الهندسة الوراثية والبايوتكينولوجي

							                   ‫الهندسة الوراثية والبايوتكينولوجي (التقنية الحياتية)‬

‫لقد اعتبرت تقنيات الهندسة الوراثية ثورة حقيقية منذ بزوغها في أوائل سببيينات ذا‬
 ‫القرن , والى أالن فأ ننا نستطيع أن نجد اثأر هذه الثورة واضحة في حقول الميرفة األخبر‬
‫حتى أصبح أالن وجود ترابط كبير بين هذه التقنيات والصناعة والزراعة بحيث أد ذلك الى‬
‫ظهور ما يطلق عليه اليوم بالتقنية الحياتية او البايوتكنولوجي . والتقنية الحيانية علم قائم من‬
‫ترابط االحياء المجهرية والوارثة والكيمياء وهندسة االنتاج . ولكل من هبذه الربرود دور‬
                                                              ‫حيوي حزئي في هذه التقنية .‬
‫لقد أدت الطرق الكثيرة للهندسة الوراثية الى توفر االمكانية االن للحصول على احياء‬
‫دقيقه متحولة امتلكت القابليه على تصنيع بروتينات حيوانيه . ان الكثير من هذه البروتينبات‬
‫هو ذات اهمية طبية او صيدالنيه ويتم تصنييها من قبل الحيوانات ولكن بكميبة قليلبه جبدا‬
              ‫يصيب استخالصها الى تكاليف الكبيرة التي تستهلكها عملية االستخالص هذه .‬
‫وأصبح اآلن عن طريق التقنيه الحياتيه الحصول على مثل هذه البروتينات بكميبات‬
‫جيده وبطرق رخيصة تيتمد على هندسة المورثات المشررة لهذه البروتينات في احياء دقيقبه‬
‫مثل الخميرة او البكتيريا حيث تمكن تربيتها باعداد كبيرة في حيز صغير من المواد الغذائية .‬
‫كما يمكن انتاج بروتينات كائن ميين مثل االنسان في كائنات اخر مثبل الرئبران‬
                                                               ‫واالرانب والماشية وغيرها .‬
‫وسنستيرض في هذا الجزء ما يمكن استيراضه عن تطبيقات الهندسة الوراثيه فبي‬
                                                                     ‫مجال التقنية الحياتية .‬


