الهندسة الوراثية
•Download as PPT, PDF•
5 likes•6,803 views
الفصل السادس لاحياء ثالث ثانوي
Recommended
More Related Content
What's hot
What's hot (20)
Viewers also liked
Similar to الهندسة الوراثية
Similar to الهندسة الوراثية (20)
Recently uploaded
Recently uploaded (6)
الهندسة الوراثية
- 3. ثورة البيوتكنولوجيا توالت العجائب خلل القرنين 02 م و 12 م ، و يظهر ذلك جليا من خلل الثورة العلمية الهائلة في شتى المجالت وبخاصة في مجال هندسة المورثات، مما جعلها علمة بارزة لطموح النسان قد يكون الدافع لها الحاجة أو حب البتكار، تتمثل فيما يأتي: 1- زراعة العضاء البشرية: حيث تمت أول عملية زرع قلب عام 7691 م على يد الطبيب ” كريستيان برنارد“ ، ثم نجح آخرون في نقل أعضاء أخرى كالكبد و البنكرياس و الرئة. 2- الخصاب الصناعي: حيث تمت ولدة أول طفل أنابيب في عام 9791 م، ثم أنشى ” بنك المشاج Sperm ، “Bankثم الرحام المؤجرة، ثم الم البديلة، ثم الرحم الصناعي. 3- الهندسة الوراثية: حيث بدأت فكرة التحكم في الجهاز الوراثي في 3791 م، بهدف برمجة الجنس البشري وفق تصميمات مسبقة 4- الستنساخ: بدأ بإستنساخ أجنة بشرية في عام 3991 م على يد العالمين ” جيري هول“ و ” روبرت ستلمان“ ، ثم إستنسخت النعجة ” دوللي“ في فبراير 7991 م من خلية جسدية،ثم إستنسخت قردة من خليا جنينية في مارس من عام 7991 م. ثم الستنساخ البشري على غرار النعجة ” دوللي“ الذي يفرق عنها بخطورت ه و ً ذلك لمساسه بالجوانب
- 4. ما هي الهندسة الوراثية هي إحدى الفروع التطبيقية لعلم الوراثة، و تختص بمعالجة المادة الوراثية بإستخدام تقنيات خاصة يمكن من خللها قطع جزيئات حمض DNA في مكان محدد بدقة بالغة ، و وصلها مع قطع أخرى. ) يمكن تسميتها بـ التطعيم الجيني(. إكتشافها: في السبعينات من القرن العشرين، و بعد دراسة مستفيضة لما أعلنه العالمان ) واطسون و كريك ” 3591 م“( من إكتشافهما للطريقة التي كتبت بها المعلومات الوراثية، و بالتالي تمكن العلماء من دراسة الوراثة في المعامل ) في الطباق و أنابيب الختبار ” بطريقة كيموحيوية“( دون إنتظار للتكاثر الطبيعي للكائن حتى يعطينا هذه المعلومات من نسله المتتابع الذي يستغرق سنوات عديدة. دور الهندسة الوراثية:
- 5. المفاهيم الساسية في تقنية الهندسة الوراثية *عرفنا أن الكروموسوم مكون من شريطين ملتفين بشكل حلزوني، و كل شرط مكون من وحدات كيميائية لها ما يقابلها على الشريط الرخر )كل Aتقابل Tو كل Cتقابل ( Gو يرتبطان بروابط هيدروجينية ضعيفة. * عند إنقسام الخلية تنفصل الكروموسومات إلى شريطين بعد فتح الحلزون المزدوج، ويصبح كل شريط كقالب ينسخ نفسه فيتكون حلزونين جديدين. * في بعض الكائنات مثل البكتيريا يوجد جزيئ حلقي إضافي من مادة الـ DNAيسمى ”“Plasmid يتحرك حول الكروموسوم الساسي )مثل تحرك القمر حول الضرض(، و يحمل جينات لبعض الصفات )مقاومة البكتيريا لبعض الدوية كالبنسلين(. * يمكن نقل جينات البلمزميد إلى كائن آخر. تعتبر البكتيريا الكائن الحي المفضل لدى علماء الهندسة الوضراثية لجراء تجاضربهم و ذلك للسباب التالية: • 1- تنميتها سهلة و ررخيصة. • 2- تنتج جيال جديدا كل نصف ساعة. ً ً • 3 - لها سالالت متعددة بها تباين في الصفات الوراثية. • * ركز العلماء في دراستهم على ساللة )إيشيريشيا كوال(ي( و بخاصة الساللة ”21 “Kالتي تعيش في قولون النسان و على الجروح و النسيج المحيط بالمخ.
