الهندسة الوراثية- هذا مجال من مجالات التكنولوجيا الحيوية ، والذي يتضمن إجراءات لإعادة ترتيب الأنماط الجينية. حتى اليوم ، تجعل الهندسة الوراثية من الممكن تشغيل الجينات الفردية وإيقافها ، وبالتالي التحكم في نشاط الكائنات الحية ، وكذلك نقل التعليمات الجينية من كائن حي إلى آخر ، بما في ذلك الكائنات الحية من نوع آخر. عندما يتعلم علماء الوراثة المزيد والمزيد عن عمل الجينات والبروتينات ، يصبح من الواقعي أكثر فأكثر أن تكون قادرًا على برمجة النمط الجيني بشكل تعسفي (الإنسان في المقام الأول) ، وتحقيق أي نتائج بسهولة: مثل مقاومة الإشعاع ، والقدرة على العيش تحت الماء ، القدرة على تجديد الأعضاء التالفة وحتى الخلود.

المعلومات الجينية. المعلومات الجينية (الجينوم) موجودة في خلية في الكروموسومات (يوجد 46 في البشر) ، تتكون من جزيء DNA وبروتينات التغليف الخاصة به ، وكذلك في الميتوكوندريا. الحمض النووي (حمض الديوكسي ريبونوكلييك) هو سلسلة من النيوكليوتيدات ، يحتوي كل منها على واحد من النيتروجين الأربعة. من وجهة نظر وظيفية ، يتكون الحمض النووي من العديد من الكتل (تسلسلات النيوكليوتيدات) التي تخزن قدرًا معينًا من المعلومات - الجينات.

الجين هو جزء من جزيء DNA يحتوي على معلومات حول التركيب الأساسي لبروتين واحد (جين واحد - بروتين واحد). مجموع كل جينات الكائن الحي يشكل تركيبته الجينية. تحتوي جميع خلايا الجسم على نفس المجموعة من الجينات ، لكن كل واحدة منها تنفذ جزءًا مختلفًا من المعلومات المخزنة. فقط تلك الجينات النشطة الضرورية لعمل خلية معينة ، لذلك ، على سبيل المثال ، تختلف الخلايا العصبية عن خلايا الكبد في كل من السمات الهيكلية والوظيفية والبيولوجية.

دور البروتينات في الجسم. البروتينات هي أهم الجزيئات في كل كائن حي ، الأساس الكيميائي للمادة الحية. حسب تعريف إنجلز ، "الحياة هي نمط وجود الأجسام البروتينية". تقوم البروتينات بعملية التمثيل الغذائي (نقل المواد في الجسم) وتحولات الطاقة ، وتوفر الأساس الهيكلي للأنسجة ، وتعمل كمحفزات للتفاعلات الكيميائية ، وتحمي الكائنات الحية من مسببات الأمراض ، وتحمل الرسائل التي تنظم نشاط الجسم. كيميائيًا ، البروتينات عبارة عن سلسلة من الأحماض الأمينية مطوية في الفضاء بطريقة خاصة. من وظائف البروتينات تنشيط الجينات. تحتوي بعض الجينات على شظايا تجذب بروتينات معينة إلى نفسها. إذا كانت هذه البروتينات محتواة في الخلية ، فإنها ترتبط بهذه المنطقة من الجين وقد تسمح أو تمنع نسخها إلى الحمض النووي الريبي. إن وجود أو عدم وجود مثل هذه البروتينات المنظمة في الخلية يحدد الجينات التي يتم تنشيطها ، وبالتالي البروتينات الجديدة التي يتم تصنيعها. هذه الآلية التنظيمية هي التي تحدد ما إذا كان يجب أن تعمل الخلية كخلية عضلية أو كخلية عصبية ، أو أي جزء من الجسم يجب أن يتطور في ذلك الجزء من الجنين. إذا أدخلت جينات جديدة في كائن حي (نبات ، أو كائن حي دقيق ، أو حيوان ، أو حتى شخص) ، فيمكنك منحه خاصية جديدة مرغوبة لم تكن موجودة من قبل.

يعود تاريخ الهندسة الوراثية إلى عام 1973 ، عندما أدخل عالما الوراثة ستانلي كوهين وهربرت بوير جينًا جديدًا في بكتيريا Escherichia coli (E. coli). منذ عام 1982 ، تنتج الشركات في الولايات المتحدة واليابان وبريطانيا العظمى ودول أخرى الأنسولين المعدل وراثيًا . تم إدخال الجينات المستنسخة للأنسولين البشري في خلية بكتيرية ، حيث بدأ تصنيع هرمون لم تصنعه السلالات الميكروبية الطبيعية. تم بالفعل إدخال حوالي 200 دواء تشخيصي جديد في الممارسة الطبية ، وهناك أكثر من 100 دواء معدّل وراثيًا في مرحلة الدراسة السريرية. من بينها الأدوية التي تعالج التهاب المفاصل وأمراض القلب والأوعية الدموية وبعض عمليات الأورام وربما حتى الإيدز. من بين عدة مئات من شركات الهندسة الوراثية ، يعمل 60٪ على إنتاج الأدوية ووسائل التشخيص.

الهندسة الوراثية في الزراعة. بحلول أواخر الثمانينيات ، تم إدخال جينات جديدة بنجاح في عشرات الأنواع النباتية والحيوانية - نباتات التبغ ذات الأوراق المتوهجة ، والطماطم المقاومة للصقيع ، والذرة المقاومة لمبيدات الآفات. تتمثل إحدى المهام المهمة في الحصول على نباتات مقاومة للفيروسات ، حيث لا توجد حاليًا طرق أخرى لمكافحة العدوى الفيروسية للمحاصيل الزراعية. إن إدخال جينات بروتين غلاف الفيروس في الخلايا النباتية يجعل النباتات مقاومة لهذا الفيروس. حاليًا ، تم الحصول على نباتات معدلة وراثيًا يمكنها تحمل آثار أكثر من اثني عشر عدوى فيروسية مختلفة. مهمة أخرى تتعلق بحماية النباتات من الآفات الحشرية. استخدام المبيدات الحشرية ليس فعالًا تمامًا. في مختبرات الهندسة الوراثية في بلجيكا والولايات المتحدة الأمريكية ، تم تنفيذ العمل بنجاح لإدخال جينات البكتيريا الترابية Bacillus thuringiensis في الخلية النباتية ، مما يجعل من الممكن تصنيع مبيدات حشرية من أصل بكتيري. تم إدخال هذه الجينات في خلايا البطاطس والطماطم والقطن. أصبحت نباتات البطاطس والطماطم المعدلة وراثيًا مقاومة لخنفساء البطاطس التي لا تقهر في كولورادو ، وكانت نباتات القطن مقاومة لمختلف الحشرات ، بما في ذلك دودة اللوز القطنية. أدى استخدام الهندسة الوراثية إلى تقليل استخدام المبيدات بنسبة 40-60٪. قام المهندسون الوراثيون بتربية نباتات معدلة وراثيًا ذات فترة نضج ممتدة للفاكهة. مثل هذه الطماطم ، على سبيل المثال ، يمكن إزالتها من الأدغال الأحمر ، دون خوف من أن تنضج أكثر من اللازم أثناء النقل. قائمة النباتات التي تم تطبيق طرق الهندسة الوراثية عليها بنجاح هي حوالي خمسين نوعًا ، بما في ذلك التفاح والبرقوق والعنب والملفوف والباذنجان والخيار والقمح وفول الصويا والأرز والجاودار والعديد من النباتات الزراعية الأخرى.

