Gensko inženirstvo, imenovano tudi genska modifikacija, ki poteka tudi po številnih drugih ohlapnih identifikatorjih, je namenska manipulacija z deoksiribonukleinska kislina (DNA) spremeniti gene organizma z uporabo laboratorijskih tehnik.
Vključuje kloniranje genov, ali reprodukcija množice kopij določenega zaporedja DNA, ki vsebuje genetsko kodo za določen beljakovinski izdelek.
Ko je genetski material, ki nas zanima, izoliran iz svoje matične DNA, ga je treba vnesti v verigo obstoječe DNA iz drugega vira, da bo lahko opravljal svojo funkcijo.
Ta veriga "mešane" DNA se imenuje rekombinantna DNA. V bistvu "cepljena" DNK uporablja celične stroje okolja, v katerem je bila in se klonirani gen izrazi (to je protein, ki ga kodira, sintetizira) v hibridni verigi DNA.
Pojav molekularne celične biologije se je kmalu umaknil podjetju in dokončanju Projekt človeškega genoma. Od samega začetka "novega tisočletja" je človeško razumevanje uporabne genetike in orodij, ki so na voljo raziskovalcem po vsem svetu, dramatično zacvetelo.
Toda z večjimi možnostmi na področjih, kot je kloniranje, se povečujejo tudi odgovornosti, glede na to, kaj je ogroženo za prihodnje generacije. Kakšna so etična vprašanja te tehnologije in kakšno je etično stanje v genskem inženiringu kot disciplini?
Genetsko inženirstvo: osnovni postopek
Primer genske spremembe, ki se uporablja za mikrobe, daje dober pregled splošnega postopka inženiringa DNA.
Najprej, če ste odgovorni za tak projekt, mora vaša inženirska ekipa najti gen, ki ga je vredno ojačati - z drugimi besedami, razmnoževati - ali vključiti v nov organizem.
Kaj na primer, če bi lahko določenim žabam omogočil, da se svetijo v temi? Za to bi morali najprej identificirati drug organizem, ki ima to lastnost, nato pa določiti natančno zaporedje DNA ali gen, ki zagotavlja to sposobnost, na primer s kodiranjem fotoluminiscentnega beljakovine.
Nato se morate odločiti, kam v ciljni DNK (tj. Žabji) bo šel gen. Poiskati morate tudi vektor, da gen pripeljete do cilja. Vektor je del DNK, v katerega lahko gen vstavimo za prenos v organizem prejemnika. Ta vektor pogosto prihaja iz bakterij ali kvasa.
Prav tako boste morali najti ustreznega restrikcijske endonukleaze, ki so encimi, ki izrezujejo kratke (od štiri do osem baz) odseke DNA, tako da je na njihovo mesto mogoče vstaviti druge dolžine DNA. Končno se ciljna in vektorska DNA pomešata v prisotnosti DNA ligaza, encim, ki jih povezuje in tvori rekombinantno DNA.
Na splošno je postopek zelo preprost, vsaj s teoretičnega stališča.
Etika genskega inženirstva: pregled
Genski inženiring je kateri koli postopek, v katerem se z genom manipulira, spreminja, briše ali prilagaja tako, da ojača, spremeni ali prilagodi določeno značilnost organizma. Z drugimi besedami, zajema zelo širok spekter edinstvenih kemijskih sprememb glede na število lastnosti, ki so na voljo za manipulacijo v evkariontskih organizmih (živali, rastline in glive).
Kolegi evkarionti v živem svetu prokarionti, so skoraj vsi enocelični in imajo razmeroma majhno količino DNA. Kot bi lahko pričakovali, je s tehničnega vidika veliko lažje manipulirati z genomom (vsoto celotne DNK v kromosomih organizma) bakterije, kot je recimo s kozo.
Toda hkrati raziskave genskega inženiringa na bakterijah, poleg tega, da so bile vse, kar je bilo v začetku izvedljivo v dneh genskih sprememb so se izognili tudi skoraj vsem etičnim vprašanjem, ker nihče ni skrbel za dobrobit bakterije.
Toda hiter pristop dneva, ko bo mogoče posnemati celotna človeška bitja, spodbuja najrazličnejše etične razprave v znanstveni skupnosti in širše.
Genski inženiring: družbene posledice
Medtem ko ima genski inženiring uporabe, ki so v celoti koristne za družbo, lahko nekatere aplikacije vzbujajo etične pomisleke, zlasti glede pravic živali in človeka.
