اندامها و ساختمان بدن پرندگان برای آسان تر کردن فرایند پرواز به گونهای نامعمول و البته ویژه با شرایط سازگاری یافته و مطابق نیازهای آنها شده که این انعطافپذیری در دیگر مهرهداران دیده نمیشود و آنها از این ویژگی در این سطح بیبهرهاند. در مقایسه با دیگر مهرهداران، ساختار بدنی پرندگان دارای ویژگیهای نامتعارفی است که به واسطه نیاز آنها به پرواز پدید آمدهاند. اسکلت آنها از استخوانهایی بسیار سبک ساخته شدهاست. آنها حفرهها و فضای خالی زیادی (معروف به حفرههای هوا) در بدنشان دارند که این فضاها به دلیل ارتباط با دستگاه تنفسیشان از هوا پُر شدهاند. ۳۰ کاسهٔ سر در پرندگان بالغ یکپارچهاست و هیچ درز جمجمهای در آن وجود ندارد. ۳۱ دو کاسه چشم آنها بزرگ هستند و توسط یک دیواره استخوانی از هم جدا شدهاند. ستون مهرههای آنها دارای ناحیههای مهرههای گردنی، سینهای، کمری، و دمی است که از میان آنها مهرههای گردنی تعداد بسیار متغیری دارند و به ویژه انعطافپذیرند، ولی امکان حرکت در مهرههای سینهای کاهش مییابد. ۳۲ اندک مهرههای انتهایی به لگن خاصره متصل شدهاند تا پیوستهخاج را تشکیل دهند. دندهها صاف هستند و جناغ چرخش پیدا کرده تا ماهیچههای پرواز، به استثنای پرندگان بیپرواز، بدان بچسبند. پاهای جلویی (دستها) تبدیل به بال شدهاند. ۳۳ همانند خزندگان، کلیه پرندگان فضولات نیتروژنی را از رگهای خونی آنها جمعآوری کرده و به جای اوره و آمونیاک، آن را به صورت اسید اوریک از راه میزنای به روده میفرستد. پرندگان فاقد کیسه ادراری یا خروجی ویژه برای ادرار هستند و اسید اوریک به همراه مدفوع به شکل فضولاتی نیمهجامد به بیرون فرستاده میشود. ۳۴ ۳۵ ۳۶ با این حال پرندگانی چون hummingbirds میتوانند بیشتر فضولات نیتروژنی خود را به شکل آمونیاک بیرون بفرستند. ۳۷ آنها همچنین همانند پستانداران، به جای کراتینین، کراتین دفع میکنند. ۳۱ این ماده به همراه خروجی رودهها از پارگین پرنده بیرون میآید. ۳۸ ۳۹ پارگین دریچهای چندمنظوره است که از راه آن فضولات به بیرون دفع میشوند، بیشتر پرندگان از راه مالاندن پارگینهایشان به هم جفتگیری میکنند، و مادهها تخم خود را از راه آن میگذارند. به علاوه، بسیاری گونههای پرندگان گنداله را نشخوار میکنند. ۴۰ نرهای دیرینآروارگان (به استثنای کیویها)، غازسانان (به استثنای کامیشیها)، و چند نمونه از ماکیانسانان دارای کیر هستند؛ اندامی که در هیچ کدام از نوپرندگان دیده نمیشود. ۴۱ ۴۲ به نظر میرسد که اندازه این کیر مرتبط با رقابت اسپرم باشد. ۴۳ دستگاه گوارشی پرندگان منحصر به فرد است و دارای چینهدانی برای نگهداری و سنگدانی برای نگه داشتن سنگهایی است که درون بدن برای آسیاب کردن و خرد کردن غذا و جبران نبود دندان به کار میروند. ۴۴ بیشتر پرندگان برای هضم سریع غذا به منظور کمک به پرواز کردن سریعترشان تطابق یافتهاند. ۴۵ بعضی پرندگان مهاجر نیز میتوانند پروتئین موجود در بسیاری بخشهای بدنشان را به مصرف برسانند تا انرژی بیشتری به آنها در هنگام کوچ بدهد. ۴۶ پرندگان دارای یکی از پیچیدهترین دستگاههای تنفسی در میان همه دیگر جانوران هستند. ۳۱ در هنگام تنفس، ۷۵ درصد هوا به جای گذر از ششها، مستقیم به کیسهای هوایی خلفی میرود که در ادامه شش قرار دارد و به فضاهای هوایی درون استخوانها راه دارد و آنها را با هوای تازه پر