در مطلب قبلی در رابطه با هیدروکربن ها صحبت کردیم و در این مطلب از شرکت دایا اکسیر فروش مواد شیمیایی آزمایشگاهی، می خواهیم به بررسی کریسپر بپردازیم.

از کوچکترین موجود تک سلولی تا بزرگترین موجودات روی کره زمین،  هر چیز زنده ای با ژن هایش تعریف میشود.
DNA که در ژن ما است مثل دفترچه راهنما برای سلول ها عمل می کند. چهار واحد سازنده که” باز” نام دارند و در توالی های دقیقی مرتب شده اند،  به سلول می گویند چگونه عمل کند و بدین ترتیب اساس هر یک از ویژگیهای ما را می سازند.

فهرست مطالبی که در ادامه به آنها پرداخته شده است:

کریسپر چیست

با پیشرفتهای اخیر در ابزارهای ویرایش ژن دانشمندان می توانند ویژگیهای پایه یک ارگانیسم را در کمترین زمان تغییر دهند. آنها می توانند محصولات مقاوم به خشک سالی را مهندسی کنند و سیب هایی بسازند که تیره نمی شوند. ممکن است حتی بتوانند از شیوع یک عفونت جلوگیری کنند و درمان هایی برای بیماری های ژنتیکی فراهم کنند.
CRISPR سریعترین، آسانترین و ارزانترین ابزار ویرایش ژن هست که باعث ایجاد موج جدیدی در علم ژنتیک شده است. اما این اعجوبه پزشکی از کجا آمده؟ چگونه کار می کند؟ و چه کارهایی می تواند انجام دهد؟

کریسپر چیستنحوه عملکرد کریسپر

جالب است که کریسپر یک فرایند طبیعی است که مدت طولانی به عنوان سیستم ایمنی باکتریایی عمل کرده است و اساسا،  به عنوان مدافع باکتری های تک سلولی و آرکی باکتری ها در مقابل ویروس های مهاجم عمل می کند.
به طور طبیعی CRISPR از دو قسمت تشکیل شده،  قسمت اول بخش های کوچکی از توالیهای تکرار شونده ی DNA است که “تناوب هایِ کوتاهِ پالیندرومِ فاصله دارِ منظمِ خوشه ای” یا به شکل ساده تر CRISPR نامیده می شود.
قسمت دوم Cas یا CRISPR associated protein یا پروتئین همراه CRISPR نام دارد که DNA را همانند قیچی مولکولی می برد.

زمانی که ویروس به باکتری حمله می کند، پروتئین Cas قسمتی از DNA ویروس را می برد تا به منطقه ی CRISPR در DNA ی باکتری بخیه بزند تا تصویری شیمیایی از عفونت ایجاد کند. و بعد، آن کدهای ویروسی به تکه های کوچکی از RNA رونویسی می شوند.

RNA نقش های مختلفی در سلول های ما دارد اما درمورد CRISPR RNA به یک پروتئین مخصوص به نام Cas9 وصل می شود. کمپلکس حاصل شبیه یک دیده بان عمل می کند که به مواد ژنتیکی آزاد و معلق می چسبد و برای وجود ویروس مشابه جست و جو می کند.
اگر ویروس دوباره حمله کند، کمپلکس دیده بان فورا آن را شناسایی کرده  و Cas9 سریعا DNA ویروس را از بین می برد.

باکتری های زیادی دارای این نوع از سیستم ایمنی هستند اما در سال ۲۰۱۲ دانشمندان متوجه شدند چطور از کریسپر استفاده کنند تا تنها DNA ویروسی را مورد هدف قرار ندهد بلکه هر DNA ای در هر ارگانیسمی را بتوان مورد هدف قرار داد.
با ابزارهای درست، این سیستم ایمنی ویروسی یک ابزار تغییر ژن با ارزش می شود که می تواند DNA را عوض کند و ژن های مشخصی را تغییر دهد؛ به آسانی درست کردنِ یک غلط تایپی.

نحوه ی کار آن در آزمایشگاه به این صورت است که دانشمندان RNA راهنمایی را طراحی می کنند که مکمل ژنی باشد که می خواهند ویرایش کنند و آن را به Cas9 متصل می کنند. مثل DNA ویروسی در سیستم ایمنی CRISPR.
RNA راهنما، Cas9 را به سمت ژن مورد نظر راهنمایی می کند و قیچی های مولکولی از جنس پروتئین، DNA را برش می دهند.

این کلید قدرت CRISPR هست که با اتصال Cas9 به یک قطعه کوتاه RNA راهنما دلخواه، دانشمندان می توانند در عمل هر ژنی در ژنوم را ویرایش کنند.

زمانی که DNA بریده شد، سلول تلاش می کند آن را تعمیر کند. معمولا پروتئین هایی که نوکلئاز نام دارند انتهای شکسته را اصلاح می کنند و آن ها را به هم متصل می کنند. اما این فرایند اصلاح، که اتصال انتهاهای غیرهمولوگ نام دارد مستعد خطاست و می تواند باعث از دست رفتن برخی بازها یا اضافه شدن بازهای اضافی شود.

ژن حاصل از تعمیر، معمولا غیر قابل استفاده است و خاموش می شود اما اگر دانشمندان قطعه ی DNA دیگری به عنوان الگو به مخلوط CRISPR اضافه کنند پروتئین های سلولی می توانند فرایند تعمیر DNA متفاوتی را شروع کنند که ترمیم هدایت یافته با همولوگ نام دارد. DNA الگو می تواند به عنوان یک برنامه برای فرایند بازطراحی استفاده شود تا ژن معیوب ترمیم شود یا یک ژن کاملا جدید جایگزین شود.

نحوه عملکرد کریسپر

دستاورد روش کریسپر

توانایی اصلاح خطاهای DNA به این معناست که CRISPR می تواند درمانهای جدیدی برای بیماری هایی فراهم کند که به خطاهای ژنتیکی مرتبط اند مثل سیستیک فیبروزیس یا کم خونی داسی شکل و چون محدود به انسانها نیست کاربرد آن تقریبا نامحدود است.

CRISPR می تواند گیاهانی ایجاد کند که میوه های بزرگ تری تولید می کنند، پشه هایی که نمی توانند مالاریا را منتقل کنند یا سلول های سرطانی که به دارو مقاوم شده اند را دوباره طراحی کند.
همینطور ابزار قدرتمندی برای مطالعه ی ژنوم است، که به دانشمندان اجازه دهد ببینند چه اتفاقی می افتد وقتی یک ژن خاموش می شود یا تغییر می کند.

کلام آخر

در نهایت میتوان گفت CRISPR هنوز ایده آل نیست و همیشه تغییر مورد نظر را ایجاد نمی کند. و چون پیش بینی پیامدهای طولانی مدت ویرایش با CRISPR دشوار است، این تکنولوژی، سوالهای زیادی در ذهن دانشمندان ایجاد می کند.
با این حال  CRISPR نقش مهمی را میتواند ایفا کند و وارد آزمایشگاه ها، مزرعه ها، بیمارستان ها و ارگانیسم ها در سراسر جهان می شود.

در این مطلب از  شرکت دایا اکسیر  مرکز فروش مواد شیمیایی در تهران در مورد کریسپر و نحوه عملکرد آن به تفصیل صحبت کردیم.

2 دیدگاه در کریسپر و ویرایش DNA

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

جهت استعلام قیمت مواد آزمایشگاهی لطفا ارتباط بگیرید
error: Content is protected !!