من خلال هذا المقال سوف نتعرف على الهندسة الوراثية وكل ما ينتمي اليها ومنها الطفرة الوراثية. التطبيقات في فيها كثيرة ويعد أهمها المجال الصناعي , الزراعي بالاضافة الى مجالات الحياة. يعتبر هذا الموضوع هو معلومات مبسطة تمهيدا لذكر تفصيل اكثر عن هذا الموضوع مستقبلا في مقالات أكثر تعقيدا تكاد تكون أقرب ما يكون للتخصص في هذا المجال. الى الان تابعونا لاكمال اخر مقال من كتاب العلوم الصف الاول المتوسط والبدء في منهج جديد مفيد لطلبتنا الاعزاء والقارئين بالاضافة الى الباحثين عن المعلومات الصحيحة.
ما المقصود بالهندسة الوراثية؟
عرفت بأن لعلم الوراثة تطبيقات عديدة في المجالين الصحي والطبي ، وتوجد مجالات أخرى يمكن الاستفادة من تطبيقات علم الوراثة فيها مثل المجال الزراعي والاقتصادي من خلال ما يعرف بالهندسة الوراثية، فماذا يعني هذا المصطلح؟
يقصد بهذه التقنية تطبيق من تطبيقات علم الوراثة الحديث ويعني تدخل الإنسان في تعديل بعض الصفات الوراثية المختارة لكائنات حية أخرى ، ويطلق على الكائنات الحية التي تستخدم الهندسة الوراثية في إنتاجها بالكائنات المعدلة وراثيا. أجريت تجاربها لأول مرة في العام 1973 على العديد من الكائنات الحية المجهرية تلى ذلك استخدام كائنات حية أخرى مثل الفئران وبعض أصناف النباتات والحيوانات.
تتمثل أولى خطوات الهندسة الوراثية بتحديد موقع الجينات المراد تغييرها على شريط ال DNA
أما الطفرة الوراثية فيقصد بها ظهور صفة وراثية جديدة أو أكثر لم تكن موجودة سابقا عند الوالدين وتحدث بسبب تغيير في عدد الكروموسومات وترتيبها او تسلسل القواعد النيتروجينية في جزيء ال DNA. وقد تحدث لأسباب مرضية او أسباب خارجية مثل التعرض للإشعاعات الضارة.
الفكرة الرئيسة:
استخدمت تطبيقات علم الوراثة في تطوير مجالات مختلفة في الحياة مثل المجال الاقتصادي والصناعات الغذائية والزراعة والثروة الحيوانية، وتعد الهندسة الوراثية من اهم تلك التطبيقات.
نتاجات التعلم: في نهاية هذا الدرس سأكون قادرا علىان :
- أبين مفهوم الهندسة الوراثية.
- أحدد المجالات التي تستخدم فيها تطبيقاتها ضمن حياتنا.
- اعرف مفهوم الطفرة.
- أطلع على آخر نتائج الأبحاث في هذا المجال.
المفردات:
- الهندسة الوراثية Genetic Engineering
- الكائنات المعدلة وراثيا Genetically Mdinal Organisms
- الطفرة الوراثية Mutation
- الجيل Generation
سؤال: ما الفرق بين الطفرة الوراثية والهندسة؟
ما تطبيقات الهندسة الوراثية في مجالات الحياة ؟
استخدمت في مجالات متعددة بعد أن أثبتت التجارب الاولية نجاحها، وتم توسيع نطاق الابحاث الذي كان محصورا في المجال الطبي ، ليشمل المجال الزراعي والصناعي والاقتصادي .
تطبيقات الهندسة الوراثية في المجال الصناعي
ترتبط العلوم مع بعضها بعضا في العديد من الجوانب ، وينعكس تطورها على الحياة بشكل عام ، ولقد انعكس تطور ابحاث الهندسة الوراثية على تطور الصناعة في بلدان العالم المتقدمة ، فعلى سبيل المثال بدل ان يتم تدوير النفايات ومعالجتها صناعيا بكلف مادية عالية، تم اللجوء الى تغيير الحمض الوراثي للبكتريا المحللة للمواد العضوية بحيث تعمل على تحليل النفايات الى مكوناتها الأصلية بشكل أسرع وأقل كلفة. ويعد مجال الصناعات الغذائية نموذجا آخر على استخدام الهندسة الوراثية، كما في صناعة منتوجات الألبان بأستخدام بكتريا معدلة وراثيا تجعل عملية تخمر الحليب تقم بمعدل اسرع .
صورة بالمجهر الألكتروني لأحد أنواع البكتريا المستخدمة لمعالجة النفايات.
