المشاكل الأساسية في علم الوراثة. المشاكل الرئيسية لعلم الوراثة ما هي المشاكل التي تحلها الهندسة الوراثية

علم الوراثة (من الأصل اليوناني) ، علم الوراثة وتنوع الكائنات الحية وطرق إدارتها. يمكن اعتبار علم الوراثة بحق أحد أهم مجالات علم الأحياء. منذ آلاف السنين ، استخدم الإنسان الأساليب الجينية لتحسين الحيوانات الأليفة والنباتات المزروعة دون فهم الآليات الكامنة وراء هذه الأساليب. بناءً على مجموعة متنوعة من البيانات الأثرية ، أدرك الناس بالفعل منذ 6000 عام أن بعض الخصائص الفيزيائية يمكن أن تنتقل من جيل إلى آخر. من خلال اختيار كائنات معينة من مجموعات طبيعية وعبورها مع بعضها البعض ، ابتكر الإنسان أنواعًا محسّنة من النباتات وسلالات الحيوانات التي تمتلك الخصائص التي يحتاجها.

ومع ذلك ، فقط في بداية القرن العشرين. بدأ العلماء يدركون تمامًا أهمية قوانين الوراثة وآلياتها. على الرغم من أن التطورات في الفحص المجهري جعلت من الممكن إثبات أن الصفات الوراثية تنتقل من جيل إلى جيل من خلال الحيوانات المنوية والبويضات ، إلا أنه ظل غير واضح كيف يمكن لأصغر جسيمات البروتوبلازم أن تحمل "مكونات" مجموعة واسعة من السمات التي يتكون منها كل فرد. الكائن الحي.

أول خطوة علمية حقيقية إلى الأمام في دراسة الوراثة كانت على يد الراهب النمساوي جريجور مندل ، الذي نشر في عام 1866 مقالاً أرسى أسس علم الوراثة الحديث. أظهر مندل أن الميول الوراثية لا تختلط ، لكنها تنتقل من الآباء إلى الأحفاد في شكل وحدات منفصلة (معزولة). تظل هذه الوحدات ، المقدمة في أزواج في الأفراد ، منفصلة ويتم نقلها إلى الأجيال اللاحقة في الأمشاج الذكرية والأنثوية ، كل منها تحتوي على وحدة واحدة من كل زوج. في عام 1909 ، أطلق عالم النبات الدنماركي يوهانسن على هذه الوحدات اسم "جيدام" ، وفي عام 1912 أظهر عالم الوراثة الأمريكي مورغان أنها تقع في الكروموسومات.

تم اقتراح مصطلح "علم الوراثة" في عام 1906 من قبل دبليو باتسون.

منذ ذلك الحين ، خطى علم الوراثة خطوات كبيرة في شرح طبيعة الوراثة على مستوى الكائن الحي وعلى مستوى الجين. دور الجينات في تطور الكائن الحي هائل. تميز الجينات جميع علامات الكائن الحي في المستقبل ، مثل لون العين والجلد والحجم والوزن وغير ذلك الكثير. الجينات هي ناقلات للمعلومات الوراثية التي على أساسها يتطور الكائن الحي.

اعتمادًا على موضوع الدراسة ، يتم تمييز علم الوراثة النباتية ، وعلم الوراثة الحيوانية ، وعلم الوراثة للكائنات الحية الدقيقة ، وعلم الوراثة البشرية ، وما إلى ذلك ، واعتمادًا على الأساليب المستخدمة في التخصصات الأخرى ، وعلم الوراثة البيوكيميائية ، وعلم الوراثة الجزيئي ، وعلم الوراثة البيئية ، إلخ.

يقدم علم الوراثة مساهمة كبيرة في تطوير نظرية التطور (علم الوراثة التطوري ، علم الوراثة السكانية). تستخدم أفكار وأساليب علم الوراثة في جميع مجالات النشاط البشري المتعلقة بالكائنات الحية. إنها مهمة لحل المشكلات في الطب والزراعة والصناعة الميكروبيولوجية. ترتبط أحدث التطورات في علم الوراثة بتطور الهندسة الوراثية.

في المجتمع الحديث ، تتم مناقشة القضايا الجينية على نطاق واسع في جماهير مختلفة ومن وجهات نظر مختلفة ، بما في ذلك الأخلاقية ، من الواضح ، لسببين.

أولاً ، يؤثر علم الوراثة على أهم خصائص الطبيعة الحية ، كما لو كانت المواقف الرئيسية في مظاهر الحياة. لذلك ، فإن تقدم الطب وعلم الأحياء ، وكذلك كل التوقعات منه ، غالبًا ما يركز على علم الوراثة. إلى حد كبير ، هذا التركيز له ما يبرره.

ثانيًا ، في العقود الأخيرة ، تطور علم الوراثة بسرعة كبيرة لدرجة أنه أدى إلى ظهور تنبؤات واعدة علمية وشبه علمية. هذا ينطبق بشكل خاص على علم الوراثة البشرية ، الذي يثير تقدمه مشاكل أخلاقية بشكل أكثر حدة مما هو عليه في مجالات أخرى من علوم الطب الحيوي.

نشأت دائمًا الحاجة إلى فهم الجوانب الأخلاقية لاستخدام التقنيات الجديدة.

الفرق في العصر الحديث هو أن سرعة تنفيذ فكرة أو التطور العلمي نتيجة لذلك زادت بشكل كبير.

في علم الوراثة البشرية ، هناك علاقة واضحة بين البحث العلمي والقضايا الأخلاقية ، وكذلك اعتماد البحث العلمي على المعنى الأخلاقي لنتائجها النهائية. تقدم علم الوراثة إلى الأمام حتى أن الإنسان على أعتاب مثل هذه القوة التي تسمح له بتحديد مصيره البيولوجي. هذا هو السبب في أن استخدام جميع الاحتمالات المحتملة لعلم الوراثة الطبية يكون حقيقيًا فقط مع التقيد الصارم بالمعايير الأخلاقية.

قدمت الجينات البشرية ، التي تطورت بسرعة في العقود الأخيرة ، إجابات للعديد من الأسئلة التي لطالما اهتم بها الناس: ما الذي يحدد جنس الطفل؟ لماذا يشبه الأطفال والديهم؟ ما هي العلامات والأمراض الموروثة وغير الموروثة ، ولماذا يختلف الناس عن بعضهم البعض ، ولماذا تكون الزيجات ذات الصلة الوثيقة ضارة؟

يعود الاهتمام بعلم الوراثة البشرية إلى عدة أسباب. أولاً ، إنها الرغبة الطبيعية للإنسان في معرفة نفسه. ثانيًا ، بعد هزيمة العديد من الأمراض المعدية - الطاعون ، والكوليرا ، والجدري ، وما إلى ذلك - زادت الحصة النسبية للأمراض الوراثية. ثالثًا ، بعد فهم طبيعة الطفرات وأهميتها في الوراثة ، أصبح من الواضح أن الطفرات يمكن أن تكون ناجمة عن عوامل بيئية لم يتم إعطاؤها الاهتمام الواجب من قبل. بدأت دراسة مكثفة لتأثيرات الإشعاع والمواد الكيميائية على الوراثة. كل عام ، يتم استخدام المزيد والمزيد من المركبات الكيميائية في الحياة اليومية ، والزراعة ، والأغذية ، ومستحضرات التجميل ، والصناعات الدوائية وغيرها من مجالات النشاط ، من بينها العديد من المطفرات.

في هذا الصدد ، يمكن تمييز المشاكل الرئيسية التالية لعلم الوراثة.

الأمراض الوراثية وأسبابها

يمكن أن تحدث الأمراض الوراثية بسبب اضطرابات في الجينات الفردية أو الكروموسومات أو مجموعات الكروموسومات. لأول مرة ، تم اكتشاف علاقة بين مجموعة غير طبيعية من الكروموسومات وانحرافات حادة عن التطور الطبيعي في حالة متلازمة داون.

بالإضافة إلى الاضطرابات الصبغية ، يمكن أن تحدث الأمراض الوراثية بسبب تغيرات في المعلومات الجينية مباشرة في الجينات.

العلاجات الفعالة للأمراض الوراثية غير موجودة حتى الآن. ومع ذلك ، هناك طرق علاجية تخفف من حالة المرضى وتحسن رفاهيتهم. وهي تستند بشكل أساسي إلى تعويض العيوب الأيضية التي تسببها الاضطرابات في الجينوم.

المعامل الطبية الجينية. تتيح معرفة الجينات البشرية إمكانية تحديد احتمال ولادة أطفال يعانون من أمراض وراثية في الحالات التي يكون فيها أحد الزوجين أو كلاهما مريضًا أو يكون كلا الوالدين بصحة جيدة ، ولكن تم العثور على أمراض وراثية في أسلافهم. في بعض الحالات ، من الممكن التنبؤ بولادة طفل ثانٍ سليم إذا كان الطفل الأول مريضًا. يتم إجراء مثل هذا التنبؤ في المختبرات الطبية الجينية. سيؤدي الاستخدام الواسع النطاق للاستشارات الوراثية إلى إنقاذ العديد من العائلات من محنة إنجاب الأطفال المرضى.

هل القدرات موروثة؟ يعتقد العلماء أن كل شخص لديه ذرة من الموهبة. يتم تطوير الموهبة من خلال العمل الجاد. من الناحية الجينية ، يكون الإنسان أكثر ثراءً في قدراته ، لكنه لا يدركها تمامًا في حياته.
حتى الآن ، لا توجد حتى الآن طرق للكشف عن القدرات الحقيقية للإنسان في عملية طفولته وتنشئته ، وبالتالي غالبًا ما لا يتم توفير الظروف المناسبة لنموهم.

