[align=justify]بسم الله الرحمن الرحيم
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته.
ان شاء الله تعالى سنتكلم في هذا القسم عن تقنيات التكنولوجيا الحيوية للحمض النووي. المواضيع التي ساقوم بتغطيتها هي كالاتي:
1 - التنقية والكشف عن الأحماض النووية (Purification and Detection of Nucleic Acids).
كيف يتم فصل الأحماض النووية؟
كيف يمكننا تصور الحمض النووي؟
2 - الانزيمات القاطعة (Restriction Endonucleases).
لماذا منطقة (sticky ends) مهمة؟
3 - الاستنساخ (Cloning).
ما هو الاستنساخ؟
ما هي البلازميدات؟
4 - الهندسة الوراثية (Genetic Engineering).
ما هو الغرض من الهندسة الوراثية؟
كيف يمكن صنع البروتينات البشرية عن طريق استخدام البكتيريا؟
ما هو (Expression Vector)؟
5 - مكتبات الحمض النووي والتي تعرف ب (DNA Libraries).
كيف يمكننا العثور على قطعة او جزء معين من الحمض النووي في
المكتبة؟
6 - سلسلة التفاعلات البوليميرية (The Polymerase Chain Reaction).
ما هي مزايا PCR؟
7 - بصمة الحمض النووي (DNA Fingerprinting).
كيف يمكن أن ينظر إلى اختلافات في الحمض النووي بين الأفراد؟
8 - تسلسل الحمض النووي (Sequencing DNA).
كيف بامكان الداي دوكسي نيوكليوتيد ( dideoxy nucleotides) تسمح لنا تسلسل الحمض النووي؟
9 - الجينوم والبروتيوميات (Genomics and Proteomics).
كيف الشريحة الميكروبية (Microarrays) تعمل؟
بسم الله نبدأ : اليوم اشرح لكم تقنية الأحماض النووية. وبحول الله ساشرح لكم كيفية الكشف عن الاحماض النووية في المرة القادمة.
في أوائل عام 1997، ذكرت عناوين الصحف في مختلف أنحاء العالم عن حدث علمي هائل الا وهو قيام العلماء الاسكتلنديين باستنساخ (cloning) ناجح للخرفان. ثم بعد ذلك ظهرت تقارير علمية تشير إلى استنساخ انواع أخرى من
الحيوانات. هذا النوع من الابحاث في مجال تقنيات التكنولوجيا الحيوية للحمض النووي (Biotechnology Techniques of Nucleic Acid) اثار كميات هائلة من النقاشات العلمية. تحت هذا العنوان بحول الله وقوته ، سوف نركز اهتمامنا على بعض من أهم الأساليب المستخدمة في مجال التكنولوجيا الحيوية.
التجارب العلمية على الأحماض النووية كثيرا ما تنطوي وترتكز على كميات صغيرة للغاية من مواد مختلفة على نطاق واسع من الحجم الجزيئي. اثنان من الضرورات الأولية التي يسعى لتحقيقها في هذا النوع من التجارب العلمية وهي: 1- فصل مكونات خليط، 2- كشف عن وجود الأحماض النووية. ولحسن الحظ، هناك طرق قوية لتحقيق الهدفين معا.
