Transcript חידושי המדע 11.8.11

‫חידושי המדע‬
‫פרויקט הגנום‪ ,‬הנדסה גנטית ושיבוט‬
‫נושאי השיעור‬
‫פרויקט הגנום האנושי‬
‫הנדסה גנטית ושימושיה‬
‫• הנדסה גנטית בחקלאות‬
‫• הנדסה גנטית ברפואה‬
‫שיבוט‬
‫חידושי המדע‬
‫מתחילת שנות ה‪ 90-‬מדע הגנטיקה קיבל דחיפה עצומה‪ ,‬הודות להתפתחות הטכנולוגיה‬
‫ולמחקר מדעי נרחב‪ .‬כיום‪ ,‬תחום זה מעסיק מומחים רבים בעולם כולו‪ ,‬אשר מנסים לחקור‬
‫מנגנונים גנטיים כדי ללמוד ולהבין יותר לעומק תהליכים ביולוגיים המתרחשים ברמת התא‪,‬‬
‫היצור החי והמערכת האקולוגית כולה‪.‬‬
‫כמו כן‪ ,‬נעזרים בידע הקיים בגנטיקה ובטכנולוגיות מתקדמות‪ ,‬לפיתוח יישומים שונים בתעשייה‬
‫וברפואה‪.‬‬
‫מחקרים במדע הגנטיקה נעשים ברמות שונות‪:‬‬
‫כרומוזום‪ ,‬גן‪ ,‬זוגות הבסיסים ב‪DNA-‬‬
‫‪2‬‬
‫שאלה ‪ :1‬פרויקט הגנום האנושי‬
‫מהו גנום?‬
‫כל המידע התורשתי של אורגניזם כלשהו המקודד ב‪ DNA-‬שמרכיב את הכרומוזומים‪ ,‬ומצוי‬
‫בגרעין התא של כל תא בגופו‪.‬‬
‫שאלה ‪:1‬‬
‫לפניכם רשימה של מספר אורגניזמים‪ :‬האם יש הבדל בין גנום של אורגניזם ממין אחד לגנום‬
‫של אורגניזם ממין אחר?‬
‫זברה‪ ,‬חצב מצוי‪ ,‬קרפיון‪ ,‬חגב‪ ,‬אמבה‪ ,‬עובר של חולדה‪ ,‬תמנון‪ ,‬עץ צפצפה‪ ,‬טווס זכרי‪ ,‬נקבת‬
‫טווס‪ ,‬חיידק הסטרפטוקוקוס‪ ,‬ראשן של צפרדע‪ ,‬שושנת‪-‬ים‪ ,‬תנין‪ ,‬גור של היפופוטם‬
‫‪3‬‬
‫תשובה ‪ :1‬פרויקט הגנום האנושי‬
‫מהו גנום?‬
‫כל המידע התורשתי של אורגניזם כלשהו המקודד ב‪ DNA-‬שמרכיב את הכרומוזומים‪ ,‬ומצוי‬
‫בגרעין התא של כל תא בגופו‪.‬‬
‫שאלה ‪:1‬‬
‫לפניכם רשימה של מספר אורגניזמים‪ :‬האם יש הבדל בין גנום של אורגניזם ממין אחד לגנום‬
‫של אורגניזם ממין אחר?‬
‫זברה‪ ,‬חצב מצוי‪ ,‬קרפיון‪ ,‬חגב‪ ,‬אמבה‪ ,‬עובר של חולדה‪ ,‬תמנון‪ ,‬עץ צפצפה‪ ,‬טווס זכרי‪ ,‬נקבת‬
‫טווס‪ ,‬חיידק הסטרפטוקוקוס‪ ,‬ראשן של צפרדע‪ ,‬שושנת‪-‬ים‪ ,‬תנין‪ ,‬גור של היפופוטם‬
‫תשובה‪:‬‬
‫לכל אורגניזם יש‪ ,‬בכל אחד מתאיו‪ DNA ,‬המאורגן בכרומוזומים ‪ -‬זהו הגנום המאפיין את כלל‬
‫הפרטים של אורגניזמים בני אותו מין‪ .‬לאורגניזמים ממינים שונים‪ ,‬גנום שונה‪ :‬יש הבדלים‬
‫במספר הכרומוזומים‪ ,‬בגנים וסידורם על גבי הכרומוזומים וברצף הנוקליאוטידים‪.‬‬
‫אולם גם בגנום של אורגניזמים בני אותו המין יש הבדלים קטנים בין פרט לפרט (ברצף‬