هل الانتقاء الطبيعي يعمل في المجتمع البشري؟ تاريخ البشرية هو تغيير في التركيب الجيني لمجموعات الأنواع البشرية تحت تأثير العوامل البيولوجية والاجتماعية. الحروب والأوبئة غيرت مجموعة الجينات للبشرية. لم يضعف الانتقاء الطبيعي على مدى الألفي عام الماضية ، ولكنه تغير فقط: فقد غُطى بالاختيار الاجتماعي.

تستخدم الهندسة الوراثية أهم اكتشافات علم الوراثة الجزيئي لتطوير طرق بحث جديدة ، والحصول على بيانات وراثية جديدة ، وكذلك في الأنشطة العملية ، ولا سيما في الطب.

في السابق ، كانت اللقاحات تُصنع فقط من البكتيريا أو الفيروسات المقتولة أو الضعيفة القادرة على تحفيز المناعة لدى البشر من خلال تكوين بروتينات معينة من الأجسام المضادة. تؤدي هذه اللقاحات إلى تطوير مناعة قوية ، ولكن لها أيضًا عيوب.

من الأكثر أمانًا التطعيم بالبروتينات النقية لقشرة الفيروسات - لا يمكن أن تتكاثر ، tk. ليس لديهم أحماض نووية ، لكنهم يتسببون في إنتاج الأجسام المضادة. يمكن الحصول عليها عن طريق الهندسة الوراثية. لقد تم بالفعل إنشاء مثل هذا اللقاح ضد التهاب الكبد المعدي (مرض بوتكين) - وهو مرض خطير ومستعص على الحل. يجري العمل على ابتكار لقاحات نقية ضد الأنفلونزا والجمرة الخبيثة وأمراض أخرى.

تصحيح الأرضية. بدأت عمليات تغيير الجنس في بلدنا منذ حوالي 30 عامًا لأسباب طبية بصرامة.

زراعة الاعضاء. تعتبر عملية زرع الأعضاء من المتبرعين عملية معقدة للغاية ، تليها فترة صعبة بنفس القدر من زراعة الأعضاء. في كثير من الأحيان يتم رفض الزرع ويموت المريض. يأمل العلماء في حل هذه المشاكل بمساعدة الاستنساخ.

الاستنساخ هو طريقة هندسية وراثية يتم فيها الحصول على النسل من الخلية الجسدية للسلف وبالتالي يكون له نفس الجينوم تمامًا.

يحل استنساخ الحيوانات العديد من المشكلات في الطب والبيولوجيا الجزيئية ، ولكنه في نفس الوقت يخلق العديد من المشكلات الاجتماعية.

يرى العلماء احتمال تكاثر الأنسجة الفردية أو أعضاء الأشخاص المصابين بأمراض خطيرة من أجل الزرع اللاحق - في هذه الحالة ، لن تكون هناك مشاكل في رفض الزرع. يمكن أيضًا استخدام الاستنساخ للحصول على عقاقير جديدة ، خاصة تلك التي يتم الحصول عليها من أنسجة وأعضاء الحيوانات أو البشر.

ومع ذلك ، على الرغم من الاحتمالات المغرية ، فإن الجانب الأخلاقي للاستنساخ يمثل مصدر قلق.

تشوهات. يحدث تطور كائن حي جديد وفقًا للرمز الجيني المسجل في الحمض النووي ، والموجود في نواة كل خلية في الجسم. في بعض الأحيان ، تحت تأثير العوامل البيئية - الأشعة فوق البنفسجية المشعة ، والمواد الكيميائية - يحدث انتهاك للرمز الجيني ، وتحدث الطفرات ، والانحرافات عن القاعدة.

علم الوراثة والإجرام. في الممارسة القضائية ، تُعرف حالات إثبات القرابة ، عند اختلاط الأطفال في مستشفى الولادة. في بعض الأحيان كان هذا يتعلق بالأطفال الذين نشأوا في أسر أجنبية لأكثر من عام واحد. لإثبات القرابة ، يتم استخدام طرق الفحص البيولوجي ، والتي يتم إجراؤها عندما يبلغ الطفل عامًا واحدًا ويستقر نظام الدم. تم تطوير طريقة جديدة - بصمات الجينات ، والتي تسمح بالتحليل على المستوى الكروموسومي. في هذه الحالة ، لا يهم عمر الطفل ، ويتم إنشاء العلاقة بضمان 100٪.

طرق دراسة علم الوراثة البشرية

تتكون طريقة الأنساب في دراسة النسب بناءً على قوانين الميراث المندلية وتساعد على تحديد طبيعة وراثة سمة (سائدة أو متنحية).

الطريقة المزدوجة هي دراسة الفروق بين التوائم المتماثلة. يتم توفير هذه الطريقة من الطبيعة نفسها. يساعد على تحديد تأثير الظروف البيئية على النمط الظاهري مع نفس الأنماط الجينية.

طريقة السكان. علم الوراثة السكانية يدرس الاختلافات الجينية بين المجموعات الفردية من الناس (السكان) ، ويستكشف أنماط التوزيع الجغرافي للجينات.

تعتمد الطريقة الوراثية الخلوية على دراسة التباين والوراثة على مستوى الخلايا والهياكل دون الخلوية. تم إيجاد علاقة بين عدد من الأمراض الخطيرة المصحوبة بشذوذ في الكروموسومات.

تتيح الطريقة البيوكيميائية التعرف على العديد من الأمراض البشرية الوراثية المرتبطة باضطرابات التمثيل الغذائي. من المعروف أن حالات الشذوذ في الكربوهيدرات والأحماض الأمينية والدهون وأنواع أخرى من التمثيل الغذائي.

دور التكاثر في تنمية الكائنات الحية

جميع مراحل حياة أي كائن حي مهمة ، بما في ذلك الإنسان. يتم تقليل كل منهم إلى التكاثر الدوري للكائن الحي الأصلي. وبدأت عملية التكاثر الدوري هذه منذ حوالي 4 مليارات سنة.

دعونا نفكر في ميزاته. من المعروف من الكيمياء الحيوية أن العديد من تفاعلات الجزيئات العضوية قابلة للعكس. على سبيل المثال ، يتم تصنيع الأحماض الأمينية في جزيئات بروتينية يمكن تقسيمها إلى أحماض أمينية. أي ، تحت تأثير أي تأثيرات ، تحدث تفاعلات تركيبية وتفاعلات انقسام. في الطبيعة الحية ، يمر أي كائن بمراحل دورية من تقسيم الكائن الأصلي والتكاثر من الجزء المنفصل لنسخة جديدة من الكائن الأصلي ، مما يؤدي مرة أخرى إلى ظهور جنين للتكاثر. ولهذا السبب تستمر التفاعلات في الطبيعة الحية بشكل مستمر لمليارات السنين. يتم تحديد خاصية التكاثر من الأجزاء المنقسمة من الكائن الأصلي لنسخته من خلال حقيقة أن مركبًا من الجزيئات يتم نقله إلى الكائن الجديد ، والذي يتحكم تمامًا في عملية إعادة إنشاء النسخة.

بدأت العملية بالتكاثر الذاتي لمجمعات الجزيئات. وهذا المسار ثابت تمامًا في كل خلية حية. لطالما اهتم العلماء بحقيقة أنه في عملية التطور الجنيني ، تتكرر مراحل تطور الحياة. لكن بعد ذلك يجب الانتباه إلى حقيقة أنه في أعماق الخلية ، في نواتها ، توجد جزيئات DNA. هذا هو أفضل دليل على أن الحياة على الأرض بدأت بتكاثر معقدات من الجزيئات التي لها خاصية فصل الحلزون المزدوج للحمض النووي أولاً ، ثم توفير عملية إعادة تكوين الحلزون المزدوج. هذه هي عملية إعادة البناء الدورية لكائن حي بمساعدة الجزيئات التي تم نقلها في لحظة الانقسام والتي تتحكم بشكل كامل في تركيب نسخة من الكائن الأصلي. لذا فإن تعريف الحياة سيبدو هكذا. الحياة هي نوع من تفاعل المادة ، والاختلاف الرئيسي بينها وبين أنواع التفاعلات المعروفة هو تخزين وتراكم ونسخ الكائنات ، مما يُدخل اليقين في هذه التفاعلات وينقلها من عشوائية إلى عادية ، بينما يتم التكاثر الدوري لـ كائن حي يحدث.

يحتوي أي كائن حي على مجموعة وراثية من الجزيئات التي تحدد تمامًا عملية إعادة تكوين نسخة من الكائن الأصلي ، أي إذا كانت العناصر الغذائية الضرورية متوفرة ، مع احتمال وجود واحد ، نتيجة لتفاعل مجموعة من الجزيئات ، سيتم إعادة إنشاء نسخة من كائن حي. لكن الإمداد بالمغذيات غير مضمون ، كما تحدث تأثيرات خارجية ضارة وتعطل التفاعلات داخل الخلية. لذلك ، فإن الاحتمال الإجمالي لإعادة إنشاء نسخة يكون دائمًا أقل بقليل من واحد.

لذلك ، من كائنين أو كائنات حية ، فإن الكائن الحي الذي لديه احتمالية إجمالية أكبر لتنفيذ جميع التفاعلات الضرورية سيتم نسخها بشكل أكثر كفاءة. هذا هو قانون تطور الطبيعة الحية. بمعنى آخر ، يمكن أيضًا صياغتها على النحو التالي: كلما زاد عدد التفاعلات اللازمة لنسخ كائن يتحكم فيه الكائن نفسه ، زادت احتمالية تكاثره الدوري.