میکند. باقی ۲۵ درصد هوای تنفس شده به شش میرود. هنگامی که پرنده نفس خود را بیرون میدهد، هوای درون شش به بیرون منتقل شده و هوای درون کیسه هوایی خلفی همزمان به درون ششها ارد میشود. از این رو، شش پرندهها همواره جریانی از هوای تازه را در هر دو حالت برآوردن و بیرون دادن نفس تجربه میکند. ۴۷ تولید صدا در دهلیزی ماهیچهای که سوتک نام دارد صورت میگیرد. این دهلیز دارای چندین پرده صماخی است که از انتهای پایینی trachea جدا میشوند. ۴۸ the trachea being elongated in some species, increasing the volume of vocalizations and the perception of the bird's size. ۴۹ قلب یک پرنده دارای چهار دهلیز همانند قلب پستانداران است. در پرندگان وریدهای اصلی که خون را از قلب بیرون میبرند از کمان آئورتی راست آغاز مییابند؛ بر خلاف پستانداران که چپ کمان آئورتی این بخش آئورت را میسازد. ۳۱ بر خلاف پستانداران، چرخش گلبولهای قرمز در خون پرندگان هسته آنها را حفظ میکند. ۵۰ پر پر از جمله ویژگیهای مهم پرندگان و گروهی از دایناسورها است؛ گروهی که هماکنون به عنوان پرندگان راستین به شمار آوده نمیشوند. پرها باعث آسان شدن پرواز، ایجاد عایق به منظور تنظیم دمایی، و جلوگیری از خیس شدن بدن میشوند، و در نمایش در هنگام جفتیابی، استتار، و علامت دادن کاربرد دارند. ۵۱ چندین نوع پر وجود دارد که هر یک برای هدف مشخصی هستند. پرها از پوست رشد میکنند و تنها در بخشهای معینی از آن با نام pterylae رشد میکنند. الگوی پخش این بخشها به دانشمندان در ردهبندی و طبقهبندی علمی گونهها کمک میکند. جایگیری و ظاهر پرها بر روی بدن، که پروبال خوانده میشود، میتواند در میان گونههای مختلف بسته به سن، پایگاه اجتماعی، ۵۲ و جنسیت فرق داشته باشد. ۵۳ پروبال به صورت مداوم ریزش میکنند. پروبال معمول یک پرنده آنی است که پس از دوره جفتگیری پدیدار میشود و پروبال «غیر جفتگیری» نامیده میشود. پروبال جفتگیری یا انواع مختلف پروبال معمول با تفاوت جزئی، در سامانهٔ اصطلاحشناسی هامفری-پارکس با عنوان «پروبال جایگزین» شناخته میشوند. ۵۴ پرریزی در بیشتر گونهها سالیانه است، اگرچه بعضی ناچارند دو بار در سال پرریزی کنند، و بعضی دیگر همچون پرندگان شکاری بزرگجثه تنها یک بار در چند سال پرریزی میکنند. در گنجشکسانان، پرهای پرواز به ترتیب و پشت سر هم ریخته میشوند به طوری که پرهای اولیه درونیتر نخست میریزند، سپس هنگامی که پنجمین پر اولیه ریخت، بیرونیترین پرهای ردیف سوم آغاز به ریختن میکنند. با رسیدن به درونیترین پرهای ردیف سوم و ریختن آنها، پرهای ثانویه از درونیترین پرها آغاز به ریختن میکنند تا به پرهای بیرونی برسند. به چنین الگویی در ریزش پرها، پرریزی مرکزگرا (centrifugal moult) میگویند. ۵۵ تعدادی از پرندگان، همانند اردکها و غازها، پرهای پرواز خود را به یکباره از دست میدهند و برای مدتی توانایی پرواز ندارند. ۵۶ به عنوان ی قاعده کلی، پرهای دم از درونیترین جفت پرها آغاز به ریختن میکنند و به دیگر پرها میرسند. ۵۷ پیش از آشیانهسازی، بر روی بدن مادههای اغلب گونههای پرندگان بخش عریانی به نام ناحیه کرچی پدید میآید. ناحیه کرچی بخشی از بدن در نزدیکی سینه ماده است که پرهای خود را از دست میدهد. پوست این ناحیه دارای تجمع زیادی از رگهای خونی است که به پرنده در نشستن بر روی تخم