinh tế của các loài thực phẩm.
- Phản ứng chuỗi polymerase (PCR). Còn được gọi là PCR, viết tắt của nó trong tiếng Anh, nó là một kỹ thuật khuếch đại DNA được phát triển vào năm 1986, bao gồm việc thu thập nhiều bản sao của phân tử "khuôn mẫu" DNA, từ một loạt các enzym được gọi là polymerase. Phương pháp này hiện đang được sử dụng trong các lĩnh vực rất khác nhau, chẳng hạn như xác định DNA trong điều tra pháp y hoặc xác định di truyền của mầm bệnh (vi-rút Y vi khuẩn) của các bệnh mới.
- CRISPR. Tên của anh ấy là một từ viết tắt trong tiếng Anh (cụm lặp lại thường xuyên xen kẽ palindromic ngắn) của các đoạn lặp lại palindromic ngắn được nhóm lại và thường xuyên xen kẽ nhau, đó là khả năng vi khuẩn kết hợp vào bộ gen của chúng trong phần DNA của vi rút đã lây nhiễm chúng được gọi là, thừa hưởng từ con cháu của chúng khả năng nhận ra DNA xâm nhập và có thể để tự vệ trong những dịp trong tương lai. Nói cách khác, nó là một phần của hệ thống miễn dịch của sinh vật nhân sơ. Nhưng kể từ năm 2013, cơ chế này đã được sử dụng như một phương tiện thao túng di truyền, lợi dụng phương pháp mà vi khuẩn "cắt" và "dính" DNA của chính chúng để kết hợp thông tin mới, bằng cách sử dụng một loại enzyme có tên là Cas9.
Ví dụ về thao tác di truyền
Một số ví dụ về ứng dụng của công nghệ gen ngày nay là:
- Liệu pháp gen. Được sử dụng để chống lại các bệnh di truyền, loại liệu pháp này bao gồm việc thay thế một đoạn DNA bị lỗi của các cá nhân bằng một bản sao khỏe mạnh, do đó ngăn ngừa các bệnh bẩm sinh phát triển.
- Việc thu nhận nhân tạo các protein. Ngành công nghiệp dược phẩm thu được nhiều protein và vật liệu xây dựng để sử dụng trong y tế nhờ sự biến đổi gen của vi khuẩn và men (nấm), Như Saccharomyces cerevisiae. Những sinh vật sống này được "lập trình" về mặt di truyền để tạo ra một lượng lớn các hợp chất hữu cơ, chẳng hạn như chitinase hoặc proinsulin của người.
- Thu được các loài động vật "cải tiến". Để chống lại cơn đói hoặc đơn giản là để tối đa hóa việc sản xuất một số món ăn Rau hoặc động vật, bộ gen của gia súc, lợn hoặc thậm chí cá ăn được đã bị thay đổi để khiến chúng cho nhiều sữa hơn hoặc đơn giản là lớn nhanh hơn.
- Hạt giống của thực phẩm chuyển gen ". Theo cách tương tự như trước đó, cây ăn quả, rau hoặc rau đã được biến đổi gen để làm cho chúng nhiều hơn có lãi và tối đa hóa sản lượng của chúng: cây trồng chịu hạn tốt hơn, tự vệ chống lại sâu bệnh, tạo ra quả to hơn hoặc có ít hạt hơn, hoặc đơn giản là quả trưởng thành chậm hơn và do đó có thời gian vận chuyển lâu hơn đến người tiêu dùng mà không gây hại cho bản thân.
- Thu được vắc xin tái tổ hợp. Nhiều loại vắc-xin hiện tại, chẳng hạn như vắc-xin bảo vệ chúng ta khỏi bệnh viêm gan B, được tạo ra thông qua các kỹ thuật thao tác di truyền, trong đó nội dung di truyền của mầm bệnh bị thay đổi để cản trở hoặc ngăn chặn sự sinh sản của nó, để chúng không thể tạo ra bệnh, nhưng chúng có thể Cho phép Hệ thống miễn dịch chuẩn bị phòng thủ chống lại sự lây nhiễm thực tế trong tương lai. Điều này cũng làm cho nó có thể phân lập các gen cụ thể để đưa vào Phần thân con người và do đó có được khả năng miễn dịch chống lại các bệnh khác nhau.
Ưu điểm và nhược điểm của thao tác di truyền
Như chúng ta đã thấy, kỹ thuật di truyền cho phép thực hiện những nhiệm vụ không thể tưởng tượng được trước đây, nhờ sự hiểu biết sâu sắc về các cơ chế quan trọng của sự sống. Do đó, chúng ta có thể chỉ ra trong số những ưu điểm của nó:
- Việc thu được một lượng lớn và nhanh chóng các chất sinh hóa thiết yếu, có khả năng chống lại bệnh tật và cải thiện Sức khỏe sau đó nhân loại. Điều này áp dụng cho cả thuốc, vắc xin và các hợp chất khác.
- Khả năng cải thiện đáng kể công nghiệp thực phẩm và chống lại nạn đói và suy dinh dưỡng trên thế giới, thông qua các loại cây trồng có khả năng chống chịu tốt hơn với khí hậu hoặc tạo ra trái cây lớn hơn và giàu dinh dưỡng hơn.
