معلومة

كتاب جيد لتاريخ البيولوجيا / التكنولوجيا الحيوية للناس العاديين


لدي العديد من الأصدقاء المهتمين بالبيولوجيا ويريدون معرفة المزيد عن الموضوع بشكل عام (مثل تاريخ علم الأحياء ، من نظرية داروين ، إلى اكتشاف بنية الحمض النووي ، إلى مشروع الجينوم البشري). بالطبع ، لا يمكنني أن أقترح عليهم قراءة ألبرتس أو لينينجر. هل تعرف ما إذا كان مثل هذا الكتاب موجود؟ أعتقد أن الكتاب الذي يغطي معظم مجالات علم الأحياء لا يمكن تأليفه ، ولكن حتى الكتاب الأكثر تركيزًا سيفي بالغرض.

اسمحوا لي أن أحاول تضييقها: شيء مثل أعظم الاكتشافات في مجال علم الأحياء (مثل هذا المقال) سيكون كتابًا ممتعًا للقراءة.

لست متأكدًا من مدى ملاءمة هذا السؤال لـ SE ، لكنني متأكد من أنني سأحصل على أفضل إجابة هنا. إلى جانب ذلك ، سيكون من الرائع أن يكون الأشخاص العاديون أكثر حماسًا بشأن علم الأحياء والمساهمة في نمو الموقع.


ليس لديها الكثير من المراجعات ، ولكن يبدو أن The Epic History of Biology يبدو وكأنه مثالي.

من خلال التقليب خلال الفصل الأول في المعاينة ، لا يبدو الأمر تقنيًا بشكل مفرط بأي شكل من الأشكال ، لذا من المحتمل أن تكون المعرفة على مستوى المدرسة الثانوية كافية. إذا كان زملاؤك ليس لديهم أي خبرة في علم الأحياء على الإطلاق ، فربما توفر قراءة كتاب صحفي مشهور كل المعلومات الأساسية اللازمة.


بعض ما يتبادر إلى الذهن بترتيب عشوائي:

لا يمكن تخطي القراءة:

  • ريتشارد دوكينز - الجين الأناني

ومن الواضح:

  • تشارلز داروين - أصل الأنواع

وللمهتمين بتطور الدماغ (ومراوغاته):

  • ديفيد جي ليندن - العقل العرضي
  • أوليفر ساكس - الرجل الذي أخطأ في زوجته من أجل قبعة

لا تركز على الحمض النووي / التطور ، ولكنها كتب علمية رائعة مع ذلك:

  • بريمو ليفي - الجدول الدوري
  • والشيء الذي لا يجب أن يقرأ:
    إسحاق أسيموف - تاريخ قصير للكيمياء

تذكر الأيام الأولى للبيولوجيا الدقيقة والجزيئية "اليوم الثامن من الخلق"

يغطي الاستخدام المبكر لـ ه. القولونية، واكتشاف العاثيات وعناصر النسخ وتأثير بنية الحمض النووي. إنها شاملة جدًا ومفيدة حقًا إذا كنت تقوم بالبيولوجيا الجزيئية اليوم.


كتاب رائع يغطي تطور العلم الحديث منذ عصر النهضة (بما في ذلك قدر كبير من علم الأحياء) هو "العلماء" لجون جريبين. لقد وجدت أنه من خلال التركيز على الأشخاص الذين يمارسون العلوم في سياق المجتمع الذي يعيشون فيه ، فقد حصلت على فهم أفضل بكثير لسبب تفكير العلماء الأوائل بالطريقة التي فعلوها وبحثوا في الأسئلة التي قاموا بها.

هذا هو دعاية الناشر:

في هذا الكتاب الجديد الطموح ، يروي جون جريبين قصص الأشخاص الذين صنعوا العلم والأوقات التي عاشوا وعملوا فيها. بدأ مع كوبرنيكوس ، خلال عصر النهضة ، عندما حل العلم محل التصوف كوسيلة لشرح طريقة عمل العالم ، واستمر عبر القرون ، وخلق سلسلة نسب غير منقطعة لأسماء العلوم الغربية العظيمة فحسب ، بل أيضًا الأسماء الأكثر غموضًا ، خط من نقطة إلى نقطة يربط الهواة بالعبقرية ، والاكتشاف العرضي بالاستنتاج الرائع.


لا أعرف الكثير من الكتب التي قد يشار إليها باسم "التاريخ الكبير للبيولوجيا" أو أي شيء من هذا القبيل. هذا ... موضوع كبير. حقا كبيرة. ماذا عن بعض الاقتراحات لكتب جيدة في علم الأحياء / التاريخ الطبي متاحة للناس العاديين:

  • وعزفت الفرقة ، بقلم راندي شيلتس ، سردًا لبداية وباء الإيدز في الولايات المتحدة.
  • الإنفلونزا العظمى ، من تأليف جون بيري ، والتي تدور حول جائحة إنفلونزا عام 1918.
  • The Demon Under the Microscope ، للكاتب توماس هاجر ، ويتحدث عن السلفا وتطوير المضادات الحيوية المبكرة.

أخيرًا ، أعتقد أن جيمس واتسون كتب سردًا علميًا شائعًا إلى حد ما لاكتشاف الحمض النووي ، والذي سيكون بلا شك مثيرًا للاهتمام ، على الرغم من أنه من المحتمل أن يكون منحرفًا إلى حد ما لصالح ذهوله.


لقد صادفت للتو "فهم التكنولوجيا الحيوية". هناك مراجعة واحدة إيجابية للغاية وواحدة سلبية للغاية. لم أقرأ الكتاب بنفسي ، لكن يبدو أنه هو بالضبط ما كنت أبحث عنه: يتضمن جدول المحتوى موضوعات مثل نظرة عامة صغيرة على التاريخ ، والهندسة الوراثية ، والعلاج الجيني ، وعلم الجينوم الصيدلاني ، وما إلى ذلك ، وقد يكون مفيدًا للأشخاص. مع خلفية علم الأحياء.

هل سمع أحد عن هذا الكتاب؟


إلى حد بعيد أفضل كتاب قرأته عن تاريخ علم الأحياء هو تاريخ علم الأحياء لخنزير غينيا لجيم إندرسبي. يحكي تاريخ المجال من خلال التركيز على الكائنات التجريبية والمساهمات التي تم إجراؤها من خلال دراستها. لديها أسلوب سردي جذاب وفكرة التركيز على قصص الكائنات الحية هي فكرة ممتازة ومبتكرة.

ومع ذلك ، فإن أفضل مورد موجود في تاريخ العلوم هو سلسلة محاضرات TTC History of Science. يتألف من جزأين:

  1. من العصور القديمة حتى عام 1700 بواسطة لورانس إم برينسيب من جامعة جونز هوبكنز
  2. 1700-1900 من قبل البروفيسور فريدريك جريجوري من جامعة هارفارد

سلسلة المحاضرات باهظة الثمن للغاية - حوالي 200 دولار لكل منها. ومع ذلك ، فإن معظم المكتبات الجيدة تمتلكها ، وأنا أوصي بشدة بالحصول عليها إذا استطعت.


هذا الكتاب ، على الرغم من كونه قديمًا بعض الشيء ، فقد منحني تقديرًا لا يصدق لعلم الأحياء لم أكسبه مطلقًا في المدرسة:

ما هى الحياة؟ بواسطة اروين شرودينجر

أنا لست عالم أحياء ، لكني أعمل أحيانًا في علم الأحياء الرياضي ولدي تدريب في الفيزياء وعلوم الكمبيوتر النظرية. كان هذا الكتاب في متناولي أكثر من الكتب الأخرى في علم الأحياء. قبل قراءة الكتاب ، أدركت علم الأحياء على أنه مجموعة من الحقائق الممتعة (ما يسميه رذرفورد "جمع الطوابع"). كان عرض شرودنغر مفصلاً جيدًا للاختزال النموذجي و "كل شيء يجب أن يكون له سبب" في تفكير الفيزيائيين النظريين.

أعتقد أن الكتاب يقوم بعمل جيد في شرح الأساسيات وتوفير الحدس والأسس. يمكن للقارئ المتحمس بعد ذلك الانتقال إلى المزيد من العلاجات التقليدية.


كتابي المفضلين هما "علم الأحياء الجزيئي" الذي أصبح بسيطًا وممتعًا ، وكتاب "التكنولوجيا الحيوية للمبتدئين". كلاهما مكتوب بشكل جيد وممتع للقراءة. كما توحي أسماؤهم ، يغطي الأول أساسيات علم الأحياء ويغطي الأخير أساسيات التكنولوجيا الحيوية.


هناك دورة فيديو مجانية بعنوان "علم الأحياء الحديث" في مبادرة التعلم المفتوح بجامعة كارنيجي ميلون. هذا تقني للغاية ولا يغطي تاريخ علم الأحياء.

لقد أحببت حقًا D.A. دورة الفيديو غير المجانية المقدمة من Sadava لفهم علم الوراثة: الحمض النووي والجينات وتطبيقاتها في العالم الحقيقي. هذا موجه نحو علم الوراثة والبيولوجيا الجزيئية ، ولكنه ليس كتابًا أيضًا. إنه مناسب للقارئ الذي لديه معرفة بالكيمياء في المدرسة الثانوية. ربما يحتوي على عدد قليل جدًا من الأساسيات ، لذا فهو أيضًا ليس للأشخاص العاديين المطلقين. يبدأ مع مندل ويذكر العديد من الباحثين الآخرين في القرن العشرين.

شارك المؤلف أيضًا في تأليف أحد كتب الأحياء المدرسية السميكة والمكلفة على مستوى الكلية.


التكنولوجيا الحيوية

فتحت التطورات العلمية ، والعديد منها من علماء في وزارة الزراعة الأمريكية أو من خلال الأبحاث الممولة من وزارة الزراعة الأمريكية ، خيارات جديدة للمزارعين الذين يستجيبون لاحتياجات السوق والتحديات البيئية. تم إنتاج العديد من أنواع النباتات الجديدة التي يتم تطويرها أو زراعتها من قبل المزارعين باستخدام الهندسة الوراثية ، والتي تتضمن معالجة جينات النبات من خلال تقنيات البيولوجيا الجزيئية الحديثة التي يشار إليها غالبًا باسم تقنية الحمض النووي المؤتلف. يتم تضمين هذه التقنيات في ما يشار إليه غالبًا باسم "التكنولوجيا الحيوية" أو "التكنولوجيا الحيوية الحديثة".

تدعم وزارة الزراعة الأمريكية الاستخدام الآمن والمناسب للعلم والتكنولوجيا ، بما في ذلك التكنولوجيا الحيوية ، للمساعدة في مواجهة التحديات الزراعية واحتياجات المستهلكين في القرن الحادي والعشرين. تلعب وزارة الزراعة الأمريكية دورًا رئيسيًا في ضمان أن مصانع التكنولوجيا الحيوية والمنتجات المشتقة من هذه النباتات آمنة للنمو والاستخدام في الولايات المتحدة. بمجرد دخول هذه المصانع والمنتجات في التجارة ، تدعم وزارة الزراعة الأمريكية جلب هذه المنتجات وغيرها إلى الأسواق العالمية.


عروض خاصه وترويجات للمنتج

من مجلة نيو إنجلاند الطبية

المشغلون والمروجون هو وصف حنون ومحب تقريبًا للمجال والعديد من المشاركين فيه من قبل باحث رائد في البيولوجيا الجزيئية ، الراحل هاريسون "هاتش" إيكولز. بشكل مأساوي ، مات هاتش قبل اكتمال الكتاب. أنهته زوجته كارول جروس ، وهي أيضًا عالمة أحياء جزيئية مميزة ، بمساعدة العديد من أصدقاء وزملاء هاتش وكارول.

على أحد المستويات ، يعد هذا الكتاب مسحًا للاكتشافات المهمة التي أدت إلى فهمنا الحالي لكيفية عمل الجينات لتحديد بنية ووظيفة الخلايا (والكائنات الحية). كما وصفه هاتش ، فإن النهج الفلسفي الرئيسي لهذا العلم هو تطبيق مبادئ الفيزياء (من خلال علم الوراثة) والكيمياء (من خلال الكيمياء الحيوية) لدراسة علم الأحياء. تم استخدام هذه المبادئ لدراسة أنظمة بسيطة يمكن تتبعها نسبيًا (البكتيريا والفيروسات التي تصيب البكتيريا). تم الافتراض بأن هناك عالمية كافية في الآليات الجزيئية الكامنة وراء علم الأحياء أن هذه الدراسات ستكون ذات صلة بالكائنات الحية الأعلى والأكثر تعقيدًا مثل هاتش وكارول وأنت وأنا. في جوهرها ، تم إزالة الغموض عن علم الأحياء. يتتبع الكتاب الاكتشافات الفوضوية والمفاجئة في بعض الأحيان وفي أوقات أخرى الاكتشافات المباشرة والمتوقعة التي كشفت المبادئ الأساسية للتعبير الجيني وتنظيم الجينات وتكرار الحمض النووي وإعادة تركيب الحمض النووي وإصلاح تلف الحمض النووي. وُصِف أيضًا العالم المذهل للـ RNA وظهور تكنولوجيا الهندسة الوراثية.

على الرغم من أن هذا الكتاب سيكون ذا قيمة وفي الوقت المناسب كدراسة استقصائية لمجال البيولوجيا الجزيئية ، إلا أنه حقًا وسيلة لوصف المشاركين ، والأهم من ذلك ، لوصف كيفية عمل هذا المجال كمجتمع صغير. أظن أن جميع المشاركين الرئيسيين كانوا معروفين من قبل هاتش شخصيًا. في قصاصات صغيرة ، يلتقط الخصائص الرئيسية للعديد منها. في معظم الحالات ، أعادت هذه الأوصاف ذكرياتي بوضوح. هو لا ينتقد أبدًا بشكل خاص. ربما كان هاتش إيجابيًا بعض الشيء ، لكن هذا يتماشى مع نظرته الدافئة للآخرين.

كان تطور العلم متفاوتًا وفوضويًا في بعض الأحيان. الإبداع - غالبًا بين عدد قليل من الأشخاص الرئيسيين - كان للحظ والتطورات التكنولوجية أدوار رئيسية. كانت المنافسة موجودة أيضًا ، ولكن ليس هناك شك في أن Hatch فضل نوعًا من المنافسة المفتوحة والتعاونية التي أراد كل من المحققين المختلفين النجاح فيها ، لكنهم أبدوا أيضًا فرحة كبيرة في تقدم الآخرين في هذا المجال. يصف هاتش هذا النوع من المنافسة على النحو التالي: "في المستوى الأول من المنافسة ، يرغب جميع العلماء في التفكير في أفضل الأفكار وأفضل التجارب والتقدم في مجالهم من خلال إخبار الآخرين بالنتائج التي توصلنا إليها. في جو من التبادل المفتوح للأفكار والثقة المتبادلة والتقدير ، فإن المنافسة على الإبداع تسرع الفهم الجديد للوضع يشبه إلى حد ما محاولة أن تكون العضو الأكثر قيمة في فريق رياضي ". يتبع هذا المستوى الأول من المنافسة رغبة في الاعتراف خارج المجال ثم السعي وراء الهيمنة الكاملة للمجال في عيون العالم الخارجي. بالطبع ، يتخطى بعض العلماء المرحلة الأولى أو المرحلتين الأوليين. أحد التحليلات المفقودة في الكتاب هو كيف يمكن لنظام تمويل المنح أن يحرف هذه الأنواع المختلفة من المنافسة. في بعض مجالات البحث ، يرى المشاركون أنه من الصعب للغاية الحصول على تمويل ما لم يقترب المرء من مرحلة الهيمنة الكاملة على المجال.

يجسد هاتش أيضًا ميزات أخرى لثقافتنا العلمية. على سبيل المثال ، يعتبر وصفه للاجتماعات العلمية جوهره: "تم تصميم [الاجتماع] لتبادل المعلومات والأفكار من خلال المحادثات الرسمية والمناقشات غير الرسمية. والاجتماع هو أيضًا نسخة مكتملة من العرض والقصص ، حيث يحاول العلماء إقناع الجميع بأنهم يقومون بالعمل الأكثر تشويقًا وإثارة ولديهم أفضل الأفكار حول كيفية عمل كل شيء. ولكل اجتماع أيضًا أجواء معينة تتغير مع الوقت والمجموعة الخاصة من الشخصيات ". هاتش على حق. كانت تجربتي في العرض والرد في الصف الثالث تدريبًا جيدًا للاجتماعات.

يجب أن نأخذ وجهات نظر هاتش على محمل الجد فيما يتعلق بالإبداع العلمي من حيث صلته بهيكل المؤسسة العلمية. إنه يفضل بشدة النظام الأمريكي ، حيث يمكن أن يكون للمحققين الشباب مجموعات معملية مستقلة ويشعر المحققون أنه يمكنهم التعاون والتنافس. أعتقد أن هاتش محق في تحليله ، لكنني لست متفائلًا على الإطلاق بأن التمويل الحالي ومناخ الجامعة سيستمران في دعم هذا النوع من الثقافة العلمية.

يذكرنا الكتاب أيضًا أن الاكتشافات الرئيسية غالبًا ما تكون نتاجًا جانبيًا مفاجئًا لمشاريع البحث. هذه الاكتشافات ليست دائمًا الأهداف المتوقعة للتجارب ، ولن يتم العثور عليها في الأهداف المحددة لمقترحات المنح. أحد الأمثلة المهمة هو اكتشاف إنزيمات التقييد من النوع الثاني بواسطة هاميلتون سميث أثناء قيامه بإعداد الكواشف لدراسة إعادة تركيب الحمض النووي في المستدمية النزلية.

على الرغم من أن الكتاب بأكمله ممتاز ، إلا أن الأقسام التي تتناول تجارب Hatch المباشرة تتمتع بجودة مثيرة ومضيئة وملهمة حقًا. هناك بعض الأشياء التي أشعر أنها مفقودة. بادئ ذي بدء ، كانت مأساة كبيرة أن مات هاتش قبل اكتمال الكتاب. هذا ليس مجرد بيان شخصي - هناك قضايا مفقودة كنت أود أن يعالجها الكتاب ، مثل استخدام المعلومات الجينومية في صنع القرار المجتمعي. كان لدى هاتش بلا شك آراء حول هذا الموضوع وغيره من القضايا المهمة التي لم يستطع المحرر ولا ينبغي أن يحاول إضافتها إلى الكتاب. ثانيًا ، تماشياً مع شخصية هاتش الإيجابية ، من الصعب الشعور بالألم الذي شعر به بعض العلماء خلال مختلف المسابقات. هذا أيضًا للأسف جانب من جوانب ثقافتنا العلمية.

