الهندسة الوراثية Genetic Engineering
الهندسة الوراثية Genetic Engineering
--------------------------------------------------------------------------------
الهندسة الوراثية
Genetic Engineering
بمجرد اكتشاف الحامض النووى DNA والشفرة الوراثية Genetic Code أصبح واضحاً جداً أن معظم الأسرار البيولوجية سوف يتم معرفتها من تعاقب القواعد فى الحامض النووى DNA .
لكن فى ذلك الوقت كان تغيير تلك القواعد بإضافة قواعد لها أو نقلها من كائن إلى كائن أخر بمثابة حلم بعيد .
لكن بمرور الوقت وفى عام 1970حدثت عدة اكتشافات تقنية ضخمة غيرت هذا المنظور حيث حدث تقدم كبير فى علم بيولوجيا الخلية الجزيئية تبعه منذ سنوات قليلة تحليل ومعالجة بارعة Manipulation للجزيئات الكبيرة خاصة DNA .
الهندسة الوراثية Genetic Engineering
--------------------------------------------------------------------------------
إنزيمات القطع واللصق
وكان لاكتشاف نوعين من الإنزيمات أثر كبير فى تطور البحوث الخاصة بالـ DNA خاصة عملية النسخ الخضرى Cloning( لاحظ أن عملية النسخ الخضرى Colning مفادها هو إدخال DNA غريب إلى خلية من خلايا الكائنات الدقيقة Microorganisms وإذا كان الوضع فى الاتجاه الصحيح فسوف يتكرر هذا الـ DNA وينتقل إلى الخلايا الناتجة عند انقسام هذه الخلية ، و بالتالى يقال أن هذا التعاقب من DNA يتكرر ويزداد بدرجة كبيرة وهو ما يقال عنه أن الجينات نسخت خضريا ) Clonedأو Amplified ( حيث يسمح بعد ذلك لملايين من النسخ المتطابقة من هذا الـ DNA أن تعزل فى صورة نقية ـ ويجب ملاحظة أيضا أن طرق عمل Cloning للـ DNA خارج جسم الحيوان In Vitro قد أجريت بالفعل ) .
وأول نوع من الأنزيمات التى اكتشفت هذه يسمى إنزيمات القطع المتخصصة Restriction Enzymes وهو يقوم بقطع الحامض النووى DNA لأى كائن حى وفى أى تعاقب متخصص لعدد قليل من النيوكليوتيدات .
أما النوع الثانى من هذه الإنزيمات فيطلق عليه إنزيمات لحام حامض DNA النووى DNA Ligases وهذه الإنزيمات يمكنها إدخال قطعه DNAالمقطوعة ( بواسطة إنزيمات القطع المتخصصة ) محل جزء من DNA لينتج DNA معاد إتحاده Recombinant DNA .
بعد ذلك يمكن إدخال DNA المعاد إتحاده إلى الخلايا الملائمة . وكل الخلايا الناتجة من أى خلية يطلق عليهم Clone وهى تحمل نفس الـ Recombinant DNA molecule . ومتى أصبح هذا الكلون Clone من الخلايا جاهزاً يتم عزل هذا الجزء من DNA وبالتالى يمكن تحضير كميات غير محدده من هذا الـDNA .
بالإضافة إلى ذلك ففى الوقت الحالى تمكـن العلمـاء مـن تخليـق DNA يصـل طـوله لحـوالى60 قاعدة بالطرق الكيميائية ( أى DNA مصنع معمليا ) و بالتالى فالـ DNAs المعاد اتحاده Recombinant DNA يمكن إنتاجه محتويا على إما أجزاء طبيعية من DNA والناتجة من إنزيمات القطع المتخصصة enzymes Restriction أو محتويا على تعاقب من DNA مخلق صناعيا بطرق معملية .
.
بالإضافة إلى ذلك فاكتشاف وتوافر إنزيمات القطع المتخصصة سهل إلى درجة كبيرة التطور فى التقنيات الحديثة للإنتاج السريع لتعاقبات حامض DNA النووى DNA Sequencing مع نهاية 1970 وبداية 1971م .
وهذه التقنيات تجرى بأن يتم قطع جزئ DNA الطويل بواسطة إنزيمات القطع المتخصصة إلى ترتيب من شظايا صغيرة والتى هى معروف ترتيبها فى جزئ DNA الرئبسى . كما استنبطت طرق أيضا لمعرفة وتحديد ترتيب القواعد فى شظية ( جزء صغير ) من DNA حتى 500 نيوكليوتيد فى الطول . وبالتالى فلا يوجد هناك حائل أو عقبة لإنتاج تعاقب من DNA يتكون من عشرة آلاف نيوكليوتيد أو أكثر . وفجأة أصبح أى DNA يمكن أن يعزل ويرتب من جديد .
ومع التقدم المذهل والذى حدث بالنسبة لعلوم الكمبيوتر ، فيمكن الآن استخدام طرق التطعيم والخلط عن طريق الكمبيوتر لعمل تعاقبات وتخزين ومقارنة وتحليل النتائج ، الأمر الذى يمكن من خلاله أن يتمكن العلماء من إحراز تقدم جديد فى هذه التقنية . لكن خطورة هذا التقدم أو فائدته لا يعلمها إلى الله سبحانه وتعالى ( راجع فى نهاية باب مخاطر استخدام الهندسة الوراثية ) .
.
وحاليا يمكن إعادة إدخال أى Cloned DNA Segment إلى الخلية واختبار وظائفها البيولوجية ( لاحظ أن هذه الـ Segment ممكن أن تكون طبيعية أو معدلة أو يمكن أن تكون كلها مصنعه معمليا ) وكل هذه التقنيات اليوم يطلق عليها التقنية الحديثة لإعادة تجميع أو إعادة إتحاد حامض DNAالنووى Recombinant DNA technology وهذا ما سوف نتحدث عنه فى هذا الباب بأذن الله حيث سوف نحاول إيضاح وفهم الطرق المختلفة لهذه التقنية الحديثة والنجاح الذى حققته فى علوم الطب وصناعة الأدوية والتغيرات التى أحدثتها فى الزراعة هذا بالإضافة إلى المخاطر التى حققتها والتى يمكن أيضا أن تنزلق إليها بناء على استخداماتنا لهذه التقنيات الحديثة .
