الهندسة الوراثية ، وتسمى أيضًا التعديل الوراثي وتتبع عددًا من المعرفات السائبة الأخرى أيضًا ، هي التلاعب الهادف في حمض الديوكسي ريبونوكلييك (DNA) لتغيير جينات الكائن الحي باستخدام التقنيات المعملية.
انها مشتركة استنساخ الجينات، أو استنساخ عدد كبير من نسخ تسلسل معين من الحمض النووي يحمل الشفرة الجينية لمنتج بروتيني معين.
بمجرد عزل المادة الجينية ذات الأهمية عن الحمض النووي الأصلي الخاص بها ، يجب إدخالها في سلسلة من الحمض النووي الموجود من مصدر مختلف حتى تمارس وظيفتها.
يسمى هذا الخيط من الحمض النووي "المختلط" الحمض النووي معاد التركيب. من حيث الجوهر ، فإن الحمض النووي "المطعوم" يستخدم الآلية الخلوية للبيئة التي كان فيها يتم إدخاله ، ويتم التعبير عن الجين المستنسخ (أي يتم تصنيع البروتين الذي يرمز إليه) في الخيط الهجين من الحمض النووي.
سرعان ما أفسح ظهور بيولوجيا الخلية الجزيئية الطريق أمام التعهد وإكمال مشروع الشفرة الوراثية البشرية. منذ بداية "الألفية الجديدة" ، ازدهر فهم الجنس البشري للجينات التطبيقية والأدوات المتاحة للباحثين في جميع أنحاء العالم بشكل كبير.
ولكن مع زيادة الاحتمالات في مجالات مثل الاستنساخ ، تأتي المسؤوليات المتزايدة ، بالنظر إلى ما هو على المحك بالنسبة للأجيال القادمة. ما هي القضايا الأخلاقية مع هذه التكنولوجيا ، وما هو الوضع الأخلاقي في الهندسة الوراثية كتخصص؟
الهندسة الوراثية: العملية الأساسية
يعطي مثال على التغيير الجيني كما هو مطبق على الميكروبات لمحة عامة جيدة عن عملية هندسة الحمض النووي العامة.
أولاً ، إذا كنت مسؤولاً عن مثل هذا المشروع ، فإن فريقك الهندسي يحتاج إلى إيجاد جين يستحق التضخيم - بمعنى آخر ، التكاثر - أو الاندماج في كائن حي جديد.
على سبيل المثال ، ماذا لو كان بإمكانك إعطاء بعض الضفادع القدرة على التوهج في الظلام؟ لهذا ، ستحتاج أولاً إلى تحديد كائن حي آخر يمتلك هذه السمة ثم تحديد تسلسل دقيق للحمض النووي ، أو الجين ، الذي يمنح هذه القدرة ، على سبيل المثال عن طريق الترميز من أجل الإضاءة الضوئية بروتين.
تحتاج بعد ذلك إلى تحديد المكان الذي سيذهب إليه الجين في الحمض النووي المستهدف (أي ذلك الخاص بالضفدع). عليك أيضًا أن تجد ناقلًا لتوصيل الجين إلى الهدف. الناقل هو قطعة من الحمض النووي يمكن إدخال الجين فيها لنقله إلى الكائن المتلقي. غالبًا ما يأتي هذا النواقل من البكتيريا أو الخميرة.
ستحتاج أيضًا إلى العثور على ملف نوكليازات تقييد، وهي إنزيمات تقطع أجزاء قصيرة (من أربعة إلى ثمانية قواعد) من الحمض النووي بحيث يمكن إدخال أطوال أخرى من الحمض النووي في مكانها. أخيرًا ، يتم مزج الحمض النووي المستهدف والناقل في وجود ligase DNA، وهو إنزيم يربطهم معًا لإنتاج الحمض النووي المؤتلف.
بشكل عام ، العملية بسيطة للغاية ، على الأقل من الناحية النظرية.
أخلاقيات الهندسة الوراثية: نظرة عامة
الهندسة الوراثية هي أي عملية يتم فيها التلاعب بالجين أو تغييره أو حذفه أو تعديله لتضخيم أو تغيير أو ضبط خاصية معينة لكائن حي. بمعنى آخر ، إنه يشمل مجموعة واسعة جدًا من التعديلات الكيميائية الفريدة ، بالنظر إلى عدد السمات المتاحة للتلاعب في الكائنات حقيقية النواة (الحيوانات والنباتات والفطريات).
