ما هي الهندسة الوراثية

الهندسة الوراثية هي نهج يتبعه العلماء لتطوير تقنيات التشخيص والأدوية لعلاج الأمراض البشرية والحيوانية، وهي العلم الذي يطور الأنسجة والخلايا عن طريق زرع الأعضاء، ويتم التعديل الوراثي المباشر للكائنات الحية عن طريق إعادة استخدام الحمض النووي، وتفيد الهندسة الوراثية في تحديد المادة الجينية وتعديلها للخلايا والكائنات الحية الكاملة.

تتعلق هذه العلوم بالتلاعب الاصطناعي لجينوم الكائنات الحية، وهي تستخدم بشكل واسع في تكاثر النباتات. وتوفر هذه التقنية العديد من الفوائد على الإنسانية، حيث تجعل النباتات المعدلة وراثياً مقاومة للآفات وبالتالي يتم تقليل استخدام المبيدات الحشرية.

ما هي تطبيقات الهندسة الوارثية على الحيوانات

تعرف الهندسة الوراثية بأنها عملية يتم فيها التلاعب بجينات كائن حي بشكل غير مباشر. تمكن العلماء من نقل جينات مفيدة بدقة من حيوان معين إلى نوع آخر من الحيوانات. تتم تطبيقات الهندسة الوراثية من خلال التلاعب بالحمض النووي، أي دمج وتعديله، لزيادة كفاءة الأساليب التقليدية للتربية. تتضمن هذه التعديلات معلومات النمط الظاهري. يعمل الهندسة الوراثية على معالجة تسلسل الحمض النووي مباشرة. تشمل تطبيقات الهندسة الوراثية في مجال الحيوانات

• يتم العمل على فصل أجزاء من الحمض النووي ونقلها للتلاقي مع جينات أخرى، ويجب ملاحظة أن جينوم الثدييات يكون أكبر وأكثر تعقيدا من جينوم الفيروسات والنباتات والبكتيريا .
• تُطبق الهندسة الوراثية على الحيوانات من خلال تطبيق علم الوارثة الجزيئي، بالإضافة إلى استخدام طريقة الحمض النووي المؤتلف.
• يتم استخدام تقنيات المعالجة التناسلية التي تؤثر على الجينات لإنشاء كائن حي جديد بالكامل يتكون من خلايا مستنسخة، وتكون هذه الخلايا متميزة تماما. تشمل تقنيات الهندسة الوراثية والمعالجة التناسلية إجراءات التلقيح الاصطناعي والإخصاب في المختبر ونقل الأجنة.
• تستخدم تطبيقات الهندسة الوراثية في العلاج الجيني للحمض النووي، حيث يتم تطبيقه على خلايا الثدييات للتخلص من النسخ التالفة في الجينات واستبدالها بنسخ طبيعية. العلاج الجيني يستخدم لتغيير الجينوم للكائنات الحية المتطورة.
• تعتمد تقنية الاستنساخ على إنتاج نسخ جينية جديدة من حيوان ما باستخدام تقنيات التربية الحديثة.

فوائد الهندسة الوراثية في المجال الحيواني

تمكن العلماء من ترتيب جينومات الحيوانات الأليفة بالحصول على الجينات التي تتحكم في الصفات المفيدة، وبالتالي استخدام هذه الجينات المستخرجة لإدخالها في جينوم حيوان آخر. وبالتالي، نجد أن الحيوان الذي تم تطبيق الهندسة الوراثية عليه وتعديله وراثيا سيمتلك جميع الصفات الموجودة في الجينات الجديدة. ولها الهندسة الوراثية في المجال الحيواني فوائد عديدة، حيث تسهم في تحسين الصحة العامة وتحسين نوعية الحياة. وتتجلى فوائدها في

• تحسين صحة الإنسان.
• تعمل على تعزيز إنتاج الغذاء.
• تقلل من الأثر البيئي السلبي.
• تحسن من صحة الحيوان.
• وتنتج تطبيقات متطورة.

