نگاه کوتاهی بردست آوردهای دانش ژنیتیک
نگاه کوتاهی بردست آوردهای دانش ژنیتیک
ازمجله: National
Geographic
ترجمه از: بصیر همت
مجله معتبر نشنل جیوگرافیک اخیرا شماره
خاصی را در مورد دست اورد های اخیر دانش
زیست شناسی ، بخصوص چگونگی انتقال وراثت از نسلی به نسلی ،مهندسی ژنیتیک و شناخت
دی ان ای در وجود انسانها به نشر رسانده که بخش های از ان را با امانت داری ترجمه
و غرض مطالعه انعده دوستانی که علاقمند مسایل علمی اند تقدیم میدارم.
"بصیر همت"
نگاه کوتاهی بر دست آوردهای دانش ژنیتیک
سهم مادر و پدر در انتقال وراثت به
نسل بعدی چگونه است؟
دانش امروز در مهندسی ژن ها و دی
ان ای شما تا چه حدی رشد نموده است؟
دی ان ای انسانها با شمپانزده ها
تا چه حدی همخوانی دارد.
ما انسانها در
حاليكه تفاوتهاي جسماني، فزيكي، چهره، رنگ وپوست، كركترو خصلت هاي متفاوتي ازهم
داريم، مگر درعين زمان همه ما بيشتر و بيشتر با هم شبيه هستيم واشتراكات عمده
اي داريم. چرا ما انسانها درحاليكه شبيه هم هستيم، مگر درعين زمان كاملا ودقيقا
باهم شبيه نيستيم. چرا خواهر ما عين بيني مادر كلانش را دارد و بيني شما كمي
بإريكتر است. كاكاي شما شايد بتواند گوش هايش را بجنباند مگرشما ازشوردادن گوش هاي
تان عاجزهستيد. ويا كله برادرشما موي ندارد ومانند توپ سفيد بليارد است، مگر سرشما
جنگل ازموي رادارد.
تمام اين
سؤالان شايد عجيب بنظر برسد ، مگر چرا چنين است. همه اين پرسش ها، جوابات
قانع كننده اي هم دارند. هركدام از اين پرسش ها در مورد اين همه تشابهات و تفاوتها
ارتباط مستقيم به ژنيتيك شناسي و علم وراثت دارد. دانش ژنيتيك براي ما ياري
ميرساند تا پروگرام بيولوژيكي تمام ارگانيزم زنده، بشمول انسانها، سگ ها، درختان
وويروس ها را بدانيم.
وراثت بيانگر
صفات و ويژه گي هاي، چون موي، چشم، رنگ جلد و سايرعلامات جسمي ما ميباشد. قابليت
هاي كه قبلا ياد كرديم مانند جنبانيدن گوش و سايرتوانمندي هاي ديگر، كه از يك
نسل به نسلي ديگر انتقال مي يابند، همه را ميتوان درمطالعه دانش ژنيتيك ووراثت
دريافت.
تنها انسانها
نيستند كه مشخصات وعلايم جسمي شان را به اولاد شان انتقال ميدهند ، گوسفندان وگاو
ها و ساير حيوانات، بشمول نباتات در اين قانونمندي شامل اند. مكر سالها گذشت
و انسان نميدانست كه علت عمده اين انتقال تشابهات و مشخصات وويژه گي ها از نسلي به
نسلي درچيست. براي نخستين بار رياضي دان مشهور يونان باستان، فيثاغورث، تلاش نمود
تا به اين سوْال پاسخ دهد. فيثاغورث به اين باوربود كه مشابهت انسانها صرف به تخمه
پدرشان مربوط ميگردد. زمانيكه تخمه مرد داخل رحم زن ميگردد، اين تخمه ها معلومات
ژنيتيكي لازم را انتقال ميدهند كه درنتيجه باعث تعيين مشخصات وويژهگي هاي فزيكي
طفل ميگردد. وي به اين باور بود كه سهم مادرصرف انست كه رحم وي محل درأميختن ،
نمو و تشكل معلومات ژنيتيكي و رشد و نمو ي نوزاداست. فيثاغورث از نقش ژنيتيكي مادرچيزي
نمیگفت و يا نميدانست.