‫הנוקליאוטידים בלבד)‪.‬‬
‫‪4‬‬
‫פרויקט הגנום האנושי‬
‫הגנום האנושי הוא כל המידע התורשתי של האדם המקודד ב‪ DNA-‬שמרכיב את הכרומוזומים‪,‬‬
‫ומצוי בגרעין התא של כל תא בגוף האדם‪.‬‬
‫בשנת ‪ 1990‬החל אחד המיזמים השאפתניים והחשובים ביותר של סוף המאה ה‪:20-‬‬
‫פרויקט הגנום האנושי‪.‬‬
‫מטרת הפרויקט היתה לרצף ולמפות את הגנום האנושי במלואו – כלומר‪ ,‬לזהות את הרצף‬
‫המדויק של כל זוגות הבסיסים ב‪ DNA-‬של האדם‪ ,‬להכיר את כל הגנים ולמפות אותם על גבי רצף‬
‫ה‪.DNA-‬‬
‫מדענים וצוותי מחקר רבים מכל רחבי העולם לקחו חלק בפרויקט‪ .‬לדוגמה‪ ,‬חוקרים ממכון ויצמן‬
‫למדע היו מעורבים בריצוף ומיפוי כרומוזום מספר ‪ 17‬וחוקרים מאוניברסיטת תל‪-‬אביב השתתפו‬
‫בריצוף ומיפוי כרומוזום מספר ‪.11‬‬
‫בשנת ‪ 2006‬הסתיים המיפוי המלא של כל הכרומוזומים של האדם והתקבל מאגר מידע של כלל‬
‫בסיסי ה‪ DNA-‬והגנים בגנום האנושי‪ ,‬כמעין אנציקלופדיה של החומר התורשתי של האדם‪.‬‬
‫חשבו‪:‬‬
‫מדוע היה חשוב לגלות את כל רצף הבסיסים ב‪ ?DNA-‬מהם היתרונות במאגר מידע שמרכז את‬
‫הנתונים שנתקבלו בעקבות פרויקט הגנום האנושי?‬
‫‪5‬‬
‫שאלה ‪ :2‬פרויקט הגנום האנושי‬
‫חשבו ‪-‬‬
‫מדוע היה חשוב לגלות את כל רצף הבסיסים ב‪ ?DNA-‬מהם היתרונות במאגר מידע שמרכז את‬
‫הנתונים שנתקבלו בעקבות פרויקט הגנום האנושי?‬
‫השלמתו של פרויקט הגנום האנושי הביאה להתקדמות מרחיקת לכת בחקר התורשה וברפואה‪.‬‬
‫הפרויקט תרם רבות ל‪...‬‬
‫הבנה של תפקוד כל הגנים‬
‫איתור גנים פגומים הגורמים למחלות תורשתיות שונות‬
‫פיתוח בדיקות לאבחון גנים פגומים‬
‫ואולי‪ ,‬בעתיד‪ ,‬גם ריפוי גני‪ :‬תיקון גנים פגומים או החלפתם בגנים תקינים‪.‬‬
‫שאלה ‪:2‬‬
‫אילו שימושים ויישומים עתידיים יכולים להיות לפרויקט הגנום האנושי? תנו דוגמאות‬
‫‪6‬‬
‫תשובה ‪ :2‬פרויקט הגנום האנושי‬
‫שאלה ‪:2‬‬
‫אילו שימושים ויישומים עתידיים יכולים להיות לפרויקט הגנום האנושי? תנו דוגמאות‬
‫תשובה‪:‬‬
‫איתור מוטציות גנטיות בגנים שונים‬
‫איתור נשאים למוטציות‬
‫אבחון מחלות תורשתיות בעוברים‬
‫אבחון הסיכון לחלות במחלות תורשתיות בבוגרים‬
‫אבחון מוקדם של מוטציות ושינויים בתאים סרטניים‬
‫ריפוי גני – תיקון או החלפה של גנים פגומים‬
‫טיפול רפואי "מותאם אישית" המסתמך על פיצוח רצף ה‪ DNA-‬של החולה‬
