Skip to main content
Global

17.1: التكنولوجيا الحيوية

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    196509

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

    المهارات اللازمة للتطوير

    • وصف الرحلان الكهربي بالجل
    • شرح الاستنساخ الجزيئي والتكاثري
    • وصف استخدامات التكنولوجيا الحيوية في الطب والزراعة

    التكنولوجيا الحيوية هي استخدام العوامل البيولوجية للتقدم التكنولوجي. تم استخدام التكنولوجيا الحيوية لتربية الماشية والمحاصيل قبل وقت طويل من فهم الأساس العلمي لهذه التقنيات. منذ اكتشاف بنية الحمض النووي في عام 1953، نما مجال التكنولوجيا الحيوية بسرعة من خلال البحث الأكاديمي والشركات الخاصة. التطبيقات الأساسية لهذه التكنولوجيا هي في الطب (إنتاج اللقاحات والمضادات الحيوية) والزراعة (التعديل الجيني للمحاصيل، مثل زيادة الغلة). تحتوي التكنولوجيا الحيوية أيضًا على العديد من التطبيقات الصناعية، مثل التخمير ومعالجة الانسكابات النفطية وإنتاج الوقود الحيوي (الشكل\(\PageIndex{1}\)).

    الشكل\(\PageIndex{1}\): المضادات الحيوية هي مواد كيميائية تنتجها الفطريات والبكتيريا والكائنات الحية الأخرى التي لها خصائص مضادة للميكروبات. كان أول مضاد حيوي تم اكتشافه هو البنسلين. يتم الآن إنتاج المضادات الحيوية تجاريًا واختبارها لقدرتها على منع نمو البكتيريا. («إعلان» الائتمان: تعديل العمل من قبل NIH؛ «لوحة اختبار» الائتمان: تعديل العمل بواسطة Don Stalons/CDC؛ بيانات شريط القياس من مات راسل)

    التقنيات الأساسية لمعالجة المواد الجينية (DNA و RNA)

    لفهم التقنيات الأساسية المستخدمة للعمل مع الأحماض النووية، تذكر أن الأحماض النووية عبارة عن جزيئات كبيرة مصنوعة من النيوكليوتيدات (سكر وفوسفات وقاعدة نيتروجينية) مرتبطة بروابط فوسفوديستر. كل مجموعة من مجموعات الفوسفات في هذه الجزيئات لها شحنة سالبة صافية. مجموعة كاملة من جزيئات الحمض النووي في النواة تسمى الجينوم. يحتوي الحمض النووي على خيطين متكاملين مرتبطين بروابط هيدروجينية بين القواعد المزدوجة. يمكن فصل الشريطين بالتعرض لدرجات حرارة عالية (تمسخ الحمض النووي) ويمكن إعادة تلطيدهما عن طريق التبريد. يمكن تكرار الحمض النووي بواسطة إنزيم بوليميراز الحمض النووي. على عكس الحمض النووي، الموجود في نواة الخلايا حقيقية النواة، تترك جزيئات الحمض النووي الريبي النواة. النوع الأكثر شيوعًا من الحمض النووي الريبي الذي يتم تحليله هو الحمض النووي الريبي المرسل (mRNA) لأنه يمثل جينات ترميز البروتين التي يتم التعبير عنها بنشاط. ومع ذلك، تمثل جزيئات الحمض النووي الريبي بعض التحديات الأخرى للتحليل، لأنها غالبًا ما تكون أقل استقرارًا من الحمض النووي.

    استخراج الحمض النووي والرنا

    لدراسة الأحماض النووية أو معالجتها، يجب أولاً عزل الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي أو استخراجه من الخلايا. يتم استخدام تقنيات مختلفة لاستخراج أنواع مختلفة من الحمض النووي (الشكل\(\PageIndex{2}\)). تتضمن معظم تقنيات استخراج الحمض النووي خطوات لفتح الخلية واستخدام التفاعلات الأنزيمية لتدمير جميع الجزيئات الكبيرة غير المرغوبة (مثل تحلل الجزيئات غير المرغوب فيها والانفصال عن عينة الحمض النووي). يتم تكسير الخلايا باستخدام عازل التحلل (محلول يكون في الغالب منظفًا)؛ التحلل يعني «الانقسام». تقوم هذه الإنزيمات بتفكيك جزيئات الدهون في أغشية الخلايا والأغشية النووية. يتم تعطيل الجزيئات الكبيرة باستخدام إنزيمات مثل البروتياز التي تكسر البروتينات والريبونوكليز (RNASes) التي تكسر الحمض النووي الريبي. ثم يتم ترسيب الحمض النووي باستخدام الكحول. عادة ما يكون الحمض النووي الجيني البشري مرئيًا ككتلة جيلاتينية بيضاء. يمكن تخزين عينات الحمض النووي مجمدة عند -80 درجة مئوية لعدة سنوات.