- 6. تنقل الجينات في الطبيعة يتم بـ 3 طرق هي:- 1- التحول -:Transformation هو نوع من التحادات الوراثية يحدث في البكتيريا بسبب إضافة DNAغريب إلى بيءة نمو بكتيرية و هذا ال يتطلب عامل وسيط تجربة العالم جريفث: درس بكتيريا ذات الرئة ) (Diplococus pnemococusالتي لها ساللتين: ساللة معدية مستعمراتها ملساء )يرمز لها ،(Sو ساللة غير معدية مستعمراتها رخشنة ).(R 1- حقن رخاليا Sفي فأر فمات الفأر. 2- حقن رخاليا Rفي فأر فلم يتأثر الفأر. 3- حقن رخاليا Sبعد تسخينها بالحرارة )أصبحت ميتة( فلم يتأثر الفأر. 4- سخن رخاليا Sو نمى معها رخاليا ، Rثم حقن بها الفأر فمات الفأر. التفسير: فسر العلماء ”إفر(ي ة مكلويد و مكارثي“ ما حدث بأن بعض رخاليا الساللة Rغير الممرضة تحولت إلى رخاليسا السساللة Sالممرضسة، و و أسن DNAهسو العامسل المحول حيسث اسستقبلت ”السساللة R“ DNA ”الساللة “Sفأصبحت معدية .
- 7. 2- النقل -:Transduction حيث يحقن الفيروس DNAالخاص به في بكتيريا ، ثم يتكاثر الفيروس في داخلها مستخدما الـ DNAالخاص ً بهـا ، و بعـد موت الخليـة البكتيريـة تهاجـم الفيروسـات الجديدة خليـا بكتيريـة أخرى و تحقنهـا بــ DNAالخلية البكتيرية السابقة. 3- التقتران -:Conjugation حيث تقوم إحدى خليا البكتيريا بإلصاق نتؤ صغير على سطح بكتيريا تقريبة )عشوائيا( تم يمرضر حمض DNA ً إليها، تحت سيطرة البلمزميد و ليس الـ .DNA * استخدمت البلمزميد و الفيروسات كناتقلت في الهندسة الوضراثية تحت دضرجة من السيطرة على كل خطوات النقل. و برمزت فكرة جعل كائن بسيط ”البكتيريا“ يقوم بوظائف ضراتقية ”وظائف الخليا البشرية“؛ و لكن كيف يعزل الجين و ينقل؟ • و الجواب: عندما إكتشف فريق من العلماء مجموعة من النزيمات الموجودة في البكتيريا لحمايتها ) حيث تقوم هذه النزيمات بقـص أـي DNAغريـب يدخـل فـي البكتيريـا ممـا يجعلـه عديـم الفاعليـة( و سـميت بــ ”إنزيمات القطع “Restriction enzymes or Endonuclesesالتي عرف منها نحو 003 إنزيم كل منها يقص الـ DNAفي موتقع محدد )في تعاتقب خاص من القواعد النيتروجينية مم يجعل أطراف القواعد المقصوص في ضرغبة شديدة للبحث عن تقواعد مكملة لتزدوج معها ولهذا تسمى ”نهايات لصقة .“Sticky ends • كما أن إكتشاف علماء آخرين لنزيمات أخرى لها القدضرة على ضربط تقطعتين مكسوضرتين من الـ DNAو سموها ”إنزيمات لحمه “Ligasesتستخدم للسراع في وصل و لحم تقطع DNAالمطلوب لحمها. * و هكذا، تم إمتلك العدة اللمزمة لقطع الـ DNAفي مواتقع خاصة و من ثم إصلحه و إعادة ضربطه مع تقطع أخرى غريبة )أي إعادة هندسة ال DNAحسب الرغبة(.
