مهندسی ژنتیک

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
یک محیط کشت

مهندسی ژنتیک، به مجموعه روش‌هایی گفته می‌شود که به منظور جداسازی، خالص سازی، وارد کردن و بیان یک ژن خاص در یک میزبان بکار می‌روند و نهایتاً منجر به بروز یک صفت خاص یا تولید محصول مورد نظر در جاندار میزبان می‌شود. کاربردهای مهندسی ژنتیک تقریباً نامحدود به نظر می‌رسد. این علم کاربردهای زیادی در علوم پایه، تولیدات صنعتی، کشاورزی و علوم پزشکی دارد. در زمینه علوم پایه، بررسی‌هایی مانند مکانیزمهای همانند سازی DNA و بیان ژنها در پروکاریوتها، یوکاریوتها و ویروسها و همچنین چگونگی ساخته شدن و تغییرات پروتئینهای داخلی سلول و همچنین مکانیزم ایجاد سرطان از جمله کاربردهای مهندسی ژنتیک است. در زمینه کشاورزی که بستر بسیاری از کاربردهای مهندسی ژنتیک است، تولید گیاهان مقاوم به آفات گیاهی و خشکی، تولید گیاهان پرمحصول و تولید گاوهای دارای شیر و گوشت بیشتر، را می‌توان نام برد؛ و در زمینه کاربردهای پزشکی، تشخیص بیماریهای ارثی، تولید انسولین انسانی، تولید هورمون رشد انسان و... را می‌توان نام برد. در سال‌های اخیر گسترش و توسعهٔ تکنیک‌های سنتز DNA نوترکیب انقلابی را در درمان بسیاری از بیماری‌های انسانی از جمله انواع سرطان‌ها، اغلب بیماری‌های خود ایمنی نظیر دیابت و همچنین تشخیص، پیشگیری و درمان بسیاری از بیماری‌های مادر زادی فراهم آورده‌است.

تاریخچه[ویرایش]

امروزه دانش و فن مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی مولکولی در عرصه‌های بسیار متنوع مانند کشاورزی، تغذیه و مواد غذایی، دامپروری، شاخه‌های مختلف علوم پزشکی و صنایع دارویی، صنایع تخمیری، صنایع نظامی، انرژی، محیط زیست و بهداشت بشر، استفاده‌های بسیار ارزشمندی پیدا کرده‌است. اهمیت بعضی از اصول علمی، در زمان کشف آنها مشخص نمی‌شود، بلکه پس از مدت زمانی که می‌گذرد ارزش آنها معلوم می‌شود. یکی از مثالهای روشن این مسئله کشف ساختمان سه بعدی DNA بوسیله جیمز واتسون و فرانسیس کریک در سال ۱۹۵۳ بود. این ساختمان نسبتاً ساده باعث شد تا دانشمندان سیستمهای مختلف ژنتیکی را بررسی کنند. اما مطلب به همین‌جا، ختم نشد و دانشمندان مختلف سعی کردند که از این اطلاعات استفاده نمایند. هدف آنها نیز بیان ساده‌ای داشت. آنها خواستند تا یک DNA را از یک موجود بگیرند و در موجود دیگر وارد نمایند تا اثرات آن ژن در موجود ثانویه بروز کند.

این علم نوین که به تدریج جای خود را در بین علوم دیگر پیدا کرد، با عناوینی چون زیست‌شناسی مولکولی، مهندسی ژنتیک و نهایتاً DNA نوترکیب[۱] شناخته می‌شود. مثال معروفی از کاربردهای مهندسی ژنتیک تولید سویه ای از باکتری اشرشیاکلی[۲] است که قادر به سنتز انسولین انسانی است. تولید گیاهان مقاوم به تنش‌های شوری و خشکی از دیگر مثال‌های شناخته شدهٔ کاربردهای مهندسی ژنتیک است.

مراحل مهندسی ژنتیک[ویرایش]

۱- ساخت DNA نوترکیب

ساخت DNA نوترکیب یکی از اصلی ترین مراحل مهندسی ژنتیک است.از این رو حتی به مهندسی ژنتیک، فناوری ساخت DNA نوترکیب نیز گفته می شود. برای ساخت DNA نوترکیب به دو نوع آنزیم نیاز است.یکی برای بریدن ژن خارجی(ژن مورد نظر برای تکثیر یا محصول) و وکتور، به عنوان مثال پلازمید(DNA کوچک، حلقوی که در بعضی از باکتری ها وجود دارد) و قرار دادن ژن خارجی در وکتور و دومین آنزیم برای برقراری پیوند فسفو دی استر بین ژن خارجی و وکتور. برای بریدن DNA از آنزیم های محدود کننده استفاده می شود. آنزیم های محدود کننده آنزیم هایی باکتریایی هستند. یعنی فقط ژن رمز کننده این آنزیم های پروتیینی در باکتری ها موجود می باشد و سلول های یوکاریوتی ژن رمز کننده این دسته از آنزیم ها را ندارند. آنزیم های محدود کننده توالی کوتاه و خاصی از DNA به نام جایگاه تشخیص آنزیم را شناسایی میکنند و آن ها را برش می دهند. بیشتر آنزیم هایی محدود کننده، توالی کوتاه و تک رشته ای را در دو انتهای DNA ای که برش میزنند ایجاد میکنند که به آن ها انتهای چسپنده می گویند. در مهندسی ژنتیک تنها از آنزیم هایی که انتهای چسبنده ایجاد میکنند استفاده میشود. انتهای چسبنده باعث می شود که پیوند هیدروژنی بین دو تک رشته DNA ایجاد شده توسط آنزیم محدود کننده(انتهای چسبنده) برقرار شود.بعد از برقرای پیوند هیدروژنی بین دو انتها، برای برقراری پیوند فسفو دی استر بین دو رشته DNA، از آنزیم پروتیینی لیگاز استفاده میشود. حال DNA نوترکیب آماده شده است.