أوصي بشدة بهذا الكتاب لمجموعة متنوعة من الجماهير. ستكون قراءة ممتعة للجميع. أولئك الذين شاركوا في تطوير هذا المجال سوف يسعدون كثيرًا باستدعاء أحداث أو مشاركين معينين. غالبًا ما يعتقد الطلاب الصغار الذين يفكرون في مهنة في العلوم أن العلم هو مسألة عقلانية مفرطة في العثور على المعادلات الصحيحة أو استنساخ الجين الصحيح. يُظهر هذا الكتاب أن العلم مشروع إنساني لا يمكن التنبؤ به ولا مفر منه ، محاط بشخصيات وتفاعلات ممارسيه. بالنسبة للعلماء الراسخين ، يجب أن يمنحنا ذلك وقفة للنظر في ما هو أفضل في مشروعنا وكيفية حفظه.

وليام س. ريزنيكوف ، دكتوراه.
حقوق النشر & # 169 2002 جمعية ماساتشوستس الطبية. كل الحقوق محفوظة. New England Journal of Medicine هي علامة تجارية مسجلة لـ MMS.

من الداخل رفرف

"كان Echols عالم أحياء جزيئية موهوبًا. ونرى الآن أنه كان أيضًا راويًا موهوبًا. Echols يثري قصته عن ثورة البيولوجيا الجزيئية بالعديد من الملاحظات من منظور الشخص الأول. المشغلين والمروجين لا يقدم فقط المفاهيم والتجارب الأساسية ولكن أيضًا الشخصيات المشاركة. المنحة رائعة. "& # 151Thomas R. Cech ، رئيس معهد هوارد هيوز الطبي

"هذا الكتاب حي مع عملية إجراء البيولوجيا الجزيئية. يتم تقديم" حقائق "العلم بشكل واضح وأنيق." & # 151 نانسي إل كريج ، كلية الطب بجامعة جونز هوبكنز

"في كتابه ، يقدم Echols منظورًا مشتركًا لا يقدمه أي كتاب آخر" من الداخل ": إنه واقعي حول ما يجعل الناس يعملون ، ودوافعهم وعيوبهم ، ولكنه بنفس القدر متحمس ومثالي حول ما يمكن أن يكون عليه العلم." & # 151Sharon R. Long ، جامعة ستانفورد

"أفضل نوع من التاريخ ، لأنه يعرض الأفكار والتجارب في سياقها العلمي والإنساني ، لذا فإن قراءتها تكاد تشبه عيش هذه الفترة مرة أخرى - وستجعلها تنبض بالحياة لمن وصل إلى المشهد لاحقًا". & # 151 إيفلين ويتكين ، جامعة روتجرز

"وصف مثير للغاية لتطور البيولوجيا الجزيئية كما نعرفها. بالكاد أستطيع احتواء حماسي لها." & # 151 روبرت ليمان ، المركز الطبي بجامعة ستانفورد

من الغلاف الخلفي

"هذا الكتاب حي مع عملية ممارسة البيولوجيا الجزيئية. يتم تقديم" حقائق "العلم بشكل واضح وأنيق." - نانسي إل كريج ، كلية الطب بجامعة جونز هوبكنز "في كتابه ، يقدم Echols منظورًا مشتركًا لا يقدمه أي كتاب آخر" من الداخل ": إنه واقعي بشأن ما يجعل الناس يعملون ، ودوافعهم وعيوبهم ، ولكن على قدم المساواة قياس أنه متحمس ومثالي حول ما يمكن أن يكون عليه العلم ". - شارون ر. لونج ، جامعة ستانفورد

"أفضل نوع من التاريخ ، لأنه يعرض الأفكار والتجارب في سياقها العلمي والإنساني ، لذا فإن قراءتها تكاد تشبه عيش هذه الفترة مرة أخرى - وستجعلها تنبض بالحياة لمن وصل إلى المشهد لاحقًا". - إيفلين ويتكين ، جامعة روتجرز

"وصف مثير للغاية لتطور البيولوجيا الجزيئية كما نعرفها. بالكاد أستطيع احتواء حماسي لها." - روبرت ليمان ، المركز الطبي بجامعة ستانفورد


المزيد من هذا القسم

ميلكا سينغ ، بطل يستحق العناء

محاولات مشجعة فائقة مع روجيه فيدرر

هندي يتصدر قائمة فاعلي الخير العالميين

هل تهتم BCCI بالكريكيت الهندي؟

يورو 2020: البرتغال معرضة لخطر الخروج المفاجئ؟

في كتابه الجديد ، فضاء. حياة. شيء. قدوم عصر العلم الهندييروي الصحفي العلمي هاري بولاكات قصص أفراد حاولوا التغلب على مثل هذه العقبات. كان عالم الفيزياء الفلكية الراديوي الشهير جوفيند سواروب ، على سبيل المثال ، القوة الدافعة وراء جهود الهند في مجال علم الفلك الراديوي. ابتكر Swarup ، الذي توفي العام الماضي ، ابتكار طبق أكبر - لالتقاط المزيد من موجات الراديو - لتلسكوب Ooty Radio Telescope (ORT) ، الذي تم بناؤه في 1965-70 بتكلفة متواضعة تبلغ حوالي 58 دولارًا لكح. بعد أكثر من 50 عامًا ، لا يزال ORT ، أكبر تلسكوب قابل للتوجيه في العالم ، في الخدمة.

الإعلانات

الإعلانات

يصف Pulakkat العديد من هذه الرحلات ، في مجالات تتراوح من التكنولوجيا والهندسة إلى الفضاء والكيمياء والبيولوجيا. عالم الفيزياء الحيوية ج. يأخذ Ramachandran وعمله على polypeptides جزءًا صغيرًا ولكنه مهم من الكتاب. كما كتب Pulakkat ، كونك عالمًا تجريبيًا في الهند في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي "كان امتيازًا ونقمة في الوقت نفسه". على الرغم من عمله الرائد ، لم يفز راماشاندران ، الذي توفي عام 2001 ، بأي شرف من حكومة الاتحاد.

في مقابلة بالفيديو ، تحدث Pulakkat إلى Lounge حول البحث في الكتاب ، وإعجابه براماشاندران ، ولماذا يشعر أنه من المهم بالنسبة للهند الاستثمار في كل مجال من مجالات العلوم.المقتطفات المحررة:

الإعلانات

الإعلانات

لماذا قسمت الكتاب إلى ثلاثة أجزاء - الفضاء والحياة والمادة؟

لم أكن أرغب في أن يكون الكتاب من 10 إلى 12 فصلاً منفصلاً دون أي صلة بينهم ، لأنه يغطي ما يقرب من 50 عامًا. كانت هذه كلها تطورات مستقلة. ما حدث في علم الفلك ليس له علاقة بالتطورات في الكيمياء والبيولوجيا. نظرًا لأنني لم أتمكن من توصيل الاثنين ، فقد وضعتهما في أقسام منفصلة. هناك موضوع أكبر لأن كل هؤلاء الأفراد كانوا يعيشون في نفس الفترة وواجهوا مشاكل مماثلة. لكنهم لم يعملوا أو يتفاعلوا مع بعضهم البعض.

إلى أي مدى كان Govind Swarup محوريًا في بحثك؟

الإعلانات

الإعلانات

كان مركزيًا. التقيت به (في مارس 2017) بعد ستة أشهر تقريبًا من بدء العمل على الكتاب. حتى ذلك الحين ، كنت أقابل أشخاصًا بشكل عشوائي ، في محاولة لإيجاد خيوط مشتركة. سقطت بنية الكتاب في مكانها بعد أن التقيت به وقضيت بعض الوقت معه. من نواح كثيرة ، هو مصدر الإلهام وراء معظم الكتاب.

هناك الكثير من التاريخ حول العلوم الهندية والأشخاص الذين ساهموا فيها. ما هي التحديات التي واجهتها في العثور على كل هذه الحكايات؟

استغرق وقت طويل. لم أكمل (البحث). أنهى Covid-19 ذلك من أجلي. كنت أتمنى لو استغرقت ثلاثة أشهر أخرى. كما ترى ، فإن الفصول الأخيرة أقصر قليلاً. وهذا حسب التصميم - ليس بالضرورة بسبب مرض كوفيد - لأن علم الأحياء بدأ متأخرا جدا. كان التحدي الرئيسي هو التوثيق غير المتكافئ. هذه مشكلة تتعلق بأي تاريخ تكتبه عن الهند. قد تكون غنية في بعض المناطق وليس في مناطق أخرى. لكن لا يمكنك كتابة كتاب غير متساوٍ ، لذلك عليك أن تعمل بجهد أكبر للحصول على مزيد من المعلومات. إذا لم تستطع ، فعليك إنزال الآخرين إلى مستوى القاسم المشترك الأصغر.

الإعلانات

الإعلانات

كثيرا ما تذكر مشكلة تمويل المشاريع العلمية في الهند. كيف تغير هذا؟

ارتفع مقدار الأموال المتاحة (اليوم) بشكل ملحوظ. لكن الآليات التي يتم من خلالها تدفق الأموال بطيئة للغاية. لدينا أقسام (حكومية) للعلوم والتكنولوجيا والتكنولوجيا الحيوية. لم تكن هذه موجودة في الستينيات والسبعينيات. هناك العديد من المخططات داخل هاتين المؤسستين والتي من خلالها تحصل الآن على التمويل. يمكنك أيضًا الحصول على تمويل دولي في بعض الأحيان. هناك أيضًا بعض التمويل الخيري. لقد تغيرت الأمور في السنوات ال 15 الماضية.

ما هي التحديات الأخرى في ذلك الوقت وكيف تغيرت الأمور؟

الإعلانات

الإعلانات

كان التحدي الكبير هو العملات الأجنبية. الأدوات (العلمية) ليست مصنوعة في الهند. لذلك حتى التحرير ، عندما بدأ احتياطي النقد الأجنبي لدينا في الزيادة ، كان إطلاق النقد الأجنبي يخضع لرقابة شديدة. ربما كنت تبني معداتك الخاصة ولكنك ربما لا تزال بحاجة إلى قطعة من الأنابيب لم تصنع في الهند. لقد طلبت 15 دولارًا (حوالي 1100 دولار الآن) وحصلت على 10 دولارات فقط ، وهو ما لم يكن كافياً لشرائه. أصبحت الأمور محبطة. التمويل المحلي وحده لم يكن المشكلة. كانت هناك أيضًا مشكلة ثقافية. كان الناس راضين عن أنفسهم ومرتاحين بشكل عام. وضمن هذا الجو ، لم يكن من السهل على عدد قليل من الأفراد أن يتفوقوا على الجميع ويبدأوا في معالجة المشكلات التي لم يهتم بها أحد.

الإعلانات

الإعلانات

كل ذلك تغير. لكنني أعتقد أننا ما زلنا لا نتحمل المخاطر الكافية كدولة. ليس فقط في العلم. بشكل عام ، نحن لا نحاول حل المشاكل الكبيرة. نحن راضون عن العلم التدريجي. في المستقبل ، ستكون القضية الأكبر هي إقناع المجتمع بأن العلم نشاط مهم. سيأتي التمويل من ذلك. السياسيون ليس لديهم مصلحة شخصية في هذا. العلم لا يختلف عن أي نشاط آخر للبيروقراطيين. إذا اعتقد الناس أنه نشاط مهم ، فسيفكرون أيضًا بهذه الطريقة. تقدم العلم كثيرًا لدرجة أن الناس غالبًا لا يعرفون ما يحدث. هذا الانقسام بين العلماء والناس العاديين كبير جدًا في كل مكان ، ولكنه أكثر من ذلك هنا.

الإعلانات

الإعلانات

أثار الوباء صراعًا بين المنطق العلمي والمعلومات المضللة. كيف أثر ذلك على أهمية العلم اليوم؟

غالبية الناس لا يعرفون ما يحدث في العلوم وربما لا يريدون أن يعرفوا. ربما تكون الطريقة ثقافية والطريقة التي تم بها تدريس العلوم في المدرسة. لقد فقدت الاهتمام أيضًا. فقط عندما بدأت العمل وقراءة الكتب الجيدة التي يمكن الوصول إليها في مكتبات دلهي ، أدركت كم كان الأمر ممتعًا. يأتي الافتقار إلى المزاج العلمي من قلة الاهتمام بالعلوم ، والتي تأتي من سوء التدريس. إنه عالمي.

هل كان هناك أي شيء أردت إدراجه في الكتاب ولم تستطع ذلك؟

الإعلانات

الإعلانات

أنا سعيد بكل ما قمت بتضمينه ولكني كنت أرغب في إعطاء مساحة أكبر لـ G.N. راماشاندران. لأنه أعظم عالم في الهند. لم أقابله لأنه لم يكن موجودًا. معظم الكتاب يدور حول الأشخاص الذين قابلتهم وكنت قد خططت للكتابة عنهم فقط. لكن رويدًا رويدًا ظهر آخرون - بسبب قوة عملهم - في الإطار. U.R. راو ، على سبيل المثال ، الذي التقيت به.

كيف حاولت جعل تاريخ الكيمياء ممتعًا؟

مساهمة الهند في الكيمياء كبيرة. كما ساهم بشكل كبير في الاقتصاد. صناعاتنا الكيميائية والصيدلانية والوراثية كبيرة. كصحفي ، أردت أن أكتب قصة مهمة ، وليس فقط ما يريد الناس قراءته. ما زلت لا أعرف كيف سيقرأ الشخص العادي تلك الفصول. كنت واثقًا من علم الفلك لأن الجميع يريد أن يعرف عنه. الكيمياء ، أقل من ذلك. لكنه يمثل أيضًا تحديًا ككاتب أن تحاول جعل الأشياء التي لا يرغب الناس في قراءتها أكثر تشويقًا.


عروض خاصه وترويجات للمنتج

أعلى التقييمات من الولايات المتحدة

كانت هناك مشكلة في تصفية الاستعراضات الآن. الرجاء معاودة المحاولة في وقت لاحق.

.
لدي خلفية هندسية وتجارية. أنا أحب التاريخ والتكنولوجيا. كنت آمل أن يضبطني على "التاريخ والعلوم والأعمال" للتكنولوجيا الحيوية. لم تفعل.

يعاني هذا الكتاب من مزيج قوي من الكلام الأكاديمي والملل.

يحتوي على الكثير من الحقائق والمراجع التاريخية والتقنية حول التكنولوجيا الحيوية. لكني تخلصت من الكتاب بعد ساعة واحدة.

- يعرف بالفعل الكثير من الكيمياء الحيوية (لا يوجد الكثير من الشرح للمصطلحات أو المفاهيم للوافد الجديد.)

- هل لا بأس في التثاقل في التفاصيل مع القليل من البصيرة أو الشرح أو القصة التي تربط بينها

- تحمل الكلام الأكاديمي - استخدام الكثير من الكلمات لقول القليل جدًا

"7.3.5 التعامل مع الحمض النووي -. تم إدخال مادة الأكريلاميد في البداية كمواد هلامية للرحلان الكهربائي للمنطقة في عام 1959 بواسطة صمويل ريموند [26]. وقد تم تطوير هذا لتحليل البروتين في أشكال مختلفة بواسطة هيرمان ستيجمان [27] ولتحليل الحمض النووي الريبي بواسطة Ulrich Loening [28]. وهكذا أصبحت التكنولوجيا متاحة وطبقها Daniel Nathans في عام 1971 للفصل عالي الدقة لشظايا التقييد الخطي لفيروس SV40. وقبل ذلك ، كان الطرد المركزي هو الطريقة المفضلة ، حيث استخدم في البداية السكروز أو الدكستران gradieints . " (صفحة 118)

"15.3.2 التسلسل الأرضي: تحفيز تطوير التكنولوجيا الحيوية والطب الجزيئي - يمكن الافتراض أن هذا التسارع الإضافي في القدرات التحليلية للإنسان فيما يتعلق بجينومه والجينوم الآخر سيستمر في تحفيز التكنولوجيا الحيوية خاصةً كنتيجة لفهم أفضل للطب الجزيئي بالإضافة إلى ذلك. للوصول إلى الوفرة من التباين الجيني الطبيعي الموجود في الموارد الحية للكوكب. سيؤدي هذا أيضًا إلى فهم أفضل للترابط والاعتماد المتبادل بين جميع أشكال الحياة على الأرض. ونأمل أن نستخدم هذه القوة الجديدة بحكمة للحفاظ على استقرار طويل- تطوير مصطلح ومتناسق أثناء تطبيق هذه الأدوات الجديدة ". (صفحة 257)

قد يكون الكتاب مناسبًا تمامًا لقارئ متمرس بالفعل في الكيمياء الحيوية أو الكيمياء أو علم الأحياء. لكن لا يزال بإمكان القارئ العادي الاستفادة. المناقشة الشاملة لا تحتاج إلى معرفة فنية مفصلة. وهي تقدم منظورًا أوسع من مجرد تجربة الولايات المتحدة. نتذكر أن بعض الدول الأوروبية أكثر صرامة من الولايات المتحدة في أمور مثل الاختبارات الجينية وتسجيل البيانات الجينية من البشر. في جزء منه إرث من التاريخ ، خاصة في ألمانيا ، مع مخاوف من حركة تحسين النسل عند الأطفال حديثي الولادة إذا كان من الممكن اكتشاف السمات المرغوبة وغير المرغوب فيها والتعامل معها.

يتتبع النص التقانة الحيوية على مدى تاريخها القصير الحديث. يمكن للقراء المهتمين في السنوات العشر الماضية تكوين فكرة جيدة عن النتائج الرئيسية والشركات الكبرى المعنية. تحليل منفصل مستقل عن تلك الشركات. تحقق بشكل خاص من الفصل 13 ، الذي يتطلع إلى المستقبل. ما يسمى بالبيولوجيا التركيبية آخذ في الارتفاع ، مع آفاق مثيرة. مما لا يثير الدهشة ، أن كريج فنتر وهاملتون سميث يحتلان مكانة بارزة في الجهد المستمر لأداء توليف كامل لكائن كامل ذاتي التكاثر. يبدو أننا نقترب ، هو انطباع الفصل.

حسنًا ، بعض أقسام بعض الفصول تتضمن القليل من المعرفة المتخصصة بالكيمياء الحيوية. ولكن إذا كان هذا يمثل صعوبة ، فما عليك سوى تخطيها. يجب أن تظل قادرًا على متابعة الموضوع العام للمناقشة بشكل كاف وتقدير المفاهيم.

إن انعكاس نضج التكنولوجيا الحيوية هو الفصول الخاصة بتوسيع نطاق العمليات الكيميائية الحيوية. هذا يدخل في مجال الهندسة الكيميائية للمفاعلات الحيوية. على نطاق واسع ، هناك أيضًا اعتبار لكيفية استخدام التكنولوجيا الحيوية لتحسين غلة المحاصيل العالمية ومعالجة إمكانية صنع مصدر للطاقة المتجددة.