العلاج الجيني البشري

في البشر ، تم استخدام تقنية الهندسة الوراثية لأول مرة لعلاج أشانتي دي سيلفا ، وهي فتاة تبلغ من العمر أربع سنوات كانت تعاني من شكل حاد من نقص المناعة. تعرض الجين الذي يحتوي على تعليمات إنتاج بروتين أدينوزين ديميناز (ADA) للتلف. وبدون بروتين ADA ، تموت خلايا الدم البيضاء ، تاركة الجسم أعزل ضد الفيروسات والبكتيريا. تم إدخال نسخة عاملة من جين ADA في خلايا دم أشانتي باستخدام فيروس معدل. كانت الخلايا قادرة على إنتاج البروتين الضروري بشكل مستقل. بعد 6 أشهر ، ارتفع عدد الخلايا البيضاء في جسم الفتاة إلى المستوى الطبيعي. بعد ذلك ، تلقى مجال العلاج الجيني دفعة لمزيد من التطوير. منذ تسعينيات القرن الماضي ، تجري مئات المختبرات أبحاثًا حول استخدام العلاج الجيني لعلاج الأمراض. نحن نعلم اليوم أن العلاج الجيني يمكنه علاج مرض السكري وفقر الدم وأنواع معينة من السرطان ومرض هنتنغتون وحتى الشرايين النظيفة. تجري حاليًا أكثر من 500 تجربة سريرية لأنواع مختلفة من العلاج الجيني. تؤدي الظروف البيئية غير المواتية وعدد من الأسباب الأخرى المماثلة إلى حقيقة أن المزيد والمزيد من الأطفال يولدون بعيوب وراثية خطيرة. يوجد حاليًا 4000 مرض وراثي معروف ، ولم يتم العثور على علاجات فعالة لمعظمها. من الممكن اليوم تشخيص العديد من الأمراض الوراثية حتى في مرحلة الجنين أو الجنين. حتى الآن ، من الممكن إنهاء الحمل فقط في مرحلة مبكرة جدًا في حالة وجود عيوب وراثية خطيرة ، ولكن قريبًا سيكون من الممكن تصحيح الشفرة الجينية وتصحيح وتحسين النمط الجيني للطفل الذي لم يولد بعد. سيؤدي ذلك إلى تجنب الأمراض الوراثية تمامًا وتحسين الخصائص الجسدية والعقلية والعقلية للأطفال.

مشروع الشفرة الوراثية البشرية. في عام 1990 ، تم إطلاق مشروع الجينوم البشري في الولايات المتحدة ، وكان الهدف منه تحديد العام الجيني للشخص بأكمله. تم الانتهاء من المشروع ، الذي لعب فيه علماء الوراثة الروس دورًا مهمًا ، في عام 2003. نتيجة للمشروع ، تم تحديد 99٪ من الجينوم بدقة 99.99٪ (خطأ واحد لكل 10000 نيوكليوتيد). لقد حقق إنجاز المشروع بالفعل نتائج عملية ، مثل الاختبارات سهلة الاستخدام التي يمكن أن تحدد الاستعداد الوراثي للعديد من الأمراض الوراثية. على سبيل المثال ، تم الإعراب عن الآمال في أنه بفضل فك شفرة الجينوم ، سيتم تطوير عقاقير لعلاج مثل هذا المرض الخطير مثل الإيدز بحلول عام 2006 ، وسيتم تحديد الجينات المرتبطة بالأورام الخبيثة بحلول عام 2009 ، وسيتم إنشاء آليات بحلول عام 2010-2015. تقريبا جميع أنواع السرطان. بحلول عام 2020 ، قد يتم الانتهاء من تطوير الأدوية التي تمنع السرطان.

وجهات نظر حول التحكم الجيني. سوف يجعل تطوير الهندسة الوراثية من الممكن تحسين التركيب الوراثي البشري.تتطلب المهام واسعة النطاق التي تواجه البشرية اليوم أشخاصًا موهوبين في العديد من المجالات ، وشخصيات مثالية ومتطورة للغاية تتمتع بصحة مثالية ، وأعلى قدرات جسدية وعقلية. يمكن إنشاء مثل هؤلاء الأشخاص من خلال طرق الهندسة الوراثية والجينية والخلوية. سيتم تطبيق هذه الأساليب على كل من الأطفال حديثي الولادة والبالغين بالفعل. سيتمكن الشخص من مضاعفة قدراته ، وزيادة قدرات أطفاله. من وجهة نظر موضوعية ، لا يوجد خطأ أو غير أخلاقي في هذا. اليوم ، يقول العديد من العلماء المشهورين عالميًا ، مثل واتسون ، أحد مكتشفي الحمض النووي ، أن غباء الإنسان ، على سبيل المثال ، هو في الأساس مرض وراثي وسيكون قابلاً للشفاء في المستقبل. سيتم القضاء تمامًا على الأسباب الوراثية للأمراض ، وسيكون جميع الناس بصحة جيدة. ستتوقف الشيخوخة ولن يضطر أحد إلى التعامل مع الذبول ، مع انخفاض القوة ، مع التدهور. سيصبح الناس خالدين عمليًا - سيصبح الموت أمرًا نادر الحدوث بشكل متزايد ، ويتوقف عن كونه حتمية. من المعروف ، على سبيل المثال ، أن أحد أسباب الشيخوخة هو تقصير التيلوميرات مع كل انقسام خلوي. في أواخر التسعينيات ، تمكن العلماء من إدخال الجين الذي اكتشفوه في الخلايا ، وهو المسؤول عن إنتاج بروتين التيلوميراز ، الذي يعيد التيلوميرات ، وبالتالي يجعلها خالدة. بالطبع ، قد تحاول المجموعات المنفصلة ، غير المثقلة بالمعرفة ذات الصلة ، ولكنها تسعى إلى تحقيق نوع من الأهداف الشخصية أو الإيديولوجية أو جماعات الضغط ، حظر مثل هذه التقنيات ، ولكن كما يظهر من تاريخ تطور العلم ، لن يكونوا قادرين على القيام بذلك لفترة طويلة.