۲- کلون کردن

بعد از ساخت DNA نوترکیب نوبت به کلون کردن می رسد. هر گاه از یک ژن، نسخه های یکسان متعدد ساخته شود، ژن کلون شده است. برای فهم بیشتر، به مهندسی ژنتیک در باکتری می پردازیم.برای کلون کردن ژن، ابتدا DNA نوترکیب را در مجاورت باکتری قرار میدهیم. بعضی از باکتری ها توانایی جذب DNA نوترکیب را دارند و آن را جذب میکنند. DNA های نوترکیب جذب شده، دستگاه همانند سازی باکتری را در اختیار گرفته و مستقل از همانند سازی باکتری، همانند سازی می کند (یکی از ویژگی های پلازمید باکتری، همانند سازی مستقل از سلول اصلی است). چون ژن خارجی در DNA نوترکیب قرار دارد، با هر بار همانند سازی DNA نوترکیب(ژن خارجی به علاوه پلازمید)، به تعداد ژن خارجی افزوده می شود.

۳- غربال کردن (تمیز دادن)

در این مرحله باید باکتری هایی که DNA نوترکیب را جذب کرده اند از باکتری هایی که آن را جذب نکرده اند تمیز داده شوند. برای تمیز دادن از آنتی بیوتیک ها استفاده میشود. نکته قابل ذکر دیگر در مورد پلازمید ها این است که حاوی ژن هایی می باشند که با DNA اصلی باکتری متفاوت است. یکی از این ژن ها، ژن مقاومت به آنتی بیوتیک است. یعنی باکتری هایی که این ژن را دارند، توانایی مقاومت در برابر آنتی بیوتیک را با ساخت پروتیین(رونویسی از ژن و تولید mRNA و سپس ترجمه) دارا می باشند. به عنوان مثال برای غربال کردن می توان از آنتی بیوتیک تترا سایکلین استفاده کرد. تترا سایکلین به محیط کشت اظافه می شود و باکتری هایی که DNA نوترکیب را جذب کرده اند سالم می مانند و آن های که آن را جذب نکرده اند از بین می روند.(در همه پلازمید ها ژن مقاومت به تترا سایکلین وجود ندارد. ممکن است ژن مقاومت در برابر آنتی بیوتیک دیگری وجود داشته باشد)

۴- استخراج ژن

حال نوبت به آن رسیده تا ژن خارجی از DNA نوترکیب جدا شود. برای جداسازی باید از همان آنزیم محدود کننده ای استفاده کرد که در مرحله ساخت DNA نوترکیب استفاده شد، زیرا جایگاه تشخیص آنزیم تغییر نکرده و همان جایگاه است. حال در ظرف آزمایش، دو نوع DNA مختلف وجود دارد؛ یکی ژن خارجی و دیگری پلازمید. برای جداسازی این دو از یکدیگر از دستگاه الکتروفورس(الکتروفورز) در ژل استفاده می شود. اساس جداسازی DNA در این دستگاه، بر اساس بار الکتریکی است (DNA دارای بار الکتریکی منفی است). ژل ورقه ای مستطتیلی شکل و دارای سوراخ های ریز بسیار است. در یک سمت دستگاه الکتروفورس تعدادی چاهک وجود دارد. مخلوط حاوی پلازمید و ژن خارجی درون این چاهک ها ریخته می شود. حال جریان الکتریکی در این دستگاه بر قرار می شود.چاهک ها در نزدیکی قطب منفی قرار دارند تا بتواند باعث دفع DNA ها (که دارای بار منفی است) شود و DNA ها به سمت قطب مثبت حرکت کند. ژن های خارجی اندازه ای به مراتب کوچک تر نسبت به پلازمید ها دارند و از سوراخ های ریز موجود در ژل به سمت قطب مثبت حرکت میکنند و پلازمید ها که اندازه ای بزرگ تر دارد توانایی حرکت از این سوراخ های ریز را ندارند و در همان سمت می مانند. حال در دستگاه دو نوار دیده می شود.یکی در نزدیکی قطب مثبت (ژن خارجی) و دیگری در نزدیکی قطب منفی (پلازمید).


بدین وسیله ژن مورد نظر به تعداد بسیار زیاد ساخته می شود.

کاربردهای مهندسی ژنتیک[ویرایش]

دانش و فن مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی مولکولی در عرصه‌های بسیار متنوع مانند کشاورزی، تغذیه و مواد غذایی، دامپروری، شاخه‌های مختلف علوم پزشکی و صنایع دارویی، صنایع تخمیری، صنایع نظامی، انرژی، محیط زیست و بهداشت بشر، استفاده‌های بسیار ارزشمندی پیدا کرده‌است که برخی از ان‌ها در زیر شرح داده شده‌است.

بیوتکنولوژی و علوم پزشکی[ویرایش]

کریستال‌های انسولین

کاربرد بیوتکنولوژی در زمینهٔ علوم پزشکی و دارویی، موضوعات بسیار گسترده‌ای مانند ابداع روش‌های کاملاً جدید برای «تشخیص مولکولی مکانیسم‌های بیماری‌زایی و گشایش سرفصل جدیدی به نام پزشکی مولکولی»، «امکان تشخیص پیش از تولد بیماری‌ها و پس از آن»، «ژن‌درمانی و کنار گذاشتن (نسبی) برخورد معلولی با بیمار و بیماری»، «تولید داروها و واکسن‌های نوترکیب و جدید»، «ساخت کیت‌های تشخیصی»، «ایجاد میکروارگانیسم‌های دست‌کاری شده برای کاربردهای خاص»، «تولید پادتن‌های تک دودمانی (منوکلونال)» و غیره را در بر می‌گیرد. امروزه برای تشخیص‌های دقیق، پیشگیری، درمان اساسی بیماری‌ها و در واقع سلامت و بهداشت جوامع ظاهراً راه دیگری جز پزشکی مولکولی به‌نظر نمی‌رسد.

ژن درمانی (Gene Therapy) بسیاری از صاحب‌نظران از سدهٔ حاضر به‌عنوان سدهٔ مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی مولکولی یاد می‌کنند. به اعتقاد بسیاری از دانشمندان، تولد ژن‌درمانی در اوایل دهه ۱۹۹۰، یک رخداد بزرگ و انقلابی بود که چشم‌انداز جدیدی را در عرصه پزشکی مولکولی ایجاد کرد؛ زیرا برای نخستین بار در تاریخ علوم زیستی، کاربرد روش‌ها و فنون بسیار حساس و جدید جهت انتقال ژن‌های سالم به درون سلول‌های بدن و تصحیح و درمان ژن‌های جهش‌یافته و معیوب، پنجره‌ای نو به سوی مبارزه جدی، اساسی و علّی (نه معلولی و در سطح فراورده‌های ژنی) با بسیاری از بیماری‌ها گشوده‌است. ژن‌درمانی، در واقع انتقال مواد ژنتیکی به درون سلول‌های یک موجود برای مقاصد درمانی می‌باشد که به روش‌های متفاوت و متنوع (فیزیکی، شیمیایی و زیستی) صورت می‌گیرد.

کشف بسیاری از ژن‌های بیماری‌زای مهم در آینده نزدیک، کاربرد روش‌های متنوع و بی‌سابقه غربال‌سازی ژنتیکی و پیشگویی‌های بسیار دقیق پیرامون تعیین سرنوشت جنین از نظر بیماری‌های ژنتیک پیش و پس از تولد، از دیگر قابلیت‌های مهندسی ژنتیک و ژن‌درمانی است. پژوهشگران با انجام تحقیقات گسترده بر بسیاری از محدودیت‌های موجود در زمینه ژن‌درمانی فائق آمده‌اند. همچنین در زمینه هدف‌گیری بسیار اختصاصی سلول و انتقال ژن یا DNAی برهنه به درون آن- به عنوان دارو- پیشرفت‌های چشمگیری حاصل شده‌است.

علیرغم اینکه در حال حاضر ژن‌درمانی، روشی پرهزینه بوده و به فنون پیشرفته و تخصصی نیاز دارد، اما به‌زودی از این روش در مورد طیف بسیار وسیعی از بیماری‌ها استفاده خواهد شد. همچنین شواهد فزآینده و امیدبخشی وجود دارد که استفاده از روش‌های پزشکی مولکولی، در آینده‌ای نه چندان دور و در مقایسه با وضع کنونی، صدها بار هزینه‌های درمانی را نیز کاهش خواهد داد.