                                             ‫انتاج الهومونات البشرية في االحياء الدقيقة :‬

‫ان اليديد من االمراض البشرية تيز الى نقص في بروتين وظيري مهم او وبسببب‬
‫‪diabetes‬‬     ‫خمول وظيري في هذا البروتين . وافضل االمثلة على ذلك هو مرض السبكري‬
‫الذي ينشأ من نقص كمية االنسولين الذي تررزه خاليا جزر النكرهانس في البنكريباس -‪B‬‬
‫‪ cells‬ييمل االنسولين على السيطرة على مستو الجلوكوز في الدم ويبقيه في مستو طبييي‬
‫80-820 ملغم /880سم3 . وينشأ تحكمه هذا من قدرته على السماح لجزيئبات الجلوكبوز‬
‫الزائدة في المرور عبر اغشية خاليا االنسجه من خالل الدم مما يؤدي الى التخلص من الكمية‬
 ‫الزائدة الجلوكوز ويؤدي نقص مستو االنسولين او عدم افرازه الى زيباده فبي مسبتو‬
‫الجلوكوز في الدم الذي يؤدي الى اضطرابات عديدية قد تؤدي بالمريض الى الموت . وعلى‬
‫الرغم من نقص االنسولين هو السبب الوحيد في ظهور مرض السكري اال انه النود األكثبر‬
                                                                                    ‫شيوعا .‬
‫لذلك فان مرضى السكري يلجأون الى حقن االنسولين في مجر الدم لتيويض الكمية‬
‫الناقصة منه . ان ميظم االنسولين المستخدم في مثل هذه الحاالت هو انسولين غيبر بشبري‬
‫يأتي من خالل استخالصه من بنكرياس حيوانات مثل الحنبازير واالبقبار . ان االنسبولين‬
‫المستخلص من هذه الحيوانات ييتبر هرمونا مناسبا لالستيمال البشري ولكن يمكن ان تنشبأ‬
                                               ‫من استيماله مشاكل مختلرة لبيض المرضى .‬
‫تأتي هذه المشاكل من االختالف بين تركيب االنسولين البشري والحيواني مما يبؤدي‬
‫ذلك الى ردة فيل مناعيه ضد االنسولين الحيواني . اضافة الى ذلك فان االنسولين الحيبواني‬
‫غير نقي تماما ويمكن ان يحتوي على مواد ملوثة بيولوجيه خطرة ال يمكن ازالتها تماما كما‬
‫هي الحال في الريروسات او غيرها . لذلك فان افضل طريقة لتجنب مثل هذه المشباكل هبو‬
‫استخدام االنسولين البشري . وحيث ان مثل هذا األنسولين ال يمكن الحصول عليه لذلك فانبه‬
           ‫تم التركير باستخدام تقنيات الهندسة الوراثيه النتاجه في احياء دقيقه مثل البكتيريا .‬
‫ونظرا الن االنسولين ال يتم تحويره بيد ترجمة االحماض النووية المرسالة لمورثاته‬
‫في الرسوبيات لذلك فانه في حالة هندسة هذه المورثات ونقلها الى البكتيريا فان البروتين الذي‬
                                                      ‫تقوم البكتيريا بصناعته سيكون نشيطا.‬
‫هذا اضافة الى بروتين االنسولين من البروتينات صغيرة الحجم نسبيا اذ يتألف مبن‬
‫سلسلتين عديدي الببتيد مرتبطين باواصر كبريتيه , يبلغ حجم السلسلة االولبى التبي تبدعى‬
‫بسلسلة الرا او )‪ (A‬حوالي 02 حامضا امينيا بينما يبلغ حجم سلسلة بيتا او )‪ (B‬حبوالي 83‬
              ‫حامضا امينيا ويمكن لالحياء الدقيقة بناء مثل هذه الجزيئات دون عرقلة تذكر .‬
  ‫في التصنيع الطبييي لالنسولين في خاليا بيتا البنكرياسية فانه يتم انتباج سلسبلتي‬
‫‪A‬و ‪ B‬ترتبطان بسلسلة ثالثة تدعى بسلسلة ‪ C‬الرابطة ويدعى مثل هذا االنسبولين االولبى‬
‫‪ . Poinsulin‬تلتف بيد ذلك جزيئة االنسولين االولى بطريقة ميينة مستخدمة قطية بروتينيه‬
‫صغيرة تدعى بالقائد ‪ Leader‬حيث تلتقي سلسلة ‪ A‬مع سلسلة ‪ B‬ترتبطان بروابط كبريتية‬
                    ‫تتم بيدها ازالة سلسلة ‪ C‬وقطية القائد النتاج جزيئة االنسولين الطبييية.‬
‫مختبريا تتوفر االن طرق مختلرة النتاج جزيئة االنسولين الطبييية وسبنتحدث عبن‬
‫التقنية المستخدمة في صناعة هذه السالسل وانتاج الجزيئة الكاملة لالنسولين في الجزء التالي.‬


