ما هي العلاقة بين الهندسة الوراثية وتكنولوجيا الحمض النووي؟

هناك فرق دقيق للغاية بين تقنية الحمض النووي والهندسة الوراثية. تشير الهندسة الوراثية إلى تلك التقنيات المستخدمة لتعديل النمط الجيني للكائن الحي لتغيير نمطه الظاهري. أي أن الهندسة الوراثية تتلاعب بجينات الكائن الحي لجعله يبدو أو يتصرف بشكل مختلف. تشير تقنية الحمض النووي إلى الطرق المستخدمة لتعديل وقياس ومعالجة وتصنيع جزيء الحمض النووي. لأن الجينات مخزنة في الحمض النووي ، فإن الهندسة الوراثية تتم باستخدام تقنية الحمض النووي. لكن يمكن استخدام تقنية الحمض النووي لأكثر من الهندسة الوراثية.

يمكن تعريف الجين على أنه أحد مكونات الخلية المسؤولة عن التعبير عن سمة في الكائن الحي ، ويمكنه أيضًا نقل هذه السمة إلى الجيل التالي من الكائن الحي. اتضح أن الجينات عبارة عن أجزاء من الحمض النووي تحتوي على نمط معين من القواعد النووية: الجزيئات الأربعة المختصرة A و T و G و C. يتكون الحمض النووي من امتداد طويل من جزيئات A و T و G و C. على سبيل المثال ، امتداد الحمض النووي الذي يتحول إلى شيء مثل AGCCGTAGTT... وما إلى ذلك ، فبضعة آلاف من القواعد قد تعني أن قطة سيكون لها عيون خضراء. لكن ليس كل الحمض النووي هو جين. تعمل بعض أجزاء الحمض النووي على توفير إشارات حول متى وأين يجب أن يصبح الجين نشطًا ، وبعض امتدادات الحمض النووي ليس لها غرض معروف.

مع الهندسة الوراثية ، يحاول العلماء التلاعب بالبنية الجينية للكائن الحي لإحداث تغيير في طريقة ظهور الكائن الحي أو وظائفه. يسمى التركيب الجيني للكائن الحي بالنمط الجيني الخاص به ، بينما تسمى الهياكل والوظائف الفيزيائية للكائن الحي بنمطه الظاهري. يتم تحديد النمط الظاهري للكائن إلى حد كبير من خلال التركيب الوراثي. على سبيل المثال ، إذا قام العلماء بتغيير النمط الجيني لجين لون عين القط ليكون TCCCAGAGGT... ثم ربما يمكنهم جعل عيون القطة بنية بدلًا من الخضراء. في الواقع ، العملية أكثر تعقيدًا بكثير وتتضمن امتدادات طويلة جدًا من الحمض النووي التي يجب معالجتها بشكل مثالي ، لكن هذا هو مبدأ الهندسة الوراثية: تعديل نمط القواعد في الحمض النووي للكائن الحي لتغييره النمط الظاهري.

للقيام بالهندسة الوراثية ، يستخدم العلماء بعض أدوات تقنية الحمض النووي. لم يستخدموا الأدوات لتغيير لون عين القط ، لكنهم فعلوا بعض الأشياء الأخرى. قام العلماء بتعديل البكتيريا لإنتاج الأنسولين لمرضى السكر ، وقاموا بتعديل الذرة لتكون مقاومة مبيدات الأعشاب لزراعة أقل ضررا وعدلت الفئران لزراعة أورام سرطانية بشرية لاختبارها الأدوية. الطريقة الأكثر شيوعًا للهندسة الوراثية هي اقتطاع قطعة من الحمض النووي من كائن حي واستبدالها بجزء من كائن حي آخر. هذا يسمى الحمض النووي المؤتلف ، ويتم ذلك بمساعدة جزيئين مختلفين يستخدمان لقطع ولصق جزيئات الحمض النووي معًا.

تستخدم تقنية الحمض النووي لأشياء إلى جانب الهندسة الوراثية. على سبيل المثال ، عندما يتم العثور على كتلة من الشعر في مسرح الجريمة ، يمكن استخراج الحمض النووي. نظرًا لعدم وجود الكثير من الحمض النووي في عينة مسرح الجريمة ، يجب تضخيمها - تكرارها عدة مرات. يسمى نوع تقنية الحمض النووي المستخدمة لذلك تفاعل البلمرة المتسلسل ، أو PCR. يتضمن تسخين وتبريد عينة من الحمض النووي في وجود مواد كيميائية معينة ، وينتج عنه نسخ كافية من الحمض النووي لمسرح الجريمة لإجراء الاختبارات ومعرفة من كان في الموقع.

يمكن للعلماء معالجة الحمض النووي بطرق تتجاوز هدفه الأولي داخل الجسم. على سبيل المثال ، يمكن للعلماء استخدام الحمض النووي لبناء سقالة مجهرية ، وهي إطار صغير لبناء المواد من ذرة إلى ذرة. يمكنهم أيضًا استخدام الخصائص الفريدة للحمض النووي لصنع جزيء يتوهج - ولكن فقط عندما يكون مرتبطًا بجزيء هدف محدد آخر. يستخدم العلماء أيضًا الحمض النووي لغرض غريب آخر: إنهم يبنون منه دوائر كمبيوتر.