خلية الخميرة وحيدة الخلية، تماما مثل البكتريا، ولكنها شكل مختلف من اشكال الحياة، إذ انها تنتمي الى ذات المملكة التي ينتمي اليها الانسان في التصنيف البيلوجي: eukaryoter, وهي خلايا تملك نواة، في حين ان البكتريا تعود لشكل اقدم من اشكال الحياة، لاتملك نواة خلوية: prokaryoter. ومن حيث ان الكروموسومات المُجمعة انتقلت من خلية الخميرة (مركز التجميع) الى البكتريا، تملك البكتريا ايضا نظام مناعة يحميها من الاحماض الامينية الغريبة ويقوم بتقطيعها الى قطع صغيرة. من اجل الالتفاف على ذلك قام الباحثين بالالتفاف على جهاز امناعة، إما من خلال ابعاد جهاز المناعة من خلية المُستقبل او من خلال معالجة انزيمات جسم المُستقبل بمعالجة الكروموسومات بحيث تصبح مشابهة للحامض النووي الخاص.
بعذ هذه المعالجة تتمكن الاحماض الامينية من اطلاق الخلية كما في السابق. بهذا الشكل تمكن العلماء من البرهنة على ان النيكلوتيدات الاربعة قادرة على بناء احماض امينية صناعية من الاساس، وعلى ان " جهاز الادارة" بكامله يمكن نقله بين انواع مختلفة من الاحياء، وان الحياة ليست الا الحمض النووي بتركيبته الكيميائية، وان الحمض النووي هو الذي ينتج منظومة الادارة الجديدة، ليكون الفرق تماما كما الفرق بين ميكروسوفت ولينوكس.
الاضطرار الى التغيير فتح للعلماء إمكانية جديدة لم تكن تخطر ببالهم، وهي إمكانية استخدام الخميرة كجهاز تنظيم جيني على إعتبار ان هذه الامكانية موجودة في الخميرة ولكن ليس في البكتريا. ببساطة يعني ذلك إمكانية إبعاد الجينات ووضع جينات جديدة، ونقل اجزاء كبيرة من الاحماض الامينية طالما ان العملية تتم في خلية الخميرة وعندما يصبح الامر جاهزا يجري نقله الى خلية البكتريا لتنطلق وتصبح حية. هذه الامر يمكن إعادته مرات لاحصر لها، وخلال فترة قصيرة سيكون بالامكان عرض بكتريا صناعية كاملة. بمعنى ان الخمائر ستصبح قريبا معامل كاملة لانتاج الكائنات الجديدة بكميات هائلة
احدى الكائنات الحية المؤهلة لاستنساخها قريبا هي البكتريا Methanococcus jannaschii, وهي بكتريا تعيش قرب المنابع الحارة في اعماق البحر. هذه البكتريا تستغل الطاقة الكيميائية عوضا عن الطاقة الشمسية، ولذلك فهي قادرة على تحويل اوكسيد الكربون الى غاز الميثان، وجينات هذه البكرتريا هي التي يتأمل الباحثون في انها ستحل مشكلة البيئة. الخيال وحده يمكن ان يضع حدودا للامكانيات الجديدة التي يمكن ان نستفيدها من مخلوقاتنا القادمة. ايضا يمكن انتاج الفيروس M13 بعد تحديث بجين اضافي يعطيه القدرة على ربط ذرات الحديد وايونات الفوسفور. من خلال الجين الاضافي يتاهل الفيروس للالتصاق بانبوب فحمي الامر الذي يحوله الى بطارية ذات عمر مديد، قادرة على تزويد الموبايل والكمبيوترات المحمولة بالطاقة لفترة طويلة.
التجربة التي اجراها كرايغ فينتير
1- بواسطة نيكلوتيدات قاعدية A, G, T, C, تقوم ماكينة بتركيب التواتر المطلوب لينشأ مقاطع من الاحماض الامينية كل منها تملك 50 قاعدة، على حسب خطة موضوعة مسبقا انطلاقا من قاعدة المعلومات الجينية. قسم من الجينات عبارة عن " نواة نظام التشغيل" الضرورية لانطلاق الحياة، في حين ان القسم الاخر هي اجزاء لتحقيق مختلف الوظائف، مثلا انتاج دواء .
2-ثلاث اجزاء من الحمض النووي يجري وضعهم في انبوب زجاجي حيث يقوم الانزيم بربطهم ببعضهم ليصبحوا وصلة اكبر "كاسيت".
3- كاسيتات مختارة يجري نقلها الى بكتريا E-coli, وعندها كل مرة تقوم البكتريا بالانقسام على نفسها يتضاعف عدد الكاسيتات.
4- يجري نقل الكاسيتات الى انبوب زجاجي التي تحتوي على انزيم يقوم بتقطيعهم الى قطع كبيرة. بعد ذلك يقوم انزيم اخر بتكرار الخطوة رقم 2 ، اي إعادة توصيل القطع الى سلاسل كبيرة ليجري نقلهم الى بكتريا. من جديد يجري تكرير الخطوة رقم 3، وتستمر العملية الى حين الحصول على 25 قطعة من الحامض النووي وكل قطعة منهم تحتوي على 24 الف قاعدة نيكلوتيدية.
5-هناتتوقف غمكانيات البكتريا وتحل الخميرة مكانها في عملية البناء. هنا تقوم الخميرة بكلا العمليتين في آن واحد، اي تركيب قطع الاحماض الامينية الى كاسيتات ومن ثم استنساخها من خلال عملية الانشطار النووي. ثم تقوم الخميرة بإنهاء العملية عند ربط القطع النيكلوتيدية ببعضها (25×24000) ليصبح الكروموسوم جاهزا، وبعد التحديث يصبح 590000 نيكلوتيد.
6- عندما يصبح الكروموسوم جاهز في الخميرة يكون فاقدا للحماية ضد جهاز المناعة في خلية البكتريا. لهذا السبب يجري تعريضه لانزيم من البكتريا يقوم بإضافة المناعة اليه عن طريق اتحاده مع مجموعة الميتيل.
7- الان يجري نقل الكروموسوم الى خلية المُستقبل بدون تعرضه لجهاز المناعة. بهذا الشكل يتمكن الكروموسوم الجديد من احتلال جسد خلية المضيف وادارته ليصبح كائن جديد.
8-الكائن الجديد يجري انتاجه في حاضنات حديدية كبيرة حيث البيئة مناسبة اصطاعيا. بهذا الشكل يمكن انتاج، مخلوقات الانسان الجديدة لتصبح ادوية او حلول بيئية جديدة.
المنتوج الجديد يحقق كافة االشروط التي يتطلبها التعريف للاعتراف به على انه كائن جديد حي. الكائن يملك تبادل خلوي، وقادر على إعادة انتاج نفسه، كما انه قادر على الحركة بقواه الذاتية. وعلى الرغم من انهم كائنات حية، الا انه لايمكن مقارنتهم بالحياة الطبيعية الاولى التي نشات قبل حوالي اربعة مليارات السنة. الفرق بين العمليتين ان العلماء اليوم لازالوا في المرحلة التي يبنون فيها كائناتهم على منتوجات من الحياة الجاهزة على الارض، وبالتالي لم ينتجوا كامل مكوناتها من مواد كيميائية تماما، مثلا استخدموا الاغشية الخلوية والبلازما والبروتينات والمنشطات. وعلى الرغم من ان الكائن اصطناعي الا ان ذلك لازال لايعني ان الباحثين تمكنوا من نفخ الحياة في مواد جامدة، في حين يمكن القول انهم تمكنوا من االبناء على الاشكال الحية بطريقة لايمكن للطبيعة ان تقوم بها بدون تتدخل الانسان. من جهة ثانية يمكن القول ان التجربة برهنت نهائيا على ان الحياة هي مجرد مكونات كيميائية ولاشئ اخر. في هذا تكون قد قدمت جوابا بقي طويلا بدون اجابة، وهو ماهي الحياة.
حاشية اولى: الحمض النووي
اكتشف العلماء واتسون وكريك وويلكينس بنية الحامض النووي في الخلية ( حازوا على جائزة نوبل للطب )ووجدوا أنه يتألف من سلسلة طويلة لولبية على شكل سلم لولبي تسمى "لفة حلزونية مزدوجة " double helix ورغم أن جزيء الحامض النووي يبدو معقدا ولكنه في الواقع يتألف من أربعة أجزاء مختلفة تسمى نكليوتيدات nucleotides يمكنك تصورها كأبجدية فيها أربعة حروف فقط , ويتكون كل نيكلوتيد من ثلاث مكونات: السكر، مجموعة فوسفات وقاعدة نيتروجينية مقترنة مع رابطة هيدروجينية. والحامض النووي أشبه ما يكون بسلسلة طويلة من هذه الحروف , وهذه النكليوتيدات الخمسة ( أو الحروف الأبجدية الخمسة، مع ملاحظة انها تتكرر زوجياً ) هي
* Adenine, A
* Guanine, G
* Cytosine, C
* Thymin, T
* uracil, U
وترتبط هذه النكليوتيدات كأزواج مع بعضها بعضا مشكلة درجات السلم التي تتألف من العناصر الأساسية للنتروجين في النكليوتيد (يرتبط Adenine مع Thymine دوما كزوج و Cytonine مع Guanine كزوج ) أما طرفا السلم فيحتويان على المادة الفوسفاتية في النكليوتيد مرتبطة مع المادة السكرية في النكليوتيد المجاور له . حيث ادينين وغوانين يشكلون مجموعة بيورينات، في حين تشكل البقية مجموعة بيرمدينات. ويختلف النيكلوتيد عن الاخر انطلاقا من نوع القاعدة النتروجينية وجزيء السكر الخماسي.
ويعد الحامض النووي جزيئا طويلا إذا مددناه فسيكون طوله نحو 1 مليمترا لذلك حتى يتسع داخل الخلية فإن شكله يكون لولبيا ملتفا بشكل كبير على شكل صبغي دائري "كروموسوم " ( وهذا الأخير هو جسيم خيطي يظهر في نواة الخلية عند الانقسام ) ولدي الإنسان 46 كروموسوم وعندما تتكاثر الخلية يتم نسخ الكروموسومات ( الحامض النووي ) وتتوزع في كل خلية وليدة جديدة .
المصادر :
اول كروموسوم صناعي
الانسان يصبح خالقا
venter-skapar-baktericeller
Synthetic Genomes
انتاج اول خلية
__________