تاریخچه علم ژنتیک
ژنتیک! بخشی از کتاب درسی که برای بعضی ها جذاب و برای برخی دیگر ترسناک است. ژنتیکی که بیشتر پیشرفت های زیست شناسی و پزشکی امروز وام دار این علم می باشند. علمی که هم بسیار قدیمی و هم بسیار جدید است. به این دلیل قدیمی که انسان ها در گذشته بدون آنکه از این علم آگاهی داشته باشند در دام پروری و کشاورزی از آن استفاده می کردند و جدید به این خاطر که پیشرفت ها و کشف قوانین آن به کمتر از 150 سال پیش بر می گردد.
اگر علاقه مند به ژنتیک هستید، پس حتما آشنایی با تاریخچه آن برای شما جذاب خواهد بود و اگر جزء آن دسته از دانش آموزان هستید که با این بخش رابطه برقرار نمی کنند، شاید خواندن این تاریخچه جالب و ساده، نظر شما را در مورد این بخش حیاتی از کتاب تغییر دهد.
دانش زیست شناسی یکی از قدیمی ترین علومی بوده که بشر به آن توجه داشته است. شواهد بسیار زیادی که طی کاوشهای باستان شناسی بدست آمده حکایت از آن دارد که انسانهای پیشین به دانش زیست شناسی توجه داشته اند و در این میان اصلاح نژاد دامها و پرورش گیاهان با باردهی بیشتر از دانش گذشتگان در مورد علم ژنتیک خبر می دهد.
اما از حدود یک قرن پیش دانش زیست شناسی وارد مرحله جدیدی شد که بعدا آن را ژنتیک نامیده اند و این امر انقلابی در علم زیست شناسی به وجود آورد.
در قرن هجدهم ، عده ای از پژوهشگران بر آن شدند که نحوه انتقال صفات ارثی را از نسلی به نسل دیگر بررسی کنند؛ این بررسی ها به نتیجه قابل ملاحضه ای ختم نشد. دو دلیل مهم آن عبارت بودند از آگاهی نداشتن به ریاضیات و دلیل دوم انتخاب صفاتی بود که برای پژوهش های اولیه ژنتیک مناسب نبودند.
اولین کسی که توانست قوانین حاکم بر انتقال صفات ارثی را شناسایی کند، کشیشی اتریشی به نام گریگور مندل بود که در سال ۱۸۶۵ این قوانین را که حاصل آزمایشاتش روی گیاه نخود فرنگی بود، ارائه کرد. این در حالی بودکه جامعه علمی آن دوران به دیدگاه ها و کشفیات او اهمیت چندانی نداد و نتایج کارهای مندل به دست فراموشی سپرده شد. و به نظر می رسید ، پرونده این دانش رو به بسته شدن است.
در سال ۱۹۰۰ میلادی کشف مجدد قوانین ارائه شده از سوی مندل ، توسط درویس ، شرماک و کورنز باعث شد که نظریات او مورد توجه و قبول قرار گرفته و مندل به عنوان پدر علم ژنتیک شناخته شود.
در سال ۱۹۵۳ با کشف ساختمان جایگاه ژنها (DNA) از سوی جیمز واتسن و فرانسیس کریک ، رشته ای جدید در علم زیست شناسی به وجود آمد که زیست شناسی ملکولی نام گرفت .
با حدود گذشت یک قرن از کشفیات مندل در خلال سالهای ۱۹۷۱ و ۱۹۷۳ در رشته زیست شناسی ملکولی و ژنتیک که اولی به بررسی ساختمان و مکانیسم عمل ژنها و دومی به بررسی بیماری های ژنتیک و پیدا کردن درمانی برای آنها می پرداخت ، ادغام شدند و رشته ای به نام مهندسی ژنتیک را به وجود آوردند که طی اندک زمانی توانست رشته های مختلفی اعم از پزشکی ، صنعت و کشاورزی را تحت الشعاع خود قرار دهد و دیدگاه های مختلف عصر حاضر را به خود اختصاص دهد.
اساس مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی انتقال یک یا تعدادی از ژنهای یک ارگانیسم به درون خزانه ژنتیکی یک ارگانیسم دیگر است. به این ترتیب ارگانیسم جدید واجد ژنهایی خواهد شد که در گذشته فاقد آن بوده و اینک وادار می شود که در شرایط محیطی مناسب اقدام به بیان آن ژن نماید که محصول آن می تواند منجر به بروز صفت خاص و یا تولید فراورده ای شود.
مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی در چند سال اخیر توانسته منشأ خدمات ارزنده ای برای نوع بشر باشد. از مهمترین دستاوردهای این دانش می توان تأثیر آن را حیطه های مختلف از جمله صلاح نژادی حیوانات و گیاهان با هدف تولید فراورده های بیشتر، تهیه داروها و هورمون ها با درجه خلوص بالا و صرف هزینه های پایین ، درمان بیماری های ژنتیکی با ایجاد تغییرات در سلول تخم و موار متعدد دیگر اشاره کرد.
تشخیص قبل از بارداری بیماری های ژنتیکی ، تشخیص صحت رابطه فرزند با پدر و مادر و همچنین تکنیک شناسایی مجرمان از روی بقایای باقی مانده از بدن ، مو و یا خون آنها از جمله توانایی های دیگر ژنتیک مولکولی است.
در نگاهی دیگر دورنمای دانش ژنتیک و بیوتکنولوژی بسیار زیبا جلوه می کند. تولید اعضای بدن از قلب گرفته تا چشم و دست و پا به صورت مجزا از طریق مهندسی ژنتیک و ارایه آنها به بانکهای اعضای بدن با هدف کمک به نیازمندان پیوند عضو ، یکی از این موارد است.
به این ترتیب مشکل دفع پیوند حل خواهد شد و مخصوصاً در صورتی که عضو پیوندی از دارای خزانه ژنتیک همان فرد باشد هیچ آنتی ژن بیگانه ای نمیتواند عامل دفع عضو باشد. درمان بسیاری از بیماری های ژنتیکی مخصوصاً در دوره جنینی قابل درمان خواهد بود.
هویت افراد از روی کارتهای شناسایی که بر پایه وراثت و ژنتیک آنها عمل می کند ممکن خواهد شد و مجرمان با گذاشتن کوچکترین اثر بیولوژیکی از خود مثل یک تار مو بسرعت شناسایی خواهند شد.
دنیای آینده در تسخیر دانش ژنتیک خواهد بود و برای این علم نمیتوان پایانی قائل شد. اگر چه به نظر می رسد مثل هر دانش دیگری، این علم هم می تواند ابزاری برای ارضاء حس قدرت طلبی بسیاری از سیاستمداران باشد و تا کنون شاهد جنجالهای بسیاری زیادی هم در این مورد بوده ایم. یکی از مهمترین موارد آن تولید گیاهان تراریخت و کلونینگ و همسانه سازی انسان بوده است.
گریگوری مندل که او را پدر ژنتیک می دانند در روستای برنو که اکنون جزوی از کشور چک است در خانواده ای تنگ دست و آلمانی زبان متولد شد. پدر مندل، یک کشاورز بود که حداقل سه روز در هفته برای مالک زمین در شرایطی بسیار سخت و طاقت فرسا کار می کرد تا بالاخره روزی مالک یک زمین زراعی شد.
مندل هم به پرورش درختان میوه علاقه زیادی داشت و باغ میوه کوچک خود را با پیوندهایی بهبود می بخشید که کشیش شهر، پدر «شریبر»، در اختیارش می گذاشت.
یوهان جوان که پس از راهب شدن گرگور مندل نام گرفت، در این کار به پدرش کمک می کرد. و به تدریج با باغبانی و پرورش گل آشنا شد.
پدر شریبر در مدرسه دهکده تدریس می کرد. کودکان در آن مدرسه نه تنها خواندن و نوشتن می آموختند، بلکه با تاریخ طبیعی و علوم نیز آشنا می شدند. مندل هم که شاگرد ممتازی بود ، درس را در همان مدرسه شرع کرد.
پدر مندل که مرد فقیری بود ، با وجود امکانات بسیار اندک، هر آنچه در توان داشت، به کار گرفت تا پسرش آینده بهتری داشته باشد.
یوهان، تحصیلات ابتدایی را با موفقیت پشت سر گذاشت و برای رفتن به دبیرستان آماده شد. هر چند که رفتن به دبرستان برای خانواده یوهان بسیار سخت بود و والدین او نمی توانستند از نظر مالی کمک زیادی به او بکنند.
به همین دلیل هم ، یوهان مجبور بود برای تأمین نیازهای مالی خود کار کند. با وجود این، او با موفقیت به تحصیل ادامه داد تا این که در شانزده سالگی پدر مندل در یک تصادف به شدت صدمه دید و مجبور شد کار در مزرعه را رها کند. به این ترتیب، یوهان باید کلیه مخارج تحصیل خود را به تنهایی فراهم می کرد.