حققت الهندسة الوراثية طفرة في علاج السرطان. اختبر ستيفن روزنبرغ وزملاؤه في المعهد الوطني الأمريكي للسرطان (المعهد الوطني للسرطان) طريقة جديدة لمحاربة الأورام على عدد من المرضى ، بناءً على إدخال خلايا مناعية معاد تصميمها في الجسم. تذكر كيف تمكن العلماء مؤخرًا من "تعليم" أجهزة المناعة لدى الفئران لمحاربة الأورام السرطانية بشكل فعال عن طريق زرع خلايا الدم البيضاء المأخوذة من أفراد محصنين بشكل طبيعي من السرطان (بعد كل شيء ، توجد مثل هذه الكائنات الحية)؟ الآن تم اختبار طريقة مماثلة لعلاج السرطان على البشر. أولاً ، أخذ مؤلفو العمل الخلايا المناعية - الخلايا الليمفاوية التائية - من شخص تمكن ، نظرًا لخصائصه الطبيعية ، من "التخلص" بنجاح من سرطان الجلد. حدد العلماء فيها الجينات المسؤولة عن عمل المستقبل الذي يتعرف على الخلايا السرطانية ، وقاموا بتكرار هذا الجين. ثم أخذوا الخلايا اللمفاوية التائية من عدة مرضى مصابين بالورم الميلاني ، وبمساعدة فيروس قهقري ، أدخلوا عليهم جينًا اصطناعيًا مستنسخًا. ثم خضع المرضى لعلاج كيميائي أدى إلى ضعف جهاز المناعة لديهم ، مع بقاء عدد قليل جدًا من الخلايا المناعية على قيد الحياة. في ذلك الوقت ، أعاد هؤلاء المرضى الخلايا التائية الخاصة بهم ، والتي تم أخذها في وقت سابق ، ولكن الآن مع إدخال جين جديد إليهم (لمزيد من التفاصيل ، انظر البيان الصحفي للمعهد). بعد شهر ، في 15 من أصل 17 المرضى ، لم تنجو هذه الخلايا الجديدة فحسب ، بل كانت تشكل ما بين 9٪ إلى 56٪ من إجمالي "سكان" الخلايا اللمفاوية التائية في الجسم. لكن المفاجأة الرئيسية كانت أنه بعد 18 شهرًا من العلاج ، تخلص مريضان تمامًا من السرطان. ، وأظهرت أيضًا ارتفاعًا في مستوى الخلايا التائية في الدم. كان أحد المرضى مصابًا بالسرطان ، وكان هناك اثنان ، أحدهما دمر تمامًا ، والثاني انخفض بنسبة 89٪ (تمت إزالته بعد ذلك جراحيًا) ، والثاني كان لدى المريض ورم واحد "تبدد". يلاحظ روزنبرغ أنه "لأول مرة ، أدى التلاعب بالجينات إلى تراجع الورم لدى البشر". قال العالم الذي ينوي مواصلة الدراسة: "يمكننا الآن أخذ الخلايا الليمفاوية الطبيعية من المرضى وتعديلها إلى خلايا لمفاوية مستجيبة للسرطان". إنه يريد أن يعرف كيف ستبقى الخلايا المعدلة وراثيًا على قيد الحياة في الجسم لفترة أطول ، وكيف سيعمل هذا العلاج مع علاجات السرطان الأخرى ، وكيف يمكن أن يساعد في مكافحة الأنواع الأخرى من السرطانات (الجينات الأخرى التي ترمز للبناء من السرطانات الأخرى ستعمل هنا). بشكل عام ، لا يزال هناك العديد من الأسئلة. إذا عدنا إلى الوراء قليلاً ، فيمكننا أيضًا أن نقول عن الاستئصال بالموجات فوق الصوتية للعلاج HIFU. الأطباء الصينيون هم الرواد في هذا المجال. تتكون تقنيتها من حرق الخلايا السرطانية بالموجات فوق الصوتية ، عند درجة حرارة 100 درجة مئوية ، يذوب الورم حرفيًا. الشركة الرائدة في إنتاج المعدات المتخصصة هي Haifuning HIFU Technology ومقرها بكين ، والتي قامت بالتعاون مع شركة General Electric الأمريكية بإنشاء جهاز محوسب بالكامل يتم التحكم في درجة الحرارة - FEP BY 02.

الأدب:

1. Singer M.، Berg P. الجينات والجينومات. - موسكو ، 1998.
2. ستنت G. ، كاليندار ر. علم الوراثة الجزيئية. - موسكو ،
3. Sambrook J. ، Fritsch EF ، Maniatis T. الاستنساخ الجزيئي. -
4. Patrushev L. I. الأنظمة الوراثية الاصطناعية. - م: نوكا ، 2004.
5. Shchelkunov S. N. الهندسة الوراثية. - نوفوسيبيرسك: Sib. جامعة. دار النشر ، 2008.
6. حرية الكلام (جريدة ، مواد من العدد 4 (348) 2.02.2012)

الهندسة الوراثية (الجينية)

الهندسة الوراثية (الجينية)- البناء المصطنع للبنى الجينية والكائنات المعدلة وراثيا. الهندسة الوراثية هي قسم (فرع تطبيقي) من علم الوراثة الجزيئي المرتبط بالإنشاء المستهدف لجزيئات DNA جديدة قادرة على التكاثر في الخلية المضيفة. في هذه الحالة ، يحدث تغيير مصطنع هادف في النمط الجيني للكائن الحي (الكائنات الحية الدقيقة) وتشكيل علامات وخصائص جديدة. تتعامل الهندسة الوراثية مع فك رموز بنية الجينات وتوليفها واستنساخها ، وإدخال الجينات المعزولة من خلايا الكائنات الحية إلى خلايا النباتات والحيوانات لتغيير خصائصها الجينية.

الطرق المتطورة للهندسة الوراثية هي التهجين والتخليق الميكروبيولوجي ، إلخ.

جيناتنقل الجينات من نوع واحد من الكائنات الحية إلى نوع آخر. يتم إجراء عملية التكوُّن عن طريق قطع وخياطة أقسام الحمض النووي بمشاركة الإنزيمات - إنزيمات التقييد والليغازات.

