مهندسي ژنتيک و گياهان تراريخته به زبان ساده

مهندسي ژنتيک و گياهان تراريخته به زبان ساده

دکتر جعفر ذوالعلي (http://academicstaff.uk.ac.ir/jazolali)

مرکز فناوري هاي آينده نگر کشاورزي (سيپات)

 

گزيده مقاله:

  • همه ي ژن ها از چهار مولکول حلقوي همراه با يک قند و يک فسفر تشکيل شده اند. تفاوت آنها فقط در ترتيب قرارگيري اين چهار مولکول حلقوي است. مثلا اين چهار مولکول حلقوي با يک ترتيب مشخص، ژن انسولين در حيوانات را بوجود مي آورند و همين چهار مولکول، با ترتيب مشخص ديگري ژن پروتئين مغذي گلوتن در غلات را بوجود آورده اند.
  • هر کدام از ما در هر روز ميلياردها ژن را همراه با غذايمان مي خوريم. يک تکه کوچک گوشت گاو، ميليون ها سلول و هر سلول آن يک مجموعه کامل از ژن هاي گاو دارد. يک قاشق ماست، هزارها باکتري و هر باکتري يک مجموعه کامل ژن ميکروبي در درون خود دارد. ما همه اينها را مي خوريم.
  • ما غذا را مي خوريم که مواد مغذي به بدنمان برسانيم و ژن هاي موجود در خوراک، بخش بسيار مهمي از مواد مغذي بدن ما را تامين مي کنند.
  • دانشمندان اصلاح نژاد براي بقاي زندگي بشر بسيار مهم هستند. اگر يک بوته گندم وحشي را در کنار يک بوته گندم نان به شما نشان دهند، شگفت زده خواهيد شد. اين هنر دانشمندان اصلاح نژاد گياهي است. بدون اصلاح نژاد گياهي و دامي، طبيعت هرگز قادر به تحمل جمعيت هفت ميليارد نفري بشر نبود.
  • فرض کنيد که ژن مقاومت به آفت را نتوان در هيچ نژادي از پنبه پيدا کرد، بلکه اين ژن در يک نژاد از هندوانه پيدا شود. در اينجا دست دانشمندان اصلاح نژاد کاملا بسته است، زيرا يک بوته هندوانه هرگز با يک بوته پنبه آميزش نخواهد يافت و هرگز نمي توان پنبه را با استفاده از ژن هندوانه اصلاح نمود.
  • در اين جا است که مهندسي ژنتيک به مسئله ورود مي کند. مهندسان ژنتيک براي آن که يک ژن را از هندوانه به پنبه منتقل کنند، هيچ نيازي به آميزش جنسي بين آنها ندارند. آنها با روش هاي خاص خود، ژن مقامت به آفت را از هندوانه جدا کرده و به ماده ژنتيکي پنبه اضافه مي نمايند. بدين ترتيب مهندسي ژنتيک قادر است گياه پنبه را با يک ژن از گياه هندوانه اصلاح نمايد. به گياهي که با روش مهندسي ژنتيک اصلاح شده است، گياه تراريخته و به محصول آن، محصول تراريخته مي گويند.
  • احتمالا بارها ديده ايد که در توصيف مهندسي ژنتيک، يک سرنگ را نشان مي دهند که به داخل يک ميوه مثلا گوجه فرنگي فرورفته است. اينطور به نظر مي رسد که مهندس ژنتيک مثلا ژن را از هندوانه يا باکتري با سرنگ بيرون مي کشد و به داخل گوجه فرنگي تزريق مي کند. اينگونه توصيف ساده از اين فناوري، بسيار عوام فريبانه است.
  • مهندسان ژنتيک براي آن که مثلا يک ژن را از لوبيا جدا کنند و به ذرت منتقل کنند، يک فرايند بسيار پيچيده آزمايشگاهي را طي مي کنند که گاهي اين فرايند بيش از ده سال به طول مي انجامد. تازه بعد از آن هم، گياه تراريخته بايستي مدتها تحت آزمايشات گلخانه اي و مزرعه اي قرار داده شود و کلي مجوز استاندارد کيفيت و سلامت هم اخذ نمايد تا بتوانند به بازار عرضه شود.