‫‪7‬‬
‫הנדסה גנטית‬
‫הנדסה גנטית היא תהליך בו משנים את ה‪ DNA-‬של יצור על מנת לשנות את תכונותיו של היצור‬
‫לפי רצונו של האדם ובהתאם לצרכיו‪.‬‬
‫התהליך מתבצע באמצעות החדרת ‪ DNA‬שמקורו ביצור אחד או ‪ DNA‬מלאכותי שנוצר‬
‫במעבדה‪ ,‬אל תוך תאיו של היצור המקבל (היצור ה"מהונדס")‪.‬‬
‫בדרך זו‪ ,‬אפשר להוסיף גנים‪" ,‬להשתיק" גנים או לשנות גנים (על ידי החדרת מקטע ‪ DNA‬לתוך‬
‫אזור בקרה בגן כלשהו) ולמעשה‪ ,‬להקנות ליצור ה"מהונדס" תכונה חדשה‪.‬‬
‫היצור המהונדס נקרא‬
‫יצור‪/‬אורגניזם טרנסגני‬
‫ההנדסה הגנטית מתאפשרת הודות לאחידות הקיימת בעולם היצורים החיים‪:‬‬
‫המבנה הבסיסי של ה‪ DNA-‬הוא זהה בכל היצורים החיים‪.‬‬
‫הקוד הגנטי הוא אוניברסלי‪ ,‬כלומר‪ ,‬זהה כמעט לחלוטין בכל היצורים החיים‪ :‬חיידקים‪ ,‬צמחים‪,‬‬
‫בעלי‪-‬חיים ובאדם‪ .‬כל קודון‪ ,‬מתורגם בכל היצורים‪ ,‬לאותה חומצת אמינו בדיוק!‬
‫לכן אפשר להעביר גנים מיצור אחד ליצור אחר גם כאשר שני היצורים אינם מאותו מין‪.‬‬
‫‪8‬‬
‫שאלה ‪ :3‬הנדסה גנטית‬
‫שאלה ‪:3‬‬
‫שלשת הבסיסים ‪ AAA‬ב‪ DNA -‬בתאי אדם מקודדת לחומצה האמינית גליצין‪ .‬לאיזו חומצה‬
‫אמינית מקודדת שלשת בסיסים זו בתאי עכבר ובתאי צפרדע?‬
‫א‪ .‬בעכבר ‪ -‬לחומצה האמינית גליצין אך בצפרדע‪ ,‬שאינו יונק ‪ -‬לחומצה האמינית פרולין‪.‬‬
‫ב‪ .‬בעכבר ‪ -‬לחומצה האמינית גליצין אך בצפרדע‪ ,‬שאינו יונק ‪ -‬לחומצה האמינית גלוטמין‪.‬‬
‫ג‪ .‬לא ניתן לדעת מפני שישנם הבדלים בקוד הגנטי בין יצורים שונים‪.‬‬
‫ד‪ .‬גם בעכבר וגם בצפרדע היא מקודדת לחומצה האמינית גליצין‪.‬‬
‫‪9‬‬
‫תשובה ‪ :3‬הנדסה גנטית‬
‫שאלה ‪:3‬‬
‫שלשת הבסיסים ‪ AAA‬ב‪ DNA -‬בתאי אדם מקודדת לחומצה האמינית גליצין‪ .‬לאיזו חומצה‬
‫אמינית מקודדת שלשת בסיסים זו בתאי עכבר ובתאי צפרדע?‬
‫א‪ .‬בעכבר ‪ -‬לחומצה האמינית גליצין אך בצפרדע‪ ,‬שאינו יונק ‪ -‬לחומצה האמינית פרולין‪.‬‬
‫ב‪ .‬בעכבר ‪ -‬לחומצה האמינית גליצין אך בצפרדע‪ ,‬שאינו יונק ‪ -‬לחומצה האמינית גלוטמין‪.‬‬
‫ג‪ .‬לא ניתן לדעת מפני שישנם הבדלים בקוד הגנטי בין יצורים שונים‪.‬‬
‫ד‪ .‬גם בעכבר וגם בצפרדע היא מקודדת לחומצה האמינית גליצין‪.‬‬
‫תשובה‪:‬‬
‫התשובה הנכונה היא ד'‪.‬‬
‫בכל היצורים‪ ,‬בין אם מדובר באדם‪ ,‬עכבר או צפרדע‪ ,‬קודון כלשהו מתורגם לאותה חומצת‬
‫אמינו בדיוק‪ .‬זוהי תכונת האוניברסליות של הקוד הגנטי‪.‬‬
‫‪10‬‬
‫הנדסה גנטית‬
‫ההנדסה הגנטית מאפשרת‪...‬‬
‫העברת גנים בין יצורים מקבוצות שונות‪ .‬למשל‪ ,‬העברת גנים מחיידקים לבע"ח‪.‬‬
‫שיפור גנים הקיימים ביצור‪.‬‬
‫השפעה על רמת הביטוי של גנים והזמן בו הם מתבטאים (בקרה על התעתוק)‪.‬‬
‫להנדסה הגנטית יש השפעה גדולה על החברה האנושית והסביבה‪ .‬חוקרים רבים עוסקים היום‬
‫בתחום ההנדסה הגנטית הן במחקר מדעי טהור והן בפיתוח יישומים שונים בתעשייה‪ ,‬בחקלאות‬
‫וברפואה‪.‬‬
‫עוברים של עכבר‬
‫טרנסגני שהוחדר אליו‪,‬‬
‫בהנדסה גנטית‪ ,‬גן‬
‫שהתוצר שלו הוא‬
‫חלבון הצובע בכחול את‬
‫תאי העצב של מערכת‬
‫העצבים התחושתית‪.‬‬
‫‪© Dr. Avraham Yaron, Weizmann Institute of Science‬‬
‫העכברים הטרנסגניים ‪ Brn3a-LacZ‬נוצרו וצולמו במעבדתו של ד"ר אברהם ירון‪ ,‬מכון ויצמן למדע‬
‫‪11‬‬
‫הנדסה גנטית בחקלאות ותעשיית המזון‬
‫להנדסה הגנטית שימושים רבים בתחום החקלאות ותעשיית המזון‪ .‬חברות ביוטכנולוגיות‬
‫מיישמות את ההנדסה הגנטית בעיקר בצמחים המיועדים למאכל אך גם בחיות משק‪ ,‬כדי לקבל‬
‫תכונות רצויות או להגדיל את התוצרת‪ .‬לדוגמה‪ ,‬בגידולי התירס‪ :‬יותר מ‪ 60%-‬מיבול התירס‬
‫בארצות‪-‬הברית כיום הוא מגידולי תירס טרנסגני (= מהונדס גנטית)!‬
‫חשבו‪:‬‬
‫מה אפשר לשנות ולשפר בהנדסה גנטית של צמחי מאכל וחיות משק? תנו דוגמאות‬
‫מעניין לדעת‪...‬‬
‫בין היצורים הראשונים שהונדסו גנטית לצרכים מסחריים היו דגי זברה שהונדסו גנטית ליצירת‬
‫דגים טרנסגניים בצבעים זוהרים‪ :‬צהוב‪ ,‬ירוק‪ ,‬ורוד‪ ,‬כתום‪ .‬מין מהונדס זה נקרא בשם ® ‪GloFish‬‬
‫(לצפייה בסרטונים של דגי ® ‪ GloFish‬היכנסו אל הקישור)‬
‫‪12‬‬
‫הנדסה גנטית בחקלאות ותעשיית המזון‬
‫חשבו‪:‬‬
‫מה אפשר לשנות ולשפר בהנדסה גנטית של צמחי מאכל וחיות משק? תנו דוגמאות‬
‫תשובה‪:‬‬
‫זירוז קצב הגידול של צמחים (כך אפשר יהיה לגדל מזון רב יותר באותו זמן)‬
‫שיפור הערך התזונתי של התוצרת החקלאית (פחות שומן בחלב‪ ,‬יותר חלבון בביצים‪ ,‬יותר‬
‫ויטמינים בירקות)‬
‫שיפור הטעם של התוצרת החקלאית (פירות מתוקים יותר‪ ,‬ירקות עסיסיים יותר)‬
‫הארכת חיי המדף של פירות וירקות‬
‫הקניית עמידות בפני מזיקים לצמחים (כך אפשר להימנע מריסוס בחומרי הדברה רעילים)‬
‫טיפוח צמחים שעמידים גם בתנאי סביבה קשים לדוגמה יובש‪ ,‬טמפרטורות קיצוניות‬
‫דוגמאות לצמחי‬
‫מאכל טרנסגניים‬
‫‪13‬‬
‫שאלה ‪ :4‬הנדסה גנטית בחקלאות ותעשיית המזון‬
‫שאלה ‪( 4‬מתוך בחינת בגרות ‪:)2004‬‬
‫כיום משתמשים יותר ויותר בהנדסה גנטית בחקלאות‪.‬‬
‫א‪ .‬מהן המטרות העיקריות לשימוש בהנדסה גנטית בחקלאות? תן דוגמא‪.‬‬
‫ב‪ .‬המתנגדים לשימוש בהנדסה גנטית בחקלאות‪ ,‬טוענים כי עלולות להיות סכנות ביצירת‬
‫אורגניזם טרנסגני (יצור שהוחדרו לתוכו קטעי ‪ DNA‬שמקורם ביצור אחר)‪.‬‬
‫מהן לדעתך הסכנות האפשריות?‬
‫רמז‪ :‬איזו השפעה יכולה להיות לאורגניזמים טרנסגניים על המערכת האקולוגית?‬
‫מה הסכנה באחידות הגנטית שתוצר עקב העובדה שאורגניזמים ממין מסוים‪ ,‬שהונדסו‬
‫גנטית‪ ,‬הם זהים אחד לשני?‬
‫‪14‬‬
‫תשובה ‪ :4‬הנדסה גנטית בחקלאות ותעשיית המזון‬
‫שאלה ‪( 4‬מתוך בחינת בגרות ‪:)2004‬‬
‫כיום משתמשים יותר ויותר בהנדסה גנטית בחקלאות‪.‬‬
‫א‪ .‬מהן המטרות העיקריות לשימוש בהנדסה גנטית בחקלאות? תן דוגמא‪.‬‬
‫ב‪ .‬המתנגדים לשימוש בהנדסה גנטית בחקלאות‪ ,‬טוענים כי עלולות להיות סכנות ביצירת‬
‫אורגניזם טרנסגני (יצור שהוחדרו לתוכו קטעי ‪ DNA‬שמקורם ביצור אחר)‪.‬‬
‫מהן לדעתך הסכנות האפשריות?‬
‫רמז‪ :‬איזו השפעה יכולה להיות לאורגניזמים טרנסגניים על המערכת האקולוגית?‬
‫מה הסכנה באחידות הגנטית שתוצר עקב העובדה שאורגניזמים ממין מסוים‪ ,‬שהונדסו‬
‫גנטית‪ ,‬הם זהים אחד לשני?‬
‫תשובה‪:‬‬
‫א‪ .‬המטרות העיקריות לשימוש בהנדסה גנטית בחקלאות הן השבחת התוצרת החקלאית של‬
‫הגידולים וחיות המשק באמצעות העלאת כמות התוצרת וכן שיפור האיכות על ידי העלאת‬
‫הערך התזונתי ושיפור הטעם‪ .‬מטרות נוספות של הנדסה הגנטית בצמחים הן הקניית עמידות‬
‫בפני מזיקים או תנאי מחיה קיצוניים בבית הגידול‪.‬‬
‫לדוגמא‪ ,‬יצירת מלפפון טרנסגני שנשמר היטב במקרר במשך שבועות‪.‬‬
‫‪15‬‬
‫תשובה ‪ :4‬הנדסה גנטית בחקלאות ותעשיית המזון‬
‫שאלה ‪( 4‬מתוך בחינת בגרות ‪:)2004‬‬
‫כיום משתמשים יותר ויותר בהנדסה גנטית בחקלאות‪.‬‬
‫א‪ .‬מהן המטרות העיקריות לשימוש בהנדסה גנטית בחקלאות? תן דוגמא‪.‬‬
‫ב‪ .‬המתנגדים לשימוש בהנדסה גנטית בחקלאות‪ ,‬טוענים כי עלולות להיות סכנות ביצירת‬
‫אורגניזם טרנסגני (יצור שהוחדרו לתוכו קטעי ‪ DNA‬שמקורם ביצור אחר)‪.‬‬