نظرائهم من حقيقيات النواة في العالم الحي بدائيات النوى، كلها تقريبًا أحادية الخلية وتحتوي على كمية ضئيلة نسبيًا من الحمض النووي. كما قد تتوقع ، من الأسهل بكثير من الناحية الفنية معالجة الجينوم (مجموع كل الحمض النووي في كروموسومات الكائن الحي) للبكتيريا أكثر من التلاعب ، على سبيل المثال ، عنزة.
ولكن في الوقت نفسه ، كانت أبحاث الهندسة الوراثية على البكتيريا ، بالإضافة إلى كونها كل ذلك ممكنًا حقًا في وقت مبكر أيام من التعديل الوراثي ، تجنبوا أيضًا جميع القضايا الأخلاقية تقريبًا لأنه لم يكن أحد مهتمًا برفاهية بكتيريا.
لكن النهج السريع لليوم الذي سيكون فيه من الممكن استنساخ كائنات بشرية بأكملها يحفز كل أنواع المناقشات الأخلاقية الجديدة في المجتمع العلمي وما بعده.
الهندسة الوراثية: الانعكاسات الاجتماعية
في حين أن للهندسة الوراثية استخدامات مفيدة للمجتمع بشكل متوازن ، إلا أن بعض التطبيقات يمكن أن تثير مخاوف أخلاقية ، خاصة فيما يتعلق بحقوق الإنسان والحيوان.
على سبيل المثال ، بينما كان المقصود بالمثال الخفيف للضفدع المتوهج في الظلام هو الدعابة ، فمن الصحيح أن إنشاء مثل هذا الحيوان سيكون محفوفًا بالمسائل الأخلاقية. على سبيل المثال ، لماذا نجعل حيوانًا أكثر عرضة للحيوانات المفترسة الليلية من خلال تسهيل رؤيته؟
بحلول نهاية العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، كان علماء أخلاقيات علم الأحياء وعلماء الاجتماع والأنثروبولوجيا وغيرهم من المراقبين يفكرون بالفعل في القضايا التي لا تزال قائمة. لرفع رؤوسهم بالكامل بسبب الحواجز العملية أو التكنولوجية التي كان من المتوقع أن تسقط على جانب الطريق حيث أصبحت الهندسة الوراثية أكثر تقدمًا و مشتق.
كان من السهل تخيل العديد من هؤلاء (على سبيل المثال ، استنساخ البشر) ؛ كان الآخرون أكثر دقة بكثير. قليلون ، بالطبع ، لديهم إجابات سهلة أو محددة.
بعض تداعيات القدرة على اختبار جينات معينة ، ناهيك عن التقليد ، لا يمكن مواجهتها بسهولة. على سبيل المثال ، إذا سمحت لك العلوم الطبية بتحديد ما إذا كان الطفل الذي حملته للتو وهو الآن في رحمك أو رحم شريكك يحمل الجين الخاص بمرض قاتل ، فكيف سيكون رد فعلك؟
هل سيغير أي شيء من المرض ظهر في وقت لاحق في الحياة؟ هل تشعرين بمسؤولية أخلاقية لإخبار الطفل خلال حياته أو حياتها إذا أدى الحمل إلى ولادة طفل سليم على ما يبدو؟
التطبيقات الشائعة للهندسة الوراثية
غالبًا ما يميل الناس إلى الحديث عن الهندسة الوراثية كما لو كانت مفهومًا مستقبليًا فقط. ولكن في الواقع ، إنه موجود بالفعل ومتجذر بعمق في عدد من التطبيقات اليومية. نتيجة لذلك ، أصبحت الألغاز الأخلاقية موجودة بالفعل في العالم.
زراعي: لا يحتاج المرء أن يكون مدمنًا للأخبار الراقية حتى يكون على دراية بالجدل المستمر بشأن الأطعمة المعدلة وراثيًا. غالبا ما تسمى الكائنات المعدلة وراثيًا ("للكائنات المعدلة وراثيا"). قد تتطلب المعالجة الكاملة لهذا الموضوع وحده عدة مقالات على الأقل طالما كان هذا المقال.
الانتقاء الاصطناعي (تربية): لم يتطلب التلاعب الجيني لتكاثر الحيوانات عبر التاريخ البشري الحديث تقليديًا تقنيات ميكروبيولوجية مركزة. ومع ذلك ، فإن التكاثر الانتقائي بين الكلاب التي تم تعيين مكمل الحمض النووي الخاص بها لصفات معينة على خريطة لأجيال عديدة هو شكل من أشكال الهندسة الوراثية على مستوى الكائن الحي.
العلاج الجيني: تسمح الهندسة الوراثية بإيصال الجينات العاملة إلى المرضى الذين لا يشمل حمضهم النووي هذه الجينات. راجع الموارد للحصول على مقال عن دراسة تستخدم هذه التقنية في مرض باركنسون ، وهو اضطراب تنكس عصبي يصيب حوالي نصف مليون أمريكي.
استنساخ: يشير هذا عمومًا إلى عمل نسخة دقيقة من خيط DNA ، ولكن يمكن أيضًا استخدامه لاستنساخ (أي تكرار) كائن حي بأكمله.
صناعة الادوية: يمكن استخدام التعديل الجيني لإنشاء كائنات دقيقة بدائية النواة يمكنها صنع مواد كيميائية (مثل البروتينات أو الهرمونات) لصنع الأدوية أو العلاجات لصالح الإنسان. هذا يستفيد من أوقات التوليد القصيرة جدًا (أي معدل التكاثر) لمعظم البكتيريا.
كريسبر وتحرير الجينات
ربما تكون المشكلة الأكثر إلحاحًا في مجال الهندسة الوراثية ، والتي تتجاوز حتى الأطعمة المعدلة وراثيًا ، هي ظهور كريسبر، و التي تعني جمشتهى صعلى سبيل المثال أنامتباعد سهورت صأليندروميك صالحلقات.
يمكن استخدام تسلسلات الحمض النووي القصيرة هذه من البكتيريا لإنشاء المقابلة RNA يمكن استخدام التسلسلات ، وبمساعدة إنزيم يسمى Cas9 ، "لتسلل" تسلسل الحمض النووي إلى الجينوم البشري أو إزالة الآخرين. ومن ثم فإن مصطلح "تعديل الجينات" غالبًا ما يُرى في سياق مناقشات كريسبر.
المعنى الحقيقي لـ CRISPR هو أنه يمكن استخدام الإجراء ليس فقط لتعديل جينات البشر في حد ذاتها ومعالجتها ، ولكن أيضًا في الأجنة البشرية ، مما يسمح بإمكانية "المصمم" الأطفال. "يمكن أن يؤدي هذا إلى" تصنيع "أنواع معينة فقط من الأشخاص (على سبيل المثال ، أولئك الذين لديهم لون عين محدد ، والمظهر العرقي ، ومستوى الذكاء ، والمظهر العام والقوة ، وهكذا على). بينما يريد الجميع أطفالًا أقوياء وأصحاء ، فهل استخدام التكنولوجيا الحيوية لتحقيق ذلك أمر أخلاقي؟
أيضًا ، كما هو الحال مع أي تقنية جديدة ، ليس من الممكن معرفة التأثير طويل المدى لتغيير الحمض النووي لشخص ما (أو أي كائن حي) بهذه الطريقة.
وبالتالي ، بالإضافة إلى المخاوف بشأن "لعب دور الرب" وتجاوز الحدود ، يشعر بعض الناس أن الطبيعة قد وضعتها بشكل طبيعي ، فهناك صحة عملية مخاوف: تبدو الكائنات الحية المهندسة وراثيًا باستخدام اكتشافات مثل كريسبر رائعة عندما تكون جديدة تمامًا ، ولكن كيف ستتحمل الاختبارات الأساسية للوقت؟
التأثيرات الأخلاقية المختلفة للهندسة الوراثية
الأثر الزراعي: يعني التعديل الوراثي لبعض النباتات (وبراءات الاختراع الخاصة بهذه النباتات) أن المزارعين الذين لا يستخدمون هذه البذور هم أكثر عرضة للتوقف عن العمل. أيضًا ، إذا تم عبور بذورهم عن طريق الخطأ مع البذور الحاصلة على براءة اختراع ، فيمكن مقاضاتها ، حتى لو كان ذلك ببساطة بسبب البيئة أو التلقيح المتبادل الذي لا مفر منه.
العديد من هذه النباتات تقاوم مبيدات الأعشاب المستخدمة لقتل الأعشاب الضارة والنباتات المنافسة ، لكن بعض هذه المبيدات سامة للإنسان أيضًا ، مما يطرح قضية أخلاقية أخرى.