 

متن کامل را بخوانيد:

 

همه چيز از ژن شروع مي شود. واژه ژن براي ما مردم واژه‌ي غريبي است و حتي بعضي از ما نسبت به ژن نظر منفي هم داريم، زيرا اين واژه را غالبا در توصيف ناهنجاريها، معلوليتها، بيماري هاي لاعلاج و امثال آن شنيده ايم. براستي، ژن چيست؟ کجاست؟ چه کار مي کند؟ در طبيعت چند تا ژن وجود دارد؟ مهندسان ژنتيک با ژن ها چه مي کنند؟

ژن چيست؟ و کجاست؟

هر ژن، بخش کوچکي از ماده ژنتيکي يک موجود است. يک موجود خاص، ممکن است از يک تا چندين ميليارد سلول داشته باشد. اگر بدن يک موجود را به يک ساختمان تشبيه کنيم، سلول همان آجر است. اگر بخواهيم بدانيم که يک موجود بزرگ مثل درخت چنار، يا يک فيل، يا يک موجود پيچيده مثل انسان، چقدر ماده ژنتيکي دارد، فقط کافي است که يک سلول را از آن جدا کنيم و ماده ژنتيکي همان يک سلول را بررسي کنيم. موجودات زنده در هر کدام از سلول هاي خود، مجموعه کاملي از ماده ژنتيکي خود را جاي داده اند. مثلا اگر يک موجود زنده از ۱۰۰۰ سلول تشکيل شده باشد، ۱۰۰۰ کپي از ماده ژنتيکي خود نيز دارد (در هر سلول، يک نسخه کامل). به همين دليل است که دانشمندان بر اين اعتقاد هستند که هر کدام از سلول هاي بدن يک موجود زنده، اگر در شرايط جنيني قرار داده شود، مي تواند به يک موجود کامل تبديل شود. ژن ها از نظر شيميايي جزو مولکولهاي زيستي نسبتا ساده و بسيار فراوان هستند. جالب است بدانيد که تمام ژن ها از نظر ترکيب اجزاي شيميايي عين هم هستند. يعني ژن هاي ويروس ايدز از همان ترکيب شيميايي تشکيل شده اند که ژن هاي بدن ما و ساير موجودات تشکيل شده است. همه ي ژن ها از چهار مولکول حلقوي همراه با يک قند و يک فسفر تشکيل شده اند. تفاوت آنها فقط در ترتيب قرارگيري اين چهار مولکول حلقوي است. مثلا اين چهار مولکول حلقوي با يک ترتيب مشخص، ژن انسولين در حيوانات را بوجود مي آورند و همين چهار مولکول، با ترتيب مشخص ديگري ژن پروتئين مغذي گلوتن در غلات را بوجود آورده اند. تا زماني که موجود زنده در حال حيات باشد، ژن هاي آن در مکان مشخصي در درون سلول هايش در امن و امان قرار دارند. وقتي که آن موجود مي ميرد، ژن ها جزو اولين گروههاي مواد شيميايي بدن هستند که تجزيه مي شوند و عناصر تشکيل دهنده آنها به چرخه طبيعت باز مي گردد. همچنين وقتي که يک موجود زنده يا بخش هايي از آن، توسط موجود زنده ديگري به عنوان غذا بلعيده مي شود، بازهم ژن ها جزو اولين ترکيباتي هستند که توسط دستگاه گوارش هضم و تجزيه مي شوند و عناصر تشکيل دهنده آنها به عنوان مواد مغذي جذب بدن مي شود. پس هر کدام از ما در هر روز ميلياردها ژن را همراه با غذايمان مي خوريم. يک برگ کاهو، ميليون ها سلول و هر سلول آن يک مجموعه کامل از ژن هاي کاهو دارد. يک تکه کوچک گوشت گاو، ميليون ها سلول و هر سلول آن يک مجموعه کامل از ژن هاي گاو دارد. يک قاشق ماست، هزارها باکتري و هر باکتري يک مجموعه کامل ژن ميکروبي در درون خود دارد. ما همه اينها را مي خوريم. البته اين موضوع هيچ اشکال ندارد چون ما غذا را مي خوريم که مواد مغذي به بدنمان برسانيم و ژن هاي موجود در خوراک، بخش بسيار مهمي از مواد مغذي بدن ما را تامين مي کنند.