- Cơ hội để "sửa chữa" các khiếm khuyết di truyền gây ra bệnh thông qua chỉnh sửa gen cụ thể.
Tuy nhiên, nhược điểm của nó bao gồm:
- Chúng liên quan đến những tình huống khó xử về đạo đức và luân lý buộc chúng ta phải suy nghĩ lại về vị trí của con người trong trật tự của mọi thứ, vì một sai sót trong thao tác di truyền có thể hủy hoại toàn bộ loài hoặc tạo ra một thảm họa sinh thái.
- Các loài "cải tiến" cạnh tranh với lợi thế hơn các loài tự nhiên, do đó chúng bắt đầu thay thế chúng, làm nghèo đi sự đa dạng di truyền của loài, vì ví dụ, các hạt giống cải tiến giống nhau được sử dụng cho các loại cây trồng ở các khu vực địa lý khác nhau trên thế giới.
- Ảnh hưởng lâu dài của việc tiêu thụ thực phẩm biến đổi gen đối với con người vẫn chưa được biết rõ, vì vậy vẫn có thể có những biến chứng không thể lường trước được sau này.
Các khía cạnh đạo đức của thao tác di truyền
Giống như tất cả các bài tập khoa học, thao tác di truyền là vô đạo đức, nghĩa là, nó có cả những sức mạnh có lợi và có thể có hại, tùy thuộc vào cách chúng ta sử dụng chúng. Điều này ngụ ý một cuộc tranh luận cần thiết có đạo đức liên quan đến sự can thiệp của con người vào tự nhiên ở mức độ sâu sắc và không thể đảo ngược, được truyền theo thời gian từ thế hệ này sang thế hệ khác.
Một trong những tình huống khó xử này liên quan đến giới hạn của sự can thiệp của con người vào hoạt động sinh học của các loài. Nếu phúc lợi của nhân loại hay tệ hơn nữa là phúc lợi của ngành công nghiệp thực phẩm hoặc hệ thống nhà tư bản thế giới, được trên phúc lợi của các loài động vật hoặc thực vật? Có đáng làm nghèo đi di sản di truyền của hành tinh duy nhất được biết đến với mạng sống, để sản xuất cây trồng có lợi hơn?
Điều này phải được thêm vào khả năng làm phát sinh các loài sinh vật mới, đặc biệt là vi sinh vật, một cách có ý thức hoặc vô tình. Làm thế nào chúng ta chắc chắn rằng chúng ta không tạo ra các mầm bệnh có khả năng gây ra đau khổ trên toàn thế giới, không chỉ cho con người, mà cho các loài khác?
Cuối cùng, là khía cạnh con người. Chúng ta nên can thiệp bao nhiêu vào bộ gen của chính mình với tư cách là một loài? Điều trị bệnh tật và các khuyết tật bẩm sinh là một mục tiêu đáng khen ngợi, nhưng một mục tiêu đáng được quan tâm, vì nó gần với sự "cải thiện" của loài này một cách nguy hiểm.
Sau này có thể mang lại nhiều bất tiện trong tương lai, từ những căn bệnh không thể đoán trước được di truyền cho các thế hệ sau, đến các xã hội dựa trên phân biệt di truyền học, như khoa học viễn tưởng đã cảnh báo nhiều lần.
Các khía cạnh pháp lý của thao tác di truyền
Một khi hiểu được vấn đề nan giải về đạo đức mà kỹ thuật di truyền gây ra, thì có thể hiểu rằng cần có một khung pháp lý cụ thể về vấn đề này, không chỉ đảm bảo bảo vệ môi trường mà còn đảm bảo phẩm giá của cuộc sống con người, hiện tại và tương lai.
Hầu hết các quy tắc đạo đức và luật pháp này đều tìm cách vạch ra ranh giới ngăn cách giữa việc chữa bệnh - cuộc chiến chống lại bệnh tật và cuộc chiến để cải thiện sức khỏe. chất lượng cuộc sống của con người - về tư tưởng, thẩm mỹ hoặc chính trị. Rõ ràng, các quy định pháp luật này khác nhau tùy theo khung pháp lý của mỗi quốc gia.
Tuy nhiên, các hành động như nhân bản Việc đưa các đặc điểm di truyền vào bộ gen và xử lý trực tiếp phôi cho các mục đích khác ngoài mục đích y tế nghiêm ngặt bị nghiêm cấm và bị coi là trái đạo đức và rủi ro cho nhân loại, phù hợp với các quy định của Tuyên bố chung về bộ gen người và quyền con người (UN), và bởi Ủy ban Đạo đức Sinh học Quốc tế của UNESCO.
Mặc dù vậy, vẫn có những tiếng nói yêu cầu các tổ chức đa phương này đưa ra tuyên bố mạnh mẽ và rõ ràng hơn về vấn đề này, đặc biệt là sau khi hai bé gái sinh đôi đầu tiên ở Trung Quốc được sinh ra ở Trung Quốc vào năm 2012 không có nguy cơ lây nhiễm vi rút HIV, nhờ ứng dụng - hoàn toàn bất hợp pháp - của phương pháp CRISPR trong phôi của chúng. Đó là, hai người đầu tiên được chỉnh sửa gen.