    يوضح هذا الرسم التوضيحي الخطوات الأربع الرئيسية لاستخراج الحمض النووي. في الخطوة الأولى، يتم إزالة الخلايا الموجودة في أنبوب الاختبار باستخدام منظف يعطل غشاء البلازما. في الخطوة الثانية، تتم معالجة محتويات الخلية بالبروتياز لتدمير البروتين، وRNAase لتدمير الحمض النووي الريبي. يتم طرد الملاط الناتج عن ذلك للتخلص من حطام الخلية. ثم يتم نقل المادة الطافية، أو السائل، الذي يحتوي على الحمض النووي إلى أنبوب اختبار نظيف. يتم ترسيب الحمض النووي بالإيثانول. وهي تشكل خيوطًا لزجة تشبه المخاط يمكن لفها على قضيب زجاجي
    الشكل\(\PageIndex{2}\): يوضح هذا الرسم البياني الطريقة الأساسية المستخدمة لاستخراج الحمض النووي.

    يتم إجراء تحليل RNA لدراسة أنماط التعبير الجيني في الخلايا. من الطبيعي أن يكون الحمض النووي الريبي غير مستقر للغاية لأن الحمض النووي الريبي موجود بشكل شائع في الطبيعة ويصعب جدًا تعطيله. على غرار الحمض النووي، يتضمن استخراج الحمض النووي الريبي استخدام مخازن وإنزيمات مختلفة لتثبيط الجزيئات الكبيرة والحفاظ على الحمض النووي الريبي.

    جل إليكتروفوريس

    نظرًا لأن الأحماض النووية عبارة عن أيونات سالبة الشحنة عند درجة حموضة محايدة أو أساسية في بيئة مائية، يمكن تعبئتها بواسطة مجال كهربائي. يعتبر الرحلان الكهربي الهلامي تقنية تستخدم لفصل الجزيئات على أساس الحجم باستخدام هذه الشحنة. يمكن فصل الأحماض النووية ككروموسومات كاملة أو أجزاء. يتم تحميل الأحماض النووية في فتحة بالقرب من القطب السالب لمصفوفة هلامية شبه صلبة ومسامية ويتم سحبها نحو القطب الموجب في الطرف المقابل من الجل. تتحرك الجزيئات الصغيرة عبر مسام الجل بشكل أسرع من الجزيئات الكبيرة؛ هذا الاختلاف في معدل الهجرة يفصل الشظايا على أساس الحجم. هناك عينات قياسية للوزن الجزيئي يمكن تشغيلها جنبًا إلى جنب مع الجزيئات لتوفير مقارنة الحجم. يمكن ملاحظة الأحماض النووية في مصفوفة الجل باستخدام العديد من الأصباغ الفلورية أو الملونة. تظهر شظايا الحمض النووي المميزة كأشرطة على مسافات محددة من الجزء العلوي من الجل (نهاية القطب السالب) على أساس حجمها (الشكل\(\PageIndex{3}\)). يظهر مزيج من شظايا الحمض النووي الجينومي بأحجام مختلفة على شكل مسحة طويلة، في حين أن الحمض النووي الجيني غير المقطوع عادة ما يكون كبيرًا جدًا بحيث لا يمكن تمريره عبر الجل ويشكل نطاقًا كبيرًا واحدًا في الجزء العلوي من الجل.

    تظهر الصورة جل أغاروز مضاء تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية. يحتوي الجل على تسعة مسارات من اليسار إلى اليمين. تم تحميل كل ممر بعينة تحتوي على أجزاء من الحمض النووي ذات الأحجام المختلفة والتي تم فصلها أثناء انتقالها عبر الجل من الأعلى إلى الأسفل. يظهر الحمض النووي كأشرطة بيضاء رقيقة على خلفية سوداء. تحتوي الحارات الأولى والتاسعة على العديد من النطاقات من معيار DNA. تتباعد هذه الأربطة بشكل وثيق نحو الجزء العلوي، وتتباعد عن بعضها البعض حتى أسفل الجل. تحتوي الممرات من الثاني إلى الثامن على نطاق أو شريطين لكل منها. بعض هذه الأربطة متطابقة في الحجم وتمتد بنفس المسافة داخل الجل. يركض البعض الآخر لمسافة مختلفة قليلاً، مما يشير إلى اختلاف بسيط في الحجم.
    الشكل\(\PageIndex{3}\): تظهر أجزاء الحمض النووي من سبع عينات يتم تشغيلها على مادة هلامية وملطخة بصبغة فلورية ويتم عرضها تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية. (تصوير: جيمس جاكوب، كلية تومبكينز كورتلاند المجتمعية)

    تضخيم شظايا الحمض النووي بواسطة تفاعل البوليميراز المتسلسل

    على الرغم من أن الحمض النووي الجيني مرئي للعين المجردة عندما يتم استخراجه بكميات كبيرة، إلا أن تحليل الحمض النووي غالبًا ما يتطلب التركيز على منطقة واحدة أو أكثر من مناطق الجينوم المحددة. تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) هو تقنية تستخدم لتضخيم مناطق معينة من الحمض النووي لمزيد من التحليل (الشكل\(\PageIndex{4}\)). يستخدم PCR لأغراض عديدة في المختبرات، مثل استنساخ شظايا الجينات لتحليل الأمراض الوراثية، وتحديد الحمض النووي الأجنبي الملوث في العينة، وتضخيم الحمض النووي للتسلسل. تشمل التطبيقات الأكثر عملية تحديد الأبوة والكشف عن الأمراض الوراثية.

