العلوم الحياتيةالعلوم العامة

التقنية الحيوية ومصطلحات مهمة لفهمها Biotechnology

التقنية الحيوية ( البيوتكنولوجي biotechnology ) ، هي كلمة مكونة من مقطعين : الأول bio ( حيوية ) و هي مشتقة من الكلمة اللاتينية bios وتعني الحياة ، و المقطع الثاني Tochnology ( تقنية ) وتعني طريقة عمل الأشياء . وبناء على ذلك يمكن تعريف التقنية الحيوية على أنها استخدام النظم الحيوية لإنتاج منتج ما ، وهذا التعريف يعبر عن المفهوم التقليدي للتقنية الحيوية .
وهذا المفهوم التقليدي للتقنية الحيوية قديم جدا فقد كان القدماء منذ آلاف السنوات يعرفون أن أغذية أو مشروبات معينة كانت تتغير خواصها إذا ما تركت لبعض الوقت . وعلى سبيل المثال فالعجائن ترتفع وتزداد في الحجم ويكون لها خواص طيبة إذا ما تركت لبعض الوقت . و التحولات التي تتسبب في هذه التغيرات تعرف بالتخمر Fermentation و التخمر ينتج عن نمو وتكاثر الكائنات الدقيقة الموجودة بالأغذية . وهذه الكائنات الدقيقة تستخدم بعض المغذيات الموجودة في الأغذية ثم تنتج مواد أخرى كنواتج ثانوية في خلال عملية التخمر . فالخميرة ( yeast ) تستخدم الجلوكوز الموجود في العجين وتنتج غاز ثاني أكسيد الكربون و كحول اللإيثانول . وغاز ثاني أكسيد الكربون الناتج يجعل الخبز مرتفعاً ومملوء بالفراغات الهوائية ( Airy ) التي تشبه الفتحات الموجودة في شمع عسل النحل أما كحول الإيثانول فيتطاير خلال عملية التسخين ويترك نكهة ( Aroma ) مميزة في الخبز . وبنفس الفكرة فإن اللبن يتخثر ( عملية التجبن ) ويصبح حمضياً بطعم الزبادي نتيجة لنمو الباكتيريا و إنتاجها للأحماض في اللبن . ولذلك فإن المفهوم التقليدي للتقنية الحيوية يشمل صانع اللبن الزبادي الذي يحتفظ بسلالة باكتيرية مناسبة ( Bio ) ويضيفها إلى اللبن و يوفر الحرارة المناسبة وظروف التحضن المناسبة ( Technology ) ليحصل في النهاية على المنتج المطلوب .

 

وتعرف التقنية الحيوية بمفهومها الحديث

على أنها استخدام تقنيات ( Technologies ) على المستوى الجزيئي Molecular عادة أو على المستوى الخلوي Cellular أو على مستوى العضيات الخلوية ( Organelles ) وذلك لتحوير النظم الحيوية ( bio ) بهدف إنتاج أو تحسين طريقة إنتاج منتج ما أو بهد أداء وظيفة معينة . وعادة يعتمد التحوير على المستوى الجزيئي على نقل ( إضافة ) جينات معينة للحصول على ناتج جديد في الخلية أو تعطيل ( إسكات ) جينات معينة لتأخير ( أو منع ) إنتاج بروتينات معينة في الخلية . وتستخدم تقنية الحامض النووي المعاد الإتحاد ( recombinant DNA ) لإجراء هذه التحويرات . ويعرف منتج التقنية الحيوية بإسم ( Biotech product ) كما يعرف النظام الحيوي الذي تم تحويره وراثياً بإسم Genetically Modified ( أو اختصارا GM ) أو ” مهندس وراثيا ” وبناء على ذلك فالنبات المحور ( المهندس ) وراثيا يعرف بإسم GM Plant و الحيوان المحور وراثيا GM Animal وهكذا ، و أحيانا ً تعرف الباكتيريا المحورة وراثيا بإسم Biotech Bugs . ويمكن أن نقدم تعريف مبسط للتقنية الحيوية على أنها مجموعة من التقنيات التي تعتمد في أغلب الأحوال على المقدرة التصنيعية للخلايا الحية وعلى استخدام الحامض النووي DNA ، لتوجيه ( والتحكم في ) هذه المقرة التصنيعية .

