دور شعاع الليزر في الهندسة الوراثية

1999 ثورة الهندسة الوراثية

وجدي عبد الفتاح سواحل

KFAS

شعاع الليزر الهندسة الوراثية البيولوجيا وعلوم الحياة

استطاع شعاع الليز أن يلعب دوراً حيوياً في العمليات الجراحية الوراثية عن طريق استحداث طرق جديدة للتحكم الجيني في الخلايا والأنسجة النباتية والعضيات Organelles.

أ- عزل الجينات Gene isolation

بالرغم من وجود العديد من أنظمة وأساليب عزل الجينات فإن شعاع الليزر أثبت تفوقه على الأنظمة الأخرى.

ويتم عزل الجينات المرغوبة باستخدام شعاع الليزر عن طريق تحديد مكانها على الكروموسومات باستخدام الخرائط الوراثية Genetic maps ثم فصل الجزء الحامل للصفات الوراثية المرغوبة من الكروموسوم (شكل 4).

في الوقت الذي فشلت فيه أساليب الهندسة الوراثية الأخرى في عزل الصفات الوراثية التي يتحكم فيها أكثر من جين Polygenic characters (جدول 1) فإن تقانة عزل الجينات باستخدام شعاع الليزر تقدم باقة أمل في هذا الاتجاه.

                                                           جدول (1)

                                                 أساليب الهندسة الوراثية

 

مما قد يساعد على عزل الجينات التي تتحكم في مقاومة الجفاف والملوحة ودرجة الحرارة العالية.

وهذا يعني إمكانية نقلها إلى النباتات المنزرعة، وبالتالي الحصول على أصناف نباتية أكثر تحملاً لظروف الجفاف والحرارة الشديدة يمكن زراعتها في المناطق الصحراوية، أو استخدام معدلات من ماء البحر في الري بإضافتها إلى مياه الري العذب خاصة في مشروعات الأراضي الزراعية المستصلحة.

 

ب- نقل الجينات Gene transfer

يعتمد استخدام تقانة الهندسة الوراثية في تحسين الصفات الوراثية للنباتات على وجود أنظمة ذات كفاءة عالية لنقل الجينات المرغوبة إلى الخلايا النباتية التي لها القدرة على التكشف Regeneration للحصول على النبات الكامل. لذلك تعتبر مرحلة نقل الجينات إلى الخلايا هي حجر الأساس في تجارب الهندسة الوراثية.

ويتم نقل الجين – الحامل للصفة الوراثية المرغوبة – باستخدام شعاع الليزر عن طريق عمل ثقب دقيق في جدار الخلية Cell wall يسمح للجين بالدخول إلى الخلية المتسهدفــــــــــة.

وقد تفوق شعاع الليزر على أنظمة نقل الجينات الأخرى حيث يتم النقل بصورة مرئية وليست عشوائية إلى خلايا معينة سواء كانت مفردة Single cell أو في معلق خلوي Cell suspension (شكل 5 الصورة العليا).

 

ج– التهجين الجسدي : Somati hybridization

يعتمد التهجين الجسدي على تقانة الاندماج الخلوي Cell fusion : اتحاد خليتين منزوعتي الجدر Protoplast للحصول على خلية واحدة هجين  Hybrid cell تجمع الصفات الوراثية للخليتين (شكل 5 الصورة السفلى)، ثم حثها على التجدد والتكشف Regeneration لإنتاج نبات كامل هجين Hybrid plant.

وقد ظهر هذا الاتجاه للتعلب على العوائق البيولوجية التي تمنع نقل الصفات الوراثية بين الأنواع والأجناس النباتية المختلفة بالطرق التقليدية مثل التهجين الجنسي Sexual hybridization.

وتتم عملية الاندماج الخلوي باستخدام شعاع الليزر عن طريق عمل ثقب في الجدار الخلوي Cell wall المشترك بين الخليتين المرغوب اندماجهما – وذلك بعد تقريب الخليتين لبعضهما – مما يؤدي إلى الاندماج بطريقة مرئية وتحت سيطرة كاملة.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]