ما هو تاريخ علم الوراثة؟
يتضمن علم الجينوم (علم الوراثة) دراسة الجينات وعلم الوراثة والميراث والبيولوجيا الجزيئية والكيمياء الحيوية والإحصاءات البيولوجية ويتضمن معرفة التكنولوجيا المتقدمة وعلوم الكمبيوتر والرياضيات. أعطانا جورج سانتايانا (George Santayana) أقوى سبب لدراسة التاريخ بشكل عام، فقد قال: “أولئك الذين لا يستطيعون تذكر الماضي محكوم عليهم بتكراره” (سانتايانا، 1905-1906).
نشأت الوراثة من تحديد الجينات، الجينات (Genes): هي الوحدات الأساسية المسؤولة عن الوراثة. يمكن أيضاً تعريف علم الوراثة على أنه دراسة الجينات على جميع المستويات، بما في ذلك الطرق التي تعمل بها في الخلية والطرق التي تنتقل بها من الآباء إلى الأبناء.
يركّز علم الوراثة الحديث على المادة الكيميائية التي تتكون منها الجينات، والتي تسمى الحمض النووي deoxyribonucleic أو DNA، والطرق التي تؤثر بها على التفاعلات الكيميائية التي تشكل العمليات الحية داخل الخلية. يعتمد عمل الجينات على التفاعل مع البيئة.
النباتات الخضراء، على سبيل المثال لديها جينات تحتوي على المعلومات اللازمة لتجميع الكلوروفيل الصباغ الضوئي الذي يمنحها لونها الأخضر. يتم تصنيع الكلوروفيل في بيئة تحتوي على الضوء لأن جين الكلوروفيل يتم التعبير عنه فقط عندما يتفاعل مع الضوء. إذا تم وضع النبات في بيئة مظلمة، يتوقف تخليق الكلوروفيل لأنه لم يعد يتم التعبير عن الجين.
علم الوراثة في منتصف إلى أواخر القرن التاسع عشر:
تكمن أصول علم الوراثة في تطوير نظريات التطور. كان في عام (1858) أن أصل الأنواع وكيف تم تطوير تقلبية الأنواع بعد العمل البحثي لتشارلز داروين (Charles Darwin) ووالاس (Wallace). وصفوا كيف نشأت الأنواع الجديدة من الكائنات عبر التطور وكيف حدث الانتقاء الطبيعي لتطوير أشكال جديدة. لكنهم لم يعرفوا الدور الذي يجب أن تلعبه الجينات في هذه الظاهرة.
في نفس الوقت تقريبًا كان غريغور مندل (Gregor Mendel)، وهو راهب نمساوي، يقوم بتجارب مكثفة على الوراثة ووراثة نباتات البازلاء الحلوة. ووصف وحدة الوراثة بأنها جسيم لا يتغير وينتقل إلى النسل. عمله هو في الواقع أساس فهم مبادئ علم الوراثة حتى اليوم. وبالتالي يُعرف جريجور مندل باسم والد علم الوراثة (أبو الوراثة). ومع ذلك كان هناك القليل من الوعي بعمل غريغور خلال هذا الوقت.
أيضا في هذه الفترة تنبأ هيجل (Haeckel) بشكل صحيح بأن مادة الوراثة كانت موجودة في النواة. أظهر ميشر (Miescher) أن المادة الموجودة في النواة هي حمض نووي. كما تم اكتشاف الكروموسومات كوحدات تحمل معلومات وراثية في هذا الوقت تقريبًا.
علم الوراثة في أوائل القرن العشرين:
خلال هذا الوقت تم تأسيس المبادئ المندلية ونظرية الكروموسومات في الميراث. كان عمل مندل غير معروف إلى حد كبير. لم يكن حتى عام (1900) أن كان هناك إعادة اكتشاف لمبادئ ومنشورات مندلية التي بدأت في الاستشهاد بعمله.
أدى تطور نظرية الكروموسومات إلى ظهور مجال علم الوراثة الخلوية. تم الإبلاغ عن الملاحظات الأولى لتشوهات الكروموسومات (مثل الازدواجية والحذف والانتقالات والعاكسات) في هذا الوقت.
علم الوراثة في منتصف القرن العشرين:
في عام (1870) تم تحديد أن المادة الموجودة في النواة هي حمض نووي (DNA). تم تحديد الحمض النووي (DNA) ليكون المادة الوراثية بين (1920) ومنتصف (1950). أثبتت تجارب غريفيث (Griffith) مع سلالة بكتيرية هذه النظرية.
أظهر كل من (Avery) و(MacLeod) و(McCarty) أيضًا أن الحمض النووي (DNA)، وليس البروتين أو الحمض النووي الريبي (RNA) كان العامل المسؤول عن الوراثة الجينية وتطور السلالات البكتيرية التي درسها (Griffith).
في ذلك الوقت، حدد واتسون وكريك (Watson and Crick) في عملهما الرائد بنية الحمض النووي (DNA)، واقترح آخرون أن الحمض النووي (DNA) يحتوي على رمز وراثي. تم اكتشاف الرمز في الستينيات. اكتشف كريك عملية النسخ والترجمة وأدى إلى تشكيل “العقيدة المركزية للبيولوجيا الجزيئية (central dogma of molecular biology)” .
علم الوراثة في منتصف أواخر القرن العشرين وأوائل القرن الحادي والعشرين:
بشرت هذه الفترة بمفهوم علم الأحياء الجزيئي وعلم الوراثة الجزيئي. دخلت العديد من التقنيات المتقدمة طريقها إلى قاعدة المعرفة في هذا الوقت وشمل ذلك البيولوجيا الجزيئية (molecular biology)، تكنولوجيا الحمض النووي المؤتلف (recombinant DNA technology)، وأساليب التكنولوجيا الحيوية (biotechnology methods).
تم اكتشاف طرق التهجين الإشعاعي للحمض النووي (radiolabelling of the DNA) مع العلامات المشعة أو الفلورية (fluorescent tags) لتطوير طرق التشخيص والعلاج وكذلك أدوات البحث خلال هذا الوقت.
تم اكتشاف إنزيمات التقييد (Restriction enzymes) واستخدامها لبناء جزيئات الحمض النووي المؤتلف (recombinant DNA molecules) التي تحتوي على الحمض النووي الغريب (foreign DNA) الذي يمكن أن ينمو بكثرة في السلالات البكتيرية. هذه الطريقة يتم استخدامها في استخراج الإنسلوين لتصنيع علاجات لمرضى السكري.
ثم جاءت طرق مثل تفاعل سلسلة البوليميراز(Polymerase chain reaction PCR) ومجموعة من طرق التكنولوجيا الحيوية الأخرى وتطبيقات جديدة تم العثور عليها في الطب والعلاجات الصيدلانية وكذلك البحث.