                           ‫انتاج الهرمونات البشرية من الحيوانات النقلية ‪:Transgeric‬‬

‫إن هناك صيوبات ليست باليسيرة ترافق عملية انتاج الهرمونات البشرية من األحياء.‬
‫فال يمكن على سبيل المثال استخدام المورثات الميزولة من مكتبة وراثية بشرية مؤلربة مبن‬
‫المجين البشري في إنتاج هرمون ميين في البكتيريا وييود ذلك لالختالفات التركيبيبة ببين‬
                                            ‫ا‬
‫المورثات البشرية واألحياء حقيقية النوا عمومً ومورثات األحياء بدائية النواة مثل البكتيريا‬
‫حيث تتألف المورثات البشرية من محاور متبادلة مع متدخالت، وتتطلب عملية إنتاج حامض‬
                                     ‫ا‬    ‫ا‬       ‫ا‬
‫نووي مرسال لهه المورثات نظامً أنزيميً خاصً ألجل التخلص من التبرددات التبي تمثبل‬
‫المتدخالت (ليدم قدرة الريبوسومات على ترجمتها) ولحام الترددات التي تمثل المحاور فقط.‬
‫وال تمتلك البكتيريا أو غيرها من األحياء بدائية النو مثل هذا النظام ليدم وجود المتبدخالت‬
‫في مورثاتها. لذلك فإن البكتيريا ترشل في استنساخ حامض نووي مرسال ناضج للمورثبات‬
                                       ‫البشرية أو غيرها من مورثات األحياء حقيقة النو .‬
‫وهذا ما يحد من قابلية اليمل مع األحياء الدقيقة بحيث يقتصبر إنتباج الهرمونبات‬
‫البشرية من هذه األحياء فقط عند استخدام مورثات صناعية أو مورثات ميزولة مبن مكتببة‬
‫وراثية مؤلرة من حامض نووي متمم ‪ .cDNA‬بينما تتمكن الحيوانات اللبونة النقليبة وبكبل‬
                             ‫ا‬       ‫ا‬
‫سهولة من التيبير عن هذه المورثات المتالكها نظامً أنزيميً للتخلص من الترددات التي تمثل‬
                              ‫ا‬
‫المتدخالت في الحامض النووي المرسل غير الناضج مشابهً لما في الخاليا البشبرية. هبذا‬
‫إضافة إلى الصيوبات التي تتيلق بتلوث الهرمونات المنتجة بشوائب بكتيرية مختلرة وكبذلك‬
                      ‫صيوبات فصل هذه الهرمونات وكمية الهرمونات المنتجة وغير ذلك.‬
‫لهذه األسباب وغيرها فإنه يتم اللجوء إلى إنتاج الهرمونات البشرية من حيوانات لبونة‬
                                                                                   ‫نقلية.‬
‫الحيوانات النقيلة ‪ :Transgeric‬هي حيوانات تمتلك صرة جديدة مثل إنتاج هرمبون‬
‫بشري ميين ولها القدرة على تمرير هذه الصرة إلى ريتها. يتم الحصول على الحيونات النقيلة‬
‫عن طريق زراعة مورث بشري ميين مرتبط بناقل تيبير مناسب في النواة األولة الذكرية أو‬
‫األنثوية لبيضة حديثة األخصاب عن طريق الحقن المجهري وثم نقلها إلى رحم انثى حاضنة‬
‫من نرس النود أو زراعة الناقل الهجين مع المورث البشري عن طريق الحقن المهجري فبي‬
‫خاليا جنينية جذعية ‪ Embryonic stem cells‬ونقل الخاليا جيدة التيبير إلى أرحام إنباث‬
‫حاضنة من نرس النود ثم إجراء تضريبات ‪ Matings‬بين األفراد النقلية الناتجبة للحصبول‬
‫على ساللة نقلية نقية ‪ Homozygous‬للمورث المطلوب التيبير عنه. وال يقتصر اسبتخدام‬
 ‫الحيوانات النقلية ألجل إنتاج الهرمونات البشرية بل هناك اليديد من األهداف اليملية األخر‬
                                                           ‫ً‬
                                             ‫التي سيتم الحديث عنها الحقا من هذا الرصل.‬
‫ييود إنتاج أول حيوان نقيل إلى عام 8080 حيث أنتجت فئران نقيلة لمورث هرمون.‬
‫السوماتوتروبين البشري. تلى ذلك إنتاج أنواد مختلرة من الحيوانات النقيلبة مثبل الخبراف‬
‫والشياه والخنازير والدواجن وغيرها. وتيج اآلن المختبرات اليملية الكبيرة والمتطورة بأنواد‬
                                            ‫مختلرة من الحيوانات النقيلة بأشكال المورثات.‬