الهندسة الوراثية الثانية بكالوريا علوم الحياة والأرض

نتيجة بحث الصور عن مفهوم الهندسة الوراثية
 [post_ad]

مفهوم الهندسة الوراثية


I انتقال طبيعي لمورثات بكتيرية إلى الخلية النباتية:

مرض جرب السنخ عبارة عن ورم سرطاني ضخم يظهر على مستوي منطقة التقاء الساق والجذر عند بعض النباتات(الصورة) وقد بينت ملاحظات وجود بكتيريات تدعى  Agrobacterium Tumefaciens 
     ـ معطيات تجريبية:
 ـ تجربة 1 : نعزل من ورم جرب السنخ بكتيريات Agrobacterium Tumefaciens ويتم إدخال هذه البكتيريات في فتحة حديثة أنجزت على نبات سليم، فلوحظ ظهور الورم.
 ـ تجربة 2 : نزرع نسيج جرب السنخ لا يحتوي على بكتيريات في وسط زرع ملائم، لوحظ أن خلايا النسيج تتكاثر بصورة عشوائية عكس الخلايا العادية.
   1ـ ماذا تستنتج من خلال هذه التجارب.
الاجابة
2 ـ ملاحظات
ـ تحتوي البكتيريات بالإضافة إلى صبغيها على حلقات صغيرة من ADN قادرة على الانتقال من خلية إلى أخرى كما أنها سريعة التضاعف وبطريقة مستقلة عن الصبغي البكتيري،تسمى البلاسميدات Plasmides
ـ بنية البلاسميد Ti للبكتيريات A.T
مكنت ظاهرة الانتقال الطبيعي لمورثات A.T للخلايا النباتية من وضع الخريطة الوراثية للبلاسميد Ti
4 ـ خلاصة:
تستغل البكتيرية A.T التي تعيش في التربة وجود الجروح الناتجة عن انخفاض درجة الحرارة لتحقن لخلايا النباتات الجزء ADN-T عن طريق البلاسميد، ليندمج مع المادة الوراثية للخلية النباتية(التغيير الوراثي) فيصبح قادرا على التعبير ويتجسد هذا في:
- تركيب كميات كبيرة من الأوبينات OPINES وهي مركبات ضرورية لنمو وتكاثر A.T.
- تكاثر عشوائي للخلايا النباتية.

II  تقنيات نقل مورثات من إلى خلية الى اخرى:
1 ـ تعريف:
تشمل الهندسة الوراثية مجموع التقنيات والمناولات التي تسمح بنقل مورثة من نوع إلى آخر. لتحسين المردودية في عدة مجالات، من أهمها الميدان الصيدلي ـ الطبي، الفلاحي والصناعي.  انظر الرابط
2- مراحل نقل مورثة من خلية إلى بكتيرية معينة:
 2 ـ 1 ـ عزل المورثة المرغوب فيها:
 يتم استخلاص المورثة المرغوب فيها من الخلية عبر طريقتين:
 او استخلاص ARNm ونسخه عكسيا الى ADN لولب واحد ثم لولب مضاعف الذي يمثل المورثة المرغوب فيها. اما عن طريق استخلاص ADN من الخلية وتعريضه لانزيمات متخصصة في تقطيع ADN تدعى أنزيمات الفصلendonucleases de restriction

انظر الرابط  حيث تقطعه في أماكن معينة؛ استخلصت من أنواع مختلفة من البكتيريا.
مثال:
ECORI يتعرف التسلسل GAATTC ويتثبت على مستواه ويكسر الرابطة بين G وA في خييطي ADN.


 هناك أنواع كثيرة من انزيمات الفصل تحمل كل منها اسم النوع البكتيري الذي استخلصت منه، نذكر منها:

انزيم القطع

موقع القطع على متتالية النيكليوتيدات

البكتيريا مصدر الأنزيم

EcoRI

GiTTAAC

Escherichia coli

BamH1

GiGATCC

Bacillus amyloliquefaciens

Hpa2

CiCGG

Haemophilus parainfluenzae

Hind3

AiAGCT

Haemophilis influenzae

Kpn1

GGTACiC

Klebsiella pneumoniae

Pst1

CTGCAiG

Providencia stuarti

Sal1

GiTCGAC

Streptomyces albus G

Sma1

CCCiGGG

Serratia marcescen

Xma1

CiCCGGG

Xanthamonas malvacearum
       2 ـ 2 ـ ادماج المورثة داخل الناقل:
 يمكن استعمال البلاسميد البكتيري كناقل كما يمكن استعمال ADN العاتيات(فيروسات تتطفل على البكتيريات).
 يتم تقطيع البلاسميد الناقل بواسطة نفس أنزيم الفصل المستعمل لعزل المورثة المرغوب فيها، هذه الاخيرة تدمج مع البلاسميد باستعمال انزيمات الربط. 
       2 ـ 3 ـ نقل وتلميم المورثة:
يتم نقل البلاسميد المغير إلى البكتيريا ثم تزرع في اوساط زرع ملائمة ويعاد الزرع عدة مرات للحصول على لمات من البكتيريا المغيرة (تلميم) تتوفر على المورثة المرغوب فيها.
Zيؤدي التكاثر البكتيري الى تكاثر البلاسميدات ومعها تتكاثر المورثات.
       2 ـ 4 ـ رصد البكتيريات المعدلة وراثيا:
للتعرف على البكتيريات المغيرة وراثيا، تستعمل مجسات مشعة ترتبط بالمورثة المرغوب فيها، ويتم رصد البكتيريات الحاملة لهذه المورثات بواسطة تقنية التصوير الإشعاعي الذاتي.
أو عن طريق استعمال مورثة المقاومة لمضاد حيوي معين:
       2 ـ 5 ـ تعبير المورثة المنقولة وتوظيفها لإنتاج المادة المرغوب فيها:
تزرع البكتيريات المغيرة لإنتاج واستخلاص المادة المرغوب فيها حيث تصبح جاهزة للاستعمال.
    3 ـ  خلاصة:  انظر الرابط1    الرابط2
    4 ـ  بعض تطبيقات الهندسة الوراثية
     أ ـ  بكتيريات تركب:
الأنسلين، هرمون النمو، عوامل التجلط، أنزيمات تحلل بعض المواد الملوثة كالنفط، بروتينات مصنعة لا توجد في الطبيعة ...
1-  الإنتاج الصناعي للأنسولين:
الأنسولين هرمون مخفض لتحلون الدم أي نسبة السكر في الدم، تفرزه خلايا B لجزيرات Langerhans البنكرياسية ويتكون من 51 حمض أميني على شكل سلسلتين: السلسلة A بها 21 حمض أميني و السلسلة B بها 30 حمض أميني.
تنتج بعض انواع مرض السكري عن اضطراب في إفراز هذا الهرمونلهذا يحتاج المصابون بالمرض إلى كميات أكبر من الأنسولين.حيث استعمل في اول الأمر الهرمون الحيواني(الأبقار والخنازير) لكن استعماله كان يطرح عدة مشاكل كالحساسية وعدم تقبله من طرف جسم الإنسان.
لقد مكنت الهندسة الوراثية انظر الرابط من إنتاج أنسولين بشري وبوفرة ذلك بنقل مورثة الأنسولين البشرية الى البكتيريا التي تصبح قادرة على إنتاجه.
     2-   الإنتاج الصناعي لهرمون النمو:
هذا الهرمون مسؤول عن نمو القامة عند الإنسان، يفرز من طرف  الغدة النخامية المتواجدة أسفل الدماغ .إذا توقف إفرازه يبقي الإنسان قزما . GH عبارة عن بروتين مكون من191 حمض أميني. استطاع العلماء استخلاصه من الغدد النخامية للأبقار سنة 1944 لكن استعماله لدى الإنسان للمعالجة لم يكن موفقا نظرا لبعض الاختلاف مع الهرمون البشري. بفضل الهندسة الوراثية استطاع الباحثون إنتاج هرمون النمو GH بنفس التركيبة البشرية ذلك عن طريق البكتيريا E .Coli التي أخضعت للتغيير الوراثي المقصود .فيما يلي بعض المراحل التي اتبعت من أجل ذلك :
أخذ ARNm المتدخل في تركيب GH من خلية نخامية بشرية لطفل وانطلاقا منها أنجزت نسخة ADN .أدمجت هذه المورثة في بلاسميد البكتيريا E.Coli. يؤدي اشتغال هذه المورثة داخل البكتيريا إلى تركيب GH الذي يستخلص ويستعمل لمعالجة القزمية.
يمكن أيضا تعديل كائنات متعددة الخلايا.
      ب ـ عند النباتات :
ـ إنتاج بروتينات سامة لمحاربة الحشرات الضارة :
هناك العديد من الحشرات التي تتلف المحاصيل الزراعية، قد يمكن مقاومتها بالمبيدات الكيميائية لكن ذلك أعطى نجاحا محدودا لأن بعد انفقاس البيض، تتوغل أسروعات (ديدان ) بعض الفراشات داخل ساق النبتة بذلك فهي تحتمي من تأثير المبيد، إضافة إلى أن لها انعكاسات سلبية على صحة الإنسان. حاليا يمكن مقاومتها عن طريق الهندسة الوراثية:
 توجد في الطبيعة بكتيريا تدعى Bacillus thuringiensis تعيش في التربة وباستطاعتها تركيب بروتين سام يقتل الأسروعات أي الديدان  بفضل الهندسة الوراثية أمكن الحصول على نبتات مقاومة للأسروعات وذلك عن طريق ادماح مورثة إنتاج البروتين السام المأخوذ من البكتيريا  B.t ضمن الذخيرة الوراثية لخلية نباتية تتطور إلى نبات يستطيع أن ينتج البروتين السام الذي يقتل كل أسروع أكل من هذا النبات
كما  يمكن الحصول بنفس التقنية على:
ـ نباتات مقاومة للمبيدات.
ـ نباتات مقاومة للبرودة.
ـ نباتات ذات نكهات جديدة.
ـ نباتات غنية ببعض المواد كالفيتامينات.    
     ج ـ عند الحيوان:
تدمج المورثة في بيضة مخصبة ثم توضع في رحم أنثى لتعطي حيوانا معدلا وراثيا.
   ـ حيوانات تنمو بسرعة.
   ـ حيوانات قليلة الدسم.
   ـ حيوانات ذات قدرة إنتاجية كبيرة ( الحليب ، اللحوم ، البيض ... ).
      د ـ عند الإنسان:
نقل المورثة العادية إلى الخلايا الأصل للنسيج المصاب بخلل ناتج عن غياب أو طفرة أو عدم عمل المورثة ، ثم إعادة زرع الخلايا المعدلة عند المريض.
  5 ـ مخاطر  :
       5 ـ 1 ـ بالنسبة للبيئة:
تأثير على السلالسل الغذائية:
الذرة المعدلة وراثيا تقضي على الحشرات الضارة (فراشة النارية Pyrale ) لكنها تقضي على الحشرات النافعة ايضا التي تتغدى على اليرقات المتطفلة على الذرةو يبدو ان المواد السامة المركبة من طرف الذرة تصبح اكثر سمية بعد تعرضها لتغيرات كيميائية بفعل استهلاكها من طرف اليرقات وهذا يدفع الى مراعاة كل السلسلة الغذائية اثناء التعديل الوراثي.

