التصنيف: علوم و طبيعة

الهندسة الوراثية

المقدمة:
لقد كرم الله تعالى عباده بنعمه العقل وفتح لهم ابواب البحث وامرهم بالنظر في ملكوته واكتشاف اسرار الكون لاجل ان يصل الانسان الى تعظيم خالقه وافراده بالعباده.
وقد تقدم العلم تقدما مذهلا في وقتنا الحاضر بحيث اصبح القرن الحادي والعشرون عصر تطبيقات الهندسه الوراثيه فانظم بذالك الى عصور سابقه عرفت بالتطور العلمي كعصر البخار وعصر الكهرباء ….الخ
على ان امتلاك هذا التكنولوجيا سيفتح آفاقا كبيرة في تربيه الكائنات واستخدامها .
فالهندسة الوراثيه مرتبطة بمجموعه من التجارب العلمية في مجال البيولوجيا وهي التحكم في الجينات والاستنساخ الحيوي وأعاده تركيب الحمض النووي المنقوص بالأوكسجين DNA الذي يحمل الصفات الوراثيه للإنسان (المادة الوراثيه).

تعريف الهندسة الوراثيه :
الهندسة الوراثيه مصطلح علمي حديث ، يستعمل للتعبير عن مدى تقدم التقنية العلمية المعاصرة حيث تقدمت الأبحاث بدرجه كبيرة منذو أواسط السبعينات حتى انتشر الحديث عن الثورة الهندسية إلا إنها مع ذالك تثير الكثير من المسائل الحساسة أخلاقيا واجتماعيا . فما هو علم الوراثة ؟
هو العلم الذي يهتم بدراسة كيفيه انتقال الصفات الوراثيه من جيل الى أخر ويعني بتفسير التشابه والتباين بين أفراد النوع الواحد في الكائنات الحية .
وتوجد للهندسة الوراثيه مجموعه من المفاهيم نذكر منها :
• هي القدرة على عزل جين من كائن حي ونقله الى كائن حي أخر، وبذالك يتم تخليق نباتات وحيوانات مهجنه جينيا تمتلك المميزات المرغوبة.
• هي القدرة على تكوين اتحادات وراثية جديدة ، وذالك بخلط جينات وراثية معروفه لخلايا معينه مع جزيئات وراثية وتمكينها من التكاثر وإظهار قدراتها الوراثيه في التحكم بوظائف خلايا ألمضيقه التي تلقح بها ، مثل هذه المواد الوراثيه المهجنة .
• هي تعديل وتحسين وتقنيه للكائنات الحية أو تطبيق المبادي العلمية الهندسية على صناعه مواد الوسائل الوسائط الحيوية كالكائنات الحية الدقيقة أو خلايا الحيوانية أو النباتية.
• هي باختصار حذف أو أضافه بعض الجينات المسؤله عن الصفات الوراثيه في خلايا شخص محل التطبيق .

الأسس التي تقوم عليها الهندسه الوراثيه :
ان الأسس التي تقوم عليها الهندسه الوراثيه هو المخزون الجيني الحامل للصفات الوراثيه للكائن عن طريق التحكم في مكانها ووظيفتها ونقلها من مكان الى أخر وقد أدى تنويع الجيني الى تمكين الانسان من اختيار نباتات ثم تحسين محاصيلها عن طريق انتفاع من التنوع الجيني وفي نهاية هذا القرن استخدمت تقنيات التهجين المخطط وأصبح التهجين أسلوبا لزيادة نمو المحاصيل والحيوانات .