یاری میرساند. ۵۸ در اکثر پرندگان، کارکرد اصلی پر برای پرواز است. با این حال هنگامی که پرنده به دلایل فرگشتی دیگر نیازی به پرواز نداشته باشد، کارکرد پر نیز تغییر مییابد. بری نمونه، پرهای پنگوئنها آنچنان تغییر یافتهاند که بیشتر شبیه به فلس میمانند تا پر؛ همچنین پرهای پرندگان بزرگی چون شترمرغ – که نیاز به سرعت بالا در هنگام دویدن دارند – آنچنان نرم شدهاند که با آنها نمیتوان پرواز کرد. در مورد کاسوواری، سه یا چهار پر باقیمانده از پرهای پرواز این پرنده شکلی خاردار و تیز پیدا کردهاند که تنها برای دفاع به کار میروند. ۵۱ پرواز نوشتار اصلی: پرواز پرندگان بیشتر پرندگان امروزین میتوانند پرواز کنند و این توانایی آنها را از تقریباً همهٔ دیگر ردههای مهرهداران متمایز میکند. پرواز مهمترین روش جابجایی در میان پرندگان است که از آن در هنگام تخمگذاری، یافتن غذا، و فرار از دست مهاجمان بهره میبرند. پرندگان تطابقهای زیادی برای پیدا کردن توانایی پرواز یافتهاند؛ از جمله اسکلت سبکوزنشان، دو ماهیچه بزرگ پروازی، ماهیچه سینهای بزرگ که ۱۵ درصد از کل وزنشان را تشکیل میدهد، و پاهای جلویی (بالها که همانند نوعی ماهیواره عمل میکنند). ۳۱ شکل بال و اندازه آن در کل چگونگی پرواز گونه را مشخص میکند. نزدیک ۶۰ گونه از پرندگان امروزین و بسیاری گونههای منقرض شده، ناپرواز هستند. ۵۹ پرندگان ناپروازاغلب در جزیرههای منزوی فرگشت یافتهاند؛ مکانهایی که در آن منابع طبیعی محدود است و مهاجمان کمتری حضور دارند. ۶۰ بعضی پرندگان نیز میتوانند از بالهای خود برای «پرواز» درون آب بهره گیرند. پنگوئنها، ماهیگیرکها، کبوترهای دریایی، و زیر آبروکها از این جمله هستند. ۶۱ رفتار بیشتر پرندگان روززی هستند، ولی گونههایی چون جغدها و شبگردانها یا شبزی هستند و یا پگاهرو (فعال در ساعتهای پگاهی)، و بسیاری از آبچرها نیز زمان تغذیه خود را با جزر و مد آب دریاها تنظیم میکنند. رژیم غذایی پرندگان متنوع است و شامل شهد، میوه، گیاه، دانه، مردار، و جانوران گوناگون ریزجثه میشود. پرندهها دندان ندارند و دستگاه گوارشی آنها به غذای ناجویده که به شکل کامل فرو برده شده باشد، تطابق یافته است. ۳۱ بعضی پرندگان روشهای متعددی را برای تغذیه و یافتن غذا به کار میبرند، اما بعضی دیگر تنها غذای ویژهای به عنوان منبع اصلی غذاییشان دارند. بسیاری پرندهها به شکار حشرات میپردازند و آنهایی که با خوردن حشرات مزاحم باعث کنترل جمعیت این آفتها میشوند از ارزش اقتصادی بالایی برای جوامع کشاورز برخوردار هستند و حضور و نگهداری از آنها در برنامههای بازداری زیستی آفت توصیه میشود. ۶۳ تغذیهکنندگان از شهد دارای زبانهای به ویژه تطبیق یافته و پرزدار و در بعضی موارد منقارهای شکلیافته برای دسترسی بهتر به شهد موجود در گیاهان همفرگشتیافته هستند. ۶۴ کیویها و آبچرها دارای منقارهای بلند هستند که با آنها بیمهرگان را از شنها بیرون میکشند. غواصها، اردکهای غواص، پنگوئنها، و ماهیگیرکها غذای خود را زیر آب به دست میآورند و از بالهای خود به عنوان پیشبنده درون آب بهره میگیرند، ۶۵ در حالی که شکارچیان هوایی چون کودنها، ماهیخورکها، و پرستوهای دریایی با شیرجه به درون آب اقدام به شکار طعمه میکنند. بعضی پرندگان همچون فلامینگوها غذای خود را از راه بیختن (فیلتر کردن) آب دریاچهها و