استخدامات تفاعل البلمرة المتسلسل

ما هو تفاعل البلمرة المتسلسل

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

بشكل عام ، الهدف من تفاعل البوليميراز المتسلسل هو جعل المنطقة المستهدفة من الحمض النووي كافية للتحليل أو أي استخدام آخر ، على سبيل المثال ، يمكن إرسال الحمض النووي الذي يتم تضخيمه بواسطة تفاعل البوليميراز المتسلسل للتسلسل ، أو تصور بواسطة الرحلان الكهربائي للهلام ، أو استنساخه في بلازميدات لمزيد من المعالجة. خبرة.

يستخدم تفاعل البوليميراز المتسلسل في العديد من مجالات علم الأحياء والطب ، بما في ذلك أبحاث البيولوجيا الجزيئية ، والتشخيصات الطبية ، وحتى بعض فروع علم البيئة.

استخدامات وتطبيقات تفاعل البلمرة المتسلسل

فيما يلي نناقش بإيجاز بعض التطبيقات الرئيسية لـ PCR في الأبحاث الوراثية والطب وعلم الأحياء الدقيقة الجنائي والبيئي:

• البحث الجيني

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 بواسطة 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.

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

استخدم مشروع الجينوم البشري PCR للإشارة إلى وجود جزء معين من الجينوم في استنساخ معين ، مما يسمح برسم 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 عند الأطفال.

يُحسِّن تفاعل البوليميراز المتسلسل (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 المطلوب.

حقق تفاعل البوليميراز المتسلسل العديد من الإنجازات القيمة في العديد من التخصصات الطبية مثل:

-علم الاحياء المجهري

يعد تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) تقنية ذات قيمة عالية في علم الأحياء الدقيقة لأنه يسمح بالمراقبة الحاسمة للكشف عن الكائنات الحية. يمكن دراسة الكائنات الحية مثل المتفطرة السلية بشكل فعال باستخدام التنميط الجيني. وهذا يتيح التعرف المبكر والعلاج وله تأثير كبير على مراقبة الصحة العامة.

في علم الفيروسات ، كان تفاعل البلمرة المتسلسل مفيدًا في اكتشاف وتوصيف الأحماض النووية الفيروسية ، مما يسمح بالتوصيف الشامل للفيروسات وفهم أفضل لسلوك الفيروس أثناء العدوى. من المفيد أيضًا اختبار عينات الدم المأخوذة للتبرع للكشف عن الإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية في مرحلة مبكرة قبل تكوين الأجسام المضادة.

– علم الفطريات وعلم الطفيليات

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

-طبيبة أسنان

أصبحت تقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل أداة تشخيصية وبحثية قياسية في مجال طب الأسنان ، وتسمح تقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) وغيرها من تقنيات البيولوجيا الجزيئية بتشخيص الميكروبات المعدية التي تسبب التهابات الوجه والفكين ، وهذا يساعد في العلاج الفعال لحالات مثل أمراض اللثة وتسوس الأسنان ، – التهاب تجويف الفم والسرطان.

– علم الطب الشرعي

مع ظهور بصمات 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 ، وهو أمر مفيد لاستبعاد المشتبه بهم في التحقيق.

تُستخدم بصمة الحمض النووي أيضًا في اختبار الأبوة عندما يتطابق الحمض النووي للفرد مع الأطفال أو الأشقاء أو الوالدين المحتملين.

• علم الأحياء الدقيقة البيئية

تم استخدام تقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) بنجاح للتحقيق في العديد من المشكلات 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 ، مما يسهل التحلل البيولوجي الفعال والمعالجة الحيوية في المواقع الملوثة.

طور الباحثون طريقة تفاعل البلمرة المتسلسل المستندة إلى مسبار الجينات (PCR) لاكتشاف البكتيريا المؤشرة مثل البكتيريا القولونية في مصادر المياه ، ودعم التدابير التي تعزز سلامة المياه.

يستخدم تفاعل البوليميراز المتسلسل أيضًا للكشف عن مسببات الأمراض الميكروبية التي تنقلها المياه والتحكم فيها 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. تضمن الإجراء وضع كمية صغيرة من الحمض النووي تحتوي على الجين المعني في أنبوب اختبار: تمت إضافة كمية كبيرة من النيوكليوتيدات التي تحتوي على نسخ دقيقة من الجين الأصلي إلى أنبوب الاختبار. تمت إضافة زوج من مقاطع الحمض النووي القصيرة المجمعة ، والتي تتوافق مع الأجزاء الموجودة على جانبي الجين المعني.

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

المراجع

تطبيقات تفاعل البلمرة المتسلسل لتفاعل البلمرة المتسلسل

استخدام تفاعل البلمرة المتسلسل ، استخدام تفاعل البلمرة المتسلسل ، استخدام تفاعل البلمرة المتسلسل ، استخدام تفاعل البلمرة المتسلسل ، استخدام تفاعل البلمرة المتسلسل ، استخدام تفاعل البلمرة المتسلسل ،