أما فوائدها على الجانب الحيواني فتتجلى في:

1. يتم زيادة تكوين الحليب بواسطة جينات نسخ فريدة تعدل خصائص الحليب وتزيد من بروتيناته، وتم إجراء التعديل الوراثي على الأبقار عن طريق إضافة اللاكتوفيرين البشري إلى مكونات حليبها، واللاكتوفيرين يساعد على نقل الحديد ويمنع نمو البكتيريا.
2. يتم تحسين إنتاج صوف الأغنام وتغيير خصائص الألياف عن طريق نقل التخليق الحيوي لمادة السيستين الموجودة في جينات البكتيريا ووضعها في جينوم الأغنام.
3. يمكن تعزيز معدلات النمو باستخدام التعديل الوراثي الذي يتيح للعلماء التحكم في عوامل النمو ومستقبلاته، وزيادة معدلات النمو.
4. من فوائد الهندسة الوراثية هو إنتاج اللقاحات المعدلة وراثيًا، بما في ذلك اللقاحات الجينية واللقاحات المؤتلفة، والتي تستخدم لمكافحة الأمراض.

تطبيقات الهندسة الوراثية في المجال الطبي

تم استخدام الهندسة الوراثية في العديد من المجالات بما في ذلك المجال الطبي، حيث تم تطبيقات الهندسة الوراثية في المجال الطبي كما يلي:

• تم التركيز على فهم الأمراض وأسبابها، وعلى أساس ذلك تم إجراء التحسينات اللازمة على الأدوية لتقديم العلاجات المناسبة.
• تم تطوير أساليب البحث والتشخيص، بما في ذلك تطوير الأجهزة السريرية.
• يقوم العلماء بالبحث عن الكروموسومات في الجينات لاكتشاف الأمراض المرتبطة بالجينات، بالإضافة إلى اكتشاف الموروثات الجينية بين الأفراد وتقديم العلاجات الفردية اللازمة.
• استخدمت العلاج الجيني لتحقيق علاجات فعالة من خلال عزل الجينات السليمة وزرعها في الأشخاص الذين يعانون من تشوهات جينية، ويمكن أن يكون هذا العلاج مفيدا جدا لعلاج الأمراض مثل السرطان والزهايمر وحتى الحثل العضلي أو الهيموفيليا.
• تم إنتاج عدد من الببتيدات الطبية الاصطناعية باستخدام الهندسة الأيضية وتقنية الحمض النووي المؤتلف.
• لقد ساهمت في إنتاج كميات كبيرة من الهرمونات التي لا يمكن للجسم أن ينتجها بشكل طبيعي مثل هرمون النمو في الإنسان. وهذا الهرمون ذو فائدة كبيرة في حالة الإصابة بمرض القزم أو وجود مشاكل في نمو بعض الأعضاء.
• تساهم في إنتاج البروتينات اللازمة لجسم الإنسان مثل هرمون الألبومين.

تطبيقات الهندسة الوراثية في المجال الصناعي

تشمل مجالات الهندسة الوراثية تطبيقاتها في المجال الصناعي، ومن ضمن هذه التطبيقات الآتي:

• تعتبر الصناعة البلاستيكية، التي يمكن أن تتحلل بالتحلل الحيوي، نتيجة لعملية التخمير التي يتم فيها استخدام بكتيريا خاصة لتحلل الإنزيمات المحددة.
• تتم إنتاج العديد من المواد الكيميائية باستخدام الكائنات الحية مثل الإنزيمات.
• تم استخدامها في صناعة الأغذية الموجودة في الأسواق، حيث تم تعديلها وراثيًا لزيادة الإنتاجية وخفض التكاليف.

تطبيقات الهندسة الوراثية في المجال الزراعي

من تطبيقات الهندسة الوراثية في المجال الزراعي كما يلي:

• تستخدم الهندسة الوراثية للمحاصيل لتعزيز قدرتها على مقاومة الآفات وتحمل الضغوط البيئية.
• تحافظ الهندسة الوراثية على النباتات من التلف في وقت قصير.
• تتم إنتاج نباتات مقاومة للآفات الزراعية وتلعب دورا هاما في الحد من استخدام المبيدات الحشرية التي تضر بالنباتات، وبالتالي يتم تقليل التلوث البيئي.
• تعمل على إنتاج طعام معدل وراثيا للمساهمة في تحسين نوعية الطعام.