فهم مفهوم الهندسة الوراثية

ما هي الهندسة الوراثية؟

الهندسة الوراثية (بالإنجليزية: Genetic engineering) تشير إلى العملية الاصطناعية لتعديل التركيب الجيني لكائن حي. تتضمن هذه العمليات نقل الجينات بين كائنات مختلفة بهدف تمكين الكائن المتلقي من اكتساب صفات محددة من الجينات المرسلة. تُسمى الكائنات التي تم تعديل جيناتها بشكل صناعي بالكائنات المعدلة وراثيًا (بالإنجليزية: genetically modified organisms)، حيث تتحقق هذه التعديلات عبر تدخل مباشر في العمليات الجينية. يمكن أن تؤدي الهندسة الوراثية إلى إنتاج مواد جديدة أو تحسين الوظائف الموجودة بالفعل في الكائن الحي.

تتم عمليات الهندسة الوراثية بواسطة تقنيات متقدمة في علم الوراثة والتكنولوجيا الحيوية، ومن أبرز هذه التقنيات هي تقنية تقطيع المادة الوراثية وتجميعها، لإدخال المجموع النهائي في كائن آخر بغرض تعديل أو تغيير خصائص معينة. يُستخدم مصطلح (GEO) للإشارة إلى الكائنات المعدلة وراثيًا، وهو اختصار لـ(Genetically engineered organism).

كيفية عمل الهندسة الوراثية

تتضمن الهندسة الوراثية عادة نقل الجينات من كائن إلى آخر، وقد يكون النقل من نبات إلى نبات، أو من حيوان لحيوان آخر، كما تسمح هذه التقنية بنقل الجينات بين نبات وحيوان. تنقسم عملية التعديل الوراثي إلى عدة خطوات رئيسية تشمل ما يلي:

1. تحديد الكائن الذي يمتلك الصفات المرغوبة.
2. استخراج المادة الوراثية أو الحمض النووي من الكائن.
3. البحث عن الجين المستهدف داخل الحمض النووي المستخرج وتحديد موقعه واستنساخه.
4. إجراء تعديلات على الجين المختار لتعزيز الخصائص المطلوبة عندما يُدخل في الكائن المتلقي.
5. نقل الجين المعدل إلى الكائن المستهدف (تسمى هذه العملية “التحول”)، وهناك عدة طرق لتحقيق ذلك مثل استخدام خلايا بكتيرية تحتوي على الجين المعدل أو استخدام تقنية “مسدس الجينات” والتي تشمل جزيئات ذهبية مجهريّة محاطة بغلاف يحتوي على نسخ من الجين المعدل.
6. بعد إضافة الجينات المستهدفة، يصبح الكائن معدلاً وراثيًا وهذا لا يعني أن الجوانب التقليدية في التربية غير ضرورية، بل ينبغي مراقبة الكائن ورعايته بالطريقة المعتادة.

تطبيقات الهندسة الوراثية

تُستخدم الهندسة الوراثية في العديد من التطبيقات عبر مجالات متنوعة، مثل:

• تطبيقات زراعية: سمحت تقنيات الهندسة الوراثية بإنشاء محاصيل تمتاز بصفات جديدة، مثل زيادة القيمة الغذائية أو تحسين الإنتاجية. على سبيل المثال، تم تطوير طماطم تدوم لفترة أطول وبطاطس مقاومة للأمراض.
• تطبيقات طبية: يُعتبر الطب من أبرز المجالات التي استفادت من الهندسة الوراثية حيث أُنتجت كميات وافرة من مواد طبية مفيدة مثل البروتينات الضرورية لتخثر الدم. ومن أبرز الأمثلة على المنتجات الطبية المعدلة وراثيًا:
  • الإنسولين والبروتينات العلاجية: يعد الإنسولين أول منتج معدل وراثيًا يُستخدم لدى البشر، إذ تم إدخال جين الإنسولين البشري إلى بكتيريا لإنتاجه بكميات كبيرة لاستخدام مرضى السكري.
  • اللقاحات: استخدام الهندسة الوراثية في تطوير اللقاحات من خلال عزل الجين الذي يحفز الاستجابة المناعية من فيروس ضار وزرعه في فيروس غير ضار.
  • التشخيص: تُستخدم الهندسة الوراثية في تشخيص الأمراض الوراثية قبل الولادة، حيث يتم أخذ مقاطع من جينات الآباء الذين يعانون من حالات مرضية ومقارنتها بجينات الجنين.
• تطبيقات صناعية: يتم استخدام العديد من المركبات والبكتيريا المعدلة وراثيًا في إنتاج مواد مثل مواد التنظيف وإزالة بقع الزيت، حيث تستهلك هذه البكتيريا الهيدروكربونات، إلى جانب إنتاج إنزيمات تُستخدم في مواد تنظيف الغسيل ومحاليل العدسات اللاصقة.

المخاوف المرتبطة بالهندسة الوراثية

تثير الهندسة الوراثية الكثير من المخاوف بسبب العواقب المحتملة والتغييرات التي قد تحدث في الكائنات المعدلة وراثيًا. تلك التحولات قد تؤثر على التمثيل الغذائي، أو معدل النمو، أو الاستجابة للبيئة. بالإضافة إلى ذلك، امتداد تأثيرات الهندسة الوراثية لا يقتصر على الكائنات المعدلة فحسب بل يؤثر أيضا على البيئة المحيطة بها. تُعد نتائج الهندسة الوراثية غير مضمونة، مما قد يؤدي إلى أخطاء أو فشل في التعديل الجيني، مما ينجم عنه عواقب بيولوجية ضارة. لذا، تتصاعد المخاوف كلما تطورت هذه التقنية.

الخلاصة

تزايد انتشار تطبيقات وتقنيات الهندسة الوراثية بشكل ملحوظ في السنوات الأخيرة، وذلك نتيجة للنجاحات التي حققها الباحثون في مجالات متعددة. ومع ذلك، من الضروري التصدي لهذه التطورات بسرعة وحذر، نظرًا لتأثيراتها المحتملة على البشر والبيئة. يتوجب الالتزام بالأخلاقيات العلمية والقوانين الدولية المتعلقة بالهندسة الوراثية.

فيديو مطارد الأعاصير

هل سمعت عن التخصصات الغريبة في الهندسة مثل مهندس الشيبس ومهندس الشوكولاتة ومهندس الليغو؟ لمزيد من المعلومات، شاهد الفيديو: