مهندسی ژنتیک و کاربرد آن

مهندسی ژنتیک یا مهندسی ژنتیک دانش دست‌کاری در DNA موجودات زنده است. این دست‌کاری شامل اصلاح، تغییر و ترکیب دوباره DNA موجودات زنده می‌باشد. تغییراتی که با هدف اصلاح اندام بدن موجودات یا اصلاح جمعیتی گونه آن‌ها انجام می‌گیرند. لقاح مصنوعی انسان و دام‌ها نیز نوعی مهندسی ژنتیک به‌شمار می‌آید. در این روش لقاح، اسپرم‌های سالم و دارای بهترین کیفیت انتخاب می‌شوند تا درون با کیفیت‌ترین تخمک‌ها تزریق شوند. البته کاربرد این دانش تنها به لقاح مصنوعی انسان و حیوانات خلاصه نمی‌شود و امروزه موارد مصرف گسترده‌ای در زمنیه‌های مختلف دارد.

با ما در نگاهی به کاربردها و پیامدهای مهندسی ژنتیک همراه باشید.

آشنایی با مهندسی ژنتیک

مهندسی ژنتیک درابتدا تنها به روش‌هایی گفته می‌شد که با دست بردن در ژن موجودات و اصلاح آن‌ها اقدام به دست‌کاری موجودات زنده و تولید مثل می‌کردند. اما اکنون این علم ژنتیک طیف گسترده‌ای از دانش زیست‌ پزشکی را دربرمی‌گیرد که شامل لقاح مصنوعی، شبیه‌سازی، دست‌کاری ژنتیک و موارد بسیار دیگر است. در این دانش، دانشمندان ژن‌های مورد نظر را از روی DNA سلول‌های برخی موجودات جداسازی می‌کنند، سپس با تزریق آن‌ها به بدن سلول‌های میزبان باعث به وجود آمدن واکنشی خاص در آن‌ها می‌شوند.

نحوه انجام مهندسی ژنتیک

مهندسی ژنتیک شاخه‌ای از زیست‌شناسی است که با DNA موجودات زنده سروکار دارد. DNA رشته‌ای نردبام‌ مانند در بدن انسان‌ها، گیاهان و حیوان‌ها است که حاوی داده‌های ژنتیک این موجودات می‌باشد. برروی این رشته‌های نردبامی، اطلاعات ژنتیکی آن موجود زنده ذخیره شده است. دانشمندان با دست‌کاری واحدهای نوکلئوتیدی این رشته‌ها در تلاش برای تولید نوع دیگری از گونه مورد آزمایش هستند.

این کار از راه سنتز مصنوعی یا وارد کردن رشته‌ جدیدی از DNA به ژن‌های موجود صورت می‌گیرد. برای مثال، با دست‌کاری در ژن‌های ناقص، بیمار یا حتی ژن‌های طبیعی و سالم موجودات زنده سعی در تولید نوع جدیدی از انسان، گیاه یا حیوان دارند. نوع جدیدی از این موجودات که سالم‌تر، زیباتر، بزرگ‌تر، باهوش‌تر و کامل‌تر باشند.

برای انجام انواع آزمایش ژنتیک به ما مراجعه کنید.

کاربرد های مهندسی ژنتیک

مهندسی زیست‌ مولکولی کاربردهای زیادی در علوم مختلف دارد:

۱- کاربرد مهندسی ژنیتک در کشاورزی

دانش مهندسی ژنتیک موفق شده ژنوتیپ یا اطلاعات روی ژن گیاهان را تغییر دهد تا گیاهان در برابر آفت‌ها مقاوم‌تر شوند. البته تولید محصول بیشتر، بزرگ‌تر و مقوی‌تر هم از هدف‌های دیگر مهندسی ژنتیک در گیاهان است. شما گیاهان مهندسی‌شده را با نام محصولات تراریخته می‌شناسید.

تولید گیاهان ترکیبی هم یکی دیگر از کاربردهای مهندسی زیست‌مولکولی در کشاورزی می‌باشد. تولید گیاهی که از ترکیب ژنوم گندم و برنج تشکیل شده است، یکی از این موارد به‌شمار می‌رود.

