الهندسة الوراثية (Genetic Engineer) : الوظائف، مواد التخصص، تعرفيها، وأفضل الجامعات لدراستها

يعني تخصص الهندسة الوراثية تغير التركيب الجيني للكائن عن إزالة أو إضافة الحمض النووي والتي يتم تسميتها دائمًا بـ (التعديل الجيني أو التلاعب الجيني). حيث تتحكم في جينات الكائن الحي باستخدام التكنولوجيا الحيوية. لذلك، يمكن للهندسة الوراثية أن تصلح العديد من الاضطرابات الوراثية الشديدة لدى البشر عن طريق استبدال جين بجين آخر مناسب.

تم ربط الهندسة الوراثية في مجالات مختلفة من البحث والطب والتكنولوجيا الحيوية الصناعية والزراعة. في البحث، يتم استخدام الكائنات المعدلة وراثيًا للتفكير في قدرة الجودة والتعبير من خلال فقدان الوظيفة واكتساب الوظيفة وتجارب التتبع والتعبير. من خلال التخلص من الجينات المسؤولة عن ظروف معينة، من الممكن إنشاء كائنات نموذجية حيوانية للأمراض البشرية. بالإضافة إلى إنتاج الهرمونات والتحصينات والأدوية المختلفة، يمكن للهندسة الوراثية إصلاح الأمراض الوراثية من خلال العلاج الجيد.

ما هي الهندسة الوراثية :

الهندسة الوراثية هي دراسة الجينات وعلم الوراثة. يدرس المهندسون الوراثيون أو علماء الوراثة الكائنات الحية التي تتراوح من البشر إلى المحاصيل وحتى البكتيريا. كما يقوم هؤلاء المهندسون أيضًا بإجراء الأبحاث التي تعد جزءًا رئيسيًا من ملف تعريف العمل الخاص بهم. يتم إجراء التجارب لتحديد أصل سمة وراثية معينة والقوانين الحاكمة لها. تشمل هذه السمات الحالات الطبية والأمراض وما إلى ذلك. كما تستخدم الدراسة أيضًا للبحث عن المحددات المسؤولة عن السمة الموروثة.

الهندسة الوراثية هي العملية التي يقوم العلماء من خلالها بتعديل جين معين في الكائن الحي، مثل إضافة جين إضافي إليه لتغيير سمة معينة أو إضافة سمة جديدة. ليتم انتاج ما يسمى بالحمض النووي المؤتلف.

اعتمدت الهندسة الوراثية على عدة اكتشافات، واستفادت منها للحصول على صفات محسنة وراثيا، وأهمها أن :

• شريط DNA هو الذي يحمل الشيفرة الوراثية، ويتواجد في الخلايا الحية، وتترجم هذه التعليمات الوراثية إلى صفات يحملها الكائن الحي.
• كما يمكن قص جزء من هذا الشريط ولصقه في مكان آخر، كما يمكن إضافة جزء له.
• يتكون الحمض الوراثي من سكر، وأدنين، ومجموعة فوسفات، وهي مشتركة بين الكائنات الحية.

اقرأ المزيد : تخصص الهندسة الطبية – Biomedical Engineering.

الهندسة الوراثية في النبات :

يتم عمل تعديل جيني في النباتات من أجل تعديل خصائص في بعض النباتات والكائنات، مما يؤدي إلى فوائد مهمة على صعيد تحسين الإنتاج ومقاومة بعض الآفات الزراعية. ولكن في المقابل، يضعنا التعديل الوراثي في البنات أمام مخاطر عديدة.

تعرف النباتات المعدلة وراثيًا :

هي نباتات يتم تغيير خصائصها الوراثية، عبر استخدام تقنيات الهندسة الوراثية، التي تقوم بنقل الجينات من صنف إلى آخر لا تجمعه به أي صلة قرابة، وذلك بهدف تعديل أو إضافة صفة وراثية جديدة. وهنا لا بد من التمييز بين ما يسمى بالتأصيل التقليدي وبين الهندسة الوراثية.