من الواضح أنه إذا زاد الاحتمال الإجمالي لجميع التفاعلات ، فإن الكائن المعطى يتطور ؛ إذا انخفض ، فإنه يتلف ؛ إذا لم يتغير ، يكون الكائن في حالة مستقرة.

إن الوظيفة الأكثر أهمية لنشاط الحياة هي وظيفة الإنتاج الذاتي. بمعنى آخر ، نشاط الحياة هو عملية تلبية الحاجة إلى إعادة إنتاج شخص ما لكائنه الحي في إطار النظام الذي يتم تضمينه فيه كعنصر ، أي في الظروف البيئية. مع الأخذ في الاعتبار الافتراض الأولي بأن نشاط الحياة له أهم حاجة لإعادة إنتاج موضوعه ، بصفتك مالكًا لجسم الإنسان ، تجدر الإشارة إلى أن التكاثر يتم بطريقتين: أولاً ، في عملية الاستهلاك. المادة والطاقة من البيئة ، وثانيًا ، في عملية التكاثر البيولوجي ، أي ولادة النسل. يمكن التعبير عن النوع الأول من إدراك الحاجة في ارتباط "البيئة بالكائن الحي" بأنه تكاثر "حي من غير حي". الإنسان موجود على الأرض بفضل الاستهلاك المستمر للمواد الضرورية والطاقة من البيئة.

في و. قدم Vernadsky في عمله المشهور "Biosphere" عملية الحياة على الأرض كدورة ثابتة من المادة والطاقة ، والتي يجب أن يشارك فيها الإنسان مع مخلوقات أخرى. تم تضمين ذرات وجزيئات المواد الفيزيائية التي تشكل المحيط الحيوي للأرض داخل وخارج دورانها ملايين المرات أثناء وجود الحياة. جسم الإنسان ليس مطابقًا للمادة والطاقة المستهلكة من البيئة الخارجية ، فهو موضوع نشاط حياته الذي يتحول بطريقة معينة. نتيجة لإدراك الاحتياجات من المواد والطاقة والمعلومات ، ينشأ كائن آخر من الطبيعة من كائن واحد في الطبيعة ، له خصائص ووظائف ليست متأصلة على الإطلاق في الكائن الأصلي. يظهر هذا نوعًا خاصًا من النشاط المتأصل في الإنسان. يمكن تعريف هذا النشاط على أنه حاجة تهدف إلى إعادة إنتاج المواد والطاقة. إن مضمون تحقيق هذه الحاجة هو استخراج وسائل الحياة من البيئة. الاستخراج بمعناه الواسع ، سواء الاستخراج الفعلي أو الإنتاج.

هذا النوع من التكاثر ليس هو النوع الوحيد الضروري لوجود الحياة. كتب V.I.Vernadsky أن الكائن الحي ، "عندما يحتضر ويعيش وينهار ، فإنه يعطي ذراته ويأخذها منه باستمرار ، ولكن المادة الحية التي تحتضنها الحياة لها دائمًا بداية في الحي". النوع الثاني من التكاثر متأصل أيضًا في جميع الكائنات الحية على الأرض. لقد أثبت العلم بدرجة كافية من اليقين أن الأصل المباشر للكائنات الحية من مادة غير حية في هذه المرحلة من تطور الأرض أمر مستحيل.

بعد ظهور الحياة وانتشارها على الأرض ، لم يعد ظهورها في الوقت الحاضر على أساس مادة غير عضوية وحدها ممكنًا. جميع الأنظمة الحية الموجودة على الأرض تنشأ الآن إما على أساس الأحياء أو من خلال الأحياء. وهكذا ، قبل أن يتكاثر الكائن الحي ماديًا وحيويًا ، يجب أن يتكاثر بيولوجيًا ، أي أن يولده كائن حي آخر. إن تكاثر الأحياء عن طريق الأحياء هو ، أولاً وقبل كل شيء ، انتقال مادة وراثية من جيل إلى آخر ، والتي تحدد في النسل ظاهرة بنية شكلية معينة. من الواضح أن المادة الجينية لا تنتقل من جيل إلى جيل بمفردها ، كما أن انتقالها هو وظيفة من وظائف الحياة البشرية.

السؤال 1. ما هي التكنولوجيا الحيوية؟

التكنولوجيا الحيوية هي استخدام الكائنات الحية أو النظم البيولوجية أو العمليات البيولوجية في الإنتاج الصناعي. تشمل فروع التكنولوجيا الحيوية الهندسة الوراثية والكروموسومات والخلوية ، واستنساخ النباتات والحيوانات الزراعية ، واستخدام الكائنات الحية الدقيقة في الخبز ، وصناعة النبيذ ، وإنتاج الأدوية ، وما إلى ذلك.

السؤال 2. ما هي المشاكل التي تحلها الهندسة الوراثية؟ ما هي التحديات المرتبطة بالبحث في هذا المجال؟

تسمح لك طرق الهندسة الوراثية بإدخال جينات كائنات أخرى (على سبيل المثال ، البشر) في النمط الجيني لبعض الكائنات الحية (على سبيل المثال ، البكتيريا). جعلت الهندسة الوراثية من الممكن حل مشاكل التوليف الصناعي بواسطة الكائنات الحية الدقيقة لمختلف الهرمونات البشرية ، مثل الأنسولين وهرمون النمو. من خلال إنشاء نباتات معدلة وراثيًا ، قدمت أصنافًا مقاومة للبرد والأمراض والآفات. تتمثل الصعوبة الرئيسية للهندسة الوراثية في مراقبة ومراقبة نشاط الحمض النووي الذي يتم إدخاله من الخارج. من المهم معرفة ما إذا كانت الكائنات المحورة جينيا قادرة على تحمل "حمل" الجينات الأجنبية. هناك أيضًا خطر النقل التلقائي (الهجرة) للجينات الأجنبية إلى كائنات أخرى ، ونتيجة لذلك يمكن أن تكتسب خصائص غير مرغوب فيها للإنسان والطبيعة. أخيرًا وليس آخرًا ، تكمن المشكلة الأخلاقية: هل لدينا الحق في إعادة صنع الكائنات الحية لمصلحتنا؟

السؤال الثالث: لماذا تعتقد أن اختيار الكائنات الحية الدقيقة له أهمية قصوى حاليًا؟

هناك عدة أسباب لزيادة الاهتمام بالتكاثر الميكروبي:

• سهولة الانتقاء (مقارنة بالنباتات والحيوانات) ، ويرجع ذلك إلى ارتفاع معدل التكاثر وسهولة زراعة البكتيريا ؛
• إمكانات كيميائية حيوية هائلة (مجموعة متنوعة من التفاعلات التي تقوم بها البكتيريا - من تخليق المضادات الحيوية والفيتامينات إلى عزل العناصر الكيميائية النادرة من الخامات) ؛
• بساطة التلاعب بالهندسة الوراثية ؛ من المهم أيضًا أن يبدأ الجين المدمج في الحمض النووي للبكتيريا في العمل تلقائيًا ، نظرًا لأن جميع جينات بدائيات النوى نشطة (على عكس الكائنات حقيقية النواة).

نتيجة لذلك ، يوجد اليوم عدد كبير من الأمثلة على استخدام سلالات جديدة من البكتيريا في الممارسة العملية: إنتاج الغذاء ، والهرمونات البشرية ، ومعالجة النفايات ، ومعالجة مياه الصرف الصحي ، إلخ.

السؤال 4. أعط أمثلة على الإنتاج الصناعي واستخدام منتجات النشاط الحيوي للكائنات الحية الدقيقة.

منذ العصور القديمة ، وفرت بكتيريا حمض اللاكتيك تحضير اللبن الرائب والجبن. البكتيريا التي تتميز بالتخمير الكحولي - تخليق الكحول الإيثيلي ؛ تستخدم الخميرة في الخبز وصناعة النبيذ.

منذ عام 1982 ، تم إنتاج الأنسولين الذي صنعته الإشريكية القولونية على نطاق صناعي. أصبح هذا ممكنًا بعد إدخال جين الأنسولين البشري في الحمض النووي للبكتيريا باستخدام طرق الهندسة الوراثية. في الوقت الحاضر ، تم إنشاء تخليق هرمون النمو المعدّل وراثيًا ، والذي يستخدم لعلاج التقزم عند الأطفال.

تشارك الكائنات الحية الدقيقة أيضًا في عمليات التكنولوجيا الحيوية لتنظيف مياه الصرف الصحي ومعالجة النفايات وإزالة الانسكابات النفطية في المسطحات المائية والحصول على الوقود.

السؤال 5. ما هي الكائنات الحية التي تسمى trans-genic؟

المعدلة وراثيا (المعدلة وراثيا) هي الكائنات الحية التي تحتوي على إضافات اصطناعية إلى الجينوم. مثال (بالإضافة إلى الإشريكية القولونية المذكورة أعلاه) يمكن أن تكون نباتات ، يتم إدخال جزء من الكروموسوم البكتيري في الحمض النووي الخاص بها ، وهو المسؤول عن تخليق السم الذي يصد الحشرات الضارة. ونتيجة لذلك ، تم الحصول على أصناف من الذرة والأرز والبطاطس مقاومة للآفات ولا تتطلب استخدام المبيدات. والمثال المثير للاهتمام هو السلمون ، الذي تم استكمال حمضه النووي بجين ينشط إنتاج هرمون النمو. نتيجة لذلك ، نما سمك السلمون أسرع عدة مرات ، وأصبح وزن السمك أكبر بكثير من المعتاد.

السؤال 6. ما هي ميزة الاستنساخ على طرق التربية التقليدية؟

يهدف الاستنساخ إلى الحصول على نسخ طبق الأصل من كائن حي له خصائص معروفة بالفعل. يسمح لك بتحقيق نتائج أفضل في وقت أقصر من طرق التربية التقليدية. مواد من الموقع

يجعل الاستنساخ من الممكن العمل مع الخلايا الفردية أو الأجنة الصغيرة. على سبيل المثال ، عند تربية الماشية ، ينقسم جنين العجل في مرحلة الخلايا غير المتمايزة إلى شظايا ويوضع في أمهات بديلات. ونتيجة لذلك ، تتطور عدة عجول متطابقة تتمتع بالسمات والخصائص الضرورية.

يمكن أيضًا استخدام استنساخ النباتات إذا لزم الأمر. في هذه الحالة ، يحدث الانتقاء في زراعة الخلايا (على الخلايا المعزولة المزروعة صناعياً). وعندها فقط ، تزرع النباتات الكاملة من الخلايا التي لها الخصائص الضرورية.

أشهر مثال على الاستنساخ هو زرع نواة خلية جسدية في بويضة في طور النمو. ستجعل هذه التكنولوجيا في المستقبل من الممكن إنشاء توأم جيني لأي كائن حي (أو الأهم من ذلك ، أنسجته وأعضائه).

لم تجد ما كنت تبحث عنه؟ استخدم البحث

في هذه الصفحة ، مادة حول الموضوعات:

• لماذا تعتقد أن اختيار الكائنات الحية الدقيقة يكتسب
• أمثلة على استخدام إنجازات التكنولوجيا الحيوية
• التقدم في التكنولوجيا الحيوية
• استنساخ التكنولوجيا الحيوية بالفيديو
• sochineniya biotexnologiya

يتوافق الكتاب المدرسي مع المعيار التعليمي الفيدرالي للتعليم الثانوي (الكامل) العام ، والذي أوصت به وزارة التعليم والعلوم في الاتحاد الروسي وهو مدرج في القائمة الفيدرالية للكتب المدرسية.

الكتاب المدرسي موجه للطلاب في الصف العاشر وهو مصمم لتدريس المادة ساعة أو ساعتين في الأسبوع.

يساهم التصميم الحديث والأسئلة والمهام متعددة المستويات والمعلومات الإضافية وإمكانية العمل الموازي مع تطبيق إلكتروني في الاستيعاب الفعال للمواد التعليمية.

ما هي أهمية اختيار الكائنات الحية الدقيقة للصناعة والزراعة؟

التكنولوجيا الحيوية -هو استخدام الكائنات الحية أو النظم البيولوجية أو العمليات البيولوجية في الإنتاج الصناعي. انتشر مصطلح "التكنولوجيا الحيوية" منذ منتصف السبعينيات. القرن العشرين ، على الرغم من أن الجنس البشري قد استخدم منذ زمن بعيد الكائنات الحية الدقيقة في الخبز وصنع النبيذ ، وفي إنتاج الجعة وفي صناعة الجبن. يمكن اعتبار أي إنتاج يعتمد على عملية بيولوجية بمثابة تقنية حيوية. تعد الهندسة الوراثية والكروموسوم والخلايا واستنساخ النباتات والحيوانات الزراعية جوانب مختلفة من التكنولوجيا الحيوية الحديثة.

تجعل التكنولوجيا الحيوية من الممكن ليس فقط الحصول على المنتجات المهمة للإنسان ، مثل المضادات الحيوية وهرمون النمو ، وكحول الإيثيل والكفير ، ولكن أيضًا لإنشاء كائنات ذات خصائص محددة مسبقًا بشكل أسرع بكثير من استخدام طرق التربية التقليدية. هناك عمليات تقنية حيوية لمعالجة مياه الصرف الصحي ، ومعالجة النفايات ، وإزالة الانسكاب النفطي في المسطحات المائية ، وإنتاج الوقود. تعتمد هذه التقنيات على خصائص النشاط الحيوي لبعض الكائنات الحية الدقيقة.

تعمل التقنيات الحيوية الحديثة الناشئة على تغيير مجتمعنا ، وتفتح فرصًا جديدة ، ولكنها في نفس الوقت تخلق مشاكل اجتماعية وأخلاقية معينة.

الهندسة الوراثية.الكائنات الملائمة للتكنولوجيا الحيوية هي الكائنات الحية الدقيقة التي لها جينوم منظم نسبيًا ودورة حياة قصيرة ومجموعة متنوعة من الخصائص الفسيولوجية والكيميائية الحيوية.

أحد أسباب مرض السكري هو نقص الأنسولين في الجسم - وهو هرمون البنكرياس. تنقذ حقن الأنسولين المعزولة من بنكرياس الخنازير والماشية ملايين الأرواح ، ولكن في بعض المرضى تؤدي إلى تطور الحساسية. الحل الأمثل هو استخدام الأنسولين البشري. عن طريق الهندسة الوراثية ، تم إدخال جين الأنسولين البشري في الحمض النووي للإشريكية القولونية. بدأت البكتيريا في تصنيع الأنسولين بنشاط. في عام 1982 ، أصبح الأنسولين البشري أول دواء معدل وراثيًا.

أرز. 107- البلدان التي تزرع النباتات المحورة جينيا. تقريبا كامل المساحة المزروعة بالمحاصيل المعدلة وراثيا تشغلها أصناف معدلة وراثيا من أربعة نباتات: فول الصويا (62٪) والذرة (24٪) والقطن (9٪) وبذور اللفت (4٪). تم بالفعل إنتاج أنواع مختلفة من البطاطا والطماطم والأرز والتبغ والبنجر والمحاصيل الأخرى المعدلة وراثيًا

يتم الحصول على هرمون النمو حاليًا بطريقة مماثلة. يوفر الجين البشري ، الذي يتم إدخاله في جينوم البكتيريا ، تخليق الهرمون الذي تستخدم حقنه في علاج التقزم وإعادة نمو الأطفال المرضى إلى المستويات الطبيعية تقريبًا.

كما هو الحال في البكتيريا ، يمكن أيضًا تغيير المادة الوراثية للكائنات حقيقية النواة بمساعدة طرق الهندسة الوراثية. تسمى هذه الكائنات المعدلة وراثيا المعدلة وراثياأو الكائنات المعدلة وراثيا(معدلة وراثيا).

في الطبيعة ، هناك بكتيريا تطلق مادة سامة تقتل العديد من الحشرات الضارة. تم عزل الجين المسؤول عن تخليق هذا السم من الجينوم البكتيري وتم دمجه في جينوم النباتات المزروعة. حتى الآن ، تم بالفعل تطوير أصناف مقاومة للآفات من الذرة والأرز والبطاطس وغيرها من النباتات الزراعية. إن زراعة مثل هذه النباتات المعدلة وراثيًا التي لا تتطلب استخدام مبيدات الآفات لها مزايا هائلة ، لأن المبيدات أولاً لا تقتل الحشرات الضارة فحسب ، بل والمفيدة أيضًا ، وثانيًا ، تتراكم العديد من المبيدات الحشرية في البيئة ولها تأثير مطفر على الكائنات الحية (الشكل). 107).

أجريت واحدة من أولى التجارب الناجحة على تكوين حيوانات معدلة وراثيًا على الفئران ، في الجينوم الذي أُدخل فيه جين هرمون نمو الفئران. نتيجة لذلك ، نمت الفئران المعدلة وراثيًا بشكل أسرع وانتهى بها الأمر لتصبح ضعف حجم الفئران العادية. إذا كانت هذه التجربة ذات أهمية نظرية حصرية ، فإن التجارب في كندا لها بالفعل تطبيق عملي واضح. أدخل علماء كنديون جينًا من سمكة أخرى إلى المادة الوراثية للسلمون ، والتي نشطت جين هرمون النمو. أدى ذلك إلى نمو سمك السلمون أسرع 10 مرات واكتساب وزنه الطبيعي عدة مرات.

استنساخ.يسمى إنشاء نسخ جينية متعددة لفرد واحد من خلال التكاثر اللاجنسي استنساخ. في عدد من الكائنات الحية ، يمكن أن تحدث هذه العملية بشكل طبيعي ، تذكر التكاثر الخضري في النباتات والتفتت في بعض الحيوانات (). إذا انفصلت قطعة من شعاع بطريق الخطأ عن نجم البحر ، يتشكل منها كائن حي كامل جديد (الشكل 108). في الفقاريات ، لا تحدث هذه العملية بشكل طبيعي.

أجرى الباحث جوردون أول تجربة ناجحة لاستنساخ الحيوانات في أواخر الستينيات. القرن ال 20 في جامعة أكسفورد. زرع العالم نواة مأخوذة من خلية ظهارة معوية لضفدع ألبينو في بويضة غير مخصبة لضفدع عادي ، تم تدمير نواتها سابقًا. من هذه البيضة ، تمكن العالم من زراعة الشرغوف ، والذي تحول بعد ذلك إلى ضفدع ، والذي كان نسخة طبق الأصل من ضفدع ألبينو. وهكذا ، لأول مرة تبين أن المعلومات الموجودة في نواة أي خلية كافية لتطوير كائن حي كامل.

أرز. 108. تجديد نجم البحر من شعاع واحد

أدت الأبحاث الإضافية التي أجريت في اسكتلندا في عام 1996 إلى الاستنساخ الناجح للأغنام دوللي من الخلية الظهارية الثديية للأم (الشكل 109).

يبدو أن الاستنساخ طريقة واعدة في تربية الحيوانات. على سبيل المثال ، عند تربية الماشية ، يتم استخدام التقنية التالية. في مرحلة مبكرة من التطور ، عندما تكون خلايا الجنين غير متخصصة بعد ، ينقسم الجنين إلى عدة أجزاء. من كل جزء يتم وضعه في أم حاضنة (بديلة) ، يمكن أن يتطور عجل كامل. بهذه الطريقة ، يمكنك إنشاء العديد من النسخ المتطابقة لحيوان واحد بصفات قيمة.

ولأغراض خاصة ، يمكن أيضًا استنساخ الخلايا المفردة ، مما يؤدي إلى إنشاء مزارع الأنسجة التي يمكن أن تنمو إلى ما لا نهاية في الوسائط الصحيحة. تعمل الخلايا المستنسخة كبديل لحيوانات المختبر ، حيث يمكن استخدامها لدراسة التأثيرات على الكائنات الحية للمواد الكيميائية المختلفة ، مثل الأدوية.

يستخدم استنساخ النبات ميزة فريدة للخلايا النباتية. في أوائل الستينيات. القرن ال 20 لأول مرة ، تبين أن الخلايا النباتية ، حتى بعد بلوغها مرحلة النضج والتخصص ، وفي ظل ظروف مناسبة ، قادرة على تكوين نبتة كاملة (الشكل 110). لذلك ، فإن الأساليب الحديثة في هندسة الخلايا تجعل من الممكن إجراء تكاثر النباتات على المستوى الخلوي ، أي اختيار ليس نباتات بالغة ذات خصائص معينة ، ولكن الخلايا ، التي تُزرع منها نباتات كاملة.

أرز. 109. استنساخ النعجة دوللي

الجوانب الأخلاقية لتطوير التكنولوجيا الحيوية.يثير استخدام التقانات الحيوية الحديثة العديد من الأسئلة الجادة للبشرية. هل يمكن أن يهاجر الجين الذي يتم إدخاله في نباتات الطماطم المعدلة وراثيًا ويندمج في جينوم ، على سبيل المثال ، البكتيريا التي تعيش في أمعاء الإنسان عند تناول الثمار؟ هل يمكن لمحصول معدل وراثيا مقاوم لمبيدات الأعشاب والأمراض والجفاف وغير ذلك من عوامل الإجهاد ، والتلقيح المتبادل مع النباتات البرية ذات الصلة ، ونقل هذه الصفات إلى الأعشاب الضارة؟ ألن ينتج عن ذلك "أعشاب خارقة" من شأنها أن تملأ الأراضي الزراعية بسرعة كبيرة؟ هل ستدخل زريعة السلمون العملاق بطريق الخطأ في عرض البحر وهل سيؤدي ذلك إلى اختلال التوازن في التجمعات الطبيعية؟ هل جسم الحيوانات المعدلة وراثيا قادر على تحمل العبء الذي ينشأ فيما يتعلق بوظيفة الجينات الأجنبية؟ وهل للإنسان الحق في إعادة صنع الكائنات الحية لمصلحته؟

تتم مناقشة هذه القضايا والعديد من القضايا الأخرى المتعلقة بتكوين كائنات معدلة وراثيًا على نطاق واسع من قبل الخبراء والجمهور في جميع أنحاء العالم. تدعي الهيئات واللجان التنظيمية الخاصة التي تم إنشاؤها في جميع البلدان أنه على الرغم من المخاوف القائمة ، لم يتم تسجيل أي آثار ضارة للكائنات المعدلة وراثيًا على الطبيعة.

أرز. 110- مراحل استنساخ النباتات (مثل الجزر)

في عام 1996 ، اعتمد مجلس أوروبا اتفاقية حقوق الإنسان في استخدام تقنيات الجينوم في الطب. تركز الوثيقة على أخلاقيات استخدام هذه التقنيات. يقال إنه لا يمكن التمييز ضد أي فرد بناءً على معلومات حول ميزات الجينوم الخاص به.

يمكن أن يكون لإدخال مادة وراثية غريبة في الخلايا البشرية عواقب سلبية. يمكن أن يؤدي الإدخال غير المنضبط للحمض النووي الغريب في أجزاء معينة من الجينوم إلى تعطيل الجينات. خطر استخدام العلاج الجيني عند العمل مع الخلايا الجرثومية أعلى بكثير من استخدام الخلايا الجسدية. عندما يتم إدخال التركيبات الجينية في الخلايا الجرثومية ، قد يحدث تغيير غير مرغوب فيه في جينوم الأجيال القادمة. لذلك ، في الوثائق الدولية لليونسكو ومجلس أوروبا ومنظمة الصحة العالمية (WHO) ، تم التأكيد على أن أي تغيير في الجينوم البشري لا يمكن إجراؤه إلا على الخلايا الجسدية.

ولكن ربما تثار أخطر الأسئلة فيما يتعلق بالاستنساخ البشري الممكن نظريًا. البحث في مجال الاستنساخ البشري محظور الآن في جميع البلدان لأسباب أخلاقية في المقام الأول. إن تكوين الإنسان كشخص لا يقوم على الوراثة فقط. تحددها الأسرة والبيئة الاجتماعية والثقافية ، وبالتالي ، مع أي استنساخ ، من المستحيل إعادة تكوين شخصية ، كما أنه من المستحيل إعادة إنتاج جميع شروط التنشئة والتعليم التي شكلت شخصية نموذجها الأولي (نواة المتبرع) ). تدين جميع الطوائف الدينية الرئيسية في العالم أي تدخل في عملية التكاثر البشري ، وتصر على أن الحمل والولادة يجب أن يحدثا بشكل طبيعي.

أثارت تجارب استنساخ الحيوانات عددًا من الأسئلة الجادة للمجتمع العلمي ، والتي يعتمد على حلها مواصلة تطوير هذا المجال العلمي. لم تكن النعجة دوللي هي النسخة الوحيدة التي حصل عليها العلماء الاسكتلنديون. كان هناك عدة عشرات من الحيوانات المستنسخة ، ونجت دوللي فقط. في السنوات الأخيرة ، أتاحت التحسينات في تقنيات الاستنساخ زيادة نسبة الحيوانات المستنسخة الباقية على قيد الحياة ، لكن معدل الوفيات لا يزال مرتفعًا للغاية. ومع ذلك ، هناك مشكلة أكثر خطورة من وجهة نظر علمية. على الرغم من ولادة دوللي المنتصرة ، إلا أن عمرها البيولوجي الحقيقي والمشاكل الصحية المرتبطة بها وموتها المبكر نسبيًا ظل غير واضح. وفقًا للعلماء ، فإن استخدام نواة خلية لأغنام متبرع مسن يبلغ من العمر ست سنوات أثر على مصير وصحة دوللي.

من الضروري زيادة صلاحية الكائنات المستنسخة بشكل كبير ، لمعرفة ما إذا كان استخدام طرق معينة يؤثر على متوسط ​​العمر المتوقع للحيوانات وصحتها وخصوبتها. من المهم جدًا تقليل مخاطر حدوث خلل في نمو البويضة المعاد بناؤها.

أدى الإدخال النشط للتقنيات الحيوية في الطب وعلم الوراثة البشرية إلى ظهور علم خاص - أخلاقيات علم الأحياء. أخلاقيات علم الأحياء- علم الموقف الأخلاقي تجاه جميع الكائنات الحية بما في ذلك الإنسان.تأتي الأخلاق الآن في المقدمة. هذه الوصايا الأخلاقية التي استخدمها الجنس البشري لقرون ، للأسف ، لا توفر فرصًا جديدة أتى بها العلم الحديث إلى الحياة. لذلك ، يحتاج الناس إلى مناقشة واعتماد قوانين جديدة تأخذ بعين الاعتبار حقائق الحياة الجديدة.

مراجعة الأسئلة والواجبات

1. ما هي التكنولوجيا الحيوية؟

2. ما هي المشاكل التي تحلها الهندسة الوراثية؟ ما هي التحديات المرتبطة بالبحث في هذا المجال؟

3. لماذا تعتقد أن اختيار الكائنات الحية الدقيقة هو الآن ذو أهمية قصوى؟

4. أعط أمثلة على الإنتاج الصناعي واستخدام منتجات النشاط الحيوي للكائنات الحية الدقيقة.

5. ما تسمى الكائنات الحية المعدلة وراثيا؟

6. ما هي ميزة الاستنساخ على طرق التربية التقليدية؟

فكر في! نفذ - اعدم!

1. ما هي آفاق تنمية الاقتصاد الوطني الذي يفتح الباب أمام استخدام الحيوانات المعدلة وراثيا؟

2. هل تستطيع البشرية الحديثة الاستغناء عن التكنولوجيا الحيوية؟ تنظيم معرض أو إنشاء صحيفة حائط "التكنولوجيا الحيوية: الماضي ، الحاضر ، المستقبل".

3. قم بتنظيم وقيادة مناقشة حول موضوع "الاستنساخ: إيجابيات وسلبيات".

4. أعط أمثلة على الأطعمة الموجودة في نظامك الغذائي والتي تم إنشاؤها باستخدام عمليات التكنولوجيا الحيوية.

5. إثبات أن المعالجة البيولوجية للمياه هي عملية تقنية حيوية.

العمل مع الكمبيوتر

الرجوع إلى التطبيق الإلكتروني. ادرس المادة وأكمل المهام.

الهندسة الخلوية.في السبعينيات. في القرن الماضي ، بدأت هندسة الخلايا في التطور بنشاط في مجال التكنولوجيا الحيوية. تجعل الهندسة الخلوية من الممكن إنشاء خلايا من نوع جديد بناءً على معالجات مختلفة ، وغالبًا ما تكون التهجين ، أي اندماج الخلايا الأصلية أو نواتها. يتم وضع نواة تنتمي إلى خلية كائن حي آخر في إحدى الخلايا قيد الدراسة. يتم إنشاء الظروف التي تندمج تحتها هذه النوى ، ثم يحدث الانقسام الفتيلي ، ويتم تكوين خليتين وحيدة النواة ، تحتوي كل منهما على مادة وراثية مختلطة. لأول مرة ، تم إجراء مثل هذه التجربة في عام 1965 من قبل العالم الإنجليزي جي هاريس ، الذي جمع بين الخلايا البشرية والفئران. بعد ذلك ، تم الحصول على كائنات حية كاملة ، وهي كائنات هجينة متعددة الأنواع تم الحصول عليها عن طريق هندسة الخلية. تختلف هذه الهجينة عن الهجينة التي يتم الحصول عليها عن طريق الاتصال الجنسي من حيث أنها تحتوي على السيتوبلازم لكلا الوالدين (تذكر أنه أثناء الإخصاب الطبيعي ، لا يخترق سيتوبلازم الحيوانات المنوية البويضة). يستخدم اندماج الخلايا لإنتاج أنواع هجينة ذات خصائص مفيدة بين الأنواع البعيدة التي لا تتزاوج عادة. من الممكن أيضًا الحصول على خلايا هجينة من النباتات التي تحمل الجينات السيتوبلازمية (أي الجينات الموجودة في الميتوكوندريا والبلاستيدات) ، مما يزيد من مقاومة التأثيرات الضارة المختلفة.

1. ما هو موضوع دراسة علم الشيخوخة؟ تقييم مدى تطور هذا العلم في بلدنا. هل يوجد متخصصون في هذا المجال في منطقتك؟

2. ما هي الصفات الشخصية التي تعتقد أن العاملين في مجال الاستشارة الوراثية يجب أن يتمتعوا بها؟ اشرح وجهة نظرك.

3. ماذا تعرف عن المهن المتعلقة بالمواد في هذا الفصل؟ ابحث عن أسماء العديد من المهن على الإنترنت وقم بإعداد رسالة قصيرة (لا تزيد عن 7-10 جمل) حول المهنة التي أثارت إعجابك أكثر. وضح اختيارك.

4. باستخدام مصادر معلومات إضافية ، اكتشف ما هو موضوع دراسة عالم الأجنة. أين يمكن للمرء أن يكتسب مثل هذه المهارة؟

5. ما هي المعرفة التي يجب أن يمتلكها المتخصصون المشاركون في أعمال الاختيار؟ اشرح وجهة نظرك.

الهندسة الوراثية - مشاكل وإنجازات

الموضوع 4. مشاكل العلوم الأساسية في علم البيئة وإدارة الطبيعة

المشاكل الحديثة في علم البيئة كعلم

المشكلات الحديثة في علوم الأرض

جيولوجيا

جغرافية

3.3. علم التربة

1. المشاكل الحديثة في علم الأحياء كعلم

الهندسة الوراثية - مشاكل وإنجازات

الهندسة الوراثية (قدم بواسطة... ). انظر أيضا الملحق

بدأ العمل على إعادة البناء الجيني ، أو الهندسة الوراثية ، في حوالي السبعينيات من القرن العشرين ، وظهرت التقارير الأولى عن الحصول على كائنات حقيقية النواة معدلة وراثيًا في المنتصف. الثمانينيات.

أحد المجالات الرئيسية للتكنولوجيا الحيوية هو إنتاج واستخدام النباتات المحورة جينيا ، أي الأشكال التي تحمل في جينومها جينات غريبة مدمجة بواسطة أساليب الهندسة الوراثية التي تعمل بشكل طبيعي في الجينوم الجديد. يتم دمج جينات الحيوانات والبشر والبكتيريا والنباتات الأخرى التي تنتج منتجات جديدة في جينوم النبات. في المستقبل ، سيكون هذا الاتجاه واحدًا من أكثر الاتجاهات الواعدة من حيث التحسن الملحوظ في السمات اللازمة للاختيار.

يذهب تحسين النباتات عن طريق التولد في الاتجاهات التالية. تم حل المشكلة بنجاح مقاومة مبيدات الأعشاب، وهو أمر مهم لمكافحة الحشائش التي تسد الحقول وتقلل من غلة النباتات المزروعة. تم الحصول على أنواع مقاومة لمبيدات الأعشاب من القطن والذرة وبذور اللفت وفول الصويا وبنجر السكر والقمح ونباتات أخرى واستخدامها.

حول هذا الاتجاه من التولد الجيني ، بدأت المناقشات الجادة حول النتائج السلبية لنقل الجينات المقاومة لمبيدات الأعشاب إلى النباتات المزروعة حاليًا. تمت مناقشة إمكانية النقل التلقائي لهذه الجينات إلى الأعشاب الضارة ، لأنه في ظل ظروف معينة يمكن أن يحدث التهجين بين الأنواع المزروعة والأقارب البرية المصاحبة لها ، وبالتالي نقل الجينات.

مقاومة النبات للآفات الحشريةهي مشكلة أخرى تم حلها بنجاح بفضل إدخال النباتات المعدلة وراثيا. تم تخصيص معظم العمل في هذه المشكلة لبروتين السموم الدلتا الذي تنتجه سلالات مختلفة من بكتيريا Bacillus turingensis. هذا البروتين سام للعديد من أنواع الحشرات وهو آمن للثدييات ، بما في ذلك البشر. في جينوم غريب عنها ، بدأت الجينات البكتيرية تعمل بشكل طبيعي وتنتج مادة سامة تؤدي إلى موتها عندما تأكل الحشرات النباتات.

كان أحد المنتجات التجارية الأولى للهندسة الوراثية النباتية هو الطماطم الشهيرة المعدلة وراثيًا ذات العمر الافتراضي غير المحدود تقريبًا. تم استقبالهم في شركتين بطرق مختلفة. في الحالة الأولى ، تم إدخال مانع جيني (بناء مضاد للحساسية) لإنزيم يلعب دورًا رئيسيًا في تحلل ثمار الطماطم في الطماطم. في حالة أخرى ، تم حظر جين تخليق الإيثيلين ، وهو هرمون نباتي ينظم نضج الفاكهة. يمكن تخزين ثمار هذه النباتات المعدلة وراثيا إلى أجل غير مسمى ، حتى المعالجة القسرية بالإيثيلين ، عند الحاجة إلى الثمار الناضجة. (هل لم ينتج عن إطلاق هذه الطماطم واستهلاكها حتى الآن أي آثار سلبية؟)

دراسات واعدة للغاية تهدف إلى الحصول على البروتينات والأجسام المضادة واللقاحات والمكونات الفريدة الأخرى من أصل حيواني للطب والطب البيطري من خلال النباتات المعدلة وراثيًا. في هذه الحالات ، يتم إدخال جينات بشرية أو حيوانية في جينوم النبات ، والتي تتحكم في تكوين مكونات البروتين اللازمة للطب. وهكذا يتحول المصنع إلى نوع من المصانع لإنتاج المنتجات التي نحتاجها. في نفس الخطة ، يجري العمل على تحويل الحيوانات إلى متبرعين للبروتينات والإنزيمات والهرمونات والأجسام المضادة واللقاحات وما إلى ذلك اللازمة للطب والطب البيطري. ومع ذلك ، يرتبط العمل على الحيوانات المعدلة وراثيًا بصعوبات كبيرة بسبب خصائص الكائن ولا يزال أقل فعالية من النباتات.

إذا قمنا بتقييم آخر إنجازات التكنولوجيا الحيوية في الجانب المنهجي ، فإننا بلا شك نتحدث عن تدخل خطير في الجينوم الراسخ تطوريًا للنباتات والحيوانات وحتى الإنسان نفسه. كل الجينات المعدلة ، أي إدخال الجينات الأجنبية في الجينوم وعملهم فيه هو إعادة بناء جيني خطيرة تؤدي إلى ظهور وظائف جديدة ، منتجات جديدة للجينوم ، والتي تؤدي إلى اختلال كبير في الآليات المنشأة تطوريًا للتفاعل بين كل من الأنظمة داخل الجينوم والأنظمة الخارجية . لكن الشخص مجبر على البحث عن طرق جديدة لإنشاء كائنات حية جديدة بشكل أساسي تلبي احتياجاته ، حيث أنه مهدد بنقص الغذاء ، حيث يوجد تهديد لصحته ورفاهه البيئي. بعد استنفاد الموارد الطبيعية ، سيتعين على الشخص البدء في إنشاء أنظمة بيولوجية اصطناعية تزوده بالمكونات الضرورية ، ولكنها لا تزعج التوازن البيئي. كل الخلافات والمناقشات تكمن بالضبط في هذا المستوى. تتفاقم بسبب حقيقة أننا لا نعرف حتى الآن عواقب تدخلنا في الجينوم ، على الرغم من إجراء البحوث في هذا الاتجاه بشكل مكثف.

إذا كان من الممكن نقل الجينات الفردية للأنواع البعيدة بشكل منهجي وجعلها تعمل بنجاح ، فلماذا لا يتم نقل كتل وراثية أكبر - أجزاء من الكروموسومات أو كروموسومات كاملة. يُطلق على مجال علم الوراثة الخلوية ، حيث يتم حل هذه المشكلات ، اسم هندسة الكروموسوم. لقد تم تطوير طرق ومقاربات هندسة الكروموسوم بنجاح لفترة طويلة نسبيًا على النباتات باعتبارها أكثر الأشياء ملاءمة لهذه الأغراض. يعد نقل الكروموسومات أو أجزائها من جينوم إلى آخر إعادة تنظيم أكبر للجينومات. حتى الآن ، كان هذا ناجحًا فقط في النباتات ، لكن المحاولات ، والمحاولات الناجحة بالفعل ، تُبذل في الحيوانات. في هذه الحالة ، لا نتحدث عن المنتجات الفردية للجينات المنقولة ، ولكن عن الحصول على الكائنات الحية التي تجمع بين العديد من ميزات الأنواع المختلفة.

واحدة من أهم مشاكل العلوم الطبيعية الحديثة هي مشكلة علم الأحياء وعلم الوراثة لتطور الكائن الحي. اللغز بالنسبة للباحثين هو الآليات التي تشكل أنواعًا مختلفة من الخلايا والأنسجة والأعضاء ، أي مسؤولة عن تمايز أجهزة الجسم ، وتعمل ككل. يتعامل العديد من الباحثين مع هذه المشكلة ، مع التركيز على الجوانب الجينية للتمايز. ظهرت الفرضيات ، وتراكمت مواد واقعية مثيرة للاهتمام. ومع ذلك ، يبدو أن هذه المشكلة معقدة للغاية وسوف يستغرق حلها سنوات عديدة. نتيجة قرارها - يمكن أن تكون إدارة عمليات التطوير في غاية الأهمية.

التكوينات الخبيثة هي انحرافات في عملية التطور الطبيعية بسبب فقدان السيطرة على الأنظمة التي تتحكم في التطور ، وخاصة الجينية. إذا عرفنا آليات عمل هذه الأنظمة ، فسنكون قادرين على التحكم فيها وإجراء التصحيح اللازم في تلك المراحل التي تحدد النوع الطبيعي للتطور. هناك كل الأسباب للاعتقاد بأن أهم الاكتشافات تنتظرنا في هذا المجال من علم الأحياء.

الدراسة هي الاتجاه الواعد التالي في تطوير علم الأحياء الحديث الوظائف الفسيولوجية والوراثية المعقدة للجسم.بالنسبة للنباتات ، هذا هو التمثيل الضوئي ، وتثبيت النيتروجين ، وما إلى ذلك ، للحيوانات ، والسلوك ، والتفاعل مع الإجهاد ، وما إلى ذلك. ليست هناك حاجة لشرح ما تعنيه عملية التمثيل الضوئي للنباتات. تستطيع خلايا النباتات الخضراء وبعض الطحالب والبكتيريا تصنيع مركبات عضوية بسبب طاقة الضوء. من خلال التمثيل الضوئي ، تتم عملية التكاثر الذاتي لجزء كبير من الموارد البيولوجية. في الوقت الحاضر ، تدرس العديد من المختبرات حول العالم هذه العملية المعقدة ، وتقسيمها إلى روابط منفصلة ، من أجل فهم وإعادة إنتاج هذا النظام المعقد ككل. تتم دراسة علم الوراثة لعملية التمثيل الضوئي بشكل مكثف بشكل خاص ؛ هناك حوالي مائة جين معروف بالفعل يتحكم في الأجزاء الفردية من العملية.

مثال آخر على السمات الفسيولوجية والوراثية المعقدة هو سلوك الحيوانات. منذ 50 عامًا ، يقوم معهد علم الخلايا وعلم الوراثة التابع لفرع سيبيريا التابع لأكاديمية العلوم الروسية بإجراء تجربة حول تدجين الثعالب. في المجموعة الأولية ، تم التمييز بين الحيوانات وفقًا لأنواع السلوك: عدوانية ، وجبانة ، وهادئة تجاه البشر ، مع الاختيار اللاحق من جيل إلى جيل. نتيجة لذلك ، بعد أكثر من 50 جيلًا من الاختيار ، تم إنشاء مجموعة سلوكية جديدة من الحيوانات. تم إعادة إنتاج هذه التجربة بشكل مضغوط عملية تدجين الحيوانات البرية ، والتي استمرت لآلاف السنين. أصبح من الواضح أن أقوى عامل اختيار في تدجين الحيوانات البرية كان سلوكها تجاه البشر. أظهر العمل الذي تم إجراؤه أنه من المهم للغاية اليوم نمذجة روابط العملية التطورية من أجل الاقتراب من إعادة تنظيم الوظائف الجينية الفسيولوجية المعقدة - السلوك ، ومقاومة الإجهاد ، إلخ.

أدى التخصص الضيق في علم الأحياء الآن إلى إضعاف بعض الدراسات المتداخلة ، وبالتالي إلى صعوبات في فهم البيانات التجريبية على مستوى السكان التطوريين. هذا عيب خطير للغاية ، لأنه على خلفية كمية هائلة من المواد الواقعية ، وخاصة الخطة الوراثية الجزيئية ، غالبًا ما يضيع المعنى التطوري للظاهرة قيد الدراسة. من المهم جدًا الحفاظ على تقاليد البحث المعقد ، لأنه بالإضافة إلى الخط الرئيسي لتطور علم الأحياء (الجزيء - الخلية - الكائن الحي - السكان) ، هناك العديد من المشكلات التي تنشأ عند التفاعل مع العلوم الأخرى. يعتبر تفسير البيانات التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة أكثر تعقيدًا ويتطلب مناهج عامة في العلوم الطبيعية. يمكن أن تكون أمثلة برامج التكامل بين العلوم ما يلي:

1) تقييم التأثيرات البشرية (الإشعاعية ، الكيميائية ، إلخ) على النظم الحية في نطاق زمني كبير. بطبيعة الحال ، هناك حاجة لجهود علماء الأحياء والأطباء والفيزيائيين والكيميائيين وغيرهم لدراسة هذه المشكلة ؛

2) أبحاث الحمض النووي القديمةمن عينات أثرية عمرها آلاف السنين من أجل دراسة عدد من جوانب تطور وتنوع الجينوم البشري. يتم تنفيذ هذا البرنامج من قبل علماء الوراثة بالتعاون مع علماء الآثار وعلماء الحفريات ؛

3) إنشاء تقنيات المعلومات الحيويةلدراسة بنية ووظائف الجينوم. هذه الأعمال ، التي يقوم بها علماء الأحياء بالاشتراك مع علماء الرياضيات ، أصبحت الآن ذات أولوية. يعد فك رموز جينومات البشر والحيوانات والنباتات نصوصًا جينية متعددة المجلدات ، ومن الممكن فهمها ، وإحضارها إلى حالة الأجزاء المتوافقة مع الجينات ، فقط بمساعدة برامج الكمبيوتر.

4) دراسة الأمراض الوراثية(يوجد اليوم بالفعل أكثر من ألفي منهم) ، وهو المكون الجيني لاستعداد الشخص لأكثر أمراض الأورام والأوعية الدموية والأوعية الدموية شيوعًا والعديد من الأمراض الأخرى. هذه أيضًا مهمة العديد من العلوم.

يمكن متابعة قائمة المشاكل ذات الصلة والبرامج متعددة التخصصات ، متعددة التخصصات.

إذا حكمنا من خلال الإحياء الأخير للعمل في مجال العلاج الجيني ، يبدو أن هذا العلم قد بدأ في الظهور من ظلال التجارب المعملية إلى مسار الآفاق الواعدة.

تبين أن الخريف الحالي غني بشكل خاص بالتطورات المصيرية: فقد أبلغت المجلات العلمية عن العديد من الإنجازات المهمة في مجال العلاج الجيني في وقت واحد. لذلك ، بمساعدة التوصيل الفيروسي للجين المسؤول عن تكوين الصبغة البصرية لشبكية العين في تجربة على قرود السيميري (قرد السنجاب) المصابة باضطرابات إدراك اللون الخلقية ، كان من الممكن لأول مرة استعادة القدرة على التمييز بين اللونين الأحمر والأخضر في الحيوانات مما يعطي الأمل بإمكانية استخدام هذه الطريقة في علاج عمى الألوان عند الإنسان. كما أن علماء زراعة الأعضاء لم يتخلفوا عن زملائهم وأظهروا بدورهم أنهم تعلموا تحسين حالة رئتي المتبرع من خلال تنشيط الجين الذي يشفر تخليق الجزيئات المضادة للالتهابات. حتى أمراض الدماغ المميتة يجب أن تتراجع الآن قبل الاحتمالات الجديدة للعلاج الجيني. تمكن العلماء من وقف تطور حثل الغدة الكظرية لدى صبيان من خلال اللجوء إلى مساعدة فيروس نقص المناعة البشرية المعدل لتوصيل الجين المسؤول عن تخليق الإنزيم المفقود.

Adrenoleukodystrophy (حثل المادة البيضاء الجلدي ، مرض أديسون شيلدر) هو مرض تنكسي يصيب المادة البيضاء في الدماغ. نوع الوراثة متنحية ومرتبطة بالكروموسوم X. ينتج هذا المرض عن خلل في إنزيم يشارك في عملية التمثيل الغذائي للأحماض الدهنية ، ويؤدي إلى قصور في وظيفة الغدد الكظرية - الغدد الصماء التي تنتج الهرمونات الحيوية.

وأخيرًا ، تنعكس مشكلة الحثل العضلي الخطيرة أيضًا في البحث. أفادت دراسة حديثة أن القرود المصابة بالحثل العضلي المتضرر جينيًا كانت قادرة على تحقيق زيادة في حجم العضلات وقوتها بعد إدخال نسخة صحية من الجين المرغوب في خلاياها. يعتقد الباحثون أن مثل هذه الطريقة قد تأتي قريبًا لإنقاذ المرضى الذين يعانون من أمراض العضلات التنكسية.

مارك كاي ، مدير برنامج العلاج الجيني البشري في كلية الطب بجامعة ستانفورد ، راضٍ تمامًا عن النجاحات التي حققها زملائه مؤخرًا. ووفقا له ، فإن الباحثين العاملين في مجال العلاج الجيني أكثر تفاؤلا من أي وقت مضى.