طرح بین‌المللی ژنوم انسان (IHGP) پروژه بین‌المللی ژنوم انسان، یکی از مهم‌ترین و عظیم‌ترین طرح‌های تحقیقاتی زیست‌شناسی عصر حاضر است که با رمزگشایی از ژنوم انسان، گره‌های بی‌شماری را گشوده و قله‌های متعددی را فتح کرده‌است. این طرح که انجام آن، مولود پیشرفت‌ها و اطلاعات جدید محققان در عرصه مهندسی ژنتیک است، در آینده‌ای نزدیک، تحولات عمیق و غیره منتظره‌ای را در علوم پزشکی به‌وجود خواهد آورد. طرح بین‌المللی ژنوم انسان را می‌توان نقطه عطفی در تاریخ علوم زیستی به‌ویژه مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی مولکولی به حساب آورد.

شناسایی مکانیسم‌های مولکولی پیدایش سرطان[ویرایش]

امروزه از رهگذر به‌کارگیری مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی مولکولی، این پرسش که سرطان چگونه ایجاد می‌شود؟، دیگر جزء اسرار ناشناخته علمی به حساب نمی‌آید. در خلال دو دهه اخیر، پژوهشگران با استفاده از روش‌های مولکولی و نتایج حاصل از مطالعاتی مانند طرح رمزگشایی از ژنوم انسان، به پیشرفت‌های خیره‌کننده‌ای در شناسایی علل و مراحل مولکولی پیدایش سرطان دست یافته‌اند که در آینده نزدیک، به روش‌های انقلابی در مسیر درمان آن منجر خواهد شد. با آنکه هنوز هیچ‌کس قادر نیست زمان دقیق غلبه کامل بر سرطان را پیش‌گویی کند، اما چشم‌انداز آن بسیار نویدبخش است.

در این راستا، تلاش‌های گسترده‌ای برای درمان سرطان با استفاده از روش‌های ژن‌درمانی (مانند انتقال ژن‌های بازدارنده سرطان به درون سلول‌ها) به طور فزاینده‌ای در حال افزایش است. مهار ژن‌هایی که بیشتر از اندازه طبیعی تکثیر یا بیان شده‌اند (مانند آنکوژنهای فعال‌شده) و جایگزینی یک ژن ناقص یا حذف‌شده از جمله راهبردهای این روش درمانی به حساب می‌آیند.

اخیراً پژوهشگران آمریکایی نوعی ویروس «هوشمند» را طراحی کرده‌اند که بتواند در درون سلول‌های سرطانی، تکثیر شده و تمام سلول‌های بدخیم را در بدن از بین ببرد، اما به سلول‌های سالم آسیبی نرساند. نتایج به دست آمده از این شیوه جدید، روی موش‌های الگو موفقیت‌آمیز بوده و توانسته‌است حدود ۶۰ درصد از سلول‌های سرطانی را نابود سازد.

شماری از شرکت‌های دارویی جهان نیز با تکیه بر فرایندها و قابلیت‌های بیوتکنولوژی مولکولی، بر روی طراحی داروها و عوامل درمانی مناسب جهت توقف ماشین تکثیر بی‌رویه سلولی (سرطان) فعالیت می‌کنند.

بی‌شک انجام این پژوهش‌ها، که در آینده‌ای نزدیک به نتایج مفیدی برای درمان شماری از سرطان‌های انسانی منجر خواهد شد، بدون بکارگیری اصول و فنون مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی میسر نمی‌بود.

شبیه‌سازی(Cloning)[ویرایش]

از دیگر موضوعات بسیار مهم روز در زمینه مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی مولکولی، که ارتباط تنگاتنگی با علوم پزشکی داشته و احتمالاً در آینده منشأ تحولات بزرگی در این زمینه خواهد بود، بحث کلون سازی (همانندسازی یا شبیه‌سازی) یا تکثیر غیرجنسی سلول‌ها است؛ که طی آن با همانندسازی از روی سلول بالغ یک موجود زنده، نسخه‌ای مشابه موجود اولیه ساخته می‌شود.

شایان ذکر است که نخستین موفقیت انسان در کلون سازی یک پستاندار بالغ (گوسفند دالی) در سال ۱۹۹۷ توسط یان ویلموت انگلیسی و همکاران وی در مؤسسه راسلین (ادینبر، اسکاتلند) با انتقال هسته یک سلول سوماتیک (غیرجنسی) به درون سیتوپلاسم یک اووسیت (سلول جنسی ماده) که هسته‌اش خارج شده بود، به دست آمد.

به طور کلی، محققان علم ژنتیک و بیوتکنولوژیست‌های مولکولی اعتقاد دارند که تلاش‌های آنها در این زمینه، می‌تواند به کاربردهای بسیار ارزشمندی در زمینه‌های پزشکی، کشاورزی و مانند آن‌ها منجر شود.

البته علی‌رغم بحث‌های بسیار جدی که در مورد سوء استفاده‌های احتمالی از مقوله شبیه‌سازی و عواقب زیستی و اخلاقی آن در دنیا وجود دارد، خوشبختانه اعتقاد اکثریت قابل توجهی از صاحب‌نظران امر که با درک مسئولیت خطیر انسانی خود، به پژوهش‌های متنوع و گسترده مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی در عرصه پزشکی مولکولی مشغولند، این است که تحقیقات مذکور باید تنها برای مقاصد پیشگیری، تشخیص و درمان اساسی بیماری‌ها به کار رفته شود، جنبش رائلیان نقش بسزایی در همراه سازی افکار عمومی در این زمینه داشته است.

