محتويات
مفهوم الهندسة الوراثية
يشير مفهوم الهندسة الوراثية إلى عمليات استخدام الحمض النووي من أجل تغيير التركيب الجيني لكائن حي ما، وقد استخدم البشر الهندسة الوراثية بشكل غير مباشر، وذلك من خلال عمليات التكاثر واختيار النسل ضمن صفات محددة، إذ تضاف جينات من نوع آخر لكائن حي وذلك من أجل الحصول على نمط ظاهري معين للكائن الحي الآخر، وقد دخل مفهوم الهندسة الوراثية في لغتنا في سبعينيات القرن، وذلك في وصف المجال الناشئ لتكنولوجيا الحمض النووي، إلا أنَّ هذه الهندسة في بادئ الأمر استخدمت أجزاء صغيرة من الحمض النووي وزرعها في البكتيريا، إلا أنَّ الهندسة الوراثية شهدت تطورًا كبيرًا إذ أصبحت تستنسخ الجينات بالكامل وتنقلها إلى خلية أخرى، وتجرى هذه العملية في مختبرات خاصة وباستخدام أدوات خاصة أيضًا.[١]
كيفية إجراء الهندسة الوراثية
تَعد الهندسة الوراثية في طبيعتها نوعًا جديدًا من التعديل الوراثي، وبشكل بسيط هي عملية إضافة جينات أجنبية إلى كائن حي، وتحمل الجينات معلومات إذ تعطي الكائن الحي الجديد صفات محددة، وكيفية إجراء هذه الهندسة سنوضحها لكَ من خلال الهندسة الوراثية في النباتات وهي:[٢]
- الخطوة الأولى في الهندسة الوراثية هي عملية استخراج الحمض النووي، ويُستخرج الحمض النووي من الكائن الحي المطلوب، وذلك من خلال أخذ عينات من الحمض النووي للكائن الحي.
- تتمثل الخطوة الثانية في عملية الاستنساخ للجينات، إذ يستخرج الحمض النووي للكائن الحي دفعة واحدة، ويستخدم العلماء عملية الاستنساخ لفصل الجين المفرد وعمل الآف النسخ منه.
- تتمثل الخطوة الثالثة في تصميم الجينات، إذ يصمم مهندسو الجينات الجين ليعمل مرة واحدة داخل كائن حي مختلف، وتجرى هذه العملية في أنابيب اختبار، ويقطع الجين بواسطة الإنزيمات ويستبدل مكان الجينات التي فصلت.
- التحويل وهي الخطوة الرابعة في الهندسة الوراثية، وفيها يكون الجين المعدل جاهزًا، وتجرى عملية التحويل أو كما تتمثل في إدخال الجين الجديد، ولأن النباتات تحتوي على ملايين الخلايا فلا يمكن إدراج نسخة من الجينات في كل خلية نباتية، إذ يُلجأ لعملية الكالس والتي تتضمن زراعة الأنسجة وذلك لنشر الكتل النباتية، وفي هذه الخلايا يضاف الجين الجديد، وتجرى عملية إدخال الجين الجديد باستخدام تقنيات ومن أكثرها شيوعًا البندقية الجينية، والألياف الدقيقة وغيرها من التقنيات.
- تتمثل الخطوة الخامسة والأخيرة في عملية تربية التكاثر، أو كما تعرف أيضًا تربية التهجين وتخطي النباتات المعدلة وراثيًا بخطوط تربية وذلك باستخدام الطرق التقليدية للتربية النباتية، وتجرى هذه العملية من أجل دمج الصفات المطلوبة للكائن المتحول في خط واحد يعادل النسل مرارًا وتكرارًا في خطوط النخبة للحصول على خطوط معدلة وراثيًا.
تطبيقات الهندسة الوراثية
تختلف استخدامات الهندسة الوراثية، فما هي هذه الاستخدامات؟:[٣]
- تُستخدم تطبيقات الهندسة الوراثية في مجالات الطب والبحوث والزراعة وفي الصناعة، إذ تُستخدم بشكل واسع في المجالات الخاصة بالكائنات الدقيقة والحيوانات والنباتات.
- كما تُستخدم في المضادات وعلاجات العقم، إذ تستخدم أيضًا في إنتاج الأنسولين بكميات كبيرة، وهرمونات النمو البشري، واللقاح وصناعة العديد من الأدوية.
- كما تُستخدم الهندسة الوراثية في البحوث الخاصة بالكائنات الحية، من أجل اكتشاف وظائف الجينات.
- كما تُستخدم أيضًا الهندسة الوراثية في الصناعات وتحويل الكائنات الحية الدقيقة مثل الخميرة والبكتيريا وتحويلها إلى بروتينات المفيدة، وذلك من خلال تنمية الكائن الحي المتحول باستخدام عملية التخمير ومن ثمَّ تنقية البروتين.
- كما تُستخدم في عمليات الزراعة، لإنشاء محاصيل زراعية معدلة وراثيًا.
مَعْلومَة
إن استخدام مصطلح الهندسة الوراثية لأول مرة في التاريخ كان عند الروائي الخيالي جاك ويليامسون في روايته جزيرة التنين، وذلك في عام 1951، وبعدها بمدة زمنية قصيرة اكتشف واتسون وكريك التركيب الجزيئي للحمض النووي، إلا أنَّ مصطلح الهندسة الوراثية استخدم لأول مرة من قِبل روائي وليس عالمًا، وفي عام 1972 بنى بول بيرج أول حمض نووي، وفي العام نفسه أجرى هربرت بوير وستانلي كوهين بتجربة نقل الجينات، إلا أنَّ في عام 1974 أُجريت عملية الفئران المعدلة وراثيًا من قِبل رودولف جايينش، إذ تُعد أول تجربة في علم الوراثة، وبعدها أجريت عمليات تطوير أنواع لنبات التبغ المعدل وراثيًا وذلك في عام 1976.[٤]
المراجع
- ↑ "Genetic Engineering", genome, Retrieved 2020-7-7. Edited.
- ↑ "Overview of the Process of Plant Genetic Engineering ", agbiosafety.unl, Retrieved 2020-7-7. Edited.
- ↑ "Genetic Engineering Products", courses.lumenlearning, Retrieved 2020-7-7. Edited.
- ↑ "What Is Genetic Engineering?- Definition, Types, Process And Application", geneticeducation, Retrieved 8-7-2020. Edited.