مردابها به دست میآورند. غازها و اردکهای روی آب چر نیز اغلب چرا میکنند. بعضی گونهها، از جمله مرغهای نوروزی و قاپوها، اقدام به طعمهدزدی از دیگر پرندگان میکنند. ۶۸ ۶۹ طعمهدزدی اما نه روش اصلی تهیه غذا برای این پرندگان، که رویکردی برای افزایش میزان غذای دریافتیشان است. بعضی پرندگان نیز مردارخوار هستند؛ کرکس از جمله پرندههایی است که تنها اقدام به خوردن مردار میکند، ولی پرندگان دیگری چون کلاغ و مرغهای نوروزی صرفاً فرصتطلب هستند و در صورت وجود مردار به خوردنش اقدام میورزند
مهندسی ژنتیک، به مجموعه روشهایی گفته میشود که به منظور جداسازی، خالص سازی، وارد کردن و بیان یک ژن خاص در یک میزبان بکار میروند و نهایتاً منجر به بروز یک صفت خاص و یا تولید محصول مورد نظر در جاندار میزبان میشود. کاربردهای مهندسی ژنتیک تقریباً نامحدود به نظر میرسد. این علم کاربردهای زیادی در علوم پایه، تولیدات صنعتی، کشاورزی و علوم پزشکی دارد. در زمینه علوم پایه، بررسیهایی مانند مکانیزمهای همانند سازی DNA و بیان ژنها در پروکاریوتها، یوکاریوتها و ویروسها و همچنین چگونگی ساخته شدن و تغییرات پروتئینهای داخلی سلول و همچنین مکانیزم ایجاد سرطان از جمله کاربردهای مهندسی ژنتیک است. در زمینه کشاورزی که بستر بسیاری از کاربردهای مهندسی ژنتیک است، تولید گیاهان مقاوم به آفات گیاهی و خشکی، تولید گیاهان پرمحصول و تولید گاوهای دارای شیر و گوشت بیشتر، را میتوان نام برد. و در زمینه کاربردهای پزشکی، تشخیص بیماریهای ارثی، تولید انسولین انسانی، تولید هورمون رشد انسان و... را میتوان نام برد. در سالهای اخیر گسترش و توسعهٔ تکنیکهای سنتز دی ان ای نوترکیب انقلابی را در درمان بسیاری از بیماریهای انسانی از جمله انواع سرطانها، اغلب بیماریهای خود ایمنی نظیر دیابت و همچنین تشخیص، پیشگیری و درمان بسیاری از بیماریهای مادر زادی فراهم آوردهاست. تاریخچه امروزه دانش و فن مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی مولکولی در عرصههای بسیار متنوع مانند کشاورزی، تغذیه و مواد غذایی، دامپروری، شاخههای مختلف علوم پزشکی و صنایع دارویی، صنایع تخمیری، صنایع نظامی، انرژی، محیطزیست و بهداشت بشر، استفادههای بسیار ارزشمندی پیدا کردهاست. اهمیت بعضی از اصول علمی، در زمان کشف آنها مشخص نمیشود، بلکه پس از مدت زمانی که میگذرد ارزش آنها معلوم میشود. یکی از مثالهای روشن این مساله کشف ساختمان سه بعدی DNA بوسیله جیمز واتسون و فرانسیس کریک در سال ۱۹۵۳ بود. این ساختمان نسبتاً ساده باعث شد تا دانشمندان سیستمهای مختلف ژنتیکی را بررسی کنند. اما مطلب به همین جا، ختم نشد و دانشمندان مختلف سعی کردند که از این اطلاعات استفاده نمایند. هدف آنها نیز بیان سادهای داشت. آنها خواستند تا یک DNA را از یک موجود بگیرند و در موجود دیگر وارد نمایند تا اثرات آن ژن در موجود ثانویه بروز کند. این علم نوین که به تدریج جای خود را در بین علوم دیگر پیدا کرد، با عناوینی چون زیستشناسی مولکولی، مهندسی ژنتیک و نهایتاً دی ان ای نوترکیب۱ شناخته میشود. مثال معروفی از کاربردهای مهندسی ژنتیک تولید سویه ای از باکتری اشرشیاکلی۲ است که قادر به سنتز انسولین انسانی است. تولید گیاهان مقاوم به تنشهای شوری و خشکی از دیگر مثالهای شناخته شدهٔ کاربردهای مهندسی ژنتیک است. مراحل