بشكل عام ، يقدم الكتاب تعليمًا جيدًا للتكنولوجيا الحيوية. كيف وصلت إلى اليوم ، وما هي القضايا الرئيسية.


كتاب جيد لتاريخ علم الأحياء / التكنولوجيا الحيوية للناس العاديين - علم الأحياء

نحن قسم بحثي مكثف ، مع فرص تدريب متميزة للطلاب الجامعيين المتحمسين وطلاب الدراسات العليا وزملاء ما بعد الدكتوراه.

بحث

من علم الأحياء التكاملي وبيئة الأراضي الرطبة إلى علم الجينوم الوظيفي والبيولوجيا العصبية ، من علم الوراثة السكانية النظرية إلى الأمراض المعدية التطبيقية وأبحاث السرطان.

الدراسات الجامعية

يمتلك معلمونا أساسًا متينًا في كل من التدريس والبحث ، ويعملون على إدخال منظور البحث الحالي ومهارات البحث في الفصول الدراسية والمختبرات التعليمية.

الدراسات العليا

تقوم برامج الدراسات العليا لدينا بتدريس مهارات البحث والاتصال المطلوبة للمهن الناجحة كعلماء مستقلين. ينتقل الخريجون إلى وظائف في الجامعات أو مؤسسات البحث أو صناعة التكنولوجيا الحيوية.

ستستمر جامعة McMaster في استضافة الأنشطة الأكاديمية الجامعية عن بعد لفصل الربيع / الصيف / بين الدورات مع استثناءات قليلة فقط للدورات التي تحتاج إلى وصول الطلاب إلى المعدات المتخصصة.

الدراسات الجامعية

يمتلك معلمونا أساسًا متينًا في كل من التدريس والبحث ، ويعملون على إدخال منظور البحث الحالي ومهارات البحث في الفصول الدراسية والمختبرات التعليمية.

الدراسات العليا

تقوم برامج الدراسات العليا لدينا بتدريس مهارات البحث والاتصال المطلوبة للمهن الناجحة كعلماء مستقلين. ينتقل الخريجون إلى وظائف في الجامعات أو مؤسسات البحث أو صناعة التكنولوجيا الحيوية.

الأساتذه

أعضاء هيئة التدريس لدينا مكرسون لاكتشاف المعرفة والتواصل وتطبيقها من خلال الدراسة متعددة التخصصات للعمليات البيولوجية.

بحث

يغطي بحثنا النطاق الكامل لعلم الأحياء الحديث ، من علم الأحياء التكاملي وبيئة الأراضي الرطبة إلى علم الجينوم الوظيفي والبيولوجيا العصبية ، من علم الوراثة السكانية النظرية إلى الأمراض المعدية التطبيقية وأبحاث السرطان.

أحدث الأخبار

يوم بحث خريجي علم الأحياء

الأربعاء 17 فبراير 2021

ينعقد GRD يوم الخميس 18 فبراير. مرفق بالجدول الزمني وكتاب الملخص للحدث. جدولة هنا الملخص هنا اقرأ المزيد

سباركول الوقف

كان الدكتور يواكيم سباركول (1950-2013) عالم أحياء محترفًا وعالمًا وفيلسوفًا ومعلمًا وطالبًا مدى الحياة (يوجد رابط لمزيد من المعلومات المتعلقة بالسيرة الذاتية هنا). هو. اقرأ أكثر

2020 علم الأحياء / ليلة معلومات الأطروحة

عقد قسم علم الأحياء ليلته السنوية الخاصة بالأطروحة والمعلومات البحثية يوم الثلاثاء ، 27 أكتوبر 2020 عبر Biology Undergrad Hub في Microsoft Teams. اقرأ أكثر

يتقدم McMaster إلى NPRI University Challenge

صورة جماعية بعد العرض التقديمي لعلماء البيئة وتغير المناخ الكندي (ECCC) في المركز الكندي للداخلية. اقرأ أكثر

McMaster Biology على أحدث طراز مع مجموعات المختبرات في المنزل

إن McMaster Biology متحمس للشروع في مغامرة معملية جديدة مع طلاب صيف 2020 BIO1A03-Cell والبيولوجيا الجزيئية. سيكمل الطلاب صيف 2020. اقرأ المزيد

تيتان أروم آرثر في إزهار كامل

لقد أزهر العملاق ، ونحن مفتوحون حتى الساعة 11 مساءً الليلة ، ومن 11 صباحًا - 5 مساءً خلال عطلة نهاية الأسبوع. تابعنا على Instagram mcmasterbiogreenhouse للحصول على التحديثات. اقرأ أكثر

تعيين الدكتورة جوانا ويلسون باحثة جامعية

تم تسمية ستة أساتذة من McMaster بعلماء جامعيين لعام 2019 ، وهي جائزة تعترف بإنجازات الباحثين في منتصف حياتهم المهنية. تميز المستفيدون بأنهم علماء دوليون و. اقرأ أكثر

تتلقى ناتالي دي سيلفا زمالة شلمبرجير

لن تكون ناتالي دي سيلفا في FirstOntario Concert Hall اليوم للسير عبر المسرح والحصول على الدكتوراه. بدلاً من ذلك ، ستكون في براون. اقرأ أكثر

كشف العلماء عن دوائر بيولوجية حاسمة

تساعد الديدان المجهرية الصغيرة ، غير المرئية للعين المجردة ، العلماء على فهم أفضل للمسار البيولوجي المعقد للغاية الذي يربط الدهون بالصحة العامة. اقرأ أكثر

سارة مرزيك تفوز بجائزة الملصق

فازت سارة مارزيك بالاجتماع الثاني لجمعية عموم أمريكا للبيولوجيا التطورية التنموية التي تعقد كل سنتين. اقرأ أكثر

2016/2017 يوم بحث الخريجين

انضم إلينا في اليوم السنوي الرابع لبحوث الخريجين مركز إيوارت أنجوس و HSC-1A6 - 23 فبراير 2017 اقرأ المزيد


8 التكنولوجيا الحيوية

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على القيام بما يلي:

  • وصف الرحلان الكهربائي للهلام
  • اشرح الاستنساخ الجزيئي والتناسلي
  • وصف استخدامات التكنولوجيا الحيوية في الطب والزراعة

التكنولوجيا الحيوية هي استخدام العوامل البيولوجية للتقدم التكنولوجي. تم استخدام التكنولوجيا الحيوية لتربية الماشية والمحاصيل قبل وقت طويل من فهم الناس للأسس العلمية لهذه التقنيات. منذ اكتشاف بنية الحمض النووي في عام 1953 ، نما مجال التكنولوجيا الحيوية بسرعة من خلال البحث الأكاديمي والشركات الخاصة. التطبيقات الأولية لهذه التكنولوجيا في الطب (اللقاحات وإنتاج المضادات الحيوية) والزراعة (التعديل الوراثي للمحاصيل من أجل زيادة الغلة). للتكنولوجيا الحيوية أيضًا العديد من التطبيقات الصناعية ، مثل التخمير ومعالجة الانسكابات النفطية وإنتاج الوقود الحيوي ((الشكل)).


التقنيات الأساسية لمعالجة المواد الجينية (DNA و RNA)

لفهم التقنيات الأساسية المستخدمة للعمل مع الأحماض النووية ، تذكر أن الأحماض النووية عبارة عن جزيئات كبيرة مكونة من النيوكليوتيدات (سكر ، فوسفات ، وقاعدة نيتروجينية) مرتبطة بروابط الفوسفات. تحتوي كل مجموعات الفوسفات في هذه الجزيئات على شحنة سالبة صافية. تسمى مجموعة كاملة من جزيئات الحمض النووي في النواة الجينوم. يحتوي الحمض النووي على خيطين متكاملين مرتبطين بروابط هيدروجينية بين القواعد المزدوجة. يمكن أن يؤدي التعرض لدرجات حرارة عالية (تمسخ الحمض النووي) إلى فصل الشريطين والتبريد يمكن أن يعيد إحياءهما. يمكن أن يقوم إنزيم بوليميريز الحمض النووي بتكرار الحمض النووي. على عكس الحمض النووي ، الموجود في الخلايا حقيقية النواة ونواة # 8217 ، تترك جزيئات الحمض النووي الريبي النواة. أكثر أنواع الحمض النووي الريبي شيوعًا التي يحللها الباحثون هو الرنا المرسال (mRNA) لأنه يمثل جينات ترميز البروتين التي يتم التعبير عنها بنشاط. ومع ذلك ، فإن جزيئات الحمض النووي الريبي تمثل بعض التحديات الأخرى للتحليل ، لأنها غالبًا ما تكون أقل استقرارًا من الحمض النووي.

استخراج الحمض النووي والحمض النووي الريبي

لدراسة الأحماض النووية أو معالجتها ، يجب أولاً عزل أو استخراج الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي من الخلايا. يستخدم الباحثون تقنيات مختلفة لاستخراج أنواع مختلفة من الحمض النووي ((الشكل)). تتضمن معظم تقنيات استخراج الحمض النووي خطوات لفتح الخلية واستخدام التفاعلات الأنزيمية لتدمير جميع الجزيئات الكبيرة غير المرغوبة (مثل تحلل الجزيء غير المرغوب فيه والفصل عن عينة الحمض النووي). يقوم محلول التحلل (محلول غالبًا ما يكون منظفًا) بتكسير الخلايا. لاحظ أن التحلل يعني & # 8220 الانقسام & # 8221. تعمل هذه الإنزيمات على تفكيك جزيئات الدهون في أغشية الخلايا والأغشية النووية. إنزيمات مثل البروتياز التي تكسر البروتينات تعطل الجزيئات الكبيرة ، والريبونوكليازات (RNAses) التي تكسر الحمض النووي الريبي (RNA). يؤدي استخدام الكحول إلى ترسيب الحمض النووي. عادة ما يظهر الحمض النووي الجيني البشري ككتلة بيضاء هلامية. يمكن تخزين عينات الحمض النووي المجمدة عند درجة حرارة -80 درجة مئوية لعدة سنوات.


يقوم العلماء بتحليل الحمض النووي الريبي لدراسة أنماط التعبير الجيني في الخلايا. من الطبيعي أن يكون الحمض النووي الريبي غير مستقر للغاية لأن الحمض النووي الريبي موجود بشكل شائع في الطبيعة ويصعب جدًا تعطيله. على غرار الحمض النووي ، يتضمن استخراج الحمض النووي الريبي استخدام العديد من المحاليل والإنزيمات لتعطيل الجزيئات الكبيرة والحفاظ على الحمض النووي الريبي.

هلام الكهربائي

لأن الأحماض النووية عبارة عن أيونات سالبة الشحنة عند درجة حموضة محايدة أو قاعدية في بيئة مائية ، يمكن للمجال الكهربائي أن يحركها. الرحلان الكهربائي للهلام هو تقنية يستخدمها العلماء لفصل الجزيئات على أساس الحجم باستخدام هذه الشحنة. يمكن فصل الأحماض النووية ككروموسومات كاملة أو شظايا. يتم تحميل الأحماض النووية في فتحة بالقرب من مصفوفة الهلام شبه الصلبة المسامية & # 8217 s القطب السالب ، ويتم سحبها نحو القطب الموجب عند الطرف المقابل للجيل & # 8217 ثانية. تتحرك الجزيئات الأصغر عبر مسام الهلام & # 8217s أسرع من الجزيئات الأكبر. هذا الاختلاف في معدل الترحيل يفصل الأجزاء على أساس الحجم. هناك عينات قياسية للوزن الجزيئي يمكن للباحثين تشغيلها جنبًا إلى جنب مع الجزيئات لتوفير مقارنة الحجم. يمكننا ملاحظة الأحماض النووية في مصفوفة هلامية باستخدام أصباغ فلورية أو ملونة مختلفة. تظهر شظايا الحمض النووي المميزة على شكل نطاقات على مسافات محددة من قمة الهلام & # 8217s (نهاية القطب السالب) على أساس حجمها ((الشكل)). يظهر مزيج من شظايا الحمض النووي الجينومي بأحجام مختلفة على شكل مسحة طويلة ، في حين أن الحمض النووي الجينومي غير المقطوع عادة ما يكون كبيرًا جدًا بحيث لا يمكن تشغيله عبر الجل ويشكل نطاقًا كبيرًا واحدًا في الجزء العلوي من الجل.


تضخيم جزء الحمض النووي عن طريق تفاعل البلمرة المتسلسل

على الرغم من أن الحمض النووي الجيني يكون مرئيًا للعين المجردة عند استخراجه بكميات كبيرة ، إلا أن تحليل الحمض النووي غالبًا ما يتطلب التركيز على منطقة أو أكثر من مناطق الجينوم المحددة. تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR) هي تقنية يستخدمها العلماء لتضخيم مناطق معينة من الحمض النووي لمزيد من التحليل ((الشكل)).يستخدم الباحثون تفاعل البوليميراز المتسلسل لعدة أغراض في المختبرات ، مثل استنساخ شظايا الجينات لتحليل الأمراض الوراثية ، وتحديد الحمض النووي الغريب الملوث في عينة ، وتضخيم الحمض النووي للتسلسل. المزيد من التطبيقات العملية تشمل تحديد الأبوة والكشف عن الأمراض الوراثية.


يمكن أيضًا تضخيم شظايا الحمض النووي من قالب RNA في عملية تسمى النسخ العكسي PCR (RT-PCR). تتمثل الخطوة الأولى في إعادة إنشاء خيط قالب الحمض النووي الأصلي (يسمى cDNA) عن طريق تطبيق نيوكليوتيدات الحمض النووي على الرنا المرسال. هذه العملية تسمى النسخ العكسي. هذا يتطلب وجود إنزيم يسمى النسخ العكسي. بعد صنع (كدنا) ، يمكن استخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل العادي لتضخيمه.

تعميق فهمك لتفاعل البوليميراز المتسلسل من خلال النقر على هذا التمرين التفاعلي.

التهجين ، النشاف الجنوبي ، والنشاف الشمالي

يمكن للعلماء فحص عينات الحمض النووي ، مثل الحمض النووي الجينومي المجزأ ومستخلصات الحمض النووي الريبي ، لوجود تسلسلات معينة. يقوم العلماء بتصميم وتسمية أجزاء قصيرة من الحمض النووي ، أو المجسات باستخدام الأصباغ المشعة أو الفلورية للمساعدة في الكشف. يفصل الرحلان الكهربائي الهلامي شظايا الحمض النووي وفقًا لحجمها. يقوم العلماء بعد ذلك بنقل الأجزاء الموجودة في الهلام إلى غشاء من النايلون في إجراء نسميه النشاف ((الشكل)). يمكن للعلماء بعد ذلك فحص شظايا الحمض النووي المرتبطة بسطح الغشاء باستخدام تسلسل مسبار محدد إشعاعيًا أو الفلورسنت. عندما ينقل العلماء الحمض النووي إلى غشاء نايلون ، فإنهم يشيرون إلى التقنية على أنها النشاف الجنوبي. عندما ينقلون الحمض النووي الريبي إلى غشاء نايلون ، يسمونه النشاف الشمالي. يستخدم العلماء اللطخات الجنوبية لاكتشاف وجود تسلسلات معينة من الحمض النووي في جينوم معين ، والبقع الشمالية للكشف عن التعبير الجيني.


الاستنساخ الجزيئي

بشكل عام ، تعني كلمة "الاستنساخ" إنشاء نسخة متماثلة مثالية ، ومع ذلك ، في علم الأحياء ، يشار إلى إعادة تكوين كائن كامل باسم "الاستنساخ التناسلي". قبل وقت طويل من محاولات استنساخ كائن حي بأكمله ، تعلم الباحثون كيفية إعادة إنتاج المناطق المرغوبة أو أجزاء من الجينوم ، وهي عملية يشار إليها باسم الاستنساخ الجزيئي.

يسمح استنساخ شظايا الجينوم الصغيرة للباحثين بمعالجة ودراسة جينات معينة (ومنتجاتها البروتينية) ، أو مناطق غير مشفرة في عزلة. البلازميد ، أو الناقل ، هو جزيء DNA دائري صغير يتكاثر بشكل مستقل عن الحمض النووي الصبغي. في الاستنساخ ، يمكن للعلماء استخدام جزيئات البلازميد لتوفير & # 8220folder & # 8221 لإدخال جزء DNA المطلوب. عادة ما يتم إدخال البلازميدات في مضيف بكتيري للتكاثر. في السياق البكتيري ، يطلق العلماء على جزء الحمض النووي من الجينوم البشري (أو جينوم كائن آخر مدروس) الحمض النووي الغريب ، أو الجين المحور ، لتمييزه عن الحمض النووي للبكتيريا & # 8217s ، أو الحمض النووي المضيف.

تحدث البلازميدات بشكل طبيعي في التجمعات البكتيرية (مثل الإشريكية القولونية) ولها جينات يمكن أن تسهم في سمات مواتية للكائن الحي ، مثل مقاومة المضادات الحيوية (القدرة على عدم التأثر بالمضادات الحيوية). أعاد العلماء استخدام وهندسة البلازميدات كنواقل للاستنساخ الجزيئي والإنتاج الواسع النطاق للكواشف المهمة ، مثل الأنسولين وهرمون النمو البشري. من السمات المهمة لناقلات البلازميد السهولة التي يمكن للعلماء من خلالها إدخال جزء دنا أجنبي عبر موقع الاستنساخ المتعدد (MCS). MCS عبارة عن تسلسل قصير من الحمض النووي يحتوي على مواقع متعددة يمكن أن يقطعها نوكليازات تقييدية مختلفة متاحة بشكل شائع. تتعرف نوكليازات التقييد على تسلسلات DNA محددة وتقطعها بطريقة يمكن التنبؤ بها. يتم إنتاجها بشكل طبيعي بواسطة البكتيريا كآلية دفاع ضد الحمض النووي الغريب. تقوم العديد من نوكليازات التقييد بعمل جروح متداخلة في شريطين من الحمض النووي ، بحيث يكون للنهايات المقطوعة 2 أو 4 قاعدة مفردة متدلية. ونظرًا لأن هذه الأجزاء المتدلية قادرة على التلدين باستخدام الأجزاء المتدلية التكميلية ، فإننا نطلق عليها "النهايات اللاصقة". إضافة إنزيم ليجاسى DNA ينضم بشكل دائم إلى شظايا الحمض النووي عبر روابط phosphodiester. بهذه الطريقة ، يمكن للعلماء لصق أي جزء من الحمض النووي الناتج عن انشقاق نوكلياز مقيد بين دنا البلازميد ونهايتين تم قطعهما بنفس نوكلياز التقييد ((الشكل)).

جزيئات الحمض النووي المؤتلف

تسمى البلازميدات التي تحتوي على دنا أجنبي تم إدخالها فيها بجزيئات الحمض النووي المؤتلف لأنها تتكون بشكل مصطنع ولا تحدث في الطبيعة. وتسمى أيضًا جزيئات خيمرية لأنه يمكن إرجاع أصل الأجزاء الجزيئية المختلفة للجزيئات إلى أنواع مختلفة من الكائنات الحية أو حتى إلى التوليف الكيميائي. نسمي البروتينات التي يتم التعبير عنها من جزيئات الحمض النووي المؤتلف البروتينات المؤتلفة. ليست كل البلازميدات المؤتلفة قادرة على التعبير عن الجينات. قد يحتاج الحمض النووي المؤتلف إلى الانتقال إلى ناقل (أو مضيف) مختلف مصمم بشكل أفضل للتعبير الجيني. يمكن للعلماء أيضًا هندسة البلازميدات للتعبير عن البروتينات فقط عندما تحفزها عوامل بيئية معينة ، حتى يتمكنوا من التحكم في البروتينات المؤتلفة وتعبير # 8217.


أنت تعمل في مختبر البيولوجيا الجزيئية ، وبدون علمك ، ترك شريكك في المختبر الحمض النووي الجيني الغريب الذي تخطط لاستنساخه على طاولة المختبر طوال الليل بدلاً من تخزينه في الفريزر. نتيجة لذلك ، تم تحللها بواسطة نوكليازات ، لكنها لا تزال تستخدم في التجربة. من ناحية أخرى ، فإن البلازميد جيد. ما هي النتائج التي تتوقعها من تجربة الاستنساخ الجزيئي؟

  1. لن يكون هناك مستعمرات على الصفيحة البكتيرية.
  2. ستكون هناك مستعمرات زرقاء فقط.
  3. ستكون هناك مستعمرات زرقاء وبيضاء.
  4. ستكون المستعمرات البيضاء فقط.

شاهد رسمًا متحركًا لإعادة التركيب في الاستنساخ من مركز تعليم الحمض النووي.

الاستنساخ الخلوي

الكائنات وحيدة الخلية ، مثل البكتيريا والخميرة ، تنتج بشكل طبيعي مستنسخات من نفسها عندما تتكاثر لاجنسيًا عن طريق الانشطار الثنائي ، وهذا ما يعرف بالاستنساخ الخلوي. يتكاثر الحمض النووي من خلال عملية الانقسام ، مما يخلق نسخة طبق الأصل من المادة الجينية.

الاستنساخ التناسلي

الاستنساخ التناسلي هو طريقة يستخدمها العلماء لاستنساخ أو نسخ متماثل لكائن حي متعدد الخلايا بأكمله. تخضع معظم الكائنات متعددة الخلايا للتكاثر بالوسائل الجنسية ، والتي تتضمن التهجين الجيني لشخصين (الوالدين) ، مما يجعل من المستحيل توليد نسخة متطابقة أو استنساخ لأي من الوالدين. جعلت التطورات الحديثة في التكنولوجيا الحيوية من الممكن تحفيز التكاثر اللاجنسي للثدييات بشكل مصطنع في المختبر.

يحدث التوالد العذري ، أو "الولادة العذراء" ، عندما ينمو الجنين ويتطور دون تلقيح البويضة. هذا شكل من أشكال التكاثر اللاجنسي. مثال على التوالد العذري يحدث في الأنواع التي تضع فيها الأنثى بيضة وإذا تم إخصاب البويضة ، فهي بيضة ثنائية الصبغيات ويتطور الفرد إلى أنثى. إذا لم يتم تخصيب البويضة ، فإنها تظل بويضة أحادية العدد وتتطور إلى ذكر. البويضة غير المخصبة هي بيضة عذراء. تضع بعض الحشرات والزواحف بيضًا مكرّرًا للتكاثر يمكن أن يتطور إلى بالغ.

يتطلب التكاثر الجنسي خليتين. عندما تندمج البويضة أحادية الصيغة الصبغية وخلايا الحيوانات المنوية ، ينتج عن ذلك زيجوت ثنائي الصيغة الصبغية. تحتوي نواة اللاقحة على المعلومات الجينية لإنتاج فرد جديد. ومع ذلك ، فإن التطور الجنيني المبكر يتطلب المادة السيتوبلازمية الموجودة في خلية البويضة. تشكل هذه الفكرة أساس الاستنساخ التناسلي. لذلك ، إذا استبدلنا نواة خلية البويضة أحادية الصيغة الصبغية # 8217s بنواة ثنائية الصبغيات من خلية أي فرد من نفس النوع (متبرع) ، فسوف تصبح زيجوتًا مطابقًا وراثيًا للمتبرع. نقل نواة الخلية الجسدية هو تقنية نقل نواة ثنائية الصبغيات إلى بويضة منزوعة النواة. يمكن للعلماء استخدامه إما للاستنساخ العلاجي أو الاستنساخ لأغراض التكاثر.

كان أول حيوان مستنسخ هو دوللي ، وهو خروف ولد في عام 1996. وكان معدل نجاح الاستنساخ في ذلك الوقت منخفضًا للغاية. عاشت دوللي لمدة سبع سنوات وتوفيت من مضاعفات في الجهاز التنفسي ((الشكل)). هناك تكهنات بأنه نظرًا لأن الحمض النووي للخلية ينتمي إلى فرد أكبر سنًا ، فقد يؤثر عمر الحمض النووي # 8217 على الفرد المستنسخ ومتوسط ​​العمر المتوقع له. منذ دوللي ، استنسخ العلماء بنجاح العديد من الحيوانات مثل الخيول والثيران والماعز ، على الرغم من أن هذه الحيوانات غالبًا ما تظهر تشوهات في الوجه والأطراف والقلب. كانت هناك محاولات لإنتاج أجنة بشرية مستنسخة كمصادر للخلايا الجذعية الجنينية للأغراض العلاجية. ينتج الاستنساخ العلاجي الخلايا الجذعية في محاولة لعلاج الأمراض أو العيوب الضارة (على عكس الاستنساخ لأغراض التكاثر ، الذي يهدف إلى تكاثر كائن حي). ومع ذلك ، واجه البعض مقاومة الاستنساخ العلاجي بسبب اعتبارات أخلاقية حيوية.


هل تعتقد أن دوللي كانت من الأغنام الفنلندية دورست أو الأغنام الاسكتلندية ذات الوجه الأسود؟

الهندسة الوراثية

الهندسة الوراثية هي تغيير النمط الجيني للكائن باستخدام تقنية الحمض النووي المؤتلف لتعديل الحمض النووي للكائن الحي لتحقيق السمات المرغوبة. تعد إضافة الحمض النووي الأجنبي في شكل نواقل الحمض النووي المؤتلف الناتجة عن الاستنساخ الجزيئي الطريقة الأكثر شيوعًا للهندسة الوراثية. الكائن الحي الذي يتلقى الحمض النووي المؤتلف هو كائن حي معدل وراثيًا (GMO). إذا جاء الحمض النووي الغريب من نوع مختلف ، فإن الكائن الحي المضيف يكون معدلاً وراثيًا. قام العلماء بتعديل البكتيريا والنباتات والحيوانات وراثيًا منذ أوائل السبعينيات للأغراض الأكاديمية والطبية والزراعية والصناعية. في الولايات المتحدة ، تعد الكائنات المعدلة وراثيًا مثل فول الصويا الجاهز للتقرير والذرة المقاومة للحفر جزءًا من العديد من الأطعمة المصنعة الشائعة.

استهداف الجينات

على الرغم من أن الطرق الكلاسيكية لدراسة وظيفة الجين بدأت بنمط ظاهري معين وحددت الأساس الجيني لهذا النمط الظاهري ، فإن التقنيات الحديثة تسمح للباحثين بالبدء على مستوى تسلسل الحمض النووي ويسألون: & # 8220 ماذا يفعل هذا الجين أو عنصر الحمض النووي؟ & # 8221 هذا تقنية ، علم الوراثة العكسية ، أدت إلى عكس المنهجية الجينية الكلاسيكية. تشبه هذه الطريقة إتلاف جزء من الجسم لتحديد وظيفته. الحشرة التي تفقد جناحها لا تستطيع الطيران ، مما يعني أن وظيفة الجناح هي الطيران. تقارن الطريقة الجينية الكلاسيكية الحشرات التي لا تستطيع الطيران مع الحشرات القادرة على الطيران ، وتلاحظ أن الحشرات غير الطائرة فقدت أجنحة. وبالمثل ، فإن تحور الجينات أو حذفها يوفر للباحثين أدلة حول وظيفة الجينات. نحن نطلق بشكل جماعي على الطرق التي يستخدمونها لتعطيل الاستهداف الجيني لوظيفة الجينات. استهداف الجينات هو استخدام نواقل الحمض النووي المؤتلف لتغيير تعبير جين معين ، إما عن طريق إدخال طفرات في الجين ، أو عن طريق إزالة تعبير جيني معين & # 8217s عن طريق حذف جزء أو كل تسلسل الجينات من الكائن الحي & # 8217s الجينوم.

التكنولوجيا الحيوية في الطب والزراعة

من السهل أن نرى كيف يمكن استخدام التكنولوجيا الحيوية للأغراض الطبية. توفر معرفة التركيب الجيني لجنسنا البشري ، والأساس الجيني للأمراض الوراثية ، واختراع التكنولوجيا لمعالجة الجينات الطافرة وإصلاحها ، طرقًا لعلاج المرض. يمكن للتكنولوجيا الحيوية في الزراعة أن تعزز مقاومة الأمراض والآفات والضغوط البيئية ، وتحسن كل من غلة المحاصيل وجودتها.

التشخيص الجيني والعلاج الجيني

يسمي العلماء عملية اختبار العيوب الجينية المشتبه بها قبل إجراء التشخيص الجيني للعلاج عن طريق الاختبارات الجينية. اعتمادًا على أنماط وراثة الجين المسبب للمرض ، يُنصح أفراد الأسرة بالخضوع للاختبار الجيني. على سبيل المثال ، ينصح الأطباء عادة النساء المصابات بسرطان الثدي بأخذ خزعة حتى يتمكن الفريق الطبي من تحديد الأساس الجيني لتطور السرطان. يبني الأطباء خطط العلاج على نتائج الاختبارات الجينية التي تحدد نوع السرطان. إذا تسببت الطفرات الجينية الموروثة في الإصابة بالسرطان ، ينصح الأطباء أيضًا الأقارب الإناث بالخضوع للاختبار الجيني والفحص الدوري لسرطان الثدي. يقدم الأطباء أيضًا اختبارًا جينيًا للأجنة (أو الأجنة ذات الإخصاب في المختبر) لتحديد وجود أو عدم وجود الجينات المسببة للأمراض في العائلات المصابة بأمراض موهنة محددة.

العلاج الجيني هو تقنية هندسية وراثية تستخدم لعلاج المرض. في أبسط أشكاله ، يتضمن إدخال جين جيد في مكان عشوائي في الجينوم للمساعدة في علاج مرض ناجم عن جين متحور. عادة ما يتم إدخال الجين الجيد في الخلايا المريضة كجزء من ناقل ينتقل عن طريق فيروس يمكن أن يصيب الخلية المضيفة وينقل الحمض النووي الغريب ((الشكل)). تحاول الأشكال الأكثر تقدمًا من العلاج الجيني تصحيح الطفرة في الموقع الأصلي في الجينوم ، كما هو الحال مع علاج نقص المناعة المشترك الشديد (SCID).


إنتاج اللقاحات والمضادات الحيوية والهرمونات

تستخدم استراتيجيات التطعيم التقليدية أشكالًا ضعيفة أو غير نشطة من الكائنات الحية الدقيقة لزيادة الاستجابة المناعية الأولية. تستخدم التقنيات الحديثة جينات الكائنات الحية الدقيقة المستنسخة في نواقل لإنتاج المستضد المطلوب بشكل جماعي. يقوم الأطباء بعد ذلك بإدخال المستضد في الجسم لتحفيز الاستجابة المناعية الأولية وتحفيز الذاكرة المناعية. استخدم المجال الطبي جينات مستنسخة من فيروس الأنفلونزا لمحاربة سلالات هذا الفيروس المتغيرة باستمرار.

المضادات الحيوية هي أحد منتجات التكنولوجيا الحيوية. الكائنات الحية الدقيقة ، مثل الفطريات ، تنتجها بشكل طبيعي لتحقيق ميزة على المجموعات البكتيرية. ينتج عن زراعة الخلايا الفطرية ومعالجتها أجسامًا مضادة.

استخدم العلماء تقنية الحمض النووي المؤتلف لإنتاج كميات كبيرة من الأنسولين البشري في بكتريا قولونية في وقت مبكر يعود إلى عام 1978. في السابق ، كان من الممكن علاج مرض السكري بأنسولين الخنازير فقط ، والذي تسبب في ردود فعل تحسسية لدى البشر بسبب الاختلافات في المنتج الجيني. بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم الأطباء هرمون النمو البشري (HGH) لعلاج اضطرابات النمو عند الأطفال. استنسخ الباحثون جين HGH من مكتبة (كدنا) وأدخلوه فيها بكتريا قولونية الخلايا عن طريق استنساخها في ناقلات بكتيرية.

الحيوانات المعدلة وراثيا

على الرغم من أن العديد من البروتينات المؤتلفة في الطب يتم إنتاجها بنجاح في البكتيريا ، إلا أن بعض البروتينات تتطلب مضيفًا حيوانيًا حقيقيًا للنواة من أجل المعالجة المناسبة. لهذا السبب ، يتم استنساخ الجينات المرغوبة والتعبير عنها في الحيوانات ، مثل الأغنام والماعز والدجاج والفئران. نحن نسمي الحيوانات التي تم تعديلها للتعبير عن الحيوانات المعدلة وراثيًا في الحمض النووي المؤتلف. يتم التعبير عن العديد من البروتينات البشرية في حليب الأغنام والماعز المعدل وراثيًا ، ويتم التعبير عن بعضها في بيض الدجاج. استخدم العلماء الفئران على نطاق واسع للتعبير عن الجينات المؤتلفة وتأثيرات الطفرات ودراستها.

النباتات المعدلة وراثيا

ساعد التلاعب بالحمض النووي للنباتات (أي إنشاء كائنات معدلة وراثيًا) في خلق سمات مرغوبة ، مثل مقاومة الأمراض ومقاومة مبيدات الأعشاب ومبيدات الآفات وقيمة غذائية أفضل وعمر تخزين أفضل ((الشكل)). النباتات هي أهم مصدر للغذاء لسكان البشر. طور المزارعون طرقًا لاختيار أنواع نباتية ذات سمات مرغوبة قبل وقت طويل من تأسيس ممارسات التكنولوجيا الحيوية الحديثة.


نحن نسمي النباتات التي تلقت دنا مؤتلفًا من أنواع أخرى من النباتات المعدلة وراثيًا. نظرًا لأنها ليست طبيعية ، تراقب الوكالات الحكومية عن كثب النباتات المعدلة وراثيًا وغيرها من الكائنات المعدلة وراثيًا للتأكد من أنها صالحة للاستهلاك البشري ولا تعرض الحياة النباتية والحيوانية الأخرى للخطر. نظرًا لأن الجينات الأجنبية يمكن أن تنتشر إلى أنواع أخرى في البيئة ، يلزم إجراء اختبارات مكثفة لضمان الاستقرار البيئي. كانت المواد الغذائية الأساسية مثل الذرة والبطاطس والطماطم هي نباتات المحاصيل الأولى التي صممها العلماء وراثيًا.

تحويل النباتات باستخدام أغروباكتريوم توميفاسيانز

يحدث نقل الجينات بشكل طبيعي بين الأنواع في التجمعات الميكروبية. تعمل العديد من الفيروسات التي تسبب الأمراض البشرية ، مثل السرطان ، عن طريق دمج حمضها النووي في الجينوم البشري. في النباتات ، الأورام التي تسببها البكتيريا أغروباكتريوم توميفاسيانز تحدث عن طريق نقل الحمض النووي من البكتيريا إلى النبات. على الرغم من أن الأورام لا تقتل النباتات ، إلا أنها تقزم النباتات وتصبح أكثر عرضة للظروف البيئية القاسية. A. الورم يؤثر على العديد من النباتات مثل الجوز والعنب وأشجار البندق والبنجر. يعتبر إدخال الحمض النووي بشكل مصطنع في الخلايا النباتية أكثر صعوبة منه في الخلايا الحيوانية بسبب جدار الخلية النباتية السميك.

استخدم الباحثون النقل الطبيعي للحمض النووي من الأجرعية إلى مضيف نبات لإدخال أجزاء من الحمض النووي من اختيارهم إلى مضيفات النبات. في الطبيعة ، المسببة للأمراض A. الورم تحتوي على مجموعة من البلازميدات ، وهي بلازميدات Ti (بلازميدات محفزة للورم) ، والتي تحتوي على جينات لإنتاج الأورام في النباتات. يتكامل الحمض النووي من بلازميد Ti في جينوم الخلية النباتية المصابة. يتلاعب الباحثون ببلازميدات Ti لإزالة الجينات المسببة للورم وإدخال جزء الحمض النووي المطلوب لنقله إلى جينوم النبات. تحمل بلازميدات Ti جينات مقاومة للمضادات الحيوية للمساعدة في الانتقاء ويمكن للباحثين نشرها فيها بكتريا قولونية الخلايا كذلك.

المبيد الحشري العضوي Bacillus thuringiensis

Bacillus thuringiensis (Bt) هي بكتيريا تنتج بلورات بروتينية أثناء التكاثر تكون سامة للعديد من أنواع الحشرات التي تؤثر على النباتات. تحتاج الحشرات إلى تناول سم Bt لتنشيط السم. تتوقف الحشرات التي أكلت سم Bt عن التغذية على النباتات في غضون ساعات قليلة. بعد تنشيط السم في الحشرات والأمعاء # 8217 ، تموت في غضون يومين. سمحت التكنولوجيا الحيوية الحديثة للنباتات بتشفير سمها البلوري Bt الذي يعمل ضد الحشرات. استنسخ العلماء جينات السموم الكريستالية من Bt وأدخلوها في النباتات. توكسين Bt آمن على البيئة ، وغير سام للإنسان والثدييات الأخرى ، وقد وافق المزارعون العضويون على استخدامه كمبيد حشري طبيعي.

طماطم Flavr Savr

كان أول محصول معدل وراثيًا في السوق هو Flavr Savr Tomato في عام 1994. استخدم العلماء تقنية RNA المضادة للحساسية لإبطاء عملية التليين والتعفن التي تسببها الالتهابات الفطرية ، مما أدى إلى زيادة العمر الافتراضي للطماطم المعدلة وراثيًا. أدى التعديل الجيني الإضافي إلى تحسين نكهة الطماطم. لم تنجح طماطم Flavr Savr في البقاء في السوق بسبب مشاكل صيانة المحصول وشحنه.

ملخص القسم

يمكن عزل الأحماض النووية عن الخلايا لأغراض التحليل الإضافي عن طريق كسر الخلايا وتدمير جميع الجزيئات الرئيسية الأخرى بشكل إنزيمي. يمكن أن تنفصل الكروموسومات الكاملة أو المجزأة على أساس الحجم بواسطة الرحلان الكهربائي للهلام. يمكن لـ PCR تضخيم امتدادات الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي القصيرة.يمكن للباحثين استخدام النشاف الجنوبي والشمالي لاكتشاف وجود تسلسلات قصيرة محددة في عينة الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي. قد يشير مصطلح "الاستنساخ" إلى استنساخ أجزاء صغيرة من الحمض النووي (الاستنساخ الجزيئي) ، أو استنساخ مجموعات الخلايا (الاستنساخ الخلوي) ، أو استنساخ الكائنات الحية بأكملها (الاستنساخ التناسلي). يقوم المهنيون الطبيون بإجراء الاختبارات الجينية لتحديد الجينات المسببة للأمراض ، واستخدام العلاج الجيني لعلاج مرض وراثي.

الكائنات المعدلة وراثيا تمتلك دنا من أنواع مختلفة ، وعادة ما تتولد عن طريق تقنيات الاستنساخ الجزيئي. اللقاحات والمضادات الحيوية والهرمونات هي أمثلة على المنتجات التي تم الحصول عليها عن طريق تقنية الحمض النووي المؤتلف. عادة ما يصنع العلماء نباتات معدلة وراثيا لتحسين خصائص نبات المحاصيل.

أسئلة الاتصال المرئي

(الشكل) أنت تعمل في مختبر بيولوجيا جزيئية ، وبدون علمك ، ترك شريكك في المختبر الحمض النووي الجيني الغريب الذي تخطط لاستنساخه على طاولة المختبر طوال الليل بدلاً من تخزينه في الثلاجة. نتيجة لذلك ، تم تحللها بواسطة نوكليازات ، لكنها لا تزال تستخدم في التجربة. من ناحية أخرى ، فإن البلازميد جيد. ما هي النتائج التي تتوقعها من تجربة الاستنساخ الجزيئي؟

  1. لن يكون هناك مستعمرات على الصفيحة البكتيرية.
  2. ستكون هناك مستعمرات زرقاء فقط.
  3. ستكون هناك مستعمرات زرقاء وبيضاء.
  4. ستكون المستعمرات البيضاء فقط.

(الشكل) B. التجربة ينتج عنها مستعمرات زرقاء فقط.

(الشكل) هل تعتقد أن دوللي كانت من الأغنام الفنلندية دورست أو الأغنام الاسكتلندية ذات الوجه الأسود؟

(الشكل) كانت دوللي من الأغنام الفنلندية دورست لأنه على الرغم من أن الخلية الأصلية جاءت من خروف اسكتلندي ذو وجه أسود وكانت الأم البديلة ذات وجه أسود اسكتلندي ، فإن الحمض النووي جاء من فين دورست.

راجع الأسئلة

يتم إنشاء الكائنات المعدلة وراثيًا بواسطة ________.

  1. توليد شظايا الحمض النووي الجينومي مع نوكليازات تقييدية
  2. إدخال الحمض النووي المؤتلف إلى كائن حي بأي وسيلة
  3. الإفراط في التعبير عن البروتينات في بكتريا قولونية
  4. كل ما ورداعلاه

يمكن استخدام العلاج الجيني لإدخال الحمض النووي الغريب في الخلايا ________.

  1. للاستنساخ الجزيئي
  2. بواسطة PCR
  3. من الأنسجة لعلاج مرض وراثي
  4. كل ما ورداعلاه

الأنسولين المنتج عن طريق الاستنساخ الجزيئي:

  1. من أصل الخنزير
  2. هو بروتين مؤتلف
  3. يصنعه البنكرياس البشري
  4. هو الحمض النووي المؤتلف

يعتبر توكسين Bt ________.

  1. جين لتعديل الحمض النووي للحشرات
  2. مبيد حشري عضوي تنتجه البكتيريا
  3. مفيد للبشر لمحاربة الحشرات
  4. بروتين مؤتلف
  1. هي مجموعة متنوعة من الطماطم الناضجة في السوبر ماركت
  2. تم إنشاؤه للحصول على نكهة أفضل وفترة صلاحية أفضل
  3. لا يخضع للتعفن الناعم
  4. كل ما ورداعلاه

أسئلة التفكير النقدي

وصف عملية النشاف الجنوبي.

النشاف الجنوبي هو نقل الحمض النووي الذي تم تقطيعه إلى أجزاء إنزيمية وتشغيله على هلام الاغاروز على غشاء من النايلون. يمكن تغيير طبيعة شظايا الحمض النووي الموجودة على غشاء النايلون لجعلها مفردة الجديلة ، ثم فحصها بشظايا الحمض النووي الصغيرة التي تم تمييزها إشعاعيًا أو الفلورسنت ، للكشف عن وجود تسلسلات محددة. مثال على استخدام النشاف الجنوبي سيكون في تحليل وجود أو غياب أو تباين جين المرض في الحمض النووي الجيني من مجموعة من المرضى.

باحث يريد دراسة الخلايا السرطانية من مريضة مصابة بسرطان الثدي. هل استنساخ الخلايا السرطانية خيار؟

سيؤدي الاستنساخ الخلوي لخلايا سرطان الثدي إلى إنشاء خط خلوي يمكن استخدامه لمزيد من التحليل

كيف يمكن لعالم إدخال جين لمقاومة مبيدات الأعشاب في النبات؟

عن طريق تحديد الجين المقاوم لمبيدات الأعشاب واستنساخه في نظام ناقل التعبير النباتي ، مثل نظام Ti plasmid من أغروباكتريوم توميفاسيانز. ثم يقوم العالم بإدخاله في الخلايا النباتية عن طريق التحول ، واختيار الخلايا التي تناولت الجين المقاوم لمبيدات الأعشاب ودمجها في الجينوم.

إذا كانت لديك فرصة للحصول على تسلسل الجينوم الخاص بك ، فما هي بعض الأسئلة التي قد تكون قادرًا على الإجابة عنها عن نفسك؟

ما هي الأمراض التي أنا معرض لها وما هي الاحتياطات التي يجب أن أتخذها؟ هل أنا حامل لأي جينات مسببة للأمراض قد تنتقل إلى الأطفال؟


87 التكنولوجيا الحيوية

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على القيام بما يلي:

  • وصف الرحلان الكهربائي للهلام
  • اشرح الاستنساخ الجزيئي والتناسلي
  • وصف استخدامات التكنولوجيا الحيوية في الطب والزراعة

التكنولوجيا الحيوية هي استخدام العوامل البيولوجية للتقدم التكنولوجي. تم استخدام التكنولوجيا الحيوية لتربية الماشية والمحاصيل قبل وقت طويل من فهم الناس للأسس العلمية لهذه التقنيات. منذ اكتشاف بنية الحمض النووي في عام 1953 ، نما مجال التكنولوجيا الحيوية بسرعة من خلال البحث الأكاديمي والشركات الخاصة. التطبيقات الأولية لهذه التكنولوجيا في الطب (اللقاحات وإنتاج المضادات الحيوية) والزراعة (التعديل الوراثي للمحاصيل من أجل زيادة الغلة). للتكنولوجيا الحيوية أيضًا العديد من التطبيقات الصناعية ، مثل التخمير ومعالجة الانسكابات النفطية وإنتاج الوقود الحيوي ((الشكل)).


التقنيات الأساسية لمعالجة المواد الجينية (DNA و RNA)

لفهم التقنيات الأساسية المستخدمة للعمل مع الأحماض النووية ، تذكر أن الأحماض النووية عبارة عن جزيئات كبيرة مكونة من النيوكليوتيدات (سكر ، فوسفات ، وقاعدة نيتروجينية) مرتبطة بروابط الفوسفات. تحتوي كل مجموعات الفوسفات في هذه الجزيئات على شحنة سالبة صافية. تسمى مجموعة كاملة من جزيئات الحمض النووي في النواة الجينوم. يحتوي الحمض النووي على خيطين متكاملين مرتبطين بروابط هيدروجينية بين القواعد المزدوجة. يمكن أن يؤدي التعرض لدرجات حرارة عالية (تمسخ الحمض النووي) إلى فصل الشريطين والتبريد يمكن أن يعيد إحياءهما. يمكن أن يقوم إنزيم بوليميريز الحمض النووي بتكرار الحمض النووي. على عكس الحمض النووي ، الموجود في الخلايا حقيقية النواة ونواة # 8217 ، تترك جزيئات الحمض النووي الريبي النواة. أكثر أنواع الحمض النووي الريبي شيوعًا التي يحللها الباحثون هو الرنا المرسال (mRNA) لأنه يمثل جينات ترميز البروتين التي يتم التعبير عنها بنشاط. ومع ذلك ، فإن جزيئات الحمض النووي الريبي تمثل بعض التحديات الأخرى للتحليل ، لأنها غالبًا ما تكون أقل استقرارًا من الحمض النووي.

استخراج الحمض النووي والحمض النووي الريبي

لدراسة الأحماض النووية أو معالجتها ، يجب أولاً عزل أو استخراج الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي من الخلايا. يستخدم الباحثون تقنيات مختلفة لاستخراج أنواع مختلفة من الحمض النووي ((الشكل)). تتضمن معظم تقنيات استخراج الحمض النووي خطوات لفتح الخلية واستخدام التفاعلات الأنزيمية لتدمير جميع الجزيئات الكبيرة غير المرغوبة (مثل تحلل الجزيء غير المرغوب فيه والفصل عن عينة الحمض النووي). يقوم محلول التحلل (محلول غالبًا ما يكون منظفًا) بتكسير الخلايا. لاحظ أن التحلل يعني & # 8220 الانقسام & # 8221. تعمل هذه الإنزيمات على تفكيك جزيئات الدهون في أغشية الخلايا والأغشية النووية. إنزيمات مثل البروتياز التي تكسر البروتينات تعطل الجزيئات الكبيرة ، والريبونوكليازات (RNAses) التي تكسر الحمض النووي الريبي (RNA). يؤدي استخدام الكحول إلى ترسيب الحمض النووي. عادة ما يظهر الحمض النووي الجيني البشري ككتلة بيضاء هلامية. يمكن تخزين عينات الحمض النووي المجمدة عند درجة حرارة -80 درجة مئوية لعدة سنوات.


يقوم العلماء بتحليل الحمض النووي الريبي لدراسة أنماط التعبير الجيني في الخلايا. من الطبيعي أن يكون الحمض النووي الريبي غير مستقر للغاية لأن الحمض النووي الريبي موجود بشكل شائع في الطبيعة ويصعب جدًا تعطيله. على غرار الحمض النووي ، يتضمن استخراج الحمض النووي الريبي استخدام العديد من المحاليل والإنزيمات لتعطيل الجزيئات الكبيرة والحفاظ على الحمض النووي الريبي.

هلام الكهربائي

لأن الأحماض النووية عبارة عن أيونات سالبة الشحنة عند درجة حموضة محايدة أو قاعدية في بيئة مائية ، يمكن للمجال الكهربائي أن يحركها. الرحلان الكهربائي للهلام هو تقنية يستخدمها العلماء لفصل الجزيئات على أساس الحجم باستخدام هذه الشحنة. يمكن فصل الأحماض النووية ككروموسومات كاملة أو شظايا. يتم تحميل الأحماض النووية في فتحة بالقرب من مصفوفة الهلام شبه الصلبة المسامية & # 8217 s القطب السالب ، ويتم سحبها نحو القطب الموجب عند الطرف المقابل للجيل & # 8217 ثانية. تتحرك الجزيئات الأصغر عبر مسام الهلام & # 8217s أسرع من الجزيئات الأكبر. هذا الاختلاف في معدل الترحيل يفصل الأجزاء على أساس الحجم. هناك عينات قياسية للوزن الجزيئي يمكن للباحثين تشغيلها جنبًا إلى جنب مع الجزيئات لتوفير مقارنة الحجم. يمكننا ملاحظة الأحماض النووية في مصفوفة هلامية باستخدام أصباغ فلورية أو ملونة مختلفة. تظهر شظايا الحمض النووي المميزة على شكل نطاقات على مسافات محددة من قمة الهلام & # 8217s (نهاية القطب السالب) على أساس حجمها ((الشكل)). يظهر مزيج من شظايا الحمض النووي الجينومي بأحجام مختلفة على شكل مسحة طويلة ، في حين أن الحمض النووي الجينومي غير المقطوع عادة ما يكون كبيرًا جدًا بحيث لا يمكن تشغيله عبر الجل ويشكل نطاقًا كبيرًا واحدًا في الجزء العلوي من الجل.


تضخيم جزء الحمض النووي عن طريق تفاعل البلمرة المتسلسل

على الرغم من أن الحمض النووي الجيني يكون مرئيًا للعين المجردة عند استخراجه بكميات كبيرة ، إلا أن تحليل الحمض النووي غالبًا ما يتطلب التركيز على منطقة أو أكثر من مناطق الجينوم المحددة. تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR) هي تقنية يستخدمها العلماء لتضخيم مناطق معينة من الحمض النووي لمزيد من التحليل ((الشكل)). يستخدم الباحثون تفاعل البوليميراز المتسلسل لعدة أغراض في المختبرات ، مثل استنساخ شظايا الجينات لتحليل الأمراض الوراثية ، وتحديد الحمض النووي الغريب الملوث في عينة ، وتضخيم الحمض النووي للتسلسل. المزيد من التطبيقات العملية تشمل تحديد الأبوة والكشف عن الأمراض الوراثية.


يمكن أيضًا تضخيم شظايا الحمض النووي من قالب RNA في عملية تسمى النسخ العكسي PCR (RT-PCR). تتمثل الخطوة الأولى في إعادة إنشاء خيط قالب الحمض النووي الأصلي (يسمى cDNA) عن طريق تطبيق نيوكليوتيدات الحمض النووي على الرنا المرسال. هذه العملية تسمى النسخ العكسي. هذا يتطلب وجود إنزيم يسمى النسخ العكسي. بعد صنع (كدنا) ، يمكن استخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل العادي لتضخيمه.

تعميق فهمك لتفاعل البوليميراز المتسلسل من خلال النقر على هذا التمرين التفاعلي.

التهجين ، النشاف الجنوبي ، والنشاف الشمالي

يمكن للعلماء فحص عينات الحمض النووي ، مثل الحمض النووي الجينومي المجزأ ومستخلصات الحمض النووي الريبي ، لوجود تسلسلات معينة. يقوم العلماء بتصميم وتسمية أجزاء قصيرة من الحمض النووي ، أو المجسات باستخدام الأصباغ المشعة أو الفلورية للمساعدة في الكشف. يفصل الرحلان الكهربائي الهلامي شظايا الحمض النووي وفقًا لحجمها. يقوم العلماء بعد ذلك بنقل الأجزاء الموجودة في الهلام إلى غشاء من النايلون في إجراء نسميه النشاف ((الشكل)). يمكن للعلماء بعد ذلك فحص شظايا الحمض النووي المرتبطة بسطح الغشاء باستخدام تسلسل مسبار محدد إشعاعيًا أو الفلورسنت. عندما ينقل العلماء الحمض النووي إلى غشاء نايلون ، فإنهم يشيرون إلى التقنية على أنها النشاف الجنوبي. عندما ينقلون الحمض النووي الريبي إلى غشاء نايلون ، يسمونه النشاف الشمالي. يستخدم العلماء اللطخات الجنوبية لاكتشاف وجود تسلسلات معينة من الحمض النووي في جينوم معين ، والبقع الشمالية للكشف عن التعبير الجيني.


الاستنساخ الجزيئي

بشكل عام ، تعني كلمة "الاستنساخ" إنشاء نسخة متماثلة مثالية ، ومع ذلك ، في علم الأحياء ، يشار إلى إعادة تكوين كائن كامل باسم "الاستنساخ التناسلي". قبل وقت طويل من محاولات استنساخ كائن حي بأكمله ، تعلم الباحثون كيفية إعادة إنتاج المناطق المرغوبة أو أجزاء من الجينوم ، وهي عملية يشار إليها باسم الاستنساخ الجزيئي.

يسمح استنساخ شظايا الجينوم الصغيرة للباحثين بمعالجة ودراسة جينات معينة (ومنتجاتها البروتينية) ، أو مناطق غير مشفرة في عزلة. البلازميد ، أو الناقل ، هو جزيء DNA دائري صغير يتكاثر بشكل مستقل عن الحمض النووي الصبغي. في الاستنساخ ، يمكن للعلماء استخدام جزيئات البلازميد لتوفير & # 8220folder & # 8221 لإدخال جزء DNA المطلوب. عادة ما يتم إدخال البلازميدات في مضيف بكتيري للتكاثر. في السياق البكتيري ، يطلق العلماء على جزء الحمض النووي من الجينوم البشري (أو جينوم كائن آخر مدروس) الحمض النووي الغريب ، أو الجين المحور ، لتمييزه عن الحمض النووي للبكتيريا & # 8217s ، أو الحمض النووي المضيف.

تحدث البلازميدات بشكل طبيعي في التجمعات البكتيرية (مثل الإشريكية القولونية) ولها جينات يمكن أن تسهم في سمات مواتية للكائن الحي ، مثل مقاومة المضادات الحيوية (القدرة على عدم التأثر بالمضادات الحيوية). أعاد العلماء استخدام وهندسة البلازميدات كنواقل للاستنساخ الجزيئي والإنتاج الواسع النطاق للكواشف المهمة ، مثل الأنسولين وهرمون النمو البشري. من السمات المهمة لناقلات البلازميد السهولة التي يمكن للعلماء من خلالها إدخال جزء دنا أجنبي عبر موقع الاستنساخ المتعدد (MCS). MCS عبارة عن تسلسل قصير من الحمض النووي يحتوي على مواقع متعددة يمكن أن يقطعها نوكليازات تقييدية مختلفة متاحة بشكل شائع. تتعرف نوكليازات التقييد على تسلسلات DNA محددة وتقطعها بطريقة يمكن التنبؤ بها. يتم إنتاجها بشكل طبيعي بواسطة البكتيريا كآلية دفاع ضد الحمض النووي الغريب. تقوم العديد من نوكليازات التقييد بعمل جروح متداخلة في شريطين من الحمض النووي ، بحيث يكون للنهايات المقطوعة 2 أو 4 قاعدة مفردة متدلية. ونظرًا لأن هذه الأجزاء المتدلية قادرة على التلدين باستخدام الأجزاء المتدلية التكميلية ، فإننا نطلق عليها "النهايات اللاصقة". إضافة إنزيم ليجاسى DNA ينضم بشكل دائم إلى شظايا الحمض النووي عبر روابط phosphodiester. بهذه الطريقة ، يمكن للعلماء لصق أي جزء من الحمض النووي الناتج عن انشقاق نوكلياز مقيد بين دنا البلازميد ونهايتين تم قطعهما بنفس نوكلياز التقييد ((الشكل)).