‫מהן לדעתך הסכנות האפשריות?‬
‫רמז‪ :‬איזו השפעה יכולה להיות לאורגניזמים טרנסגניים על המערכת האקולוגית?‬
‫מה הסכנה באחידות הגנטית שתוצר עקב העובדה שאורגניזמים ממין מסוים‪ ,‬שהונדסו‬
‫גנטית‪ ,‬הם זהים אחד לשני?‬
‫תשובה‪:‬‬
‫ב‪ .‬סכנות אפשריות‪:‬‬
‫אורגניזמים טרנסגניים עלולים להתחרות בפרטים בני אותו המין (שלא הונדסו גנטית)‪,‬‬
‫להתרבות ואף להחליף את צמחי הבר ובעלי החיים בטבע וכך לפגוע במערכת האקולוגית‪.‬‬
‫עלולים לפגוע בשונות הגנטית וליצור אחידות גנטית רבה מדי‪ .‬שינוי משמעותי בתנאי‬
‫הסביבה יפגע אנושות במין שפרטיו זהים זה לזה‪.‬‬
‫בעיה מוסרית‪ :‬באיזו זכות בני האדם משנים תכונות של יצורים חיים לפי רצונם?‬
‫‪16‬‬
‫שאלה ‪ :5‬הנדסה גנטית בחקלאות ותעשיית המזון‬
‫שאלה ‪:5‬‬
‫חקלאי בעל מחלבת עיזים בדרום הארץ רכש עז ותיש מזן מיוחד שהונדס גנטית כך שהחלב יכיל‬
‫אחוז נמוך יותר של שומן‪ .‬האם החקלאי יכול לצפות שתוך מספר שנים יהיה לו עדר עיזים‬
‫שמניבות חלב בעל אחוז שומן נמוך?‬
‫א‪ .‬לא‪ ,‬מפני שתכונה שהוקנתה ליצור בהנדסה גנטית אינה עוברת בתורשה‪.‬‬
‫ב‪ .‬לא‪ ,‬מפני שתכונה שהוקנתה ליצור בהנדסה גנטית לא גרמה לשינוי ברמת ה‪ DNA-‬אלא‬
‫ברמת החלבון בלבד‪.‬‬
‫ג‪ .‬כן‪ ,‬מפני שצאצאיהם של העז והתיש המהונדסים גנטית יכולים לקבל בתורשה את הגנים‬
‫המהונדסים‪.‬‬
‫ד‪ .‬כן‪ ,‬מפני שצאצאיהם של העז והתיש המהונדסים גנטית יכולים לקבל בתורשה את החלבונים‬
‫שנוצרו מהגנים המהונדסים‪.‬‬
‫‪17‬‬
‫תשובה ‪ :5‬הנדסה גנטית בחקלאות ותעשיית המזון‬
‫שאלה ‪:5‬‬
‫חקלאי בעל מחלבת עיזים בדרום הארץ רכש עז ותיש מזן מיוחד שהונדס גנטית כך שהחלב יכיל‬
‫אחוז נמוך יותר של שומן‪ .‬האם החקלאי יכול לצפות שתוך מספר שנים יהיה לו עדר עיזים‬
‫שמניבות חלב בעל אחוז שומן נמוך?‬
‫א‪ .‬לא‪ ,‬מפני שתכונה שהוקנתה ליצור בהנדסה גנטית אינה עוברת בתורשה‪.‬‬
‫ב‪ .‬לא‪ ,‬מפני שתכונה שהוקנתה ליצור בהנדסה גנטית לא גרמה לשינוי ברמת ה‪ DNA-‬אלא‬
‫ברמת החלבון בלבד‪.‬‬
‫ג‪ .‬כן‪ ,‬מפני שצאצאיהם של העז והתיש המהונדסים גנטית יכולים לקבל בתורשה את הגנים‬
‫המהונדסים‪.‬‬
‫ד‪ .‬כן‪ ,‬מפני שצאצאיהם של העז והתיש המהונדסים גנטית יכולים לקבל בתורשה את החלבונים‬
‫שנוצרו מהגנים המהונדסים‪.‬‬
‫תשובה‪:‬‬
‫התשובה הנכונה היא ג'‪.‬‬
‫‪18‬‬
