الرئيسية
أمس في 11:30 am من طرف amira333
منشأ وتطور الهندسة الوراثية
جاءت الهندسة الوراثية كمحصلة طبيعية لثورتين علميتين، هما: ثورة اكتشاف أسرار المادة الوراثية DNA، وثورة اكتشاف إنزيمات التحديد Restriction enzymes التى تقوم بقص الـ DNA فى مواقع محددة. وبدأت الثورة الأولى عندما اكتشف العلماء أن الحمض النووى DNA هو المادة الوراثية، ثم اكتشاف تركيبه الكيميائى (عبارة عن شريطين متكاملين من السكر والفوسفات والقواعد النيتروجينية الأربع وهى: الأدينين والجوانين والسيتوسين والثيامين)، ويأخذ هذان الشريطان شكل الحلزون، وهناك نقاط معينة فى هذين الشريطين تلتقى كل منها بالأخرى، وكل شريط يحمل المعلومات الكاملة اللازمة للتحكم فى بناء البروتينات اللازمة لتوجيه المعلومات الحيوية، التى يؤدى مجموع تفاعلها فى النهاية إلى تكوين الكائن الحى وقيامه بوظائفه الحيوية المختلفة. ثم تبعه اكتشاف أسرار الشفرة الوراثية (وهى تتابع القواعد النيتروجينية فى كلمات وجمل تقوم بتخزين المعلومات الوراثية فى لوح محفوظ مسئول عن حياة الكائن الحى من الإنبات حتى الممات، وهى الجينات) وفك رموزها. وبذلك استطاع أن يقرأ شفرة كل جين ويتعرف عليها، ثم استطاع تخليقها معملياً، أو الحصول عليها من استخلاص الـ DNA من أى كائن حي، أو حتى الفيروسات، ثم بعمليات الجراحة الوراثية يقوم بإعادة ترتيبها فى شفرات.
وفيما يلى أهم القفزات والاكتشافات والثورات العلمية التى كان لها الفضل فى منشأ وتطور الهندسة الوراثية، وكذلك بعض الإنجازات التى كانت بعيدة حتى عن الخيال.
1866م :
أجرى الراهب النمساوى "جريجور يوهان مندل" تجارب على نبات البازلاء منخلال عمليات التهجين، وتوصل إلى مجموعة من القوانين لتفسير وراثة الخصائصالبيولوجية فى الكائنات الحية، ولكن نتائج تجاربه لم تنشر.
1900 م :
أعاد كل من دى فريز وباستون وآخروناكتشاف قوانين مندل فى علم الوراثة ثم نشرها فى دورية تصدرها جمعية محلية فىالنمسا.
وقد كانت جهود هؤلاء العلماء هى الخطوة الأولى التى بدأها علماءالبيولوجيا فى التطوير المعاصر فى علم الوراثة، والتى حولت هذا العلم إلى علمتجريبى دقيق.
1903 م :
افترض "ستون" أن الجينات تقع علىالكروموسومات.
1910 م :
أثبتت تجارب "مورجان" أن الجيناتتقع على الكروموسومات.
1911 م :
اشتق "جوهانسين" المصطلح العلمى "جين" "Gene".
1918 م :
ظهر المصطلح العلمى التقنيةالبيولوجية" "Biotechnologie". باللغة الألمانية
1922 م :
أعد "مورجان" أول خريطة للجيناتالموجودة على كروموسومات حشرة الفاكهة. (الدوروسوفيلا Drosophila).
1928 م :
بداية تجارب التحويل الوراثى Genetic transformation فى البكتريا. وتعتبر هذه التجارب حجر الأساس للهندسةالوراثية فى صورتها الحديثة.
1933 م :
نشرت أول قصة خيال علمى عن الهندسةالوراثية "عالم جديد شجاع:
"Brave new world" للكاتب "الدوس هكسلى".
1938 م :
ظهور المصطلح العلمى "البيولوجياالجزيئية" "Molecular Biology".
1943 م :
ظهور نظرية "جين لكل إنزيم" التىربطت الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة. وهى تعرف باسم نظرية "فعل الجين".
1944 م :
أثبت كل من أفرى وكلود وماكارتى أنالجينات تتركب من الحمض النووى الريبوزى المختزل DNA.
1948 م :
ظهور المصطلحين العلميين "الهندسةالكيميائية Chemical engineering" و"الطب الجزيئى Molecular medicine".
