العديد من الأشخاص يبحثون عن معلومات علمية. وذلك من أجل مواكبة التطور لأن العلم في تقدم مستمر. لذلك علم الهندسة الوراثية أحرز تقدم هائل في السنوات الأخيرة، فعزيزي إن كنت تريد التعرف على الهندسة الوراثية وكيف تعمل وما هي تطبيقاتها تابع قراءة المقال.
الهندسة الوراثية
يعرف مصطلح الهندسة الوراثيّة Genetic engineering. بأنه إدخال تعديلات على التراكيب الجينية للكائن الحي ويطلق على هذه العملية اسم العملية الصناعية، وهي تتضمن نقل المعلومات الوراثية من كائن إلى كائن آخر، وهكذا تظهر بعض صفات ذلك الفرد في الفرد الآخر. وبالتالي لأنه أصبح يمتلك نفس جينات ذلك الفرد، ويطلق على هذا الفرد الكائن المعدل وراثياً، وعن طريق الهندسة الوراثيّة يمكن تغير جينات الكائن الحي بواسطة العمليات الجينية، ومن خلال التدخل المباشر يحدث هذا التغير لأهداف تسعى لتحسين الكائن الحي بشكل عام، ويعد علم التكنولوجيا والوراثة أحد أبرز العلوم والتقنيات التطبيقية المتدوالة في الهندسة الوراثية، وتعمل تقنية الهندسة على تقطيع وتجزئة المادة الوراثية للكائن الحي، والعمل على جمع هذه القطع لإعطاء الناتج الوراثي النهائي للكائن، أو لتغير بعض الخصائص الجيني، وهناك مصطلح يدعى GEO يعبر عن الكائنات المعدلة وراثياً.
مفهوم الهندسة الوراثية
لماذا يطلق على الهندسة الوراثية التعديل الوراثي؟
وذلك لأن الإنسان يحدث تغيير في المادة الوراثية بشكل غريب وغير خاضع لإرادته. ولإعطاء كائنات معدلة وراثياً يقوم الإنسان بالاعتماد على الحمض النووي الوراثي الDNA، ولكن باستبعاد النبات، الحيوانات، والأشخاص الذين غالباً لديهم طفرات، وفي مطلع عام 1973 كان هناك أول تعديل وراثي على البكتيريا، وبعد عام من تهجين البكتيريا ظهرت الهندسة الوراثيّة للفئران المعدلة. ومنذ عام 1982بدأ بيع الأنسولين الذي أنتج من البكتيريا. لذلك في بداية عام 1994 أصبح يوجد في الأسواق أغذية معدلة وراثياً مخصص للبيع.
إن الهندسة الوراثية تعرف علمياً بأنها عبارة عن تقنيات تختص بالجينات سواء كانت للبشر. أو الحيوانات، أو الأحياء الدقيقة، وهذا العلم يسعى لمعرفة وظائف الجينات وخصائصها من خلال دراسة الصبغيات، وذلك بتجزئة الكرموسوم وإدخال أجزاء منه في كائن حي بعد نقلها من كائن آخر، من أجل تعويض معلومات وراثية لديه أو زيادة فيها ضمن خلية الكائن الحي.
تاريخ الهندسة الوراثية
على مدار السنين استطاع الإنسان من إجراء تعديلات على كافة أنواع الجينات. وذلك بواسطة عملية صناعية ويطلق عليها في هذا الوقت اسم التطفير، ويذكر إن أول من استخدم الهندسة الوراثية شخص يدعى جاك ويليامسون الذي تحدث عنها عام 1951 من خلال روايته في الخيال العلمي وهي جزيرة التنين، وقد نشأة أول جزيئة DNA، عن طريق بول بيرغ وهي كانت مجتمعة في فيروس قردي (sv40)، ولكن بسبب بحث العلماء المستمر في هذا المجال ومن هؤلاء العلماء هيربرت، ستانلي كوهين، أدى إلى ظهور كائن معدل وراثياً في عام 1973، وحدث ذلك بواسطة إدخال جينات توجد في بلازميد بكتريا الاشتراكية القولونية للمقاومة المضاد الحيوي، وتم تأسيس أول شركة هندسة جينية سنة 1976، وأطلق عليها اسم غنيتيك.
