تاريخچه علم ژنتيک

به عنوان مقدمه
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.

گریگور مندل
گريگوري مندل كه او را پدر ژنتيك مي دانند در روستاي برنو كه اكنون جزوي از كشور چك است در خانواده اي تنگ دست و آلماني زبان متولد شد. پدر مندل، يك کشاورز بود كه حداقل سه روز در یک زمين زراعي شد. مندل هم به پرورش درختان ميوه علاقه زيادي داشت و باغ ميوه كوچك خود را با پيوندهايي بهبود مي بخشيد كه كشيش شهر، پدر «شريبر»، در اختيارش مي گذاشت. يوهان جوان كه پس از راهب شدن گرگور مندل نام گرفت، در اين كار به پدرش كمك مي كرد. و به تدریج با باغباني و پرورش گل آشنا شد.

پدر شريبر در مدرسه دهكده تدريس مي كرد. كودكان در آن مدرسه نه تنها خواندن و نوشتن مي آموختند، بلكه با تاريخ طبيعي و علوم نيز آشنا مي شدند. مندل هم که شاگرد ممتازي بود ، درس را در همان مدرسه شرع کرد.

پدر مندل که مرد فقیری بود ، با وجود امكانات بسيار اندك، هر آنچه در توان داشت، به كار گرفت تا پسرش آينده بهتري داشته باشد. یوهان، تحصيلات ابتدايي را با موفقيت پشت سر گذاشت و براي رفتن به دبيرستان آماده شد. هر چند که رفتن به دبرستان برای خانواده یوهان بسیار سخت بود و والدين او نمي توانستند از نظر مالي كمك زيادي به او بكنند. به همین دلیل هم ، يوهان مجبور بود

براي تأمين نيازهاي مالي خود كار كند. با وجود اين، او با موفقيت به تحصيل ادامه داد تا اين كه در شانزده سالگي پدر مندل در يك تصادف به شدت صدمه ديد و مجبور شد كار در مزرعه را رها كند. به اين ترتيب، يوهان بايد كليه مخارج تحصيل خود را به تنهايي فراهم مي كرد. او به خاطر كار زياد و سوء تغذيه، مريض شد. با وجود اين، دبيرستان را با موفقيت به پايان رساند و خود را براي رفتن به دانشگاه آماده كرد. از آن جا كه يوهان سرگرم تحصيل بود و نمي توانست در كار مزرعه به پدر كمك كند، آنتوان مندل ، پدر یوهان تصميم گرفت سرپرستي مزرعه را به دامادش واگذار كند. داماد نيز

متعهد شد كه هنگام ورود يوهان به صومعه، مبلغی را به او بپردازد. تقريباً بلافاصله پس از اين كه قرارداد امضا شد، خواهر مندل سهم جهيزيه اش را به برادرش داد تا تحصيلات خود را تكميل كند. و در انتهاي آن سال، تمام بودجه خانواده به اتمام رسيد. در چنان شرايطي، تنها اميد خانواده، كشيش شدن يوهان بود! مندل اميدوار بود به عنوان كشيش، شغلي همچون معلمي در مدرسه پيدا كند و در اوقات فراغت به مطالعات علمي بپردازد. مندل در صومعه اي مشغول فعاليت شد كه داراي يك زيست شناس، يك ستاره شناس، يك فيلسوف و يك آهنگساز بود. طبق يك حكم

سلطنتي، آنان مسئوليت تدريس مسائل ديني، فلسفي و رياضيات را بر عهده داشتند. در واقع صومعه بک دانشگاه کوچک بود.
این دانشگاه کوچک براي تكميل گروه كوچك استادانش به شاگرد جواني نياز داشت كه مايل به پيوستن به صومعه باشد. ازاين رو، مندل به توصيه استاد فيزيكش كه مندل را در رشته فيزيك بهترين مي دانست، به صومعه پيوست. چند سال بعد، مندل در يكي از يادداشتهايش چنين

نوشت: «اين قدم، تغييري اساسي در زندگي ام به وجود آورد. احساس مي كنم به نقطه اي از زندگي رسيده ام كه ديگر به مبارزه تلخ براي زنده ماندن نيازي ندارم.» او ديگر نگران به دست آوردن لقمه ناني نبود و سرانجام مي توانست از نظر مالي به خانواده اش كمك كند و بخشش سخاوتمندانه خواهرش را با تأمين مخارج تحصيل پسرانش جبران نمايد.

مندل به عنوان كشيش ناحيه و كشيش بيمارستان به كار مشغول شد. اما كار در بيمارستان براي مندل مناسب نبود و مجاورت با انواع بيماريها او را بيمار كرد. به همين جهت، او براي تدريس به يكي از دبيرستان هاي ناحيه اعزام شد. اين شغل براي مندل بسيار مناسب بود. او رياضيات و ادبيات روم و يونان باستان تدريس مي كرد و بين دانش آموزان و اعضاي دبيرستان، شهرت و محبوبيت زيادي داشت.

مندل با كمك هاي صومعه توانست در دانشگاه وين تحصيل كند. او در كلاس هاي فيزيك تجربي آموخت كه چگونه مي توان به كمك مشاهده و تجربه، فرضيه ها را آزمايش كرد و به قوانين عمومي دست يافت. او به مطالعه آمار و احتمالات پرداخت و با نظريه اتمي در شيمي آشنا شد. همچنين در كلاس هاي زيست شناسي و فيزيولوژي گياهي شركت كرد تا دانش خود را در اين زمينه تكميل كند.

در زمان مندل نظريه توارث آميخته نظريه ای ببود افراد آن را پذبرفه بودند بر این اساس ، صفات فرزندان هميشه حد واسطي از صفات والدين است و طبق نظر لامارك محيط بر وراثت تاثير مي گذارد و ممكن است باعث تغيير صفات منتقل شده از والدين 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 كرد. مندل در سال ۱۸۵۶، مطالعات معروفش را روي گياه نخود فرنگي آغاز كرد و پس از هفت سال موفق به كشف اصول اوليه وراثت شد. تمام فضايي كه او براي انجام آزمايشاتش در اختيار داشت، قطعه كوچكي از باغ صومعه بود كه ۳۵ متر طول و هفت متر عرض داشت. او با اين كه به طور تمام وقت تدريس مي كرد، هر گاه فرصتي مي يافت، به كار و آزمايش در باغچه اش مي پرداخت. نتايج آزمايش هاي 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. آزمايشگاه مندل همان باغچه کلیسا بود و او آزمایشات خود را از سال ۱۸۵۶ تا ۱۸۶۳ بر روي گياه 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 قوانين 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 ر

ا دنبال کردند و قوانین او را به تأیید رساندند. مندل قوانين حقيقي وراثت را كشف كرد، اما محيط فرهنگي اش مانع از آن شد كه ارزش كارهايش شناخته شود. كشف مجدد قوانين مندل تنها هنگامي ممكن شد كه سلسله اي از تهاجم هاي غيرمستقيم علمي تصورات قديمي را از اعتبار ساقط كرد. پژوهش های مندل بر روی حدود ۲۸۰۰۰ بوته نخود و در مدت ۷ سال دنبال شد.

گرگور مندل

گرگور مندل کشیشی اتریشی که به عنوان پدر دانش ژنتیک شناخته می‌شود. گرگور مندل در سال ۱۸۶۵ (میلادی) توانست قوانین حاکم بر انتقال صفات ارثی را که حاصل آزمایشاتش روی گیاه

نخود فرنگی بود، شناسایی کند. اما متاسفانه از آنجا که در جامعه علمی آن زمان بسیاری از افراد با نفوذ همچنان نظریات داروین و لامارک را صحیح می‌پنداشتند به دیدگاه‌ها و کشفیات او اهمیت چندانی ندادند و نتایج کارهای مندل به دست فراموشی سپرده شد. به نظر می‌رسید، 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.

زندگی نامه
يوهان گريگور مندل ، با دقت و حوصله زياد نخودها را در باغچه خانه اش مي کاشت . او در سال ۱۸۶۶، پس از ۸ سال مطالعه کشاورزي علمي و تجزيه و تحليل ؛ و سرانجام اکتشافهاي خود را به چاپ رساند . اتفاق تازهاي رخ نداد و کسي تحقيقات او را ارج ننهاد ، اگر چه مندل اصول علم وراثت را بنياد گذارد . در سا ل ۱۹۰۰ ، يعني ۳۱ سال بعد از آن روز تاريخي و ۱۶ سال پس از مرگش ،

سه نفر دانشمند از مليتهاي مختلف که بطور مستقل روي مساله وراثت مطالعه مي کردند به نظريه فراموش شده مندل بر خوردنند و پي به ارزش و اهميت آن بردند يوهان مندل ، در ژوئيه سال ۱۸۸۲ در يک خانواده روستايي بدنيا آمد . زادگاه او موراويا بود که در آن موقع جزو مستعمره هاي اطريش محسوب مي شد . يوهان به پدرش در کار مزرعه کمک مي کرد . او عاشق طبيعت بود و به پديده ها و زيبائيهاي آن عشق مي ورزيد . کارهاي زراعتي و زندگي روستايي ، او را سخت و خشن بار آورده بود . و شايد همين چيزها بود که او را در زندگي اندکي عقب انداخت مندل ، در دهکده هاينزدورف وارد مدرسه ابتدائي شد . به همت و پشتکار خانم هاينزدورف ، تعليم و تربيت در اين مدرسه اجرا مي شد . با وجود مخالفتي که بازرس مدرسه مي کرد ، رشته علوم طبيعي نيز در

اين مدرسه ابتدائي تدريس مي شد يوهان جوان ، از طرفداران درس طبيعي بود و آن را ضروري و مهم مي دانست يوهان ، پس از پايان تحصيلات ابتدايي ، براي ادامه تحصيل از هاينزدورف به تروپا ، که از شهرهاي مجاور بود ، رفت و وارد مدرسه متوسطه شد . خانواده اش بعلت فقر و تنگدستي قادر به پرداخت هزينه تحصيلي او نبودند . يوهان در حين تحصيل کار مي کرد اما در آمدش آنقدر نبود که بتواند غذاي سيري بخورد . در نتيجه ، روز به روز ضعيف تر و لاغرتر ميشد بطوري که ديگر نتوانست ادامه تحصيل بدهد و آن را رها کرد در اين موقع آنتوان مندل ، پدر يوهان که از وضع جسمي و روحي پسرش آگاه شده بود تصميم به فروش مزرعه گرفت