1952 م :
أكد كل من هيرشى وكاسى دور الـ DNA كأساس للمادة الوراثية.
1953 م :
اكتشف كل من واطسون وكريك تركيب الـ DNA ووضعا أول نموذج له.
1958 م :
تحديد تتابع الأحماض الأمينيةلبروتين الأنسولين.
1960 م :
اكتشافالحمض النووى الريبوزى الرسول mRNA.
أول محاولةلدمج الخلايا -فى معهد جوستاف فى باريس- حيث قام جورج بارسكى بإدماج خلايا فئران فىأطباق خاصة مزودة بغذاء معقم.
1966 م :
فك رموز الشفرة الوراثية بواسطةجونيد خوران ومارشال نيرينبرج.
1967 م :
اكتشافإنزيمات الربط Ligase enzymes.
تمكن كل من مارىفايس، هوارد جرين من دمج خلايا إنسان بخلايا فأر.
1970 م :
تمكن وارنر أربير ودانيل ناثانسوهاميلتون سميث من اكتشاف أول إنزيم محدد (قص) خاص Restriction enzyme.
1971 م :
تمكن كوهين وبوير من وضع أساليبأولية لإعادة اتحاد المادة الوراثية Recombinant DNA.
1973 م :
عزلأول جين وهو الجين المسئول عن إنتاج الأنسولين.
وضع أساليب وطرق لإعادة اتحاد المادة الوراثية.
بداية التقنية الحيوية الحديثة Modern Biotechnology.
1974 م :
ظهورأول تعبير "جين غريب" فى البكتريا.
1977 م :
***** أول شركة للهندسة الوراثية "جينيتيك" فى أمريكا.
إنتاج أول بروتين آدمىبواسطة البكتريا، وهو هرمون المخ "السوماتوستاتين Somatostatin".
1978 م :
إنتاجالأنسولين البشرى من البكتريا "إشيريشيا كولاى E. coli".
اكتشاف طرق لتحديد تتابع الشفرة الوراثية.
1980 م :
منح أول براءة اختراع فى الهندسةالوراثية، وكانت لكل من كوهين وبوير عن كيفية إعادة اتحاد المادة الوراثية.
1982 م :
*****أول مصنع لإنتاج الأنسولين الآدمي بطرق الهندسة الوراثية فى إنجلترا.
أول منتج للهندسة الوراثية يجاز تسويقه، وكان لقاحًاحيوانياً ضد الإسهال وهو "الأنتروفيرون" لمعالجة الهربى.
أول محاولة ناجحة لنقل الجينات بين الحيوانات.
1983 م :
نجاحالجمع بين جنس العنز وجنس الخروف وظهور ما يسمى بالعنزروف.
صمم كارى ميليس جهازاً لمضاعفة المادة الوراثية فى المعملبتفاعل البوليميرز التسلسلي (PCR).
أول محاولةناجحة لنقل الجينات إلى نبات.
ظهور المصطلح العلمى "البيولوجيا الجزيئية النباتية Plant Molecular Biology".
1985 م :
اكتشاف البصمة الجينية DNA fingerprint بواسطة أليك جيفيرس.
1986 م :
إنتاج خنزير معدل وراثياً يحمل جينهرمون النمو البشرى.
1987 م :
استخدام البصمة الجينية كدليل جنائى فى المحاكم الأمريكية.
أول عملية لتقييم النباتات والكائنات الدقيقة المعدلةوراثياً خارج المعمل.
1988 م :
أول كائن دقيق معدل وراثياً يجازتسويقه.
1989 م :
عزلالجين المسئول عن مرض التليف الكيسى Cystic fibrosis بواسطة لاب شى تسى، وفرانسيسكولين.
تمكن ستيفين روسينبيرج من تصميم أول نظاملنقل الجينات فى الإنسان.
بداية علاج الأمراضالوراثية بالجينات Gene therapy.
1993 م :
عزل الجين المسئول عن مرض هنتجتون Hunttington's disease.
1994 م :
ظهورسلاح الجينات الانتحارية كعلاج للسرطان.
إنتاج أرزمقاوم للآفات والأمراض أطلق عليه "الأرز السوبر".
1995 م :
العلاجالجينى لتبقع الجلد الوراثي.
العلاج الجينى للتحلل الفقاعىالوراثي.
تصنيع هرمون الغدة النخامية الذى يعملعلى تنشيط التبويض كعلاج للعقم.
1996 م :
استنساخ النعجة ميجان وموراج على يدأيان ويلموت باستخدام الخلايا الجنينية.
