مهندسی ژنتیک

به ترکیب دوباره مولکول های DNA، اصلاح و دستکاری مصنوعی آن ها که به منظور اصلاح موجودات انجام می شود، مهندسی ژنتیک می گویند. به بیان ساده تر می توان گفت با استفاده از مهندسی ژنتیک می توان یک صفت خاصی را در یک موجود زنده ظاهر کرد که نتیجه آن محصولی خواهد بود که از حالت طبیعی متفاوت خواهد بود. از جمله تکنیک ها و روش هایی که در این علم استفاده می شود می توان به جدا کردن، خالص کردن، وارد کردن و ظهور یک ژن خاص در بدن یک میزبان را نام برد.

در تولیدات صنعتی، کشاورزی، علوم پایه و پزشکی، از علم مهندسی ژنتیک استفاده می شود. با توجه به کاربردهای نامحدود مهندسی ژنتیک، از این علم در چگونگی ساخت و گوناگونی های پروتئین هایی که درون سلول ها وجود دارد، مکانیسم همانند سازی DNA و چگونگی ایجاد سرطان، استفاده می شود. در تولید گیاهانی با خواص و ویژگی های خاص مانند مقاومت بالای آن ها در برابر آفت های گیاهی و تولید گیاهانی با محصول زیاد نیز، از علم مهندسی ژنتیک استفاده می شود. در ساخت هورمون رشد، تولید انسولین انسانی، شناخت و تشخیص بیماری های ژنتیکی نیز استفاده از علم ژنتیک، متداول است.

تاریخچه مهندسی ژنتیک

از وقتی دانشمندان به بررسی سیستم های مختلف ژنتیکی پرداختند که واتسون و کریک در سال 1953، ساختمان سه بعدی DNA را کشف کردند. دانشمندان با گذشت زمان توانستند، با وارد کردن مولکول DNA از بدن یک موجود زنده به بدن موجود زنده ی دیگر، تاثیرات آن را در این جاندار جدید مورد بررسی قرار دهند. در ابتدا علم مهندسی ژنتیک را با عنوان زیست شناسی مولکولی معرفی کردند.

مراحلی که در این علم به ترتیب استفاده می شوند شامل انتخاب ژن مورد نظر و جدا کردن آن است. سپس این ژن را در بدن حامل وارد می کنند تا در بدن میزبان مورد نظر، تکثیر و رشد کند. در مرحله بعد این ژن را به یک سلول هدف منتقل کرده و در این سلول، رشد و تکثیر می دهند. بعد از ایجاد محصول مورد نظر با صفت مشخص، به تولید انبوه و فراوان آن می پردازند.  

کاربردهای مهندسی ژنتیک

یکی از کاربردهای مهم مهندسی ژنتیک در تخمیرهای میکروبی است. یکی از مهمترین محصولات مهم صنعتی که به وسیله میکروارگانیسم ها ساخته و تولید می شوند، آنتی بیوتیک ها هستند. کاربرد علم مهندسی ژنتیک در این زمینه، ایجاد میکروارگانیسم هایی است می تواند به تولید آنتی بیوتیک بیشتری پرداخته و آنتی بیوتیک هایی را می سازند که مشتقاتی از آنتی بیوتیک اولیه هستند.

یکی دیگر از کاربردهای مهندسی ژنتیک، تولید واکسن های ویروسی است. ویروس های کشته شده که به عنوان واکسن استفاده می شوند، در مقابله با یک عامل عفونی، می توانند به تقویت سیستم ایمنی بپردازند. پروتئین های پوششی که بخش فعال و ایمنی زای ویروس است را می توان بدون این که بخش های دیگری وارد شود، ساخت. پروتئین های پوششی مورد نظر را می توان در ویروس غیربیماری زا و باکتری دیگر، رشد و کلونی کرد. با تولید این محصولات، واکسن های بی خطر ساخته می شوند.

یکی از کاربردهای مهم مهندسی ژنتیک، در تولید پروتئین های خاص است که ارزش پزشکی و تجاری دارد. با توجه به پرهزینه بودن استخراج پروتئین های انسان از بافت ها و مایعات بدن، ژن های مربوط به این پروتئین ها را در باکتری ها کلون می کنند.

گیاهان و حیواناتی را که از نظر ژنتیکی متفاوت هستند را نیز می توان با استفاده از علم مهندسی ژنتیک، تولید کرد. نام این گیاهان و جانوران تغییر یافته ژنتیکی، ترانس ژنتیک یا تراریخته می گویند. از جمله این تغییرات می توان به بهتر کردن کیفیت گوشت و سبزیجات اشاره کرد. برای ایجاد این تغییرات، ژن های نوترکیب را در دوران جنینی به جانوران مورد نظر و در کشت بافت آن ها اضافه می کنند.

از مهمترین کاربردهای دیگر مهندسی ژنتیک، ژن درمانی و تنظیم ژن هاست. پایه و اساس امروزه مهندسی ژنتیک را Antisense RNA تشکیل می دهد که وجود آن در تنظیم ژنتیکی بیان ژن ها مهم است. با ورود ژن های سالم به بدن بیماران ژنتیکی، می توان به ژن درمانی آن ها پرداخت.

با استفاده از علم مهندسی ژنتیک نیز می توان به تولید هورمون های انسانی پرداخت. انسولین به عنوان اولین داروی تولید شده ای است که به وسیله علم مهندسی ژنتیک تولید شده است.