‫הנדסה גנטית ברפואה‬
‫להנדסה הגנטית שימושים רבים בתחום המחקר הרפואי והרפואה‪:‬‬
‫במחקרים רבים עושים שימוש ביצורים טרנסגניים (בעיקר עכברים) כדי ללמוד על מנגנונים‬
‫בהם פועלות מחלות שונות ביניהן סרטן‪ ,‬פרקינסון ועוד‪ ,‬בתקווה למצוא להן תרופה‪ .‬לדוגמה‪,‬‬
‫ידוע כי תקלה בחלבון מסוים היא אחד הגורמים למחלת האלצהיימר (בעברית‪ ,‬מחלת‬
‫השיטיון)‪ .‬לכן‪ ,‬ניתן להחדיר לעכבר מעבדה את הגן לחלבון זה וללמוד על תהליכים‬
‫בהתפתחות המחלה‪ ,‬באמצעות העכבר הטרנסגני‪.‬‬
‫לצרכי פיתוח וייצור תרופות משתמשים בחיידקים טרנסגניים או שמרים טרנסגניים הגדלים‬
‫בתרבית‪ .‬לדוגמא‪ ,‬בהחדרת גן אנושי המקודד לחלבון של הורמון הגדילה‪ ,‬אל תוך חיידק‪ ,‬ניתן‬
‫לקבל תרבית חיידקים המייצרים הורמון גדילה אנושי ולהפיק כמויות גדולות ממנו לצורך טיפול‬
‫בילדים עם בעיות גדילה‪.‬‬
‫‪19‬‬
‫שאלה ‪ :6‬הנדסה גנטית ברפואה‬
‫שאלה ‪( 6‬מתוך בחינת בגרות ‪:)2005‬‬
‫אפשר לייצר כמויות גדולות של החלבון אינסולין‪ ,‬על ידי כך שמחדירים לחיידקים ‪ DNA‬שמקורו‬
‫בגן המקודד לאינסולין באדם‪.‬‬
‫איזו תכונה של הצופן (הקוד) הגנטי מאפשרת ייצור אינסולין בדרך זו?‬
‫‪20‬‬
‫תשובה ‪ :6‬הנדסה גנטית ברפואה‬
‫שאלה ‪( 6‬מתוך בחינת בגרות ‪:)2005‬‬
‫אפשר לייצר כמויות גדולות של החלבון אינסולין‪ ,‬על ידי כך שמחדירים לחיידקים ‪ DNA‬שמקורו‬
‫בגן המקודד לאינסולין באדם‪.‬‬
‫איזו תכונה של הצופן (הקוד) הגנטי מאפשרת ייצור אינסולין בדרך זו?‬
‫תשובה‪:‬‬
‫תכונת האוניברסליות של הקוד הגנטי היא שמאפשרת לייצר אינסולין אנושי באמצעות הנדסה‬
‫גנטית בחיידקים‪ .‬הגן המקודד לאינסולין באדם אשר הוחדר לתוך החיידק‪ ,‬יתורגם לאותו‬
‫חלבון בדיוק‪ ,‬גם בחיידק – חלבון אינסולין של אדם‪.‬‬
‫‪21‬‬
‫שיבוט ותאי גזע‬
‫שיבוט (‪ )cloning‬הוא יצירת שבט של תאים או‬
‫יצורים זהים זה לזה מבחינה גנטית‪.‬‬
‫שיבוט יצורים נעשה בשתי שיטות עיקריות‪:‬‬
‫‪ )1‬הפרדת תאים של עובר צעיר מאוד (מתקבלים‬
‫שני יצורים זהים זה לזה מבחינה גנטית)‪.‬‬
‫‪ )2‬השתלת חומר תורשתי לתוך ביצית שהוצא ממנה‬
‫החומר התורשתי (מתקבל יצור הזהה מבחינה‬
‫גנטית ליצור ממנו נלקח גרעין התא)‪.‬‬
‫כך שובט לראשונה‪ ,‬בשנת ‪ ,1996‬בעל‪-‬חיים‬
‫ממחלקת היונקים‪ :‬הכבשה דולי‪.‬‬
‫התקדמות המדע ופיתוח חידושים ביוטכנולוגיים‬
