تطور العلوم ودورها فى التكنولوجيا الحيوية والهندسة الوراثية 

أدى التطور العلمى المذهل فى كافة العلوم المختلفة إلى الإستفادة من ذلك فى تجارب التحسين الوراثى عن طريق التكنولوجيا الحيوية والهندسة الوراثية 

التطور العلمى في مجال علوم الوراثة والكيمياء الحيوى

 * التطور العلمى في مجال علوم الوراثة والكيمياء الحيوى وإكتشاف تركيب المادة الوراثية والعديد من خصائصها الكيميائية والطبيعية والتى أتاحت بعد ذلك فرص عظيمة لإستخلاص المادة الوراثية والتعامل معها ونقلها من كائن لأخر وتم الإستفادة من دراسة خواص المادة الوراثية وأنها تحمل شحنات سالبة بالتفريد الكهربائى لها بواسطة إمدادها بتيار كهربى بأجهزة وتم الإستفادة أيضا من ذلك فى إستخلاص وتنقية المادة الوراثية وكذلك تقدير تركيزها بواسطة أجهزة الطيف.

التطور العلمى فى مجال الميكروبيولوجى

 * كذلك التطور العلمى فى مجال الميكروبيولوجى وإستخدام بكتريا إيشيريشيا كولاى والتطورالكبير فى مجال الصناعة وتطويرالعديد من الأجهزة والتقنيات التى أتاحت دراسة الجينات الخاصة بتلك البكتريا.

إكتشاف البلازميدات

* إكتشاف البلازميدات وهى عبارة عن عناصر وراثية مستقلة عن الكروموسومات وتتكون من جزيئات DNA صغيرة مزدوجة السلسلة ودائرية الشكل وغالبآ توجد فى سيتوبلازم الخلية  بالبكتريا ولها  وزن جزيئى صغير يمكن من خلالها دمج جزء من ال DNA  (جين معينا ) والسماح له بالتكاثر مع البكتريا لإنتاج ملايين النسخ منه حيث تستخدم تقنية المادة الوراثية معادة الإتحاد أى التى تم دمج فيها مادة وراثية أخرى كما يمكن نقل هذا الجين إلى كائن حى آخر وقد تم إكتشاف العديد من النواقل الأخرى التى تستخدم فى نقل الجينات.

إكتشاف إنزيمات القطع Restriction Enzyme

* كان لإكتشاف إنزيمات القطع Restriction Enzyme دورهام ونقلة نوعية فى مجال التكنولوجيا الحيوية  الجزيئية  والهندسة الوراثية  حيث أن المهندس الوراثي  يحتاج إلى قطع ال DNA وإستخلاص الجينات المطلوبة نقلها من كائن حى لأخر. وإنزيمات القطع هى إنزيمات موجودة فى البكتريا حباها الله بها  لكى تحمي نفسها وتستطيع تقطيع أى مادة وراثية غريبة وتستخدم إنزيمات القطع كمقصات بيولوجية فى يد المهندس الوراثى وتم إستخلاص وتنقية العديد من إنزيمات القطع وإستخدام إنزيمات القطع فى غاية السهولة حيث يضاف كمية محسوبة من إنزيم القطع الى كمية محددة من المادة الوراثية فى وجود محلول منظم ويحضن على حرارة 37مº  فيتم تقطيع ال DNA  فى أماكن محددة ومعروفة طبقآ لنوع الإنزيم المستخدم . 

  كذلك إكتشاف إنزيم اللصق DNA ligaze

• هذا الإنزيم مهم جدآ فى الهندسة الوراثية حيث يربط سلسلتى ال  DNA وتتكون رابطة فوسفات إسترثنائية ويستخدم هذا الإنزيم فى ربط جزيئات DNA من مصادر مختلفة  Recombinant DNA وذلك عند تحميل أو تهجين  جين معينا على ناقلVector  وهناك ظروف معينة بالغة الدقة يجب توفيرها للإتحاد بين الجين والناقل وإختيار تركيزات محددة بدقة ودرجة حرارة 37مº.

إبتكار جهاز البلمرة المتسلسل PCR

* وكان الإبتكار الأعظم الذى سرع من تطوير التكنولوجيا الحيوية والهندسة الوراثية هو إبتكار العالم  Kary Mulls وزملائه عام 1985 لجهاز البلمرة المتسلسل PCR وهو عبارة عن دورة حرارية يسمح لأى جزء مرغوب من المادة  الوراثية بالتضاعف ملايين المرات فى دقائق معدودة ويتطلب ذلك توفير مجموعة من الأشياء أولآ : المادة الوراثية المراد العمل عليها بتركيز محدد ونقاء عالي جدآ من الشوائب ثانيآ: الواسم الجزيئي وهو جزء مفرد من ال  DNAتتابع من القواعد النتروجينية يكمل تتابع موجود  على أحد سلسلتي ال  DNA المراد العمل علية وهناك العديد من الواسمات الجزيئية العشوائية وكذلك المتخصصة لصفة معينه ثالثا: إنزيم بلمرة المادة الوراثية رابعآ: القواعد النتروجينية ((A, T, G, C خآمسا: محلول منظم سادسآ: يضبط برنامج ال  PCRوذلك يتطلب خبرة ودقة عالية وتجارب عديدة حتى يتم ضبط دورة الPCR حتى تخرج النتائج المرجوة ودورة الPCR عبارة عن ثلاث خطوات أساسية الخطوة الأولى : فصل سلسلتي المادة الوراثية بالحرارة يعد وضع كل المكونات السابقة فى أنبوبة الPCR ودمجها جيدا يتم تهيئة المكونات للعمل برفع الحرارة لمدة خمس دقائق على 95مº ثم ترفع الحرارة إلى 96مº  لمدة دقيقة لتكسير الروابط الهيدروجينية  بين سلسلتي ال DNA وفصلهما عن بعض الخطوة الثانية: Reannealing إرتباط البريمر البادئ مع سلسلة ال DNA  بخفض درجة الحرارة إلى درجة حرارة معينة تختلف بإختلاف البادئ يعطى الفرصة لآن يرتبط البادئ مع النيوكليوتيدات المكملة له على سلسلة ال DNA الخطوة الثالثة: إمتداد البادئ  DNA  Extension وتكون سلاسل مزدوجه جديد فى هذة الخطوة يقوم إنزيم البلمرة بإضافة القواعد النتروجينية المتوفرة فى أنبوبة ال PCR  وربطها مع القاعدة المقابلة لها على سلسلة ال DNA. وبذلك فى نهاية دورة ال PCR والتى تستغرق حوالى 2 دقيقة يتكون من نسخة DNA واحد   نسختين وبعد دورتان تتكون 4 نسخ  وبعد ثلاث دورات تتكون 8 نسخ وبعد أربع دورات تتكون 16 نسخة وهكذا بعد 20 دورة تتكون مليون نسخة فى وقت لا يصل الى الساعة ويفضل أن تكون عدد الدورات 35 دورة.  

* التطور العلمى فى مجال الحاسب اللآلى

الاستفادة من تطور العلوم فى مجال الانتاج الحيوانى والدواجن

أدى التطور العلمى المذهل فى كافة العلوم المختلفة إلى التطور الكبير فى التكنولوجيا الحيوية وانتالقها من التكنولوجية الحيوية التقلدية الى التكنوجيا الحيوية الجزيئية والهندسة الوراثية والاستفادة من ذلك فى كافة المجالات وفى برامج التحسين الوراثى لحيوانات المزرعة والدواجن وانتاج مواد علاجية فى الالبان والبيض وقد تم فصل جينات عديدة فى الدواجن ودراستها وتحديد الخريطة الوراثية للدواجن والإنتهاء من  تحديد الجينوم الداجني كاملآ وتحديد العديد من الجينات المرتبطة بالصفات المورفلوجية والإنتاجية وتستخدم الآن واسمات جزيئية ترتبط بهده الجينات عند دراستها يمكن معرفة توفر هذه الصفات أم لا فى الدواجن.

د. إستفتاح محمد الكومى قسم الانتاج الحيوانى  شعبة البحوث الزراعية والبيولوجية  المركز القومى للبحوث [email protected]  

http://kenanaonline.com/animprodnrc