مگر سالها بعد
تر، دانشمند ديگر يوناني، ارستوتل، أين ايدياي فيثاغورث راكه وراثت ژنيتيكي تنها از
پدر به اولاد ش منتقل مي يابد رد نموده و تصحيح کرد، كه اطفال، علايم، نشانه ها و
مشخصات فزيكي شانرا نه تنها از پدر، بلكه از ماد ر نیز به إرث ميبرند و پدر و مادر
هردو مساویانه در تولید نوزاد سهم دارند. سپرم مرد و تخمه زن هركدام بطور جداگانه،
به تعداد 23 كروموزوم را حمل مي نمايند كه جمعا این 46 كروموزوم مرد و زن، در
نتيجه أمیززش جنسي انها ،تخمه نوزاد را تشکیل میدهد واطلاعات ژنیتیکی از اینطریق
به اولاد شان انتقال مي يابد .از 23 کروموزوم که در سپرم مرد وجود دارد تنها دو
کروموزوم، کروموزوم جنسی یا کروموزوم سکس اند که یکی کروموزوم ایکس و دیگری
کروموزوم وای اند. درحالیکه در تخمه زن از جمله 23 کروموزوم،تنها دو
کروموزوم ایکس وجود دارد. زمانیکه سپرم
مرد و تخمه زن با قرابت جنسی انها، با هم یکجا میگردند تخمه بارور بوجود می اید که
این تخمه بعد از 8 هفته به موجود زنده ای که تقریبا بخش عمده اعضایش تکمیل گردیده
تبدیل میگردد.
کروموزوم
اصلا خودش چیست؟
کروموزوم
ها ساختمانهای رشته مانندی اند که از نیکلیواسید و پروتون ساخته شده اند و حامل معلومات
ژنیتیکی در شکل ژن ها اند.
بعد ها،در اغاز سالهاي دهه 60 يك راهب مذهبي
اطريشي، جورج مندل، ثابت نمود كه ارگانيزم زنده مجموعه اي از كود هاي ويژه
اي را كه حاوي معلومات ژنينيتيكي اند از والدين شان به إرث ميبرند. البته اين
تيوري مندل اکنون پايه اي علم ژنيتيكامروز گرديده است. بعدا درسال 1953، دو
دانشمند ديگر، فرانچيس گريك و جيمز واتسون، رمز و مشخصات اين كودها را كشف نمودندكه امروز بنام دي ان
اي معروف گرديده است.دي ان اي همان موادي است كه ژن هاي ما ازان ساخته شده
است. دي ان اي، مخفف أسيدي بنام دی اکسیریبونوکلیک اسید است وماليكولي است كه
بصورت نوار یا تسمه ای پیچيده ايساخته شده است ودر داخل ژن های وجود ما قرار دارد.(ژن ها همان واحد های اصلی اطلاعات ژنیتیکی اند
که حامل مالیکول های دی ان ای بوده واطلاعات ژنیتیکی را از والدین به نسل های بعدی
انتقال میدهند .)این
دودانشمند، گریک و واتسن، توضيح دادند كه اين ماليكولهاي،دی ان ای، چگونه كاپي
ميگردند و روزي خواهد رسيد كه بتوان أمراض گوناگون انسانها را از طریق شناخت همین
مالیکول های تاب خورده،دي ان اي ،تداوي نمود. بعد از كشف اين دو دانشمند مدت پنجاه
سال بعد تر دانشمندان توانستند نقشه ،مدل و يا سكيم ژنيتيك انسان را تكميل نمايند.
زمانيكه علم،
رمز و راز اين كود هاي ژنيتيكي را شگافت، اين موفقيت به دانشمندان اجازه داد تا
بصورت واضح نقشه زنده كي انسان را بروي
ميز كار خود پهن نمايند و از روي ان رمز و راز ارگانيزم زنده ما را بدرستی مطالعه نمایند. اين نقشه جز مرتب و
منظم ساختن بيزهاي دي ان اي در حجرات ما چيزي ديگري نيست و اين ها همان معلومات
بيولوژيكي اند كه بيان ميدارند كه ما كه هستيم و چگونه هستيم و دقيقا همين ژن ها
اند كه چگونگي ساختمان بدن ما را تنظيم و مرتب ميسازند و نشان ميدهند كه حجرات ما
چگونه كارمي نمايند.
كشف دي ان اي ورمزورازژنيتيكي يك انقلاب عظيم
درعرصه دانش امروزي بحساب مي أيد. زيرا براي دانشمندان گذرگاه جديدي را گشوده تا
بدانند كه ما درمجموع ازچه نوع موجوداتي هستيم و چرا ما از يكطرف با هم تشابهات
بنيادي داريم و از جانب ديگر درچهره ، رنگ، پوست و كركتر متفاوت هستيم.