‫בחקר התורשה‪ ,‬כגון יכולת התערבות האדם בגנום‪,‬‬
‫הנדסה גנטית‪ ,‬שימוש בתאי גזע ושיבוט – כל אלה‬
‫מאפשרים שיפור בתחומי הרפואה והחקלאות‪ ,‬אך‬
‫מעוררים דילמות מוסריות שעל החברה להתמודד‬
‫איתן‪.‬‬
‫כבשה מס' ‪1‬‬
‫תורמת ביצית‬
‫כבשה מס' ‪2‬‬
‫תורמת גרעין‬
‫תא גוף‬
‫ביצית‬
‫ביצית‬
‫שהגרעין‬
‫הוצא ממנה‬
‫איחוי באמצעות‬
‫זרם חשמלי‬
‫ושפעול הביצית‬
‫גרעין‬
‫שהוצא מן‬
‫התא‬
‫החדרת‬
‫הגרעין אל‬
‫הביצית‬
‫התחלקות‬
‫הביצית‬
‫ויצירת עובר‬
‫השתלת העובר ברחם‬
‫של כבשה מס' ‪:3‬‬
‫האם הפונדקאית‬
‫דולי‪:‬‬
‫הכבשה המשובטת‬
‫‪22‬‬
‫שאלה מסכמת‬
‫שאלה ‪:7‬‬
‫קבעו לגבי שלושת המשפטים הבאים אם הם נכונים או שאינם נכונים‪:‬‬
‫א‪ .‬בחקלאות ובתעשיית המזון נעזרים בהנדסה גנטית בכדי למנוע ריקבון של ירקות ופירות‪.‬‬
‫ב‪ .‬אנשי המדע עדיין אינם יכולים ליצור מתוך תא יחיד של יצור כלשהו‪ ,‬יצור שלם הזהה לגמרי‬
‫ליצור ממנו נלקח התא הראשוני‪.‬‬
‫ג‪ .‬בעתיד‪ ,‬ניתן יהיה ליצור רקמות ואיברים במעבדה‪ ,‬לצורך השתלה בחולים‪ ,‬וזאת באמצעות‬
‫גידול תאי גזע‪ ,‬והכוונתם להתמיין לתאים מסוג מסוים‪.‬‬
‫‪23‬‬
‫תשובה לשאלה המסכמת‬
‫שאלה ‪:7‬‬
‫קבעו לגבי שלושת המשפטים הבאים אם הם נכונים או שאינם נכונים‪:‬‬
‫א‪ .‬בחקלאות ובתעשיית המזון נעזרים בהנדס הגנטית בכדי למנוע ריקבון של ירקות ופירות‪ .‬נכון‬
‫תשובה‪:‬‬
‫בחקלאות ובתעשיית המזון מנסים להקנות לירקות ופירות חיי מדף ארוכים יותר על ידי שימוש‬
‫בהנדסה גנטית בעזרת חיידקים – לדוגמה להחדיר לתפוחי‪-‬אדמה גן שמקורו בחיידקים‪ ,‬המאט‬
‫תהליכי ריקבון‪ ,‬שמקורו בחיידק‪...‬‬
‫ב‪ .‬אנשי המדע עדיין אינם יכולים ליצור מתוך תא יחיד של יצור כלשהו‪ ,‬יצור שלם הזהה לגמרי‬
‫ליצור ממנו נלקח התא הראשוני‪ .‬לא נכון‬
‫תשובה‪:‬‬
‫המשפט מתאר תהליך של שיבוט‪ .‬עד כה‪ ,‬הצליחו לשבט מספר אורגניזמים שונים‪ ,‬ביניהם‬
‫כבשה‪ ,‬חתול‪ ,‬פרה‪ ,‬סוס‪...‬‬
‫ג‪ .‬בעתיד‪ ,‬ניתן יהיה ליצור רקמות ואיברים במעבדה‪ ,‬לצורך השתלה בחולים‪ ,‬וזאת באמצעות גידול‬
‫תאי גזע‪ ,‬והכוונתם להתמיין לתאים מסוג מסוים‪ .‬נכון‬
‫תשובה‪:‬‬
‫אנשי המדע מאמינים כי בעתיד ניתן יהיה לגדל במעבדה תאי גזע ולגרום להם להתמיין לתאי‬
‫כבד‪ ,‬לדוגמה‪ .‬את רקמת תאי הכבד שתוצר ניתן יהיה להשתיל בחולה הזקוק להשתלת כבד‪.‬‬
‫‪24‬‬