مهندسی ژنتیک انتخاب ژن مورد نظر جداسازی ژن مورد نظر وارد کردن ژن مورد نظر در حامل تکثیر ژن در میزبان مناسب انتقال حامل ژن به سلول هدف تکثیر سلول هدف تولید انبوه محصول یا ایجاد صفت مورد نظر کاربردهای مهندسی ژنتیک دانش و فن مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی مولکولی در عرصههای بسیار متنوع مانند کشاورزی، تغذیه و مواد غذایی، دامپروری، شاخههای مختلف علوم پزشکی و صنایع دارویی، صنایع تخمیری، صنایع نظامی، انرژی، محیطزیست و بهداشت بشر، استفادههای بسیار ارزشمندی پیدا کردهاست که برخی از انها در زیر شرح داده شدهاست. بیوتکنولوژی و علوم پزشکی کریستالهای انسولین کاربرد بیوتکنولوژی در زمینهٔ علوم پزشکی و دارویی، موضوعات بسیار گستردهای مانند ابداع روشهای کاملاً جدید برای «تشخیص مولکولی مکانیسمهای بیماریزایی و گشایش سرفصل جدیدی به نام پزشکی مولکولی»، «امکان تشخیص پیش از تولد بیماریها و پس از آن»، «ژندرمانی و کنار گذاشتن (نسبی) برخورد معلولی با بیمار و بیماری»، «تولید داروها و واکسنهای نوترکیب و جدید»، «ساخت کیتهای تشخیصی»، «ایجاد میکروارگانیسمهای دستکاری شده برای کاربردهای خاص»، «تولید پادتنهای تکدودمانی (منوکلونال)» و غیره را در بر میگیرد. امروزه برای تشخیصهای دقیق، پیشگیری، درمان اساسی بیماریها و در واقع سلامت و بهداشت جوامع ظاهراً راه دیگری جز پزشکی مولکولی بهنظر نمیرسد. ژن درمانی (Gene Therapy) بسیاری از صاحبنظران از سدهٔ حاضر بهعنوان سدهٔ مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی مولکولی یاد میکنند. به اعتقاد بسیاری از دانشمندان، تولد ژندرمانی در اوایل دهه ۱۹۹۰، یک رخداد بزرگ و انقلابی بود که چشمانداز جدیدی را در عرصه پزشکی مولکولی ایجاد کرد؛ زیرا برای نخستین بار در تاریخ علوم زیستی، کاربرد روشها و فنون بسیار حساس و جدید جهت انتقال ژنهای سالم به درون سلولهای بدن و تصحیح و درمان ژنهای جهشیافته و معیوب، پنجرهای نو به سوی مبارزه جدی، اساسی و علّی (نه معلولی و در سطح فراوردههای ژنی) با بسیاری از بیماریها گشودهاست. ژندرمانی، در واقع انتقال مواد ژنتیکی به درون سلولهای یک موجود برای مقاصد درمانی میباشد که به روشهای متفاوت و متنوع (فیزیکی، شیمیایی و زیستی) صورت میگیرد. کشف بسیاری از ژنهای بیماریزای مهم در آینده نزدیک، کاربرد روشهای متنوع و بیسابقه غربالسازی ژنتیکی و پیشگوییهای بسیار دقیق پیرامون تعیین سرنوشت جنین از نظر بیماریهای ژنتیک پیش و پس از تولد، از دیگر قابلیتهای مهندسی ژنتیک و ژندرمانی است. پژوهشگران با انجام تحقیقات گسترده بر بسیاری از محدودیتهای موجود در زمینه ژندرمانی فائق آمدهاند. همچنین در زمینه هدفگیری بسیار اختصاصی سلول و انتقال ژن یا DNAی برهنه به درون آن- به عنوان دارو- پیشرفتهای چشمگیری حاصل شدهاست. علیرغم اینکه در حال حاضر ژندرمانی، روشی پرهزینه بوده و به فنون پیشرفته و تخصصی نیاز دارد، اما بهزودی از این روش در مورد طیف بسیار وسیعی از بیماریها استفاده خواهد شد. همچنین شواهد فزآینده و امیدبخشی وجود دارد که استفاده از روشهای پزشکی مولکولی، در آیندهای نه چندان دور و در مقایسه با وضع کنونی، صدها بار هزینههای درمانی را نیز کاهش خواهد داد. طرح بینالمللی ژنوم انسان (IHGP) پروژه بینالمللی ژنوم انسان، یکی از مهمترین