او به خاطر کار زیاد و سوء تغذیه، مریض شد. با وجود این، دبیرستان را با موفقیت به پایان رساند و خود را برای رفتن به دانشگاه آماده کرد. از آن جا که یوهان سرگرم تحصیل بود و نمی توانست در کار مزرعه به پدر کمک کند، آنتوان مندل ، پدر یوهان تصمیم گرفت سرپرستی مزرعه را به دامادش واگذار کند. داماد نیز متعهد شد که هنگام ورود یوهان به صومعه، مبلغی را به او بپردازد. تقریباً بلافاصله پس از این که قرارداد امضا شد، خواهر مندل سهم جهیزیه اش را به برادرش داد تا تحصیلات خود را تکمیل کند. و در انتهای آن سال، تمام بودجه خانواده به اتمام رسید.
در چنان شرایطی، تنها امید خانواده، کشیش شدن یوهان بود! مندل امیدوار بود به عنوان کشیش، شغلی همچون معلمی در مدرسه پیدا کند و در اوقات فراغت به مطالعات علمی بپردازد. مندل در صومعه ای مشغول فعالیت شد که دارای یک زیست شناس، یک ستاره شناس، یک فیلسوف و یک آهنگساز بود. طبق یک حکم سلطنتی، آنان مسئولیت تدریس مسائل دینی، فلسفی و ریاضیات را بر عهده داشتند. در واقع صومعه بک دانشگاه کوچک بود.
این دانشگاه کوچک برای تکمیل گروه کوچک استادانش به شاگرد جوانی نیاز داشت که مایل به پیوستن به صومعه باشد. ازاین رو، مندل به توصیه استاد فیزیکش که مندل را در رشته فیزیک بهترین می دانست، به صومعه پیوست.
چند سال بعد، مندل در یکی از یادداشتهایش چنین نوشت: «این قدم، تغییری اساسی در زندگی ام به وجود آورد. احساس می کنم به نقطه ای از زندگی رسیده ام که دیگر به مبارزه تلخ برای زنده ماندن نیازی ندارم.» او دیگر نگران به دست آوردن لقمه نانی نبود و سرانجام می توانست از نظر مالی به خانواده اش کمک کند و بخشش سخاوتمندانه خواهرش را با تأمین مخارج تحصیل پسرانش جبران نماید.
مندل به عنوان کشیش ناحیه و کشیش بیمارستان به کار مشغول شد. اما کار در بیمارستان برای مندل مناسب نبود و مجاورت با انواع بیماریها او را بیمار کرد. به همین جهت، او برای تدریس به یکی از دبیرستان های ناحیه اعزام شد. این شغل برای مندل بسیار مناسب بود.
او ریاضیات و ادبیات روم و یونان باستان تدریس می کرد و بین دانش آموزان و اعضای دبیرستان، شهرت و محبوبیت زیادی داشت.
مندل با کمک های صومعه توانست در دانشگاه وین تحصیل کند. او در کلاس های فیزیک تجربی آموخت که چگونه می توان به کمک مشاهده و تجربه، فرضیه ها را آزمایش کرد و به قوانین عمومی دست یافت. او به مطالعه آمار و احتمالات پرداخت و با نظریه اتمی در شیمی آشنا شد.
همچنین در کلاس های زیست شناسی و فیزیولوژی گیاهی شرکت کرد تا دانش خود را در این زمینه تکمیل کند.
در زمان مندل نظریه توارث آمیخته نظریه ای ببود افراد آن را پذبرفه بودند بر این اساس ، صفات فرزندان همیشه حد واسطی از صفات والدین است و طبق نظر لامارک محیط بر وراثت تاثیر می گذارد و ممکن است باعث تغییر صفات منتقل شده از والدین به فرزندان شود. مندل هم که مطالعاتی در این مورد انجام داده بود بر روی اصول وراثت کار کرد و در نهایت نظریه لامارک را را رد کرد. مندل در سال ۱۸۵۶، مطالعات معروفش را روی گیاه نخود فرنگی آغاز کرد و پس از هفت سال موفق به کشف اصول اولیه وراثت شد.
تمام فضایی که او برای انجام آزمایشاتش در اختیار داشت، قطعه کوچکی از باغ صومعه بود که ۳۵ متر طول و هفت متر عرض داشت. او با این که به طور تمام وقت تدریس می کرد، هر گاه فرصتی می یافت، به کار و آزمایش در باغچه اش می پرداخت. نتایج آزمایش های او در سال ۱۸۶۵ منتشر شد.