    يُظهر الرسم التوضيحي تضخيم تسلسل الحمض النووي بواسطة تفاعل البوليميراز المتسلسل. يتكون PCR من ثلاث خطوات - التمسخ والتلدين وتوليف الحمض النووي - تحدث في درجات الحرارة العالية والمنخفضة والمتوسطة. في الخطوة 1، خطوة التمسخ، يتم تسخين العينة إلى درجة حرارة عالية بحيث تنفصل خيوط الحمض النووي. في الخطوة 2، التلدين، يتم تبريد العينة حتى تتمكن اثنتان من البادئات من التصلب إلى شريطي الحمض النووي. يتم تباعد البادئات بحيث يتم تضخيم تسلسل الاهتمام بينهما. في الخطوة 3، تخليق الحمض النووي، يتم تسخين العينة إلى درجة الحرارة المثلى لبوليميراز Taq، الذي يقوم بتجميع الخيط التكميلي من البرايمر إلى الطرف الثالث من الجزيء. تتكرر هذه الدورة مرارًا وتكرارًا. في كل مرة، تعمل السلاسل المركبة حديثًا كقوالب بحيث تتضاعف كمية الحمض النووي مع كل دورة. مع استمرار الدورات، يزداد حجم المسافة بين القطعتين الرئيسيتين؛ في النهاية، تكون الغالبية العظمى من الخيوط بهذا الحجم.
    الشكل\(\PageIndex{4}\): يستخدم تفاعل البوليميراز المتسلسل، أو PCR، لتضخيم تسلسل معين من الحمض النووي. يتم دمج المواد الأولية - وهي أجزاء قصيرة من الحمض النووي المكملة لكل نهاية من التسلسل المستهدف - مع الحمض النووي الجيني وبوليميراز Taq والديوكسي نيوكليوتيدات. Taq polymerase عبارة عن بوليميراز DNA معزول من البكتيريا القابلة للحرارة Thermus aquaticus القادرة على تحمل درجات الحرارة العالية المستخدمة في PCR. ينمو Thermus aquaticus في حوض السخان السفلي في حديقة يلوستون الوطنية. يشبه النسخ العكسي PCR (RT-PCR) PCR، ولكن cDNA مصنوع من قالب RNA قبل بدء PCR.

    يمكن أيضًا تضخيم شظايا الحمض النووي من قالب RNA في عملية تسمى النسخ العكسي PCR (RT-PCR). تتمثل الخطوة الأولى في إعادة إنشاء شريط قالب الحمض النووي الأصلي (يسمى cDNA) عن طريق تطبيق نيوكليوتيدات الحمض النووي على mRNA. هذه العملية تسمى النسخ العكسي. هذا يتطلب وجود إنزيم يسمى النسخ العكسي. بعد صنع cDNA، يمكن استخدام PCR العادي لتضخيمه.

    رابط إلى التعلم

    قم بتعميق فهمك لتفاعل البوليميراز المتسلسل من خلال النقر على هذا التمرين التفاعلي.

    التهجين والنشاف الجنوبي والنشاف الشمالي

    يمكن فحص عينات الحمض النووي، مثل مستخلصات الحمض النووي الجيني المجزأة والحمض النووي الريبي، بحثًا عن وجود تسلسلات معينة. تم تصميم أجزاء قصيرة من الحمض النووي تسمى المجسات وتمييزها بأصباغ مشعة أو فلورية للمساعدة في الكشف. يفصل الرحلان الكهربي الهلامي شظايا الحمض النووي وفقًا لحجمها. ثم يتم نقل الأجزاء الموجودة في الجل إلى غشاء نايلون في إجراء يسمى النشاف (الشكل\(\PageIndex{5}\)). يمكن بعد ذلك فحص شظايا الحمض النووي المرتبطة بسطح الغشاء باستخدام تسلسلات مسبار محددة إشعاعيًا أو فلريًا. عندما يتم نقل الحمض النووي إلى غشاء النايلون، تسمى هذه التقنية بالنشاف الجنوبي، وعندما يتم نقل الحمض النووي الريبي إلى غشاء النايلون، يطلق عليه اسم النشاف الشمالي. تُستخدم البقع الجنوبية للكشف عن وجود تسلسلات معينة من الحمض النووي في جينوم معين، وتستخدم البقع الشمالية للكشف عن التعبير الجيني.

    في النشاف الجنوبي، يتم فصل الحمض النووي على أساس الحجم عن طريق الرحلان الكهربائي لهلام الأغاروز. تمر الشظايا عبر الجل من الأعلى إلى الأسفل. في الجل الموضح في هذا الشكل، هناك الكثير من أجزاء الحمض النووي التي تظهر على شكل مسحة في كل ممر. يتم نقل الحمض النووي من الجل إلى غشاء النايلون. للقيام بذلك، يتم وضع الجل بين ورق الترشيح والغشاء ووضعه في مخزن التهجين. تعمل المناشف الورقية الموجودة فوق الجل على امتصاص الرطوبة وتساعد في النقل. يتم بعد ذلك احتضان غشاء النايلون بمسبار مُصنَّف إشعاعيًا أو فلريًا يكون مكملاً لتسلسل الاهتمام. تظهر النطاقات المنفصلة حيث يوجد تسلسل الاهتمام.
    الشكل\(\PageIndex{5}\): يتم استخدام النشاف الجنوبي للعثور على تسلسل معين في عينة من الحمض النووي. يتم فصل شظايا الحمض النووي على مادة هلامية، ويتم نقلها إلى غشاء نايلون، ويتم احتضانها باستخدام مسبار الحمض النووي المكمل لتسلسل الاهتمام. يشبه النشاف الشمالي النشاف الجنوبي، ولكن يتم تشغيل الحمض النووي الريبي على الجل بدلاً من الحمض النووي. في النشاف الغربي، يتم تشغيل البروتينات على مادة هلامية ويتم اكتشافها باستخدام الأجسام المضادة.

    الاستنساخ الجزيئي

    بشكل عام، تعني كلمة «الاستنساخ» إنشاء نسخة مثالية؛ ومع ذلك، في علم الأحياء، يشار إلى إعادة إنشاء كائن حي كامل باسم «الاستنساخ التناسلي». قبل وقت طويل من محاولات استنساخ كائن حي بأكمله، تعلم الباحثون كيفية إعادة إنتاج المناطق المرغوبة أو أجزاء الجينوم، وهي عملية يشار إليها باسم الاستنساخ الجزيئي.

    يسمح استنساخ أجزاء صغيرة من الجينوم بمعالجة ودراسة جينات معينة (ومنتجاتها البروتينية)، أو المناطق غير المشفرة بشكل منعزل. البلازميد (ويسمى أيضًا المتجه) هو جزيء DNA دائري صغير يتكاثر بشكل مستقل عن الحمض النووي الكروموسومي. في الاستنساخ، يمكن استخدام جزيئات البلازميد لتوفير «مجلد» لإدخال جزء الحمض النووي المطلوب. عادة ما يتم إدخال البلازميدات إلى مضيف بكتيري للانتشار. في السياق البكتيري، يُشار إلى جزء الحمض النووي من الجينوم البشري (أو جينوم كائن حي آخر قيد الدراسة) باسم الحمض النووي الأجنبي، أو الجين المتحول، لتمييزه عن الحمض النووي للبكتيريا، والذي يسمى الحمض النووي المضيف.

    توجد البلازميدات بشكل طبيعي في المجموعات البكتيرية (مثل Escherichia coli) ولديها جينات يمكن أن تساهم بسمات مواتية للكائن الحي، مثل مقاومة المضادات الحيوية (القدرة على عدم التأثر بالمضادات الحيوية). تم إعادة استخدام البلازميدات وهندستها كناقلات للاستنساخ الجزيئي والإنتاج على نطاق واسع للكواشف المهمة، مثل الأنسولين وهرمون النمو البشري. من السمات المهمة لناقلات البلازميد السهولة التي يمكن بها إدخال جزء من الحمض النووي الأجنبي عبر موقع الاستنساخ المتعدد (MCS). MCS عبارة عن تسلسل قصير للحمض النووي يحتوي على مواقع متعددة يمكن قطعها باستخدام كريات نووية داخلية مختلفة متاحة بشكل شائع. تتعرف كريات الدم البيضاء المقيدة على تسلسلات محددة من الحمض النووي وتقطعها بطريقة يمكن التنبؤ بها؛ ويتم إنتاجها بشكل طبيعي بواسطة البكتيريا كآلية دفاعية ضد الحمض النووي الأجنبي. تقوم العديد من كريات الدم البيضاء المقيدة بعمل جروح متداخلة في شريطي الحمض النووي، بحيث تحتوي الأطراف المقطوعة على نتوء أحادي الجديلة مكون من 2 أو 4 قواعد. نظرًا لأن هذه الأجزاء المتدلية قادرة على التلدين باستخدام طبقات تكميلية، فإنها تسمى «الأطراف اللاصقة». تنضم إضافة إنزيم يسمى ليغاز الحمض النووي بشكل دائم إلى أجزاء الحمض النووي عبر روابط الفوسفوديستر. بهذه الطريقة، يمكن تقسيم أي جزء من الحمض النووي الناتج عن انشقاق كريات الدم البيضاء المقيّد بين طرفي الحمض النووي البلازمي الذي تم قطعه بنفس القيد نوكلياز الداخلي (الشكل\(\PageIndex{6}\)).

    جزيئات الحمض النووي المؤتلف

    تسمى البلازميدات التي يتم إدخال الحمض النووي الأجنبي فيها بجزيئات الحمض النووي المؤتلف لأنها تتكون بشكل مصطنع ولا تحدث في الطبيعة. وتسمى أيضًا بالجزيئات الخيمرية لأن أصل أجزاء مختلفة من الجزيئات يمكن إرجاعه إلى أنواع مختلفة من الكائنات البيولوجية أو حتى إلى التركيب الكيميائي. تسمى البروتينات التي يتم التعبير عنها من جزيئات الحمض النووي المؤتلف البروتينات المؤتلفة. ليست كل البلازميدات المؤتلفة قادرة على التعبير عن الجينات. قد يلزم نقل الحمض النووي المؤتلف إلى ناقل مختلف (أو مضيف) مصمم بشكل أفضل للتعبير الجيني. يمكن أيضًا تصميم البلازميدات للتعبير عن البروتينات فقط عند تحفيزها بعوامل بيئية معينة، حتى يتمكن العلماء من التحكم في التعبير عن البروتينات المؤتلفة.

