مراحل الهندسة الوراثية

الهندسة الوراثية أو التعديل الوراثي هي عبارة عن تقنية تتعامل مع الجينات البشرية والحيوانية، كما تتعامل بشكلٍ كبير مع جينات الأحياء الدقيقة والمادة الوراثية الموجودة في الكرموسومات بهدف زيادة كمية المواد الناتجة أو استكمال ما نقص منها في خلية مستهدفة، وقد استُخدمت تقنية الهندسة الوراثية في مجالات عديدة تتضمن البحث، والتقنيات الحيوية والطب، فقد تم في عصرنا الحالي إنتاج أدوية متعددة، مثل: الإنسولين، وهرمون النمو البشري في البكتيريا، كما تمّ استخدام الفئران وبشكلٍ خاص فأر الأورام والفئران المعطلة وراثياً بهدف البحث العلمي وإنتاج محاصيل للمقاومة الحشرية، بالإضافة إلى ذلك فقد تم تطوير نباتات وحيوانات قادرة على العيش بصورة صحية وسليمة، وللوصول إلى هذه المرحلة فقد مرت الهندسة الوراثية بالعديد من التطورات التي سنذكرها في هذا المقال.

هي تقنية تقوم بتعديل التركيب الوراثي للكائن الحي باستخدام تقنيات الحمض النووي لتشكيل تركيباتٍ جديدة من المادة الجينية الموروثة، حيث يتمّ استئصال المادة الوراثية من الكائن الحي وزراعتها في العائل أو داخل خلية تدمج أو تهجن مع العائل، لذلك فهي تُستخدم بصورة كبيرة في علم الأحياء التخليقي؛ لأنّها تحول المادة الوراثية المخلّقة بصورة صناعية من مواد خام إلى كائن حي.

استطاع البشر تعديل الجينات منذ آلاف السنين من خلال آلية الانتخاب الاصطناعي والتطفير، ففي القديم لم يكن مفهوم الهندسة الوراثية موجوداً كمفهومٍ للتلاعب الذي يُمارسة الأفراد على (dna) خارج نطاق وإطار التناسل والطفرات، وقد تمَّ تسمية وإطلاق مصطلح الهندسة الوراثية لأول مرة بواسطة جاك ويليامسون في روايته التي نشرها عام 1951 للميلاد، مع أنَّ جيمس واتسون وفرانسييس كريك أثبتا أنّ جزيء (dna) له تركيبٌ حلزوني مزدوج قبل عامين من بزوغ مصطلح الهندسة الوراثية.

في عام 1972 أنشأ بول بيرغ أول جزيئات (dna) من خلال تجميع (dna) من الفيروس القردي المعروف بـ (sv40) وفيروس اللمدا، وبمرور عام 1973 استطاع كلّ من هيربرت بويرز وستانلي كوهين تطوير أول كائن حي معدل وراثياً وجينياً عن طريق إدخال جينات مقاومة للمضادات الحيوية في البلازميد البكتيري الإشريكية القولوني، وبعد عام طور رودلف جانيس أول فأر معدل جينياً في العالم، وبعد عامين تم تأسيس أول شركة للهندسة الوراثية الجينية على يد روبرت سوانسون وهيربرت بوير واستطاعت هذه الشركة إنتاج الإنسولين المهندس وراثياً بدرجة عالية من الكفاءة والفعالية.

أصدرت المحكمة العليا للولايات المتحدة الأمريكية قراراً قضائياً ينص على إمكانية إعطاء الحياة المعدلة جينياً براءة اختراع في عام 1980 للميلاد، وبعد عامين من هذا المرسوم القضائي تمت الموافقة رسمياً على إنتاج الأنسولين من البكتيريا بواسطة إدارة الغذاء والدواء. وبعد ذلك جرت مجموعة من التجارب الميدانية بغرض اكتشاف وإخضاع النباتات للتعديل الوراثي، حيث قامت فرنسا والولايات المتحدة بتعديل نباتات التبغ وراثياً حتى تُصبح قادرة على مقاومة المبيدات الضارة بالأعشاب، وكذلك الأمر بالنسبة لجمهورة الصين الشعبية التي استطاعت تسويق أول نباتات معدلة وراثياً لمقاومة نوع معين من الفيروسات.

خلال الأعوام 1994- 2009 حصلت إحدى الشركات على الموافقة الرسمية لتسويق طماطم تمَّ هندستها لتصبح فترة حياتها أطول، ووافق الاتحاد الأوربي على التبغ الخاضع للهندسة الوراثية والجينية كي يُصبح على درجة عالية من مقاومة مبيدات الأعشاب، كما أعلنت وكالة حماية البيئة أنّ البطاطا المعدلة جينياً آمنة ويُمكن استخدامها دون أي قلق أو خوف، وبحلول عام 2009 استطاعت بعض الدول زراعة 11 نوعاً من المحاصيل الزراعية المعدلة وراثياً بهدف تسويقها وجني الأرباح منها، ومن أشهر هذه الدول: الأرجنتين، والصين، وجنوب أفريقيا، وكندا، والبرازيل، والولايات المتحدة. وفي عام 2010 تمَّ إنشاء أول جينيوم بكتيري مخلَّق وأضافه العلماء إلى خلية لا يُوجد فيها (dna)، وكان نتاج ذلك جرثومة تمّ اعتبارها كشكل من أشكال الحياة المخلَّقة في العالم.

مع اكتشاف الكروموسومات الموجودة في المادة الوراثية للكائن الحي تمّ وصف الجينات بأنّها أشرطة مسجل عليها مجموعة من الصفات الخاصة بكل كائن حي أو الخلية المادية المرتبطة به، وهذه الجينات هي عبارة عن سلم مزدوج وثنائي من الحمض الريبوزي النووري منقوص الأكسجين الذي أصبح معروفاً بحامل الشيفرات الوراثية المختلفة. وفي نهاية المطاف استطاع العلماء إثبات أنّ (dna) هو حامل الشفرة الوراثية للكائن الحي، وأنّ الصفات التي يحملها يُمكن ترجمتها بسهولة إلى بروتينات تحمل الصفة المطلوب تنفيذها أو تعديلها وراثياً، كما أثبت علمياً أنّه أصبح بالإمكان قطع ووصل اللولب المزدوج الموجود في المادة الوراثية بوسائل وأساليب تقنية مختلفة ومتعددة، ويمكن قص قطعة منه ولصقها في مكانٍ آخر.