بعنوان نمونه،
دو نفر را در نظر بگيريد، در حاليكه هردو تن بيشتر از 99فيصد ژن هاي يكسان دارند،
مگر با تفاوت يك فيصد از ژن هاي شان هردو با تفاوتهاي همراه اند.اين تفاوت ناچيز و
خيلي ها كوچك ژنيتيكي در تفاوت قد، جلد، روی، موي ، رنگ چشم و ساير تفاوتها
ميان ما اثر خيلي ها مهمي بجا ميگذارند.چرا برخی چشمان ابی دارند و برخی دیگر
چشمان شان سبز و یا سیاه ااست. اين تفاوتهاي ژنيتيكي نه تنها بر تفاوت چهره ما اثر
گذار است بلكه برچگونگي مقاومت و عكسالعمل وجود ما در برابر امراض، إدويه جات نيز
اثر گذار است.
دانشمندان حالا
ميتوانند بيز هاو یاكود هاي دي ان اي را بخوبي مرتب و دیزاین نموده ، روي نقشه اي
منظمي بياورند و به أساني ميتوانند تا با اخذ چند نمونه از خون ما امراض كنوني را
تشخيص دهند. علم ژنيتيك اكنون روزنه اي را براي رد يابي و تشخيص جرايم جنائي باز
نموده كه به كمك سمپل دي ان اي، پوليس بخوبي ميتواند قربانيان اعمال جنائي را با عاملان
ان شناسائي نمايد. همچنان اكنون دانشمندان ميتوانند با مشخص نمودن علايم
ژنيتيك و مقايسه ژن ها و دي ان اي افراد و گروه هاي مختلف انسان هاي زنده و يا
مرده ،بدانندكه نياكان ما از كجا أمده اند و اين گروپ هاي انساني تا چه حد باهم
اميزش داشته اند.
دانش ژنیتیک با قرار دادن ژن های انسان در پهلوی
ژن های شامپانزده هابوضاحت نشان داد که ژن
های ما انسانها با شمپانزده ها 99.9 فیصد یکسان اند. تفاوت میان انها صرف
1% است. با ارزیابی علمی که در سال 2016 به نشر رسید در حدود 10فیصد ژن های داینسو
ها هنوز در وجود مردمان مسکونی کینیا دیده میشود. پژ وهشگران، بكمك أزمايش
دي ان اي از مردمان تبت، دريافتند كه 80%از مردمان تبت قطعه هاي خاصي از دي ان اي
داینسوها را تا كنون با خود حمل مينمايند وأين اطلاعات ژنيتيكي در وجود تبتی ها ،انها را قادر ميسازد
تا در ارتفاعات بلند با شرايط دشوار سازگار شوند و زنده گي عادي شانرا ادامه دهند.همچنان
در حدود 40 فیصد ژن های نندرتالها تاکنون در حجرات بدن ما انسانها وجود دارد.
از همین لحاظ
است که در پهلوی دریافت ده ها فوسیل و استخوانهای کشف شده از سراسر جهان بخصوص
قاره افریقا که نشاندهنده تکامل تدریجی انسان است ویکسان بودن دی ان ای ما انسانها
با شمپانزده ها، دانشمندان زیست شناسی به این باورگردیده اند که انسان موجودیست که
ازحیوان ساده جنگل های افریقا طی ملیون ها سال به انسان خردمند کنونی تکامل نموده
است. (البته
در مورد فوسیل ها و شواهد انکار ناپذیر بدست امده و نقش اتش در تکامل انسان ترجمه
ای مفصلی را تقدیم دوستان خواهم نمود.)
مسیله حیاتی دیگری که دانش ژنیتیک به ان دست
یافته است، تکنولوژی کاپی یا شبیه سازی حیوانات است که بنام کلوننگ(تولید یک ارگانیزم زنده مشابه به حیوان اولی ،لبته
نه بصورت طبیعی بلکه در لابراتوار) معروف گردیده که شما به اسانی میتوانید کاپی حیوان دوست داشتنی تانرا که در حال مرگ یا
نابودی است،تولید نمایید.
