مهندسی ژنتیک به زبان ساده:

مهندسی ژنتیک شاخه نورسته بیوتکنولوژی می باشد که شامل پیرایش ژن، کلون کردن DNA نوترکیب، فن آوری و کشت بافت می باشد. مهندسی ژنتیک یا دستکاری ژنتیکی(Genetic Manipulation ) ممکن است به صورت زیر تعریف شود :

آفرینش خارج سلولی ( به طور مثال در آزمایشگاه) شکل جدید یا سازماندهی جدید DNA  به طریقی که وضعیت ژنتیکی تغییر یافته اجازه حضور در طبیعت، تداوم، و تکثیر داشته باشد . به طور خلاصه مهندسی ژنتیک دست کاری ژنها تحت شرایط کنترل شده آزمایشگاهی است .

به طور کلی مهندسی ژنتیک شامل دو گام است: 1- اتصال ژن یا قطعه DNA  مورد نظر به کروموزوم های کوچک خود تکثیر در آزمایشگاه -2- معرفی مینی کروموزوم نوترکیب به سلول میزبان تا در آنجا تکثیر شود. گام اول شامل سنتزDNA  نوترکیب و گام دوم کلون کردن ژن (Gene Cloning) است . فناوری های تهیه DNA نوترکیب و کلون کردن ژن قویترین ابزارهای می باشند که در زمینه زیست شناسی به وجود آمده اند .

اساسا مهندسی ژنتیک قادر است هر ژن از هر موجود زنده ای را جداسازی و تشریح نماید و اطلاعات جدیدی درباره فرایندهای زیستی تولید کند. همچنین می توان تغییرات ژنتیکی با دقت طرح ریزی شده ای در موجودات زنده شامل میکروارگانیزم ها، گیاهان و حیوانات انجام داد.

مهندسی ژنتیک شامل دستکاری مواد ژنتیکی یک ارگانیزم به منظور رسیدن به یک بیان تغییر یافته از ژن مورد انتخاب است .مهندسی ژنتیک با شناسایی و جداسازی ژن مورد نظر و الحاق این ژن به ارگانیزم دیگر سر و کار دارد .  در نهایت محصول ژن مورد نظر به وسیله تولید ترکیب خاص در آن ارگانیزم بروز می یابد.

گام های مختلف مهندسی ژنتیک عبارتند از:

استخراج ژن(Gene Isolation): ژن مورد نظر شناسایی، استخراج، و تخلیص می شود. به DNA استخراج شده DNA  دهنده (Donor DNA) یا DNA  هدف (Target DNA) نیز گفته میشود .

انتخاب حامل (Vector): حامل عبارتست از یک مولکول DNA خود تکثیر یا رپلیکون که ژن مورد نظر به آن متصل شده است . مولکول حامل به همراه DNA  خارجی که واردش شده است به مولکول DNA شیمریک(Chimeric DNA) و یا نوترکیب معروف است .حامل به عنوان ناقل عمل کرده و ژن را وارد سلول میزبان می کند .بنابر این حامل به عنوان وسیله نقلیه کلون کردن یا یک مولکول ناقل معروف است. برای هر سیستم حامل های مناسبی شناسایی می شود. معمولا مولکول هایDNA ویروسی و پلاسمیدها به عنوان حامل به کار میروند .اما روش های اخیر شامل انتقال فیزیکیDNA  باروش های مختلفی است .

کلون کردن ژن مورد نظر:

به وسیله قرار دادن ژن مورد نظر داخل سلول میزبان به کمک حامل می توان به نسخه های زیادی از ژن مورد نظر دست یافت. ژن مورد نظر به همراه حاملش داخل سلول میزبان تکثیر می یابد. تعداد زیادی نسخه یکسان از ژن مورد نظر به منظور انتقال های بعدی ژن مذکور به سلول هدف تولید می شوند .امروزه کلون کردن ژن فرایندی سریع و ماشینی با استفاده از دستگاه واکنش زنجیره ای پلیمراز(PCR) است.

انتقال اختصاصی ژن:

سر انجام ژن مورد نظر به سلول های میزبان منتقل می شود . سلول های که ژن را دریافت نموده اند انتخاب و تکثیر می شوند و به وسیله آنها گیاهان و حیوانات مهندسی ژنتیک شده تولید میشوند .

بیان ژن (Gene Expression):

ژن مورد نظر محصولات خود و در نتیجه صفات مورد علاقه ما را در محیط میزبان جدید بیان میکند.

در واقع مهندسی ژنتیک مولکول DNA نوترکیب را در یک موجود زنده میزبان متفاوت تکثیر میکند . توانایی عبور از موانع طبیعی و قرار دادن ژن های هر موجود زنده ای در داخل یک موجود زنده غیر مرتبط یکی از خصوصیات مهم دستکاری ژن می باشد .دومین خصوصیت مهم این است که قطعه مشخص و نسبتا کوچک DNA موجود زنده در میزبان تکثیر می یابد .بنابر این مهندسی ژنتیک دریچه ای را به روی دامنه ای از دست آوردهای زیست مولکولی شامل تعیین توالی نوکلئوتیدی، جهش زایی در جایگاه مستقیم(Site Directed Mutagenesis) و دستکاری توالی ژنی که سبب بروز سطح بالایی از پلی پپتیدها ی رمز شده به وسیله آن ژن در موجود زنده میزبان میشود، باز مینماید .

بنار این به نظر میرسد که مهندسی ژنتیک می تواند موجودات زنده ای با هر ویژگی دلخواه تولید نماید . توانایی ما برای طراحی دقیق تغییرات ژنتیکی در سلول های زنده کاربردهای بالقوه زیادی برای رفاه بشر دارد . اگر از مهندسی ژنتیک عاقلانه استفاده شود انتظار میرود که سطح کیفیت زندگی بشر افزایش یابد .اگرچه تنها آینده ، گستره و دستاوردهای این فناوری را تعیین مینماید.

برگرفته از: کتاب مهندسی ژنتیک و کاربردهای آن تالیف: پریتی جوشی ترجمه: دکتر علی اصغر اسلمی نژاد، مهندس علی سامعی