- 8. التجربة الساس في الهندسة الوراثية إدخال قطع ال DNAالغريبة إلى البكتيريا: في عام 3791م إستطاع كل من العالمين المريكيين ” “Herbert Boyerو ”“Stanly Cohen إجراء تجربة عدة الساس فيما عرف بالهندسة الوراثية ، و ملخصها كالتالي: 1- إستخدام إنزيمات القطع لكسر شريط الس DNAإلى قطع صغيرة. 2- إختياضر الحامل أو الناتقل ” “Vectorالمناسب لنقل الجين إلى الخلية الجديدة )غالبا ما يكون الـ ً ).Plasmid 3 - فتح بالمزميد الناقل بإستخدام إنزيمات القطع ”.“Restriction enzymes 4- خلط تقطع الـ DNAالمراد نقله مع DNAالبلمزميد. 5- لحم قطع الس DNAالمراد نقله مع DNAالبالمزميد بإستخدام إنزيمات اللحم ” “Ligasesلنتاج DNAمتزاوج .Recombinant DNA 6- السماح للناتقل بإصابة مجموعة كبيرة من الخليا المطلوب إدخال الـ DNAإليها )كالبكتيريا(. 7 - تنمى الخاليا في بيئة صناعية للكشف عن مدى نجاح التجربة. يةييي الوراث يةي جد ل ً يبيييرا يييي مختلف ف ك ي أثارت الهندس الو ساط خا صة في ما يتع لق بالنسان، و كان هناك ينيي السيطرة يةيي ل يمك خوف ينيي حدوث أضرار بالغ م عليها، و لكنها في الواقع سلح يتوقف ضرره و نفعه
- 10. بصمة الجينات * تمكن العالم ”إليك جيفرس“ من جامعة لستر افي بريطانيا من إكتشاف إختلافات افي الشفرة الوراثية لمنطقة ”النترون “Intronو ينفرد ككل شخص بتركيب خاص )مثل بصمة البصبع( بنسبة 1: 0003مليون عدا نوع نادر من التوائم المتطابقة، و تورث ”طبقا لقوانين مندل “ للنسل بحيث يحصل الطفل على نصف هذه الختلافات من ً ال م و النصف الخر من ال،ب، افيتكون مزيج يجمع خصائص الوالدين. وتختلف بصمة الجينات بإختلف النماط الجغراافية للجينات افي شعو،ب العالم. * افي عا م 7991 م تمكن العالمان التستراليان ”رولند افان“ و ”ماكسويل جونز“ من عزل الك DNAمن أشياء تم لمسها )مفاتيح – تليفون – كو،ب – عينة د م – عينة مني – شعيرات الجسم – جلد من تحت الاظاافر ....( ثم عمل بصمة للجينات على افيلم أشعكة كدليكل جنائكي افكي حالت قضايكا إثبات البنوة - التغتصكا،ب – جرائكم السطو – ضحايا الكوارث، بنسبة نجاح تصل إلى 69%. و شجع هذا الدول المتقدمة على حفظ بصمة لجينات المواطنين مع بصمة البصبع لدى الجهات المختصة.
- 11. بصمة الجينات
- 12. التلعب المسيطر عليه بالمعلومات و الصفات الوراثية * بعهد التوصهل لكيفيهة عزل الجينات و نقلهها إلهى خلايها مختلفهة عنهها تماما سميت هذه ً التقنية به )تقنية DNAالمتزاوج ،(Recombinant DNAو اصبحت نظرة اعلماء للكائنات الحيهة علهى أنهها أجهزة تتصهرف مأمورة مهن قبهل مورثاتهها الموجههة ببرامج محمولة على اله ، DNAو فكروا في معالجة هذه المعلومات وفق الحاجة. * افكي نهايكة السكبعينات مكن القرن 02 م، أبصكبح مسكمى الهندتسكة الوراثيكة يعنكي قمة التجارة حيكث لمعكت تسكماء شركات تعتمكد علكى هذه التقنيكة مثل : , Transgene ..Genex , Biogene , Genetech , Cell Tech * إهن هندسهة الجينات سهل ح ذو حدايهن، فكمها ايمكهن إسهتخدامه فهي العدايهد من المجالت المفيدة للنسان ايمكن ‘إستخدامه لتدمير الحياة على الرض. * أبصكبح النسكان يمتلكك التقنيات المختلفكة لتطويكع الطقكم الوراثيكة افكي جميع الكائنات الحيكة )تسكواء كانكت نباتات أكو حيوانات أكو كائنات دقيقكة( للجراحكة الوراثيكة لتغيير ً واظائفها الطبيعية قد تستغل لتغراض دنيئة و هو ما يعرف بك ” قربصنة الجينات“.
- 13. تقييم السلمة البيولوجية:- نظرا لن بعض التعديل ت الوراثية يكون هدفها غير نبيل، و ذلك ً بإحداث تغيرا ت قضد تسضبب أضرار للنسضان أضو للبيئضة، تضم وضضع نظم و لوائح دولية، تحكم نقل الجينا ت، يشترط فيها القيام بإختبارا ت ” تقييم ال سلمة، تراقبها ”الهيئة الرمريكية لحماية البيئة “EPAخاصة و أضن بعضض العلماء و الشركا ت المشتغليضن بالتعديضل الوراثضي يبالغون في دفاعهم بعدم وجود سلبيا ت رمحتملة. إذا ثبت بالختبارا ت أن المنتج المعدل وراثيا رمأرمون على النسان ً و البيئة، يمكن أن يستخدم رمع التعريف بالمنتج لنه رمن حق المستهلك، الذي قد يتضرر رمن أكله اللحوم و رمشتقاتها، و المنتجا ت النباتية، أو حتى رمن خلل إستنشاقه للهواء أو أكله للعسل المحملين بحبوب لقاح هذه النباتا ت.