مراحل التحول:

أ) عزل الجينات (شظايا الحمض النووي) من الخلايا البكتيرية أو النباتية أو الحيوانية باستخدام إنزيم قيود;

ب) اتصال (تشابك) الجينات (شظايا الحمض النووي) بالبلازميد باستخدام إنزيم إنزيمات دمج الجزيئات;

ج) إدخال دنا هجين بلازميد يحتوي على الجين المرغوب في الخلية المضيفة ؛

د) نسخ (استنساخ) هذا الجين في الخلية المضيفة والتأكد من عملها حسب المخطط: "كود DNA - نسخ - ترجمة - بروتين"

أدوات الهندسة الوراثيةهي الانزيمات المكتشفة عام 1974 - قيود (نوكليازات تقييدية).تتعرف إنزيمات التقييد على أقسام (مواقع) من الحمض النووي ، وتقوم بعمل جروح في سلاسل الحمض النووي. في نهايات كل جزء ، يتم تشكيل ذيول مفردة تقطعت بهم السبل ، تسمى " نهايات لزجة،لأنها يمكن أن تلتصق ببعضها البعض بسبب التكامل.

تتعرف إنزيمات التقييد في الحمض النووي مزدوج الشريطة على تسلسل محدد فقط من نيوكليوتيدات الحمض النووي. ثم يلتصق إنزيم التقييد بالموقع المميز للنيوكليوتيدات ويقطعها في موقع الارتباط. في كثير من الأحيان ، تتعرف إنزيمات التقييد على مناطق من 4-6 أزواج قاعدية في جزيء الحمض النووي وتقطع كل من خيوط الحمض النووي في منتصف هذه المناطق أو عادةً مع الإزاحة. أمثلة على القيود: انزيم التقييد ايكو ارى، الذي يتعرف على جزء من الحمض النووي المكون من ستة نيوكليوتيدات GAATTC (القطع بين النيوكليوتيدات G و A لكل من خيوط الحمض النووي) ؛ التقييد هند الثالثيتعرف على موقع AAGTSTT (مكان القطع بين النيوكليوتيدات A و A لكلا خيوط DNA) ؛ التقييد بام أنايتعرف على موقع GGATCC (مكان القطع بين نيوكليوتيدات G و G لكلا خيوط DNA) ؛ التقييد هاي الثالثيتعرف على موقع GGCC (مكان القطع بين نيوكليوتيدات G و C لكل من خيوط DNA) ؛ التقييد هبا الثانييتعرف على موقع CGG (مكان القطع بين النيوكليوتيدات C و C لكل من خيوط الحمض النووي).

علاوة على ذلك ، لبناء كائن حي معدل وراثيا ، من الضروري إدخال الجين المطلوب في خلية هذا الكائن الحي. يتم إدخال الجينات الأجنبية في الجسم باستخدام ناقلات البلازميد. المتجه هو بلازميد – جزيء DNA دائري صغيرالذي يتم استخراجه من سيتوبلازم الخلية البكتيرية. البلازميدات- العوامل الوراثية الموجودة خارج الكروموسومات وهي الحمض النووي خارج الصبغيات.

أرز. 37.

أ- مخطط إدخال الدنا الغريب في بلازميد جرثومي باستخدام إنزيمات (نوكلياز مقيد وليجاز).

ب- مخطط نقل الجين البشري المسؤول عن تخليق هرمون الأنسولين وتكوين الناقل الدنا.

خصائص البلازميد: 1) لديه القدرة على التكرار الذاتي ؛ 2) يحتوي على جينات ترميز المضادات الحيوية ؛ 3) قادرة على الاندماج في كروموسوم الخلية المتلقية ؛ 4) يتعرف على أقسام الحمض النووي التي يمكن أن تقطع الإنزيمات - إنزيمات التقييد ؛ 5) يمكن أن يقطع إنزيم التقييد البلازميد ويترجمه إلى حالة خطية. يستخدم الباحثون هذه الخصائص للبلازميد للحصول عليها مؤتلف (هجين) DNA.

تسلسل إدخال الحمض النووي في البلازميد (ناقل البلازميد) باستخدام إنزيم تقييد(الشكل 37 أ):

1) تقييد- قطع جزيء الدنا بواسطة إنزيم مقيد ، وتشكيل شظايا DNA و عزل الجين المطلوب;

2) دمج الجين المعزول في البلازميد، أي الحصول على الحمض النووي المؤتلف (الهجين) عن طريق إدخال جزء من الحمض النووي الغريب في البلازميد ؛

3) ربط- الانزيم المتشابك يجازبلازميد (ناقل) وشظايا دنا أجنبية ؛ في الوقت نفسه ، تكون نهايات الناقل والحمض النووي الأجنبي (ما يسمى "النهايات اللاصقة") مكملة لبعضها البعض ؛

4) تحويل- إدخال بلازميد مأشوب في جينوم خلية أخرى (خلية متلقية) ، على وجه الخصوص ، خلية بكتيرية.

وتجدر الإشارة إلى أن البلازميدات تخترق فقط جزءًا من البكتيريا المعالجة. تكتسب البكتيريا المحولة ، إلى جانب البلازميدات ، مقاومة لمضاد حيوي معين ، مما يسمح بفصلها عن البكتيريا غير المتحولة التي تموت على وسط يحتوي على مضاد حيوي. كل من البكتيريا المحولة ، الموضوعة على وسط غذائي ، تتكاثر وتشكل مستعمرة من عدة آلاف من الأحفاد - استنساخ.

5) تحري- الانتقاء من بين البكتيريا المحولة التي تحتوي على البلازميدات مع الجين المطلوب.

الحيوانات والنباتات المعدلة وراثيا

تُحقن الجينات المستنسخة بشكل دقيق في بويضة ثديية أو بروتوبلاست نباتية (خلية معزولة تفتقر إلى جدار خلوي) ثم تُزرع منها الحيوانات أو النباتات ، في الجينوم الذي تعمل فيه الجينات الأجنبية. تسمى النباتات والحيوانات التي تم تعديل جينومها بواسطة عمليات الهندسة الوراثية الكائنات المعدلة وراثيا (النباتات والحيوانات المعدلة وراثيا)لأنه يحتوي على جينات أجنبية. تلقى الفئران المعدلة وراثيا والأرانب والخنازير والأغنام. تعمل جينات البكتيريا والثدييات والبشر في جينومهم. تم الحصول على النباتات المعدلة وراثيا (الذرة والفلفل والطماطم والقمح والجاودار والبقوليات والبطاطس ، إلخ) التي تحتوي على جينات من الأنواع غير ذات الصلة. النباتات المعدلة وراثيا تقاوم مبيدات الأعشاب والحشرات والظروف الجوية السيئة وما إلى ذلك. يتم تدريجياً حل مشكلة تغيير الوراثة في العديد من النباتات الزراعية.

