البيولوجيا وعلوم الحياة

تكنولوجيا الهندسة الوراثية: آلية عملها وأهميتها

2014 البذور والعلم والصراع

أبي ج . كينشي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

البيولوجيا وعلوم الحياة

من أجل فهم الخلافات التي تعرضّنا لنقاشها في هذا الكتاب من الضروري معرفة بعض المبادئ الأساسية المتعلقة بالتكنولوجيا الحيوية الزراعية.

فمنذُ آلاف السنين يستخدم الانسان عن قصدٍ تكنولوجيا التخصيب لتغيير الخصائص الوراثية للحيوان والنبات.

إذ تشمل هذه التكنولوجيا الاختيار والتهجين الرجعي (Crossbreeding) والتهجين [الحيوانيي]  (Hybridization)، علاوة على استخدام الإشعاع حديثاً أو الكيمائيات للحثّ على التغيّرات الوراثية العشوائية التي يمكن أن تكون في النهاية مجدية، وبمعنى أكثر سعة لذلك تعتبر النباتات والحيوانات المدجنة (Domesticated) [كائنات] مهندسة وراثياً.

فحتى هذا الحين تعتبر التكنولوجيات المستخدمة لإنتاج الكائنات المهندسة وراثياً هي تكنولوجيات حديثة ومتميزة عن ما كان متبعاً في الماضي من طرق في التهجين.

 

في علوم الهندسة الوراثية يتلاعب العلميون بالحامض النووي الريبي المنقوص الأوكسجين  (Deoxyribonucleic Acid: DNA) للكائن الحي بصورة مباشرة، حيث تتواجد فيه المعلومات الوراثية التي تسمح للكائنات الحية بأداء وظائفها وتنمو وتتكاثر.

فهناك مقاطع من الحامض النووي الريبي المنقوص الأوكسجين (Segment of DNA) تعمل على إنتاج سمة أو وظيفة خلوية معيّنة تُدعى بالجينات (السمات الوراثية) (Genes)، وعليه فالهندسة الوراثية تُمكّن العلميين في هذا الاختصاص من نقل جين وراثي من فصيلة ما إلى فصيلة أخرى.

من خلال عزل أو إزالة جين معيّن من خلية كائن حي معيّن، يمكن بعد ذلك نقل الجين المزال أو المعزول إلى كائن آخر. إذ تتمّ هذه العملية بواسطة استخدام ناقلات بيولوجية كالبلازميدات (أجزاء من البكتيريا) والفايروسات، لنقل الجينات الغريبة هذه، إلى خلية ما.

حيث يتمّ حقن المادة الوراثية التي تحتوي على سمات الجين الجديد في الخلية المتلقية بواسطة إبرة ذات رأس دقيق، وذلك بعد استخدام مواد كيميائية أو تيار كهربائي لخلق مسامات في غشاء الخلية تسمح بدخول الجينات الجديدة، أو باستخدام "مسدس الجين" (Gene Gun) الذي يمكنه أن يطلق جزيئات معدنية مجهرية مغلّفة بالجينات في  إحدى الخلايا (Union of Concerned Scientists 2003).

 

فعملية نقل جين من مكانه الأصلي لموقع آخر ينتج منها توليفات (مجموعات) جينية جديدة، تُعطي الكائن الحي المتلقّي صفات [جينية] مرتبطة بصفات الجين المنقل [الخلية] حديثاً.

منذ أن طوّر العلماء أول مرة تكنولوجيات الهندسة الوراثية عام 1970، كانت هناك آمالٌ كبيرةٌ تتوقّع أن ذلك سيصاحبه تحسينات مفيدة في قطاع الزراعة. فقد سمحت الهندسة الوراثية لمربّي النباتات بخلق نباتات ذات خصائص معينة كان من الصعب أو المستحيل تطويرها بواسطة استخدام طرق التهجين التقليدية، وبما قد يتسق مع هذه التوقّعات.

فقد استُخدمت الهندسة الوراثية بنجاح لمنع [تفشي] بعض الأمراض النباتية المعيّنة مثل (فايروس البابايا الدائري البقع) (Papaya Ring Spot Virus)، واستخدمت أيضاً لمكافحة الآفات الحشرية، ولتسهيل عملية مكافحة الحشائش الضارة. 

فالهندسة الوراثية من المحتمل أن تزيد [الإنتاج] في المحتوى الغذائي ويمكنها أن تسهم في مقاومة الجفاف، فضلاً عن معالجتها التحديات الزراعية الأخرى (Wu and Butz 2004).

