معلومة

إزالة الحمض النووي من الخلية

إزالة الحمض النووي من الخلية


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ربما يكون هذا السؤال غبيًا ، لكن ماذا يحدث إذا أزال المرء الحمض النووي تمامًا من كائن خلية واحدة؟ بقدر ما أعرف أن الحمض النووي مطلوب فقط لنشر المعلومات للأحفاد ، إذا تم إزالته من خلية ناضجة ووضع بعض المصادر الاصطناعية للبروتين هناك ، فهل سيفقد القدرة على التزاوج أم أنه سيموت على الفور؟


هذا يعتمد على حالة الخلية ونشاطها. تقوم خلايا الدم الحمراء بتطهير النوى ومحتويات الحمض النووي الخاصة بها وتستمر في أداء وظيفتها بشكل جيد ، على الرغم من أنها تفقد قدرتها على الانقسام وتشكيل خلايا جديدة (أي متمايزة نهائياً). ومع ذلك ، فإن معظم الخلايا تتطلب من الجينوم نسخ المعلومات الجينية وترجمتها إلى بروتين للحفاظ على أنشطتها الأيضية والوظيفية. كما قلت ، سيكون الحمض النووي مطلوبًا أيضًا لتقسيم وبناء خلايا جديدة ، لذلك سيكون هذا جانبًا سلبيًا رئيسيًا لإزالة كل الحمض النووي. لن تساعد إضافة البروتينات الخارجية أو الأحماض الأمينية في ضمان الإنتاج الصحيح للبروتين وصيانته ، لأن البروتينات يتم ترميزها بواسطة mRNA التي تعمل بمثابة نسخ متنقلة للحمض النووي. إنها تعتمد على نسخ الحمض النووي ، والتي بدونها لا يمكن أن توجد. لا تتشكل البروتينات بشكل تلقائي. باختصار ، فإن الحمض النووي دائمًا ما يكون ضروريًا للغاية ، والحالة أنه إذا قمت بإزالة النواة من معظم الخلايا ، فسوف تموت بعد ذلك بوقت قصير جدًا.


طرق نقل الجينات: 6 طرق

تلقي هذه المقالة الضوء على الطرق الست لنقل الجينات. الطرق الست هي: (1) التحول (2) الاقتران (3) اليكتروبوريشن (4) نقل الجينات بوساطة الجسيمات الشحمية (5) توصيل و (6) النقل المباشر للحمض النووي.

الطريقة رقم 1. التحول:

التحول هو طريقة إدخال الحمض النووي الغريب في الخلايا البكتيرية (مثل الإشريكية القولونية). يتم امتصاص DNA البلازميد بواسطة الإشريكية القولونية في CaCl المثلج2 (0-5 درجات مئوية) ، وصدمة حرارية لاحقة (37-45 درجة مئوية لمدة 90 ثانية تقريبًا). من خلال هذه التقنية ، يكون تردد التحويل ، الذي يشير إلى جزء السكان الخلوي الذي يمكن نقله ، جيدًا بشكل معقول ، على سبيل المثال خلية واحدة تقريبًا لكل 1000 (10 -3) خلية.

كفاءة التحول:

يشير إلى عدد المحولات لكل ميكروجرام من الحمض النووي المضاف. بالنسبة للإشريكية القولونية ، التحول بواسطة البلازميد ، تكون كفاءة التحول حوالي 10 7 إلى 10 8 خلايا لكل ميكروغرام من DNA البلازميد السليم. تعتبر الخلايا البكتيرية التي يمكنها امتصاص الحمض النووي كفؤة. يمكن تعزيز الكفاءة عن طريق تغيير ظروف النمو.

آلية عملية التحول ليست مفهومة بالكامل. ويعتقد أن CaCI2 يؤثر على جدار الخلية ، ويتكسر في المناطق الموضعية ، وهو مسؤول أيضًا عن ربط الحمض النووي بسطح الخلية. تحفز الصدمة الحرارية القصيرة (أي الزيادة المفاجئة في درجة الحرارة من 5 درجات مئوية إلى 40 درجة مئوية) امتصاص الحمض النووي. بشكل عام ، تكون الحمض النووي كبير الحجم أقل كفاءة في التحول.

طرق كيميائية أخرى للتحول:

فوسفات الكالسيوم (بدلا من CaCI2) مفضل لنقل الحمض النووي إلى الخلايا المستنبتة. في بعض الأحيان ، قد ينتج عن فوسفات الكالسيوم ترسبات وسمية للخلايا. يستخدم بعض العمال ثنائي إيثيل أمينو إيثيل ديكستران (DEAE -dextran) لنقل الحمض النووي.