در سال1996،برای نخستین بار در سکاتلند انگلستان
گوسفندی را در لابراتوار کاپی نمودند و بعد از سپری شدن درحدود یک دهه دانشمندان
یک سگ تازی افغانی را درلابراتوار دانشگاه ملی کوریای جنوبی کلون و یا شبیه سازی
نمودند و بعدا در سال 2016درایالات متحده سگی را در لابراتواری کاپی نمودند. ازان
به بعد ده ها سگ و پشک و سایرحیوانات درلابراتوارها کلون یا شبیه سازی
میشوند.هنرمندان ثروتمند هالیوود سگ ها و پشک های دوست داشتنی شانرا در بدل پرداخت
25 تا 50 هزار دالر کلون مینمایند تا بعد از مرگ حیوانات شان، حیوانی شبیه با همان
شکل و قیافه داشته باشند.
گرچه کاپی سازی انسان تا هنوز کاردشواری است ،مگر
تكنولوژي رسيدن به أن اكنون دقيقا در دسترس دانشمندان قرار دارد. ما همين حالا با
محو امراض مزمن در وجود انسان ميتوانيم زنده گي بهتر و مطمئن تري را به انسان بدهيم
. يك ساينتيست شايد در اينده و همين اكنون با استفاده از علم ژنيتيك بخواهد نوزادان
برتر از لحاظ ذكاؤت، جذابيت چهره، نيرومندي جسمي ، به والدین عرضه نمايد. مگر
انوقت چه خواهيد گفت، زمانيكه، داكتر شما برايتان بگوید كه وي طفل تاهنوز تولد
نشده شما دررحم مادر راچنان مهندسي نمايد كه وي باقد دراز تر، چهره مقبولترو از
لحاظ فزيكي نيرومندترباشد. همه اين ها ميتواند با رشد گام به گام دانش ژنيتيك ممكن
گردد.
زماني فراخواهد
رسيد كه شما در مورد مبتلا شدن به سرطان تشويشي نداشته باشيد. زيرا دكتوران ، دي
ان اي شما را طوري مهندسي خواهند نمود كه مقاومت دفاعي وجود شما را در برابر اين
مرض تضمين نمايد.
دانش امروزي
ميتواند با استفاده از تكنولوژي إصلاح ژنيتيك دي ان اي ما را عوض نمايد، تغييردهد
ويا اصلاح نمايد و با استفاده از وسايل دست داسته كنوني ازجمله كريسپر، ژن
هاي معيوب و مصاب به امراض را تصحیح ، تعويض و يا از وجود محو نمايد.
دانشمندان علم ژنيتيك اكنون ميتوانند ژن ها را در
جنين انسان ویرایش و پيرايش دهند تا از سرايت امراض كه از طریق وراثت دامنگير
اطفال در شكم مادر ميگردد، جلوگيري نمايند و اطفال را قبل از تولد شان از شر امراض
مزمن كه از والدين شان به انها انتقال مي يابد نجات دهند.
دانش ژنیتیک براي
ما اين امکان را فراهم نموده است تا كيفيت محصولات زراعتي را بهبود بخشيم و
محصولات زراعتي مان را در برابر امراض نباتي بخصوص حشرات درمان نماييم و مقاومت
شان را بالا بريم. با استفاده از إصلاح ژن هاي نباتات، زارعين ميتوانند
مواد غذائي با كيفيت بهتري به بازار عرضه نمايند.
در اخیر جهت معلومات بیشتر لازمست یاد اور شویم
که:
وجود شما داراي مقدارزيادي از دي ان اي است.
چنانچه در داخل هر حجره وجود شما به اندازه درحدود 2متر دي ان اي موجود است، كه
اين دي ان اي، دو متره موجود در داخل هر حجره شما، داراي 3.2 مليارد حرف هاي نام
گذاري شده و يا كود ژنيتيكي مي باشد.
دروجود
هريك ما به تعداد 10هزار ترليون هجره موجود است و هريك از اين هجرات در حدود 2
يارد (1.82متر) از دي ان اي را بطور فشرده و متراكم حمل مي نمايد.
حالا
تصور نماييد كه وجود شما تا چه اندازه مواد راحمل مي نمايد. اگر دي ان اي وجود شما
مانند يك رشته باريك بافته شود، اين رشته بهمان اندازه طويل خواهد شد كه
ميتواند از زمين به مهتاب و دوباره از مهتاب به زمين برسد البته كه نه يكبار، بلكه
چند بار.
بر اساس يك محاسبه ديگر، شما در حدود 20 مليارد
كيلومتر از بسته دي ان اي را در وجود خويش حمل مي نماييد. جسم ما دوست دارد تا
هميشه دي ان اي توليد نمايد، در غير أن بدون موجوديت همين دي ان اي ما نميتوانيم
زنده گي كنيم.
پایان