سمية المبيدات:
انتشار النباتات المعدلة وراثيا لمقاومة المبيدات يؤدي الى ارتفاع استعمال هذه الأدوية في الميدان الفلاحي مع ما يصاحبه من ارتفاع التلوث والامراض المرتبطة باستعمال المبيدات من طرف المزارعين.     5 ـ 2 ـ بالنسبة للصحة:
تأثير على الوظائف الحيوية :
يلاحظ عند الفئران التي تتغدى على البطاطس المعدلة وراثيا خلل في جهاز المناعة وفي نمو بعض الاعضاء عكس الفئران التي تتغذى على بطاطس عادية رغم اضافة المادة التي تنتجها النباتات المعدلة وراثيا.
الحساسية عند الانسان :
ارتفاع استهلاك نبات الصوجا المعدل وراثيا صاحبه ارتفاع في معدلات الحساسية من هذا النبات ومشتقاته.
مقاومة المضادات الحيوية:
اغلبية  النباتات المعدلة وراثيا تحتوي على مورثة مقاومة لمضاد حيوي معين، عند تحلل هذه النباتات تترك اجزاءا من ADN في التربة الذي يمكن ان ينتقل الى بكتيريات اخرى فتصبح مقاومة لبعض المضادات الحيوية المستعملة كادوية من طرف الانسان.


