تاریخچه علم ژنتیک مروری بر تاریخچه علم ژنتیک و نقش گریگور مندل ژن‌شناسی یا ژنتیک بخشی از دانش زیست‌شناسی است که به وراثت و تفاوتهای جانداران می‌پردازد. بوسیله قوانین و مفاهیم موجود در این علم می‌توانیم به همانندی یا ناهمانندی دو اندامگان نسبت به یکدیگر پی ببریم و بدانیم که چگونه و چرا چنین همانندی یا ناهمانندی در داخل یک جامعه گیاهی و یا جامعه جانوری، بوجود آمده‌است. دانش ژن‌شناسی، دانش جابجایی داده‌های زیستی از یک یاخته به یاخته‌ای دیگر و یا از پدر و مادر به نوزاد و نسلهای آینده می‌باشد. ژن‌شناسی با چگونگی این جابجایی‌ها که باعث نشانگان‌ها، دگرگونی‌ها و همانندی‌ها در اندامگان‌ها می‌باشد، سروکار دارد. دانش ژن‌شناسی به سرشت فیزیکی و شیمیایی این داده‌ها نیز می‌پردازد.
دانش زیست‌شناسی یکی از قدیمی ترین علومی بوده که بشر به آن توجه داشته است. شواهد بسیار زیادی که طی کاوش‌های باستان‌شناسی بدست آمده حکایت از آن دارد که انسانهای پیشین به دانش زیست‌شناسی توجه داشته اند و در این میان اصلاح‌نژاد دام‌ها و پرورش گیاهان با باردهی بیشتر از دانش گذشتگان در مورد علم ژنتیک خبر می‌دهد.
اما از حدود یک قرن پیش دانش زیست‌شناسی وارد مرحله جدیدی شد که بعدا آن را ژنتیک نامیده‌اند و این امر انقلابی در علم زیست‌شناسی به وجود آورد.
در قرن هجدهم ، عده‌ای از پژوهشگران بر آن شدند که نحوه انتقال صفات ارثی را از نسلی به نسل دیگر بررسی کنند؛ این بررسی‌ها به نتیجه قابل ملاحضه‌ای ختم نشد. دو دلیل مهم آن عبارت بودند از آگاهی نداشتن به ریاضیات و دلیل دوم انتخاب صفاتی بود که برای پژوهش‌های اولیه ژنتیک مناسب نبودند.
اولین کسی که توانست قوانین حاکم بر انتقال صفات ارثی را شناسایی کند، کشیشی اتریشی به نام گریگور مندل بود که در سال 1865 این قوانین را که حاصل آزمایشاتش روی گیاه نخود فرنگی بود، ارائه کرد. این در حالی بودکه جامعه علمی آن دوران به دیدگاه‌ها و کشفیات او اهمیت چندانی نداد و نتایج کارهای مندل به دست فراموشی سپرده شد. و به نظر می‌رسید ، پرونده این دانش رو به بسته شدن است.
آشنایی با پدر علم ژنتیکدر سال 1900 میلادی کشف مجدد قوانین ارائه شده از سوی مندل ، توسط درویس ، شرماک و کورنز باعث شد که نظریات او مورد توجه و قبول قرار گرفته و مندل به عنوان پدر علم ژنتیک شناخته شود.
در سال 1953 با کشف ساختمان جایگاه ژن‌ها (DNA) از سوی جیمز واتسن و فرانسیس کریک، رشته‌ای جدید در علم زیست‌شناسی به وجود آمد که زیست‌شناسی ملکولی نام گرفت .
با حدود گذشت یک قرن از کشفیات مندل در خلال سالهای 1971 و 1973 در رشته زیست‌شناسی ملکولی و ژنتیک که اولی به بررسی ساختمان و مکانیسم عمل ژن‌ها و دومی به بررسی بیماری‌های ژنتیک و پیدا کردن درمانی برای آنها می‌پرداخت، ادغام شدند و رشته‌ای به نام مهندسی ژنتیک را به وجود آوردند که طی اندک زمانی توانست رشته‌های مختلفی اعم از پزشکی ، صنعت و کشاورزی را تحت الشعاع خود قرار دهد و دیدگاه‌های مختلف عصر حاضر را به خود اختصاص دهد.