التأصيل التقليدي يسمح بتلقيح الجينات ونقلها بين نبتتين من الصنف نفسه أو من صنفين قريبين، كالبطاطا والبندورة، ولكن لا يمكنه أن ينقل الجينات من زهرة النرجس مثلًا إلى نبتة الأرز كما هي الحال في الهندسة الوراثية.

اقرأ أيضًا : عدد سنوات التخصص بعد الطب العام وما هي مراحل دراسة الطب.

المهارات المطلوبة للمهندسين الوراثيين أو العلماء الوراثيين :

• يجب أن يكون لديك فهم قوي للأساليب والقواعد العلمية.
• حل المشكلات المعقدة والتفكير النقدي.
• القدرة على استخدام التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD).
• أن تمتلك موهبة الرسم أو تصوير الصور.
• أن تستطيع العمل بشكل جيد على برامج معالجة النصوص.
• مهارات ممتازة في الاستدلال الرياضي والاستنباطي والاستقرائي والقراءة والكتابة والفهم الشفهي.
• كما يجب أن تمتلك القدرة على استخدام مطياف الليزر ، أو معدات تشتت الضوء ، أو المجاهر المركبة الخفيفة ثنائية العين ، أو أجهزة الطرد المركزي ، أو معدات المختبرات المماثلة.

أهم المسؤوليات التي تقع على عاتق مهندسي وعلماء الوراثة :

• إجراء البحوث والتجارب المعملية
• استخراج الحمض النووي أو إجراء الاختبارات التحليلية
• تفسير نتائج المختبر الوراثية أو التحقق منها أو تفضيلها
• توثيق إجراءاتها ونتائجها
• تحليل المعلومات الوراثية لاتخاذ قرارات وتوزيع النظر فيها
• التواصل مع الآثار اللاحقة للاكتشافات، مثل، الاجتماعات أو في اليوميات المنطقية
• الإشراف أو التنسيق الذي وضعه علماء الوراثة والعلماء والمتخصصون في القياسات الحيوية الذين يبتعدون عن الصفات الوراثية استكشاف المشاريع
• الشروع في بحث جديد على مستوى رفيع

مواد تخصص الهندسة الوراثية :

بشكل عام، تستغرق دراسة تخصص الهندسة الوراثية في العديد من الدول 4 سنوات دراسية، أي ما يعادل 8 فصول دراسية. ويتم تقسيم مواد تخصصها كما يلي :

الفصل الدراسي الأول :

• الرياضيات 1
• إنجليزي.
• فيزياء.
• كيمياء.
• الهندسة الأساسية.

الفصل الدراسي الثاني :

• الرياضيات 2
• علم المواد.
• مبادئ علوم البيئة.
• الكيمياء الحيوية.
• الهندسة الأساسية 2.
• بيولوجيا الخلية.
• تعليم القيمة.

الفصـل الدراسي الثالث :

• تقنية الانزيم.
• علم الوراثة وعلم الوراثة الخلوية.
• عـلم المناعة.
• علم الاحياء المجهري
• العمليات الميكانيكية ونقل الحرارة.
• مهارات الحاسوب.

الفصل الدراسي الرابع :

• التقنيات الجزيئية الأساسية.
• البيولوجيا الجزيئية.
• قياس العناصر الكيميائية والديناميكا الحرارية الهندسية.
• مبادئ الصحافة الحيوية.
• الإحصاء الحيوي

الفصل الدراسي الخامس :

• التقنيات الجزيئية المتقدمة.
• علم الجينوم الوظيفي وتكنولوجيا Microarray.
• Momentum Transfer
• هندسة العمليات الحيوية.
• الفيزياء الحيوية.
• زراعة الأنسجة النباتية والتكنولوجيا المعدلة وراثيا.