الخريطة الجينية للكروموسومات. العلاج الجيني

الخريطة الجينية للكروموسومات هي رسم تخطيطي للترتيب المتبادل للجينات الموجودة في نفس مجموعة الارتباط. يتم تجميع هذه الخرائط لكل زوج من الكروموسومات المتجانسة. توضح الخريطة الجينية ترتيب الجينات في الكروموسوم والمسافة بينها (نسبة العبور بين جينات معينة). لذا فإن إنشاء سلالات جديدة من الكائنات الحية الدقيقة القادرة على تصنيع الهرمونات والبروتينات والأدوية يعتمد على معرفة الخرائط الجينية للكائنات الحية الدقيقة. الخرائط الجينية البشرية ضرورية لعلم الوراثة الطبية. تُستخدم المعرفة حول توطين الجين على كروموسوم معين في تشخيص عدد من الأمراض الوراثية ، وكذلك في العلاج الجيني لتصحيح بنية ووظيفة الجينات.

العلاج الجيني -استبدال الجينات المعيبة بأخرى غير تالفة أو تصحيح بنيتها.

لمكافحة الأمراض الوراثية والأورام والأمراض المرتبطة بالعمر ، يتم تطوير طرق العلاج الجيني الآمنة للخلايا البشرية. باستخدام طرق العلاج الجيني ، يمكن استبدال الجينات المعيبة التي حدثت فيها طفرات في الجسم بأخرى سليمة. اليوم ، العلماء يطورون الأساليب الأمن البيولوجي البشري:إدخال الجينات المرغوبة إلى خلايا جسم الإنسان. سيؤدي ذلك إلى التخلص من العديد من الأمراض الوراثية.

التوليف الميكروبيولوجي

جعلت طرق الهندسة الوراثية من الممكن تنفيذها التوليف الميكروبيولوجي(الشكل 37 ب). بمساعدة طرق الهندسة الوراثية ، تمكن علماء الأحياء الدقيقة من الحصول على سلالات من البكتيريا ، بفضل التوليف الميكروبيولوجي الذي تم بنجاح. لهذا ، يتم اختيار الخلايا البكتيرية الضرورية التي لا تحتوي على البلازميدات. يتم عزل جزيئات الحمض النووي بتسلسل معين من النيوكليوتيدات التي تحدد تطور السمة المرغوبة. يتم إدخال بلازميد مع منطقة DNA متكاملة (جينوم) في خلية بكتيرية ، حيث تبدأ منطقة الحمض النووي المدرجة في العمل (عمليات النسخ ، النسخ ، الترجمة جارية) ، ويتم تصنيع البروتين المطلوب في الخلية البكتيرية ( الإنترفيرون ، جينفيرون ، الغلوبولين المناعي ، الأنسولين ، السوماتوتروبين ، إلخ).). تم الحصول على الهرمونات (الأنسولين والسوماتوتروبين) والعديد من الأحماض الأمينية والمضادات الحيوية واللقاحات وما إلى ذلك بكميات صناعية ، وتتكاثر هذه البكتيريا على نطاق صناعي وتنتج البروتين اللازم.

باستخدام الطرق الجينية ، تم الحصول على سلالة من الكائنات الحية الدقيقة Pseudomonas denitrificans ، والتي تنتج فيتامين ج وفيتامين ب أكثر بعشر مرات من الشكل الأصلي ؛ سلالة جديدة من بكتيريا Micrococcus glutamicus تفرز مئات المرات من الأحماض الأمينية ليسين أكثر من الثقافة الأصلية (البرية) للبكتيريا المكونة لليسين.

هندسة الخلية

هندسة الخلية- زراعة الخلايا أو الأنسجة الفردية على وسط اصطناعي خاص ، وتطوير طرق لخلق أنواع جديدة من الخلايا عن طريق التهجين ، واستبدال الكروموسومات ، وتنامي الهجينة منها.

1. طريقة زراعة الأنسجة

تتكون الطريقة من زراعة الخلايا أو قطع الأنسجة المعزولة على وسط مغذي اصطناعي في ظل ظروف مناخية مناخية مناسبة. نتيجة للزراعة ، يتم تجديد الخلايا النباتية أو قطع الأنسجة لتصبح نباتًا كاملاً. يمكن الحصول على العديد من النباتات المفيدة عن طريق التكاثر الدقيق للخلايا الفردية ، أو قطع الأنسجة (عادةً ما يكون النسيج الإنشائي القمي للجذع أو الجذر). يتم اختيار الظروف المناخية الدقيقة والوسائط الغذائية لتجديد نباتات الزينة والمزروعة والطبية تجريبياً. تُستخدم زراعة الأنسجة أيضًا لإنتاج نباتات ثنائية الصبغيات بعد معالجة الأشكال الأحادية الصبغية الأصلية بالكولشيسين.

2. التهجين الجسدي

يتضمن التهجين الجسدي الحصول على خلايا هجينة ، ومن بينها - أشكال جديدة ؛ التلقيح الاصطناعي للبيض.

الحصول على نباتات هجينة جديدة عن طريق اندماج البروتوبلاست (النواة والسيتوبلازم) لخلايا مختلفة في زراعة الأنسجة. لدمج البروتوبلاست بمساعدة الإنزيمات ، يتم تدمير جدار الخلية النباتية والحصول على بروتوبلاست معزول. عند زراعة مثل هذه البروتوبلاست من أنواع نباتية مختلفة ، فإنها تندمج وتشكل أشكالًا ذات ميزات مفيدة جديدة. يتم التلقيح الاصطناعي للبويضات باستخدام طريقة التلقيح الصناعي (IVF) ، والتي تسمح بإخصاب البويضات في أنبوب اختبار مع غرس الجنين لاحقًا في مرحلة مبكرة من التطور ، والتغلب على بعض أشكال العقم عند الإنسان.

3. هندسة الكروموسومات- استبدال الكروموسومات الفردية في الخلايا النباتية أو إضافة كروموسومات جديدة. تحتوي الديبلويدات على أزواج من الكروموسومات المتجانسة ، وتسمى هذه الكائنات بالدياسوميات. إذا تم ترك كروموسوم واحد في أي زوج ، فسيتم تكوين أحادي الذرة. إذا تمت إضافة كروموسوم ثالث متماثل إلى أي زوج ، فسيتم تكوين ثلاثي الصبغيات ، وما إلى ذلك. ومن الممكن استبدال الكروموسومات الفردية لنوع واحد بصبغيات من نوع آخر. تلقى تسمى النماذج المستبدلة.

من الصعب العثور على شخص في العالم الحديث لم يسمع شيئًا عن نجاحات الهندسة الوراثية.

تعد اليوم واحدة من أكثر الطرق الواعدة لتطوير التقانات الحيوية وتحسين الإنتاج الزراعي والطب وعدد من الصناعات الأخرى.

