Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

15.1: ما هي الهندسة الوراثية؟
فهرس المحتويات

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
What is Genetic Engineering?
 
نسخة طبق الأصل

15.1: ما هي الهندسة الوراثية؟

نظره عامه

الهندسة الوراثية هي عملية تعديل الحمض النووي للكائن الحي لإدخال سمات جديدة مرغوبة. تم تعديل العديد من الكائنات الحية ، من البكتيريا إلى النباتات والحيوانات ، وراثياً لأغراض أكاديمية وطبية و زراعية و صناعية. في حين أن للهندسة الوراثية فوائد محددة ، فإن المخاوف الأخلاقية تحيط بتعديل البشر وإمداداتنا الغذائية.

يمكن للعلماء تعديل الجينوم للكائن الحي عن عمد

الهندسة الوراثية ممكنة لأن الشفرة الجينية _ الطريقة التي يتم بها تشفير المعلومات بواسطة الحمض النووي _ وبنية الحمض النووي عالمية بين جميع أشكال الحياة. نتيجة لذلك ، قد يتم تعديل الشفرة الجينية للكائن بعدة طرق.

يمكن تحرير تسلسل النيوكليوتيدات بشكل انتقائي باستخدام تقنيات مثل نظام كريسبر/كاس٩ (CRISPR/Cas9). يعرف باسم ”المقص الجزيئي“ ، نظام كريسبر/كاس٩ هو استجابة مناعية فطرية لبدائيات النوى تم اختيارها لتعديل المعلومات الجينية.

كما يمكن إزالة الجين من كائن حي لخلق كائن معطل جينيا ”knockout“ ، أو إدخالها لخلق الطرق الجيني ”knockin“ ، من خلال عملية تسمى استهداف الجينات. تعتمد هذه الطريقة على إعادة التركيب المتماثل _ التبادل الجيني بين جزيئات الحمض النووي التي تشترك في منطقة ممتدة مع تسلسلات مماثلة _ لتعديل جين داخلي.

يمكن للعلماء أيضاً إدخال جين من كائن حي في جينوم آخر ، مما يؤدي إلى كائن حي معدل وراثياً. بشكل عام ، يسمى الحمض النووي المتحد من مصادر مختلفة الحمض النووي المؤتلف. يعتبر الكائن الحي الذي يتلقى هذا الحمض النووي كائنات معدلة وراثياً أو كائنات معدلة وراثياً.

تؤثر الهندسة الوراثية على صحة الإنسان و رفاهيته

أثر تحرير الجينوم بشكل كبير على البحث العلمي والزراعة والصناعة والطب. غالباً ما تُدخل أبحاث البيولوجيا الجزيئية الجينات المحورة _ الجينات الأجنبية _ في البكتيريا والفيروسات لدراسة وظيفة الجينات والتعبير عنها. كانت البكتيريا هي الكائنات الحية الأولى التي تمت هندستها وراثيا. قدم العلماء جين الأنسولين البشري لإنتاج الأنسولين الاصطناعي الذي يستخدمه مرضى السكري.

تسمح تقنية تسمى العلاج الجيني بإدخال جين جديد في الشخص بحيث يمكن التعبير عن البروتين الذي يشفره داخل خلاياه. يوفر العلاج الجيني دواءً أو علاجاً لبعض الأمراض الوراثية الخطيرة وغير القابلة للعلاج. قام العلماء بتعديل الفيروسات لإيصال جينات جديدة إلى الخلايا المضيفة. يمكن لهذه الفيروسات المخصصة أن تصيب الخلايا المريضة وتدخل نسخة صحيحة من الجين المعيب ، وتعالج الاضطرابات البشرية مثل نقص المناعة المختلط الشديد (SCID).

على الرغم من أن العديد من العلاجات الجينية تستخدم فيروسات معدلة ، فقد أصبح نظام كريسبر/كاس٩ تقنية شائعة بشكل متزايد. يقطع نظام كريسبر/كاس٩ الحمض النووي باستخدام دليل _ تسلسل الحمض النووي الريبي المعروف باسم كريسبر _ لتوجيه ”المقص الجزيئي“ _ و هو إنزيم يسمى كاس٩ _ إلى مواقع محددة في الجينوم. يستخدم العلماء هذه الأداة الجزيئية لإضافة أو إزالة أو تعديل المواد الجينية. تم استخدام تقنية كريسبر/كاس٩ في نماذج الفئران لتصحيح الأخطاء في الجينات المسؤولة عن الحثل العضلي الدوشيني والتهاب الكبد الوبائي ب وإعتام عدسة العين وأمراض القلب والأوعية الدموية.

بينما يمكن للهندسة الوراثية أن تسفر عن علاجات جديدة للأمراض ، إلا أنه يمكن استخدامها أيضاً لأغراض عملية أخرى. تم تطوير الماعز المعدلة وراثيا والتي تنتج حرير العنكبوت في حليبها للاستخدام الصناعي. في الزراعة ، تم تعديل بعض النباتات وراثياً لتحسين الخصائص مثل المحتوى الغذائي ومقاومة الآفات. من المرجح أن تستمر التطورات الحديثة والمستقبلية في الهندسة الوراثية في التأثير على صحة الإنسان ورفاهيته.

المخاوف الأخلاقية المتعلقة بالهندسة الوراثية

الهندسة الوراثية لديها إمكانات كبيرة ، و لكن أين نرسم الخط الفاصل؟ يجب على العلماء و المجتمع الإجابة على هذا السؤال. إن تحرير الجينوم البشري ، و خاصة في خلايا الخط التناسلي ، هو مصدر قلق أخلاقي كبير. معظم العلاجات الجينية تعدل الخلايا الجسدية ، لذلك تؤثر التغييرات الوراثية فقط على الفرد. و مع ذلك ، فإن التغيرات في الخط التناسلي للشخص موروثة أيضاً من ذريته.

في عام ٢٠١٨ ، صدم أحد العلماء العالم عندما زعم أنه ابتكر أول أطفال تم تعديلهم وراثياً باستخدام تقنية كريسبر. حاول أن يجعل الطفلتين التوأم مقاومتين لفيروس نقص المناعة البشرية عن طريق إدخال طفرة تناسلية غير مدروسة. أثارت أفعاله الغضب والقلق حيث تصارع العلماء والجمهور مع ما يعنيه هذا للبشرية. لا يزال من غير الواضح كيف سيؤثر ذلك على صحة الفتيات ، أو نسلهم في المستقبل ، أو المجتمع السكاني.

مصدر قلق آخر هو استخدام المواد الوراثية الأجنبية لتحسين الإمدادات الغذائية. النباتات هي أكثر مصادر الغذاء المعدلة وراثياً شيوعاً ، حيث تزرع ٢٨ دولة ما يقرب من ٤٥٠ مليون فدان من المحاصيل المعدلة وراثياً على مستوى العالم. في حين أن هناك إمكانات هائلة لتأمين الإمدادات الغذائية لعدد متزايد من سكان العالم ، إلا أن هناك حاجة لدراسات سليمة علمياً وطويلة المدى لمعالجة مخاوف نقاد الكائنات المعدلة وراثياً.


قراءات مُقترحة

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter