ما هي الهندسة الوراثية وكيف تعمل؟

تشير الهندسة الوراثية إلى التلاعب بالحمض النووي الخاص بالكائنات الحية لهدف تغيير خصائصها ( النمط الظاهري ) بطريقة معينة.

ما هي الهندسة الوراثية؟

تسمى أيضاً بالتعديل الجيني، وهي عملية تغيير الحمض النووي في الجينوم الخاص بالكائن الحي والتعديل عليه بحيث يكون التعديل، على أحد ازواج القواعد الجينية ( اما G-C او A-T )، بحذف منطقة كاملة من الحمض النووي أو ادخال نسخة اضافية إلى الجين نفسه، بالإضافة إلى ذلك من الممكن أن يتم استخراج قاعدة من الحمض النووي الخاص بالكائن الحي ودمجها مع حمض نووي آخر في نفس الكائن.

لهذه الأسباب يستخدم العلماء الهندسة الوراثية، لكي يستطيعوا التعديل على خصائص الكائن الحي والتغيير فيها كما يمكن تطبيق الهندسة الوراثية على مختلف أنواع المخلوقات الحية، من الفيروسات إلى الخراف، على سبيل المثال يمكن استعمال الهندسة الوراثية على النباتات لجعلها مقاومة أكثر ضد المبيدات أو لجعلها تنتج قيمة غذائية أعلى.

كيف تعمل الهندسة الوراثية؟

لكي نوضح كيفية عمل الهندسة الوراثية سنأخذ الأنسولين كمثال على ذلك، جميعنا نعلم بأن الأنسولين هو بروتين يعمل على الحفاظ على مستويات السكر في الدم، عادة يتم انتاج الأنسولين من البنكرياس ولكن الاشخاص الذين يعانون من مرض السكري من النوع الأول تصبح لديهم مشكلة في إنتاج الأنسولين لذلك يحقنون انفسهم بالانسولين للحفاظ على مستوى السكر في الدم، وقد استخدمت الهندسة الوراثية لصنع انسولين يشبه تماماً الانسولين الذي في تفرزه أجسامنا تم صنعه من خلايا الخميرة أو بكتيريا تشبه البكتيريا القولونية، وقد تم ترخيص هذا الأنسولين المعدل وراثياً، “الهومولين” للاستخدام البشري في عام 1982

كيف تمت صناعة الهومولين؟

يتم استخراج حمض نووي دائري الشكل يسمى البلازميد – plasmid من البكتيريا ومن ثم قطع جزء صغير منه بواسطة مقص جزيئي لكي يتم إدخال جين الانسولين في فراغ البلازميد وبذلك اصبح البلازميد الأن معدل وراثياً، بعد التعديل الوراثي يتم إدخال البلازميد المعدل وراثياً إلى بكتيريا جديدة، بعد ذلك ستبدأ الخلايا بالنقسام لتبدأ رحلتها في تصنيع الأنسولين وحمل البلازميد المعدل وراثياً في كل نسخه منها.

ولانشاء كميات كبيرة من الخلايا، تزرع البكتيريا في اوعية تخمير كبيرة تحتوي على جميع العناصر الغذائية التي تحتاجها الخلية للانقسام، وكلما انقسمت الخلايا كلما زاد انتاج الأنسولين. عند انتهاء عملية التخمير يتم تصفيه المزيج لإنتاج انسولين خام عن طريق تنقية الأنسولين وتعبئته في زجاجات وأقلام الأنسولين ليتم بعد ذلك توزيعها على مرضى السكري.

لأي غرض تستخدم الهندسة الوراثية أيضاً؟

أول كائن حي تم تعديله وراثياً كان عبارة عن بكتيريا، سنة 1973، وفي العام الذي يليه تم تطبيق نفس التقنيات على الفئران، وفي عام 1994 تم انتاج وطرح اول أغذية معدلة وراثياً.

للهندسة الوراثية العديد من التطبيقات المفيدة كالزراعة والتكنولوجيا والبحث العلمي. في النباتات، تم تطبيق الهندسة الوراثية لتحسين المرونة والقيمة الغذائية ومعدل نمو المحاصيل الزراعية مثل البطاطس والطماطم والأرز.

في الحيوانات تم استخدامه لتطوير الأغنام التي تنتج البروتين العلاجي في الحليب التي يمكن استخدامها لعلاج التليف الكيسي، أو الديدان التي تتوهج في الظلام للسماح للعلماء لمعرفة المزيد عن الأمراض مثل مرض الزهايمر، وذلك لأن الجهاز العصبي الخاص بالديدان الخيطية يحتوي على 300 خلية فقط، مما يجعلها نموذجاً بسيطاً جداً لدراسة مرض الزهايمر.

ترجمة: علي محمد

تدقيق لغوي: فرح علي

تدقيق علمي: فرح علي

المصادر: 1