الطريقة الثانية. اقتران:

الاقتران هو عملية إعادة تركيب جرثومية طبيعية. أثناء الاقتران ، تجتمع بكتيريا حية (متبرع ومتلقي) معًا ، وتنضم إليهما بواسطة جسور هيولي وتنقل الحمض النووي أحادي الجديلة (من المتبرع إلى المتلقي). داخل الخلية المتلقية ، قد يتكامل الحمض النووي الجديد مع الكروموسوم (نادر إلى حد ما) أو قد يظل حراً (كما هو الحال مع البلازميدات).

يمكن أن يحدث الاقتران بين الخلايا من أجناس مختلفة من البكتيريا (مثل خلايا السالمونيلا والشيجيلا). هذا على عكس التحول الذي يحدث بين خلايا الجنس البكتيري. وبالتالي ، من خلال الاقتران ، يمكن نقل الجينات من نوعين مختلفين وغير مرتبطين من البكتيريا.

يتم استغلال ظاهرة الاقتران الطبيعية لنقل الجينات. يتم تحقيق ذلك عن طريق نقل DNA البلازميد من خلية إلى أخرى. بشكل عام ، تفتقر البلازميدات إلى وظائف اقتران ، وبالتالي فهي ليست قادرة على نقل الحمض النووي إلى الخلايا المتلقية. ومع ذلك ، يمكن تحضير واستخدام بعض البلازميدات ذات الخصائص الاقترانية.

الطريقة رقم 3. التفريد الكهربي:

يعتمد Electroporation على مبدأ أن النبضات الكهربائية عالية الجهد يمكن أن تحفز أغشية البلازما الخلوية على الاندماج. وبالتالي ، فإن Electroporation هي تقنية تتضمن نفاذية غشاء بوساطة المجال الكهربائي. يمكن أن تحفز الصدمات الكهربائية أيضًا على امتصاص الخلايا للحمض النووي الخارجي (الذي يُعتقد أنه عبر المسام التي تشكلها النبضات الكهربائية) من محلول التعليق.

Electroporation هي تقنية بسيطة وسريعة لإدخال الجينات في الخلايا من الكائنات الحية المختلفة (الكائنات الحية الدقيقة والنباتات والحيوانات).

يوضح الشكل 6.11 التقنية الأساسية للتثقيب الكهربائي لنقل الجينات إلى خلايا الثدييات. توضع الخلايا في محلول يحتوي على الحمض النووي وتتعرض لصدمات كهربائية لإحداث ثقوب في الأغشية. تدخل شظايا الحمض النووي الغريبة من خلال الثقوب في السيتوبلازم ثم إلى النواة.

Electroporation هي طريقة فعالة لتحويل خلايا الإشريكية القولونية التي تحتوي على البلازميدات مع إدخال DNA أطول من 100 كيلو بايت. تبلغ كفاءة التحويل حوالي 10 9 محولات لكل ميكروجرام من الحمض النووي للبلازميدات الصغيرة (حوالي 3 كيلو بايت) وحوالي 10 6 للبلازميدات الكبيرة (حوالي 130 كيلو بايت).

الطريقة رقم 4. نقل الجينات بوساطة الجسيمات الشحمية:

الجسيمات الشحمية عبارة عن جزيئات دهنية دائرية ، لها جزء داخلي مائي يمكن أن يحمل الأحماض النووية. تم تطوير العديد من التقنيات لتغليف الحمض النووي في الجسيمات الشحمية. يوضح الشكل 6.12 نقل الجين بوساطة الجسيمات الشحمية ، والمشار إليه باسم عدوى الشحوم.

عند معالجة جزء الحمض النووي مع الجسيمات الشحمية ، يتم تغليف قطع الحمض النووي داخل الجسيمات الشحمية. يمكن لهذه الجسيمات الشحمية أن تلتصق بأغشية الخلايا وتندمج معها لنقل شظايا الحمض النووي. وهكذا ، يدخل الحمض النووي الخلية ثم إلى النواة. الجسيمات الشحمية موجبة الشحنة معقدة بكفاءة عالية مع الحمض النووي ، وترتبط بالخلايا وتنقل الحمض النووي بسرعة.

تعد تقنية Lipofection فعالة للغاية وتستخدم لنقل الجينات إلى الخلايا البكتيرية والحيوانية والنباتية. تي

الطريقة رقم 5. التوضيح:

في بعض الأحيان ، يمكن تعبئة الحمض النووي الغريب داخل فيروسات حيوانية. يمكن أن تصيب هذه الفيروسات الخلايا بشكل طبيعي وتدخل الحمض النووي في الخلايا المضيفة. يشار إلى نقل الحمض النووي من خلال هذا النهج باسم التنبيغ.

