Language
Country/Area
No result found
اكتشاف فريدريك جريفيث: كيف غير فهمنا للوراثة في عام 1928؟
في عام 1928، أجرى فريدريك غريفيث تجربة تاريخية في مجال علم الأحياء الدقيقة، وبذلك أصبح رائدًا في علم الوراثة الحديث. لم يكشف اكتشافه فقط عن كيفية تغيير البكتيريا لمادتها الوراثية من خلال عملية التحول، ولكنه وضع أيضًا الأساس لفهم الحمض النووي في المستقبل.
أظهرت تجارب جريفيث أن أجزاء من البكتيريا المسببة للأمراض الميتة يمكن أن تجعل البكتيريا غير الضارة مسببة للأمراض.
في هذه الدراسة، استخدم جريفيث سلالتين من المكورات العقدية الرئوية: إحداهما من النوع S الممرض (النوع الأملس)، والأخرى من النوع R غير الممرض (النوع الخشن). وعندما قام بحقن بكتيريا من النوع S الميتة مع بكتيريا حية من النوع R في الفئران، كانت النتيجة المفاجئة هي أن الفئران مرضت وماتت، ولكن تم العثور على بكتيريا حية من النوع S في أجسامها. أدى هذا الاكتشاف إلى إدراك غريفيث أن وجود "عامل تحويل" معين يمكن أن يحول البكتيريا غير الضارة إلى أشكال مسببة للأمراض.
لقد أثار هذا الاكتشاف اهتمامًا علميًا واسع النطاق لأنه ألمح إلى وجود وإمكانية نقل المعلومات الوراثية البيولوجية.
لم يؤكد أوزوالد أفيري وآخرون حتى عام 1944 أن عامل التحول هذا هو في الواقع الحمض النووي. وكان هذا أول دليل قوي على أن الحمض النووي يحمل المعلومات الوراثية للخلايا. وقد دفع هذا الإلهام العلماء إلى استكشاف طبيعة الحمض النووي، مما مهد الطريق للهندسة الوراثية اللاحقة وتطوير التكنولوجيا الحيوية الحديثة.
القدرات الطبيعية والاصطناعية
القدرة الطبيعية هي قدرة البكتيريا على اكتساب الحمض النووي في البيئة الطبيعية، بينما القدرة الاصطناعية هي الخاصية التي يتم الحصول عليها عن طريق معالجة الخلايا في المختبر بطرق محددة. إن توليد القدرات يمكّن الخلايا من التكيف بسرعة مع التغيرات في البيئة وهو أيضًا آلية مهمة في عملية إصلاح الحمض النووي. تمت دراسة العديد من البكتيريا، مثل Bacillus subtilis وStreptococcus pneumoniae، على نطاق واسع لفهم عمليات ووظائف التحول الجيني الخاصة بها.
آلية جمع الحمض النووي
في بيئة المختبر، غالبًا ما يوفر الباحثون قطع الحمض النووي أو البلازميدات المعدلة وراثيًا لجمعها. يتضمن نقل الحمض النووي عبور أغشية الخلايا، وفي بعض الحالات، جدران الخلايا. بمجرد دخول الخلية، قد يتحلل الحمض النووي إلى نيوكليوتيدات، والتي يمكن استخدامها لتكرار الحمض النووي أو عمليات التمثيل الغذائي الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، عندما يتحد الحمض النووي مرة أخرى مع جينوم الخلية، تحدث عملية تسمى التحول، مما يشير إلى نقل المعلومات الوراثية.
تنظيم القدرات
في المختبر، غالبًا ما يتم تحفيز التحسينات في القدرات الطبيعية بسبب نقص التغذية أو البيئات المعاكسة. ومع ذلك، فإن إشارات الحث المحددة والآليات التنظيمية تختلف بشكل كبير بين البكتيريا المختلفة. على سبيل المثال، بعض عوامل النسخ، مثل sxy، سوف تؤثر على أداء القدرات تحت تنظيم عناصر محددة من الحمض النووي الريبي (RNA). يشير هذا إلى أن البكتيريا تكتسب حمضًا نوويًا خارجيًا للحصول على ميزة البقاء عند مواجهة الظروف القاسية.
الوظيفة التطورية للقدرات
يُعتقد أن القدرة لها وظائف متعددة أثناء التطور، بما في ذلك تعزيز التنوع الجيني، واستخدام الحمض النووي "كغذاء" ليحل محل الاحتياجات الأيضية للخلايا، وتحسين إمكانية إصلاح تلف الحمض النووي. اقترح بعض الباحثين أن عملية التحول في البكتيريا قد تكون مماثلة لدور الجنس في الكائنات الحية العليا، لكن هذه النظرية لا تزال مثيرة للجدل في علم الأحياء.
هناك فرضية مفادها أن تحفيز البكتيريا لهذه الآلية في مواجهة الإجهاد التأكسدي يساهم في إصلاح الحمض النووي.
التأثير على الأبحاث اللاحقة
لم تغير تجارب جريفيث فهم الوراثة فحسب، بل مهدت الطريق أيضًا لعقود من البحث العلمي. ومع مزيد من التطور في الهندسة الوراثية والتكنولوجيا الحيوية، تستغل العديد من المختبرات قدرات البكتيريا لمجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك البحوث في الطب والزراعة وعلم البيئة. إن تسخير القدرات الاصطناعية يسمح للعلماء بكشف أسرار وظيفة الجينات وتعبيرها.
اليوم، لا يزال اكتشاف جريفيث يؤثر على عملية علومنا البيولوجية، مما يجعل الناس يتساءلون: في هذا العصر الذي يتسم بتركيب الجينات والتحول الجيني، ما مقدار ما نعرفه عن التقنيات الجينية المستقبلية؟
