علوم الطبيعة والحياة — الاستنساخ والهندسة الوراثية: تقنيات حديثة — الثالثة ثانوي (شعب علمية) — بكالوريا — المنهاج الجزائري

الهندسة الوراثية والاستنساخ من أهم التطبيقات الحديثة في علوم الحياة، تسمح بتعديل المورثات واستنساخ الكائنات الحية.

1. تعريف الهندسة الوراثية

الهندسة الوراثية هي مجموعة التقنيات التي تسمح بعزل وتعديل وإدخال المورثات (الجينات) في كائنات حية. الهدف هو تحسين الصفات الوراثية أو إنتاج بروتينات علاجية.

2. إنزيمات القطع (النوكليازات)

إنزيمات الاقتطاع (Restriction Enzymes) تقطع DNA في مواقع محددة. مثال: EcoRI يقطع عند GAATTC. تنتج نهايات لاصقة (sticky ends) تسهل إدخال DNA الغريب.

3. تقنية DNA معاد التركيب (Recombinant DNA)

المراحل: عزل المورثة -> قطعها وقطع الناقل (بلازميد بكتيري) -> ربط المورثة بالناقل باستخدام إنزيم الليغاز -> إدخال الناقل المعدل إلى الخلية المضيفة (بكتيريا) -> تضاعف الخلايا وإنتاج البروتين المرغوب.

4. الاستنساخ (Cloning)

الاستنساخ هو إنتاج نسخ متطابقة وراثياً من كائن حي. الاستنساخ الطبيعي يحدث في التوائم الحقيقية. الاستنساخ الاصطناعي:

• استنساخ الخلايا الجذعية.
• استنساخ الأجنة.
• الاستنساخ التناسلي: مثل النعجة دوللي (1996) – نقل نواة خلية جسمية إلى بويضة منزوعة النواة.

5. تطبيقات وتحديات

تطبيقات: إنتاج الأنسولين البشري (بكتيريا معدلة)، المحاصيل المقاومة للآفات، العلاج الجيني.

تحديات أخلاقية: مخاوف من إساءة استخدام التقنية، التأثير على التنوع البيولوجي، الجدل حول استنساخ البشر.

6. مثال بكالوريا

بكالوريا 2021 (شعبة علوم تجريبية): اشرح المراحل الرئيسية لتقنية DNA معاد التركيب لإنتاج الأنسولين البشري.

الحل: عزل مورثة الأنسولين -> قطعها بـ EcoRI -> فتح بلازميد بنفس الإنزيم -> ربط المورثة بالبلازميد باستخدام الليغاز -> إدخال البلازميد المعدل إلى الإشريكية القولونية -> زرع البكتيريا في وسط مناسب -> استخراج الأنسولين وتنقيته.