الهندسة الوراثية، والمعروفة أيضًا باسم التعديل الوراثي، هي مجال ثوري في العلوم يتضمن التلاعب المباشر بجينات الكائن الحي باستخدام التكنولوجيا الحيوية. ولها تطبيقات في مجالات مختلفة مثل الطب والزراعة والتكنولوجيا الحيوية الصناعية وعلوم البيئة. يستكشف هذا الدرس المفاهيم الأساسية والتقنيات والآثار المترتبة على الهندسة الوراثية.
علم الوراثة هو دراسة الجينات والتنوع الوراثي والوراثة في الكائنات الحية. وهو أساس الهندسة الوراثية لأنه يوفر الفهم الأساسي لكيفية عمل الجينات، وكيف يتم توريثها، وكيف يمكن التلاعب بها.
تشمل التكنولوجيا الحيوية مجموعة واسعة من التقنيات التي تستخدم الكائنات الحية أو أجزاء من الكائنات الحية لإنشاء أو تعديل المنتجات لاستخدامات محددة. الهندسة الوراثية هي مجال متخصص في التكنولوجيا الحيوية يركز على تغيير المادة الوراثية للكائن الحي لتحقيق السمات أو النتائج المرغوبة.
هناك العديد من التقنيات الرئيسية التي تدعم الهندسة الوراثية:
تطبيقات الهندسة الوراثية واسعة ومتنوعة، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر:
إلى جانب فوائدها العديدة، تثير الهندسة الوراثية أسئلة أخلاقية مهمة. وتشمل هذه المخاوف بشأن احتمال التمييز الجيني، والآثار المترتبة على تعديل الأجنة البشرية (تحرير السلالة الجرثومية)، والأثر البيئي لإطلاق الكائنات المعدلة وراثيا في البرية.
الأرز الذهبي هو نوع من الأرز المعدل وراثيًا وينتج البيتا كاروتين، وهو أحد سلائف فيتامين أ، والذي يتحول إلى فيتامين أ حسب حاجة الجسم البشري. ويهدف هذا التعديل الوراثي إلى معالجة نقص فيتامين أ، وهو سبب رئيسي للعمى لدى الأطفال في البلدان النامية. يتضمن إنشاء الأرز الذهبي إدخال جينات من النرجس البري والحمض النووي البكتيري في جينوم الأرز، مما يمكنه من إنتاج البيتا كاروتين في حبوب الأرز.
الفصل الكهربائي الهلامي هو تقنية تستخدم في الهندسة الوراثية لفصل الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي (RNA) أو البروتينات وفقًا لحجمها. يتم وضع العينة في هلام، ويتم تطبيق تيار كهربائي. وبما أن الحمض النووي له شحنة سالبة، فإنه يتحرك نحو القطب الموجب، حيث تتحرك الأجزاء الأصغر بشكل أسرع من الأجزاء الأكبر. تعتبر هذه التقنية ضرورية لتحليل نتائج تجارب التعديل الوراثي، مثل التحقق من نجاح إدخال الجينات.
يحمل مستقبل الهندسة الوراثية وعودًا كبيرة، حيث تهدف الأبحاث المستمرة إلى معالجة التحديات العالمية مثل تغير المناخ والأمن الغذائي والأمراض المستعصية. إن التقدم في تقنيات الهندسة الوراثية، مثل أدوات تحرير الجينات الأكثر دقة والبيولوجيا التركيبية، يمهد الطريق لتطبيقات وابتكارات جديدة.
تمثل الهندسة الوراثية حدودًا جديدة في العلوم التي تمزج بين علم الوراثة والتكنولوجيا الحيوية لتعديل التركيب الجيني للكائنات الحية. تُظهر تطبيقاته في الطب والزراعة وعلوم البيئة قدرته على المساهمة بشكل كبير في صحة الإنسان وإنتاج الغذاء والإدارة المستدامة للموارد البيئية. ومع استمرار تطور هذا المجال، فإن الآثار الأخلاقية والمجتمعية للهندسة الوراثية تؤكد أهمية البحث والتطوير المسؤول.