الطريقة رقم 6. النقل المباشر للحمض النووي:

من الممكن نقل الحمض النووي مباشرة إلى نواة الخلية. الحقن المجهري وقصف الجسيمات هما الأسلوبان الشائعان لهذا الغرض.

يستخدم نقل الحمض النووي عن طريق الحقن المجهري بشكل عام للخلايا المستنبتة. هذه التقنية مفيدة أيضًا لإدخال الحمض النووي في الخلايا الكبيرة مثل البويضات والبيض وخلايا الأجنة المبكرة. يستخدم مصطلح تعداء لنقل الحمض النووي إلى الخلايا حقيقية النواة ، بوسائل فيزيائية أو كيميائية مختلفة.


37 كيف يتم ترتيب الحمض النووي في الخلية

الحمض النووي هو جزيء عامل يجب تكراره (نسخه) عندما تكون الخلية جاهزة للانقسام ، ويجب "قراءتها" لإنتاج الجزيئات ، مثل البروتينات ، لتقوم بوظائف الخلية. لهذا السبب ، فإن الحمض النووي محمي ومعبأ بطرق محددة للغاية. يمكن أن تكون جزيئات الحمض النووي طويلة جدًا لأنها يجب أن تحمل الكثير من المعلومات. تمتد جزيئات الحمض النووي من طرف إلى طرف ، في خلية بشرية واحدة يصل طولها إلى حوالي مترين (حوالي 6 أقدام). وبالتالي ، يجب تعبئة الحمض النووي للخلية بطريقة منظمة للغاية لتلائم وتعمل داخل بنية (الخلية) غير مرئية للعين المجردة.

يسمى مكمل الحمض النووي للخلية بالخلية الجينوم. في بدائيات النوى (البكتيريا) ، يتكون الجينوم من جزيء DNA مفرد مزدوج الشريطة على شكل حلقة أو دائرة. المنطقة في الخلية التي تحتوي على هذه المادة الجينية تسمى أ نوكليويد (الشكل 1). تحتوي بعض بدائيات النوى أيضًا على حلقات أصغر من الحمض النووي تسمى البلازميدات التي ليست ضرورية للنمو الطبيعي.

شكل 1 خلية بدائية النواة متوسطة. لاحظ أن الحمض النووي ليس محاطًا بغشاء لتكوين نواة. رصيد الصورة سيدة القبعات ويكيبيديا.

حجم الجينوم في واحدة من بدائيات النوى الأكثر دراسة ، الإشريكية القولونية، 4.6 مليون زوج أساسي. هذا من شأنه أن يمتد مسافة حوالي 1.6 ملم إذا امتدت. قارن ذلك بطول خلية الإشريكية القولونية ، التي يبلغ طولها حوالي 1-2 ميكرومتر. 1.6 مم = 1600 ميكرومتر: فكيف يتلاءم كل هذا الحمض النووي داخل خلية صغيرة؟ يتم التواء الحمض النووي إلى ما بعد الحلزون المزدوج فيما يعرف باسم الالتواء الفائق. من المعروف أن بعض البروتينات تشارك في الالتفاف الفائق للبروتينات والإنزيمات الأخرى التي تساعد في الحفاظ على البنية فائقة الالتفاف.

حقيقيات النوى ، مثل الحيوانات والنباتات ، لها الكروموسومات التي تتكون من جزيئات الحمض النووي الخطية. يمكن رؤية الكروموسومات على أنها هياكل شبيهة بالخيوط تقع داخل نواة الخلايا حقيقية النواة. يتكون كل كروموسوم من بروتين ولولب مزدوج خطي واحد من الحمض النووي (الشكل 2). مصطلح الكروموسوم يأتي من الكلمات اليونانية للون (صفاء) والجسم (سوما). أطلق العلماء هذا الاسم على الكروموسومات لأنها هياكل خلوية أو أجسام ملطخة بشدة ببعض الأصباغ الملونة المستخدمة في البحث.

الشكل 2 الكروموسومات الخطية من الغدد اللعابية ليرقات الذبابة غير القارضة. رصيد الصورة Joseph Resichig Wikimedia.

تحتوي حقيقيات النوى عادةً على حمض نووي أكثر بكثير من بدائيات النوى: الجينوم البشري هو تقريبًا 3 مليار أزواج قاعدية في حين أن جينوم الإشريكية القولونية هو 4 تقريبًا مليون.لهذا السبب ، تستخدم حقيقيات النوى نوعًا مختلفًا من استراتيجية التعبئة لتلائم حمضها النووي داخل نواة (الشكل 3). على المستوى الأساسي ، يتم لف الحمض النووي حول البروتينات المعروفة باسم هيستون. يلتف الحمض النووي الملفوف حول الهيستونات ويتراكم من خلال عدة مستويات إضافية من التعقيد. هذه الهياكل الأكثر سمكًا والأكثر إحكاما هي ما رأيته من قبل في الصور المسماة "الكروموسومات".

الشكل 3: التركيب الأساسي للكروموسومات حقيقية النواة داخل نواة الخلية (& # 8220 كروموسومات & # 8221 من قبل المعهد القومي لبحوث الجينوم البشري في المجال العام)

  • تحتوي بدائيات النوى على كميات صغيرة نسبيًا من الحمض النووي (ملايين من أزواج القاعدة) الموجودة في جينوم دائري واحد ، يقع في السيتوبلازم في النواة.
  • تحتوي حقيقيات النوى على كميات أكبر من الحمض النووي (بلايين الأزواج القاعدية) الموجودة في العديد من الكروموسومات الخطية الموجودة داخل النواة.

الإجابات والردود

بمجرد أن تعرف التسلسل المحيط بجينك المفضل ، يمكنك بالفعل العثور على مواقع التقييد المحيطة به واستئصال الجين. يمكنك بعد ذلك أخذ هذا الجين المستأصل وربطه بناقل مستقبِل (مثل البلازميد البكتيري).

اعتمادًا على إنزيمات التقييد التي استخدمتها في الأصل (يوجد الآلاف منها) ، سيحتوي الجين الخاص بك على نيوكليوتيدات متدلية في نهاياته. باستخدام هذه الأطراف "اللزجة" تقوم بمطابقة الجين مع ناقل ذو نهايات لزجة مكملة. يستخدم الليجاز لتدعيم العمود الفقري للفوسفات للجين بالبلازميد.


الجين الخاص بك
TACANNNNCGA
. GTNNNNGCTCG

(تجاهل النقاط ، لن يعمل التنسيق إذا استخدمت مسافات. N = أي نوكليوتيد)

لاحظ المتراكمة TA- و -CG.
سوف يرتبط TA بشكل طبيعي بموجه متجه مع تراكب AT
سوف يرتبط CG بشكل طبيعي بموجه متجه مع تراكب GC

لذا فإن المتجه (مثل البلازميد البكتيري) مصنوع ليكون له بروزات تكميلية ويؤسس الجين تلقائيًا أزواج معه.

دائري -NNN. TACANNNNCGA. GCNNN- دائري
بلازميد -NNNAT. GTNNNNGCTCG. NNN- بلازميد

(تجاهل الفترات مرة أخرى ، تعامل معها كفراغات)

يستخدم DNA ligase لربط العمود الفقري للفوسفات (لم يتم تصويره في هذا المثال البسيط) ويكمل ligase الحمض النووي الدائري بحيث لا توجد شقوق في الحمض النووي (مما قد يؤدي إلى إضعافه).

الآن يمكن التعرف على هذا البلازميد الذي يحمل الجين الخاص بك عن طريق البكتيريا وعندما تنقسم الخلية فإن البكتيريا سوف تضاعف الجين (والبلازميد) مع كل انقسام. في فترة زمنية قصيرة جدًا سيكون لديك بلايين من هذه الجينات.

لست على دراية بعلم الوراثة النباتية ، لكن كما ذكرت أعلاه ، هناك آلاف مواقع التقييد (في علم الوراثة الحيوانية) لذا يعتمد الإنزيم المستخدم على حجم جزء الجين الذي تريده.


أظهر العلماء أن أدلة الحمض النووي يمكن أن تكون ملفقة

أثبت العلماء في إسرائيل أنه من الممكن اختلاق أدلة الحمض النووي ، مما يقوض مصداقية ما كان يعتبر المعيار الذهبي للإثبات في القضايا الجنائية.

وصنع العلماء عينات دم ولعاب تحتوي على حمض نووي من شخص غير المتبرع بالدم واللعاب. أظهروا أيضًا أنه إذا كان لديهم إمكانية الوصول إلى ملف تعريف الحمض النووي في قاعدة بيانات ، فيمكنهم إنشاء عينة من الحمض النووي لمطابقة هذا الملف الشخصي دون الحصول على أي نسيج من ذلك الشخص.

قال دان فرومكين ، المؤلف الرئيسي للورقة البحثية ، التي نشرتها على الإنترنت مجلة Forensic Science International: Genetics: "يمكنك فقط هندسة مسرح جريمة". "يمكن لأي طالب جامعي في علم الأحياء القيام بذلك."

الدكتور Frumkin هو مؤسس Nucleix ، وهي شركة مقرها في تل أبيب طورت اختبارًا لتمييز عينات الحمض النووي الحقيقية من العينات المزيفة التي تأمل بيعها لمختبرات الطب الشرعي.

إن زرع أدلة الحمض النووي الملفقة في مسرح الجريمة ما هو إلا أحد النتائج الضمنية للنتائج. الانتهاك المحتمل للخصوصية الشخصية هو شيء آخر.

باستخدام بعض الأساليب نفسها ، قد يكون من الممكن مسح الحمض النووي لأي شخص من كوب شرب أو عقب سيجارة مهملة وتحويله إلى عينة لعاب يمكن تقديمها إلى شركة اختبار جيني تقيس النسب أو خطر الإصابة بأمراض مختلفة. قالت جيل إتش جافيت من مركز علم الوراثة والسياسة العامة بجامعة جونز هوبكنز إن المشاهير قد يضطرون إلى الخوف من "المصورين الجيني".

وقالت تانيا سيمونسيلي ، المستشارة العلمية لاتحاد الحريات المدنية الأمريكي ، إن النتائج مثيرة للقلق.

قالت: "الحمض النووي أسهل بكثير للزرع في مسرح الجريمة من بصمات الأصابع". "نحن بصدد إنشاء نظام عدالة جنائية يعتمد بشكل متزايد على هذه التكنولوجيا."

قال جون إم بتلر ، قائد مشروع اختبار الهوية البشرية في المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا ، إنه "أعجب بمدى قدرتهم على تصنيع ملفات تعريف الحمض النووي المزيفة." ومع ذلك ، أضاف: "أعتقد أن مجرمك العادي لن يكون قادرًا على فعل شيء من هذا القبيل".

صنع العلماء عينات الحمض النووي بطريقتين. طلب المرء عينة حقيقية من الحمض النووي ، وإن كانت صغيرة ، ربما من خصلة شعر أو كوب شرب. قاموا بتضخيم العينة الصغيرة إلى كمية كبيرة من الحمض النووي باستخدام تقنية قياسية تسمى تضخيم الجينوم الكامل.

بالطبع ، قد يُترك كوب للشرب أو قطعة من الشعر في مسرح الجريمة لتأطير شخص ما ، لكن الدم أو اللعاب قد يكونان أكثر تصديقًا.

أخذ مؤلفو الورقة دمًا من امرأة وطردوه مركزيًا لإزالة الخلايا البيضاء التي تحتوي على الحمض النووي. أضافوا إلى الخلايا الحمراء المتبقية الحمض النووي الذي تم تضخيمه من شعر الرجل.

نظرًا لأن الخلايا الحمراء لا تحتوي على الحمض النووي ، فإن جميع المواد الجينية في عينة الدم كانت من الرجل. أرسلها المؤلفون إلى مختبر جنائي أمريكي رائد ، والذي حللها كما لو كانت عينة طبيعية من دم رجل.

اعتمدت التقنية الأخرى على ملفات تعريف الحمض النووي ، المخزنة في قواعد بيانات إنفاذ القانون كسلسلة من الأرقام والحروف المقابلة للاختلافات في 13 نقطة في جينوم الشخص.

من عينة مجمعة من الحمض النووي للعديد من الأشخاص ، استنسخ العلماء مقتطفات صغيرة من الحمض النووي تمثل المتغيرات الشائعة في كل بقعة ، وإنشاء مكتبة من هذه المقتطفات. لتحضير عينة DNA مطابقة لأي ملف شخصي ، قاموا فقط بخلط المقتطفات المناسبة معًا. قالوا إن مكتبة تضم 425 قصاصة مختلفة من الحمض النووي ستكون كافية لتغطية كل ملف تعريف يمكن تصوره.

يعتمد اختبار Nucleix لمعرفة ما إذا كانت العينة قد تم تصنيعها على حقيقة أن الحمض النووي المتضخم - والذي يمكن استخدامه في أي من الخداع - لا يتم ميثليته ، مما يعني أنه يفتقر إلى جزيئات معينة مرتبطة بالحمض النووي في نقاط محددة ، وعادةً لتعطيل الجينات.


كريسبر في نماذج الحيوانات والحيوانات

4.5 استخراج الحمض النووي وتضخيم المكتبة

غالبًا ما يتم تجاهل خطوات استخراج الحمض النووي وتضخيم تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) في شاشات CRISPR نظرًا لأنها تقنيات معملية شائعة. ومع ذلك ، يتم تنفيذ هذه الخطوات على نطاق أوسع مما يؤديه عادةً الباحث العادي ، مما يمثل تحديات فريدة. نظرًا لأن العديد من جوانب هذه الخطوة لا يمكن تقييمها بسهولة لمراقبة الجودة إلا بعد تسلسل المكتبة ، فقد يكون الأمر مضيعة للوقت ومضيعة في التحسين. لذلك ، يوصى بشدة باستخدام البروتوكولات المنشورة. 53

من الضروري استخراج الحمض النووي الجيني النظيف عالي الجودة من كميات كبيرة من أنسجة الورم. يجب أن يكون الحمض النووي للورم المستخدم لتضخيم تفاعل البوليميراز المتسلسل خاليًا من مثبطات تفاعل البوليميراز المتسلسل أو الملوثات التي يمكن أن تمنع التحديد الدقيق لتركيز الحمض النووي. يجب أن يكون النهج المستخدم أيضًا متوافقًا مع معالجة كميات كبيرة من مادة البداية ، والتي تفضل تطبيق تقنية قائمة على الترسيب ، ولكن يجب أيضًا ملاحظة أنه يجب تقليل المرحل إلى الحد الأدنى.

يجب الانتباه إلى تقليل عبء الحمض النووي في العينة قبل التضخيم. عبء الحمض النووي هو كتلة الحمض النووي المشتقة من أنسجة أخرى غير الخلايا السرطانية محل الاهتمام. في حالة xenografts الجناح ، يمكن أن يشكل الحمض النووي غير ذي الصلة من أصل انسجة الفئران أكثر من نصف إجمالي الأحماض النووية. 87 يجب بذل الجهود لإزالة هذه السدى المتسلل. 88 في GEMMs ، تختلط الخلايا السرطانية - غالبًا عشرات أو مئات الآفات المتميزة - بحمة العضو الطبيعية. يوصى بتمييز هذه الخلايا بعلامة الفلورسنت لفرز الخلايا المنشطة الفلورية (FACS) للحصول على مجموعة خلايا سرطانية نقية. 89


استخراج الحمض النووي - الفراولة

الفراولة من نوع الأخطبوط ، مما يعني أن لديها ثماني مجموعات من الكروموسومات. إجراء استخراج الحمض النووي من الفراولة بسيط ، وعادة ما تكون النتائج واضحة ، فمن السهل رؤية الخيوط البيضاء للحمض النووي داخل المحلول الوردي لعصير الفراولة.

في هذا الإجراء ، ستقوم بسحق الفراولة وإضافة المنظفات والملح لتحطيم جدران الخلايا لتحرير الحمض النووي داخل النواة. ستقوم بعد ذلك بتصفية السائل من هذه الفراولة المسحوقة في دورق ، تسمى المادة بالمرشح. يُسكب المرشح بعد ذلك في أنبوب اختبار وتُسكب طبقة من الكحول فوقه. ثم يترسب الحمض النووي في طبقة الكحول في أنبوب الاختبار

  • استخراج الحمض النووي من الفراولة باستخدام المنتجات المنزلية
  • التعرف على دور المواد الكيميائية في عملية استخلاص الحمض النووي
  • راقب عينة كبيرة من الحمض النووي

المواد المطلوبة:

  • عازلة استخراج الحمض النووي: 1000 مل من الماء منزوع الأيونات ، 50 مل من منظف الأطباق الصافي ، 1 ملعقة صغيرة من الملح
  • الفراولة (الفواكه الأخرى تعمل أيضًا)
  • حقيبة زيبلوك
  • مرشحات القهوة وقمع
  • أنابيب اختبار أو أكواب أو أكواب لتجميع المرشح

1. أضف فراولة (أو نصف) إلى مخزن Ziploc.
2. أضف 10 مل من المخزن المؤقت لاستخراج الحمض النووي واهرس الفراولة والعازل لمدة دقيقة واحدة تقريبًا.
3. استخدم قمعًا ومرشحات قهوة لتصفية عصير الفراولة في دورق.
4. قم بنقل المرشح إلى أنبوب اختبار ، يجب عليك فقط ملء أنبوب الاختبار في منتصف الطريق ممتلئًا وتجنب نقل أي رغوة.
5. اسكبي ببطء أو قطري الكحول البارد فوق خليط الفراولة. تريد طبقة واحدة فوق خليط الفراولة.
6. سوف تتشكل خيوط بيضاء في طبقة الإيثانول ، استخدم قضيب التحريك للف الخيوط.

أسئلة للمناقشة

1. كيف يبدو الحمض النووي من الفراولة؟

2. لماذا من المهم أن يتمكن العلماء من إزالة الحمض النووي من الخلايا؟

3. ما هو دور المنظفات والإيثانول والملح في عملية الاستخلاص؟

4. ما هو الفرق بين المرشح والراسب؟

4. هل يوجد حمض نووي في طعامك؟ كيف علمت بذلك؟ لماذا لا تتأذى (أو تتغير) من خلال تناول الحمض النووي لكائن حي آخر؟

/> هذا العمل مرخص بموجب رخصة المشاع الإبداعي Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.


أداة هارفارد لتعديل الجينات & quotsneaks & amp ؛ اقتباس الحمض النووي في الخلايا دون إجراء جروح

تعد CRISPR-Cas9 أداة ثورية لتعديل الجينات ، ولكنها لا تخلو من عيوبها. الآن ، أظهر العلماء في جامعة هارفارد نظامًا بديلًا للهندسة الوراثية يسمى Retron Library Recombineering (RLR) ، والذي يعمل دون قطع الحمض النووي ويمكن تطبيقه بسرعة على مجموعات ضخمة من الخلايا.

تعمل تقنية كريسبر مثل المقص الجيني ، القادر على إجراء تعديلات دقيقة بالقطع واللصق على جينوم الخلايا الحية. يمكن للنظام البحث عن تسلسل DNA معين ، ثم يستخدم إنزيمًا ، وهو الأكثر شيوعًا Cas9 ، لعمل قطع هناك. أثناء قيام الخلية بإجراءات إصلاح الحمض النووي الخاصة بها ، تطلب كريسبر منها استخدام تسلسل مختلف بدلاً من التسلسل الأصلي ، وبالتالي تحرير الجينوم.

أثبت هذا النظام بالفعل أنه لا يقدر بثمن في مجموعة من التطبيقات ، من علاج أمراض مثل السرطان وفيروس نقص المناعة البشرية وضمور العضلات ، إلى مكافحة الآفات ، وتحسين المحاصيل ، وبناء أجهزة كمبيوتر بيولوجية من البكتيريا.

ومع ذلك ، هناك مشاكل محتملة. يمكن أن يتسبب قطع الحمض النووي في بعض الآثار الجانبية غير المقصودة ، وقد أثيرت مخاوف من أن تقنية كريسبر يمكنها إجراء تعديلات في القسم الخطأ من الجينوم. قد يكون من الصعب أيضًا توسيع نطاق إجراء كميات أكبر من التعديلات دفعة واحدة ، وتتبع المسوخات التي لها تأثير في الاختبارات المعملية.

تحاول تقنية تحرير الجينات الجديدة ، من الباحثين في كلية الطب بجامعة هارفارد ومعهد Wyss ، حل هذه المشكلات. تتمثل نقطة الاختلاف الرئيسية في RLR في أنها لا تقطع الحمض النووي على الإطلاق - بدلاً من ذلك ، فإنها تقدم قطعة جديدة من الحمض النووي بينما تقوم الخلية بتكرار جينومها قبل الانقسام.

رسم تخطيطي يوضح كيفية عمل تقنية التحرير الجيني الجديدة لمكتبة Retron Library (RLR)

إنها تفعل ذلك باستخدام retrons ، وهي أجزاء من الحمض النووي البكتيري تنتج قطعًا من الحمض النووي أحادي الجديلة (ssDNA). اتضح أن هذا كان في الأصل آلية دفاع عن النفس تستخدمها البكتيريا للتحقق مما إذا كانت مصابة بفيروس.

من خلال إضافة كلٍّ من قطعة الحمض النووي المرغوبة جنبًا إلى جنب مع بروتين التلدين أحادي السلسلة (SSAP) ، يتأكد نظام RLR من أن جزء الحمض النووي المقصود ينتهي به المطاف في جينوم الخلية الوليدة ، بعد انقسام الخلية الأصلية.

يقول دانيال: "لقد توصلنا إلى أن retrons يجب أن تمنحنا القدرة على إنتاج ssDNA داخل الخلايا التي نريد تعديلها بدلاً من محاولة إجبارها على داخل الخلية من الخارج ، ودون الإضرار بالحمض النووي الأصلي ، وكلاهما من الصفات المقنعة للغاية" غودمان ، المؤلف الأول المشارك للدراسة.

يتمتع النظام الجديد ببعض المزايا الأخرى أيضًا. إنه يتوسع جيدًا ، مما يسمح بإنتاج ملايين الطفرات مرة واحدة ، وتزداد نسبة الخلايا المعدلة بمرور الوقت مع تكاثر الخلايا. يمكن أيضًا تتبع تسلسل ريترون مثل "الرمز الشريطي" ، مما يسمح للعلماء بالتحقق بسهولة من الخلايا التي يتم تحريرها ، عند محاولة دراسة التأثيرات.

يمكن لإعادة اتحاد مكتبة Retron (RLR) تسريع التجارب المعملية على الطفرات الجينية في البكتيريا

لاختبار النظام ، وضعه الباحثون في العمل على تحرير مجموعات من بكتريا قولونية. استخدموا retrons لإدخال جينات مقاومة المضادات الحيوية للبكتيريا ، وبعد إجراء بعض التعديلات الأخرى على البق لمنعهم من إصلاح "أخطاء" الحمض النووي ، وجدوا أن أكثر من 90 بالمائة من السكان قاموا بدمج التسلسل المطلوب بعد 20 جيلًا. وبفضل طبيعة الباركود الخاص بالـ retrons ، تمكن الفريق من تتبع التعديلات التي نقلت الجينات المطلوبة بسهولة إلى الجينوم البكتيري.