ما هي الهندسة الوراثية؟

كما تعلم ، يتم تسجيل الخصائص الوراثية لأي كائن حي في كل خلية من خلايا الجسم في شكل مجموعة من الجينات - عناصر من جزيئات البروتين المعقدة. من خلال إدخال جين غريب في جينوم كائن حي ، من الممكن تغيير خصائص الكائن الحي الناتج ، وفي الاتجاه الصحيح: لجعل المحصول أكثر مقاومة للصقيع والأمراض ، وإعطاء النبات خصائص جديدة ، إلخ. .

تسمى الكائنات التي تم الحصول عليها نتيجة لهذا التغيير معدلة وراثيا ، أو المعدلة وراثيا ، والانضباط العلمي المتضمن في دراسة التعديلات وتطوير التقنيات المعدلة وراثيا يسمى الهندسة الوراثية أو الجينية.

كائنات الهندسة الوراثية

الكائنات الحية الدقيقة والخلايا النباتية والحيوانات السفلية هي أكثر الأشياء التي تمت دراستها بشكل متكرر في الهندسة الوراثية ، ولكن الدراسات تُجرى أيضًا على خلايا الثدييات ، وحتى على خلايا جسم الإنسان. كقاعدة عامة ، الهدف المباشر للبحث هو جزيء DNA ، منقى من مواد خلوية أخرى. بمساعدة الإنزيمات ، يتم تقسيم الحمض النووي إلى أجزاء منفصلة ، ومن المهم أن تكون قادرًا على التعرف على القطعة المرغوبة وعزلها ، ونقلها بمساعدة الإنزيمات ودمجها في بنية DNA آخر.

تتيح التقنيات الحديثة بالفعل إمكانية التلاعب بحرية بأجزاء من الجينوم ، ومضاعفة القسم المطلوب من السلسلة الوراثية وإدخاله في مكان نيوكليوتيد آخر في الحمض النووي للمتلقي. لقد تراكمت الكثير من الخبرة وتم جمع معلومات كبيرة حول أنماط هيكل الآليات الوراثية. كقاعدة عامة ، تخضع النباتات الزراعية لتحولات أدت بالفعل إلى زيادة إنتاجية المحاصيل الغذائية الرئيسية بشكل كبير.

ما هي الهندسة الوراثية؟

بحلول منتصف القرن العشرين ، لم تعد الأساليب التقليدية مناسبة للعلماء ، لأن هذا الاتجاه له عدد من القيود الجادة:

• من المستحيل عبور أنواع غير مرتبطة بالكائنات الحية ؛
• تظل عملية إعادة تركيب الصفات الجينية غير قابلة للسيطرة ، وتظهر الصفات الضرورية في النسل نتيجة لتوليفات عشوائية ، بينما يتم التعرف على نسبة كبيرة جدًا من النسل على أنها غير ناجحة ويتم التخلص منها أثناء الانتقاء ؛
• من المستحيل تحديد الصفات المرغوبة بدقة عند العبور ؛
• تستغرق عملية الاختيار سنوات وحتى عقود.

إن الآلية الطبيعية للحفاظ على الصفات الوراثية مستقرة للغاية ، وحتى ظهور النسل بالصفات المرغوبة لا يضمن الحفاظ على هذه الصفات في الأجيال اللاحقة.

تتغلب الهندسة الوراثية على جميع الصعوبات المذكورة أعلاه. بمساعدة التقنيات المعدلة وراثيًا ، من الممكن إنشاء كائنات حية ذات الخصائص المرغوبة عن طريق استبدال أجزاء معينة من الجينوم بأجزاء أخرى مأخوذة من كائنات حية تنتمي إلى أنواع أخرى. في الوقت نفسه ، يتم تقليل وقت إنشاء كائنات جديدة بشكل كبير. ليس من الضروري إصلاح السمات المرغوبة ، وجعلها قابلة للتوريث ، حيث توجد دائمًا إمكانية التعديل الجيني للدفعات التالية ، ووضع العملية حرفيًا على الدفق.

مراحل تكوين كائن حي معدل وراثيا

1. عزل الجين المعزول بالخصائص المرغوبة. اليوم ، هناك تقنيات موثوقة بما فيه الكفاية لهذا الغرض ، حتى أن هناك مكتبات جينات معدة خصيصًا.
2. إدخال الجين في ناقل لنقله. للقيام بذلك ، يتم إنشاء بنية خاصة - جين متحور ، مع جزء واحد أو أكثر من قطع الحمض النووي والعناصر التنظيمية ، والتي يتم دمجها في جينوم الناقل وتعرض للاستنساخ باستخدام ligases والتقييدات. كناقلات ، عادة ما يتم استخدام البلازميدات DNA البكتيرية الدائرية.
3. تضمين المتجه في جسم المستلم. يتم نسخ هذه العملية من عملية طبيعية مماثلة لإدخال الحمض النووي لفيروس أو بكتيريا في الخلايا المضيفة وتعمل بنفس الطريقة.
4. الاستنساخ الجزيئي. في الوقت نفسه ، تنقسم الخلية المعدلة بنجاح ، منتجة العديد من الخلايا الوليدة الجديدة التي تحتوي على الجينوم المعدل وتوليف جزيئات البروتين بالخصائص المرغوبة.
5. اختيار الكائنات المعدلة وراثيًا. لا تختلف المرحلة الأخيرة عن أعمال الاختيار المعتادة.

هل الهندسة الوراثية آمنة؟

يُطرح السؤال المتعلق بمدى أمان التقنيات المعدلة وراثيًا بشكل دوري في كل من المجتمع العلمي ووسائل الإعلام البعيدة عن العلم. لا يوجد حتى الآن إجابة لا لبس فيها على ذلك.

أولاً ، لا تزال الهندسة الوراثية اتجاهًا جديدًا إلى حد ما في مجال التكنولوجيا الحيوية ، ولم تتراكم الإحصاءات التي تسمح للمرء باستخلاص استنتاجات موضوعية حول هذه المشكلة بعد.

ثانيًا ، قد يكون الاستثمار الضخم في الهندسة الوراثية من قبل شركات الأغذية متعددة الجنسيات بمثابة سبب إضافي لنقص البحث الجاد.

ومع ذلك ، توجد في قوانين العديد من البلدان قواعد تلزم الشركات المصنعة بالإشارة إلى وجود منتجات معدلة وراثيًا على عبوات منتجات المجموعة الغذائية. على أي حال ، أثبتت الهندسة الوراثية بالفعل الفعالية العالية لتقنياتها ، ويعد تطويرها الإضافي للناس بمزيد من النجاح والإنجازات.