جزيئات الحمض النووي المؤتلف

تسمى البلازميدات التي تحتوي على دنا أجنبي تم إدخالها فيها بجزيئات الحمض النووي المؤتلف لأنها تتكون بشكل مصطنع ولا تحدث في الطبيعة. وتسمى أيضًا جزيئات خيمرية لأنه يمكن إرجاع أصل الأجزاء الجزيئية المختلفة للجزيئات إلى أنواع مختلفة من الكائنات الحية أو حتى إلى التوليف الكيميائي. نسمي البروتينات التي يتم التعبير عنها من جزيئات الحمض النووي المؤتلف البروتينات المؤتلفة. ليست كل البلازميدات المؤتلفة قادرة على التعبير عن الجينات. قد يحتاج الحمض النووي المؤتلف إلى الانتقال إلى ناقل (أو مضيف) مختلف مصمم بشكل أفضل للتعبير الجيني. يمكن للعلماء أيضًا هندسة البلازميدات للتعبير عن البروتينات فقط عندما تحفزها عوامل بيئية معينة ، حتى يتمكنوا من التحكم في البروتينات المؤتلفة وتعبير # 8217.


أنت تعمل في مختبر البيولوجيا الجزيئية ، وبدون علمك ، ترك شريكك في المختبر الحمض النووي الجيني الغريب الذي تخطط لاستنساخه على طاولة المختبر طوال الليل بدلاً من تخزينه في الفريزر. نتيجة لذلك ، تم تحللها بواسطة نوكليازات ، لكنها لا تزال تستخدم في التجربة. من ناحية أخرى ، فإن البلازميد جيد. ما هي النتائج التي تتوقعها من تجربة الاستنساخ الجزيئي؟

  1. لن يكون هناك مستعمرات على الصفيحة البكتيرية.
  2. ستكون هناك مستعمرات زرقاء فقط.
  3. ستكون هناك مستعمرات زرقاء وبيضاء.
  4. ستكون المستعمرات البيضاء فقط.

شاهد رسمًا متحركًا لإعادة التركيب في الاستنساخ من مركز تعليم الحمض النووي.

الاستنساخ الخلوي

الكائنات وحيدة الخلية ، مثل البكتيريا والخميرة ، تنتج بشكل طبيعي مستنسخات من نفسها عندما تتكاثر لاجنسيًا عن طريق الانشطار الثنائي ، وهذا ما يعرف بالاستنساخ الخلوي. يتكاثر الحمض النووي من خلال عملية الانقسام ، مما يخلق نسخة طبق الأصل من المادة الجينية.

الاستنساخ التناسلي

الاستنساخ التناسلي هو طريقة يستخدمها العلماء لاستنساخ أو نسخ متماثل لكائن حي متعدد الخلايا بأكمله. تخضع معظم الكائنات متعددة الخلايا للتكاثر بالوسائل الجنسية ، والتي تتضمن التهجين الجيني لشخصين (الوالدين) ، مما يجعل من المستحيل توليد نسخة متطابقة أو استنساخ لأي من الوالدين. جعلت التطورات الحديثة في التكنولوجيا الحيوية من الممكن تحفيز التكاثر اللاجنسي للثدييات بشكل مصطنع في المختبر.

يحدث التوالد العذري ، أو "الولادة العذراء" ، عندما ينمو الجنين ويتطور دون تلقيح البويضة. هذا شكل من أشكال التكاثر اللاجنسي. مثال على التوالد العذري يحدث في الأنواع التي تضع فيها الأنثى بيضة وإذا تم إخصاب البويضة ، فهي بيضة ثنائية الصبغيات ويتطور الفرد إلى أنثى. إذا لم يتم تخصيب البويضة ، فإنها تظل بويضة أحادية العدد وتتطور إلى ذكر. البويضة غير المخصبة هي بيضة عذراء. تضع بعض الحشرات والزواحف بيضًا مكرّرًا للتكاثر يمكن أن يتطور إلى بالغ.

يتطلب التكاثر الجنسي خليتين. عندما تندمج البويضة أحادية الصيغة الصبغية وخلايا الحيوانات المنوية ، ينتج عن ذلك زيجوت ثنائي الصيغة الصبغية. تحتوي نواة اللاقحة على المعلومات الجينية لإنتاج فرد جديد. ومع ذلك ، فإن التطور الجنيني المبكر يتطلب المادة السيتوبلازمية الموجودة في خلية البويضة. تشكل هذه الفكرة أساس الاستنساخ التناسلي. لذلك ، إذا استبدلنا نواة خلية البويضة أحادية الصيغة الصبغية # 8217s بنواة ثنائية الصبغيات من خلية أي فرد من نفس النوع (متبرع) ، فسوف تصبح زيجوتًا مطابقًا وراثيًا للمتبرع. نقل نواة الخلية الجسدية هو تقنية نقل نواة ثنائية الصبغيات إلى بويضة منزوعة النواة. يمكن للعلماء استخدامه إما للاستنساخ العلاجي أو الاستنساخ لأغراض التكاثر.

كان أول حيوان مستنسخ هو دوللي ، وهو خروف ولد في عام 1996. وكان معدل نجاح الاستنساخ في ذلك الوقت منخفضًا للغاية. عاشت دوللي لمدة سبع سنوات وتوفيت من مضاعفات في الجهاز التنفسي ((الشكل)). هناك تكهنات بأنه نظرًا لأن الحمض النووي للخلية ينتمي إلى فرد أكبر سنًا ، فقد يؤثر عمر الحمض النووي # 8217 على الفرد المستنسخ ومتوسط ​​العمر المتوقع له. منذ دوللي ، استنسخ العلماء بنجاح العديد من الحيوانات مثل الخيول والثيران والماعز ، على الرغم من أن هذه الحيوانات غالبًا ما تظهر تشوهات في الوجه والأطراف والقلب. كانت هناك محاولات لإنتاج أجنة بشرية مستنسخة كمصادر للخلايا الجذعية الجنينية للأغراض العلاجية. ينتج الاستنساخ العلاجي الخلايا الجذعية في محاولة لعلاج الأمراض أو العيوب الضارة (على عكس الاستنساخ لأغراض التكاثر ، الذي يهدف إلى تكاثر كائن حي). ومع ذلك ، واجه البعض مقاومة الاستنساخ العلاجي بسبب اعتبارات أخلاقية حيوية.


هل تعتقد أن دوللي كانت من الأغنام الفنلندية دورست أو الأغنام الاسكتلندية ذات الوجه الأسود؟

الهندسة الوراثية

الهندسة الوراثية هي تغيير النمط الجيني للكائن باستخدام تقنية الحمض النووي المؤتلف لتعديل الحمض النووي للكائن الحي لتحقيق السمات المرغوبة. تعد إضافة الحمض النووي الأجنبي في شكل نواقل الحمض النووي المؤتلف الناتجة عن الاستنساخ الجزيئي الطريقة الأكثر شيوعًا للهندسة الوراثية. الكائن الحي الذي يتلقى الحمض النووي المؤتلف هو كائن حي معدل وراثيًا (GMO). إذا جاء الحمض النووي الغريب من نوع مختلف ، فإن الكائن الحي المضيف يكون معدلاً وراثيًا. قام العلماء بتعديل البكتيريا والنباتات والحيوانات وراثيًا منذ أوائل السبعينيات للأغراض الأكاديمية والطبية والزراعية والصناعية. في الولايات المتحدة ، تعد الكائنات المعدلة وراثيًا مثل فول الصويا الجاهز للتقرير والذرة المقاومة للحفر جزءًا من العديد من الأطعمة المصنعة الشائعة.

استهداف الجينات

على الرغم من أن الطرق الكلاسيكية لدراسة وظيفة الجين بدأت بنمط ظاهري معين وحددت الأساس الجيني لهذا النمط الظاهري ، فإن التقنيات الحديثة تسمح للباحثين بالبدء على مستوى تسلسل الحمض النووي ويسألون: & # 8220 ماذا يفعل هذا الجين أو عنصر الحمض النووي؟ & # 8221 هذا تقنية ، علم الوراثة العكسية ، أدت إلى عكس المنهجية الجينية الكلاسيكية. تشبه هذه الطريقة إتلاف جزء من الجسم لتحديد وظيفته. الحشرة التي تفقد جناحها لا تستطيع الطيران ، مما يعني أن وظيفة الجناح هي الطيران. تقارن الطريقة الجينية الكلاسيكية الحشرات التي لا تستطيع الطيران مع الحشرات القادرة على الطيران ، وتلاحظ أن الحشرات غير الطائرة فقدت أجنحة. وبالمثل ، فإن تحور الجينات أو حذفها يوفر للباحثين أدلة حول وظيفة الجينات. نحن نطلق بشكل جماعي على الطرق التي يستخدمونها لتعطيل الاستهداف الجيني لوظيفة الجينات. استهداف الجينات هو استخدام نواقل الحمض النووي المؤتلف لتغيير تعبير جين معين ، إما عن طريق إدخال طفرات في الجين ، أو عن طريق إزالة تعبير جيني معين & # 8217s عن طريق حذف جزء أو كل تسلسل الجينات من الكائن الحي & # 8217s الجينوم.

التكنولوجيا الحيوية في الطب والزراعة

من السهل أن نرى كيف يمكن استخدام التكنولوجيا الحيوية للأغراض الطبية. توفر معرفة التركيب الجيني لجنسنا البشري ، والأساس الجيني للأمراض الوراثية ، واختراع التكنولوجيا لمعالجة الجينات الطافرة وإصلاحها ، طرقًا لعلاج المرض. يمكن للتكنولوجيا الحيوية في الزراعة أن تعزز مقاومة الأمراض والآفات والضغوط البيئية ، وتحسن كل من غلة المحاصيل وجودتها.

التشخيص الجيني والعلاج الجيني

يسمي العلماء عملية اختبار العيوب الجينية المشتبه بها قبل إجراء التشخيص الجيني للعلاج عن طريق الاختبارات الجينية. اعتمادًا على أنماط وراثة الجين المسبب للمرض ، يُنصح أفراد الأسرة بالخضوع للاختبار الجيني. على سبيل المثال ، ينصح الأطباء عادة النساء المصابات بسرطان الثدي بأخذ خزعة حتى يتمكن الفريق الطبي من تحديد الأساس الجيني لتطور السرطان. يبني الأطباء خطط العلاج على نتائج الاختبارات الجينية التي تحدد نوع السرطان. إذا تسببت الطفرات الجينية الموروثة في الإصابة بالسرطان ، ينصح الأطباء أيضًا الأقارب الإناث بالخضوع للاختبار الجيني والفحص الدوري لسرطان الثدي. يقدم الأطباء أيضًا اختبارًا جينيًا للأجنة (أو الأجنة ذات الإخصاب في المختبر) لتحديد وجود أو عدم وجود الجينات المسببة للأمراض في العائلات المصابة بأمراض موهنة محددة.

العلاج الجيني هو تقنية هندسية وراثية تستخدم لعلاج المرض. في أبسط أشكاله ، يتضمن إدخال جين جيد في مكان عشوائي في الجينوم للمساعدة في علاج مرض ناجم عن جين متحور. عادة ما يتم إدخال الجين الجيد في الخلايا المريضة كجزء من ناقل ينتقل عن طريق فيروس يمكن أن يصيب الخلية المضيفة وينقل الحمض النووي الغريب ((الشكل)). تحاول الأشكال الأكثر تقدمًا من العلاج الجيني تصحيح الطفرة في الموقع الأصلي في الجينوم ، كما هو الحال مع علاج نقص المناعة المشترك الشديد (SCID).


إنتاج اللقاحات والمضادات الحيوية والهرمونات

تستخدم استراتيجيات التطعيم التقليدية أشكالًا ضعيفة أو غير نشطة من الكائنات الحية الدقيقة لزيادة الاستجابة المناعية الأولية. تستخدم التقنيات الحديثة جينات الكائنات الحية الدقيقة المستنسخة في نواقل لإنتاج المستضد المطلوب بشكل جماعي. يقوم الأطباء بعد ذلك بإدخال المستضد في الجسم لتحفيز الاستجابة المناعية الأولية وتحفيز الذاكرة المناعية. استخدم المجال الطبي جينات مستنسخة من فيروس الأنفلونزا لمحاربة سلالات هذا الفيروس المتغيرة باستمرار.

المضادات الحيوية هي أحد منتجات التكنولوجيا الحيوية. الكائنات الحية الدقيقة ، مثل الفطريات ، تنتجها بشكل طبيعي لتحقيق ميزة على المجموعات البكتيرية. ينتج عن زراعة الخلايا الفطرية ومعالجتها أجسامًا مضادة.

استخدم العلماء تقنية الحمض النووي المؤتلف لإنتاج كميات كبيرة من الأنسولين البشري في بكتريا قولونية في وقت مبكر يعود إلى عام 1978. في السابق ، كان من الممكن علاج مرض السكري بأنسولين الخنازير فقط ، والذي تسبب في ردود فعل تحسسية لدى البشر بسبب الاختلافات في المنتج الجيني. بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم الأطباء هرمون النمو البشري (HGH) لعلاج اضطرابات النمو عند الأطفال. استنسخ الباحثون جين HGH من مكتبة (كدنا) وأدخلوه فيها بكتريا قولونية الخلايا عن طريق استنساخها في ناقلات بكتيرية.

الحيوانات المعدلة وراثيا

على الرغم من أن العديد من البروتينات المؤتلفة في الطب يتم إنتاجها بنجاح في البكتيريا ، إلا أن بعض البروتينات تتطلب مضيفًا حيوانيًا حقيقيًا للنواة من أجل المعالجة المناسبة. لهذا السبب ، يتم استنساخ الجينات المرغوبة والتعبير عنها في الحيوانات ، مثل الأغنام والماعز والدجاج والفئران. نحن نسمي الحيوانات التي تم تعديلها للتعبير عن الحيوانات المعدلة وراثيًا في الحمض النووي المؤتلف. يتم التعبير عن العديد من البروتينات البشرية في حليب الأغنام والماعز المعدل وراثيًا ، ويتم التعبير عن بعضها في بيض الدجاج. استخدم العلماء الفئران على نطاق واسع للتعبير عن الجينات المؤتلفة وتأثيرات الطفرات ودراستها.

النباتات المعدلة وراثيا

ساعد التلاعب بالحمض النووي للنباتات (أي إنشاء كائنات معدلة وراثيًا) في خلق سمات مرغوبة ، مثل مقاومة الأمراض ومقاومة مبيدات الأعشاب ومبيدات الآفات وقيمة غذائية أفضل وعمر تخزين أفضل ((الشكل)). النباتات هي أهم مصدر للغذاء لسكان البشر. طور المزارعون طرقًا لاختيار أنواع نباتية ذات سمات مرغوبة قبل وقت طويل من تأسيس ممارسات التكنولوجيا الحيوية الحديثة.


نحن نسمي النباتات التي تلقت دنا مؤتلفًا من أنواع أخرى من النباتات المعدلة وراثيًا. نظرًا لأنها ليست طبيعية ، تراقب الوكالات الحكومية عن كثب النباتات المعدلة وراثيًا وغيرها من الكائنات المعدلة وراثيًا للتأكد من أنها صالحة للاستهلاك البشري ولا تعرض الحياة النباتية والحيوانية الأخرى للخطر. نظرًا لأن الجينات الأجنبية يمكن أن تنتشر إلى أنواع أخرى في البيئة ، يلزم إجراء اختبارات مكثفة لضمان الاستقرار البيئي. كانت المواد الغذائية الأساسية مثل الذرة والبطاطس والطماطم هي نباتات المحاصيل الأولى التي صممها العلماء وراثيًا.

تحويل النباتات باستخدام أغروباكتريوم توميفاسيانز

يحدث نقل الجينات بشكل طبيعي بين الأنواع في التجمعات الميكروبية. تعمل العديد من الفيروسات التي تسبب الأمراض البشرية ، مثل السرطان ، عن طريق دمج حمضها النووي في الجينوم البشري. في النباتات ، الأورام التي تسببها البكتيريا أغروباكتريوم توميفاسيانز تحدث عن طريق نقل الحمض النووي من البكتيريا إلى النبات. على الرغم من أن الأورام لا تقتل النباتات ، إلا أنها تقزم النباتات وتصبح أكثر عرضة للظروف البيئية القاسية. A. الورم يؤثر على العديد من النباتات مثل الجوز والعنب وأشجار البندق والبنجر. يعتبر إدخال الحمض النووي بشكل مصطنع في الخلايا النباتية أكثر صعوبة منه في الخلايا الحيوانية بسبب جدار الخلية النباتية السميك.

استخدم الباحثون النقل الطبيعي للحمض النووي من الأجرعية إلى مضيف نبات لإدخال أجزاء من الحمض النووي من اختيارهم إلى مضيفات النبات. في الطبيعة ، المسببة للأمراض A. الورم تحتوي على مجموعة من البلازميدات ، وهي بلازميدات Ti (بلازميدات محفزة للورم) ، والتي تحتوي على جينات لإنتاج الأورام في النباتات. يتكامل الحمض النووي من بلازميد Ti في جينوم الخلية النباتية المصابة. يتلاعب الباحثون ببلازميدات Ti لإزالة الجينات المسببة للورم وإدخال جزء الحمض النووي المطلوب لنقله إلى جينوم النبات. تحمل بلازميدات Ti جينات مقاومة للمضادات الحيوية للمساعدة في الانتقاء ويمكن للباحثين نشرها فيها بكتريا قولونية الخلايا كذلك.