۲- کاربرد مهندسی زیست مولکولی در صنعت داروسازی

یکی از مهم‌ترین کاربردهای مهندسی ژنتیک را در صنعت داروسازی می‌توان یافت. در واقع، بسیاری از داروها و واکسن‌هایی که کنترل بیماری‌ها را در دنیا در دست گرفته‌اند با مهندسی ژنتیک تهیه می‌شوند. واکسن آبله که به ریشه‌کن کردن بیماری آبله در دنیا منجر شد یکی از این موارد اثرگذار بود. واکسن فلج اطفال نیز از دیگر پیامدهای مثبت دانش زیست‌مولکولی بود.

واکسن‌های ضد بیماری هپاتیت ب و مالاریا نیز از این دسته داروها به شمار می‌روند. تولید واکسن کرونا نیز از همین دسته اقدامات بود. همچنین دانشمندان سال‌ها است درحال پژوهش برای تولید واکسن ایدز و کنترل این بیماری هستند.

نمونه گیری در منزل آزمایشگاه نسل فردا

۳- کاربرد زیست مهندسی در تشخیص بالینی

مهندسی ژنتیک در تشخیص بالینی هم به کمک انسان‌ آمده است. در این دانش، پزشکان و متخصصان با تشخیص ژن‌های دارای بیماری‌های سخت به درمان زودهنگام آن‌ها می‌پردازند. در این شاخه از دانش ژنتیک برخی بیماری‌های ژنتیکی نادر در کشورهای پیشرفته مورد آزمایش قرار گرفته‌اند.

با حذف ژنوم انسانی معیوب از روی DNA چند نسل از افراد دارای این بیماری‌ها نسل‌های بعدی بدون احتمال ابتلا به آن بیماری ژنتیکی به دنیا خواهند آمد. درواقع، ژن آن بیماری خاص از زندگی انسان‌ها حذف خواهد شد.

۴- کاربرد مهندسی ژنتیک در پرورش حیوانات

پرورش دام یکی از کاربردهای اساسی مهندسی زیست‌ مولکولی است. دانشمندان با انتخاب و دست‌کاری ژن‌های حیوانی روی باروری آنها تاثیر گذاشته‌اند. افزایش میزان تولید گوشت در دنیا نتیجه مهندسی ژنتیک ژنوم دامی بوده است.

۵- کاربرد زیست مهندسی در ژن درمانی

برخی بیماری‌ها ژنتیکی هستند یعنی در اثر وجود ژن ناقص و بیمار تولید می‌شوند. برای مثال، برخی انواع سرطان‌‌ها جزو بیماری‌های ژنتیکی در انسان‌ها به شمار می‌روند. دانشمندان با ژن‌ درمانی ژن‌های دارای عامل بیماری را پیش از تولد نوزاد در ژنوم افراد حذف می‌کنند.

به عبارت دیگر، با جداسازی ژن‌های معیوب از ژن‌های سالم تنها کروموزوم‌های دارای ژن‌های سالم را وارد چرخه تولیدمثل می‌کنند. بیماری هموفیلی نیز از این دسته بیماری‌ها است که دانشمندان تلاش در درمان آن دارند.

۶- کاربرد مهندسی زیستی در تولید انرژی

پژوهش‌های زیادی درحال انجام است تا از راه مهندسی ژنتیک، سوخت گیاهی را جایگزین سوخت فسیلی در دنیا کنند. البته این دانش هنوز در آغاز راه خود قرار دارد ولی در صورت عملی شدن جایگزین خوبی برای سوخت‌های فسیلی خواهد بود. همچنین، از میزان آلودگی کره سبز ما کاسته خواهد شد.

۷- کاربرد زیست مهندسی در صنایع خوراکی

ماست و پنیر به نوعی مواد غذایی دستکاری‌ شده هستند. هر روز شما با انواع جدیدی از غذاهای مهندسی‌شده مواجه هستید. این فناوری به تولید مواد غذایی تخمیری مانند انواع پنیر، نان، قارچ و مواد بسیار دیگر می‌انجامد.

۸- کاربرد مهندسی زیستی در شناسایی مجرمان

ویژگی‌های اثر انگشت، قرنیه، خون، مو، اسپرم و بزاق دهان در هر انسانی منحصربه‌فرد است. پزشکی قانونی با انجام آزمایش ژنتیک می‌تواند از آثار به‌جامانده از مجرمان پی به هویت آن‌ها ببرد. به همین منظور، در کشورهای پیشرفته دنیا اطلاعات ژنوم مجرمان در بایگانی پلیس نگهداری می‌شوند تا در زمان نیاز مورد استفاده قرار گیرند.