    آرت كونيكشن

    يوضح الشكل خطوات الاستنساخ الجزيئي إلى بلازميد يسمى ناقل الاستنساخ. يحتوي الناقل على جين LaCz، وهو ضروري لاستقلاب اللاكتوز، وجين لمقاومة الأمبيسيلين. توجد داخل جين LaCz مواقع التقييد وتسلسلات الحمض النووي المقطوعة بواسطة إنزيم تقييد معين. يتم قطع كل من الحمض النووي المراد استنساخه والبلازميد بنفس إنزيم التقييد. يقوم إنزيم التقييد بترتيب الجروح على شريطي الحمض النووي، بحيث يحتوي كل خيط على جزء متدلي من الحمض النووي أحادي الجديلة. في أحد الخطين، يكون تسلسل البروز هو GATC، ومن ناحية أخرى، يكون التسلسل هو CTAG. هذان التسلسلان متكاملان، ويسمحان لشظية الحمض النووي الأجنبي بالتصلب مع البلازميد. يربط إنزيم يسمى الليغاز القطعتين معًا. يتم بعد ذلك تحويل البلازميد المربوط إلى سلالة بكتيرية تفتقر إلى جين LaCz وتكون حساسة للمضادات الحيوية الأمبيسيلين. يتم طلاء البكتيريا على وسائط تحتوي على الأمبيسلين، بحيث لا تنمو سوى البكتيريا التي تناولت البلازميد (الذي يحتوي على جين مقاوم للأمبيسيلين). تحتوي الوسائط أيضًا على X-gal، وهي مادة كيميائية يتم استقلابها بنفس طريقة استقلاب اللاكتوز. تستطيع البلازميدات التي تفتقر إلى الملحق استقلاب X-gal، مما يؤدي إلى إطلاق صبغة من الأشعة السينية التي تحول المستعمرة إلى اللون الأزرق. تحتوي البلازميدات التي تحتوي على الملحق على جين LaCz المعطل وتنتج مستعمرات بيضاء. وبالتالي، يمكن اختيار المستعمرات التي تحتوي على الحمض النووي المستنسخ على أساس اللون.
    الشكل\(\PageIndex{6}\): يوضح هذا الرسم التخطيطي الخطوات المتضمنة في الاستنساخ الجزيئي.

    أنت تعمل في مختبر البيولوجيا الجزيئية، ودون علمك، ترك شريكك في المختبر الحمض النووي الجيني الأجنبي الذي تخطط لاستنساخه على طاولة المختبر طوال الليل بدلاً من تخزينه في الفريزر. ونتيجة لذلك، تم تحللها بواسطة النيوكليازات، ولكنها لا تزال تستخدم في التجربة. البلازميد، من ناحية أخرى، جيد. ما هي النتائج التي تتوقعها من تجربة الاستنساخ الجزيئي؟

    1. لن تكون هناك مستعمرات على الصفيحة البكتيرية.
    2. ستكون هناك مستعمرات زرقاء فقط.
    3. ستكون هناك مستعمرات زرقاء وبيضاء.
    4. ستكون مستعمرات بيضاء فقط.

    رابط إلى التعلم

    شاهد رسمًا متحركًا لإعادة التركيب في الاستنساخ من مركز تعلم DNA.

    الاستنساخ الخلوي

    تنتج الكائنات أحادية الخلية، مثل البكتيريا والخميرة، بشكل طبيعي نسخًا من نفسها عندما تتكاثر لاجنسيًا عن طريق الانشطار الثنائي؛ ويُعرف هذا بالاستنساخ الخلوي. يتكاثر الحمض النووي النووي من خلال عملية الانقسام الفتيلي، مما يؤدي إلى إنشاء نسخة طبق الأصل من المادة الوراثية.

    الاستنساخ التناسلي

    الاستنساخ التناسلي هو طريقة تستخدم لعمل نسخة أو نسخة متطابقة من كائن حي متعدد الخلايا بأكمله. تخضع معظم الكائنات متعددة الخلايا للتكاثر بالوسائل الجنسية، والتي تتضمن التهجين الجيني لشخصين (الوالدين)، مما يجعل من المستحيل إنشاء نسخة متطابقة أو استنساخ لأي من الوالدين. جعلت التطورات الحديثة في التكنولوجيا الحيوية من الممكن تحفيز التكاثر اللاجنسي للثدييات بشكل مصطنع في المختبر.