و عظیمترین طرحهای تحقیقاتی زیستشناسی عصر حاضر است که با رمزگشایی از ژنوم انسان، گرههای بیشماری را گشوده و قلههای متعددی را فتح کردهاست. این طرح که انجام آن، مولود پیشرفتها و اطلاعات جدید محققان در عرصه مهندسی ژنتیک است، در آیندهای نزدیک، تحولات عمیق و غیرهمنتظرهای را در علوم پزشکی بهوجود خواهد آورد. طرح بینالمللی ژنوم انسان را میتوان نقطه عطفی در تاریخ علوم زیستی بهویژه مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی مولکولی به حساب آورد. شناسایی مکانیسمهای مولکولی پیدایش سرطان امروزه از رهگذر بهکارگیری مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی مولکولی، این پرسش که سرطان چگونه ایجاد میشود؟، دیگر جزء اسرار ناشناخته علمی به حساب نمیآید. در خلال دو دهة اخیر، پژوهشگران با استفاده از روشهای مولکولی و نتایج حاصل از مطالعاتی مانند طرح رمزگشایی از ژنوم انسان، به پیشرفتهای خیرهکنندهای در شناسایی علل و مراحل مولکولی پیدایش سرطان دست یافتهاند که در آینده نزدیک، به روشهای انقلابی در مسیر درمان آن منجر خواهد شد. با آنکه هنوز هیچکس قادر نیست زمان دقیق غلبه کامل بر سرطان را پیشگویی کند، اما چشمانداز آن بسیار نویدبخش است. در این راستا، تلاشهای گستردهای برای درمان سرطان با استفاده از روشهای ژندرمانی (مانند انتقال ژنهای بازدارندة سرطان به درون سلولها) به طور فزایندهای در حال افزایش است. مهار ژنهایی که بیشتر از اندازه طبیعی تکثیر یا بیان شدهاند (مانند آنکوژنهای فعالشده) و جایگزینی یک ژن ناقص یا حذفشده از جمله راهبردهای این روش درمانی به حساب میآیند. اخیراً پژوهشگران امریکایی نوعی ویروس «هوشمند» را طراحی کردهاند که بتواند در درون سلولهای سرطانی، تکثیر شده و تمام سلولهای بدخیم را در بدن از بین ببرد، اما به سلولهای سالم آسیبی نرساند. نتایج به دست آمده از این شیوة جدید، روی موشهای الگو موفقیتآمیز بوده و توانستهاست حدود ۶۰ درصد از سلولهای سرطانی را نابود سازد. شماری از شرکتهای دارویی جهان نیز با تکیه بر فرایندها و قابلیتهای بیوتکنولوژی مولکولی، بر روی طراحی داروها و عوامل درمانی مناسب جهت توقف ماشین تکثیر بیرویه سلولی (سرطان) فعالیت میکنند. بیشک انجام این پژوهشها، که در آیندهای نزدیک به نتایج مفیدی برای درمان شماری از سرطانهای انسانی منجر خواهد شد، بدون بکارگیری اصول و فنون مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی میسر نمیبود. شبیهسازی(Cloning) از دیگر موضوعات بسیار مهم روز در زمینه مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی مولکولی، که ارتباط تنگاتنگی با علوم پزشکی داشته و احتمالاً در آینده منشأ تحولات بزرگی در این زمینه خواهد بود، بحث کلونسازی (همانندسازی یا شبیهسازی) یا تکثیر غیرجنسی سلولها است؛ که طی آن با همانندسازی از روی سلول بالغ یک موجود زنده، نسخهای مشابه موجود اولیه ساخته میشود. شایان ذکر است که نخستین موفقیت انسان در کلونسازی یک پستاندار بالغ (گوسفند دالی) در سال ۱۹۹۶ توسط یان ویلموت انگلیسی و همکاران وی در مؤسسه راسلین (ادینبر، اسکاتلند) با انتقال هستة یک سلول سوماتیک (غیرجنسی) بهدرون سیتوپلاسم یک اووسیت (سلول جنسی ماده) که هستهاش خارج شده بود، به دست آمد. به طور کلی، محققان علم ژنتیک و بیوتکنولوژیستهای