ژن چه کار مي کند؟ در طبيعت چند تا ژن وجود دارد؟

تمام ويژگيهاي يک موجود زنده، اعم از خصوصيات ظاهري، حرکتي، توليد مثلي، جنسي، ويژگيهاي دروني، شيميايي و فيزيولوژيکي و حتي بسياري از خصوصيات اخلاقي و رفتاري آن در کنترل ژن هايش قرار دارد. گاهي يک ژن به تنهايي کنترل کننده يک صفت است. گاهي نيز چندين ژن طي يک همکاري بسيار پيچيده يک صفت را کنترل مي کنند. اگر يک انسان مي شناسيد که در استخر آب يخ زده شنا مي کند، مطمئن باشيد که ژن هايش اين اجازه را به وي مي دهند. اگر يک جلبک را ديده ايد که در يک چشمه آب بسيار داغ رشد مي کند، براي اين است که ژن هايش اين ويژگي را به آن داده اند. اگر يک انگل مي تواند در درون بدن يک موجود ديگر زندگي و توليدمثل کند، ژن هايش اين امکان را برايش فراهم نموده اند. حال کافي است تصور کنيد که چه تعداد ويروس و موجود زنده در طبيعت وجود دارد و هر کدام از اين موجودات چه تعداد صفات شيميايي و فيزيکي مختلف دارند و هر کدام از اين صفات چقدر تنوع دارد؟ تا حدس بزنيد که در طبيعت چه تعداد ژن وجود دارد؟ اگرچه که هيچکس قادر به ارائه يک عدد نيست، ولي همگي قبول داريم که عدد حاصل، شگفت انگيز خواهد بود.

مهندسان ژنتيک با ژن ها چه مي کنند؟

مهندسان ژنتيک گروهي از دانشمندان اصلاح نژاد هستند که عاشق ژن ها و صفات حاصل از آنها مي باشند، بويژه ژن هايي که به تنهايي يک صفت را کنترل مي کنند. دانشمندان اصلاح نژاد براي بقاي زندگي بشر بسيار مهم هستند. اگر يک بوته گندم وحشي را در کنار يک بوته گندم اصلاح شده به شما نشان دهند، شگفت زده خواهيد شد. هيچ کشاورزي حاضر به کشت و کار گندم وحشي نيست، زيرا گندم وحشي بيشتر به يک علف هرز شبيه است تا يک محصول زراعي. همچنين، يک نژاد گاو اصلاح شده نسبت به يک نژاد بومي مقدار بسيار بيشتري شير توليد مي کند. اين هم هنر دانشمندان اصلاح نژاد دامي است. دانشمندان اصلاح نژاد با استفاده از روش هاي اصلاح نژاد، به طور مداوم ژن هاي خوب و مطلوب را به گياهان و حيوانات منتقل نموده و امکان بهروري بهتر مردم از اين موجودات را فراهم مي نمايند. بدون اصلاح نژاد گياهي و دامي، طبيعت هرگز قادر به تحمل جمعيت هفت ميليارد نفري بشر نبود. دانشمندان اصلاح نژاد براي انتقال ژن هاي مفيد به گياهان يا دام ها از توليد مثل جنسي کنترل شده استفاده مي کنند. مثلا يک بوته پنبه را که پرمحصول است ولي حساس به يک آفت خاص مي باشد، با يک بوته پنبه ديگر که ممکن است کم محصول باشد ولي مقاوم به آن آفت خاص است، آميزش مي دهند. سپس دانه هاي حاصل از اين آميزش را مي کارند و در بين بوته هاي حاصل به دنبال بوته هايي مي گردند که هم پرمحصول بوده و هم مقاوم به آفت باشند. همين مي شود يک نژاد پنبه اصلاح شده مقاوم به آفت که ژن مقاومت به آفت به آن منتقل شده است.