سؤال: ما جوانب استخدام الهندسة الوراثية في المجال الصناعي؟
استخدم العلماء في العام 1994 تقنية من تقنيات الهندسة الوراثية تسمي بالاستنتساخ الوراثي ، وتم من خلالها انتاج كائن حي مي «النعجة دوللي». ابحث في شبكة المعلومات أو المصادر المتوفرة في مكتبة المدرسة عن مراحل هذه التجربة حتى انتهائها ولخص نتيجة بحثك في تقرير يحتوي على رأيك الخاص في هذه التجربة وناقشه أمام زملائك في الصف ومدرسك أو مدرستك .
التطبيقات في المجال الزراعي؟
تؤثر الزراعة بصورة مباشرة في حياة الانسان، فمن خلالها يتم تأمين متطلباته من الغذاء وبعض المواد الأولية المستخدمة في الصناعة. ولغرض تطوير هذا الجانب تمت الاستعانة بتقنيات الهندسة الوراثية في نواح عدة ضمن المجال الزراعي منها:
- انتاج اصناف نباتية مقاومة للاصابة بالأمراض الطفيلية او الامراض البكتيرية أو الفيروسية ، وحين تتكاثر هذه النباتات تنتج منها سلالة أو جيل (أي مجموعة من الأفراد تشترك ببعض الصفات الوراثية، يحمل افراد هذا الجيل جينات مقاومة للاصابة بهذه الأمراض.
- الحصول على اصناف نباتية مقاومة للظروف البيئية القاسية مثل الجفاف أو النمو في التربة عالية الملوحة أو الحرارة العالية ، مما يسمح بزراعة هذه النباتات في مناطق أوسع في العالم .
- انتاج المحاصيل المعدلة وراثيا ، حيث تنتج الأصناف النباتية التي يزداد الطلب عليها في السوق العالمية في غير موسمها ، لغرض سد النقص الحاصل في تأمينها مثل الذرة وبعض أصناف الرز والقطن.
- انتاج سلالات حيوانية ذات انتاجية اكبر للحليب واللحوم من خلال تحسين المركبات المسؤولة عن النمو وانتاج الحليب داخل اجسامها .
تتميز المحاصيل المعدلة وراثيا بمواصفات تختلف عن المحاصيل العادية، هل تستطيع أن تميز هذه المواصفات من خلال الشكل؟
سؤال: ما سبب الاستعانة بتطبيقات الهندسة الوراثية في المجال الزراعي؟
علم الوراثة وعلم الاجتماع
يرتبط علم الأحياء بالعديد من العلوم الأخرى ومنها علم الاجتماع الذي يهتم بدراسة المجتمعات الانسانية وخصائصها وبيئاتها والظروف التي ساعدت على تشكيلها. ومن فروع علم الاجتماع علم يسمى “علم الانسان Anthropology” وهو علم يختص بدراسة خصائص الانسان وسلوكه عبر التاريخ ، شارك علم الوراثة مشاركة فاعلة في تطور علم الإنسان بصورة خاصة وعلم الاجتماع بصورة عامة ، فمن خلال تطبيقات الهندسة الوراثية ودراسة الحامض النووي DNA أمكن التعرف على صفات عديدة للمجتمعات البشرية التي كانت تسكن الأرض منذ زمن بعيد.
من خلال تحديد الصفات الوراثية تمكن علماء علم الاجتماع من تحديد خصائص البيئات التي عاشت فيها المجتمعات قديمة ودراسة التطور الذي مرت به البشرية عبر السنين ، علما أن علم الأحياء يضم فرع يتخصص بدراسة تطور الانسان يسمى علم التطور Evolution .
ساهم علم الوراثة في نجاح أكبر الاكتشافات الأثرية في العصر الحديث من خلال تحديد صفات وهوية المومياءات التي عثر عليها في الأهرامات بمصر .
سؤال وجواب عن الهندسة الوراثية
- ما أبرز تطبيقات الهندسة الوراثية في المجال الزراعي؟ وما سبب الاستعانة بها في مجال الثروة الحيوانية؟
- ما المقصود بالهندسة الوراثية؟ وماذا تسمى الكائنات الحية التي يتم الاعتماد على انتاجها بواسطة هذه الهندسة؟
- الطفرة الوراثية ما هي ؟ وماسبب حدوثها ؟
- باعتقادك هل تكون جميع الطفرات الوراثية ايجابية؟ وضح اجابتك بالاستعانة ببعض الأمثلة.
- صرح أحد الباحثين بأنه في العام ۲۰۲۰ سيكون من الممكن زراعة النخيل في قارة أوربا . برأيك ما السبب الذي سيؤدي الى هذه النتيجة؟
- استخدم العلماء الكائنات المجهرية كنماذج اختبار في تجارب الكائنات التي يتم تعديلها وراثيا ولم يستخدموا كائنات اكثر تطورا، علل ذلك .