الهندسه الوراثيه

[LoVer Smile]

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 .

قال الله تعالى (يَا أَيُّهَا النَّاسُ ضُرِبَ مَثَلٌ فَاسْتَمِعُوا لَهُ إِنَّ الَّذِينَ تَدْعُونَ مِن دُونِ اللَّهِ لَن يَخْلُقُوا ذُبَابًا وَلَوِ اجْتَمَعُوا لَهُ وَإِن يَسْلُبْهُمُ الذُّبَابُ شَيْئًا لَّا يَسْتَنقِذُوهُ مِنْهُ ضَعُفَ الطَّالِبُ وَالْمَطْلُوبُ)(سورة الحج:73).


المقدمة :

الهندسة الوراثية أو ما يعرف أحيانًا بهندسة ((الجينات)) الوراثية هي أحدث الطرق العلمية في تغيير التركيب الجيني والتحكم في الصفات الوراثية للكائن الحي(نبات - حيوان - إنسان).وسيتناول بحثنا تلخيص برامج الهندسة الوراثية ، ومميزاتها ، وتطبيق لها على المجال الطبي وأخطار تطبيقات تقنيات الهندسة الوراثية على البيئة .

العرض :

حتى تاريخ 1970 ميلادية كان إجراء الأبحاث على الحمض النووي من أصعب الأمور التي كانت تواجه علماء الوراثة و الكيمياء.و كانت معظم الأبحاث تجرى بشكل غير مباشر على الحمض النووي الرايبوزي أو البروتين.و لكن الحال تحول بشكل كامل فأصبح علم الوراثة المتعلق بفحص الدي إن أي(و المعروف بعلم الوراثة الجزيئية)من أسهل العلوم و أكثرها تطورا.لقد أصبح من السهل صنع نسخ عديدة من أي جين (مورث) أو مقطع محدد من الدي إن أي.كما استطاع العلماء استكشاف الجينات الموجودة في على الكروموسومات كما استطاعوا تغييرها و تعديلها بالشكل الذي يريدون و ليس هذا فحسب بل استطاعوا أن يعيدوا هذه الجينات المعدلة إلى الخلية و غرزها في الكروموسوم الذي يريدون.كما أمكن إنتاج كميات كبيرة من البروتينات كالهرمونات و اللقاحات المختلفة و التي كانت تنتج في السابق من الجثث الميتة أو تستخلص من الحيوانات.كما أن هذه الثورة العلمية فتحة المجال أمام الكثيرين من محبي هذا العلم في اختراع و اكتشاف طرق جديدة و حديثة في التعامل و حفظ و تغيير هذه المادة الحيوية في الإنسان و الحيوان و النبات.لقد غير هذه العلم المنطلق كالصاروخ الكثير من المفاهيم الطبية و التي دفعة كثير من كليات الطب إلى تعديل مقرراتها لتزويد طلابها بالمزيد من هذا العلم.




برنامج الهندسة الوراثية:

عزل المادة الوراثية (الحامض النووي) (D. N .A) عن محتويات الخلية وبشكل نقي حيث أنه يمثل الحامل الحقيقي “ للمورث “ والمسئول عن تحديد الصفات الوراثية الخاصة بكل كائن حي، ومن ثم تكسير هذا المركب إلى قطع صغيرة يمكن استغلال إحداها في تغيير تركيب جيني جديد، وذلك باستعمال “ الأنزيمات المحددة “ في عملية التكسير والتجزئة ذات التسلسل القاعدي الخاص والمتطابق مع الأنزيم.
- - دمج هذه القطعة من ال(د . ن . أ) مع ربطها مع جزيء ال(د . ن . أ) الجديد الذي يعرف باسم الناقل أو الحامل، وذلك بمساعدة أنزيم خاص يعرف بالإنزيم اللاحم أو اللاصق للـ (د . ن . أ) ينتج عن ذلك جزء:
(د . ن . أ مركب)
- ادخال هذا ال(د . ن . أ المركب) إلى الخلايا المضيفة (العائل) والتي قد تكون خلايا بكترية من خلال العملية المعروفة بالتحول، ومن ثم إتاحة الفرصة لهذا ال (د.ن.أ) المهجن للتكاثر والانقسام في البكتريا، بعدها تستخدم هذه المورثات وتحقن في الكائنات الحية الجديدة مسببة تأثيرها وقدرتها الوراثية الدالة عليها .