    يحدث التوالد العذري، أو «الولادة البكر»، عندما ينمو الجنين ويتطور دون إخصاب البويضة؛ وهذا شكل من أشكال التكاثر اللاجنسي. يحدث مثال على التوالد العذري في الأنواع التي تضع فيها الأنثى بويضة، وإذا تم تخصيب البويضة، فهي بيضة ثنائية الصبغيات ويتطور الفرد إلى أنثى؛ إذا لم يتم تخصيب البويضة، فإنها تظل بويضة أحادية الصبغيات وتتطور إلى ذكر. تسمى البويضة غير المخصبة البويضة البارثينوجينية أو البكر. تضع بعض الحشرات والزواحف بيضًا بارثينوجينيًا يمكن أن يتطور إلى بالغين.

    يتطلب التكاثر الجنسي خليتين؛ عندما تندمج البويضة أحادية الصبغيات وخلايا الحيوانات المنوية، ينتج عن ذلك زيجوت ثنائي الصبغيات. تحتوي نواة الزيجوت على المعلومات الجينية لإنتاج فرد جديد. ومع ذلك، يتطلب التطور الجنيني المبكر المادة السيتوبلازمية الموجودة في خلية البويضة. هذه الفكرة تشكل الأساس للاستنساخ التناسلي. لذلك، إذا تم استبدال النواة أحادية الصيغة الصبغية لخلية بويضة بنواة ثنائية الصيغة الصبغية من خلية أي فرد من نفس النوع (يُطلق عليه اسم المتبرع)، فسوف تصبح زيجوت مطابقًا وراثيًا للمتبرع. النقل النووي للخلايا الجسدية هو تقنية نقل نواة ثنائية الصبغيات إلى بويضة مستخرجة. يمكن استخدامه للاستنساخ العلاجي أو الاستنساخ التناسلي.

    أول حيوان مستنسخ كان دوللي، الخروف الذي ولد في عام 1996. كان معدل نجاح الاستنساخ التناسلي في ذلك الوقت منخفضًا جدًا. عاشت دوللي لمدة سبع سنوات وتوفيت من مضاعفات الجهاز التنفسي (الشكل 17.1.7). هناك تكهنات بأنه نظرًا لأن الحمض النووي للخلية ينتمي إلى فرد أكبر سنًا، فإن عمر الحمض النووي قد يؤثر على متوسط العمر المتوقع للفرد المستنسخ. منذ دوللي، تم استنساخ العديد من الحيوانات مثل الخيول والثيران والماعز بنجاح، على الرغم من أن هؤلاء الأفراد غالبًا ما يعانون من تشوهات في الوجه والأطراف والقلب. كانت هناك محاولات لإنتاج أجنة بشرية مستنسخة كمصادر للخلايا الجذعية الجنينية، والتي يشار إليها أحيانًا باسم الاستنساخ لأغراض علاجية. ينتج الاستنساخ العلاجي خلايا جذعية لمحاولة علاج الأمراض أو العيوب الضارة (على عكس الاستنساخ التناسلي، الذي يهدف إلى إعادة إنتاج كائن حي). ومع ذلك، لاقت جهود الاستنساخ العلاجي مقاومة بسبب الاعتبارات الأخلاقية البيولوجية.

    آرت كونيكشن

    لاستنساخ النعجة دوللي، تم استخدام خروف اسكتلندي ذو وجه أسود كمتبرع للسيتوبلازم. تم استخراج البيض من هذه الأغنام وإزالة النواة. تم استخدام خروف Finn-Dorset كمتبرع نووي. تم استخراج النوى من الخلايا الثديية، وتم استخدام التيار الكهربائي المباشر لدمج الحمض النووي النووي مع البويضة المانحة. ثم سُمح للبيضة بالانقسام إلى مرحلة الكيسة الأريمية، حيث تحتوي كرة من الخلايا على مجموعة من الخلايا على جانب واحد. تم زرع الكيسة الأريمية في أم بديلة، مما أدى إلى ظهور النعجة دوللي.
    الشكل\(\PageIndex{7}\): كانت دوللي الخروف أول حيوان ثديي يتم استنساخه. لإنشاء Dolly، تمت إزالة النواة من خلية بويضة مانحة. ثم تم إدخال نواة الخروف الثاني إلى الخلية، والتي سُمح لها بالانقسام إلى مرحلة الكيسة الأريمية قبل زرعها في أم بديلة. (مصدر: تعديل العمل من قبل «Squidonius» /ويكيميديا كومنز)

    هل تعتقد أن دوللي كانت من عائلة Finn-Dorset أو خروف اسكتلندي أسود الوجه?

    الهندسة الوراثية

    الهندسة الوراثية هي تغيير النمط الجيني للكائن الحي باستخدام تقنية الحمض النووي المؤتلف لتعديل الحمض النووي للكائن الحي لتحقيق الصفات المرغوبة. تعد إضافة الحمض النووي الأجنبي في شكل ناقلات الحمض النووي المؤتلف الناتجة عن الاستنساخ الجزيئي الطريقة الأكثر شيوعًا للهندسة الوراثية. يُطلق على الكائن الحي الذي يتلقى الحمض النووي المؤتلف اسم الكائن الحي المعدل وراثيًا (GMO). إذا كان الحمض النووي الأجنبي الذي تم إدخاله يأتي من نوع مختلف، فإن الكائن الحي المضيف يسمى المعدلة وراثيًا. تم تعديل البكتيريا والنباتات والحيوانات وراثيًا منذ أوائل السبعينيات للأغراض الأكاديمية والطبية والزراعية والصناعية. في الولايات المتحدة، تعد الكائنات المعدلة وراثيًا مثل فول الصويا الجاهز للذرة والذرة المقاومة للحفر جزءًا من العديد من الأطعمة المصنعة الشائعة.