۹- کاربرد مهندسی زیست مولکولی در پژوهش‌ های مردم‌ شناسی

یکی از جالب‌ترین کاربردهای مهندسی زیست‌ مولکولی در زمینه پژوهش‌های مردم‌شناسی است. دانش ژنتیک می‌تواند ژنوم انسان‌ها را در کشورهای مختلف مورد بررسی قرار دهد. این دانش تعیین می‌کند که ژنوم هر فرد تا چه اندازه‌ای از اقوام مختلف در کشورهای مختلف دنیا گرفته شده است.

به‌عبارتی، مهندسی ژنتیک نشان می‌دهد شما تا چه اندازه ایرانی هستید یا اینکه حتی بخشی از ژنوم شما مربوط به قاره‌ دیگری برروی کره زمین است.

واحد ژنتیک: بررسی تفاوت ژن و ژنوم در حوزه های مختلف

۱۰- کاربرد مهندسی ژنتیک در محیط زیست

بسیاری از مواد صنعتی و دست‌ساز انسان غیرقابل‌ بازیافت و آلوده‌کننده محیط‌ زیست هستند. دانش مهندسی زیست‌ مولکولی در تلاش است تا با دست‌کاری در ریزسازواره ها شرایط تجزیه مشتقات نفتی و ضایعات صنعتی را فراهم کند. ساختن محصولات کاربردی تجزیه‌پذیر نیز یکی از این فناوری است.

۱۱- کاربرد مهندسی زیستی در تغییر ژنوم انسانی

در دنیا، پژوهش‌های مجاز و غیرمجاز بسیاری برروی ژنوم انسانی درحال انجام است. تولید ژنوم انسان‌هایی با هوش برتر یا زیباتر یکی از هدف‌های مهندسی زیست‌مولکولی در دنیا می‌باشد.

بزرگ‌تر کردن اندازه مغز یکی از این پژوهش‌ها محسوب می‌شود که در دست اقدام است. اکنون، این آزمایش‌ها برروی حیوانات درحال اجرا می‌باشد و طبیعی است که به‌زودی برروی انسان‌ها نیز صورت خواهند گرفت.

جهش ژنتیکی چگونه رخ می دهد؟!

پیامدهای غیراخلاقی مهندسی ژنتیک

هر نوع دانش و فناوری، درکنار پیامدهای مثبت می‌تواند پیامدهای غیراخلاقی و ناگواری هم داشته باشد؛ مهندسی ژنتیک نیز از این قانون مستثنی نیست.

از نمونه پیامدهای ناگوار مهندسی ژنتیک می‌توانیم به افزایش مقاومت ریزسازواره ها نسبت به اثر آنتی‌بیوتیک‌ها اشاره کنیم. از پیامدهای غیراخلاقی این دانش نیز باید از فعالیت‌هایی نام ببریم که به تولید سلاح‌های بیولوژیک منتهی می‌شوند.

این علم، همچنین، می‌تواند منجر به تولید بیماری‌های جدیدی شود که سلامتی موجودات زنده برروی کره زمین را با خطر مواجه کنند.

سخن پایانی

خوب یا بد، مهندسی ژنتیک موضوع اختلاف‌ نظر میان بسیاری از دانشمندان و پژوهشگران می‌باشد. بدیهی است که دانشمندان می‌توانند از این دانش برای نجات کره زمین و ایجاد شرایط زیستی بهتر برای انسان‌ها بهره ببرند.

اما در نقطه مقابل، نکات دیگری نیز وجود دارد که باعث نگرانی بسیاری از آگاهان شده است. یکی از این موارد، نگرانی‌های مرتبط با دست‌کاری در ژنوم انسانی می‌باشد. آیا امکان دارد که با تغییر در ژنوم انسان، انسان‌هایی متولد شوند که از نظر هوش و توانایی بر انسان‌های کره زمین برتری داشته باشند؟ انسان‌هایی که در آینده کنترل زندگی برروی این کره خاکی را در دست بگیرند؟