ملخص درس تكنولوجيا الحمض النووي احياء الصف الثاني عشر عام

ملخص درس تكنولوجيا الحمض النووي احياء الصف الثاني عشر عام

هندسة الجينات

هي تكنولوجيا تنطوي على التحكم بالحمض النووي لكائن حي من خلال إضافة حمض نووي DNA لكائن آخر 

1- اكتشف العلماء تركيب DNA وحددوا المبدأ المركزي 

2- نص المبدأ المركزي المعلومات الوراثية تتدفق من الحمض النووي DNA إلى الحمض النووي الرايبوزي RNA ثم إلى البروتين 

3 - البروتين الفلوري الأخضر GFB ) green fluorescent protein) هو نوع من البروتينات الذي يرسل ضوء مخضرا عندما نضيء عليه بالضوء الأزرق وفوق البنفسجي. 

أ- أدخل العلماء جين خاص لبروتين الإضاءة الحيوية ( البروتين الفلوري الأخضر ) GFP في كائنات حية 

ب. يبعث البروتين الفلوري ضوء أخضر عند تعرضه للضوء البنفسجي البروتين موجود في السمك الهلامي

الكائنات الحية التي تخضع للتعديل بهدف تصنيع البروتين الفلوري الأخضر GFP 

أ- مثل يرقات البعوض يتم التعرف عليها بسهولة بواسطة الأشعة فوق البنفسجية 

• يتم لصق DNA البروتينات لفلورية الخضراء مع DNA الدخيل للتحقق من إدخاله في الكائن الحي المراد تعديله وراثيا 

ب - تستخدم الكائنات الحية المعدلة وراثية

1- دراسة تعبير جين معين 

2 - دراسة العمليات الخلوية 

3- دراسة تطور مرض معين 

4 - انتقاء صفات وراثية مفيدة للبشر

أدوات الحمض النووي DNA 

أولا :EcoR1 إنزيم قطع اللولب المزدوج 

1- يستخدم على نطاق واسع 

2- يقطع الإنزيم التتابع GAATTC بالتحديد 

3- يحدد منطقة التعرف من خلال التتابعات AATT وعلى الطرف الأخر تكون TTAA

4- يقوم الإنزيم بتحديد مكان القطع بقص الشريط الأول من بين تتابع AATT وG ويفصل الروابط حتى يصل في الطرف الأخر من منطقة التعرف

5- الجزء الذي يقطعه إنزيم EcoR1 

6- يسمى النهايات اللزجة لأنها تحتوي على حمض نووي أحادي الشريط المكمل

4 - تساعد النهايات اللزجة على دمج حمض نووي آخر له نهايات لزجه 

5 - تسمى نهايات أجزاء الحمض النووي المقطعة لزجة نظرا لإحتوائها على الحمض النووي المقطع 

6 - أنواع النهايات الحمض النووي 

أ- لزجة صعبة في عملية الربط لابد من توافق القواعد النيتروجينية 

ب- غير لزجة ( مصمته ) سهلة في عملية الربط

الفصل الكهربائي الهلامي ( الرحلان )

1- بعد استخدام إنزيمات القطع مثل Eco R1 وتقطيع DNA إلى أجزاء 

2- نبدأ في وضع قطع DNA مادة هلامية ونمرر عليها تيار كهربائية 

3- تبدأ الأجزاء المقطعة من الحمض DNA في الحركة الهلام منتشرة حسب الحجم والكتلة من القطب السالب إلى القطب الموجب ( لأنها سالبة الشحنة تتنافر مع القطب السالب وتنجذب إلى القطب الموجب)

4- تترتب حسب الأحجام من الأقل حجما إلى الأكبر حجما 

5- عند تشغيل التيار الكهربي تتحرك الأجزاء الصغيرة بسرعة أكبر من الأجزاء الكبيرة وينتج عن ذلك مكان وضع العينة ترتيب ونمط

6- مقارنة هذا النمط الذي نشا عن الفصل حسب الحجم بالنمط المعرف سابقا محلول منظم

7- يمكن إزالة أجزاء المادة الهلامية التي بها شريط DNA لإجراء المزيد من الدراسة 

8- نمط الأجزاء : يلتصق محلول تلوين باجزاء الحمض النووي في الهلام مما يجعلها مرئية تحت الضوء البنفسجي

3- يساعد في تطوير دراسة الحمض النووي ودراسة جينات فردية 

4- المتجه: ناقل يعمل على نقل الحمض النووي معاد التركيب إلى خلية بكتيرية ( الخلية المضيفة) 

5- اشهر المتجهات أ- البلازميدات ب- الفيروسات

أ- البلازميدات : هي جزئيات دائرية صغيرة من الحمض النووي ثنائي الشرائط تتواجد طبيعية من البكتيريا والخميرة

 

الأدوات المستخدمة لبناء جزئ DNA معاد التركيب 

1- المتجه الناقل 

2- الخلية المضيفة : هي خلية بكتيرية ينقل إليها DNA معاد الاتحاد بواسطة المتجة الناقل 

3- إنزيم قطع مناسب لأجزاء DNA المراد الحصول عليها 

4 - إنزيم ليفاز الحمض النووي Ligas إنزيم يستخدم في ربط قطعة DNA مع المتجة الناقل ويستخدم في إصلاح DNA ومضاعفته

خطوات بناء DNA معاد التركيب (بلازميد معاد التركيب ) 