- ميزات الهندسة الوراثية:

1- السرعة في نقل المورثات من كائن حي إلى آخر وذلك بمرور أسابيع قليلة ومحددة بدلاً من الطريقة التقليدية والسائدة والمتعارف عليها في تغيير التركيب الجيني وباستعمال التهجين والتربية والتي تحتاج إلى سنوات طويلة.
2- نقل المورثات بطرق مباشرة ومضمونة النتائج بحيث لا تسمح بنقل المورثات غير المرغوبة التي قد تكون مرتبطة بالكروموسوم (الصبغي) والتي قد تنتقل بالطرق التقليدية مسببة لأهم مشاكل وعيوب طريقة التهجين والتربية العادية.
3- نقل المورثات بواسطة الهندسة الوراثية قضى على البعد النوعي بين الكائنات الحية، حيث يمكن نقل صفة مرغوبة من بكتريا إلى إنسان أو نبات (قمح) مثلاً أو العكس، خلاف ما هو متبع بالطرق التقليدية.
4- نقل مورثات خالية من الأمراض وذات صفات وراثية مرغوبة إلى كائنات حية جديدة تنقصها هذه الصفات.
من بعض تطبيقات الهندسة الوراثية على المجال الطبي:
يعاني الإنسان من العديد من الأمراض الوراثية الناتجة عن حدوث الطفرات الوراثية الضارة في اتحاد قواعد الحمض النووي المكون للمورث وأيضًا نتيجة لحدوث بعض الشذوذ الكروموسي في الخلية، مما يؤدي إلى خلل في فعالية البروتين المنتج والمتسبب في أعراض المرض والتي تختلف طبيعتها وشدتها اعتمادًا على نوع وطبيعة المورث الطافر. يمكن حاليًا تشخيص العديد من المورثات المسؤولة عن هذه الأمراض المحملة على الخريطة الوراثية وأيضًا دراسة التغيرات المستقبلية التي تحدث لها بواسطة تقنيات الهندسة الوراثية (PCR).


أخطار تطبيقات تقنيات الهندسة الوراثية على البيئة
1- تزيد من فرصة تكوين المورثات المهلكة التي تشوه أو ت*** أجنة الكائنات الحية (الحيوان) في إحدى أطوار نموها المختلفة.
2- إنتاج (أنواع - سلالات) جديدة من الكائنات الحية الدقيقة والمسببة لكثير من الأمراض ذات أشكال ظاهرية وخواص بيولوجية جديدة تزيد من سرعة انتشارها في الطبيعة بالإضافة إلى عدم وجود أعداء طبيعيين ومضادات حيوية لها في الوقت الحاضر مما يحدث عدم التوازن بين الكائنات الحية في الطبيعة.
3-إنتاج (سلالات) جديدة من بعض أنواع البكتريا E-coli نتيجة إحداث تغير في التركيب الجيني لها والتي تحمل مورثات خطيرة يمكن أن تتسرب من المعامل إلى الطبيعة وتسبب أمراضًا.
4- رش الحقول ببعض البكتريا المعدلة وراثيًا قد يحدث تأثيرات عكسية ذات أضرار كبيرة على البيئة خصوصًا مصادر المياه محدثة أثارًا سلبية على البيئة وصحة المجتمع.
5- الكثير من العلماء المهتمين بعلوم البيئة لديهم تخوف من أن انتشار كائنات حية دقيقة أجرى عليها تغيير في التركيب الوراثي من شأنه أن يغير من النظام البيئي.
6- بالإمكان حاليًا هندسة بعض أنواع من البكتريا القادرة على التكاثر بسرعة كبيرة وإنتاج مواد سامة (Toxins) بكميات هائلة يمكن استخدامها في الحروب البيولوجية لإبادة البشرية.
تعمل الحكومات المتطورة في هذا المجال على سن القوانين والارشادات التي تحدد وتنظم التجارب التي تجرى في هذا المجال وتمنع إجراء هذه التجارب على الحيوانات المنوية والبويضات في الإنسان حتى لا يحدث تغييرات كثيرة في التركيب الجيني إلا أنه هناك خوف كبير يتبادر إلى المجتمعات وهو أنه فيما إذا طبقت أساليب الهندسة الوراثية على الإنسان فإن النتائج سوف لا تحمد عقباها.




الخاتمة:

تعتبر الهندسة الوراثية سلاحًا ذا حدين . لذا يجب التعرف على أهميتها وكيفية استغلالها فيما يعود بالنفع على الإنسان أو حماية البيئة من التلوث وغيرها. وفي الختام نود أن يستخدم العلماء الهندسة الوراثية لتحسين ظروف الحياة في كل مجالاتها والاستفادة بقدر الإمكان من مميزاتها وتطبيقاتها الآمنة