آزمایش ویلموت[ویرایش]

در سال ۱۹۹۷ محققی به نام یان ویلموت با ارایه اخباری مبنی بر کلون کردن موفق یک گوسفند به نام دالی، توجه جهانیان را به خود جلب کرد. محققان تا قبل از بوجود آمدن دالی، تصور می کردند که نمیتوان از سلول های تمایز یافته، برای تولید یک موجود کامل استفاده کرد. اما ویلموت با آزمایش خود این نظریه را رد کرد. دالی ، گوسفند ماده ای بود که از سلول های پستانی منجمد یك گوسفند كه سال ها پیش مرده بود، بدست آمد.در بوجود آوردن دالی دانشمندان با جدا سازی ۲۲۷ سلول از سلولهای پستان گوسفند بالغ منجمد شده و انتقال آن به ۲۲۷ تخمك غیر بارو كه هسته آنها خارج شده بود توانستند سلول های جنینی بوجود آوردند و آنها را به مدت ۶ روز در آزمایشگاه كشت دادند. دانشمندان سپس ۲۹ سلول جنینی را كشت داده و به ۲۹ میش جانشین به عنوان مادر دوم وارد كرده و در رحم قرار دادند. در نهایت فقط یكی از آنها تولید گوسفند زنده به نام دالی كرد. دوره باروری گوسفندان ۵ ماه و نیم است.دالی پس از ۵ ماه و نیم متولد شد. در حقیقت دالی دوقلوی یكسان همان گوسفندی بود كه مدت ها پیش مرده بود. نژاد گوسفند دالی از نژاد فین دورست بود و نام آن از خواننده معروف دالی پارتن گرفته شده بود.

ژنتیک مولکولی و صنعت[ویرایش]

در سال‌های اخیر، ژنتیک مولکولی در صنایع گوناگون جایگاه منحصر به فردی پیدا کرده‌است. امروزه در برخی از معادن دنیا، استخراج و بازیافت کانی‌های پرارزشی مانند طلا، نقره، مس و اورانیوم به کمک میکروارگانیسم‌ها و با روش‌های زیستی (Bioleaching) صورت می‌گیرد. تولید صنعتی بسیاری از اسیدهای آلی مانند اسید سیتریک، اسید استیک و اسید لاکتیک و همچنین تولید روغن‌هایی با ترکیبات اسیدهای چرب ویژه که دارای ارزش بالایی در صنایع غذایی و مواد پاک‌کننده هستند، از دیگر زمینه‌های حضور فعال ژنتیک در صنعت است.

علاوه بر این، به اعتقاد بسیاری از صاحب‌نظران، یکی از عرصه‌های بسیار حیاتی ژنتیک، در «صنایع آنزیمی» است؛ چراکه به جرأت می‌توان ادعا کرد بدون استفاده از فرایندهای ژنتیکی و طراحی سویه‌های میکروبی مهندسی ژنتیک شده، پیشرفت‌های بزرگ بشر در زمینه تولید انبوه آنزیم‌ها و بیوکاتالیست‌های بسیار با ارزش و متنوع که به‌عنوان مواد مادر در صنایع گوناگون غذایی، شیمیایی، سلولزی، نفت، تولید شوینده‌ها و غیره به کار می‌روند، تقریباً غیرممکن و دور از دسترس بود.

تولید پلاستیک‌های قابل تجزیه (Green Plastics)، تولید انرژی‌های تجدیدپذیر با استفاده از بیومس (Biomass)، طراحی و تولید ساختارهای نانومتری (Nanostructures) جدید مثل بیوترانزیستورها، بیوچیپ‌ها و پلیمرهای پروتئینی با استفاده از روش‌های مهندسی پروتئین، بکارگیری روش‌های ژنتیک در افزایش بازیافت و سولفورزدایی نفت خام و پاکسازی آلودگی‌های زیست‌محیطی به کمک فرایندهای زیستی، از دیگر عرصه‌های نوین و با ارزش ژنتیک در صنعت و محیط زیست به شمار می‌روند.

ژنتیک و کشاورزی[ویرایش]

رشد فزآینده جمعیت جهان و افزایش تقاضا برای مواد غذایی در دهه‌های اخیر موجب شد تا در زمینة علوم کشاورزی و مواد غذایی شاهد یک گذر جدی و اجتناب‌ناپذیر از کشاورزی سنتی به کشاورزی پیشرفته و بکارگیری روش‌های نوین ژنتیک در تولید محصولات زراعی و دامی باشیم. همانگونه که می‌دانیم، گیاهان، اصلی‌ترین و مهمترین منابع تجدیدشونده جهان هستند که علاوه بر تأمین غذای آدمی و حیوانات، نیازهای غیرتغذیه‌ای، شیمیایی و صنعتی مانند فتوسنتز هم توسط آنها مرتفع می‌گردد. به همین دلیل، کاربرد روش‌های مهندسی ژنتیک و ژنتیک مولکولی برای افزایش کمی و کیفی محصولات از یک سو و کاهش هزینه‌ها و زمان تولید از سوی دیگر، استفاده از این روش‌ها در شاخه‌های گوناگون کشاورزی را بسیار ارزشمند کرده‌است.

