ما هي الهندسة الوراثية
الهندسة الوراثية أو التعديل الجيني، تعني التلاعب المباشر في المادة الوراثية للكائنات الحية بطرق غير طبيعية، وهي عملية تغيير الحمض النووي في جينوم الكائن الحي، مع الشرط أن يتم التعديل على إحدى القوائم الجينية (A-T أو C-G). وسنقدم لكم في التقرير التالي شرحا لمفهوم الهندسة الوراثية وكيفية تطبيقها .
ما هي الهندسة الوراثية
استخدام الحمض النووي DNA هو جزء من الهندسة الوراثية، وليس التربية التقليدية للنباتات والحيوانات. الكائن الحي الذي يتم إنتاجه باستخدام تقنية الهندسة الوراثية يعتبر كائنا معدلا وراثيا، حيث يتم استخراج الحمض النووي من جينوم كائن حي آخر ودمجه مع الأحماض النووية للفرد، ويستخدمه الأشخاص لتحسين أو تعديل خصائص الكائن الحي الفردي. سنشرح لكم في التقرير القادم كيفية عمل الهندسة الوراثية
كيف تعمل الهندسة الوراثية
لتبسيط شرح كيفية عمل الهندسة الوراثية ، نقدم لكم مثال : الأنسولين هو مادة بروتينية تنظم مستوى السكر في الدم، ويتم إنتاجه في البنكرياس. ولكن مرضى السكر يعانون من نقص في إنتاج الأنسولين، لذلك يجب عليهم تناول حقن الأنسولين للسيطرة على مستوى السكر في الدم. وقد تم استخدام الهندسة الوراثية لإنتاج نوع جديد من الأنسولين، يشبه بشدة نوع الخميرة أو البكتيريا القولونية، ويطلق عليه اسم “الهومولين”، وقد تم استخدامه لأول مرة على نطاق واسع في البشر في عام 1982
كيفية صناعة حامض الهومولين
يتم إنتاج حمض الهومولين عن طريق استخراج البلازميد، وهو الحمض النووي، من البكتيريا. يتم بعد ذلك قطع جزء منه بواسطة مقص جزيئي لإدخال جينات الإنسولين داخل البلازميد. في هذه الحالة، يتم تعديل البلازميد وراثيا. ثم يتم إدخال البلازميد المعدل وراثيا إلى بكتيريا جديدة، وتبدأ الخلايا في الانقسام وإنتاج الأنسولين. يحمل البلازميد المعدل وراثيا في كل نسخة منه نسخة منه .
عندما يتم إنتاج كميات كبيرة من الخلايا، يتم زرع البكتيريا في أوعية التخمير التي تحتوي على العناصر الغذائية اللازمة لانقسام الخلية وزيادة نسبة الإنسولين. وعند انتهاء عملية التخمير، يتم تصفية المزيج لإنتاج كمية من الأنسولين المركز، ويتم ذلك عن طريق تنقيته وتعبئته في زجاجات وأقلام الأنسولين، ويتم توزيعها فيما بعد على مرضى السكر
لماذا تستخدم الهندسة الوراثية
تستخدم الهندسة الوراثية في العديد من جوانب حياتنا ، ويمكن تطبيقها لتحسين المرونة والقيمة الغذائية ومعدل نمو المحاصيل الزراعية مثل البطاطس والطماطم والأرز ، ويعتبر أول كائن حي تم تحسينه وراثيا هو نوع من البكتيريا في عام 1973 ، وتم بعد ذلك تطبيق نفس التقنية على الفئران ، أما في عام 1994 تم إطلاق أول أنواع الأغذية المعدلة وراثيا ، وكما ذكرنا سابقا فإن الهندسة الوراثية لها العديد من التطبيقات المفيدة مثل البحث العلمي والتكنولوجيا والزراعة
يتم استخدام الهندسة الوراثية في تطوير الأغنام التي تنتج البروتين العلاجي في الحليب، وفي علاج الديدان والتليف الكيسي، وهناك العديد من استخدامات الهندسة الوراثية
تم استخدام الديدان بدقة لاكتشاف الأمراض التي تنتشر في الظلام، مثل مرض الزهايمر، حيث يحتوي الجهاز العصبي للديدان على 300 خلية فقط، مما يجعلها نموذجاً دقيقاً لفهم هذا المرض .
في عام 1980، تم اعتبار الكائنات الحية التي تم إنتاجها بواسطة أبحاث الحمض النووي، قابلة للحماية بموجب براءة الاختراع. وبعد ذلك، وافقت وزارة الزراعة الأمريكية على بيع أول كائن حي معدل وراثيا، ويتم استخدامه كلقاح كاذب. ومن ثم، تم منح العديد من المئات من براءات الاختراع للبكتيريا والنباتات المعدلة وراثيا. وظلت براءات الاختراع في مجال الهندسة الوراثية قضية مثيرة للجدل، حتى تطورت مع التقدم العلمي والتكنولوجي في القرن الواحد والعشرين .
التطبيقات على الهندسة الوراثية
تساهم الهندسة الوراثية بشكل إيجابي في حياة الإنسان الهندسة الوراثية يتم استخدامها في العديد من المجالات الحياتية ، مثل الزراعة والصناعة والطب ، والأبحاث ، كما تدخل في تعديل النباتات والحيوانات ، الديدان والبكتيريا المجهرية ، ومن أشكال تطبيق الهندسة الوراثية ، تصنيع الأدوية من خلال استخدام البكتيريا المعدلة وراثياً ، كما تستخدم لتعديل الإنزيمات لتحسين جودة الغذاء .
- من بين فوائد الهندسة الوراثية البارزة إنتاج الأنسولين لعلاج مرضى السكري، الذين يعانون من تحسس للأنسولين الحيواني .
- تساهم في تنظيم هرمون النمو البشري وإنتاج اللقاحات وإفراز الهرمونات المشجعة للإنجاب
- تشمل مجالات الهندسة الوراثية الكشف عن مادة الزرنيخ في مياه الشرب، وتصنيع الوقود الحيوي، والمعالجة الحيوية.
- تسرع هذه التقنية الإنتاج الزراعي وتزيد من كمية الأغذية المتاحة، بالإضافة إلى إنشاء بعض المحاصيل الزراعية المعدلة وراثيًا، وتدعم الهندسة الوراثية النباتات وتجعلها أكثر قدرة على تحمل التقلباتالبيئية والمقاومة للمبيدات الحشرية والفيروسات .
- تهدف الهندسة الوراثية إلى الحفاظ على المناطق الطبيعية وتلقيح وتطعيم الحيوانات المهددة بالانقراض من الأمراض
- تتضمن تغيير الجينات في الأشجار جعلها أكثر تكيفا مع الاضطرابات المناخية والتغيرات التي تطرأ على البيئة .
اضرار الهندسة الوراثية
على الرغم أهمية الهندسة الوراثية في حياتنا واستخدامها في العديد من المجالات، إلا أن لها العديد من الأضرار التي يجب الانتباه إليها، ومن بينها:
- تشكل الهندسة الوراثية خطرًا على حياة الإنسان، حيث تسعى إلى التحكم في حياته والسيطرة على وراثته .
- تؤدي الهندسة الوراثية إلى إنشاء سلالات متعددة من الكائنات الحية، مما يؤدي إلى اختلال النظام البيئي ويشكل خطرًا .
- تشكل النباتات المعدلة وراثيا التي يتغذى عليها الإنسان خطرا كبيرا على صحته، وتسبب العديد من الأورام السرطانية
- يتم استخدام عملية التخصيب الصناعي التي تنتجها الهندسة الوراثية لخلط الأنساب، حيث يتم تلقيح بويضات النساء بالحيوانات المنوية لبعض الأشخاص غير المعروفين
- يتم استخدام الهندسة الوراثية، على سبيل المثال، للحصول على الإنسان الأخضر أو الكلوروفيلي، ويتم خلط الشريط الوراثي للإنسان مع النبات عن طريق خلط الإنسان بالنبات والإنسان بالحيوان، وهذا يؤدي إلى اختلاط الأجناس، والتي تعد محرمة في الديانات السماوية