    استهداف الجينات

    على الرغم من أن الطرق الكلاسيكية لدراسة وظيفة الجينات بدأت بنمط ظاهري معين وحددت الأساس الجيني لهذا النمط الظاهري، فإن التقنيات الحديثة تسمح للباحثين بالبدء من مستوى تسلسل الحمض النووي والسؤال: «ماذا يفعل هذا الجين أو عنصر الحمض النووي؟» أدت هذه التقنية، التي تسمى علم الوراثة العكسي، إلى عكس المنهجية الجينية الكلاسيكية. قد تكون هذه الطريقة مشابهة لإتلاف جزء من الجسم لتحديد وظيفته. لا يمكن للحشرة التي تفقد جناحها أن تطير، مما يعني أن وظيفة الجناح هي الطيران. ستقارن الطريقة الجينية الكلاسيكية الحشرات التي لا تستطيع الطيران مع الحشرات التي يمكنها الطيران، وتلاحظ أن الحشرات غير الطائرة فقدت أجنحتها. وبالمثل، فإن تغيير الجينات أو حذفها يوفر للباحثين أدلة حول وظيفة الجينات. تسمى الطرق المستخدمة لتعطيل وظيفة الجينات بشكل جماعي باستهداف الجينات. استهداف الجينات هو استخدام ناقلات الحمض النووي المؤتلف لتغيير التعبير عن جين معين، إما عن طريق إدخال طفرات في الجين، أو عن طريق القضاء على التعبير عن جين معين عن طريق حذف جزء أو كل تسلسل الجينات من جينوم الكائن الحي.

    التكنولوجيا الحيوية في الطب والزراعة

    من السهل رؤية كيف يمكن استخدام التكنولوجيا الحيوية للأغراض الطبية. توفر المعرفة بالتركيب الجيني لجنسنا البشري، والأساس الجيني للأمراض الوراثية، واختراع التكنولوجيا لمعالجة وإصلاح الجينات الطافرة طرقًا لعلاج المرض. يمكن للتكنولوجيا الحيوية في الزراعة أن تعزز مقاومة الأمراض والآفات والإجهاد البيئي، وتحسن إنتاجية المحاصيل وجودتها.

    التشخيص الجيني والعلاج الجيني

    تسمى عملية اختبار العيوب الجينية المشتبه بها قبل إعطاء العلاج بالتشخيص الجيني عن طريق الاختبارات الجينية. اعتمادًا على أنماط الوراثة للجين المسبب للمرض، يُنصح أفراد الأسرة بإجراء اختبار جيني. على سبيل المثال، يُنصح النساء المصابات بسرطان الثدي عادةً بأخذ خزعة حتى يتمكن الفريق الطبي من تحديد الأساس الجيني لتطور السرطان. تعتمد خطط العلاج على نتائج الاختبارات الجينية التي تحدد نوع السرطان. إذا كان السرطان ناتجًا عن طفرات جينية موروثة، يُنصح الأقارب الإناث أيضًا بإجراء اختبارات جينية وفحص دوري لسرطان الثدي. يتم تقديم الاختبارات الجينية أيضًا للأجنة (أو الأجنة ذات الإخصاب في المختبر) لتحديد وجود أو عدم وجود الجينات المسببة للأمراض في العائلات التي تعاني من أمراض موهنة محددة.

    العلاج الجيني هو تقنية الهندسة الوراثية المستخدمة لعلاج الأمراض. في أبسط أشكاله، يتضمن إدخال جين جيد في موقع عشوائي في الجينوم للمساعدة في علاج مرض ناجم عن جين متحور. عادة ما يتم إدخال الجين الجيد إلى الخلايا المريضة كجزء من ناقل ينتقل عن طريق فيروس يمكن أن يصيب الخلية المضيفة وينقل الحمض النووي الأجنبي (الشكل\(\PageIndex{8}\)). تحاول الأشكال الأكثر تقدمًا من العلاج الجيني تصحيح الطفرة في الموقع الأصلي في الجينوم، كما هو الحال مع علاج نقص المناعة المشترك الشديد (SCID).