به عنوان مثال مهندسان ژنتیک با بهره گیری از مهندسی ژنتیک،سویه ای از برنج را تولید کرده اند که دارای مقادیر بالا آهن و بتاکاروتن(در بدن به ویتامین A تبدیل میشود) می باشد.این دستاورد در بخش هایی از قاره آسیا اهمیت خاصی دارد،زیرا بسیاری از مردم آن از کمبود آهن رنج می برند.همچنین مهندسان ژنتیک با وارد کردن یک ژن درون محصولات گیاهی،گیاهانی تولید کرده اند که نسبت به حشرات مقاوم هستد.گیاهانی که نسبت به حشرات مقاوم هستند،دیگر نیازی به حشره کش ها که آلوده کننده محیط زیست هستند ندارند.از مثال های دیگر،تولید گیاهانی مقاوم به شرایط اقلیمی مختلف،تولید گیهانی مقاوم به خشکی و همچنین نیز می توان به تنظیم سرعت رسیدن میوه ها اشاره کرد.

تولید گیاهان تراریخته[ویرایش]

به‌کارگیری روش‌ها و فنون مهندسی ژنتیک و ژنتیک مولکولی به طور جدی از سال ۱۹۸۳ آغاز و روندی به شدت رو به رشد را به ویژه در قلمرو اصلاح گیاهان زراعی استراتژیک، طی کرد. پیشرفت در این حوزه، فوق‌العاده چشمگیر است. به طوری که در مدتی کمتر از هشت سال، سطح زیر کشت گیاهان دست ورزی شده ژنتیکی (Transgenic)، وسعتی بالغ بر ۶۰ میلیون هکتار از اراضی کشاورزی جهان را به خود اختصاص داد. به این ترتیب، مهندسی ژنتیک و ژنتیک مولکولی به منظور تأمین امنیت غذایی جمعیت رو به رشد جهان وارد عمل شده و مواد غذایی حاصل دستکاری ژنتیکی (GMOs) به تدریج وارد بازار شد.

در سال ۱۹۸۶ نخستین آزمایش‌های مزرعه‌ای، با تنباکوی تراریخته، در آمریکا و فرانسه صورت گرفت. چین نخستین کشوری بود که در سال ۱۹۹۰، تولید گیاهان تراریخته (تنباکو) را به شکل تجاری آغاز کرد. آمریکا، دومین کشوری بود که در سال ۱۹۹۴، گیاه تراریخته گوجه‌فرنگی را به شکل تجارتی تولید نمود. پس از آن، در فاصله سال‌های ۱۹۹۵ تا ۱۹۹۶، ۳۵ گیاه تراریخته تولید شد که حدود ۸۰ درصد آن‌ها مربوط به دو کشور آمریکا و کانادا بودند. تا سال ۱۹۹۹، بین ۲۵ تا ۴۵ درصد تولید برخی از محصولات اصلی زراعی (ذرت، سویا و غیره) در آمریکا، با استفاده از گیاهان تراریخته صورت می‌گرفت. درحال حاضر، حداقل ۲۵ درصد از سطح زیر کشت ذرت تراریخته و ۴۰ درصد از سطح زیرکشت سویای تراریخته جهان در امریکاست.

وارد کردن ژن‌های فراوان (مربوط به صفات مختلف) به ده‌ها گونه گیاهی مانند گندم، جو، گوجه‌فرنگی، ذرت، سیب زمینی، سویا، پنبه، مارچوبه، تنباکو و چغندرقند جهت اصلاح یا بهبود فراورده‌های کشاورزی، امکان تغییر ژنتیکی در راه‌های بیوسنتزی گیاهان برای تولید انبوه موادی مانند روغن‌های خوراکی، موم‌ها، چربی‌ها و نشاسته‌ها که در شرایط عادی به میزان بسیار جزیی تولید می‌شوند و کنترل آفات زیستی، تنها نمونه‌های کوچکی از کاربردهای گسترده گیاهان ترانس ژنی (تراریخته) را شامل می‌شوند. اطلاعات بیشتر در این زمینه در جدول شماره ۴ ارایه شده‌است.