مولکولی اعتقاد دارند که تلاشهای آنها در این زمینه، میتواند به کاربردهای بسیار ارزشمندی در زمینههای پزشکی، کشاورزی و مانند آنها منجر شود. البته علیرغم بحثهای بسیار جدی که در مورد سوء استفادههای احتمالی از مقوله شبیهسازی و عواقب زیستی و اخلاقی آن در دنیا وجود دارد، خوشبختانه اعتقاد اکثریت قابل توجهی از صاحبنظران امر که با درک مسئولیت خطیر انسانی خود، به پژوهشهای متنوع و گسترده مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی در عرصه پزشکی مولکولی مشغولند، این است که تحقیقات مذکور باید تنها برای مقاصد پیشگیری، تشخیص و درمان اساسی بیماریها به کار رفته شود. ژنتیک مولکولی و صنعت در سالهای اخیر، ژنتیک مولکولی در صنایع گوناگون جایگاه منحصر به فردی پیدا کردهاست. امروزه در برخی از معادن دنیا، استخراج و بازیافت کانیهای پرارزشی مانند طلا، نقره، مس و اورانیوم به کمک میکروارگانیسمها و با روشهای زیستی (Bioleaching) صورت میگیرد. تولید صنعتی بسیاری از اسیدهای آلی مانند اسید سیتریک، اسید استیک و اسید لاکتیک و همچنین تولید روغنهایی با ترکیبات اسیدهای چرب ویژه که دارای ارزش بالایی در صنایع غذایی و مواد پاککننده هستند، از دیگر زمینههای حضور فعال ژنتیک در صنعت است. علاوه بر این، به اعتقاد بسیاری از صاحبنظران، یکی از عرصههای بسیار حیاتی ژنتیک، در «صنایع آنزیمی» است؛ چراکه به جرأت میتوان ادعا کرد بدون استفاده از فرایندهای ژنتیکی و طراحی سویههای میکروبی مهندسی ژنتیک شده، پیشرفتهای بزرگ بشر در زمینه تولید انبوه آنزیمها و بیوکاتالیستهای بسیار با ارزش و متنوع که بهعنوان مواد مادر در صنایع گوناگون غذایی، شیمیایی، سلولزی، نفت، تولید شویندهها و غیره به کار میروند، تقریباً غیرممکن و دور از دسترس بود. تولید پلاستیکهای قابل تجزیه (Green Plastics)، تولید انرژیهای تجدیدپذیر با استفاده از بیومس (Biomass)، طراحی و تولید ساختارهای نانومتری (Nanostructures) جدید مثل بیوترانزیستورها، بیوچیپها و پلیمرهای پروتئینی با استفاده از روشهای مهندسی پروتئین، بکارگیری روشهای ژنتیک در افزایش بازیافت و سولفورزدایی نفت خام و پاکسازی آلودگیهای زیستمحیطی به کمک فرایندهای زیستی، از دیگر عرصههای نوین و با ارزش ژنتیک در صنعت و محیط زیست به شمار میروند. ژنتیک و کشاورزی رشد فزآینده جمعیت جهان و افزایش تقاضا برای مواد غذایی در دهههای اخیر موجب شد تا در زمینة علوم کشاورزی و مواد غذایی شاهد یک گذر جدی و اجتنابناپذیر از کشاورزی سنتی به کشاورزی پیشرفته و بکارگیری روشهای نوین ژنتیک در تولید محصولات زراعی و دامی باشیم. همانگونه که میدانیم، گیاهان، اصلیترین و مهمترین منابع تجدیدشونده جهان هستند که علاوه بر تأمین غذای آدمی و حیوانات، نیازهای غیرتغذیهای، شیمیایی و صنعتی هم توسط آنها مرتفع میگردد. به همین دلیل، کاربرد روشهای مهندسی ژنتیک و ژنتیک مولکولی برای افزایش کمی و کیفی محصولات از یک سو و کاهش هزینهها و زمان تولید از سوی دیگر، استفاده از این روشها در شاخههای گوناگون کشاورزی را بسیار ارزشمند کردهاست. تولید گیاهان تراریخته بهکارگیری روشها و فنون مهندسی ژنتیک و ژنتیک مولکولی به طور جدی از سال ۱۹۸۳ آغاز و روندی به شدت رو به رشد را به ویژه در قلمرو اصلاح گیاهان زراعی استراتژیک، طی کرد. پیشرفت در