المبيد الحشري العضوي Bacillus thuringiensis

Bacillus thuringiensis (Bt) هي بكتيريا تنتج بلورات بروتينية أثناء التكاثر تكون سامة للعديد من أنواع الحشرات التي تؤثر على النباتات. تحتاج الحشرات إلى تناول سم Bt لتنشيط السم. تتوقف الحشرات التي أكلت سم Bt عن التغذية على النباتات في غضون ساعات قليلة. بعد تنشيط السم في الحشرات والأمعاء # 8217 ، تموت في غضون يومين. سمحت التكنولوجيا الحيوية الحديثة للنباتات بتشفير سمها البلوري Bt الذي يعمل ضد الحشرات. استنسخ العلماء جينات السموم الكريستالية من Bt وأدخلوها في النباتات. توكسين Bt آمن على البيئة ، وغير سام للإنسان والثدييات الأخرى ، وقد وافق المزارعون العضويون على استخدامه كمبيد حشري طبيعي.

طماطم Flavr Savr

كان أول محصول معدل وراثيًا في السوق هو Flavr Savr Tomato في عام 1994. استخدم العلماء تقنية RNA المضادة للحساسية لإبطاء عملية التليين والتعفن التي تسببها الالتهابات الفطرية ، مما أدى إلى زيادة العمر الافتراضي للطماطم المعدلة وراثيًا. أدى التعديل الجيني الإضافي إلى تحسين نكهة الطماطم. لم تنجح طماطم Flavr Savr في البقاء في السوق بسبب مشاكل صيانة المحصول وشحنه.

ملخص القسم

يمكن عزل الأحماض النووية عن الخلايا لأغراض التحليل الإضافي عن طريق كسر الخلايا وتدمير جميع الجزيئات الرئيسية الأخرى بشكل إنزيمي. يمكن أن تنفصل الكروموسومات الكاملة أو المجزأة على أساس الحجم بواسطة الرحلان الكهربائي للهلام. يمكن لـ PCR تضخيم امتدادات الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي القصيرة. يمكن للباحثين استخدام النشاف الجنوبي والشمالي لاكتشاف وجود تسلسلات قصيرة محددة في عينة الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي. قد يشير مصطلح "الاستنساخ" إلى استنساخ أجزاء صغيرة من الحمض النووي (الاستنساخ الجزيئي) ، أو استنساخ مجموعات الخلايا (الاستنساخ الخلوي) ، أو استنساخ الكائنات الحية بأكملها (الاستنساخ التناسلي). يقوم المهنيون الطبيون بإجراء الاختبارات الجينية لتحديد الجينات المسببة للأمراض ، واستخدام العلاج الجيني لعلاج مرض وراثي.

الكائنات المعدلة وراثيا تمتلك دنا من أنواع مختلفة ، وعادة ما تتولد عن طريق تقنيات الاستنساخ الجزيئي. اللقاحات والمضادات الحيوية والهرمونات هي أمثلة على المنتجات التي تم الحصول عليها عن طريق تقنية الحمض النووي المؤتلف. عادة ما يصنع العلماء نباتات معدلة وراثيا لتحسين خصائص نبات المحاصيل.

أسئلة الاتصال المرئي

(الشكل) أنت تعمل في مختبر بيولوجيا جزيئية ، وبدون علمك ، ترك شريكك في المختبر الحمض النووي الجيني الغريب الذي تخطط لاستنساخه على طاولة المختبر طوال الليل بدلاً من تخزينه في الثلاجة. نتيجة لذلك ، تم تحللها بواسطة نوكليازات ، لكنها لا تزال تستخدم في التجربة. من ناحية أخرى ، فإن البلازميد جيد. ما هي النتائج التي تتوقعها من تجربة الاستنساخ الجزيئي؟

  1. لن يكون هناك مستعمرات على الصفيحة البكتيرية.
  2. ستكون هناك مستعمرات زرقاء فقط.
  3. ستكون هناك مستعمرات زرقاء وبيضاء.
  4. ستكون المستعمرات البيضاء فقط.

(الشكل) B. التجربة ينتج عنها مستعمرات زرقاء فقط.

(الشكل) هل تعتقد أن دوللي كانت من الأغنام الفنلندية دورست أو الأغنام الاسكتلندية ذات الوجه الأسود؟

(الشكل) كانت دوللي من الأغنام الفنلندية دورست لأنه على الرغم من أن الخلية الأصلية جاءت من خروف اسكتلندي ذو وجه أسود وكانت الأم البديلة ذات وجه أسود اسكتلندي ، فإن الحمض النووي جاء من فين دورست.

راجع الأسئلة

يتم إنشاء الكائنات المعدلة وراثيًا بواسطة ________.

  1. توليد شظايا الحمض النووي الجينومي مع نوكليازات تقييدية
  2. إدخال الحمض النووي المؤتلف إلى كائن حي بأي وسيلة
  3. الإفراط في التعبير عن البروتينات في بكتريا قولونية
  4. كل ما ورداعلاه

يمكن استخدام العلاج الجيني لإدخال الحمض النووي الغريب في الخلايا ________.

  1. للاستنساخ الجزيئي
  2. بواسطة PCR
  3. من الأنسجة لعلاج مرض وراثي
  4. كل ما ورداعلاه

الأنسولين المنتج عن طريق الاستنساخ الجزيئي:

  1. من أصل الخنزير
  2. هو بروتين مؤتلف
  3. يصنعه البنكرياس البشري
  4. هو الحمض النووي المؤتلف

يعتبر توكسين Bt ________.

  1. جين لتعديل الحمض النووي للحشرات
  2. مبيد حشري عضوي تنتجه البكتيريا
  3. مفيد للبشر لمحاربة الحشرات
  4. بروتين مؤتلف
  1. هي مجموعة متنوعة من الطماطم الناضجة في السوبر ماركت
  2. تم إنشاؤه للحصول على نكهة أفضل وفترة صلاحية أفضل
  3. لا يخضع للتعفن الناعم
  4. كل ما ورداعلاه

أسئلة التفكير النقدي

وصف عملية النشاف الجنوبي.

النشاف الجنوبي هو نقل الحمض النووي الذي تم تقطيعه إلى أجزاء إنزيمية وتشغيله على هلام الاغاروز على غشاء من النايلون. يمكن تغيير طبيعة شظايا الحمض النووي الموجودة على غشاء النايلون لجعلها مفردة الجديلة ، ثم فحصها بشظايا الحمض النووي الصغيرة التي تم تمييزها إشعاعيًا أو الفلورسنت ، للكشف عن وجود تسلسلات محددة. مثال على استخدام النشاف الجنوبي سيكون في تحليل وجود أو غياب أو تباين جين المرض في الحمض النووي الجيني من مجموعة من المرضى.

باحث يريد دراسة الخلايا السرطانية من مريضة مصابة بسرطان الثدي. هل استنساخ الخلايا السرطانية خيار؟

سيؤدي الاستنساخ الخلوي لخلايا سرطان الثدي إلى إنشاء خط خلوي يمكن استخدامه لمزيد من التحليل

كيف يمكن لعالم إدخال جين لمقاومة مبيدات الأعشاب في النبات؟

عن طريق تحديد الجين المقاوم لمبيدات الأعشاب واستنساخه في نظام ناقل التعبير النباتي ، مثل نظام Ti plasmid من أغروباكتريوم توميفاسيانز. ثم يقوم العالم بإدخاله في الخلايا النباتية عن طريق التحول ، واختيار الخلايا التي تناولت الجين المقاوم لمبيدات الأعشاب ودمجها في الجينوم.

إذا كانت لديك فرصة للحصول على تسلسل الجينوم الخاص بك ، فما هي بعض الأسئلة التي قد تكون قادرًا على الإجابة عنها عن نفسك؟

ما هي الأمراض التي أنا معرض لها وما هي الاحتياطات التي يجب أن أتخذها؟ هل أنا حامل لأي جينات مسببة للأمراض قد تنتقل إلى الأطفال؟

قائمة المصطلحات


تكديس الأدلة ضد نقاد التكنولوجيا الحيوية

بواسطة Guest Expert 13 فبراير 2012

ملاحظة المحررين: أعيد نشرها بإذن من www.technologyandpolicy.org.
بقلم كاليستوس جمعة
لطالما أكد منتقدو التكنولوجيا الحيوية الزراعية أن التكنولوجيا غير مناسبة لصغار المزارعين وضارة بالبيئة. ولكن وفقًا لمعدلات التبني التي تم إصدارها حديثًا ، تشير الأدلة إلى الاتجاه المعاكس.
في أحدث تقرير لها ، الوضع العالمي لمحاصيل التكنولوجيا الحيوية / المعدلة وراثيًا: 2011توضح الخدمة الدولية لاقتناء تطبيقات التكنولوجيا الحيوية الزراعية (ISAAA) أن محاصيل التكنولوجيا الحيوية تغطي الآن 160 مليون هكتار في جميع أنحاء العالم. من بين 16.7 مليون شخص زرعوا محاصيل معدلة وراثيًا في عام 2011 ، كان 15 مليونًا أو 90٪ من صغار المزارعين الذين يفتقرون إلى الموارد في البلدان النامية.
أكد النقاد الأوائل للتكنولوجيا الحيوية أن محاصيل التكنولوجيا الحيوية لن تفيد إلا المزارعين على نطاق واسع في البلدان الصناعية. لكن الأدلة الناشئة تظهر أن ما يقرب من نصف محاصيل التكنولوجيا الحيوية قد تمت زراعتها في البلدان النامية. بلغ معدل تبني محاصيل التكنولوجيا الحيوية 11٪ في الدول النامية مقابل 5٪ في الدول الصناعية.
المصدر: ISAAA.org. انقر لرؤية التفاصيل.
ووفقًا للتقرير ، خلال الفترة 1996-2010 ، كانت الفوائد الاقتصادية المتراكمة هي نفسها للبلدان النامية والمتقدمة (39 مليار دولار أمريكي). بالنسبة لعام 2010 وحده ، كانت الفوائد الاقتصادية للبلدان النامية أعلى حيث بلغت 7.7 مليار دولار أمريكي مقارنة بـ 6.3 مليار دولار أمريكي للبلدان المتقدمة ".
وتذكرنا معدلات التبني والتأثيرات المجتمعية بالتأثير التحويلي للهواتف المحمولة. يُنذر بالاعتماد السريع للهواتف المحمولة في التنمية كواحد من أكثر الأمثلة دراماتيكية لانتشار التكنولوجيا الجديدة في البلدان النامية.
تميزت الأيام الأولى لاعتماد الهواتف المحمولة بمخاوف بشأن تداعياتها على صناعة الهواتف الثابتة الحالية. ثم قيل إن الهواتف المحمولة ستكون بعيدة عن متناول الفقراء. في الواقع ، كانت الهواتف المحمولة في الأيام الأولى متاحة فقط لقطاع صغير من المجتمع.
تعمل منصات الهاتف المحمول اليوم على إنشاء صناعات وخدمات جديدة عبر العديد من القطاعات مثل البنوك والتعليم والصحة والديمقراطية. في البداية ، بدا أن فوائد الهواتف المحمولة ستقتصر على المناطق الحضرية. من المرجح أن تكون بعض الفوائد الأكثر إثارة لتكنولوجيا الهاتف المحمول في الزراعة.
إعلان ISAAA أن اعتماد المحاصيل المعدلة وراثيًا يستمر في التوسع بنسبة 8 ٪ سنويًا هو إشارة إلى التأثير التحويلي لعلم الجينوم على الزراعة. بهذا المعدل ، سجلت المحاصيل المحورة جينيا أسرع معدل تبني لأي تقنية في تاريخ الزراعة الحديثة. معدل التبني هذا أسرع من العديد من الحالات الموثقة الأخرى.
من أكثر جوانب التقانة الحيوية الزراعية إثارة للجدل هو تأثيرها البيئي المحتمل. وقد ولّدت هذه المخاوف نقاشات مدروسة وأفرزت قواعد دولية جديدة تهدف إلى الحد من انتشارها. كان المجتمع العالمي على حق في القلق ، لا سيما في ضوء الممارسات الزراعية السابقة التي كان من الواضح أنها ضارة بالبيئة. لكن العديد من مؤيديها كانوا مخطئين في افتراضهم منذ البداية أن مخاطر التكنولوجيا من المرجح أن تفوق فوائدها.
الأدلة الناشئة تتعارض مع تلك المخاوف. خلال الفترة 1996-2010 ، خفضت محاصيل التكنولوجيا الحيوية 443 مليون كيلوغرام من استخدام مبيدات الآفات (المكون النشط). لم يقلل هذا من رش المواد الكيميائية التي دمرت التنوع البيولوجي فحسب ، بل قلل أيضًا من التعرض الضار للمزارعين.
يتمثل الأثر الرئيسي الآخر لاعتماد محاصيل التكنولوجيا الحيوية في الحد من انبعاثات الكربون. في عام 2010 وحده ، أطلق العالم 19 مليار كيلوغرام أقل من ثاني أكسيد الكربون بسبب استخدام محاصيل التكنولوجيا الحيوية. وهذا يعادل سحب حوالي تسعة ملايين سيارة من الطريق. كما قلل العالم من استخدامه للأرض بمقدار 91 مليون هكتار باعتماد المحاصيل.
لا تستفيد جميع مناطق العالم من الإمكانات الكاملة للتكنولوجيا الحيوية الزراعية. على سبيل المثال ، ثلاثة بلدان أفريقية فقط (جنوب أفريقيا وبوركينا فاسو ومصر) تزرع محاصيل التكنولوجيا الحيوية. على الرغم من دخولها المتأخر ، إلا أن التجارب الميدانية جارية في بلدان مثل نيجيريا وكينيا وأوغندا. يقوم العديد من الآخرين بمراجعة قوانينهم لتمكينهم من إجراء تجارب ميدانية.
ما يثلج الصدر هو أن الكثير من أبحاث التكنولوجيا الحيوية في إفريقيا تركز على البحث عن حلول محلية مثل مكافحة الآفات وإدارة الأمراض وتحمل الجفاف والتكيف العام مع تغير المناخ. إنه جزء من جدول أعمال أكبر لإحياء البحوث الزراعية ويتضمن استثمارات في قطاعات أخرى مثل البنية التحتية.
لا توحي هذه الاتجاهات بأي حال من الأحوال بأن التكنولوجيا الحيوية الزراعية هي الدواء الشافي. على العكس من ذلك ، يحتاج العالم إلى استخدام مجموعة كاملة من التقنيات المتاحة اليوم للحفاظ على الإنتاج الزراعي. من المرجح أن تؤدي الحجج الأيديولوجية التي تركز على حل واحد إلى تقويض الأمن الغذائي العالمي.
يبدو من الأرقام المتاحة أن الأدلة تتراكم ضد الادعاءات السابقة بأن المحاصيل المعدلة وراثيا من المحتمل أن يكون لها آثار بيئية واجتماعية سلبية كبيرة. هذا لا يعني أن التكنولوجيا خالية من المخاطر.
تشير الأدلة إلى أن التقييمات الزراعية التي تركز بشكل كبير على المخاطر المحتملة للمحاصيل المحورة جينيا لن تستمر في الاستفادة من هذا النوع من الدعم الخطابي الذي تمتعت به قبل 15 عامًا. ما يحتاجه العالم الآن هو مراجعة متوازنة تنظر في جميع الأدلة المتاحة حتى الآن.
كاليستوس جمعة أستاذ ممارسة التنمية الدولية في كلية هارفارد كينيدي ومؤلف كتاب الحصاد الجديد: الابتكار الزراعي في إفريقيا. (مطبعة جامعة أكسفورد ، 2011).

شارك هذا:

تمت كتابة مدونة Biofortified بواسطة فريق من المحررين والمساهمين المنتظمين والخبراء الضيوف. إذا كنت ترغب في المساهمة في مدونة Biofortified من خلال الكتابة أو التحرير أو التصميم أو التصوير الفوتوغرافي أو أي وسيلة أخرى ، فاتصل بنا.

Biology Fortified، Inc. هي منظمة مستقلة غير ربحية. مهمتنا هي تعزيز النقاش العام حول التكنولوجيا الحيوية وقضايا أخرى في الأغذية والزراعة.


مراجعات المجتمع

قال غوتاما بوذا: `` أتمنى أن تنجو كل تلك الحياة من المعاناة ''.

يبني الفيلسوف ديفيد بيرس حالة مقنعة لكيفية تحقيق الشعار البوذي المتمثل في عدم المعاناة من خلال التلاعب / التعديل الوراثي والعقاقير المصممة وأشكال أخرى من مآثر التكنولوجيا الحيوية. بالاعتماد على نظريات النفعية وما بعد الإنسانية وما بعد الإنسانية ومناهضة الأنواع ، يرسم بيرس عالماً يكون فيه جميع البشر والحيوانات غير البشرية سعداء بسعادة.

إذا كان هذا يبدو وكأنه مفرط في التفاؤل "أتمنى أن تنجو الحياة من المعاناة" ، قال غوتاما بوذا.

يبني الفيلسوف ديفيد بيرس حالة مقنعة لكيفية تحقيق الشعار البوذي المتمثل في عدم المعاناة من خلال التلاعب / التعديل الوراثي والعقاقير المصممة وأشكال أخرى من مآثر التكنولوجيا الحيوية. بالاعتماد على نظريات النفعية وما بعد الإنسانية وما بعد الإنسانية ومناهضة الأنواع ، يرسم بيرس عالماً يكون فيه جميع البشر والحيوانات غير البشرية سعداء بسعادة.

إذا كان هذا يبدو وكأنه نظرة متفائلة للغاية للمستقبل ، فلا تخف: يقضي بيرس معظم الكتاب في الرد على منتقديه ، وبناء حالة توضح كيف أن نظرياته هي سيناريوهات مستقبلية واقعية.

