Skip to main content
Global

12: יישומים מודרניים של גנטיקה מיקרוביאלית

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    209134

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    זיהוים של ווטסון וקריק את מבנה ה- DNA בשנת 1953 היה האירוע המכונן בתחום ההנדסה הגנטית. מאז שנות השבעים חלה התפוצצות אמיתית ביכולתם של מדענים לתמרן DNA בדרכים שחוללו מהפכה בתחומי הביולוגיה, הרפואה, האבחון, הזיהוי הפלילי והייצור התעשייתי. רבים מהכלים המולקולריים שהתגלו בעשורים האחרונים הופקו באמצעות חיידקים פרוקריוטים. בפרק זה נחקור כמה מהכלים הללו, במיוחד כשהם מתייחסים ליישומים ברפואה ובבריאות.

    כדוגמה, המחזור התרמי באיור \(\PageIndex{1}\) משמש לביצוע טכניקת אבחון הנקראת תגובת שרשרת פולימראז (PCR), המסתמכת על אנזימי DNA פולימראז מחיידקים תרמופיליים. כלים מולקולריים אחרים, כגון אנזימי הגבלה ופלסמידים המתקבלים ממיקרואורגניזמים, מאפשרים למדענים להכניס גנים מבני אדם או מאורגניזמים אחרים למיקרואורגניזמים. לאחר מכן מגדלים את המיקרואורגניזמים בקנה מידה תעשייתי כדי לסנתז מוצרים כמו אינסולין, חיסונים ופולימרים מתכלים. אלו הם רק כמה מהיישומים הרבים של גנטיקה מיקרוביאלית שנחקור בפרק זה.

    תצלום של תרמוציקלר; מכונה שולחנית עם גוף חימום ותצוגת טמפרטורה. מיקרוגרף של תאים סגלגלים; רובם ברורים אך מעטים כתומים.
    איור\(\PageIndex{1}\): מחזור תרמי (משמאל) משמש במהלך תגובת שרשרת פולימראז (PCR). PCR מגביר את מספר העותקים של ה- DNA ויכול לסייע באבחון זיהומים הנגרמים על ידי חיידקים שקשה לתרבות, כגון כלמידיה טרכומטיס (מימין). C. trachomatis גורם לכלמידיה, המחלה הנפוצה ביותר המועברת במגע מיני בארצות הברית, וטרכומה, הגורם המוביל בעולם לעיוורון שניתן למנוע. (זכות אשראי: שינוי עבודות על ידי המרכזים לבקרת מחלות ומניעתן)

    • 12.1: חיידקים וכלים להנדסה גנטית
      המדע של שימוש במערכות חיות לטובת האנושות נקרא ביוטכנולוגיה. מבחינה טכנית, ביות של צמחים ובעלי חיים באמצעות שיטות חקלאות וגידול הוא סוג של ביוטכנולוגיה. עם זאת, במובן העכשווי, אנו מקשרים בין ביוטכנולוגיה לשינוי ישיר של הגנטיקה של האורגניזם להשגת תכונות רצויות בתהליך ההנדסה הגנטית.
    • 12.2: הדמיה ואפיון DNA
      מציאת גן מעניין בתוך דגימה מחייבת שימוש בבדיקת DNA חד-גדילית המסומנת במגדלור מולקולרי (בדרך כלל רדיואקטיביות או פלואורסצנטיות) שיכולה להכליא עם חומצת גרעין חד-גדילית משלימה בדגימה. אלקטרופורזה של ג'ל אגרוז מאפשרת הפרדה של מולקולות DNA על בסיס גודל. ניתוח פולימורפיזם באורך שברי הגבלה (RFLP) מאפשר הדמיה על ידי אלקטרופורזה של ג'ל אגרוז של גרסאות שונות של רצף DNA.
    • 12.3: שיטות גנום שלם ויישומים תעשייתיים
      ההתקדמות בביולוגיה מולקולרית הובילה ליצירת תחומי מדע חדשים לגמרי. בין אלה תחומים החוקרים היבטים של גנומים שלמים, המכונים ביחד שיטות גנום שלם. בחלק זה, נספק סקירה קצרה של תחומי הגנום השלם של גנומיקה, טרנסקריפטומיקה ופרוטאומיקה.
    • 12.4: הנדסה גנטית - סיכונים, יתרונות ותפיסות
      סוגים רבים של הנדסה גנטית הניבו יתרונות ברורים עם מעט סיכונים לכאורה. עם זאת, יישומים רבים המתעוררים של הנדסה גנטית הם הרבה יותר שנויים במחלוקת, לעתים קרובות מכיוון שהיתרונות הפוטנציאליים שלהם עומדים מול סיכונים משמעותיים, אמיתיים או נתפסים. זה בהחלט המקרה של טיפול גנטי, יישום קליני של הנדסה גנטית שעשוי יום אחד לספק תרופה למחלות רבות אך עדיין מהווה במידה רבה גישה ניסיונית לטיפול.
    • 12.E: יישומים מודרניים של גנטיקה מיקרוביאלית (תרגילים)

    תמונה ממוזערת: קבוצה של דגי פלורסנט GloFish מהונדסים גנטית. (www.גלופיש.com).