چنانچه مي بينيد، مهمترين ابزار در دست دانشمندان اصلاح نژاد، توليد مثل جنسي موجودات است. جالب است بدانيد که همين ابزار مهم، اصلي ترين محدوديت را نيز براي دانش اصلاح نژاد ايجاد کرده است. فرض کنيد که ژن مقاومت به آفت را نتوان در هيچ نژادي از پنبه پيدا کرد، بلکه اين ژن در يک نژاد از هندوانه پيدا شود. در اينجا دست دانشمندان اصلاح نژاد کاملا بسته است، زيرا يک بوته هندوانه هرگز با يک بوته پنبه آميزش نخواهد يافت و هرگز نمي توان پنبه را با استفاده از ژن هندوانه اصلاح نمود. در اين جا است که مهندسي ژنتيک به مسئله ورود مي کند. مهندسان ژنتيک براي آن که يک ژن را از هندوانه به پنبه منتقل کنند، هيچ نيازي به آميزش جنسي بين آنها ندارند. آنها با روش هاي خاص خود، ژن مقامت به آفت را از هندوانه جدا کرده و به ماده ژنتيکي پنبه اضافه مي نمايند. بدين ترتيب مهندسي ژنتيک قادر است گياه پنبه را با يک ژن از گياه هندوانه اصلاح نمايد. از لحاظ تئوري، مهندسان ژنتيک ادعا مي کنند که مي توانند يک ژن را از هر موجودي که بخواهند جداسازي کنند و به هر گياهي که بخواهند، منتقل کنند. البته در عمل، اين فقط يک ادعا است و در مواردي، کار بسيار مشکل و حتي غيرممکن است. البته آنها توانسته اند يک ژن مفيد را از يک باکتري بي آزار جداسازي نموده و با اضافه کردن آن به ماده ژنتيکي چند گياه مهم زراعي نظير ذرت، پنبه، سويا و کلزا، اين گياهان را مقاوم به آفت کنند. به گياهي که با روش مهندسي ژنتيک اصلاح شده است، گياه تراريخته و به محصول آن، محصول تراريخته مي گويند.

يک توضيح براي يک تحريف واقعيت:

احتمالا بارها ديده ايد که در توصيف مهندسي ژنتيک، يک سرنگ را نشان مي دهند که به داخل يک ميوه مثلا گوجه فرنگي فرورفته است. اينطور به نظر مي رسد که مهندس ژنتيک مثلا ژن را از هندوانه يا باکتري با سرنگ بيرون مي کشد و به داخل گوجه فرنگي تزريق مي کند. اينگونه توصيف ساده از اين فناوري، بسيار عوام فريبانه است. مهندسان ژنتيک براي آن که مثلا يک ژن را از لوبيا جدا کنند و به ذرت منتقل کنند، يک فرايند بسيار پيچيده آزمايشگاهي را طي مي کنند که گاهي اين فرايند بيش از ده سال به طول مي انجامد. تازه بعد از آن هم، گياه تراريخته بايستي مدتها تحت آزمايشات گلخانه اي و مزرعه اي قرار داده شود و کلي مجوز استاندارد کيفيت و سلامت هم اخذ نمايد تا بتوانند به بازار عرضه شود. به همين دليل است که در ابتداي اين مبحث گفتيم که مهندسان ژنتيک عاشق ژن هايي هستند که به تنهايي يک صفت را کنترل کنند. چون آنها مي توانند با انتقال همين يک ژن، صفت مورد نظر را در گياه مورد نظر اصلاح کنند. اکنون شايد پاسخ اين سئوال را نيز بدانيد که چرا در طي بيست سال که از تجاري سازي گياهان تراريخته در دنيا مي گذرد، تا کنون فقط تعداد معدودي گياه تراريخته موفق شده اند به بازار راه يابند؟

 

توجه: استفاده و انتشار محتوي اين مقاله با ذکر منبع، بلامانع است.

 

دانلود نسخه PDF:

[download id=”201″]

یک دیدگاه در “مهندسي ژنتيک و گياهان تراريخته به زبان ساده

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *