Редактирование генома. Просто о сложном.

Редактирование генома. Просто о сложном. Биология, ДНК, Редактирование генома, Crispr-cas9, Наука, Биотехнологии, Длиннопост

От мельчайшего одноклеточного организма до крупнейших существ на земле каждое живое существо определяется его генами. Днк внутри клеток служат для них своего рода руководством. Четыре основных блока называемых основаниями соединяются между собой в определённые последовательности, которые указывают клетке как себя вести. Но благодаря достижениям в области редактирования генов учёным под силу изменить фундаментальные особенности организмов за довольно короткие сроки.CRISPR является новым направлением науки, а также самым быстрым, простым и дешёвым инструментом редактирования генов. Но как появилось это чудо медицины? Как оно работает? И на что способно?

Редактирование генома. Просто о сложном. Биология, ДНК, Редактирование генома, Crispr-cas9, Наука, Биотехнологии, Длиннопост

(четыре основания: Цитозин, Гуанин, Аденин, Урацил или же C,G,A,U)


Удивительно, но CRISPR это естественный процесс который всегда функционировал как антибактериальная иммунная система. Естественный CRISPR , обнаруженный сначала как защитник одноклеточных бактерий от вирусов использует два основных компонента.


Первый - несколько коротких последовательностей ДНК называемых короткими палиндромными повторами, регулярно расположенных группами (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) или коротко: CRISPR .

Редактирование генома. Просто о сложном. Биология, ДНК, Редактирование генома, Crispr-cas9, Наука, Биотехнологии, Длиннопост

Каждый фрагмент содержит в себе информацию о том, какие ДНК нужно будет заменить.


Второй - cas белки, ассоциированные с CRISPR , которые разрезают днк как молекулярные ножницы.

Редактирование генома. Просто о сложном. Биология, ДНК, Редактирование генома, Crispr-cas9, Наука, Биотехнологии, Длиннопост

Cas белок замечает и атакует вирусную ДНК


Когда вирус вторгается в бактерию, белки cas отрезают сегмент вирусной днк. Сделав тем самым химический снимок инфекции.

Редактирование генома. Просто о сложном. Биология, ДНК, Редактирование генома, Crispr-cas9, Наука, Биотехнологии, Длиннопост

Cas помещает вредоносную ДНК в общее хранилище вредных кодов.


Эта молекула выполняет множество функций в наших клетках, но в случае с CRISPR - РНК связывается со специальным белком Cas9, получившиеся комплексы действуют как разведчики, имеющие доступ ко всем днк цепочкам в клетке. Они ищут совпадения с носимым внутри себя фрагментом, и если находят его - рубят сканируемую цепочку пополам, тем самым выключая её.

Редактирование генома. Просто о сложном. Биология, ДНК, Редактирование генома, Crispr-cas9, Наука, Биотехнологии, Длиннопост

Cas9 делает копию вредоносного фрагмента


Такой защитный механизм есть у большинства бактерий. Но в 2012 году учёные выяснили как захватить CRISPR чтобы нацелить его не только на вирусную ДНК, но и на любую ДНК, в любых органах и практически в любом организме. Применяя её правильно эта структура становится точным инструментом редактирования генов.


Как это работает в лаборатории?


Ученые меняют определённую РНК соответственную тому гену, которые они хотят изменить, и прикрепляют её к Cas9. Затем Cas9 вводят в организм и эта структура ищет нужный фрагмент цепочки ДНК, а затем режет её. Это главная мощь CRISPR .


Просто внедряя внутрь организма белки Cas9 с разными фрагментами ДНК можно творить с организмом всё что угодно. Грубо говоря - если в организме найти ген, который заставляет организм стареть и вырезать его, фактически можно будет жить вечно. Когда цепочка будет разрезана, клетка попытается её восстановить, обычно специальные белки нуклеазы связываются с обрезанными концами ДНК и соединяют их обратно. Но этот процесс называют негомологичным соединением концов и может привести к ошибкам, как и к хорошим так и к плохим. Обычно такие гены непригодны и выключены.


Однако есть возможность вставить нужный фрагмент в образовавшийся разрыв. Таким образом внутри человека можно вставлять абсолютно любые гены.

Редактирование генома. Просто о сложном. Биология, ДНК, Редактирование генома, Crispr-cas9, Наука, Биотехнологии, Длиннопост

(Работает это всё примерно вот так)


Способность CRISPR исправлять ошибки ДНК означает, что она может использоваться в лечении различных заболеваний, связанных с конкретными генетическими ошибками. Поскольку эта технология не ограничена людьми, возможности практически бесконечны.


Редактировать можно не только взрослые организмы, но и яйцеклетки, а это значит что можно вырастить абсолютно любой организм, который только можно себе представить. Вообще любой. Проблема заключается лишь в том, что человек вряд ли сможет заменить определённые гены и получить абсолютно функционирующее новое существо. Я думаю в будущем этим будет заниматься ИИ, моделируя организмы на клеточном уровне. Что думаете на этот счёт? Через сколько лет человек сможет выводить новые виды организмов и сможет ли вообще?

Лига биологов

7.7K постов15.3K подписчиков

Добавить пост

Правила сообщества

Правила сайта никем не отменялись.

Будьте вежливы и сдержаны.

Не разводите политоту, не тащите спам.


Пост-определялка. Если хотите определить представителя флоры или фауны, можете спросить там, я обязательно постараюсь помочь.


Выносятся посты содержащие антинаучные и другие сомнительные идеи. Их авторы караются на месте.

Так как в сообществе отключена премодерация, могут проходить посты по тем или иным причинам не подходящие под формат сообщества. Такие посты переносятся в общую ленту.

Администратор иногда переносит в сообщество посты подходящей тематики, которые ей особенно понравились, не серчайте, считайте комплиментом.


Если в пост закралась грубая ошибка, не удивляйтесь, если администратор попросит её исправить.


Вбросы антинаучных идей и попросту различная глупость в комментариях расцениваются как развлечение для публики. Такие сообщения отдаются на растерзание толпе, как и их авторы, будь то тролли, адепты всех мастей или просто недальновидные личности.

Политика сообщества не предусматривает раздачу банов направо и налево, однако, если вы нарушаете покой пользователей, и на вас пожаловались – не обижайтесь.

Вы смотрите срез комментариев. Показать все
2
Автор поста оценил этот комментарий
Прочитал заголовок как "редактирование гнома". Три раза
Вы смотрите срез комментариев. Чтобы написать комментарий, перейдите к общему списку