بينما لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به ، يقول الفريق إن أداة RLR الجديدة يمكن أن تحتوي على مجموعة من التطبيقات. على المدى الأقصر ، يمكن أن تكون أداة جديدة قوية لدراسة الجينومات والطفرات البكتيرية ، مما قد يساعد في إنشاء سلالات جديدة مفيدة أو الكشف عن خيارات العلاج لمشاكل مثل مقاومة المضادات الحيوية. على المدى الطويل ، قد يؤدي إلى بديل أكثر أمانًا لـ CRISPR في الكائنات الحية الأخرى ، حتى البشر.

يقول جورج تشيرش: "تمكننا القدرة على تحليل مكتبات متحولة مجمعة ومشفرة باستخدام RLR من إجراء ملايين التجارب في وقت واحد ، مما يسمح لنا بمراقبة آثار الطفرات عبر الجينوم ، وكذلك كيفية تفاعل هذه الطفرات مع بعضها البعض" ، مؤلف أول للدراسة. "يساعد هذا العمل في إنشاء خارطة طريق نحو استخدام RLR في أنظمة وراثية أخرى ، مما يفتح العديد من الاحتمالات المثيرة للبحث الجيني في المستقبل."


خيارات الوصول

احصل على حق الوصول الكامل إلى دفتر اليومية لمدة عام واحد

جميع الأسعار أسعار صافي.
سيتم إضافة ضريبة القيمة المضافة في وقت لاحق عند الخروج.
سيتم الانتهاء من حساب الضريبة أثناء الخروج.

احصل على وصول محدود أو كامل للمقالات على ReadCube.

جميع الأسعار أسعار صافي.


ما هو الغرض من الملح في استخراج الحمض النووي؟

أثناء استخلاص الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين ، أو الحمض النووي ، تُضاف عادةً مركبات الملح مثل أسيتات الصوديوم وخلات الأمونيوم للمساعدة في إزالة البروتينات المرتبطة بالحمض النووي. نوع آخر من مركب الملح يسمى كلوريد الصوديوم ، أو كلوريد الصوديوم ، يساعد في ترسيخ الحمض النووي وجعله مرئيًا. عند مزجه في محلول كحول ، يوفر مكون الصوديوم في كلوريد الصوديوم حاجزًا وقائيًا حول نهايات فوسفات الحمض النووي سالبة الشحنة ، مما يمكّنها من الاقتراب أكثر لاستخراجها من المحلول.

استخراج الحمض النووي هو عملية الحصول على الحمض النووي النقي من عينة ، إما من الخلايا الحية أو غير الحية ، مثل تلك الموجودة في الفيروسات. تستخدم هذه التقنية بشكل شائع في المجال الطبي ، حيث يؤدي الاكتشاف المبكر للأمراض والاضطرابات إلى زيادة كبيرة في معدلات البقاء على قيد الحياة للأفراد المصابين.

تتطلب الطريقة في البداية تحلل الخلايا التي تحتوي على الحمض النووي المراد استخلاصه. تتفكك الخلايا عن طريق تعريض العينة للتذبذبات فوق الصوتية أو الضرب بالخرز. تضاف العينة بالملح ، والذي يتم طرده بالطرد المركزي في محلول من الفينول كلوروفورم. ثم يتم سحب جزيئات البروتين المرتبطة بها. يتم خلط الحمض النووي المتبقي بعد إزالة البروتينات بمحلول كحول ، عادةً ما يكون الأيزوبروبانول البارد أو الإيثانول. يُطرد المحلول مركزيًا ، ويتم ترسيب واستخلاص الحمض النووي ، الذي لا يذوب في الكحول. لزيادة إنتاج الحمض النووي ، يجب إجراء العملية بأكملها في بيئة باردة.


شاهد الفيديو: ما هو الحمض النووي DNA وكيف يعمل شرح بسيط وعلمي (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Tyree

    يا لها من استجابة ممتعة

  2. Eoin Baiste

    في رأيي لم تكن على حق. أنا مطمئن.

  3. Joselito

    أؤكد. وقد واجهته. يمكننا التواصل حول هذا الموضوع. هنا أو في PM.

  4. Zulkim

    حقا حتى عندما لم أفكر في الأمر من قبل

  5. Layth

    يا لها من عبارة ... رائعة ، الفكرة الممتازة



اكتب رسالة