1997 م :
تمكنسانج لى بمعهد العلوم والتقنية بكوريا من عزل جين PHA المسئول عن إنتاج بولستر مننوع من البكتريا ونقله إلى بكتريا إشيرشيا كولاى E. coli لزيادة الإنتاج.
تمكن إيان ويلموت من استنساخ النعجة "دوللى" باستنساخ تقنيةاستبدال الأجهزة الوراثية عن طريق إدماج نواة خلية جسدية من ضرع (ثدي) نعجة فنلنديةفى بويضة مفرغة (بدون نواة) مأخوذة من نعجة أسكتلندية.
استنساخ اثنين من القردة فى مركز بحوث أوريجتون بالولاياتالمتحدة الأمريكية باستخدام تقنية الفصل المجهرى للخلايا الجينية للحصول على نسخمنها تحمل نفس الصفات الوراثية.
أعلنت شركةأمريكية لتربية الحيوانات عن نجاحها فى استنساخ بقرة أطلقوا عليها اسم (جين)، وذلكباستخدام تقنية "استبدال الأجهزة الوراثية" عن طريق استخدام خلايا Priodial stem منجنين بقرة عمره 30 يوماً.
الحصول على فئران تحملكروموسومات بشرية كاملة ينتظم بكل منها ما يقرب من الألف جين، بعد أن كانت عملياتنقل الجينات لا تتضمن أكثر من جين أو جينين على الأكثر. وأطلقوا عليه اسم (مانى) "الفأر المؤنسن"، وهى كلمة منحوته من كلمتي إنسان وحيوان.
أعلن مايكل ماردين بفرنسا عن نقل جين الهيموجلوبين البشري (ألفا وبيتاجلوبين) إلى كلوروبلاست Chloroplast خلايا نبات التبغ والحصول علىالنبات الكامل وتمكنه من عزل وتنقية الهيموجلوبين من بذور وجذور النبات.
1998 م :
إنتاجالسمك الذكرى المتفوق كبير الحجم باستخدام تقنية التحوير الوراثى.
إنتاج بعوض غير ممرض باستخدام أساليب الهندسة الوراثية.
1999 م :
بدايةإنتاج العسل الدوائى عن طريق نباتات تم تعديل أزهارها وراثياً
جاءت الهندسة الوراثية كمحصلة طبيعية لثورتين علميتين، هما: ثورة اكتشاف أسرار المادة الوراثية DNA، وثورة اكتشاف إنزيمات التحديد Restriction enzymes التى تقوم بقص الـ DNA فى مواقع محددة. وبدأت الثورة الأولى عندما اكتشف العلماء أن الحمض النووى DNA هو المادة الوراثية، ثم اكتشاف تركيبه الكيميائى (عبارة عن شريطين متكاملين من السكر والفوسفات والقواعد النيتروجينية الأربع وهى: الأدينين والجوانين والسيتوسين والثيامين)، ويأخذ هذان الشريطان شكل الحلزون، وهناك نقاط معينة فى هذين الشريطين تلتقى كل منها بالأخرى، وكل شريط يحمل المعلومات الكاملة اللازمة للتحكم فى بناء البروتينات اللازمة لتوجيه المعلومات الحيوية، التى يؤدى مجموع تفاعلها فى النهاية إلى تكوين الكائن الحى وقيامه بوظائفه الحيوية المختلفة. ثم تبعه اكتشاف أسرار الشفرة الوراثية (وهى تتابع القواعد النيتروجينية فى كلمات وجمل تقوم بتخزين المعلومات الوراثية فى لوح محفوظ مسئول عن حياة الكائن الحى من الإنبات حتى الممات، وهى الجينات) وفك رموزها. وبذلك استطاع أن يقرأ شفرة كل جين ويتعرف عليها، ثم استطاع تخليقها معملياً، أو الحصول عليها من استخلاص الـ DNA من أى كائن حي، أو حتى الفيروسات، ثم بعمليات الجراحة الوراثية يقوم بإعادة ترتيبها فى شفرات.
وفيما يلى أهم القفزات والاكتشافات والثورات العلمية التى كان لها الفضل فى منشأ وتطور الهندسة الوراثية، وكذلك بعض الإنجازات التى كانت بعيدة حتى عن الخيال.
1866م :
أجرى الراهب النمساوى "جريجور يوهان مندل" تجارب على نبات البازلاء منخلال عمليات التهجين، وتوصل إلى مجموعة من القوانين لتفسير وراثة الخصائصالبيولوجية فى الكائنات الحية، ولكن نتائج تجاربه لم تنشر.