موسوعي يوتيوب

• 1 / 5

  تعمل الهندسة الوراثية على الحصول على الصفات المرغوبة لكائن معدل أو معدّل وراثيًا. على عكس التربية التقليدية ، التي يتم خلالها تغيير النمط الجيني بشكل غير مباشر فقط ، تسمح لك الهندسة الوراثية بالتدخل المباشر في الجهاز الوراثي ، باستخدام تقنية الاستنساخ الجزيئي. من أمثلة تطبيقات الهندسة الوراثية إنتاج أنواع جديدة من المحاصيل المعدلة وراثيًا ، وإنتاج الأنسولين البشري باستخدام البكتيريا المعدلة وراثيًا ، وإنتاج إرثروبويتين في زراعة الخلايا ، أو سلالات جديدة من الفئران التجريبية للبحث العلمي.

  أساس الصناعة الميكروبيولوجية والتركيبية الحيوية هو الخلية البكتيرية. يتم اختيار الخلايا المطلوبة للإنتاج الصناعي وفقًا لمعايير معينة ، وأهمها القدرة على إنتاج مركب معين أو توليفه بأقصى كميات ممكنة - حمض أميني أو مضاد حيوي أو هرمون ستيرويد أو حمض عضوي . في بعض الأحيان يكون من الضروري وجود كائن حي دقيق يمكنه ، على سبيل المثال ، استخدام الزيت أو مياه الصرف "كغذاء" ومعالجتها إلى كتلة حيوية أو حتى بروتين مناسب تمامًا لإضافات الأعلاف. في بعض الأحيان تكون هناك حاجة إلى كائنات حية يمكن أن تنمو في درجات حرارة مرتفعة أو في وجود مواد مميتة بلا شك لأنواع أخرى من الكائنات الحية الدقيقة.

  مهمة الحصول على مثل هذه السلالات الصناعية مهمة للغاية ، لتعديلها واختيارها ، تم تطوير طرق عديدة للتأثير النشط على الخلية - من العلاج بالسموم القوية إلى الإشعاع المشع. الغرض من هذه التقنيات هو نفسه - لتحقيق تغيير في الجهاز الوراثي للخلية. نتيجتهم هي إنتاج العديد من الميكروبات الطافرة ، من بين مئات وآلاف منها يحاول العلماء بعد ذلك اختيار الأنسب لغرض معين. كان إنشاء تقنيات الطفرات الكيميائية أو الإشعاعية إنجازًا بارزًا في علم الأحياء ويستخدم على نطاق واسع في التكنولوجيا الحيوية الحديثة.

  لكن قدراتهم محدودة بسبب طبيعة الكائنات الحية الدقيقة نفسها. إنهم غير قادرين على تصنيع عدد من المواد القيمة التي تتراكم في النباتات ، وخاصة الزيوت الطبية والأساسية. لا يمكنهم تصنيع مواد مهمة جدًا لحياة الحيوانات والبشر ، وعدد من الإنزيمات ، وهرمونات الببتيد ، والبروتينات المناعية ، والإنترفيرون ، والعديد من المركبات المرتبة ببساطة التي يتم تصنيعها في الحيوانات والبشر. بطبيعة الحال ، فإن احتمالات الكائنات الحية الدقيقة بعيدة عن أن تُستنفد. من بين وفرة الكائنات الحية الدقيقة ، تم استخدام جزء ضئيل فقط من قبل العلم ، وخاصة في الصناعة. لأغراض اختيار الكائنات الحية الدقيقة ، من الأهمية بمكان ، على سبيل المثال ، البكتيريا اللاهوائية التي يمكن أن تعيش في غياب الأكسجين ، والتغذية الضوئية التي تستخدم الطاقة الضوئية مثل النباتات ، والمواد الكيميائية المغذية ، والبكتيريا المحبة للحرارة التي يمكن أن تعيش في درجة حرارة ، كما تم اكتشافها مؤخرًا ، حوالي 110 درجة مئوية ، إلخ.

  ومع ذلك ، فإن قيود "المواد الطبيعية" واضحة. لقد حاولوا ويحاولون التحايل على القيود بمساعدة مزارع الخلايا وأنسجة النباتات والحيوانات. هذه طريقة مهمة للغاية وواعدة ، والتي يتم تنفيذها أيضًا في مجال التكنولوجيا الحيوية. على مدى العقود القليلة الماضية ، طور العلماء طرقًا يمكن من خلالها جعل خلايا مفردة من نسيج نباتي أو حيواني تنمو وتتكاثر بشكل منفصل عن الجسم ، مثل الخلايا البكتيرية. كان هذا إنجازًا مهمًا - تُستخدم مزارع الخلايا الناتجة لإجراء التجارب وللإنتاج الصناعي لبعض المواد التي لا يمكن الحصول عليها باستخدام المزارع البكتيرية.

  اتجاه آخر للبحث هو إزالة الجينات من الحمض النووي غير الضرورية لتشفير البروتينات وعمل الكائنات الحية وإنشاء كائنات اصطناعية تعتمد على هذا الحمض النووي مع "مجموعة مبتورة" من الجينات. هذا يجعل من الممكن زيادة مقاومة الكائنات المعدلة للفيروسات بشكل حاد.

  تاريخ التطور وحقق المستوى التكنولوجي

  في النصف الثاني من القرن العشرين ، تم إجراء العديد من الاكتشافات والاختراعات المهمة التي تكمن وراءها الهندسة الوراثية. سنوات عديدة من المحاولات "لقراءة" المعلومات البيولوجية "المسجلة" في الجينات قد اكتملت بنجاح. بدأ هذا العمل من قبل العالم الإنجليزي فريدريك سينجر والعالم الأمريكي والتر جيلبرت (جائزة نوبل في الكيمياء عام 1980). كما تعلم ، تحتوي الجينات على تعليمات معلومات لتخليق جزيئات وبروتينات الحمض النووي الريبي في الجسم ، بما في ذلك الإنزيمات. من أجل إجبار الخلية على تصنيع مواد جديدة غير عادية لها ، من الضروري أن يتم تصنيع مجموعات الإنزيمات المقابلة فيها. ولهذا من الضروري إما تغيير الجينات الموجودة فيه بشكل مقصود ، أو إدخال جينات جديدة غائبة سابقًا فيه. التغيرات في الجينات في الخلايا الحية هي طفرات. تحدث تحت تأثير ، على سبيل المثال ، المطفرة - السموم الكيميائية أو الإشعاع. لكن هذه التغييرات لا يمكن السيطرة عليها أو توجيهها. لذلك ، ركز العلماء جهودهم على محاولة تطوير طرق لإدخال جينات جديدة ومحددة للغاية في الخلية يحتاجها الشخص.

  المراحل الرئيسية لحل مشكلة الهندسة الوراثية هي كما يلي:

  1. الحصول على جين معزول.
  2. إدخال الجين إلى ناقل للانتقال إلى كائن حي.
  3. نقل ناقل بجين إلى كائن حي معدل.
  4. تحول خلايا الجسم.
  5. اختيار الكائنات المعدلة وراثيا ( الكائنات المعدلة وراثيًا) والقضاء على تلك التي لم يتم تعديلها بنجاح.

  تم تطوير عملية تخليق الجينات بشكل جيد للغاية في الوقت الحالي وحتى آلية إلى حد كبير. هناك أجهزة خاصة مجهزة بأجهزة كمبيوتر ، يتم تخزين برامج لتركيب متواليات النيوكليوتيدات المختلفة في الذاكرة. يقوم هذا الجهاز بتوليف مقاطع الحمض النووي حتى 100-120 قاعدة نيتروجينية في الطول (قليل النوكليوتيدات). أصبحت تقنية واسعة الانتشار تسمح باستخدام تفاعل البلمرة المتسلسل لتخليق الحمض النووي ، بما في ذلك الحمض النووي الطافر. يستخدم إنزيم بوليميراز بالحرارة ، في ذلك لتصنيع قالب من الحمض النووي ، والذي يستخدم كبذرة للقطع المصنعة صناعياً من الحمض النووي - أليغنوكليوتيدات. يجعل إنزيم النسخ العكسي من الممكن تصنيع الحمض النووي باستخدام مثل هذه البادئات (البادئات) على مصفوفة من الحمض النووي الريبي المعزول من الخلايا. يسمى الحمض النووي المركب بهذه الطريقة التكميلي (RNA) أو cDNA. يمكن أيضًا الحصول على جين معزول "نقي كيميائيًا" من مكتبة الملتهمة. هذا هو اسم مستحضر العاثية ، حيث يتم إدخال أجزاء عشوائية من الجينوم من الجينوم أو cDNA ، يتم إنتاجها بواسطة العاثية مع كل الحمض النووي الخاص بها.

  تم تطوير تقنية إدخال الجينات في البكتيريا بعد أن اكتشف فريدريك جريفيث ظاهرة التحول البكتيري. تستند هذه الظاهرة إلى عملية جنسية بدائية ، والتي يصاحبها في البكتيريا تبادل شظايا صغيرة من DNA غير الكروموسومات ، البلازميدات. شكلت تقنيات البلازميد الأساس لإدخال الجينات الاصطناعية في الخلايا البكتيرية.

  ارتبطت صعوبات كبيرة بإدخال الجين الجاهز في الجهاز الوراثي للخلايا النباتية والحيوانية. ومع ذلك ، في الطبيعة ، هناك حالات يتم فيها تضمين دنا غريب (لفيروس أو عاثية) في الجهاز الوراثي للخلية ، وبمساعدة آلياتها الأيضية ، يبدأ في تخليق البروتين "الخاص به". درس العلماء ميزات إدخال الحمض النووي الغريب واستخدموه كمبدأ لإدخال مادة وراثية في الخلية. هذه العملية تسمى تعداء.

  إذا تم تعديل الكائنات وحيدة الخلية أو مزارع الخلايا متعددة الخلايا ، فإن الاستنساخ يبدأ في هذه المرحلة ، أي اختيار تلك الكائنات وأحفادها (المستنسخات) التي خضعت للتعديل. عندما يتم تعيين المهمة للحصول على كائنات متعددة الخلايا ، يتم استخدام الخلايا ذات النمط الوراثي المتغير للتكاثر الخضري للنباتات أو يتم حقنها في الكيسات الكيسية لأم بديلة عندما يتعلق الأمر بالحيوانات. نتيجة لذلك ، تولد الأشبال ذات التركيب الوراثي المتغير أو غير المتغير ، ومن بينها فقط تلك التي تظهر التغييرات المتوقعة يتم تحديدها وتهجينها مع بعضها البعض.

  التطبيق في البحث العلمي

  وإن كان على نطاق ضيق ، فقد تم بالفعل استخدام الهندسة الوراثية لمنح النساء المصابات ببعض أنواع العقم فرصة للحمل. للقيام بذلك ، استخدم بيض امرأة صحية. نتيجة لذلك ، يرث الطفل التركيب الجيني من أب واحد وأمهات.

  ومع ذلك ، فإن إمكانية إجراء تغييرات أكثر أهمية على الجينوم البشري تواجه عددًا من المشكلات الأخلاقية الخطيرة. في عام 2016 ، تلقت مجموعة من العلماء في الولايات المتحدة الموافقة على إجراء تجارب سريرية لطريقة علاج السرطان باستخدام الخلايا المناعية الخاصة بالمريض ، والتي تخضع لتعديل الجينات باستخدام تقنية CRISPR / Cas9.

  هندسة الخلية

  تعتمد الهندسة الخلوية على زراعة الخلايا والأنسجة النباتية والحيوانية القادرة على إنتاج المواد الضرورية للإنسان خارج الجسم. تستخدم هذه الطريقة في التكاثر النسيلي (اللاجنسي) لأشكال النباتات القيمة ؛ للحصول على خلايا هجينة تجمع بين خصائص ، على سبيل المثال ، الخلايا الليمفاوية في الدم وخلايا الورم ، مما يسمح لك بالحصول على الأجسام المضادة بسرعة.

  الهندسة الوراثية في روسيا

  وتجدر الإشارة إلى أنه بعد إدخال التسجيل الحكومي للكائنات المعدلة وراثيًا ، ازداد نشاط بعض المنظمات العامة والنواب الفرديين في مجلس الدوما بشكل ملحوظ ، في محاولة لمنع إدخال التقانات الحيوية المبتكرة في الزراعة الروسية. وقع أكثر من 350 عالمًا روسيًا على رسالة مفتوحة من جمعية العلماء لدعم تطوير الهندسة الوراثية في الاتحاد الروسي. تشير الرسالة المفتوحة إلى أن حظر الكائنات المعدلة وراثيًا في روسيا لن يضر فقط بالمنافسة الصحية في السوق الزراعية ، ولكنه سيؤدي إلى تأخر كبير في مجال تقنيات إنتاج الغذاء ، وزيادة الاعتماد على الواردات الغذائية ، وتقويض مكانة روسيا باعتبارها حالة تم فيها الإعلان رسميًا عن مسار التطوير الابتكاري [ أهمية الحقيقة؟ ] .

  أنظر أيضا

  ملحوظات

  1. الكسندر بانتشينضرب الله // الميكانيكا الشعبية. - 2017. - رقم 3. - س 32-35. - عنوان URL: http://www.popmech.ru/magazine/2017/173-issue/
  2. تحرير الجينوم في الجسم الحي باستخدام نظام TALEN عالي الكفاءة(إنجليزي) . طبيعة. تم الاسترجاع 10 يناير 2017.
  3. العناصر - أخبار العلوم: شفاء القردة من عمى الألوان بالعلاج الجيني (غير محدد) (18 سبتمبر 2009). تم الاسترجاع 10 يناير 2017.