אליענה+מ.+-+יונה+נ.+-+הנדסה+גנטית

__ בס"ד __ toc

**//__ חלק א': רקע __//**
הקדמה של גנטיקה וביולוגיה - כל היצורים החיים בנויים מתאים. החיידקים מורכבים מתא אחד והוא חסר גרעין ובעל מבנה פשוט יחסית. שאר היצורים הם חד-תאיים או רב-תאיים, התאים שלהם בעלי מבנה מורכב יותר והם מכילים גרעין. תהליכי הגדילה וההתרבות של התאים ותהליכי הרבייה וההתפתחות של היצורים השלמים נקבעים בעצם על-ידי תהליכים כימיים (ביוכימיים) שמתרחשים בתוך התא. תהליכי ייצורם של האנזימים בתא הם אלה שמכוונים ומבקרים את חיי התא.

__ הדרך שבה נוצרים האנזימים __ - האנזימים עשויים בדרך כלל מחלבון. חלבון הוא מולקולה שמורכבת מחומצות אמיניות. בחלבונים בטבע יש 20 חומצות אמיניות שונות. גודל החלבון, הרכב החומצות האמיניות שלו והרצף שבו הן קשורות אחת לשנייה - הם שקובעים את האופי הכימי שלו, את המבנה שלו ואת תכונותיו, ואם החלבון הוא אנזים - את הייחודיות שלו ואת יכולתו לזרז תהליך ספציפי. הגנים קובעים את הרכב החומצות האמיניות בחלבון ואת הסדר שבה הם מסודרים.

הגנים עשויים מדנ"א (DNA). דנ"א היא מולקולה מחוברת ארוכה מאד שמורכבת מ- 4 חלקים של מולקולות שנקראות נוקליאוטידים. מעקובת הנוקליאוטידים בדנ"א של גן מסוים קובעת למעשה את מעקובת החומצות האמיניות בחלבון שהגן הזה אחראי לייצור. הקוד הגנטי הוא המפתח שמקשר בין רצף של שלושה נוקליאוטידים מסוימים (יש 64 צירופים אפשריים בדנ"א), לבין חומצה אמינית אחת (מתון 20 אפשרויות) בחלבון. מעקובת הנוקליאוטידים בדנ"א מתועתקת תחילה למולקולה סדרתית של רנ"א ((RNA שזה ראשי תיבות של חומצה ריבונוקלאית), שגם היא עשויה מנוקליאוטידים, והיא זו שמתורגמת על-פי הקוד הגנטי  למעקובת חומצות אמיניות במנגנון ייצור החלבונים.  שרשרת הדנ"א נמצאת בתוך גרעין התא כשהיא מקופלת יחד עם חלבונים  מסיימים ויוצרת את הכרומוזום. בתאי חיידקים יש מולקולת דנ"א מעגלית  אחת ובתאים איקריוטים (של צמחים ובעלי-חיים) יש מספר מולקולות כאלה,  כל אחת מהן מרכיבה כרומוזום אחד. מספר הכרומוזומים בתא הוא קבוע אבל הוא  שונה ביצורים שונים והוא זז בין כרומוזומים בודדים לכמה עשרות.  לכל יצור יש ממכלול מסוים וקבוע של גנים בדנ"א שלו. ממכלול זה נקרא  גנוטיפ והוא זה שמייצג את הפוטנציאל התורשתי של האורגניזם. הדנ"א  היא מולקולה שמסוגלת להשתכפל בצורה מדויקת לשתי מולקולות זהות,  וכך נשמר בדיוק את המידע במעקובת הנוקליאוטידים שלה. בתהליך  השכפול נוצרים מכל כרומוזום - שני כרומוזומים זהים. בזמן חלוקת התא  לשניים עובר כל אחד מהם לאחד מתאי הבת וזאת הסיבה שהם מכילים את אותו המידע גנטי. ביצורים שמתרבים ברבייה מינית נוצרים תאי מין , שמכילים רק מחצית מספר הכרומוזומים, שמייצגים מנה אחת שלמה שלהם. לאחר תהליך ההפריה, שבו משתלבים שני תאי מין - אחד מכל הורה, נוצר שוב תא שמכיל מספר מלא של כרומוזומים. בתהליך הרבייה המינית נוצרים בכל הפריה צירופים חדשים של כרומוזומים.

הגנים של הצאצא נקבע על-ידי צירוף אקראי של מחצית הגנים של כל אחד מהוריו. השונות הגנטית שקיימת בין פרטים שונים באוכלוסייה נותנת יצירה של מגוון צאצאים, שכל אחד מהם שונה בתכונותיו.

לאחר שהוכיחו שהD.N.A הוא החומר התורשתי והקוד הגנטי הוא, היה ברור לחוקרים שיש אפשרות להעביר גנים מאורגניזם (יצור חי) אחד לאורגניזם אחר. זה ישנה את ההתנהגות של אורגניזם זה ואת ההתנהגות של צאצאיו. כדי להעביר את הגנים שרוצים צריך לבודד את הגן הזה מתוך כל ה D.N.A השלב הראשון הוא לפרק את כל המולקולה לחלקים קצרים כך שיש גישה לכל קטע בנפרד. הבעיה היא שצריך למצוא משהוא שיגרום לדנ"א להיות חתוך בצורה קבועה. המדענים גילו שלוש דרכים שונות:  א. שימוש באנזימי הגבלה – שאפשר לזהות מקומות ייחודיים בדנ"א ולעצור את הדנ"א במקומות האלה. לכל אנזים הגבלה יש מקום מסוים בדנ"א שהוא מזהה וחותך אותו. בגלל זה האנזימים חותכים את הדנ"א בצורה מדויקת. כל מולקולה של דנ"א, התחיל מולקולה מורכבת מרצפים שמהווים אתרי חיתוך לאנזימי הגבלה. (לרובם של אתרי החיתוך יש אופי פלינדרומים – אפשר לקרוא אותם משתי הצדדים וזה יצא אותו דבר כמו המילה שמש). כיום, ידועים יותר מ - 900 אנזימי הגבלה שחותכים באתרים שונים. את האנזימים אפשר להפיק מחיידקים שונים ב. שיבוט מולקולארי - המאפשר יצירת עותקים זהים רבים של מקטעי דנ"א לאחר שמבודדים אותם;  ג. קביעת סדר הנוקליאוטידים - מאפשר קריאה אוטומטית של הרצף במקטעי הדנ"א. השיטות האלה מאפשרות לבודד גן שמהווה תכונה רצויה, להוציא אותו מאורגניזם אחד ולהחדיר אותו אל תוך הדנ"א של אורגניזם אחר, ועל ידי כך ליצור אורגניזם משופר. מולקולות הדנ"א שנוצרות על ידי חיבור מלאכותי במבחנה נקראות "מולקולות דנ"א רקומביננטיות", בגלל שהן מראות צירוף חדש, שלא היה להן לפני. לכן, הטכנולוגיה של ההנדסה הגנטית נקראת טכנולוגיה של דנ"א רקומביננטי. אפשר ליצור דנ"א רקומביננטי מכמה מקורות שונים: וירוסים, חיידקים, צמחים ובעלי חיים.

החוקרים גם גילו שאם מוצאים גן שרוצים להשתמש בו אפשר להוציא אותו מתוך מולקולת ה- D.N.A. לאחר שמוציאים אותו מעבירים אותו לתוך תא של חיידק בגלל שהחיידק הוא ייצור חד תאי והוא מתרבה בקצב מהיר ונושא פלסמידים – מקטע מדנ"א שהוא לא חלק מהדנ"א הכרומוזומלי. בעזרת הדנ"א שמשתילים לתוך החיידק הוא יוצר את החלבון הרצוי וגם משתכפל.

**//__ חלק ב': __//**
הסבר הקשר בין העקרונות המדעיים לפתרון טכנולוגי

בגלל שאפשר לבחור את הגנים הרצויים זה גרם להתפתחות הטכנולוגיה, הסיבה לכך היא שבעבר לא היה אפשר לבחור ולעצב מה תהיה התוצאה. פעם היו קורים תקלות בכל מיני תחומים מכיוון שלא היה אפשר לכוון את תוצאות הגנים. למשל בחקלאות, החקלאים היו מאבדים הרבה כסף ויבול בגלל השיבושים בגנים. כשחוקרים גילו את ההנדסה הגנטית הם יכלו לשנות את התוצאות שמהם לא היו מרוצים. לדוגמא: לחקלאים לא היו בעיות יותר כי הם בחרו איזה גנים הם רוצים ובחרו את הגנים המובחרים כדי שהיבול יצא יותר טוב. ההנדסה הגנטית מופיעה לא רק בחקלאות אלא גם בתחומים שונים שקשורים לגנטיקה. **__לדוגמא:__**


 * //__ רפואה __//** - הנדסה גנטית יכולה לטפל במחלות רבות או התניה בגוף האדם, אשר היו בעבר הרבה יותר מזיקה. Many medicines and treatments are available only because of this technology. תרופות וטיפולים רבים זמינים רק בגלל הטכנולוגיה הזו. Today, there are drugs and vaccines which have the ability to treat cancer, Alzheimer's disease, heart disease, diabetes, multiple sclerosis, AIDS, and arthritis. כיום יש תרופות וחיסונים שיש להם את היכולת לטפל בסרטן, אלצהיימר, מחלות לב, סוכרת, טרשת נפוצה, איידס, ודלקת פרקים. בענף זה יש פוטנציאל לעשות דברים שתרופות רבות לא יכולות. Other ways genetic engineering helps in healthcare used a bacterium to produce a medically useful chemical.
 * //__ חקלאות- __//** רוב המזון שאנו אוכלים הם קשורים בדרך מסויים להנדסה גנטית. In fact, about 60 percent of our food has some sort of biotechnology in it. למעשה, כ 60 אחוז מהמזון שלנו מכיל ביוטכנולוגיה. By taking traits from one organism and putting it into a food, the food can be altered in many ways, like having it last longer, taste better, and grow faster and larger. על ידי לקיחת תכונות של אורגניזם אחד ומכניסים אותו לתוך המזון, האוכל יכול להשתנות בדרכים רבות, טעם טוב יותר, גדלים מהר יותר וכו'.It can also be designed to be more immune to certain diseases. אפשר גם לגרום לו להיות חסון יותר מפני מחלות מסוימות. With less farmers and a greater need of food, genetic engineering can be the savior for this very important field. אם החקלאים צריכים מזון גדול יותר הוא ישתמש בהנדסה גנטית.
 * //__ תעשייה: __//** היכולת של חיידקים כדי לייצר כימיקלים ניתן להשתמש בתחומים אחרים, כמו גם כגון בתעשיית הגבינה. Also, genetically related advances and business is booming. כמו כן, ההתקדמות בנושא גנטית והעסקים פורחים. Click the link for more information. לחץ על הקישור לקבלת מידע נוסף.
 * //__ טרור: __//** - המועצות לשעבר המשמש תכונות באורגניזמים רבים כדי להפוך את נשק ביולוגי ווירוסים לא שמעתי קודם לכן על. One scenario is that by using recombinant DNA methods, they might have taken the lethality of Ebola, combined it with the worst part of anthrax, and to top it off, made it extremely contagious by including parts of the smallpox virus. אחד התרחישים הוא כי על ידי שימוש בשיטות ה-DNA רקומביננטי, אולי הם לקחו את הקטלניות של האבולה, יחד עם החלק הגרוע ביותר של אנתרקס, וכדי הדף אותה, עשה את זה מידבק מאוד על ידי כולל חלקים של נגיף האבעבועות השחורות. In fact, the USSR was so adept at making biological weapons that they were up to 20 years ahead of the United State's progress at the time. למעשה, הייתה ברית המועצות מיומן כדי להפוך את נשק ביולוגי שהם עד 20 שנים לפני התקדמות המדינה הברית באותה תקופה.

**//__ חלק ג': על החוקר __//**
יש אנשים שחושבים שזה התחיל הזמן התנ"ך בתכסיס שיעקוב עהש ללבן עם הכבשים. ההנדסה גנטית המודרנית התחילה בשנת 1973 מתי שהמדענים וHerbert Boyer Stanley Cohen השתמשו באנזים כדי לחתוך חיידק פלסמיד ולשים חלק מדנ"א אחר בחור. החלק של הדנ"א היה אותו סוג של הדנ"א האחר אך הורה דרך חדש של ערבוב דנ"א של אורגניזמים שונים. מאז שנת 1937 התחילו לחקור את הנושא יותר ויותר וגילו יותר דברים והגיעו עד לרמה של היום.

**//__ חלק ד': __//****//__ השפעת הגילוי על סגנון החיים: __//**
לפני הגילוי לא היה את היכולת לבחור ולדעת איך יצא או יראה התוצר החדש. היו בעיות בהבנת התופעה. עכשיו, בימינו חוקרים הצליחו להבין ולהשפיע על התוצר החדש ואיזה גנים הם יקבלו. היו דברים שאנשים אהבו אך לא היה מושלם – משהו הפריע להם לדוג':

הנדסה גנטית יכולה לשמש ליצירת פירות וירקות יפים וגדולים יותר אבל כאן לא מסתיים תפקידה. נעשה בה שימוש מתוחכם הרבה יותר:

יצירת עמידות לקוטלי עשבים שונים בגידולים המטופחים ע"י האדם יאפשר לעשות שימוש בקוטלים אלו בשדות מבלי לחשוש שהגידול עצמו יפגע.

**//__ חלק ה': __//**
מדוע לדעתכן מהוה הגילוי תרומה או פריצת דרך?

לדעתי, התגלית תורמת ופורצת דרך מכיוון שהיא מתנגדת לחסרונות טבע ומתקנת אותם. הטבע נותן תוצרים שלפעמים בני האדם לא מסתפקים בהם ולכן, בעיני התגלית היא מרשימה ביותר, כי הצלחנו לתקן את הבעיה החקלאית שתעזור לאורך שנים. בעבר, לא היו יכולים להשתלט על נתוני הטבע, ובעזרת התגלית הזאת, בני האדם מגלים את העולם יותר ויותר, ולאט לאט מתפתחים.

התגלית תשנה את סגנון החיים מעכשיו והלאה ותשפיע לטובה על התרבות של היום.

**//__ חלק ו': תמונות __//**
http://www.google.co.il/imgres?q=%D7%94%D7%A0%D7%93%D7%A1%D7%94+%D7%92%D7%A0%D7%98%D7%99%D7%AA&hl=iw&biw=1024&bih=677&gbv=2&tbm=isch&tbnid=DudBQD5iw_azMM:&imgrefurl=http://www.ynet.co.il/yaan/0,7340,L-12148,00.html&docid=bQJ5I83ctoJufM&imgurl=http://www.ynet.co.il/PicServer2/01082004/567669/plasmid-construction1_408.gif&w=408&h=369&ei=EpzQT_Uqg53yA6mE7dwM&zoom=1&iact=hc&vpx=647&vpy=327&dur=483&hovh=213&hovw=236&tx=175&ty=88&sig=116478508557226786500&page=1&tbnh=145&tbnw=160&start=0&ndsp=15&ved=1t:429,r:5,s:0,i:92//

//http://www.google.co.il/imgres?q=%D7%94%D7%A0%D7%93%D7%A1%D7%94+%D7%92%D7%A0%D7%98%D7%99%D7%AA&hl=iw&biw=1024&bih=677&gbv=2&tbm=isch&tbnid=bnnu_8QHkJrVGM:&imgrefurl=http://www.ynet.co.il/yaan/0,7340,L-12148,00.html&docid=bQJ5I83ctoJufM&imgurl=http://www.ynet.co.il/PicServer2/01082004/575854/enzyme_408.jpg&w=408&h=361&ei=EpzQT_Uqg53yA6mE7dwM&zoom=1