مجلة العلوم
‫‪عناقيد الحالات: لغز رئيسي من ألغاز جائحة كورونا
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لكوفيد-19 بدعم من مركز بوليتزر Pulitzer Centre
في 10 مارس، عندما التقى 61 شخصًا للتدريب على التراتيل بكنيسة  في ماونت فيرنون بواشنطن، بدا كل شيء طبيعيًا. ولمدة ساعتين ونصف الساعة أنشد المنشدون، وتناولوا الكعك والبرتقال، وأنشدوا مرة أخرى. ولكن أحدهم كان يعاني منذ ثلاثة أيام ما يبدو كأنه زكام، والذي تبين فيما بعد أنه كوفيد-19 COVID-19. وفي 12 مايو نشرت ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪هل أنت سجين "غرف الصّدى"؟
. عمّار العاني باحث في المعلوماتية وتأثير وسائل التواصل الاجتماعي، سورية
في الوقت الذي تظهر فيه معظم الأبحاث العلمية أن ظاهرة الاحترار العالمي والتغير المناخي حقيقة مؤكدة، فإن نحو 15% من الجمهور لا يصدق هذه النظرية ويعتبرها خدعة من قبل الحكومات. وتظهر الإحصاءات أن نحو 5% من الأهالي يمتنعون عن تقديم اللقاحات الأساسية لأطفالهم إيماناً منهم بأخطارها، على الرغم من التوافق شبه الكامل في الأوساط الطبية على أن هذه المخاوف لا أساس لها.
   ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪"سرعة خاطفة": جهود أمريكية لإنتاج اللقاح تخرجإلى العلن
قلم:       جون كوهين
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
الحكمة المتعارف عليها هي أن إنتاج لقاح لكوفيد-COVID-19 19 لن يكون ممكنا قبل سنة على الأقل من الآن، ولكن جهود الجهات التنظيمية في حكومة الولايات المتحدة، والتي تعرف بعملية السرعة الخاطفة  Operation Warp Speed أو أسرع من الضوء، لا تنطبق عليها هذه الحكمة التقليدية. وهذا المشروع،  المبهم حتى الآن، والذي من المرجح أن يُعلِن عنه البيت الأبيض رسميًا في الأيام القادمة، سيختار مجموعة متباينة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪أصبح العدو القديم حليفًا .. استخدام الفيروسات في علاج السرطان
. خالد صنبر، د. معتصم البارودي، د. نبيل أحمد باحثون في مجال الأمراض والفيروسات بكلية الطب في هيوستن، الولايات المتحدة
على الرغم من كونها أكثر الكائنات بساطًة فإن الفيروسات أتقنت عملية التطور بصورة مذهلة؛ فقد أتاح استغلال تلك المخلوقات الدقيقة لمخلوقات أكثر تعقيدًا، لحاجتها إلى التكوينات الخلوية، قدرة كبيرة لها على اجتياز العقبات التطورية. ففي جينومنا الخاص، اتخذت الفيروسات مخبئًا لإحدى أكثر الرحلات نجاحًا عبر الزمن، إذ يعتقد أن نحو %10 من ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪قصة الفيروسات .. 3 رواد أسهموا في اكتشافاتها المذهلة
. إسلام حسين باحث في مجال الفيروسات في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، الوريات المتحدة
يعتبر أواخر القرن التاسع عشر العصر الذهبي لعلم الميكروبيولوجيا علم الأحياء المجهرية، إذ شهد اكتشافات كثيرة عن بعض أنواع المكروبات، وتحديدا البكتيريا والفطريات. وأدت هذه الاكتشافات إلى تكوين نظرية شمولية عن الميكروبات، تعرف بنظرية الجراثيم germ theory، التي بنيت على معلومات توفرت لدى العلماء في ذلك الوقت. افترضت هذه النظرية توفر بعض الخصائص في أي مسبب ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪المادة السلبية.. أسرع من إيقاع الضوء والزمن
.أحمد مغربي طبيب ومترجم وكاتب متخصص بالموضوعات العلمية، لبنان
هل يمكن السفر بأسرع من الضوء؟ إذا كان إيقاع الزمن يسير بسرعة الضوء، وفق نظرية آينشتاين عن النسبية، ألا يكون التحرك بسرعة الضوء أو أكثر سفراً في الزمن أيضاً؟ أليس بموجب معادلة آينشتاين الشهيرة عن المادة والطاقة E=a.mc2 تتبدد المادة وتتحوّل إلى طاقة صرفة عندما تصل إلى التحرّك بسرعة الضوء، فكيف يمكن التنقل أسرع من الضوء من دون حدوث ذلك؟
 يألف عُشاق السينما أفلاماً عن آلة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪جسور مدينة كونيجسبيرغ: لغز أثمر ولادة فرع رياضياتي جديد
أحمد محمد جواد الحكيم باحث وأكاديمي في علم الرياضيات
تتسم معظم الألغاز التي يتناقلها الناس عادة بالبساطة، وتسعى إلى تحقيق المتعة والتسلية والترفيه واختبار القدرات العقلية للفرد، من خلال التحدي والإثارة. لكن مع بساطة هذه الألغاز فقد استحوذ قسم منها على اهتمام بعض علماء الرياضيات، الذين احتاجوا من أجل حلها إلى نهج جديد من التفكير العقلي يعتمد كثيراً على الحدس وقوة التمثيل البياني لهذه الألغاز، بدلا من الطريقة الاستنتاجية المنطقية.
ومن ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)