اساس مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی انتقال یک یا تعدادی از ژنهای یک ارگانیسم به درون خزانه ژنتیکی یک ارگانیسم دیگر است. به این ترتیب ارگانیسم جدید واجد ژن‌هایی خواهد شد که در گذشته فاقد آن بوده و اینک وادار می‌شود که در شرایط محیطی مناسب اقدام به بیان آن ژن نماید که محصول آن می‌تواند منجر به بروز صفت خاص و یا تولید فرآورده‌ای شود.
مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی در چند سال اخیر توانسته منشا خدمات ارزنده ای برای نوع بشر باشد. از مهمترین دستاوردهای این دانش می‌توان تاثیر آن را حیطه‌های مختلف از جمله صلاح‌نژادی حیوانات و گیاهان با هدف تولید فراورده‌های بیشتر، تهیه داروها و هورمون‌ها با درجه خلوص بالا و صرف هزینه های پایین ، درمان بیماری‌های ژنتیکی با ایجاد تغییرات در سلول تخم و موار متعدد دیگر اشاره کرد.
تشخیص قبل از بارداری بیماری‌های ژنتیکی ، تشخیص صحت رابطه فرزند با پدر و مادر و همچنین تکنیک شناسایی مجرمان از روی بقایای باقی مانده از بدن، مو و یا خون آنها از جمله توانایی‌های دیگر ژنتیک مولکولی است.
در نگاهی دیگر دورنمای دانش ژنتیک و بیوتکنولوژی بسیار زیبا جلوه میکند. تولید اعضای بدن از قلب گرفته تا چشم و دست و پا به صورت مجزا از طریق مهندسی ژنتیک و ارایه آنها به بانک‌های اعضای بدن با هدف کمک به نیازمندان پیوند عضو، یکی از این موارد است.
به این ترتیب مشکل دفع پیوند حل خواهد شد و مخصوصاً در صورتی که عضو پیوندی از دارای خزانه ژنتیک همان فرد باشد هیچ آنتی ژن بیگانه‌ای نمی‌تواند عامل دفع عضو باشد. درمان بسیاری از بیماری‌های ژنتیکی مخصوصاً در دوره جنینی قابل درمان خواهد بود.
هویت افراد از روی کارت‌های شناسایی که بر پایه وراثت و ژنتیک آنها عمل میکند ممکن خواهد شد و مجرمان با گذاشتن کوچک‌ترین اثر بیولوژیکی از خود مثل یک تار مو بهسرعت شناسایی خواهند شد.
دنیای آینده در تسخیر دانش ژنتیک خواهد بود و برای این علم نم‌یتوان پایانی قائل شد. اگر چه به نظر می رسد مثل هر دانش دیگری، این علم هم می‌تواند ابزاری برای ارضاء حس قدرت طلبی بسیاری از سیاستمداران باشد و تا کنون شاهد جنجال‌های بسیاری زیادی هم در این مورد بوده‌ایم. یکی از مهمترین موارد آن تولید گیاهان تراریخت و کلونینگ و همسانه سازی انسان بوده است.
گرگور مندل کیست؟گرگوری مندل که او را پدر ژنتیک می‌دانند در روستای برنو که اکنون جزوی از کشور چک است در خانواده‌ای تنگ دست و آلمانی زبان متولد شد. پدر مندل، یک کشاورز بود که حداقل سه روز در هفته برای مالک زمین در شرایطی بسیار سخت و طاقت فرسا کار می‌کرد تا بالاخره روزی مالک یک زمین زراعی شد.
مندل هم به پرورش درختان میوه علاقه زیادی داشت و باغ میوه کوچک خود را با پیوندهایی بهبود می بخشید که کشیش شهر، پدر «شریبر»، در اختیارش می‌گذاشت.
یوهان جوان که پس از راهب شدن گرگور مندل نام گرفت، در این کار به پدرش کمک می‌کرد. و به تدریج با باغبانی و پرورش گل آشنا شد.