الامشاج ونقل صفات الأبوين :
نحن نعلم ان حياه معظم الكائنات الحية تبدأ بخليه مخصبه واحده نتجت من اتحاد المشيح المذكر بالمشيج المؤنث في عمليه تسمى بالإخصاب ،ففي الانسان مثلا تتم عمليه الإخصاب بعد ان يلتقي حيوان منوي القادم من الأب ببويضة الأنثى وتتكون الخلية المخصبة الزيجوت التي تنمو وتكون فردا جديدا يشبه أبويه في كثير من الصفات.
أما في النبات فتتم عمليه الإخصاب بالتقاء حبه لقاح –المشيج المذكر – بالويضه – مشيج مؤنث في المبيض ويتكون الزيجوت الذي يتحول الى جنين في البذرة وعند زراعه البذور ينوا الجنين ويكون نباتا جديدا وبهذا نعلم ان صفات الأبوين تنتقل الى الأبناء بواسطة الامشاج .

منـــــــــــــــــــدل:
هو العالم جر يجور مندل راهب نمساوي . وهو الذي وضع أسس علم الوراثة ،حيث كان يزرع نباتات البازلاء في داره ولاحظ وجود اختلافات بين نباتات البازلاء وبعضها ، وافترض وجود سبب ما لهذا الاختلاف ولمعرفه هذا السبب ، أجرى مندل تجربه عمليه استغرقت 8سنوات زرع خلالها عده ألاف من نباتات البازلاء .

خطوات تجربه مندل :
• اختار مندل نباتات البازلاء طويلة الساق نقيه ، وأخرى قصيرة الساق وزرعها لعده أجيال .
• أجرى عمليه تلقيح خلطي صناعي بين النباتات الطويلة النقية والقصيرة الناتجة عن الخطوة الأولى .
حيث نقل حبوب اللقاح بواسطة فرشاه خاصة من النبات الطويلة الى القصيرة والعكس .
• جمع مندل البذور الناتجة عن التلقيح الخلطي الصناعي وزرعها فكانت جميع النباتات طويلة الساق ( لقد اختفت صفه القصر ) وسميت هذه النباتات بالجيل الأول .
• ترك مندل النباتات الجيل الأول تلقح نفسها ذاتيا وجمع البذور الناتجة وزرعها وأعطت نباتات طويلة الساق وأخرى قصيرة الساق بنسبة (3-1) وسميت هذه النباتات بالجيل الثاني (لاحظ ظهور صفة القصر) .


تفسير مندل نتائج تجاربه :
استنتج مندل من تجربته ما يلي :
1. تحتوي أجسام الكائنات الحية على تراكيب معينه تتحكم في صفاتها الوراثيه سماها مندل [العوامل الوراثيه ] واستخدم مندل الرموز للدلالة على هذه العوامل .
2. توجد العوامل الوراثيه على شكل [ أزواج ] ويمكن لأحد العاملين ان يلغي تأثير الأخر.

تفسير اختفاء صفه القصر في الجيل الأول لنباتات البازلاء وظهورها في الجيل الثاني كالتالي :

فــــــي الجيل الأول :
جميع النباتات احتوت على عامل صفه الطول وعامل صفه القصر معا والغة عامل صفه الطول تأثير عمل صفه القصر فكانت جميع النباتات طويلة الساق .
سمي مندل الصفه التي ظهرت في الجيل الأول الصفه السائدة .


فــــــي الجيل الثاني :
يمكن تقسيم النباتات الى ثلاثة مجموعات كالتالي :

1. مجموعه احتوت على عاملي صفه الطول فقط فكانت طويلة الساق.
2. مجموعه احتوت على عامل صفة الطول وعامل صفه القصر معا فكانت طويلة الساق .
3. مجموعة قليلة احتوت على عاملي صفة القصر فقط فكانت قصيرة الساق .

سمي مندل الصفة التي ظهرت قي الجيل الثاني بالصفة المتنحية ، وكانت نسبة النباتات الطويلة الى القصر (3-1) .

نص مندل الأول :
إذا اختلف فردان نقيان في زوج واحد من صفاتهما المتوارثة ينتجان بتزاوجهما جيلا يحمل صفه احد الأبوين وتختفي الصفة الأخرى ، وتظهر الصفتان معا في الجيل الثاني بنسبة (3-1) .

الكر وموسومات والوراثة :
ان مندل سمي التراكيب التي تتحكم في صفات الكائن الحي [ العوامل الو راثية ] ولكن ما هذه العوامل ؟ وأين توجد؟ نحن نعلم ان الخلية تحتوي على جسم داكن يسمى النواة . وقد درس العلماء النواة ووجدوا إنها تحتوي على أجسام خيطيه توجد على شكل أزواج سموها الكر وموسومات وقد توصل العلماء ومنهم مورجان الى ان العوامل الوراثيه موجودة على الكر وموسومات وسميت هذه العوامل بالجينات وهي التي تتحكم في جميع صفات الكائن الحي الوراثيه كما وجد العلماء ان الجين يتركب من حامض سمي (DNA) .

الطراز المظهري :
هي الصفات التي تظهر على الكائن الحي بفعل تأثير الجينات والبيئة .

الطراز الجيني :
هي مجموعه من الجينات التي تحدد صفات الكائن الحي الطرز الجيني .
وينقسم الطراز الجيني الى قسمين :
• طراز جيني متماثل :
تكون فيه جينات الصفه متشابهة ويطلق على الصفه بأنها نقيه . (TT)
• طراز جيني غير متماثل :
تكون فيه الجينات غير متشابهة ، ويطلق على الصفة بأنها هجين .(Tt)

خطوات حل المسائل الوراثيه :
1. اختيار الرموز . – حرف كبير: لجين الصفة السائدة .
_ حرف صغير : لجين الصفة المتنحية.
2. تحديد الطراز المظهري للآباء .
3. تحديد جينات الآباء .
4. تحديد جينات الامشاج _الجاميتات .
5. المزاوجة بين الجاميتات .
6. تحيد طراز المظهري للأبناء .

مثال : على حل مسائل الوراثيه :
تم أجرى تلقيح خلطي صناعي بين النبات البازلاء طويل الساق نقي ونبات قصير الساق فكانت جميع نباتات الجيل الأول طويلة الساق . فاشرح خطوات هذا التجربة ؟

الحـــــل :
I.
T: يرمز لجين صفه الطول .
t: يرمز لجين صفه القصر .
II. الطراز المظهري للآباء :
طويل نقي + قصير
III. الطراز الجيني للآباء :
TT tt +
IV. الجاميتات :
t t T T
V. عمليه المزاوجة :

T T
Tt Tt t
Tt Tt t

VI. الطراز المظهري للاباء :
جميع النباتات طويله الساق (Tt) .


ـــــــ انقسام ــــــــــــ

عملية المزاوجة
الطراز المظهري
للأبناء :

الوراثة في الانسان :
يرث كل منا صفات عديدة عن آبائه وأجداده مثل لون الشعر والطول وملامح الوجه وقدره الجسمية وغيرها من صفات مختلفة . وكما ان هناك العديد من الامرض التي ترتبط بالوراثة كالصلع ، والقزم الوراثيه ومرض نزف الدم وعمى الألوان وفقر الدم المنجلي .
صعوبات دراسة كيفيه انتقال الصفات الوراثيه بالنسبة للإنسان :
يرجع ذالك للأسباب التالية :
1. يصعب إجراء التزاوج حسب رغبه الباحث .
2. عمر الجيل في الانسان طويل .
3. ينتج الانسان عدد قليل من الأفراد .


دراسة بعض الصفات الوراثيه في الانسان :


1. شحمه الأذن التصله والمنفصلة :
تسود صفه شحمه الأذن المنفصلة عن صفه شحمه الأذن المتصلة .

2. وراثة لون العين :
يتحكم في لون العين في الانسان جينات أحدهما سائد يؤدي بوجوده الى تلون طبقتي القزحية [ الأولى والثالثة] = عين سوداء – عين عسلية – عين خضراء . والأخر متنحي يسبب وجوده بشكل زوجي الى تلوين الطبقة الأولى فقط وبالتالي يظهر لون العين ازرق ولذالك تعتبر اللون الأسود والعسلي والبني سائد على اللون الأزرق .

