الهندسة الوراثية بين الأمل ............ و الخوف
تطور الهندسة الوراثية
ان العالم حاليا يشهد العديد من الثورات التى كانت لها اما اثار ايجابية أو اثار سلبية على البيئة الانسانية والبيئة الحيوية من حوله ومن هذه الثورات التى كان لها عظيم الأثر حاليا فى الحياة البشرية هى الثورة فى مجال علم البيولوجيا. هذه الثورة التى ظهرت كمحصلة ونتاج اكتشاف المادة الوراثية DNA (والتى تحدثنا بالتفصيل عنه هنا) و اكتشاف ما يسمى انزيمات التحديد. و التى تقوم بفصل DNA فى موافع محددة, وكان لاكتشاف أن DNA هو المادة الوراثية أكبر الأثر فى هذه الثورة العلمية الهائلة ثم اكتشاف أسرار الشفرة الوراثية (سنتحدث عنها تفصيلا فيما بعد).
فمنذ اكتشاف طبيعة DNA جزئ على يد كلا من Francis crick and James watson تطور العلم بصورة كبيرة جدا وتطور حتى وصلنا لمرحلة معرفة الأساس الجزيئى لعمليات تضاعف ونسخ DNA ومن تطور الى اخر الى أن وصلنا الى منتصف السبعينات والذى شهد ميلاد علم الهندسة الوراثية (Genetic engineering).
وكأى علم فى بدايته واجه الكثير من التحفظات والشكوك من الكثير من العلماء ولكن مع مرور الوقت بدأت هذه التحفظات و الشكوك تزول شيئا فشيئ وليس معنى ذلك انها (الهندسة الوراثية) كاملة ولكن لكل علم جوانبه السيئة والأخرى الايجابية. ولكن الأمل فيها فى علاج الكثير من الأمراض المستعصية وخصوصا باستخدام الخلايا الجذعية كان له الأثر الكبير فى ازالة الكثير من هذه التحفظات.
هناك مقولة شهيرة جدا دائما ما يرددها العلماء وهى (فى مجال العلم ما يمكن أن يتم عمله يمكن أن يتحقق In science what can be done will be done). ان انتاج الأنسولين بالاستنساخ كان نتاج تنشيط جينات معينة داخل الجسم, كذلك انتاج لبن مثيل للبن الأم, المحافظة على الأنواع النادرة من الحيوانات, زيادة انتاجية النباتات والتغلب على مشكلة نقص الغذاء العالمى, استزراع نباتات فى غير ميعادها أو فى غير أماكنها الأصلية.
ان الهندسة الوراثية ان أمكن تسخيرها لخدمة الانسان وخدمة طموحاته الكبيرة فى حياة كريمة بعيدا عن الأمراض وبعيدا عن القلق أكبر الأثر فى تطور الحياة البشرية للأفضل وقد يكون لفهم الجينات حل لمشاكل الجريمة المنتشرة.
أول شركة للهندسة الوراثية
الهندسة الوراثية تمثل التلاعب المباشر للحمض النووي من قبل الانسان وقد وجدت فقط منذ 1970م وقد تم اطلاق مصطلح "الهندسة الوراثية" لأول مرة من قبل جاك ويليامسون 1951 سنة في كتابه الخيال العلمي (جزيرة التنين)ثم جاءا العالمان ألفريد هرشي ومارثا تشيس لتأكيد دور الحمض النووي في الوراثة، بعد ذلك أظهر جيمس واطسون وفرانسيس كريك أن الحمض النووي جزيء لديه الهيكل الحلزوني المزدوج. في عام 1972 أنشأ بول بيرغ أول جزيئات حمض نووي مؤتلف بخلط الحمض النووي من فيروس قرد مع فيروس لمدا. ثم تبع ذلك
في عام1973 أنشأ هربرت بوير وستانلي كوهين أول كائن معدل وراثيا عن طريق إدخال جينات مقاومة للمضادات الحيوية في بلازميد البكتريا وبعد ذلك بعام أعلن رودولف يانش عن خلق فأر معدل وراثيا عن طريق إدخال حمض نووي غريب في جنين فأر، مما جعل الفأر الوليد الأول في العالم الحيواني المعدلة وراثيا وقد أدى هذا الإنجاز إلى المخاوف في الأوساط العلمية حول المخاطر المحتملة من الهندسة الوراثية.
ان التطور والأمل المعقود على الهندسة الوراثية قادا الى انشاء أول شركة للهندسة الوراثية عام عام 1977 تحت اسم (جيننتك) وفى نفس العام أعلنت هذه الشركة عن انتاج أول بروتين ادمى بواسطة البكتريا وهو هرمون المخ السوماتوستاتين Somatostatin هو هرمون ببتيدي ينظم جهاز الغدد الصم و يؤثر على النقل العصبي و نمو الخلايا عن طريق التفاعل مع مستقبل مقترن بالبروتين ج و تثبيط محفزات هرمونات ثانوية عديدة. السوماتوستاتين له شكلين نشطين ينتجان عن اٍنقسام سابق بروتيني واحد: الأول مكون من 14 حمض أميني و الثاني 28 حمض أميني.
