जीनोम संपादन और इंजीनियरिंग
जीनोम इंजीनियरिंग डीएनए के पढ़ने को फिर से लिखने में बदल देता है, प्रोग्राम करने योग्य उपकरणों का उपयोग करके जो चुने हुए स्थलों पर डीएनए को काटते हैं ताकि अनुक्रमों को सटीकता के साथ हटाया, ठीक किया या डाला जा सके।
Definition
जीनोम संपादन एक जीव के डीएनए का एक चुने हुए स्थल पर प्रोग्राम करने योग्य न्यूक्लिएस, सबसे प्रमुख रूप से सीआरआईएसपीआर-कैस प्रणाली का उपयोग करके लक्षित परिवर्तन है, जिसमें एक गाइड आरएनए एक एंजाइम को एक मिलान अनुक्रम को काटने के लिए निर्देशित करता है।
Scope
यह विषय रिकॉम्बिनेंट डीएनए प्रौद्योगिकी की नींव, सीआरआईएसपीआर से पहले के लक्षित न्यूक्लिएस, सीआरआईएसपीआर-कैस9 प्रणाली और कैसे एक गाइड आरएनए क्लीवेज को निर्देशित करता है, एक संपादन को अंतिम रूप देने वाले मरम्मत मार्ग, बेस और प्राइम संपादन, और जीनोम संपादन के प्रमुख अनुप्रयोगों और नैतिक विचारों को शामिल करता है। यह जीनोम के जानबूझकर संशोधन से संबंधित है; अनुक्रम परिवर्तन के प्राकृतिक स्रोत उत्परिवर्तन और पुनर्संयोजन के तहत कवर किए गए हैं।
Core questions
- एक गाइड आरएनए कैस9 एंजाइम को एक विशिष्ट डीएनए अनुक्रम में कैसे निर्देशित करता है?
- कोशिकीय मरम्मत मार्ग एक लक्षित कट को विलोपन या सटीक सुधार में कैसे बदलते हैं?
- बेस और प्राइम संपादन डबल-स्ट्रैंड ब्रेक बनाए बिना डीएनए को कैसे बदलते हैं?
- जीनोम को संपादित करने की क्षमता से कौन से अनुप्रयोग और नैतिक चिंताएँ उत्पन्न होती हैं?
Key concepts
- रिकॉम्बिनेंट डीएनए और पहले के लक्षित न्यूक्लिएस
- सीआरआईएसपीआर-कैस9 और गाइड-आरएनए लक्ष्यीकरण
- गैर-समरूप एंड जॉइनिंग और समरूपता-निर्देशित मरम्मत द्वारा मरम्मत
- बेस संपादन और प्राइम संपादन
- संपादन के अनुप्रयोग और नैतिकता
Mechanisms
सीआरआईएसपीआर संपादन में, एक छोटा गाइड आरएनए एक लक्ष्य डीएनए अनुक्रम के साथ बेस-जोड़े बनाता है और कैस9 न्यूक्लिएस को दोनों स्ट्रैंड्स को काटने के लिए स्थिति देता है; कोशिका तब त्रुटि-प्रवण एंड जॉइनिंग द्वारा ब्रेक की मरम्मत करती है, जो एक जीन को बाधित कर सकती है, या आपूर्ति किए गए टेम्पलेट का उपयोग करके समरूपता-निर्देशित मरम्मत द्वारा, जो एक सटीक परिवर्तन स्थापित कर सकती है, जबकि बेस और प्राइम संपादक रासायनिक रूप से पूर्ण डबल-स्ट्रैंड ब्रेक के बिना बेस को परिवर्तित या फिर से लिखते हैं।
Clinical relevance
जीनोम संपादन ने वंशानुगत रक्त विकारों के लिए अनुमोदित उपचारों का उत्पादन किया है, रोग-उत्पादक उत्परिवर्तन को ठीक करने और सेल थेरेपी को इंजीनियर करने में अनुसंधान को बढ़ावा देता है, और महत्वपूर्ण नैतिक प्रश्न उठाता है, विशेष रूप से मानव जर्मलाइन के वंशानुगत संपादन के आसपास; यह प्रविष्टि शैक्षिक है और नैदानिक उपयोग के लिए एक मार्गदर्शिका नहीं है।
History
1970 के दशक की रिकॉम्बिनेंट डीएनए तकनीकों ने पहली बार जीनों को काटने और जोड़ने की अनुमति दी, जिंक-फिंगर और टीएएलईएन न्यूक्लिएस ने 2000 के दशक में प्रोग्राम करने योग्य लक्ष्यीकरण लाया, और 2012 के प्रदर्शन ने कि सीआरआईएसपीआर-कैस9 को एक गाइड आरएनए के साथ प्रोग्राम किया जा सकता है, सटीक संपादन को सरल और व्यापक बना दिया, जिससे डौडना और शार्पेंटियर को रसायन विज्ञान में 2020 का नोबेल पुरस्कार मिला।
Debates
- वंशानुगत मानव जर्मलाइन संपादन
- भ्रूण या जर्म कोशिकाओं का संपादन भविष्य की पीढ़ियों में परिवर्तन पारित करेगा, जिससे सुरक्षा, सहमति, इक्विटी और उपचार और वृद्धि के बीच की रेखा के बारे में अनसुलझे प्रश्न उठेंगे; अधिकांश अधिकारी वर्तमान में नैदानिक जर्मलाइन संपादन को अपरिपक्व और नैतिक रूप से समस्याग्रस्त मानते हैं।
Key figures
- Jennifer Doudna
- Emmanuelle Charpentier
- Feng Zhang
Related topics
Seminal works
- jinek2012
Frequently asked questions
- सीआरआईएसपीआर को कैसे पता चलता है कि कहाँ काटना है?
- एक छोटा गाइड आरएनए लक्षित लक्ष्य से मेल खाने वाला एक अनुक्रम वहन करता है; यह उस डीएनए के साथ बेस-जोड़े बनाता है और कैस9 एंजाइम को सही जगह पर लाता है, इसलिए गाइड आरएनए को बदलने से सिस्टम को एक अलग अनुक्रम को काटने के लिए फिर से प्रोग्राम किया जाता है।
- क्या सीआरआईएसपीआर संपादन हमेशा सटीक होता है?
- संपादन में ऑफ-टारगेट प्रभाव हो सकते हैं और कट की मरम्मत पूरी तरह से नियंत्रणीय नहीं होती है, यही कारण है कि बेस और प्राइम संपादन जैसे नए दृष्टिकोण अधिक सटीकता का लक्ष्य रखते हैं और यही कारण है कि सुरक्षा मूल्यांकन किसी भी चिकित्सीय उपयोग के लिए केंद्रीय है।