المواضيع

تطبيق التكنولوجيا الحيوية على الغذاء

تطبيق التكنولوجيا الحيوية على الغذاء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

بواسطة جامعة كويلمز الوطنية

كل ما نحتاجه ونريد أن نعرفه عن الأغذية والبذور المعدلة وراثيًا

لقد زرعت البشرية وحصدت النباتات لمدة عشرة إلى خمسة عشر ألف سنة. ومع ذلك ، فقد حدثت معظم الابتكارات التكنولوجية في الزراعة خلال المائتي عام الماضية. وتشمل هذه كلاً من الميكنة والتهجين ، والمواد الكيميائية الزراعية (مبيدات الأعشاب ومبيدات الآفات) ، والأسمدة الكيماوية.

كل هذه التطورات كانت مرتبطة بالتغيرات التي حدثت في المجتمعات: الانتقال من حياة البدو إلى الحياة المستقرة ، والنمو السكاني في المدن ، والنمو الديموغرافي بشكل أساسي.

كانت الحاجة إلى إطعام المزيد والمزيد من الناس والحاجة إلى الحصول على طعام بقيم غذائية أعلى من التحديات الكبرى للإنسانية.

استخدم المربون والمزارعون تشابه الأسرة - "التشابه" - لتحسين إنتاجية الحيوانات والنباتات. على سبيل المثال ، اختاروا زراعة أكبر النباتات ، أو الأقوى ، أو الأقل عرضة للإصابة بالأمراض ؛ وهكذا ، كان المنتجون الزراعيون يختارون ويختارون أولئك الذين كان من الملائم لهم الاحتفاظ بها واستخدامها في إنتاج الغذاء. لم يعرفوا ذلك لكنهم كانوا يستخدمون الانتقاء الجيني.

ظلت القوانين التي تحكم نقل الخصائص الجينية لغزا حتى أواخر القرن التاسع عشر عندما بدأ الراهب جريجور مندل بدراسة الوراثة في نباتات الحدائق (البازلاء). من خلال التجارب المخططة جيدًا وحسابات الاحتمالات (نظرًا لأنه كان عالمًا رياضيًا متمرسًا) ، تمكن من استنتاج أن بعض الجسيمات غير المرئية تحمل الخصائص الوراثية وأن هذه الخصائص تم نقلها من جيل إلى جيل. كما نعلم ، تم "إعادة اكتشاف" هذه القوانين في العقود الأولى من القرن العشرين.

في الخمسينيات من القرن الماضي - وبصورة أدق في عام 1953 - حدث تغيير أساسي في العلوم البيولوجية من خلال تحديد بنية الحمض النووي (حمض الديوكسي ريبونوكلييك). سمح النموذج النظري ، الذي طوره جيمس واتسون وفرانسيس كريك ، للعلماء بفهم كيفية تخزين المعلومات الجينية في الخلايا ، وكيفية تكرار هذه المعلومات ، وكيفية انتقالها من جيل إلى جيل.

حدثت قفزة تكنولوجية ثورية في السبعينيات عندما بدأ التعامل مع المعلومات الجينية ، أي معرفة كيفية وضع جين (جزء من الحمض النووي يحتوي على معلومات عن بروتين معين) من نوع ما في نوع آخر أو من فرد من نوع ما إلى فرد آخر من نفس النوع.

قادنا هذا ، المعروف باسم الهندسة الوراثية أو تقنية ADINI المؤتلفة ، إلى البدء في إنتاج الأدوية البشرية (مثل الأنسولين أو هرمون النمو أو الإريثروبويتين) بكميات وصفات كان من المستحيل إنتاجها في السابق.

لهذا ، كان من الضروري تصنيع أول بكتيريا معدلة وراثيًا ، أي وضع جينات أخرى داخل خلية الكائنات الحية الدقيقة لإنتاج الأنسولين البشري ، على سبيل المثال.

في وقت لاحق أصبح من الممكن إدخال جينات ذات خصائص محددة في الخلايا الحيوانية ، في خلايا الحشرات ، في الخمائر (مثل تلك المستخدمة في مصانع الجعة والمخابز) ، في الحيوانات ، وبشكل رئيسي في النباتات.

التكنولوجيا الحيوية هي تقنية معلومات جديدة ، ترتبط ارتباطًا وثيقًا بتقدم العلوم ، حيث لا يوجد اليوم عمليًا فصل واضح بين البحث والتطبيق.

التكنولوجيا الحيوية النباتية:

على مدى قرون ، قام المنتجون الزراعيون بتحسين المحاصيل من خلال الانتقاء والتهجين ، والتلقيح المحكوم للنباتات. تعد التكنولوجيا الحيوية في النباتات امتدادًا لهذه التقنيات ولكن مع وجود اختلاف مهم أنها تسمح بنقل مجموعة أكبر من المعلومات الوراثية بدقة وتحكم أكبر.

تتضمن الزراعة التقليدية للنباتات عبور مئات الجينات ، بينما تسمح التكنولوجيا الحيوية بنقل واحد أو عدد قليل من الجينات المرغوبة. بهذه الطريقة ، تتيح هذه التقنية الحصول على أصناف ذات خصائص مفيدة معينة وتطويرها والقضاء على تلك الأصناف التي قد تكون غير مرغوب فيها أو السيطرة عليها.

وهكذا نشأت أولى النباتات المعدلة وراثيا التي لها خصائص مقاومة مبيدات الأعشاب والحشرات والأمراض ؛ ثم اتبع تلك التي لديها إمكانية دمج الجينات لإنتاج الأحماض الأمينية (قواعد بناء البروتينات) ، والفيتامينات ، والأحماض الدهنية المفيدة لنظامنا الغذائي ، وما إلى ذلك ، ولكن أيضًا تلك التي تؤدي إلى تحسين الصناعة: نباتات القطن ذات الخصائص الجديدة من أليافها أو تلك التي تنتج مواد بلاستيكية قابلة للتحلل.

أخيرًا ، بدأ بالفعل تطوير إنتاج العقاقير (اللقاحات أو الأجسام المضادة أو البروتينات المضادة للتخثر) في النباتات والحيوانات ، وهو ما يُسمى بالتزوير الجزيئي (شيء مثل "المستحضرات الصيدلانية الزراعية الجزيئية") فيما يتعلق بالإنتاج والمغذيات (أو " العقاقير الغذائية ") للمنتجات.

لقد بدأ هذا التغيير الكبير بالفعل وكانت النباتات المقاومة لمبيدات الأعشاب المعدلة وراثيا هي أول مظهر له.

ما هو النبات المعدل وراثيا؟

النبات المعدّل وراثيًا ليس أكثر ولا أقل من نبات تم إدخال جين إضافي إليه (أي جزء من الحمض النووي يحتوي على المعلومات اللازمة لتخليق البروتين) من كائن حي آخر ، إما من كائن آخر نبات من بكتيريا أو حتى من حيوان. وهذا هو سبب تسميته بالجينات المعدلة وراثيا ، لأنه تمت إضافة جين جديد إلى أكثر من 100000 جين موجود بالفعل بشكل طبيعي.

لماذا يضاف جين جديد الى النبات؟

بشكل عام لتزويدها ببعض الخصائص الخاصة التي تفيد المنتج ، مثل مقاومة مبيدات الأعشاب أو الآفات الحشرية أو الفيروسات أو الظروف القاسية. باختصار ، يتم البحث عن محاصيل محسنة.

في الأرجنتين ، تستخدم الأصناف المحورة وراثيا الاستخدام الكامل ؛ الأكثر انتشارًا هو فول الصويا RR ، مع مقاومة الغليفوسات ، على الرغم من وجود أصناف أخرى ، مثل الذرة المقاومة للهجوم من قبل الحشرات من عائلة Lepidopteran.