احیای مراتع و جنگل‌ها و حفظ تنوع گونه‌های گیاهی و جانوری در مناطق کویری و بیابانی از دیگر عرصه‌های کشاورزی است که با کمک ژنتیک مولکولی روند سریع‌تری یافته‌است. برای مثال، ژنتیکیست‌ها با شناسایی، تکثیر و پرورش گونه‌های واجد ژن‌های مقاومت به نمک، گیاهان مقاومی مانند کاکتوس‌ها، کاج و سرو اصلاح شده‌ای را تولید کرده‌اند که قابلیت رشد و تکثیر در مناطق سخت بیابانی را پیدا کرده‌اند. همچنین به کمک روش‌های ژنتیک، از جلبک‌ها و گل‌ولای موجود در دریاها، ترکیبات و کودهای زیستی سودمندی را برای حاصلخیزی زمین‌های کشاورزی تولید می‌کنند.

تولید جانوران ترانس(تراژن) ژنیک (TeransGenetic)[ویرایش]

تولید جانوران دست ورزی شده (ترانس ژنیک) نیز از دیگر دستاوردهای بسیار مهم بیوتکنولوژی و ژنتیک جدید در عرصه علوم زیستی است که اهداف ارزشمندی را دنبال می‌کند.

جانور ترانی ژنتیک، علاوه بر ماده ژنتیکی خود، واجد مقداری ماده ژنتیکی اضافی با منشأ خارجی می‌گردد. اگر ژن خارجی، به سلول های جنسی جانور ترانس ژنتیک وارد شود، می تواند به نسل های بعدی نیز منتقل شود. امروزه روش‌های متعددی برای ایجاد جانوران ترانس ژنایک ژنیک ابداع شده‌است.

به عنوان مثال امروزه برای تولید پروتیین های پیچیده انسانی که در باکتری ها قابل ساخته شدن نیستند، می توان از گاو ها استفاده کرد. به این صورت که ژن به سلول های آن ها وارد می شود و پروتیین های تولید شده، به شیر وارد شده و می توان آن ها را از شیر استخراج کرد.

برخی از جنبه‌های اقتصادی مهندسی ژنتیک و ژنتیک مولکولی[ویرایش]

ژنتیک از جمله علوم نوین است که به‌عنوان یک ابزار مناسب و قدرتمند برای دستیابی به توسعة پایدار به‌شمار می‌آید؛ بنابراین در جهان امروز، توجه به توانمندی‌ها و قابلیت‌های بی‌شمار این صنعت، به‌ویژه در کشورهای کمتر توسعه‌یافته و فقیر، می‌تواند از جمله عوامل مهم در پیشرفت اقتصادی و رسیدن به رفاه اجتماعی بالاتر، محسوب گردد.

انتقادات[ویرایش]

1.در مصاحبه با خبرگزاری تسنیم:علی کرمی استاد دانشگاه معتقد است که رواج محصولات تراریخته توطئه صهیونیسم برای بیمار کردن ملت ایران و مصداق جدی خط نفوذ است.[۳]

2.استناد آیت الله عالمی نماینده ولی فقیه در وزارت جهاد کشاورزی به مخالفت قرآن با “دستکاری ژنتیک مخلوقات الهی” در مراسم  افتتاحیه جشنواره ارگانیک.

3.در آیه 119 سوره ی النساء( An-Nisaa) از قرآن کریم (تفسیر این آیه مورد بحث است)

( وَلَأُضِلَّنَّهُمْ وَلَأُمَنِّيَنَّهُمْ وَلَآمُرَنَّهُمْ فَلَيُبَتِّكُنَّ آذَانَ الْأَنْعَامِ وَلَآمُرَنَّهُمْ فَلَيُغَيِّرُنَّ خَلْقَ اللَّهِ ۚ وَمَن يَتَّخِذِ الشَّيْطَانَ وَلِيًّا مِّن دُونِ اللَّهِ فَقَدْ خَسِرَ خُسْرَانًا مُّبِينًا )

ترجمه:

و مسلماً آنها را گمراه می کنم، و آنان را به آرزوهای باطل افکنم، و به آنان دستور می دهم که گوش چهار پایان بشکافند، و وادارشان می کنم؛ تا خلقت و آفرینش خدا را تغییر دهند». و هر کس شیطان را به جای خدا ولی و دوست خود بگیرد، قطعاً زیانی آشکار کرده است.

به زبان شعر:(مرضیه اسدی)

به ظلمت دراندازم و مکر و آز

کشانم به رویای دور و دراز

بگویم ز حیوان ببرند گوش

که گردد نصیب بتان خموش

بر آنها بگویم که بدعت نهند

که تغییر در خلقت حق دهند

بدانید این نکته ای بندگان

هم اکنون که هستید از زندگان

که هر کس به جای خدای الست

اطاعت نماید ز شیطان پست

زیانها رساندست بر خویشتن

بسی آشکارا بود این سخن

پانویس[ویرایش]

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  • Encyclopedia of Science and Religion
  • دانشنامهٔ رشد
  • نوری دلوئی، محمدرضا، خسروی نیا، سامیه و مجیدفر، فرهت (ترجمه همراه با اضافات)، فرهنگ مهندسی ژنتیک (نویسنده اصلی: اولیور، استفن و وارد، جان، ام)، انتشارات مرکز ملی تحقیقات مهندسی ژنتیک و تکنولوژی زیستی، چاپ اول، پاییز ۱۳۷۳.
  • نوری دلوئی، محمدرضا، خسروی نیا، سامیه، سامانی، امیر عباس، مجیدفر، فرزان (ترجمه)، آموزش بیوتکنولوژی در مدارس (انتشارات یونسکو، سند شماره ۳۹)، انتشارات مرکز ملی تحقیقات مهندسی ژنتیک و تکنولوژی زیستی، چاپ اول، پاییز ۱۳۷۳.
  • طباطبایی، مجتبی، نوری دلوئی، محمدرضا، و تقی بیگلو، چنگیز (ترجمه)، بیوتکنولوژی مولکولی (نویسنده اصلی: پرایمز. اس. بی)، انتشارات مرکز ملی تحقیقات مهندسی ژنتیک و تکنولوژی زیستی، چاپ اول، زمستان ۱۳۷۲،
  • نوری دلوئی، محمدرضا و نوروزی، آذین، جایگزینی ژن نشانه‌گیری شده، قسمت اول، مجله رازی، شرکت پخش رازی، سال ششم، شماره ۹، مهرماه ۱۳۷۴، صفحات ۳۸–۲۶.
  • نوری دلوئی، محمدرضا، فخر طباطبایی، سید محمد و رضوی دلیکانی، محمدرضا، مروری نقادانه بر واقعه مهم زیست‌شناسی مولکولی عصر حاضر: DNAی نوترکیب، مجله رشد تخصصی آموزش زیست‌شناسی، وزارت آموزش و پرورش، سال نهم، شماره مسلسل ۳۷، بهار ۱۳۷۵، صفحات ۸–۴.
  • نوری دلوئی، محمدرضا و نوروزی، آذین، واردسازی مولکول DNA به درون سلول، گزیده‌ای از تازه‌های پزشکی، سال دوم، شماره ۲، دیماه ۱۳۷۵، صفحات ۱۳۷–۱۳۱.
  • نوری دلوئی، محمدرضا و فریور، شیرین، ژنتیک مولکولی و ژن درمانی در مبتلایان به کره هانتیگتون، مجله رازی، شرکت پخش رازی، سال نهم، شماره ۳، فروردین ۱۳۷۷، صفحات ۵۳–۴۴
  • -نوری دلوئی، محمدرضا و فریور، شیرین، ژنتیک مولکولی و ژن درمانی در مبتلایان به دیستروفی ماهیچه‌ای دوشن، مجله رازی، شرکت پخش رازی، سال ۹، شماره ۴، اردیبهشت ۱۳۷۷، صفحات۳۰–۸.
  • - نوری دلوئی، محمدرضا و حسینی، مونا، ژنتیک مولکولی، ژن درمانی و چشم‌اندازهای آن در بیماران مبتلا به سرطان کولورکتال، مجله طب و تزکیه، وزارت بهداشت درمان و آموزش پزشکی، شماره ۳۰، پاییز ۱۳۷۷، صفحات ۸۰–۵۷ (مقاله بازآموزی).
  • نوری دلوئی، محمدرضا، مهندسی ژنتیک، بیوتکنولوژی و جهان اسلام، امید، اولین نشریه علوم پایه پزشکی دانشگاه‌های علوم پزشکی کشور، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی مشهد، شماره ۶ و ۷، پاییز و زمستان ۱۳۷۷، صفحات ۳۸–۳۱.
  • - نوری دلوئی، محمدرضا و حسینی، مونا، ژنتیک مولکولی، ژن درمانی و چشم‌اندازهای آن در بیماران مبتلا به ملانومای بدخیم، قسمت اول، مجله طب و تزکیه، وزارت بهداشت درمان و آموزش پزشکی، شماره ۳۳، تابستان ۱۳۷۸، صفحات ۷۱–۶۳.
  • - نوری دلوئی، محمدرضا و حسینی، مونا، ژنتیک مولکولی، ژن درمانی و چشم‌اندازهای آن در بیماران مبتلا به ملانومای بدخیم، قسمت دوم، مجله طب و تزکیه، وزارت بهداشت درمان و آموزش پزشکی، شماره ۳۴، پاییز ۱۳۷۸، صفحات ۷۱–۶۰.
  • - نوری دلوئی، محمدرضا و نیک‌پور، برزو، ژن درمانی در سرطان و پیشرفت‌های آن، مجله رازی، شرکت پخش رازی، سال دهم، شماره ۵، خرداد ۱۳۷۸، صفحات ۲۸–۹.
  • - نوری دلویی، محمدرضا و محمودی، ماندانا، ژنتیک مولکولی و ژن درمانی در مبتلایان به هموفیلی، مجله رازی، شرکت پخش رازی، سال یازدهم، شماره ۳، فروردین ۱۳۷۹، صفحات ۱۰۰–۹۸ و ۲۱–۶.
  • - کتاب زیست شناسی پیش دانشگاهی درس دوم

پیوندها[ویرایش]