ا- يتم عزل جزء من DNA من الإنسان ونفترض انه يحتوي على جين الأنسولين

ب - تم عزل البلازميد من البكتيريا

ج- تم العمل على DNA للإنسان وبلازميد البكتيريا بنفس إنزيم القطع لتكوين أطراف لزجة ( بفعل إنزيم القص) والبلازميد له اطراف لزجة بنفس فعل إنزيم القص السابق 

د- ثم تخفض درجة الحرارة ويستخدم إنزيم ربط مناسب من أجل دمج الجين المرغوب مع البلازميد

استنساخ الجينات 

1- تم تجهيز بلازميد معاد التركيب 

2- يتم ادخال بلازميد معاد التركيب إلى خلية مضيفة

(عملية التحويل ) تتكاثر الخلية المضيفة لانتاج كميات كبيرة منه أثناء استنساخها 

3- من أجل إدخال البلازميد للخلية المضيفة ينبغي التحكم

أ- نفاذية الغشاء الخلوي للخلية البكتيرية يتم ذلك عن طريق 

• استخدام نبضات كهربائية قصيرة 

• درجة حرارة مرتفعة قليلا 

4 - تفقد الخلية البكتيرية نفاذيتها ليسمح الغشاء بدخول البلازميد معاد التركيب إلى الخلية البكتيرية

5- تصنع البكتيريا المزيد من البلازميد معاد التركيب 

6 - يتم إنتاج المزيد من البكتيريا التي تحتوي على بلازميد معاد التركيب

7- يحتوي البلازميد على جين مقاوم للمضاد الحيوي مثل الأمبيسيلين (AMP) ويستخدم للتفرقة بين الخلايا التي امتصت البلازميد والتي لم تمتصه

أ- الخلايا التي عاشت هي التي بها بلازميد

ب - الخلايا التي ماتت لم تمتص البلازميد 

علل : يحتوي البلازميد على جين مقاوم للأمبسيلين. للتمييز بين الخلايا التي امتصت البلازميد والتي لم تمتصه

ترتيب وتسلسل DNA 

أهمية معرفة تسلسل DNA للكائنات الحية 

أ- يزود العلماء بمعلومات هامة للمزيد من الدراسات 

ب. توقع وظيفة الجين 

ت. مقارنة الجينات بتسلسلات مماثلة لكائنات حية أخرى ثم تحديد الطفرات 

ج- تحديد الأخطاء في تسلسل DNA

خطوات دراسة ترتيب تسلسل DNA 

1- قطع جزئيات DNA إلى اجزاء اصفر بإستخدام إنزيم قطع لأن الجينيوم به 3.3 مليار زوج من النيوكليوتيدات (20 الف جين) 

2- يخلط العلماء DNA غير معروف مع إنزيم بلمرة DNA ( يكمل النيوكليوتيدات الأصلية) والنيوكليوتيدات الأربعة

3- يتم تلوين كل نيوكليوتيد بلون مختلف من صبغة الفلورسنت النيوكليوتيدات معدلة ( تستبدل H ب OH) فاصبحت معطوبة

4- كلما دمج نيوكليوتيد معدل ملون بالفلورسنت توقف التفاعل ونتج عن ذلك أشرطة حمض نووي بأطوال مختلفة 

5- يكتمل التفاعل بإنفصال اجزاء DNA الملونة عن طريق الفصل الهلامي و جهاز تلقائي يستكشف ترتیب تسلسل DNA

6- تتعرض المادة الهلامية للتحليل باكتشاف لون كل نيوكليوتيد مميز ومن خلال اللون المميز للنيوكليوتيد يحدد تسلسل قالب DNA الأصلي

7- يحدد تسلسل DNA الأصلي من خلال ترتيب الأجزاء المميزة بعد ذلك سنعرف الكودونات وسنعرف الأحماض الأمينية ثم نتعرف البروتين والصفة المتحكم فيها ونعرف وظيفة الجين

تفاعل البلمرة المتسلسل ( PCR) 

العالم كاري موليس مخترع هذ التفاعل 1993

1- تقنية تستعمل لإنتاج ملايين النسخ من منطقة محددة DNA 

2- يتم ذلك خارج الخلية الحية بجهاز خاص 

3- مجالات الإستفادة من نسخ DNA

أ- استخدام جينات مرغوبة في التعديل الجيني ج- المختبرات 

ب- فحص مسببات الأمراض الفيروسية والبكتيرية 

ت. تشخيص الاختلالات الوراثية 

ث- التعرف على بصمة DNA

و. في الطب الشرعي تحديد المجرمين 

ج- الكشف عن الأمراض المعدية مثل الإيدز

المواد والأدوات اللازمة لتفاعل إنزيم البلمرة 

1- إنزيم بلمرة DNA مقاوم الحرارة 

2- عينة DNA المراد نسخها 

3- نيوكليوتيدات سلاسل البدء ( Primers) هي سلاسل DNA أحادية قصيرة 

5- جهاز تفاعل إنزيم البلمرة 

خطوات تفاعل البلمرة المتسلسل 

1- يدمج جزئ DNA المستهدف مع نيوكليوتيدات DNA وإنزيم البلمرة وجزأي DNA أحادي الشريط القصيرين ( بادئات) 

2 - عند التسخين تفصل الحرارة ( 90 سيليزي ) شريطي DNA 

3- بعد التبريد حتى 60 سيليزي