- 14. بعض تطبيقات الهندسة الوراثية I الطب: في مجال : • * إنتاج النسولين البشري ” “Humalinفي عام 2891م و الذي كان ينتج رمن البقار و الخنازير رمسببا نوع رمن الحساسية لختل ف بسيط في التركيب. ً • * إنتاج رمركبا ت النترفيرون المستخدرمة في رمعالجة رمرضى السرطان. • *إنتاج هررمونا ت النمو البشري لمعالجة حال ت القزرمة الناتجة عن قلت إفرازها طبيعيا رممن الجسم. ً • * إنتاج عارمل التجلط رقم 8 الهام لمرضى ”سيولة الدم“ و إنتاج ” إنزيم يوروكينيز“ المذيب لجلطا ت الدم. • * إنتاج بروتين غذائي بتنمية البكتيريا على نفايا ت المزارع و المصانع لتتغذى عليها. • * إنتاج الفيتارمينا ت رمثل ”.“B2 – B12 – C – D etc • * نقل جينا ت هررمونا ت النمو رمن سمك السلمون الرقط إلى عدد رمن أنواع السماك الخرى.
- 15. II الزراعة: في مجال : في عام 2891 م تم إنتاج أول نبات مهجن جينيا، بتقنيات عع عع بهدف إعادة صياغة عةعع مقاط ع عدعع ع عىع حذف عوع إضاف أ ل تعتم الشفرة الوراث ية للخل ية لك سابها صفات لم ت كن موجودة من قبل. * إنتاج أنواع جديدة رمضن النباتا ت و البذور القادرة على رمضاعفضة النتاج، و تحمل الظرو ف البيئية )رملوحة – جفا ف – صقيع(. * تحسين صفا ت النبا ت لكسابه رمناعة ضد الرمراض و القدرة على رمقاورمة اللفا ت للحد رمن إستخدام المبيدا ت و زيادة النتاج. * تحوير النبا ت لينتج البلستيك في بلستيداته الخضراء. * تعديل صفا ت الثمار لتحسين القيمة الغذائية، و تحمل ظرو ف النقل و التخزين. * إنتاج رمركبا ت الطعم و النكهة و الصباغ رمن الطحالب * ‘نتاج كائنا ت دقيقة يمكنها تنظيف بقع البترول، بإستخدام تطبيقا ت إعادة إتحاد المادة الوراثية. • من المحاصيل المعدلة وراثيا: • الذرة )04%( – فول الصويا )13%( – الكانول )07%( – الكتان – القطن
- 16. III العسكرية: في المجالت : * بعد ثورة إنتاج القنابل الذرية، تتسابق الدول الكبرى لنشاء رمراكز ”ابحاث النظم الجينية“ تعتمد على جمع الكائنا ت الدقيقة رمن رمصانع السلحة و رمستودعا ت الذخيرة )بكتريا تحلل الدينارميت – بكتيريا تدرمير الهيدروكربونا ت ( ثم تنميتهضا فضي المعارمل لعزل و تحليضل النظم الوراثيضة لها و كذا للكائنا ت البيولوجية )الممرضة - المدرمرة - عوارمل رمطفرة سيئة....(، بإستخدام ”نظم الحاسبا ت“ و إنتاج قنابل بيولوجية تحمل على الصواريخ لتفتك بالبشر دون وازع رمن ضمير و تحقق بذلك بعض الدول رمصالحها رمن خلل رما يعر ف بض )حرب الجينا ت(. * إنتاج بكتيريضا مطعمضة بجينات مضن فيروسضات ممرضضة، فتتكاثضر البكتيريضا مكونةض أجيال ممرضضة، يتم ً تحميلها داخ كبسولت خاصة، ثم إطلهقها في مجتمع ما فتخرج البكتيريا و تتكاثر و تغزو أجسام الكائنات الحية لتفتك بها )إحداث موت بطيء للمجتمع بأكمله(. * إنتاج حبوب هقمضح مطعمضة بجينات ممرضضة لصضابة الطاهقضم الوراثضي البشري، أضو بجينات تسمح بإكثار الفات . * تطويضر أسضلحة بيولوجيضة تسضتخدم لمهاجمضة جماعات عرهقيضة محددة، أضو لمهاجمضة جزء معيضن مضن جسد النسان. * إنتاج أدوية ذات تأثيرات سيئة.