يمكن للنباتات المعدلة وراثيًا أن تؤثر أيضًا على النظام البيئي الطبيعي عن طريق نقل هذه الجينات الجديدة إلى نباتات أخرى ؛ لا يمكن حتى الآن معرفة التأثير طويل المدى على البيئة.
حقوق الحيوان: تظهر أشكال معينة من الهندسة الوراثية على أنها انتهاكات لحقوق الحيوان. غالبًا ما يتم تصميم حيوانات الماشية مثل الدجاج لتنمو أثداء أكبر ، مما يجعل العيش والعيش مؤلمين ويكاد يكون مستحيلاً. هذه الأنواع من التعديلات تجعل اللحوم أفضل للمستهلكين من البشر ، لكنها تضيف بلا شك صعوبة وألمًا إلى حياة الحيوانات.
من الصعب التوفيق بين هذا وبين السلوك "الأخلاقي" في ذهن أي شخص يعطي أهمية لفكرة أن الكائنات الواعية تمر بمعاناة لا داعي لها.
في وقت سابق ، تم ذكر التربية كشكل من أشكال الهندسة الوراثية. تربية الكلاب هي أحد المجالات التي تم فيها الإعلان عن مخاطر هذه الممارسة بشكل جيد ، على الرغم من أن تربية الكلاب لا تزال شائعة. غالبًا ما يحاول المربون استخدام عينات محدودة وراثيًا لصنع سلالات "أصيلة" (ومرة أخرى ، اصطناعية الاختيار هو شكل من أشكال الهندسة الوراثية ، يعتمد على نفس المبادئ التطورية للانتقاء الطبيعي يفعل).
غالبًا ما تكون هذه الحيوانات مليئة بالمشاكل الصحية ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى الحفاظ على الجينات الضارة التي كانت ستسقط بشكل طبيعي من السكان ولكنها استمرت بسبب تربية الكلاب.
القضاء على الجينات "السيئة": الجاذبية الأساسية للهندسة الوراثية لكثير من الناس ليست أنها يمكن أن تخلق شيئًا فائقًا ، ولكن يمكن أن تقضي على شيء موجود بالفعل ولكن غير مرغوب فيه. يمكن أن تؤدي تقنية كريسبر والتقنيات ذات الصلة إلى القدرة على حذف الجينات الضارة ، أو بشكل مخيف أكثر ، التخلص من الأشخاص أو الكائنات الحية ذات الجينات التي تؤدي إلى أمراض مزمنة أو تؤدي إلى أمراض عقلية الأمراض.
هل هذا أخلاقي؟ ماذا لو كانت هذه الجينات السطحية "السيئة" تخدم في الواقع غرضًا جيدًا ، مثل جين "الخلية المنجلية" في شكلها المتغاير الزيجوت ، وغالبًا ما توفر الحماية من الملاريا؟ ليس من الخطأ الرغبة في "التخلص" من المرض العقلي ، ولكن فكرة التخلص من الأشخاص الذين قد يفعلون ذلك طور المرض العقلي فيما بعد ولكن خلوه منه اليوم يجب أن يبرد دماء أي مواطن.
وحتى لو كان معروفًا على وجه اليقين أن بعض الناس قد يصابون بمرض عقلي رهيب ، فهل هذا يعني ذلك الأشخاص ، الذين لم يطلبوا أبدًا أيًا من حمضهم النووي وليس لهم يد في التسبب في مشاكل في جينومهم ، يجب أن يُحرموا من فرصة في الحياة؟ من هم علماء الأخلاق الذين يمثلون أولئك الذين أوصلتهم حوادث الولادة إلى حياة مضطربة للغاية؟
التغييرات في التنوع الجيني: قد يؤدي القضاء على "الجينات السيئة" والاختيار من أجل "الصفات الجيدة" فقط إلى تشابه النباتات والحيوانات والبشر جينيًا. هذا يجعل البشر والكائنات الحية الأخرى أكثر عرضة للأمراض وخطر المرض الذي يقضي على قطاعات أكبر من السكان. كما أنه يتداخل مع الانتقاء الطبيعي, العمليات التطورية و علم الوراثة السكانية، وكلها ، مهما كانت بطيئة وأحيانًا بشكل أخرق ، تميل إلى القيام بعمل مناسب للحفاظ على المحيط الحيوي مرتب.