الفصـل الدراسي السادس :

• تكنولوجيا الحمض النووي المؤتلف.
• المعلوماتية الحيوية.
• هندسة التفاعلات الكيميائية.
• العلاج الجيني.
• أجهزة الاستشعار الحيوية والرقائق الحيوية.

الفصل الدراسي السابع :

• تقنية الفصل الحيوي.
• زراعة الخلايا الحيوانية والتكنولوجيا المعدلة وراثيا.
• التكنولوجيا الحيوية النانوية في الرعاية الصحية.
• بيولوجيا الخلايا الجذعية.

الفصل الدراسي الثامن :

• مشروع العمل.
• السلامة الحيوية والأخلاق الحيوية وحقوق الملكية الفكرية والمرضى

ملاحظة : يمكن أن تختلف هذه المسميات أو المساقات الدراسية من جامعة لأخرى ومن دولة لأخرى حسب النظام المتبع.

وظائف الهندسة الوراثية :

يوجد العديد من الوظائف الوجهات الوظيفية التي يمكن أن يعمل بها خريجي تخصص الهندسة الوراثية.

الوجهات الوظيفية التي يمكن أن يعمل بيها خريجي الهندسة الوراثية :

• الزراعة
• المستشفيات
• الطب الشرعي
• مختبرات التحاليل الطبية
• مراكز التطوير والأبحاث
• مختبرات الجينات والتغذية
• التدريس في المدارس والجامعات
• مراكز المحافظة على الثروات الإنسانية، والحيوانية، والنباتية

ومن المناصب الوظيفية التي يمكن للمهندس الجيني التوظيف فيها ما يلي :

• مستشار وراثي
• مهندس الطب الحيوي
• مهندس جيني.
• محاضر / أستاذ في الجامعة.
• عالم أبحاث.
• كاتب علمي / طبي

مستقبل مهنة الهندسة الوراثية :

يعتبر هذا التخصص من التخصصات المتطور حديثًا الى جانب فرص عمل هائلة ومجالات عديدة يدخل فيها هذا التخصص، لذل يوجد تنوع كبير في وظائفه ومستقبله. حيث يمكن لمتخصصي الهندسة الوراثية العمل في مجالات الطب والبحوث والصناعة والزراعة.

أفضل الجامعات في العالم لدراسة الهندسة الوراثية :

• جامعة هارفارد.
• معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.
• جامعة ستانفورد.
• جـامعة كاليفورنيا – سان فرانسيسكو.
• جامعة جونز هوبكنز.
• جامعة أكسفورد.
• جـامعة واشنطن.
• جامعة بنسلفانيا.
• جامعة كاليفورنيا – سان دييغو.
• جـامعة كامبريدج.
• جامعة تورنتو.
• جامعة كولومبيا.
• كلية بايلور للطب.
• جامعة واشنطن في سانت لويس.
• جـامعة كاليفورنيا، لوس أنجلوس.
• جامعة كورنيل.
• معهد كارولينسكا.
• جامعة ييل.
• جامعة كاليفورنيا، بيركلي.
• جـامعة ميشيغان – آن أربور.
• جامعة كلية لندن – University College London
• جامعة كوينزلاند.
• جـامعة كوبنهاغن.
• جامعة السوربون.
• جامعة سنغافورة الوطنية.
• جـامعة جرونينجن.
• جامعة طوكيو.
• جامعة الملك عبدالعزيز.
• الجامعة الكاثوليكية في لوفين

خاتمة المقال :

يعتبر تخصص الهندسة الوراثية من أهم التخصصات المطلوبة في سوق العمل العربية والأجنبية، وذلك بسبب أهمية هذا المجال لأنه يدخل في العديد من المجالات والتخصصات الأخرى كما تعرفنا في هذا المقال. وفي النهاية آمل أن يكون قد حقق هذا المقال الإستفادة منه وأن يكون مفيدًا للجميع.

المصادر :

shiksha – lebarmy