هل التفاؤل مبرر؟

على الرغم من التقدم الكبير في العلاج الجيني ، لا يزال العلماء يواجهون العديد من العقبات التي يجب التغلب عليها في طريقهم إلى التطبيق السريري لتطوراتهم.

قدم العمل الأخير خدمة لا تقدر بثمن في تعزيز الموقف وإظهار آفاق العلاج الجيني. الآن العلماء الذين يعملون في هذا المجال مليئون بالتفاؤل ، واستنادًا إلى النتائج ، ستنجح أساليبهم عمليًا قريبًا. السمة المميزة للبحث الجيني هي وجود الكثير من الصعوبات غير المتوقعة ، ولكن مع ذلك ، في فترة زمنية قصيرة إلى حد ما للعلم لمدة 30 عامًا ، تم إحراز تقدم كبير.

من الممكن بالفعل تسمية عدد من الأمراض التي يمكن أن تكون طرق العلاج الجيني لها الحل الأمثل ، إن لم يكن الحل الوحيد. أبسط مثال على ذلك هو الاضطرابات مثل حثل الغدة الكظرية أو التغيرات التنكسية في شبكية العين ، عندما يكون من الضروري تصحيح وظيفة جين واحد فقط في عدد صغير من الخلايا.

ومع ذلك ، هناك أمراض أخرى ناتجة عن انتهاك جين واحد ، ولكن يصعب علاجها. على سبيل المثال ، يتطلب الحثل العضلي الدوشيني تصحيح جين واحد فقط ، ولكن لكي تنجح نتائج العلاج ، يجب تصحيح الخلل في جميع خلايا العضلات في الجسم كله تقريبًا. كما أنه ليس من السهل علاج السرطان بمساعدة العلاج الجيني ، حيث يكون من الضروري العثور على العديد من الخلايا الخبيثة ، والتي غالبًا لا تكون موضعية في ورم صلب ، ولكنها تنتشر على أعضاء وأنسجة مختلفة ، ولكن ، على الأرجح ، بالاقتران مع خلايا أخرى يمكن أن يوفر العلاج الجيني تأثيرًا علاجيًا جيدًا.

يحدد الخبراء أربع صعوبات رئيسية يجب التغلب عليها في طريق التطبيق السريري لطرق العلاج الجيني.

1) أولاً وقبل كل شيء ، من الضروري الحصول على ناقل خاص لهذا النوع من الخلايا (فيروس ، جسيمات نانوية ، إلخ. مركبات توصيل) بكميات كافية لتحقيق النتيجة وليست خطيرة على الخلايا نفسها.

2) بعد أن يصل الناقل مع الجين المتضمن في بنيته إلى الخلية المرغوبة ، يجب أن يخترق الداخل ويصل إلى النواة. تبين أن حل هذه المشكلة أصعب مما كان متوقعا. عادة ، تحتوي الخلايا على العديد من الحواجز التي تمنع الحمض النووي الجديد من التفاعل مع الحمض النووي للخلية ، ولكن الفيروسات طورت آليات لتجاوز هذه الحواجز ، وبالتالي فهي تعتبر أفضل الأدوات لتوصيل الجينات.

3) بمجرد إدخاله في النواة ، يجب أن يظل الجين الجديد مستقرًا لفترة زمنية معينة. ليس من غير المألوف أن تحجب الخلية جينًا جديدًا ، مما يجعلها غير فعالة.

4) وأخيرًا ، فإن أخطر مشكلة هي الاستجابة المناعية المحتملة: يمكن للجسم رفض الناقل أو البروتين "الغريب" المشفر في الجين العلاجي.

هناك مشكلة شائعة أخرى وهي تحديد المدة التي يجب أن يستمر فيها تأثير العلاج الجيني. في حالة مكافحة عدوى أو سرطان ، يستمر التأثير العلاجي حتى يتم القضاء على العدوى أو الخلايا السرطانية تمامًا. ولكن في حالة الاضطرابات الوراثية ، يجب تكرار دورات العلاج الجيني في معظم الحالات طوال الحياة.

لكن على الصعيد الاخر

من الطبيعة البشرية أن تحذر من كل ما هو جديد. في حالة العلاج الجيني ، من المستحيل أيضًا التنبؤ على وجه اليقين بالمخاطر التي قد تشكلها هذه الطريقة. على سبيل المثال ، تشير مجموعة متزايدة من الأدلة إلى أن المرضى قد يصابون بمشاكل محددة للغاية. في عام 1998 ، أسفرت تجربة مشهورة على نطاق واسع عن علاج عشرة أطفال يعانون من نقص المناعة المشترك الشديد المرتبط بالكروموسوم X (SCID) باستخدام العلاج الجيني. في وقت لاحق ، أصيب اثنان منهم بسرطان الدم. تترافق كل حالة من حالات إدراج الحمض النووي الجديد في الخلية مع زيادة خطر الإصابة بالأورام الخبيثة. بينما نتعمق في مجال العلاج الجيني الذي تم دراسته ، من المهم ألا نغفل عن الآثار الجانبية المتأخرة.

حدود ما هو مسموح به

من المرجح أن تظهر مناقشات أخلاقية جادة في المستقبل عندما يحين الوقت لتقرير الأغراض التي تستخدم طرق العلاج الجيني. لا شك أن العلاج الجيني يجب أن يستخدم لمكافحة الاضطرابات النفسية الشديدة أو الأمراض الوراثية ، لكن فكرة استخدام مثل هذه الأساليب لعلاج الاضطرابات السلوكية ، سواء كانت اكتئابًا أو إدمانًا للمخدرات ، تثير شكوكًا مشروعة. هل من الممكن استخدام العلاج الجيني أثناء التخصيب في المختبر بحيث لا يولد الطفل بالمصير المقصود ، ولكن بسمات شخصية معينة أو ذكاء عالٍ أو قدرات رياضية يحددها الوالدان؟ حتى لو كان شيئًا كهذا يبدو مثل خيال علمي الآن ، مع تطور العلاج الجيني ، فمن المؤكد أن مثل هذه الأسئلة ستنشأ.

آفاق ووجهات نظر

بينما يظل إدخال الجينات الوظيفية في الجسم هو الاتجاه الرئيسي للبحث في مجال العلاج الجيني ، قد تكون إحدى الطرق الواعدة هي تطوير جزيئات نشطة قادرة على "إيقاف" الجينات المعيبة. على سبيل المثال ، في حالة مرض هنتنغتون ، يمكن للعلاج الجيني إيقاف الجينات المعيبة التي ترمز لتخليق البروتينات غير الطبيعية.

جانب مهم من كل هذه الأمراض هو العلاج في مرحلة مبكرة ، قبل أن تنتشر العملية المرضية إلى الأنسجة السليمة. تعتبر الوقاية من المرض أكثر فعالية من التعامل مع العواقب التي لا يمكن إصلاحها والتي تلحق بالجسم نتيجة لتطور الأمراض التنكسية العصبية أو الحثل العضلي.

اقرأ أيضا:

يجري تحضير أول دواء روسي للعلاج الجيني للسرطان للتجارب السريرية

استخدم العلماء "الجين القاتل" الذي يتم إدخاله في خلية سرطانية ويحول الدواء الشائع المضاد للفيروسات ganciclovir إلى سم قاتل لتلك الخلية. من ناحية أخرى ، يمكن إعطاء Ganciclovir في الجسم على شكل أقراص أو كحقن. الشيء الرئيسي هو أن الجين يشبه الفيروس: فهو قادر على إصابة الخلايا السرطانية المجاورة دون لمس الخلايا العادية.

فيروس قاتل صنعه مهندسون وراثيون يندلع من أنبوب اختبار ...

هناك العديد من السيناريوهات المخيفة والواقعية. من الواضح أنهم بحاجة إلى نوع من الحماية. لكن كيف تدافع عن نفسك؟ بعد كل شيء ، الهندسة الوراثية جيدة ولن يرفضها أحد. الحماية في أعمال التلاعب بالجينات راسخة ، خاصةً عند استخدام فيروسات خطيرة حقًا. لكن مع مرور الوقت ، تظهر تهديدات جديدة ...

بيض الدجاج بالبروتين البشري

من الممكن الحصول على البروتينات البشرية في بيض الدجاج دون تكوين دجاج معدّل وراثيًا: يكفي إصابة البيض بفيروس غير ضار بجين مدمج للبروتين المطلوب.

وضع تركيب الحمض النووي على الناقل

المشترون المحتملون للحمض النووي التسلسلي الاصطناعي هم شركات الكيماويات والأدوية الصناعية ، فضلاً عن المؤسسات الأكاديمية. يعد هذا بالانتقال التدريجي إلى القضبان الصناعية ليس فقط التقنيات الحيوية ، ولكن الجزء الأصغر منها - البيولوجيا التركيبية.

والآن - الخلود بعد 30 عاما ...

يبدو أن التقنيات النانوية والحيوية معاكسة تمامًا ، لكنها تقودنا إلى نفس النتيجة - إلى تغيير جذري في الإنسان. يمكن أن يقودنا تطور الهندسة الحيوية بسهولة إلى الخلود ...

الهندسة الوراثية وعلم تحسين النسل - مستقبلنا السعيد؟

شاركت جميع المجتمعات تقريبًا في وقت واحد فيما نطلق عليه "علم تحسين النسل" أو "الهندسة الوراثية". لماذا ، باسم ماذا يتحكم في الجينات البشرية؟ هذه هي المشكلة التي ستكون حادة بالنسبة لنا بعد خمسين عامًا من الآن.