كما تستخدم التخميرات الميكروبية لصناعة منتجات عديدة تعتمد على الاستفادة من القدرة الإنتاجية المتنوعة للكائنات الدقيقة منها الأحماض مثل حامض الخليك و الأحماض الأمينية و المذيبات العضوية مثل الأسيتون و الصبغات مثل صبغة الإنديجو و الفيتامينات مثل فيتامين ج و المضادات الحيوية مثل البنيسيللين الذي تم إنتاجه في الولايات المتحدة الأمريكية في عام 1941 بكميات كبيرة و أنقذ حياة الآلاف من الجرحى من الجنود في الحرب العالمية الثانية و حياة الملايين من المصابين بكائنات ممرضة لم يكن من الممكن علاجها .
و تدخل التقنية الحيوية في عدة مجالات منها

التقنية الحيوية الزراعية
التقنية الحيوية الطبية
التقنية الحيوية البيئية
التقنية الحيوية الصناعية

ومن تطبيقات علم التقنية الحيوية

التقنية الحيوية
التشخيص الجزيئي
البصمة الوراثية
اللقاحات
المحاصيل المحورة وراثيا
المضادات الحيوية

 

وعلى سبيل المثال لا الحصر نتكلم قليلا عن تطبيقات التقنية ( التكنولوجيا ) الحيوية في بعض مجالات الطب ومنها:

 

  • العلاج الجيني Gene therapy أي معالجة الأمراض الوراثية في البشر باستخدام التكنولوجية الحيوية في نقل وتعديل الجينات المعطوبة.

بالإضافة إلى إمكانية زرع أعضاء جديدة باستخدام المحتوى الوراثي لخلية المريض بدلا من أن ينقل له عضو من متبرع أو من ميت.

  • إنتاج أدوية خاصة بالمحتوى الجينى للفرد pharmacogenomics أو ما يعرف بعلم الصيدلة الجيني.

التعامل في قضايا اثبات النسب وفي الطب الشرعى بوحدات الDNA في الجانب الجنائي من القضايا للكشف عن هوية المجرم عن طريق البصمة الوراثية، بالإضافة إلى فحوصات ما قبل الزواج لمعرفة إحتمالية الإصابة بالأمراض في الأجيال القادمة.

  • الكائنات الدقيقة..

تستخدم الكائنات الدقيقة (خاصة البكتريا والفيروسات) على نطاق واسع في مشروعات التكنولوجيا الحيوية على سبيل المثال:

 

Pharmacogenomics علم الجينات الصيدلاني

 

علم الجينات الصيدلاني أو الصيدلة الجينية Pharmacogenomics، هو دراسة دور الجينات في الاستجابة الدوائية. اسمه علم الجينوم-الصيدلاني، يعكس الجمع بين الصيدلة وعلم الجينوم. يقوم علم الجينات الصيدلاني بتحليل كيفية التشكيل الوراثي لتأثر استجابة الفرد لالأدوية. ويتعامل مع تأثير التباين الجيني المكتسب أو الموروث على الاستجابة الدواية في الحالات عن طريق ربط التعبير الجيني أو تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة بالحركة الدوائية (امتصاص الدواء (حركة دوائية)|الامتصاص]]، الانتشار، الاستقلاب، والطرد) والديناميكيات الدوائية (الآثار الوسيطة عبر الأهداف الحيوية للدواء).

 

الإنتاج الصيدلاني Pharmaceutical products

 

-إنتاج البروتينات كالانسولين البشري (humo insulin)

-استخدام البكتريا في إنتاج الاسمدة الحيوية (bio fertilizers) بدلاً من استخدام الاسمدة الكيماوية.

-في تنقية المياة من الملوثات.

-التخلص من المخلفات العضوية.

-تصنيع المركبات الكيميائية المستخدمة في العقاقير.

-استخدام الكائن الدقيق كناقل لبعض الجينات التي تحمل الصفات المرغوبة.

الوسوم

مقالات ذات صلة

Flag Counter
إغلاق