كيف تعمل الهندسة الوراثية
يتم نقل المعلومات الوراثية من كائن إلى كائن آخر بواسطة الهندسة الوراثيّة. لذلك يتم النقل أيضاً من حيوان إلى حيوان ومن نبات إلى نبات ويمكن نقل جينات من حيوان إلى نبات عن طريق هذه الهندسة، وبواسطة خطوات رئيسية يمكن تلخيص كيفية التعديل الوراثي:
تحديد الصفات المرغوبة نقلها من الكائن.
يتم الحصول على المادة الوراثيةDNA من الكائن.
وتعرف عملية الانتساخ الجيني بأنها عملية تبحث عن الجينات المطلوبة. والمرغوبة في الحمض النووي(DNA) المستخرج، والاستدلال على موقعه وكيفية انتساخه، وهذا مايعرف بالانتساخ الجيني.
إن عملية النقل تدعى (transformation) يتم عن طريقها العمل. على تطوير الجينات الوراثية لإكتساب صفة مرغوبة عند دخول الجين إلى جسم الكائن المستقبل، وتتم هذه العملية عن طريق عدة مراحل، مثل:
- يمكن حقن الجين المعدل وراثياً في جسم الكائن المستقبل عن طريق استخدام خلايا البكتيريا. وبالتالي إن البكتيريا تنقل الجينات المعدلة وراثياً إلى داخل جسم الكائن.
- أو من خلال تقنية أطلق عليها مسدس الجينات (gene gun method). وهي عبارة عن جزيئات ذهب مجهرية يحطيها غلاف، ويتم وضعها في جسم الكائن الحي المستقبل لأنها تضم على نسخ الجين المعدل.
- وبعد إضافة الجينات المرغوبة يصبح الكائن الحي معدل وراثياً، وهنا يجب الانتباه ومراقبة الكائن المعدل وراثياً أو الذي يطلق عليه بعض العلماء التربية التقليدية، وهي لا تلغي الهندسة الوراثية بل هي عبارة عن صفات جديدة مرغوبة فقط.
تطبيقات الهندسة الوراثية
تضم الهندسة الوراثية عدد من التطبيقات في عدة محاولات. ومنها:
تطبيقات في الزراعة
سمحت العديد من المحاصيل التي تملك صفات جديدة باستخدام تقنيات هندسية وراثية في الزراعة. لذلك عملت على زيادة القيمة الغذائية وعلى تحسين إنتاجية المحاصيل. وعلى سبيل المثال: ابتكرا العلماء بطاطا تقاوم الأمراض، وأيضاً طماطم عمرها طويل.
تطبيقات الهندسية الوراثية في الطب
إن مجال الطب هو من أول المجالات التي استفادت منها الهندسة الوراثية. لذلك تم ابتكار مواد طبية عديدة مختلفة مثل البروتينات التي ساعدت في تخثر الدم، وبروتينات الجهاز المناعي، والهومونات، ويوجد أيضاً بعض الأمثلة على المواد المعدلة وراثياً الطبية، وهي الأنسولين والبروتينات العلاجية، وأول منتح استخدم على البشر هو الأنسولين المعدل وراثياً، حين قاموا العلماء بإدخال على البكتيريا جين الأنسولين البشري لإنتاج عدد كبير منه لاستخدامه على مرضى السكري.
في الختام ازدادت في الأونة الأخيرة تطبيقات وتقنيات الهندسة الوراثية في عدة مجالات. وبالتالي هذا حصل عند ما حقق العلماء نجاحات في كافة مجالات هذه الهندسة، وبالرغم من كل هذه التطورات والابتكارات، يجب الحرص عند التعامل فيها لأن يمكنها إن تسبب ضرر للإنسان والبيئة، ولهذا يتوجب علينا الالتزام بالخطوات الهندسية الوراثية وتطبيق قوانينها بشكل دقيق.