دراسة بعض الأمراض الوراثيه في الانسان :
1. انيمياء خلايا المنجليه :
ويقصد بالأنيميا هو نقص عدد كريات الدم الحمراء أو نقص في كفاءتها في توصيل الأوكسجين والغذاء الى أعضاء الجسم وتكون شكل كريات الدم الحمراء منجليه .

2. المهقة – عدو الشمس :
الشخص الامهق لا يحتوي جلده على صبغه الميلانين التي تعطي الجلد لونه ، والشخص الامهق يكون لون الجلد وشعر الرأس ، والحواجب ، والرموش ابيضا ، كما ان قز حيه العين تكون حمراء اللون .

3. امرض وراثية توجد في الذكور بنسبه اكبر من النساء:
• عمى الألوان : وهو عدم القدرة على تميز الألوان خاصة الونين الأحمر والأخضر وسببه جين متنحي .
• مرض نزف الدم – الهيموفيليا-: هو مرض يتأخر عند تجلط الدم وذالك عند إصابته بجروح الأمر الذي يؤدي الى نزيف مستمر .


تطور الهندسه الوراثيه :
قد تطور الهندسه الوراثيه بعد اكتشاف اسرار المادة الوراثيه (DNA) وذالك عندما اكتشف العلماء ان الحمض النووي هو ماده وراثية ثم اكتشف تراكيبه الكيميائي .


إنجازات الهندسه الوراثيه :
• في مجال النباتات :
لقد شهده أعوام الثمانينات واوئل التسعينات ظهور بعض ثمار التطبيقات المبكرة للهندسة الوراثيه ففي مجال الزراعة حدث تقدم سريع عندما تم تخليق أول نبات مهجن جينيا عام 1982 ، ومنذ ذالك الوقت تم تعديل على العشرات من النباتات لزيادة إنتاجيتها ومقاومتها للفيروسات .

• في مجال الطب :
في مجال مستحضرات الطبية تم إنتاج هرمونات مثل : الأنسولين وهرمون النمو ومواد لأذابه تجلطات الدم …. الخ.
• في مجال الحيواني :
تم إيجاد وسائل للتشخيص ، وأمصال وعقاقير جديدة ، وإعطاء هرمونات النمو لزيادة النمو وإدرار اللبن ، وما زالت أبحاث الهندسه الوراثيه مستمرة لإيجاد لقاحات الأنفلونزا والجذام ، والكوليرا والملا ريا ، ولوقاحات في تشخيص الأمراض الوراثيه كمرض الثلاسيميا .


• في مجال الانسان :
استطاع العلماء الاستفادة من هذه التقنية في إنتاج بعض مضادات السرطان ومضادات الفيروسات . وللهندسة الوراثيه اليوم دور حساس في تقصي تأثير الجين وتتبع ما يعرف بعيوب الجين الفرد ، وامكانيه تحيد المبكر للمخاطر الوراثيه على المستوى الجيني فتقنيات الهندسه الوراثيه يمكن ان تسخر لخدمه الانسان وتدعيم حقوقه ورعايته مصالحه وتحقيق طموحاته وتوفير الكثير من مطالبه وحاجاته ، غير إنها في المقابل قد ينقلب وبالا عليه فتدمر قيمه وتهدر أخلاقياته وتجلب عليه ما لا يحتسب الكوارث والمتاعب كم تستغل لتحقيق مصالح مالية وإنجازات علميه لأصحابها بصرف النظر عما تجره على الانسانيه من أثار مدمره أو سلبية لا يعلمها إلا الواحد الأحد .

أهميه علم الوراثة:
1. الحد من الأمراض الوراثيه .
2. تحسين الإنتاج الحيواني .
3. تحسين الإنتاج النباتي .
4. تقنيه هندسة الجينات .