مندل گیاه نخود را انتخاب کرد و از طریق دگر لقاحی در نخود سعی کرد که نخود هایی با صفات متقابل را با یکدگر آمیزش دهد و گیاهانی با صفات جدید را به وجود آورد. هر چند که هیچ گاه گیاهی با صفات جدید به وجود نیامد ، اما آزمایشات او به شناسایی اصول مهمی از وراثت ختم شد.
آزمایشگاه مندل همان باغچه کلیسا بود و او آزمایشات خود را از سال ۱۸۵۶ تا ۱۸۶۳ بر روی گیاه نخود انجام داد و با کمک دانش ریاضی احتمالات موفق شد نسبت های بیان صفات که به دو دسته غالب و مغلوب تقسیم بندی کرده بود را کشف کند که بعدها به قوانین وراثت مندل معروف شد.
از آنجا که در آن زمان بسیاری از افراد با نفوذ همچنان نظریات داروین و لامارک را صحیح می پنداشتند حاضر به پذیرش نظریات او نشدند. و مندل در حالی که هنوز نتایج آزمایشات او در محفل علمی معتبری مطرح نشده بود درگذشت و این در حالی بود که حتی گروهی از فلاسفه علم اعتقاد داشتند که مندل به صورت غیر آگاهانه به نتایجی دست پیدا کرده و حتی میخواستند لقبی را که بعداً به عنوان پدر علم ژنتیک برای او انتخواب کردند را منکر شوند. مندل تا سال ۱۹۰۰ همچنان ناشناخته ماند تا این که در این سالها سه دانشجو به صورت جداگانه کارهای مندل را دنبال کردند و قوانین او را به تأیید رساندند.
مندل قوانین حقیقی وراثت را کشف کرد، اما محیط فرهنگی اش مانع از آن شد که ارزش کارهایش شناخته شود. کشف مجدد قوانین مندل تنها هنگامی ممکن شد که سلسله ای از تهاجم های غیرمستقیم علمی تصورات قدیمی را از اعتبار ساقط کرد. پژوهش های مندل بر روی حدود ۲۸۰۰۰ بوته نخود و در مدت ۷ سال دنبال شد
امروزه علم ژنتیک با استفاده از فناوری های نوین پیشرفت های زیادی کرده است.
مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی در چند سال اخیر توانسته منشأ خدمات ارزنده ای برای نوع بشر باشد. از مهمترین دستاوردهای این دانش می توان تأثیر آن را حیطه های مختلف از جمله صلاح نژادی حیوانات و گیاهان با هدف تولید فراورده های بیشتر، تهیه داروها و هورمون ها با درجه خلوص بالا و صرف هزینه های پایین ، درمان بیماری های ژنتیکی با ایجاد تغییرات در سلول تخم و موار متعدد دیگر اشاره کرد.
تشخیص قبل از بارداری بیماری های ژنتیکی ، تشخیص صحت رابطه فرزند با پدر و مادر و همچنین تکنیک شناسایی مجرمان از روی بقایای باقی مانده از بدن ، مو و یا خون آنها از جمله توانایی های دیگر ژنتیک مولکولی است.
در نگاهی دیگر دورنمای دانش ژنتیک و بیوتکنولوژی بسیار زیبا جلوه می کند. تولید اعضای بدن از قلب گرفته تا چشم و دست و پا به صورت مجزا از طریق مهندسی ژنتیک و ارایه آنها به بانکهای اعضای بدن با هدف کمک به نیازمندان پیوند عضو ، یکی از این موارد است.
به این ترتیب مشکل دفع پیوند حل خواهد شد و مخصوصاً در صورتی که عضو پیوندی از دارای خزانه ژنتیک همان فرد باشد هیچ آنتی ژن بیگانه ای نمیتواند عامل دفع عضو باشد. درمان بسیاری از بیماری های ژنتیکی مخصوصاً در دوره جنینی قابل درمان خواهد بود. هویت افراد از روی کارتهای شناسایی که بر پایه وراثت و ژنتیک آنها عمل می کند ممکن خواهد شد و مجرمان با گذاشتن کوچکترین اثر بیولوژیکی از خود مثل یک تار مو بسرعت شناسایی خواهند شد.
دنیای آینده در تسخیر دانش ژنتیک خواهد بود و برای این علم نمیتوان پایانی قائل شد. اگر چه به نظر می رسد مثل هر دانش دیگری، این علم هم می تواند ابزاری برای ارضاء حس قدرت طلبی بسیاری از سیاستمداران باشد و تا کنون شاهد جنجالهای بسیاری زیادی هم در این مورد بوده ایم. یکی از مهمترین موارد آن تولید گیاهان تراریخت و کلونینگ و همسانه سازی انسان بوده است.
برگرفته شده از پزشکان بدون مرز