پدر شریبر در مدرسه دهکده تدریس می‌کرد. کودکان در آن مدرسه نه تنها خواندن و نوشتن م‌آموختند، بلکه با تاریخ طبیعی و علوم نیز آشنا می‌شدند. مندل هم که شاگرد ممتازی بود ، درس را در همان مدرسه شرع کرد.
پدر مندل که مرد فقیری بود، با وجود امکانات بسیار اندک، هر آنچه در توان داشت، به کار گرفت تا پسرش آینده بهتری داشته باشد.
یوهان، تحصیلات ابتدایی را با موفقیت پشت سر گذاشت و برای رفتن به دبیرستان آماده شد. هر چند که رفتن به دبیرستان برای خانواده یوهان بسیار سخت بود و والدین او نمی‌توانستند از نظر مالی کمک زیادی به او بکنند.
به همین دلیل هم، یوهان مجبور بود برای تامین نیازهای مالی خود کار کند. با وجود این، او با موفقیت به تحصیل ادامه داد تا این که در شانزده سالگی پدر مندل در یک تصادف به شدت صدمه دید و مجبور شد کار در مزرعه را رها کند. به این ترتیب، یوهان باید کلیه مخارج تحصیل خود را به تنهایی فراهم می‌کرد.
او به خاطر کار زیاد و سوء تغذیه، مریض شد. با وجود این، دبیرستان را با موفقیت به پایان رساند و خود را برای رفتن به دانشگاه آماده کرد. از آن جا که یوهان سرگرم تحصیل بود و نمی‌توانست در کار مزرعه به پدر کمک کند، آنتوان مندل، پدر یوهان تصمیم گرفت سرپرستی مزرعه را به دامادش واگذار کند. داماد نیز متعهد شد که هنگام ورود یوهان به صومعه، مبلغی را به او بپردازد. تقریباً بلافاصله پس از این که قرارداد امضا شد، خواهر مندل سهم جهیزیه‌اش را به برادرش داد تا تحصیلات خود را تکمیل کند. و در انتهای آن سال، تمام بودجه خانواده به اتمام رسید.
در چنان شرایطی، تنها امید خانواده، کشیش شدن یوهان بود! مندل امیدوار بود به عنوان کشیش، شغلی همچون معلمی در مدرسه پیدا کند و در اوقات فراغت به مطالعات علمی بپردازد. مندل در صومعه‌ای مشغول فعالیت شد که دارای یک زیست‌شناس، یک ستاره‌شناس، یک فیلسوف و یک آهنگساز بود. طبق یک حکم سلطنتی، آنان مسئولیت تدریس مسائل دینی، فلسفی و ریاضیات را بر عهده داشتند. در واقع صومعه یک دانشگاه کوچک بود.
این دانشگاه کوچک برای تکمیل گروه کوچک استادانش به شاگرد جوانی نیاز داشت که مایل به پیوستن به صومعه باشد. از این‌رو، مندل به توصیه استاد فیزیکش که مندل را در رشته فیزیک بهترین می‌دانست، به صومعه پیوست.
چند سال بعد، مندل در یکی از یادداشت‌هایش چنین نوشت:
«این قدم، تغییری اساسی در زندگی‌ام به وجود آورد. احساس می‌کنم به نقطه‌ای از زندگی رسیده‌ام که دیگر به مبارزه تلخ برای زنده ماندن نیازی ندارم.» او دیگر نگران به دست آوردن لقمه نانی نبود و سرانجام می‌توانست از نظر مالی به خانواده‌اش کمک کند و بخشش سخاوتمندانه خواهرش را با تامین مخارج تحصیل پسرانش جبران نماید.
مندل به عنوان کشیش ناحیه و کشیش بیمارستان به کار مشغول شد. اما کار در بیمارستان برای مندل مناسب نبود و مجاورت با انواع بیماری‌ها او را بیمار کرد. به همین جهت، او برای تدریس به یکی از دبیرستان‌های ناحیه اعزام شد. این شغل برای مندل بسیار مناسب بود.
