المحتوى
- ما هو الحمض النووي المؤتلف؟
- طرق بناء الحمض النووي المؤتلف
- الاستنساخ واستخدام تسلسل الحمض النووي المؤتلف
ما هو الحمض النووي المؤتلف؟
الحمض النووي المؤتلف هو تسلسل الحمض النووي الذي تم إنشاؤه بشكل مصطنع في المختبر. الحمض النووي هو القالب الذي تستخدمه خلايا لإنتاج البروتينات التي تشكل الكائنات الحية ، وترتيب قواعد النيتروجين على طول حبلا من الحمض النووي يحدد أي البروتينات التي تتشكل. من خلال عزل أجزاء من الحمض النووي وإعادة دمجها مع تسلسلات أخرى ، يمكن للباحثين استنساخ الحمض النووي داخل البكتيريا أو الخلايا المضيفة الأخرى وإنتاج بروتينات مفيدة ، مثل الأنسولين. يسمح الاستنساخ بإجراء دراسة أسهل بكثير لتسلسل الحمض النووي ، حيث إنه ينتج كمية كبيرة من الحمض النووي يمكن تعديلها وتحليلها.
طرق بناء الحمض النووي المؤتلف
التحول هو عملية يتم من خلالها إدخال جزء من الحمض النووي في بلازميد - وهي عبارة عن دائرة صغيرة من التكرار الذاتي للحمض النووي. يتم قطع الحمض النووي باستخدام إنزيمات تقييد. يتم إنتاج هذه الإنزيمات في الخلايا البكتيرية كآلية دفاعية ، وتستهدف مواقع معينة على جزيء الحمض النووي وتقطعها عن بعضها. إنزيمات التقييد مفيدة بشكل خاص لأنها تخلق "نهايات لاصقة" على شرائح الحمض النووي. مثل الفيلكرو ، هذه الأطراف اللزجة تسمح للحمض النووي بالانضمام بسهولة مع شرائح مكملة.
يتعرض كل من جين الاهتمام والبلازميدات لنفس إنزيم التقييد. هذا يخلق العديد من الجزيئات المختلفة. بعضها عبارة عن بلازميدات تحتوي على الجين موضع الاهتمام ، وبعضها عبارة عن بلازميدات تحتوي على جينات أخرى ، وبعضها بلازميدات معًا. ثم يتم إعادة إدخال البلازميدات إلى الخلايا البكتيرية ، حيث تتكاثر ، ويتم تحديد جزيء الحمض النووي المؤتلف المطلوب من خلال أنواع مختلفة من التحليل. على سبيل المثال ، إذا تم فصل البلازميد في جين معين ، فيمكن للعلماء البحث عن الخلايا التي تفشل في التعبير عن هذا الجين وبالتالي تحديد إعادة التركيب بنجاح.
التحول غير البكتيري هو في الأساس نفس العملية ولكنه يستخدم الخلايا غير البكتيرية كمضيفين. يمكن حقن الحمض النووي مباشرة في نواة الخلية المضيفة. قد يقوم الباحثون أيضًا بإغلاق خلية تحتوي على جزيئات معدنية مجهرية مغطاة بالحمض النووي.
يشبه ترنسفكأيشن إلى حد كبير التحول ، ولكن تستخدم فجوات بدلا من البلازميدات. فالصمة فيروس يصيب البكتيريا. تعد كل من البلاجمات والبلازميدات مثالية لهذه العملية لأنها ستتكاثر بسرعة داخل الخلية البكتيرية.
الاستنساخ واستخدام تسلسل الحمض النووي المؤتلف
بمجرد تحديد الباحثين للخلايا البكتيرية المعينة التي تحتوي على تسلسل المؤتلف ، يمكن أن تنمو هذه الخلايا في ثقافة وتولد كميات كبيرة من الجين. من الصعب الحصول على خلايا بكتيرية لتوليد بروتين من خلية مضيفة بشريّة أو حيوانية ، لكن هناك طرقًا لتعديل التعبير الجيني لتسهيل هذا الإنتاج. إذا تم استخدام الخلايا النووية كخلايا مضيفة (كما هو الحال في التحول غير البكتيري) ، فستواجه الخلايا مشاكل أقل للتعبير عن الجين المؤتلف.
بمجرد استنساخ الجينات بأعداد كبيرة ، يمكن تخزينها في مكتبات الحمض النووي ، وتسلسلها ودراستها. أتاحت تكنولوجيا الحمض النووي المؤتلف العديد من الاكتشافات المهمة في الطب الشرعي ، ودراسة الأمراض الوراثية ، والزراعة ، والمستحضرات الصيدلانية.