Na primer, čeprav je bil lahki primer žareče žabe mišljen v šali, je res, da bi bilo dejansko ustvarjanje takšne živali polno etičnih vprašanj. Zakaj bi na primer naredili žival bolj dovzetno za nočne plenilce, tako da jo lažje vidimo?
Konec prvega desetletja 21. stoletja so bioetiki, sociologi, antropologi in drugi opazovalci že pretehtali vprašanja, ki še niso da v celoti postavijo glave zaradi praktičnih ali tehnoloških ovir, za katere se je pričakovalo, da bodo z razvojem genskega inženiringa rafinirano.
Mnoge od njih si je bilo dokaj enostavno predstavljati (npr. Kloniranje ljudi); drugi so bili veliko bolj subtilni. Le redki imajo seveda enostavne ali natančne odgovore.
Nekaterih posledic, da bi lahko testirali, še manj pa posnemali, nekatere gene, ni enostavno soočiti. Če ste na primer z medicinsko znanostjo lahko ugotovili, ali otrok, ki ste ga pravkar spočeli in je zdaj v maternici vašega ali partnerja, nosi gen za usodno bolezen, kako se lahko odzovete?
Bi to kaj spremenilo, če bi se bolezen začela kasneje v življenju? Bi se počutili etično odgovorno, če bi otroku v življenju povedali, ali je nosečnost povzročila živo rojstvo na videz zdravega otroka?
Skupne aplikacije genskega inženirstva
Ljudje so pogosto nagnjeni k temu, da bi govorili o genskem inženiringu, kot da gre za koncept, ki je namenjen le prihodnosti. Toda v resnici je že tu in je globoko zasidran v številnih vsakdanjih aplikacijah. Posledično so etične zagate že na svetu.
Kmetijska: Ni treba, da je vrhunski novinar, da se zaveda nenehnih polemik, ki vključujejo gensko spremenjena živila. pogosto poklican GSO (za "gensko spremenjene organizme"). Celotna obravnava samo te teme bi zahtevala več člankov, vsaj toliko kot ta.
Umetna izbira (vzreja): Genetska manipulacija z razmnoževanjem živali v sodobni človeški zgodovini tradicionalno ni zahtevala osredotočenih mikrobioloških tehnik. Vendar pa je selektivna vzreja med psi, katerih dopolnitev DNA za nekatere lastnosti je bila preslikana že več generacij, oblika genskega inženiringa na ravni organizma.
Genska terapija: Genski inženiring omogoča dostavo delujočih genov pacientom, katerih lastna DNA ne vključuje teh genov. Glejte Vire za članek o študiji, ki uporablja to tehniko pri Parkinsonovi bolezni, nevrodegenerativni motnji, ki prizadene približno pol milijona Američanov.
Kloniranje: Na splošno se to nanaša na izdelavo natančne kopije verige DNA, lahko pa se uporablja tudi za kloniranje (torej podvajanje) celotnega organizma.
Farmacevtska industrija: Genetske spremembe se lahko uporabljajo za ustvarjanje prokariontskih mikroorganizmov, ki lahko tvorijo kemikalije (npr. Beljakovine ali hormone) za izdelavo zdravil ali zdravljenja v dobro ljudi. To izkorišča zelo kratke generacije (to je hitrost razmnoževanja) večine bakterij.
CRISPR in urejanje genov
Morda je najbolj grozljivo vprašanje na področju genskega inženiringa, ki presega celo gensko spremenjena živila, pojav CRISPR, kar pomeni clustered regularno jaznterspaced short stralindromski rpoje.
Ta kratka zaporedja DNA iz bakterij lahko uporabimo za ustvarjanje ustreznih RNA zaporedja in s pomočjo encima, imenovanega Cas9, lahko uporabimo za "prikradanje" zaporedij DNA v človeški genom ali odstranitev drugih. Zato izraz "urejanje genov" pogosto vidimo v okviru razprav o CRISPR.
Resnična posledica CRISPR je, da se postopek lahko uporablja ne samo za prilagajanje in manipuliranje genov človeka samega po sebi, ampak tudi človeških zarodkov, kar omogoča možnost "oblikovalca dojenčkov. "To bi lahko povzročilo" izdelavo "samo določenih vrst ljudi (npr. tistih z določeno barvo oči, etničnim profilom, stopnjo inteligence, splošnim videzom in močjo itd. naprej). Čeprav si vsi želijo močnih, zdravih dojenčkov, ali z uporabo biotehnologije prihajajo etično?