1900 م :
أعاد كل من دى فريز وباستون وآخروناكتشاف قوانين مندل فى علم الوراثة ثم نشرها فى دورية تصدرها جمعية محلية فىالنمسا.
وقد كانت جهود هؤلاء العلماء هى الخطوة الأولى التى بدأها علماءالبيولوجيا فى التطوير المعاصر فى علم الوراثة، والتى حولت هذا العلم إلى علمتجريبى دقيق.
1903 م :
افترض "ستون" أن الجينات تقع علىالكروموسومات.
1910 م :
أثبتت تجارب "مورجان" أن الجيناتتقع على الكروموسومات.
1911 م :
اشتق "جوهانسين" المصطلح العلمى "جين" "Gene".
1918 م :
ظهر المصطلح العلمى التقنيةالبيولوجية" "Biotechnologie". باللغة الألمانية
1922 م :
أعد "مورجان" أول خريطة للجيناتالموجودة على كروموسومات حشرة الفاكهة. (الدوروسوفيلا Drosophila).
1928 م :
بداية تجارب التحويل الوراثى Genetic transformation فى البكتريا. وتعتبر هذه التجارب حجر الأساس للهندسةالوراثية فى صورتها الحديثة.
1933 م :
نشرت أول قصة خيال علمى عن الهندسةالوراثية "عالم جديد شجاع:
"Brave new world" للكاتب "الدوس هكسلى".
1938 م :
ظهور المصطلح العلمى "البيولوجياالجزيئية" "Molecular Biology".
1943 م :
ظهور نظرية "جين لكل إنزيم" التىربطت الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة. وهى تعرف باسم نظرية "فعل الجين".
1944 م :
أثبت كل من أفرى وكلود وماكارتى أنالجينات تتركب من الحمض النووى الريبوزى المختزل DNA.
1948 م :
ظهور المصطلحين العلميين "الهندسةالكيميائية Chemical engineering" و"الطب الجزيئى Molecular medicine".
1952 م :
أكد كل من هيرشى وكاسى دور الـ DNA كأساس للمادة الوراثية.
1953 م :
اكتشف كل من واطسون وكريك تركيب الـ DNA ووضعا أول نموذج له.
1958 م :
تحديد تتابع الأحماض الأمينيةلبروتين الأنسولين.
1960 م :
اكتشافالحمض النووى الريبوزى الرسول mRNA.
أول محاولةلدمج الخلايا -فى معهد جوستاف فى باريس- حيث قام جورج بارسكى بإدماج خلايا فئران فىأطباق خاصة مزودة بغذاء معقم.
1966 م :
فك رموز الشفرة الوراثية بواسطةجونيد خوران ومارشال نيرينبرج.
1967 م :
اكتشافإنزيمات الربط Ligase enzymes.
تمكن كل من مارىفايس، هوارد جرين من دمج خلايا إنسان بخلايا فأر.
1970 م :
تمكن وارنر أربير ودانيل ناثانسوهاميلتون سميث من اكتشاف أول إنزيم محدد (قص) خاص Restriction enzyme.
1971 م :
تمكن كوهين وبوير من وضع أساليبأولية لإعادة اتحاد المادة الوراثية Recombinant DNA.
1973 م :
عزلأول جين وهو الجين المسئول عن إنتاج الأنسولين.
وضع أساليب وطرق لإعادة اتحاد المادة الوراثية.
بداية التقنية الحيوية الحديثة Modern Biotechnology.
1974 م :
ظهورأول تعبير "جين غريب" فى البكتريا.
1977 م :
***** أول شركة للهندسة الوراثية "جينيتيك" فى أمريكا.
إنتاج أول بروتين آدمىبواسطة البكتريا، وهو هرمون المخ "السوماتوستاتين Somatostatin".
1978 م :
إنتاجالأنسولين البشرى من البكتريا "إشيريشيا كولاى E. coli".
اكتشاف طرق لتحديد تتابع الشفرة الوراثية.
1980 م :
منح أول براءة اختراع فى الهندسةالوراثية، وكانت لكل من كوهين وبوير عن كيفية إعادة اتحاد المادة الوراثية.
1982 م :
*****أول مصنع لإنتاج الأنسولين الآدمي بطرق الهندسة الوراثية فى إنجلترا.
أول منتج للهندسة الوراثية يجاز تسويقه، وكان لقاحًاحيوانياً ضد الإسهال وهو "الأنتروفيرون" لمعالجة الهربى.