كيف تصنع نبتة معدلة وراثيا؟

تم تطوير أول نباتات مختبرية معدلة وراثيًا خلال الثمانينيات ، واستغل العلماء الأدوات التي صنعتها بكتيريا تحدث بشكل طبيعي ، والتي تصيب النباتات ، وتنتج أورامًا مميزة جدًا. تسمى هذه البكتيريا Agrobacteríum tumefacíens (At) ، ومن أجل البقاء على قيد الحياة ، فهي مكرسة لإدخال جينات غريبة إلى النباتات التي تزودها فيما بعد بالعناصر الغذائية. باختصار ، لقد صنعت نباتات معدلة وراثيًا منذ آلاف السنين وبطريقة طبيعية.

الطريقة التي يعمل بها في العمل هي كما يلي: يصاب جذع نبات أو ورقة بها جرح سطحي صغير بالبكتيريا التي تستعمر الأنسجة ، كما هو الحال في أي إصابة. الخطوة التالية & # 8209 ؛ على عكس الالتهابات البكتيرية الأخرى & # 8209 ؛ في ذلك ، تمكن من إدخال جزء من الحمض النووي ، الذي يحتوي على عدة جينات ، في الخلايا النباتية للأنسجة النباتية. يتم تحديد جزء الحمض النووي الذي يتم إدخاله بنهايات معروفة جيدًا و (بطريقة ما لم يتم تحديدها بعد) يتكامل مع بقية جينات الخلايا النباتية. تنتج هذه الجينات التي تم إدخالها ، والتي تسمى بشكل عام "جينات الورم" ، بروتينات مثل أي جين آخر ، ولكن على عكس البروتينات النباتية الطبيعية ، تُستخدم هذه البروتينات لتكوين مركبات توفر العناصر الغذائية للبكتيريا والتي ، بالإضافة إلى ذلك ، تسبب النمو غير المنضبط للنبات النسيج الذي ينتج الورم المميز للعدوى بـ At.

من خلال كشف آلية عمل البكتيريا هذه ، ابتكر العلماء الإجراءات الأولى للحصول على نباتات معدلة وراثيًا في المختبر & # 8209 ؛. إذا تم استبدال جينات الورم لجزء من الحمض النووي الذي يدخل في النبات ، وبدلاً من ذلك ، تم إدخال جينات أخرى تصنع البروتينات التي يمكن أن تعطي النبات بعض الخصائص المرغوبة ، فسنحصل على نبات معدّل وراثيًا محسّنًا للزراعة.

تم تطوير أول نباتات معدلة وراثيًا باستخدام هذه التقنيات ، وكانت الجينات التي تم استخدامها لإعطاء خصائص جديدة للنباتات المعدلة هي جينات البكتيريا التي ، على سبيل المثال ، توفر مقاومة للحشرات قشريات الأجنحة. هذه هي حالة الجينات المسماة بكاء ، التي تمتلكها بكتيريا Bacillus thuringíensís ، التي تصنع مجموعة من البروتينات التي تدمر ظهارة معدة الحشرات التي تأكلها. عندما تم عزل هذه الجينات ، تم إدخالها عن طريق Agrobacterium tumefaciens في أصناف مختلفة ، وبالتالي تحقيق السيطرة على بعض الآفات.


فيديو: مقدمة و لمحة تاريخية عن تطبيقات التقانة الحيوية (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Kumi

    أعتقد أنك مخطئ. يمكنني إثبات ذلك. اكتب لي في PM.

  2. Tavon

    أهنئ ، فكرتك ببساطة ممتازة

  3. Menoeceus

    يتفقون معك تماما. في شيء ما أعتقد أيضًا ، ما هي الفكرة الجيدة.

  4. Tygokree

    يا لها من فكرة جميلة



اكتب رسالة