الهندسة الوراثية ، التلاعب الاصطناعي ، والتعديل ، وإعادة التركيب للحمض النووي أو جزيئات الحمض النووي الأخرى من أجل تعديل كائن حي أو مجموعة من الكائنات الحية.
الهندسة الوراثية سمك سلمون معدل وراثيا (أعلى) وسمك سلمون طبيعي من نفس العمر (أسفل). أثارت القدرة على هندسة وتعديل جينومات الحيوانات بدقة ، رغم احتمالية أن تكون مفيدة ، أسئلة أخلاقية. بول دارو - نيويورك تايمز / ريدوكس
تعرف على الهندسة الوراثية وكيف يتم تطبيقها على الميكروبات لتعديلها وراثيًا لاستخدامها في الأدوية والغذاء والوقود نظرة عامة على الهندسة الوراثية ، لا سيما عند تطبيقها على الميكروبات. الجامعة المفتوحة (شريك بريطاني للنشر) شاهد كل الفيديوهات لهذا المقال
ماذا كان يطلق على العراق
على المدى الهندسة الوراثية يشير في البداية إلى التقنيات المختلفة المستخدمة لتعديل أو التلاعب بالكائنات الحية من خلال عمليات الوراثة و التكاثر . على هذا النحو ، احتضن المصطلح كلاً من الانتقاء الاصطناعي وجميع تدخلات التقنيات الطبية الحيوية ، من بينها التلقيح الاصطناعي ، الإخصاب في المختبر (على سبيل المثال ، أطفال أنابيب الاختبار) ، والاستنساخ ، والتلاعب الجيني. ومع ذلك ، في الجزء الأخير من القرن العشرين ، جاء المصطلح للإشارة بشكل أكثر تحديدًا إلى أساليب تكنولوجيا الحمض النووي المؤتلف (أو استنساخ الجينات) ، حيث يتم دمج جزيئات الحمض النووي من مصدرين أو أكثر إما داخل الخلايا أو في المختبر ثم يتم إدخالها في الكائنات الحية المضيفة بحيث تكون قادرة على بث .
ظهرت إمكانية تكنولوجيا الحمض النووي المؤتلف مع اكتشاف أنزيمات التقييد في عام 1968 من قبل عالم الأحياء الدقيقة السويسري فيرنر آربر. في العام التالي ، قام عالم الأحياء الدقيقة الأمريكي هاملتون أو.سميث بتنقية ما يسمى بالإنزيمات المقيدة من النوع الثاني ، والتي وُجد أنها ضرورية للهندسة الوراثية لقدرتها على تشق موقع محدد داخل الحمض النووي (على عكس إنزيمات التقييد من النوع الأول ، التي تشق الحمض النووي في مواقع عشوائية). بالاعتماد على عمل سميث ، ساعد عالم الأحياء الجزيئية الأمريكي دانيال ناثانز في تطوير تقنية إعادة تركيب الحمض النووي في 1970–71 وأظهر أن إنزيمات النوع الثاني يمكن أن تكون مفيدة في الدراسات الجينية. بدأ علماء الكيمياء الحيوية الأمريكيون ستانلي إن كوهين وهربرت دبليو بوير الهندسة الوراثية القائمة على إعادة التركيب في عام 1973 ، وكانوا من بين أوائل الذين قطعوا الحمض النووي إلى أجزاء ، وأعادوا الانضمام إلى أجزاء مختلفة ، وأدخلوا الجينات الجديدة في بكتريا قولونية البكتيريا ، والتي تتكاثر بعد ذلك.
تتضمن معظم تقنيات الحمض النووي المؤتلف إدخال جينات غريبة في بلازميدات السلالات المختبرية الشائعة من البكتيريا. البلازميدات عبارة عن حلقات صغيرة من الحمض النووي. هم ليسوا جزءًا من البكتيريا كروموسوم (المستودع الرئيسي للمعلومات الجينية للكائن الحي). ومع ذلك ، فهي قادرة على توجيه تخليق البروتين ، ومثل الحمض النووي الكروموسومي ، يتم تكاثرها ونقلها إلى ذرية البكتيريا. وهكذا ، من خلال دمج الحمض النووي الغريب (على سبيل المثال ، جين الثدييات) في البكتيريا ، يمكن للباحثين الحصول على عدد غير محدود تقريبًا من نسخ الجين المُدخل. علاوة على ذلك ، إذا كان الجين الذي تم إدخاله فعالاً (أي إذا كان يوجه تخليق البروتين) ، فإن البكتيريا المعدلة ستنتج البروتين المحدد بواسطة الحمض النووي الغريب.
تعرف على تقنية كريسبر وكيف يمكنها تحويل الطب والمجتمع ما هي تقنية كريسبر ، وكيف يمكن أن تحول الطب والمجتمع؟ مهرجان العلوم العالمي (شريك بريتانيكا للنشر) شاهد كل الفيديوهات لهذا المقال
يتكون جذع الدماغ من
ركز جيل لاحق من تقنيات الهندسة الوراثية ظهر في أوائل القرن الحادي والعشرين على تحرير الجينات. يسمح التحرير الجيني ، المستند إلى تقنية تُعرف باسم CRISPR-Cas9 ، للباحثين بتخصيص التسلسل الجيني للكائن الحي عن طريق إجراء تغييرات محددة للغاية على الحمض النووي الخاص به. التحرير الجيني له مجموعة واسعة من التطبيقات ، يتم استخدامه للتعديل الوراثي لنباتات المحاصيل والماشية وكائنات النماذج المختبرية (على سبيل المثال ، الفئران). يشير تصحيح الأخطاء الجينية المرتبطة بالمرض في الحيوانات إلى أن تحرير الجينات له تطبيقات محتملة في العلاج الجيني للإنسان.
عززت الهندسة الوراثية من فهم العديد من الجوانب النظرية والعملية لوظيفة الجينات وتنظيمها. من خلال تقنيات الحمض النووي المؤتلف ، تم إنشاء بكتيريا قادرة على تخليق الإنسان الأنسولين ، هرمون النمو البشري ، ألفا إنترفيرون ، أ التهاب الكبد ب لقاح ، وغيرها من المواد المفيدة طبيا. يمكن تعديل النباتات وراثيًا لتمكينها من إصلاح النيتروجين ، ويمكن تصحيح الأمراض الوراثية عن طريق استبدال الجينات المختلة وظيفيًا بجينات تعمل بشكل طبيعي. ومع ذلك ، فقد تم التركيز بشكل خاص على مثل هذه الإنجازات خوفًا من أنها قد تؤدي إلى إدخال سمات غير مواتية وربما خطرة في الكائنات الحية الدقيقة التي كانت خالية سابقًا منها - على سبيل المثال ، مقاومة المضادات الحيوية ، أو إنتاج السموم ، أو الميل إلى التسبب في المرض . وبالمثل ، فقد زاد تطبيق التعديل الجيني على البشر أخلاقي مخاوف ، لا سيما فيما يتعلق باستخدامه المحتمل لتغيير السمات مثل الذكاء والجمال.
الذرة المعدلة وراثيا (الذرة) الذرة المعدلة وراثيا (الذرة). S74 / Shutterstock.com
في عام 1980 ، تم اعتبار الكائنات الحية الدقيقة الجديدة التي تم إنشاؤها بواسطة أبحاث الحمض النووي المؤتلف قابلة للحماية ، وفي عام 1986 وافقت وزارة الزراعة الأمريكية على بيع أول كائن حي تم تعديله وراثيًا - وهو فيروس ، يُستخدم كلقاح للمرض الكاذب ، والذي تم قطع جين واحد منه. . منذ ذلك الحين ، تم منح عدة مئات من براءات الاختراع للبكتيريا والنباتات المعدلة وراثيًا. براءات الاختراع على الكائنات المعدلة وراثيا والمعدلة وراثيا ، وخاصة المحاصيل والأغذية الأخرى ، ومع ذلك ، كانت أ إثارة للخلاف القضية ، وبقيت كذلك في الجزء الأول من القرن الحادي والعشرين.