ثم كان عام 1982 حيث أقيم أول مصنع لانتاج الأنسولين الأدمى فى مدينة ليفربول فى انجلترا. ومنذ ذلك الحين عقدت امال كبيرة جدا على الهندسة الوراثية فى امكانية شفاءالأمراض الوراثية بل وأصبحت منتجات الهندسة الوراثية مشرة بصورة كبيرة.
عدد الكروموسومات داخل الكائن الحى
يتميز كل كائن حى بعدد محدد من الكروموسومات داخل خلايا الجسدية, هذا العدد ثابت فى أفراد النوع الواحد ويختلف من نوع الى اخر. فنجد مثلا عدد الكروموسومات فى دودة الاسكارس Ascaris megalocephala زوج واحد من الكرموسومات بينما يصل هذا العدد الى 1600 كروموسوم فى الحيوان الشعاعى Aulacantha, فى الانسان عدد الكرموسومات 46 كروموسوم (23 زوج).
النوع
|
عدد الكروموسومات (2ن)
|
الاسكارس
|
2
|
الدروسوفيلا
|
8
|
العقرب
|
4
|
الضفدع
|
26
|
الحمامة
|
80
|
القط
|
38
|
الفأر
|
40
|
الأرنب
|
44
|
القرد
|
42
|
الشمبانزى
|
48
|
الكلب
|
78
|
الانسان
|
46
|
تصنيف الكرموسومات
توجد معظم الكرموسومات فى الخلايا الجسدية Somatic Chromosomes للكائن الحى وهذه الكرموسومات قد تختلف فى الحجم عن يعضها البعض و بجانب هذه الكرموسومات توجد الكرموسومات الجنسية و هى فى الانسان زوج واحد من الكرموسومات يحمل الرقم 23, هذا الزوج هو المسئول عن تحديد الجنس فى الانسان.
يختلف حجم وشكل وعدد الكروموسومات باختلاف نوع الكائن الحى, وقد دلت الدراسات أن طوله يتراوح بين 1-30 ميكرومتر يصل أحيانا الى2 ملليمتر, ومن المؤكد أنه لا توجد علاقة بين حجم الكروموسوم وعدد الجينات المحمولة عليه, فالكروموسوم Y يخلو من الجينات باستثناء الجينات المسئولة عن تكوين الخصيتين وبعض الصفات الخاصة ببعض الشعوب كالأذن المشعرة عند سكان استراليا الأصليين.
الخصائص و المميزات العامة للكرموسومات
مسئولة عن نقل الصفات الوراثية من جيل لأخر.
لها القدرة على التضاعف ذاتيا.
لها أشكال وأحجام مختلفة فى أفراد النوع الواحد.
عددها ثابت بين أفراد النوع الواحد.
تقنيات الهندسة الوراثية
1- تهجين الأحماض النووية: يمكن تهجين الحمض النووى DNA برفع درجة حرارته الى 100 درجة مئوية حيث تنكسر الروابط الهيدروجينية التى تربط القواعد النيتروجينية فى جزى الDNA فيصبح كل شريط حر مفرد وفى نفس الوقت غير ثابتين ينتظر كل منها الفرصة للازدواج مع الشريط الاخر, عند خفض درجة الحرارة يلجأ كل شريط مفرد الى الارتباط مع شريط اخر لتكوين الشريط المزدوج من DNA مرة أخرى. ان مقدار شدة الالتصاق يحددها درجة الحرارة اللازمة لفصل الشريطين عن بعضهما.
مكن انتاج لولب هجين من أشرطة منفردة من DNA أو RNA عند مزج الأحماض النووية من نوعين مختلفين من الكائنات ثم رفع درجة حرارة الخليط الى 100 درجة مئوية حتى تنفصل الأشرطة عن بعضها ثم التبريد مرة أخرى فتتكون لوالب مزدوجة أصلية و أخرى هجين, ويمكن استخدام هذا DNA الهجين فى
- الكشف عن جين ما فى المحتوى الجينى.
- الاستدلال على وجود الجين وعدد النسخ منه فى الخليط بسرعة.
- معرفة العلاقة التطورية Evolutionary relationship بين الأنواع المختلفة من خلال قياس تشابه تتابع النيوكليوتيدات فى DNA وكذلك كلما زاد التهجين بينهما دل ذلك على التقارب فى درجة القرابة.
2- الاستنساخ الحيوى لDNA
هناك طريقتان لعملية نسخ الحمض النووى DNA
الطريقة الأولى: النسخ باستخدام الخلايا الحية
الطريقة الثانية: النسخ باستخدام علايا غير حية (تفاعل البوليميريز التسلسلى)
الطريقة الأولى: النسخ باستخدام الخلايا الحية بالخطوات التالية
- تصميم قطعة مهجنة من DNA المراد نسخه DNA من ناقل.
- نقل القطعة التى تم تهجينها الى خلية حية.
- اختيار المستعمرات البكتيرية التى تحتوى على القطعة المهجنة.
- استخلاص القطع المهجنة و استخراج DNA منها.
د/ محمد مبروك سلامة
تعليقات
إرسال تعليق