أول محاولة ناجحة لنقل الجينات بين الحيوانات.
1983 م :
نجاحالجمع بين جنس العنز وجنس الخروف وظهور ما يسمى بالعنزروف.
صمم كارى ميليس جهازاً لمضاعفة المادة الوراثية فى المعملبتفاعل البوليميرز التسلسلي (PCR).
أول محاولةناجحة لنقل الجينات إلى نبات.
ظهور المصطلح العلمى "البيولوجيا الجزيئية النباتية Plant Molecular Biology".
1985 م :
اكتشاف البصمة الجينية DNA fingerprint بواسطة أليك جيفيرس.
1986 م :
إنتاج خنزير معدل وراثياً يحمل جينهرمون النمو البشرى.
1987 م :
استخدام البصمة الجينية كدليل جنائى فى المحاكم الأمريكية.
أول عملية لتقييم النباتات والكائنات الدقيقة المعدلةوراثياً خارج المعمل.
1988 م :
أول كائن دقيق معدل وراثياً يجازتسويقه.
1989 م :
عزلالجين المسئول عن مرض التليف الكيسى Cystic fibrosis بواسطة لاب شى تسى، وفرانسيسكولين.
تمكن ستيفين روسينبيرج من تصميم أول نظاملنقل الجينات فى الإنسان.
بداية علاج الأمراضالوراثية بالجينات Gene therapy.
1993 م :
عزل الجين المسئول عن مرض هنتجتون Hunttington's disease.
1994 م :
ظهورسلاح الجينات الانتحارية كعلاج للسرطان.
إنتاج أرزمقاوم للآفات والأمراض أطلق عليه "الأرز السوبر".
1995 م :
العلاجالجينى لتبقع الجلد الوراثي.
العلاج الجينى للتحلل الفقاعىالوراثي.
تصنيع هرمون الغدة النخامية الذى يعملعلى تنشيط التبويض كعلاج للعقم.
1996 م :
استنساخ النعجة ميجان وموراج على يدأيان ويلموت باستخدام الخلايا الجنينية.
1997 م :
تمكنسانج لى بمعهد العلوم والتقنية بكوريا من عزل جين PHA المسئول عن إنتاج بولستر مننوع من البكتريا ونقله إلى بكتريا إشيرشيا كولاى E. coli لزيادة الإنتاج.
تمكن إيان ويلموت من استنساخ النعجة "دوللى" باستنساخ تقنيةاستبدال الأجهزة الوراثية عن طريق إدماج نواة خلية جسدية من ضرع (ثدي) نعجة فنلنديةفى بويضة مفرغة (بدون نواة) مأخوذة من نعجة أسكتلندية.
استنساخ اثنين من القردة فى مركز بحوث أوريجتون بالولاياتالمتحدة الأمريكية باستخدام تقنية الفصل المجهرى للخلايا الجينية للحصول على نسخمنها تحمل نفس الصفات الوراثية.
أعلنت شركةأمريكية لتربية الحيوانات عن نجاحها فى استنساخ بقرة أطلقوا عليها اسم (جين)، وذلكباستخدام تقنية "استبدال الأجهزة الوراثية" عن طريق استخدام خلايا Priodial stem منجنين بقرة عمره 30 يوماً.
الحصول على فئران تحملكروموسومات بشرية كاملة ينتظم بكل منها ما يقرب من الألف جين، بعد أن كانت عملياتنقل الجينات لا تتضمن أكثر من جين أو جينين على الأكثر. وأطلقوا عليه اسم (مانى) "الفأر المؤنسن"، وهى كلمة منحوته من كلمتي إنسان وحيوان.
أعلن مايكل ماردين بفرنسا عن نقل جين الهيموجلوبين البشري (ألفا وبيتاجلوبين) إلى كلوروبلاست Chloroplast خلايا نبات التبغ والحصول علىالنبات الكامل وتمكنه من عزل وتنقية الهيموجلوبين من بذور وجذور النبات.
1998 م :
إنتاجالسمك الذكرى المتفوق كبير الحجم باستخدام تقنية التحوير الوراثى.
إنتاج بعوض غير ممرض باستخدام أساليب الهندسة الوراثية.
1999 م :
بدايةإنتاج العسل الدوائى عن طريق نباتات تم تعديل أزهارها وراثياً