**//__ חלק ז': __//**__ החסרונות בהנדסה גנטית: __

 * //__ 1) __//** מכניסים לצמח תכונות חדשות שזרים ולא מוכרים לו. זה עלול לגרום לצמח להפוך להיות עבש "שוטה", כלומר שהוא מתרבה במהירות ותופעה זו עלולה לגרום לנזק. המלחמה בו תהיה מאוד יקרה ואפילו יותר מהרווח שיתקבל ממנו לאחר הכנסת התכונות החדשות.
 * //__ 2) __//** לפעמים יש לצמחים המהונדסים גנטית, השפעה שלילית על בני האדם שאוכלים אותם.
 * //__ 3) __//** ליבולים מהונדסים גנטית יכולות להיות תוצאות מזיקות. __לדוגמא__: בשנת 1989 פרצה בארצות-הברית מחלה חדשה - EMS. התברר שהיא תוצאה של הנדסה גנטית בלתי מוצלחת: חיידק, אשר הונדס לייצר כמויות גדולות מהרגיל, החל - באופן בלתי צפוי - להפוך חלק מעודפי האוכל לחומר רעיל, שזיהם את המוצר הסופי וגרם למותם של 37 אנשים!
 * //__ 4) __//** אי אפשר תמיד לסמוך על התוצאות 100%, כי הן בלתי צפויות.


 * //__ 5) __//** באמצעות ההנדסה הגנטית, בני האדם משנים את דרך הטבע. לפי מספר דתות מעשה זה הוא אסור.


 * //__ 6) __//** אובדן של מגוון ביולוגי ביבולים.


 * //__ 7) __//** סכנה להתפתחות מחלות.

**//__ חלק ח': __//**
סיכום: שאלות נוספות למחשבה ולהתייחסות - __ · מה תרמה לי העבודה? __ אנו חקרנו את הנושא של הנדסה גנטית. זה היה מאוד מעניין וקיבלנו תשובות להרבה שאלות שעלו לנו. אנחנו הבנו איך כל התהליך עובד ואיך יש מאכלים חדשים בסופר שהכינו על ידי הנדסה גנטית. אנו חיים בעולם שכמעט כל מאכל שאנו מכניסים לפה מהונדס גנטית ולכן זה טוב לדעת מה זה הנדסה גנטית והאם זה טוב או רע לבריאות. ההנדסה הגנטית הייתה פריצת דרך מאוד גדולה ומשמעותית שתשנה את חיי העולם לעד, ולדעתי מאוד חשוב להבין לעומק את התהליך של ההנדסה גנטית. · __מה למדתי על חשיבות המחקר המדעי?__ אנו למדנו שהמחקר המדעי מאוד חשוב בגלל שזה עוזר מאוד בתחומים שונים. זה משפר חומרים ואפשר לבחור איזה תכונות רוצים כדי ליצור משהוא שונה. כאשר יש אפשרות לכוון את תוצאות הניסוי ולקבל תוצר חדש ש"נולד" באופן לא טבעי, זה גורם לשינוי גדול מאוד בתחומים שונים. למשל את הנושא של החקלאות, ההנדסה הגנטית עוזרת להם להיות בטוחים שהיבול יהיה טוב יותר ומשובח. כך, יש לחקלאים יתרון גדול במספר אופנים: בזבוז כסף, עבודה, ויבול. חשיבת המחקר עזר והשפיעה מאוד לטובה בתחומים מסוימים. למרות היתרונות, למדנו שיש גם הרבה חסרונות, שאפילו עלו במחיר של מוות. למדנו הרבה, וחקרנו את חשיבות המחקר לכל מיני תחומים שונים, ואנשים מקצועות מסוימות.

media type="custom" key="18936878"

__ חלק ט' בבילוגרפיה __
__ויקיפדיה,__ "הנדסה גנטית" במאי 2012, 6-5-12 > []>

__ מולקולרית והנדסה גנטית, __ 6-5-12 מתוך: [|http://www.amalnet.k12.il/sites/genetic/default.asp>] [|גנטיקה]> המחשה: []

פרופסור הירשינברג, יוסף. "הנדסה גנטית מהי?", __הביוספירה,__ כ"ג, 6-7, מרץ אפריל 1994. מתוך: "כתבי עת ומאגרי מידע", <[]> __ האדם של מגרש המשחקים, 6-5-12, __ <
 * //__ http://translate.google.co.il/translate?hl=iw&langpair=en%7Ciw&u=http: __//__library.thinkquest.org/04apr/00774/en/txt/uses.html__****__ > __//**

History of genetic engineering, 7-5-12

<

[]>