معلومات ثقافية

استخدامات تفاعل البلمرة المتسلسل

ما هو تفاعل البلمرة المتسلسل

تفاعل البلمرة المتسلسل ، أو PCR ، هو طريقة معملية شائعة تُستخدم لصنع ملايين أو مليارات النسخ من مناطق معينة من الحمض النووي ، مثل الجينات التي يريد الباحثون فهم كيفية عملها ، أو التي يستخدمها علماء الطب الشرعي لمطابقة العلامات الجينية للحمض النووي اذهب إلى مسرح الجريمة مع المشتبه به.

بشكل عام ، الهدف من تفاعل البوليميراز المتسلسل هو جعل منطقة الحمض النووي المستهدفة كافية للتحليل أو الاستخدام بطريقة أخرى ، على سبيل المثال ، يمكن إرسال الحمض النووي الذي يتم تضخيمه بواسطة تفاعل البوليميراز المتسلسل للتسلسل ، أو تصور بواسطة الفصل الكهربائي للهلام ، أو استنساخه في البلازميدات لمزيد من تجربة المعالجة.

يستخدم تفاعل البوليميراز المتسلسل في العديد من مجالات علم الأحياء والطب ، بما في ذلك أبحاث البيولوجيا الجزيئية والتشخيصات الطبية وحتى بعض فروع علم البيئة فيما يلي اليكم عبر موقعي استخدامات وتطبيقات تفاعل البلمرة المتسلسل.

استخدامات وتطبيقات تفاعل البلمرة المتسلسل

أدناه ، نناقش بإيجاز بعض التطبيقات الرئيسية لـ PCR في البحوث الوراثية والطب والطب الشرعي وعلم الأحياء الدقيقة البيئي:

  • البحوث الجينية

أحدث تفاعل البوليميراز المتسلسل ثورة في البحث العلمي منذ أن تم تقديمه لأول مرة إلى العالم الخارجي في ثمانينيات القرن الماضي ، وتشمل بعض استخداماته المتخصصة في البحث الجيني ما يلي:

مكّن التضخيم السريع لشظايا الحمض النووي الصغيرة باستخدام PCR العديد من التقنيات ، مثل التهجين الجنوبي أو اللطخة الشمالية ، حتى عندما كانت كمية مادة العينة المتاحة صغيرة جدًا.

يعد فحص أنماط التعبير الجيني تطبيقًا شائعًا آخر لـ PCR حيث يتم تحليل الخلايا أو الأنسجة في مراحل مختلفة للتحقق من التعبير عن جين معين. يمكن استخدام qPCR هنا لتقييم مستوى التعبير الجيني.

شاهد أيضاً:   متى يوم المرأة العمانية 2022

يتم دعم تفاعل البوليميراز المتسلسل أيضًا من خلال تقنيات مثل تسلسل الحمض النووي ، حيث يمكن تضخيم أجزاء الحمض النووي من منطقة الاهتمام بسهولة من أجل دراسة الطفرات الجينية وعواقبها.

استخدم مشروع الجينوم البشري PCR للإشارة إلى وجود جزء معين من الجينوم في استنساخ معين ، مما يتيح رسم خرائط الاستنساخ وتسلسل النتائج من مختبرات متعددة.

تم العثور على متغيرات PCR المتقدمة لتكون مفيدة في تحليل الكروموسوم باستخدام تقنيات PCR التي يمكن أن تساعد في الكشف المبكر عن العيوب الخلقية الوراثية لدى الأطفال.

يعزز PCR الطريقة التقليدية لاستنساخ الحمض النووي عن طريق تضخيم قطع صغيرة من الحمض النووي لإدخالها في ناقل. عن طريق تغيير بروتوكول PCR ، يمكن تحقيق الطفرات المستهدفة أو العامة في جزء الحمض النووي للفائدة.

  • الطب

بدأ PCR العديد من الإنجازات القيمة في العديد من التخصصات الطبية ، مثل:

-علم الاحياء المجهري

PCR هي تقنية ذات قيمة عالية في علم الأحياء الدقيقة لأنها تتيح الملاحظات الحاسمة للكشف عن الكائنات الحية. يمكن دراسة الكائنات الحية مثل المتفطرة السلية بشكل فعال بمساعدة التنميط الجيني. وهذا يسمح بالتعرف المبكر والعلاج ويؤثر بشكل كبير على مراقبة الصحة العامة.

في علم الفيروسات ، ساعد تفاعل البوليميراز المتسلسل في اكتشاف وتوصيف الأحماض النووية للفيروسات ، مما أتاح توصيفًا شاملاً للفيروسات وفهمًا أكبر لسلوك الفيروس أثناء الإصابة. للكشف عن الإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية في مرحلة مبكرة حتى قبل تكوين الأجسام المضادة ، يكون هذا مفيدًا أيضًا لفحص عينات الدم التي تم جمعها للتبرع بها.

-علم الفطريات والطفيليات

وجدت تقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) أيضًا تطبيقًا في علم الفطريات وعلم الطفيليات ، مما يتيح التعرف المبكر على الكائنات الحية الدقيقة ، وبالتالي المساعدة في التشخيص والعلاج الفعال للعدوى الفطرية والطفيلية.

شاهد أيضاً:   أكثر حالات الاختفاء غموضًا وغرابة

-طب الأسنان

أصبحت تقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل أداة تشخيصية وبحثية قياسية في مجال طب الأسنان ، وتمكن تقنيات تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) وغيرها من تقنيات البيولوجيا الجزيئية من تشخيص الميكروبات المعدية التي تسبب التهابات الوجه والفكين ، وهذا يساعد في الإدارة الفعالة لحالات مثل أمراض اللثة والتسوس ، – سرطان الفم والتهابات اللب.

-علم الطب الشرعي

مع ظهور بصمة الحمض النووي القائمة على PCR ، أصبح PCR أداة لا تقدر بثمن في تحقيقات الطب الشرعي.

باستخدام بصمات الحمض النووي ، يمكن عزل قطع صغيرة من الحمض النووي من مسرح الجريمة ومقارنتها بقاعدة بيانات ضخمة من الحمض النووي من المدانين أو المجرمين ، وهي مفيدة لاستبعاد المشتبه بهم كجزء من التحقيق.

تُستخدم بصمة الحمض النووي أيضًا في اختبار الأبوة ، حيث يتم مطابقة الحمض النووي للفرد مع تلك الخاصة بالأطفال أو الأشقاء أو الوالدين المحتملين.

  • علم الأحياء الدقيقة البيئية

تم استخدام تقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل بنجاح لاستكشاف العديد من القضايا في علم الأحياء الدقيقة البيئية ، وبعض تطبيقاتها البيئية مذكورة أدناه:

يمكن تحقيق الاكتشاف الحساس للكائنات الدقيقة المتدهورة في النفايات السامة والملوثات باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل ، والذي يساعد في التحلل البيولوجي الفعال والمعالجة الحيوية في المواقع الملوثة.

طور الباحثون طريقة تفاعل البلمرة المتسلسل المستندة إلى مسبار الجينات (PCR) للكشف عن البكتيريا المؤشرة مثل القولونيات في إمدادات المياه ، وبالتالي دعم التدابير التي تعزز سلامة المياه.

يستخدم تفاعل البوليميراز المتسلسل أيضًا للكشف عن مسببات الأمراض الميكروبية التي تنقلها المياه ومكافحتها ، والتي تشكل خطرًا كبيرًا على الصحة العامة.

مخترع PCR

كاري موليس هو مخترع تقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل ، وقد حدث ذلك في عام 1985 عندما كان يعمل كيميائيًا في شركة Cetus Corporation ، وهي شركة للتكنولوجيا الحيوية في Emeryville ، كاليفورنيا. وتضمن الإجراء وضع كمية صغيرة من DNA تحتوي على الجين المطلوب في أنبوب اختبار: تم إضافة كميات كبيرة من النيوكليوتيدات إلى أنبوب الاختبار ، والتي تتضمن نسخًا طبق الأصل من الجين الأصلي. تمت إضافة زوج من مقاطع الحمض النووي القصيرة المجمعة ، المقابلة لشرائح على جانبي الجين المطلوب.

شاهد أيضاً:   كيف اختفى المستكشف بيرسي فاوست

تجد هذه “البادئات” الجزء الصحيح من الحمض النووي وتعمل كنقاط انطلاق لنسخ الحمض النووي. عند إضافة إنزيم Thermus aquaticus (Taq) ، تحبس النيوكليوتيدات السائبة في تسلسل الحمض النووي الذي يمليه تسلسل هذا الجين المستهدف الموجود بين الفوط .

 المراجع

Polymerase Chain Reaction
Polymerase Chain Reaction Applications
Smithsonian Videohistory Collection

استخدامات تفاعل البلمرة المتسلسل, استخدامات تفاعل البلمرة المتسلسل, استخدامات تفاعل البلمرة المتسلسل, استخدامات تفاعل البلمرة المتسلسل, استخدامات تفاعل البلمرة المتسلسل, استخدامات تفاعل البلمرة المتسلسل, 

زر الذهاب إلى الأعلى