حتى تاريخ 1970 ميلادية كان إجراء الأبحاث على الحمض النووي ( الدي إن أي)من أصعب الأمور التي كانت تواجه علماء الوراثة و الكيمياء.و كانت معظم الأبحاث تجرى بشكل غير مباشر على الحمض النووي الريبوزي (الأر إن أي)أو البروتين.و لكن الحال تحول بشكل كامل فأصبح علم الوراثة المتعلق بفحص الدي إن أي(و المعروف بعلم الوراثة الجزيئية)من أسهل العلوم و أكثرها تطورا.لقد أصبح من السهل صنع نسخ عديدة من أي جين (مورث) أو مقطع محدد من الدي إن أي.كما أمكن معرفة تسلسل الأحماض النووية بسرعة تتعدى المئات في اليوم الواحد.كما استطاع العلماء استكشاف الجينات الموجودة في على الكروموسومات كما استطاعوا تغيير و تعديلها بشكل الذي يريدون و ليس هذا فحسب بل استطاعوا أن يعيدوا هذه الجينات المعدلة إلى الخلية و غرزها في الكروموسوم الذي يريدون.كما أمكن إنتاج كميات كبيرة من البروتينات كالهرمونات و اللقاحات المختلفة و التي كانت تنتج في السابق من الجثث الميتة أو تستخلص من الحيوانات و التي كانت تحوفها المخاطر من انتقال العدوى إلى الإنسان.كما أن هذه الثورة العلمية فتحة المجال أمام الكثيرين من محبي هذا العلم في اختراع و اكتشاف طرق جديدة و حديثة في التعامل و حفظ و تغيير هذه المادة الحيوية في الإنسان و الحيوان و النبات.لقد غير هذه العلم المنطلق كالصاروخ الكثير من المفاهيم الطبية و التي دفعة كثير من كليات الطب إلى تعديل مقرراتها لتزويد طلابها بالمزيد من هذا العلم.
 لقد أُطلق على عملية نسخ و تعديل و زرع الجينات اسم الهندسة الوراثية و هو اسم عام لا يحدد فكرة معينة أو تقنيه محدده، ولكنه يعني بكل ما يقام به في تغيير أو تعديل المادة الوراثية.و يتفرع من هذا العلم الكثير من التقنيات و هي متناثرة و موزعة على الكثير من فروع الطب و العلوم.و ليس للحصر إليك أهم 6 تقنيات تختص بالهندسة الوراثية:
 1-قص و قطع الحمض النووي(Cleavage of DNA ) بمقصاة خاصة تسمى (Restriction Nucleases )و اكتشاف هذه المقصاة ساعد كثيرا في مهمة التحكم في الدي إن أي.
 2- فصل قطع الدي إن أي على لوح من الجل بالكهرباء (Gel Electrophoresis ).
 3-معرفة التسلسل النووي(DNA sequencing ) لكل قطع الدي إن أي التي يتم عزلها بشكل سريع و دقيق.و التي تسمح للعلماء معرفة التركيب الإنشائي للجينات و معرفة و استنتاج نوع البروتين الذي ينتج منه.
 4- تقنية تهجين الحمض النووي(Nucleic acid hybridization )، و التي مكنتنا في معرفة أحجام القطع من الحمض النووي و الكشف عن القطع المحددة من الحمض النووي في خليط معقد من القطع المتشابهة.
 5-استنساخ الدي إن أي(DNA cloning )، و التي تسمح بإنشاء نسخ عديدة و متطابقة من القطع الدي إن أي.
 6-تقنية هندسة أو تعديل الدي إن أي (DNA engineering )، و التي تسمح بإنتاج نسخة معدلة من جين ما ثم أعادته مرة أخرى إلى الخلية.
و اليك المزيد من التفصيل عن هذه التقنيات و لكي يسهل عليك متابعة تسلسل الافكار اقترح عليك قرئتها كما هي مرتبة في القائمة التالية:



تقنيات الهندسة الوراثية Recombinant DNA Techniques  
قص و قطع الحمض النووي1.Cutting DNA
الإنزيمات القاطعة2. restriction enzymes
القطع المحددة
3
Restriction fragments
خريطة القطع المحددة
4
RFLP's  Map
الفصل على الجل بالكهرباء
5
Gel Electrophoresis
معرفة التسلسل النووي
6
DNA sequencing
الناقلات
7
Vectors
المكتبات الوراثية
8
 genomic libraries
طرق البلوتنق
9
blotting techniques
في ان تي ارز
10
VNTR's




النسخ و الاستنساخ
1
 Cloning
النسخ  بالهندسة الوراثية2Cloning by Recombinant DNA
النسخ بإستخدام الخلايا الحية
3
 Cell-Based DNA cloning
النسخ  بغير الخلايا الحية
4
 Cell-Free DNA cloning
البي سي ار
5
PCR
الاستنساخ التكاثري
6
Reproductive cloning
الاستنساخ العلاجي
7




 العلاج الجيني Gene Therapy


 زراعة الأنسجة و الاعضاء Xenotransplantation


 الوراثة او السرطان Genetics of Cancer


الموضوع من موقع خيمة


Partager L'article

الهندسة الوراثية الثانية بكالوريا علوم الحياة والأرض Reviewed by MustafaBlogger on 12:10 Rating: 5

Aucun commentaire:

All Rights Reserved by Partenaire De Réussite © 2014 - 2015
Powered By Blogger, Designed by Sweetheme

Formulaire de contact

Nom

E-mail *

Message *

Fourni par Blogger.