كيف يتم فصل الأحماض النووية؟ (How are nucleic acids separated)
طرق الفصل (Separation Techniques)
طرق الفصل (Separation) تعتمد على الاختلافات بين الاحماض الامينية التي يراد فصلها. الشحنة و الحجم هما خصائص الجزيئات التي يتم استخدامها بشكل متكرر للانفصال (Separation). هناك طريقة واحدة تعد من أكثر التقنيات المستخدمة على نطاق واسع في مجال التقنية الحيوية و البيولوجيا الجزيئية وهي الجل الكتروفرسيس (Gel Electrophoresis) او ما يعرف بالهجرة الكهربية ان صح التعبير والتي يستخدم فيها كل من هذه الخصائص (الشحنة و الحجم للجزيئي). تستند هذه التجربة بناء على الجسيمات المشحونة في المجال كهربائي. ولتحقيق اهدافنا، ويكفي أن نعرف أن حركة الجزيء في المجال كهربائي يعتمد على نسبة شحنة الجزي الي كتلته. باستخدام الأقطاب الكهربائية، يتم تمرير تيار كهربائي خلال الوسط السائل للقيام بعملية الفصل المطلوبة. البوليمرات الهلامية (Polymeric gels)، مثل الاجاروز (Agarose) و البولي كرليميد (Polyacrylamide)، تستخدم باستمرار كوسط داعم للاكتروفرسيس. ان اختيار المواد الهلامية الاغاروز (Agarose) مقابل البولي كرليميد (Polyacrylamide) يعتمد على حجم الجزيئات المراد فصلها. بمعنى اخر، الاجاروز يستخدم فقط للجزيئات التي تحتوي على آلاف أليغونيكليوتيد (Thousands of Oligonucleotides). اما بالنسبة للبولي كرليميد (Polyacrylamide) فانه يستخدم للجزيئات التي تحتوي على مئات أليغونيكليوتيد (hundreds of oligonucleotides) وهذه معلومة مهمة يغفل عنها الكثير.
ان الشحنة الموجودة على الجزيئات المراد فصلها تسمح لهذه الجزيئات بالانتقال من خلال الجل نحو إلكترود ذو الشحتة العكسية في الطرف الاخر من الجل. الأحماض النووية والاجزاء الصغيرة من النوكليوتيدات تتحرك في الاتجاه السالب عند الpH المتعادل (لماذا؟) لان السبب في ذلك يعود الى وجود مجموعة الفوسفات ذو الشحنة السالبة. عندما يتم وضع هذه الجزيئات ذو الشحنة السالبة في مجال كهربائي بين قطبين احدهما موجب والاخر سالب، فإن جميع الجزيئات ذو الشحنة السالبة تهاجر نحو القطب الموجب. وفي الأحماض النووية، جميع بقايا النيوكليوتيدات (Nucleotide Residue) تساهم وتشارك الشحنة السالبة الموجودة في مجموعة الفوسفات إلى الشحنة الاجمالية عن الجزء النيوكليوتيدي، ولكن كتلة الحامض النووي أو نيوكليوتيدات تزداد زيادة دقيقة تبعا لذلك. وهكذا، فإن نسبة الشحنة إلى الكتلة تبقى نفس الشيء تقريبا بغض النظر عن حجم الجزيء. ونتيجة لذلك، فإن عملية الفصل تحدث ببساطة على أساس الحجم. وفي فترة معينة من الزمن، ومع عينة مؤلفة من خليط من أليغونبكليوتيد، فان النيوكليوتيد الاصغر يتحرك أبعد من النيو كليوتيد الأكبر في عملية الفصل الكهربي. اليغنوكليوتيد يتحرك في المجال الكهربائي بسبب الشحنة الكهربية التي يحملها، وبمعنى اخر المسافة التي يتحركها اليغنوكليوتيد في الوقت المحدد له يعتمد على حجم اليغنوكليوتيد نفسه.
معظم حالات الفصل التي تجرى باستخدام الاجاروز جل، يتم وضع الجل فيه في الوضع الأفقي، بمعنى اخر اي ان الجل يوضع تحت عازل. ومع ذلك، عندما يتم عمل مايعرف بتسلسل الحمض النووي (Sequencing DNA) ،والذي سنتحدث عنه لاحقا ان شاء الله تعالى، يتم وضع البولي كرليميد جل (Polyacrylamide) في وضع عمودي. ويمكن فصل عينات مختلفة على جل واحد بحيث يتم وضع كل عينة في مكان معين (distinct well) عند نهاية القطب السالب من الجل، وبالتالي فان التيار الكهربائي يتدفق حتى تتم عملية الانفصال بشكل كامل.
لاتنسوني من دعائكم ،،، وفقني الله واياكم.[/align]
المواضيع المتشابهه
مواضيع في تقنيات التكنولوجيا الحيوية للحمض النووي (1)
العرض العادي