او ریاضیات و ادبیات روم و یونان باستان تدریس می‌کرد و بین دانش‌آموزان و اعضای دبیرستان، شهرت و محبوبیت زیادی داشت.
مندل با کمک‌های صومعه توانست در دانشگاه وین تحصیل کند. او در کلاس‌های فیزیک تجربی آموخت که چگونه می‌توان به کمک مشاهده و تجربه، فرضیه‌ها را آزمایش کرد و به قوانین عمومی دست یافت. او به مطالعه آمار و احتمالات پرداخت و با نظریه اتمی در شیمی آشنا شد.
همچنین در کلاس‌های زیست‌شناسی و فیزیولوژی گیاهی شرکت کرد تا دانش خود را در این زمینه تکمیل کند.
در زمان مندل نظریه توارث آمیخته نظریه‌ای بود که افراد آن را پذیرفته بودند بر این اساس ، صفات فرزندان همیشه حد واسطی از صفات والدین است و طبق نظر لامارک محیط بر وراثت تاثیر می‌گذارد و ممکن است باعث تغییر صفات منتقل شده از والدین به فرزندان شود. مندل هم که مطالعاتی در این مورد انجام داده بود بر روی اصول وراثت کار کرد و در نهایت نظریه لامارک را را رد کرد. مندل در سال 1856، مطالعات معروفش را روی گیاه نخود فرنگی آغاز کرد و پس از هفت سال موفق به کشف اصول اولیه وراثت شد.
تمام فضایی که او برای انجام آزمایشاتش در اختیار داشت، قطعه کوچکی از باغ صومعه بود که 35 متر طول و هفت متر عرض داشت. او با این که به طور تمام وقت تدریس می‌کرد، هر گاه فرصتی می‌یافت، به کار و آزمایش در باغچه‌اش می‌پرداخت. نتایج آزمایش‌های او در سال 1865 منتشر شد.
مندل گیاه نخود را انتخاب کرد و از طریق دگر لقاحی در نخود سعی کرد که نخودهایی با صفات متقابل را با یکدگر آمیزش دهد و گیاهانی با صفات جدید را به وجود آورد. هر چند که هیچ‌گاه گیاهی با صفات جدید به وجود نیامد ، اما آزمایشات او به شناسایی اصول مهمی از وراثت ختم شد.
آزمایشگاه مندل همان باغچه کلیسا بود و او آزمایشات خود را از سال 1856 تا 1863 بر روی گیاه نخود انجام داد و با کمک دانش ریاضی احتمالات موفق شد نسبت‌های بیان صفات که به دو دسته غالب و مغلوب تقسیم‌بندی کرده بود را کشف کند که بعدها به قوانین وراثت مندل معروف شد.
از آنجا که در آن زمان بسیاری از افراد با نفوذ همچنان نظریات داروین و لامارک را صحیح می‌پنداشتند حاضر به پذیرش نظریات او نشدند. و مندل در حالی که هنوز نتایج آزمایشات او در محفل علمی معتبری مطرح نشده بود درگذشت و این در حالی بود که حتی گروهی از فلاسفه علم اعتقاد داشتند که مندل به صورت غیر آگاهانه به نتایجی دست پیدا کرده و حتی می‌خواستند لقبی را که بعداً به عنوان پدر علم ژنتیک برای او انتخاب کردند را منکر شوند.
مندل تا سال 1900 همچنان ناشناخته ماند تا این که در این سال‌ها سه دانشجو به صورت جداگانه کارهای مندل را دنبال کردند و قوانین او را به تایید رساندند. مندل قوانین حقیقی وراثت را کشف کرد، اما محیط فرهنگی‌اش مانع از آن شد که ارزش کارهایش شناخته شود. کشف مجدد قوانین مندل تنها هنگامی ممکن شد که سلسله‌ای از تهاجم‌های غیرمستقیم علمی تصورات قدیمی را از اعتبار ساقط کرد. پژوهش‌های مندل بر روی حدود 28000 بوته نخود و در مدت 7 سال دنبال شد.