این حوزه، فوقالعاده چشمگیر است. بهطوریکه در مدتی کمتر از هشت سال، سطح زیر کشت گیاهان دستورزی شده ژنتیکی (Transgenic)، وسعتی بالغ بر ۶۰ میلیون هکتار از اراضی کشاورزی جهان را به خود اختصاص داد. به این ترتیب، مهندسی ژنتیک و ژنتیک مولکولی به منظور تأمین امنیت غذایی جمعیت رو به رشد جهان وارد عمل شده و مواد غذایی حاصل دستکاری ژنتیکی (GMOs) به تدریج وارد بازار شد. در سال ۱۹۸۶ نخستین آزمایشهای مزرعهای، با تنباکوی تراریخته، در امریکا و فرانسه صورت گرفت. چین نخستین کشوری بود که در سال ۱۹۹۰، تولیدگیاهان تراریخته (تنباکو) را به شکل تجاری آغاز کرد. امریکا، دومین کشوری بود که در سال ۱۹۹۴، گیاه تراریخته گوجهفرنگی را به شکل تجارتی تولید نمود. پس از آن، در فاصله سالهای ۱۹۹۵ تا ۱۹۹۶، ۳۵ گیاه تراریخته تولید شد که حدود ۸۰ درصد آنها مربوط به دو کشور امریکا و کانادا بودند. تا سال ۱۹۹۹، بین ۲۵ تا ۴۵ درصد تولید برخی از محصولات اصلی زراعی (ذرت، سویا و غیره) در امریکا، با استفاده از گیاهان تراریخته صورت میگرفت. درحال حاضر، حداقل ۲۵ درصد از سطح زیر کشت ذرت تراریخته و ۴۰ درصد از سطح زیرکشت سویای تراریختة جهان در امریکاست. وارد کردن ژنهای فراوان (مربوط به صفات مختلف) به دهها گونه گیاهی مانند گندم، جو، گوجهفرنگی، ذرت، سیب زمینی، سویا، پنبه، مارچوبه، تنباکو و چغندرقند جهت اصلاح یا بهبود فراوردههای کشاورزی، امکان تغییر ژنتیکی در راههای بیوسنتزی گیاهان برای تولید انبوه موادی مانند روغنهای خوراکی، مومها، چربیها و نشاستهها که در شرایط عادی به میزان بسیار جزیی تولید میشوند و کنترل آفات زیستی، تنها نمونههای کوچکی از کاربردهای گسترده گیاهان ترانسژنی (تراریخته) را شامل میشوند. اطلاعات بیشتر در این زمینه در جدول شماره ۴ ارایه شدهاست. احیای مراتع و جنگلها و حفظ تنوع گونههای گیاهی و جانوری در مناطق کویری و بیابانی از دیگر عرصههای کشاورزی است که با کمک ژنتیک مولکولی روند سریعتری یافتهاست. برای مثال، ژنتیکیستها با شناسایی، تکثیر و پرورش گونههای واجد ژنهای مقاومت به نمک، گیاهان مقاومی مانند کاکتوسها، کاج و سرو اصلاح شدهای را تولید کردهاند که قابلیت رشد و تکثیر در مناطق سخت بیابانی را پیدا کردهاند. همچنین به کمک روشهای ژنتیک، از جلبکها و گلولای موجود در دریاها، ترکیبات و کودهای زیستی سودمندی را برای حاصلخیزی زمینهای کشاورزی تولید میکنند. تولید جانوران ترانسژنیک تولید جانوران دستورزی شده (ترانسژنیک) نیز از دیگر دستاوردهای بسیار مهم بیوتکنولوژی و ژنتیک جدید در عرصه علوم زیستی است که اهداف ارزشمندی را دنبال میکند. جانور ترانسژن علاوه بر مادة ژنتیکی خود، واجد مقداری مادة ژنتیکی اضافی با منشا خارجی میگردد. این جانور باید قادر باشد که ژن بیگانه را به نسلهای بعدی انتقال دهد. امروزه روشهای متعددی برای ایجاد جانوران ترانسژنیک ابداع شدهاست. برخی از جنبههای اقتصادی مهندسی ژنتیک و ژنتیک مولکولی ژنتیک از جمله علوم نوین است که بهعنوان یک ابزار مناسب و قدرتمند برای دستیابی به توسعة پایدار بهشمار میآید. بنابراین در جهان امروز، توجه به توانمندیها و قابلیتهای بیشمار این صنعت، بهویژه در کشورهای کمتر توسعهیافته و فقیر، میتواند از جمله عوامل مهم در پیشرفت اقتصادی و رسیدن به رفاه اجتماعی بالاتر، محسوب گردد