Tako kot pri vsaki novi tehnologiji tudi na ta način ni mogoče vedeti, kakšen je dolgoročen vpliv spreminjanja DNK nekoga (ali katerega koli organizma).
Tako nekateri poleg pomislekov glede "igranja Boga" in prekoračitve meja čutijo tudi praktično zdravje pomisleki: Gensko spremenjeni organizmi, narejeni z odkritji, kot je CRISPR, so videti popolnoma novo, toda kako bodo prestali osnovne preizkuse časa?
Različni etični vplivi genskega inženirstva
Kmetijski vpliv: Genska sprememba nekaterih rastlin (in patentov za te rastline) pomeni, da kmetje, ki ne uporabljajo teh semen, bolj verjetno prenehajo poslovati. Če se njihova semena celo po naključju križajo s patentiranimi semeni, jih je mogoče tožiti, tudi če je šlo zgolj zaradi okolja ali neizogibnega navzkrižnega opraševanja.
Mnoge od teh rastlin so odporne na herbicide, ki se uporabljajo za uničevanje plevela in konkurenčnih rastlin, vendar so nekateri ti herbicidi tudi strupeni za človeka, kar uvaja še eno etično težavo.
GSO rastline lahko vplivajo tudi na naravni ekosistem s prenosom teh novih genov na druge rastline; dolgoročnega vpliva na okolje še ni mogoče poznati.
Pravice živali: Nekatere oblike genskega inženiringa se na njihovem obrazu zdijo kršitve pravic živali. Živinorejske živali, kot so piščanci, so pogosto zasnovane tako, da rastejo večje prsi, zaradi česar je bivanje in življenje boleče in skoraj nemogoče. Te vrste modifikacij meso naredijo boljše za človeške potrošnike, vendar nedvomno dodajajo težave in bolečine življenju živali.
Težko je to trditi z "etičnim" vedenjem v mislih vsakogar, ki pripisuje pomembnost ideji čutečih bitij, ki trpijo po nepotrebnem.
Prej je bila vzreja omenjena kot oblika genskega inženiringa. Reja psov je eno od področij, na katerem so nevarnosti te prakse dobro objavljene, vendar vzreja psov kljub temu ostaja priljubljena. Rejci pogosto poskušajo z genetsko omejenimi osebki narediti "čistopasemske" linije (in spet umetne selekcija je oblika genskega inženiringa, ki temelji na istih evolucijskih načelih kot naravna selekcija naredi).
Te živali so pogosto obremenjene z zdravstvenimi težavami, predvsem zaradi ohranjanja škodljivih genov, ki bi naravno izpadli iz populacije, vendar vztrajajo zaradi vzreje psov.
Odpravljanje "slabih" genov: Osnovna privlačnost genskega inženiringa za mnoge ljudi ni, da bi lahko ustvaril nekaj super, temveč da bi lahko odpravil nekaj, kar je že tu, a nezaželeno. CRISPR in sorodne tehnologije bi lahko privedle do možnosti brisanja škodljivih genov ali, kar je bolj hladno, se znebite ljudi ali organizmov z geni, ki vodijo v kronične bolezni ali ki vodijo v duševne bolezni.
Je to etično? Kaj pa, če ti površno "slabi" geni dejansko služijo dobremu namenu, kot to počne gen "srpastih celic" v svoji heterozigotni obliki, ki pogosto nudi zaščito pred malarijo? Ni narobe, če se želimo »znebiti« duševne bolezni, ampak ideja, da bi odpravili ljudi, ki bi jih lahko razvijati duševne bolezni pozneje, vendar jih je danes brez, bi moralo ohladiti kri vsakega državljana
In četudi bi se zagotovo lahko vedelo, da bi nekateri ljudje razvili strašno duševno bolezen, ali to pomeni, da taka ljudem, ki nikoli niso zahtevali nobene svoje DNK in nimajo nobene roke pri ustvarjanju težav v svojih genomih, bi morali odreči priložnost v življenju? Kdo so etiki, ki zastopajo tiste, ki so jih nesreče rojstva povzročile v zelo težavnih življenjih?
Spremembe v genski raznolikosti: Odprava "slabih genov" in izbira le za "dobre lastnosti" bi lahko povzročila, da si bodo rastline, živali in ljudje preveč genetsko podobni. Zaradi tega so ljudje in drugi organizmi bolj dovzetni za bolezni in tveganje, da bodo bolezni odvzele večje dele prebivalstva. Moti tudi naravna selekcija, evolucijski procesi in populacijska genetika, ki pa se, čeprav počasi in včasih nerodno, navadno zadržujejo biosfera v redu.