المحافظون الذين يعتقدون أن دواءً مصممًا من أجل السعادة سوف يؤدي إلى شعب ممتع سعيدًا وجاهزًا للاستغلال (أعتقد أن Huxley's Brave New World) سوف يفعلون جيدًا لقراءة المقالات حول The Abolitionist Project ، والدفاع عن Paradise Engineering ، و Utopian Neuroscience. يجادل بيرس بأن تطوير مجتمع سعيد على الدوام سيجعلنا في الواقع أكثر قوة وإنتاجية وابتكارًا كنوع ، بحجة أن:

يقدم بيرس تجارب فكرية في عدة مناسبات لمواجهة ما يسميه تحيز الوضع الراهن. إنه يطلب من القارئ أن يتخيل عالمًا قام فيه البشر بهندسة بيولوجية إلى سعادة هنيئة وعالية الأداء. عالم أصبح فيه الألم الجسدي والنفسي شيئًا من الماضي. ويسأل:

بصفته ما بعد الإنسانية ، فإن هدفه للبشرية هو الذكاء الخارق ، وطول العمر (عمر غير محدود) والسعادة الفائقة. وبعد قراءة أفكاره ، أصبحت أقل تشاؤمًا بشأن مستقبل البشرية. . أكثر

ديفيد بيرس هو عابر للإنسانية. لدى علماء عبر الإنسانية بشكل عام أحد هذه الأهداف الثلاثة. طول العمر الفائق ، الذكاء الفائق أو السعادة الفائقة. يدافع المؤلف عن السعادة الفائقة. بالإضافة إلى ذلك ، كونه منفعيًا سلبيًا ، فإن أخلاقه تستند إلى تقليل المعاناة. من المثير للجدل أن الاستنتاج المنطقي لجامعة NU هو الانقراض. لأنه ما دامت هناك حياة ، ستكون هناك معاناة لأن المعاناة متأصلة في الحياة. لكن المؤلف يعلن نفسه على أنه NU "غير مباشر" ويدعي أن الحياة يمكن أن تكون ديفيد بيرس هو عابر للإنسانية. لدى علماء عبر الإنسانية بشكل عام أحد هذه الأهداف الثلاثة. طول العمر الفائق ، الذكاء الفائق أو السعادة الفائقة. يدافع المؤلف عن السعادة الفائقة. بالإضافة إلى ذلك ، كونه منفعيًا سلبيًا ، فإن أخلاقه تستند إلى تقليل المعاناة. من المثير للجدل أن الاستنتاج المنطقي لجامعة NU هو الانقراض. لأنه ما دامت هناك حياة ، ستكون هناك معاناة لأن المعاناة متأصلة في الحياة. لكن المؤلف يعلن نفسه على أنه NU "غير مباشر" ويدعي أن الحياة يمكن أن تكون ممكنة دون معاناة وأن التكنولوجيا الحيوية موجودة لإنقاذنا.

لذلك ، فهو يقترح شيئًا مثل النفعية السلبية + التكنولوجيا الحيوية ، أو في كلماته - "اليانية عالية التقنية". يطرح بعض الاقتراحات مثل التحفيز غير المحدود لمراكز المتعة ، أو أدوية المتعة ، أو الهندسة الوراثية أو الأطفال المصممين ، أو تفريغ المشاعر السلبية الخام للروبوتات ، أو إعادة برمجة أو انقراض الحيوانات المفترسة ، إلخ.

هدفه النهائي هو أن الأجيال القادمة ستعيش في عالم من النعيم اللامتناهي دون الحاجة إلى المساومة على التعاطف والتحفيز والسمات الإنسانية الأخرى.

هذا الكتاب الضخم (أكثر من 600 صفحة) ممتع وغني بالمعلومات بنفس القدر ، لكن المؤلفين في معظم الأحيان يبتعدون عن التفاؤل المفرط بما يمكن للإنسانية تحقيقه. أعطيها 4 نجوم لأنني أريد بشدة أن يصبح المؤلفون "فانتازيا تكنو متحمسة للغاية" حقيقة ، على الأقل قليلاً. . أكثر

2020: نعيد قراءة الآن أنه كان هناك أيضًا إصدار كتاب صوتي لا يحتوي على ملحق الاعتراضات وردود ديفيد عليها على مر السنين ، ولا Q و A في النهاية ، ولكن تم تضمينهما في الكتاب الإلكتروني Kindle $ 1. لم يؤكد الراوي دائمًا على الأشياء بشكل صحيح ، ولكن بشكل عام كان من السهل جدًا الاستماع لكتاب به الكثير من الجمل الطويلة المليئة بالأفكار والمصطلحات الفنية. أوصي بالكتاب الصوتي لأي شخص مهتم ليس في 2017.09.17–2018.02.16 ،
2020.01.25–2020.02.13

2020: نعيد قراءة الآن أنه كان هناك أيضًا إصدار كتاب صوتي لا يحتوي على ملحق الاعتراضات وردود ديفيد عليها على مر السنين ، ولا Q و A في النهاية ، ولكن تم تضمينهما في الكتاب الإلكتروني Kindle $ 1. لم يؤكد الراوي دائمًا على الأشياء بشكل صحيح ، ولكن بشكل عام كان من السهل جدًا الاستماع لكتاب به الكثير من الجمل الطويلة المليئة بالأفكار والمصطلحات الفنية. أوصي بالكتاب الصوتي لأي شخص مهتم لن يقرأه بخلاف ذلك على النقيض من نبرة الراوي ، وقد غطى ديفيد أيضًا الكثير من النقاط الرئيسية في مقابلات البودكاست التي تم إجراؤها على مدار السنوات القليلة الماضية. قد يرغب مستمعو البودكاست أيضًا في قائمة تشغيل المقابلات المجاورة من Andrés Gómez Emilsson (Qualia Computing) و Mike Johnson (OpenTheory.net) ، وكلاهما من معهد Qualia Research Institute. أعتقد أن هؤلاء الأشخاص يسبقون وقتهم كثيرًا في أنواع الأسئلة التي يطرحونها والمشكلات التي يحاولون حلها من أجل مستقبل التجربة الواعية.

2018: إذا لم نتمكن من قبول المعاناة الموجودة أو تحملها ، فهذا يعد مخططًا واعدًا (لما يجب فعله حيال ذلك) مثل أي مخطط أعرفه. أوصي بشدة بتخصيص الوقت لرؤية العالم من خلال عدسة الفيلسوف ديفيد بيرس وخاصة قراءة إجاباته على الاعتراضات العديدة التي تلقاها. حتمية المتعة (1995) والمقالات الأحدث كانت تكوينية لتفكيري وقيمي ونظري للعالم. _ على الأقل_ إنها أروع ما في سان فرانسيسكو.

Pearce D (2017) (17:47) هل يمكن للتكنولوجيا الحيوية أن تلغي المعاناة؟

مقدمة بقلم ماغنوس فيندينج

الجزء الأول: مشروع إلغاء العبودية
• مقدمة
• 1: لماذا هو مجدي من الناحية الفنية
• الآن ماذا لو ، كحضارة كاملة ، اخترنا أن نصبح مفرطي التوتة جينيًا - أن نتبنى نظامًا تحفيزيًا مدفوعًا بالكامل بالتدرجات التكيفية للرفاهية؟ بشكل أكثر جذرية ، كما يُفهم الأساس الجيني لنغمة المتعة ، قد نختار إضافة نسخ متعددة من الجينات المعززة لفرط التذكر / مجموعات الأليلات ومحفزاتها التنظيمية - وليس إلغاء التوازن وطاحونة المتعة ، ولكن تحويل نقطة ضبط المتعة لدينا إلى مستوى أعلى إلى حد كبير؟
• 2: لماذا يجب أن يحدث ذلك
• 3: لماذا يحدث ذلك
• الحيوانات غير البشرية

01. الثورة الإنجابية: ضغط الاختيار في عالم ما بعد الداروينية
• اثنان من وجهات النظر المتناقضة للتطور البشري في المستقبل
• • 1) المحافظة الحيوية
• • 2) التطور البيولوجي
• لعبة الروليت الجينية مقابل الأطفال المصممين
• • إعادة ضبط جهاز المشي Hedonic
• الإحساس المستقبلي: نهاية الألم الجسدي؟
• • حل سايبورغ مقابل إعادة المعايرة الجذرية
• • تدرجات النعيم؟
• • الرفاه الروحي؟
• النخبة الإنجابية؟
• بعض المجهولين
• • الاستنساخ البشري
• • تحسين العلاج الجيني الجسدي
• المزالق المحتملة
• • شبح علم تحسين النسل القسري
• • مستقبل الشذوذ الجنسي
• • مستقبل الاضطراب ثنائي القطب
• • مستقبل اضطرابات طيف التوحد
• حساب نسب المخاطر والمكافآت
• نهاية التكاثر الجنسي؟
• ضغط الاختيار في عصر شبه الخلود

02. اليانية عالية التقنية
• مقدمة
• لماذا المعاناة موجودة؟
• الثورة الإنجابية
• التحرير الذاتي السريع للجينوم
• لماذا تعتبر إعادة المعايرة مهمة
• من المستفيد؟
• ظهور ذكاء خارق كامل الطيف
• محنة المتواضعين معرفيًا
• المعاناة والمخاطر الوجودية
• هندسة الجنة؟
• مراجع

03. عالم جديد شجاع؟ دفاع عن هندسة الجنة
• الركود
• البلاهة
• لا أخلاقية
• السعادة الزائفة
• الشمولية
• أنثروبوسنتريك
• ملزمة الطبقية
• فلسطيني
• الأمور تسير على ما يرام
• المستهلك
• بلا حب
• الجينات مقابل متشمِّمات الصمغ: البيولوجيا الجزيئية في الجنة

04. اليوتوبيا الجراحة: الحجج المبكرة ضد التخدير في الجراحة وطب الأسنان والولادة
• مقدمة
• خلفية تاريخية
• قضية الألم
• غزو المعاناة
• وخز بدون دموع
• عبور العتبة

05. اليوتوبيا علم الأعصاب: السعادة الفائقة: عشرة اعتراضات على إثراء المزاج الراديكالي
• مقدمة
• 1) الاعتراض الأخلاقي
• • أستجابه محتملة
• 2) الاعتراض (الاعتراضات) الفنية
• • أستجابه محتملة
• 3) اعتراض "آلة الخبرة"
• • أستجابه محتملة
• 4) الاعتراض على السلوك غير المناسب
• • أستجابه محتملة
• 5) الاعتراض على صقل الشخصية
• • أستجابه محتملة
• 6) اعتراض "STUCK-IN-A-RUT"
• • أستجابه محتملة
• 7) الاعتراض المربك اجتماعيًا
• • أستجابه محتملة
• 8) اعتراض ضغط الاختيار
• • أستجابه محتملة
• 9) مخاطر التعجيل بالاعتراض
• • أستجابه محتملة
• 10) اعتراض CARBON CHAUVINISM
• • أستجابه محتملة
• الخلاصة: الذكاء الخارق ، وطول العمر الفائق والسعادة الفائقة؟

06. حجة Pinprick
• النفعية السلبية
• المذهب النفعي المباشر مقابل المنفعة السلبية غير المباشرة

07. النفعية أخلاقيات علم الأحياء
• المصطلح
• المذهب النفعي بيولوجياً: بنثام بالإضافة إلى التكنولوجيا الحيوية؟
• مشكلة العلامة التجارية
• الحواسيب الكمومية وحساب التفاضل والتكامل فيليسيفيك

08. في النفعية الكلاسيكية مقابل السلبية: رد على مقال توبي أورد لماذا لست منفعيًا سلبيًا

09. على الموجات الصدمية Utilitronium مقابل تدرجات النعيم

10. الحياة في أقصى الشمال: منظور معلوماتي نظري في السماء

11. أخلاقيات السكان ، الرفاهية الإجمالية ، والاستنتاج البغيض

الجزء الثالث: الحيوانات غير البشرية

12. ثورة مناهضة الاختلاف
• النوع
• مكافحة التفرغ
• نواتج عملية
• • 1. Invitrotarianism
• • 2. علم الأحياء الرحيم
• الأنواع والذكاء الخارق
• اليانية عالية التقنية؟
• ملحوظات

13. إعادة برمجة المفترسات
• مشكلة الافتراس
• الطفيليات والمفترسات والقتلة المتسلسلون
• الانقراض مقابل إعادة البرمجة
• • 1) الانقراض
• • 2) إعادة البرمجة
• دولة رفاهية عموم الأنواع؟

14. دولة رفاهية للفيلة؟ دراسة حالة الوكالة الرحيمة
• مقدمة: اليانية عالية التقنية؟
• لماذا الفيلة؟
• هل الأفيال التي يتم الاعتناء بها تعيش بحرية حقًا؟
• تكاليف التدخل
• الحمل المناعي
• رعاية الأطفال حديثي الولادة
• الإصابات
• الوقاية من الأمراض وعلاجها
• تقويم الأسنان الفيل
• جفاف
• رعاية الفيل للطب النفسي
• عدم اليقين
• اعتراض الانواع
• الخلاصة: أكبر عقبة

15. علم الأحياء الرحيم: كيف يمكن لـ "محركات الجينات" المستندة إلى كريسبر أن تقلل المعاناة في جميع أنحاء العالم الحي بتكلفة زهيدة وبسرعة وبشكل مستدام
• مقدمة: نحو محيط حيوي ما بعد الدارويني
• محركات الجينات الأخلاقية في العمل؟ SCN9A: دراسة حالة
• من حيث المبدأ ، لا يوجد الآن ما يمنع الوكلاء الأخلاقيين الأذكياء من "إصلاح" [المستوى المنشط بشروط من] الضائقة الجسدية الذاتية التي يمر بها أعضاء الأنواع الحية الكاملة عن طريق اختيار ونشر الأليلات الحميدة لـ SCN9A أو متماثلاتها عبر محركات الجينات ، أي الهندسة عبر تحرير الجينات بوساطة كريسبر - ليس محيطًا حيويًا مثاليًا "بلا ألم" حاليًا (راجع مشروع إلغاء العبودية) ، ولكن محيط حيوي "منخفض الألم".
• مستقبل الشعور: اليانية عالية التقنية؟

16. الفيزيائية غير المادية: تخمين قابل للاختبار تجريبياً
• الملخص
• 1 المقدمة
• • تعريفات أولية
• • لماذا لسنا P-Zombies؟ لماذا لسنا كائنات زومبي صغيرة الحجم؟
• 2. التحديات التي تواجه المادية غير المادية
• 3. الربط الهائل هو السمة المميزة للعقل
• 4. هل يمكن إنقاذ المادية؟
• 5. ما هو شعور أن تكون قطة شرودنغر؟
• • 1) لماذا الوعي موجود أصلاً.
• • 2) كيف يمارس الوعي القوة السببية للسماح للوكلاء الأذكياء بالتحقيق في طبيعته.
• • 3) كيف يمكن للوعي أن يكون "مرتبطًا" ظاهريًا بطرق تبدو محظورة كلاسيكيًا.
• • 4) لماذا وكيف أن للوعي قوامه المتنوع - بدءًا من الألوان والأصوات والأذواق والروائح الهائلة إلى الآلام والملذات إلى تجربة الاستبطان في حلقة من الأفكار أو فهم النص أو العثور على نكتة مضحكة.
• • أخيرًا ، يجب أن تقدم أي نظرية مرضية تنبؤات جديدة ودقيقة وقابلة للتكرار وقابلة للتزييف بشدة.
• 6. خلايا عصبية شرودنغر: البروتوكول التجريبي
• 7. فيمتو مايند تلتقي بالداروينية الكمية
• 8. طاولة منديليف للكواليا؟
• 9. نحو علم ما بعد الجليل للعقل
• 10. الملخص والآفاق
• • حلّت المشكلة الصعبة للوعي الفجوة التفسيرية أغلقت المشكلة الملزمة ونفي الزومبي ونفي المادية
• • الإرجاع
• • الرواية ، التنبؤ القابل للخطأ تجريبياً
• • مزيد من التحديات
• مراجع

17. مذكرة مصطلحات للفلاسفة
• قراءة متعمقة

الجزء الخامس: انفجار الحواس

18. انفجار الذكاء الحيوي: كيف ستقوم الروبوتات العضوية ذاتية التحسين بشكل متكرر بتعديل شفرة المصدر الخاصة بها وتمهيد طريقنا إلى الذكاء الخارق كامل الطيف
• 1 مصير السلالة الجرثومية
• 2 الاختراق البيولوجي للجينوم الشخصي الخاص بك
• 3 هل سيكون خلفاء البشرية أيضًا أحفادنا؟
• 4 هل يمكننا بناء ذكاء بيولوجي خارق ودود؟
• • 4.1 تحليل المخاطر والمنافع
• • 4.2 تقنيات الصداقة البيولوجية
• • • إمباثوجينز؟
• • 4.3 الأكسدة الجماعية؟
• • 4.4 الحس المتزامن المرآة باللمس؟
• • 4.5 جداول زمنية
• • 4.6 هل الذكاء الخارق كامل الطيف يستلزم الإحسان؟
• 5 A التفرد التكنولوجي الحيوي؟
• 6 ما هو الذكاء الخارق كامل الطيف؟
• • 6.1 المخابرات
• • 6.2 حجر الأساس للذكاء: محاكاة العالم ("الإدراك")
• • 6.3 أساس الذكاء الخارق: الإدراك الاجتماعي المفرط ("قراءة الأفكار")
• • 6.4 تجاهل الفيل: الوعي: لماذا يعتبر الوعي أمرًا أساسيًا من الناحية الحسابية لنجاح الروبوتات العضوية في الماضي والحاضر والمستقبل
• • 6.5 دراسة حالة: الذكاء المرئي مقابل الذكاء الصدى: ما معنى أن تكون خفاشًا فائق الذكاء؟
• 7 الانتقال العظيم
• • 7.1 نهاية المعاناة
• • 7.2 الجنة الهندسية؟
• 8 مستقبل الشعور
• • 8.1 انفجار الحواس
• ببليوغرافيا

19. البشر والآلات الذكية: التطور المشترك ، الاندماج أم الاستبدال؟
• 1.0 مقدمة: الإنسان العاقل والذكاء الاصطناعي: سيناريوهات الاندماج والاستبدال
• 1.1.0 ما هو الذكاء الاصطناعي العام الودود؟
• 1.1.1 ما هو الإرادة المتماسكة المستقراء؟
• 1.2 انفجار الاستخبارات
• 1.3 AGIs: Sentients or Zombies؟
• 2.0 التمرد العظيم: مثل AGI-in-a-Box
• 2.1 العقول القائمة على البرمجيات أو الإسقاطات المجسمة؟
• 3.0 التحليل: المخابرات العامة؟ أم Savantism ، أداة AI والبرامج الضارة متعددة الأشكال؟
• 3.1 أجهزة الكمبيوتر الرقمية الكلاسيكية: ولا حتى غبية؟
• 3.2 هل الشعور مهم؟
• 3.3 أطروحة Church-Turing والذكاء الخارق كامل الطيف
• 4.0 العقول الكمومية والذكاء الخارق كامل الطيف
• 4.1 عموم التجريبية / الفيزيائية ستراسونيان
• 4.2 المشكلة الملزمة: هل العقول الهائلة هي ظاهرة كلاسيكية أم ظاهرة كمومية؟
• 4.3 لماذا يكون العقل على الأرجح حاسوبًا كميًا
• 4.4 عدم تماسك العقول الرقمية
• 4.5 عدم جدوى "تحميل العقل"
• 4.6 تجليد الكائنات ، ومحاكاة العالم والأنماط الهائلة
• 5.0 الخلاصة: انفجار Qualia: الفوق: تورينج وشولجين؟
• 5.1 الذكاء الاصطناعي والقرصنة البيولوجية للجينوم واليوتوبيا الفائقة: لماذا تنطوي أطروحة التناسب على تفرد عضوي


شاهد الفيديو: ما هي التكنولوجيا الحيوية-What is biotechnology? (كانون الثاني 2022).