    لعلاج المرض باستخدام ناقل الفيروس الغدي، يتم تعبئة جين جديد يهدف إلى استبدال الجين المعيب بجينوم الفيروس الغدي. تتم إزالة الجينات التي تجعل الفيروس مسببًا للأمراض. يتم وضع الحمض النووي المعدل داخل غلاف الفيروس أو الغلاف البروتيني. الشخص المراد علاجه مصاب بالفيروس المعدل. يدخل الحمض النووي الفيروسي النواة، حيث يمكن للجين المعدل أن يحل محل الجين المعيب.
    الشكل\(\PageIndex{8}\): يمكن استخدام العلاج الجيني باستخدام ناقل الفيروس الغدي لعلاج بعض الأمراض الوراثية التي يكون فيها الشخص مصابًا بجين معيب. (الائتمان: المعهد الوطني للصحة)

    إنتاج اللقاحات والمضادات الحيوية والهرمونات

    تستخدم استراتيجيات التطعيم التقليدية أشكالًا ضعيفة أو غير نشطة من الكائنات الحية الدقيقة لتكوين الاستجابة المناعية الأولية. تستخدم التقنيات الحديثة جينات الكائنات الحية الدقيقة المستنسخة إلى ناقلات لإنتاج المستضد المطلوب بكميات كبيرة. ثم يتم إدخال المستضد إلى الجسم لتحفيز الاستجابة المناعية الأولية وتحفيز الذاكرة المناعية. تم استخدام الجينات المستنسخة من فيروس الأنفلونزا لمكافحة السلالات المتغيرة باستمرار من هذا الفيروس.

    المضادات الحيوية هي منتج التكنولوجيا الحيوية. يتم إنتاجها بشكل طبيعي بواسطة الكائنات الحية الدقيقة، مثل الفطريات، لتحقيق ميزة على المجموعات البكتيرية. يتم إنتاج المضادات الحيوية على نطاق واسع من خلال زراعة الخلايا الفطرية ومعالجتها.

    تم استخدام تقنية الحمض النووي المؤتلف لإنتاج كميات كبيرة من الأنسولين البشري في E. coli في وقت مبكر من عام 1978. في السابق، كان من الممكن فقط علاج مرض السكري باستخدام أنسولين الخنزير، مما تسبب في ردود فعل تحسسية لدى البشر بسبب الاختلافات في المنتج الجيني. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم هرمون النمو البشري (HGH) لعلاج اضطرابات النمو لدى الأطفال. تم استنساخ جين هرمون النمو من مكتبة cDNA وإدخاله في خلايا E. coli عن طريق استنساخه إلى ناقل بكتيري.

    حيوانات معدلة وراثياً

    على الرغم من أن العديد من البروتينات المؤتلفة المستخدمة في الطب يتم إنتاجها بنجاح في البكتيريا، إلا أن بعض البروتينات تتطلب مضيفًا حيوانيًا حقيقيًا النواة للمعالجة المناسبة. لهذا السبب، يتم استنساخ الجينات المرغوبة والتعبير عنها في الحيوانات، مثل الأغنام والماعز والدجاج والفئران. تسمى الحيوانات التي تم تعديلها للتعبير عن الحمض النووي المؤتلف الحيوانات المعدلة وراثيًا. يتم التعبير عن العديد من البروتينات البشرية في حليب الأغنام والماعز المعدلة وراثيًا، ويتم التعبير عن بعضها في بيض الدجاج. تم استخدام الفئران على نطاق واسع للتعبير عن تأثيرات الجينات والطفرات المؤتلفة ودراستها.

    النباتات المعدلة وراثيا

    ساعد التلاعب في الحمض النووي للنباتات (أي إنشاء كائنات معدلة وراثيًا) على خلق سمات مرغوبة، مثل مقاومة الأمراض ومقاومة مبيدات الأعشاب ومبيدات الآفات، وقيمة غذائية أفضل، وعمر تخزين أفضل (الشكل\(\PageIndex{9}\)). النباتات هي أهم مصدر للغذاء بالنسبة للسكان. طور المزارعون طرقًا لاختيار الأصناف النباتية ذات السمات المرغوبة قبل وقت طويل من إنشاء ممارسات التكنولوجيا الحيوية الحديثة.

    تُظهر الصورة كيزان الذرة بألوان مختلفة، بما في ذلك الأصفر والأبيض والأحمر ومزيج من هذه الألوان.
    الشكل\(\PageIndex{9}\): الذرة، وهي محصول زراعي رئيسي يستخدم لإنشاء منتجات لمجموعة متنوعة من الصناعات، غالبًا ما يتم تعديلها من خلال التكنولوجيا الحيوية النباتية. (الائتمان: كيث ويلر، وزارة الزراعة الأمريكية)

    النباتات التي تلقت الحمض النووي المؤتلف من الأنواع الأخرى تسمى النباتات المعدلة وراثيًا. نظرًا لأنها ليست طبيعية، تتم مراقبة النباتات المعدلة وراثيًا وغيرها من الكائنات المعدلة وراثيًا عن كثب من قبل الوكالات الحكومية للتأكد من أنها صالحة للاستهلاك البشري ولا تعرض الحياة النباتية والحيوانية الأخرى للخطر. نظرًا لأن الجينات الأجنبية يمكن أن تنتشر إلى أنواع أخرى في البيئة، يلزم إجراء اختبارات مكثفة لضمان الاستقرار البيئي. كانت المواد الغذائية الأساسية مثل الذرة والبطاطس والطماطم أول نباتات المحاصيل التي تمت هندستها وراثيًا.

    تحويل النباتات باستخدام Agrobacterium tumefaciens

    يحدث نقل الجينات بشكل طبيعي بين الأنواع في المجموعات الميكروبية. تعمل العديد من الفيروسات التي تسبب الأمراض البشرية، مثل السرطان، من خلال دمج الحمض النووي الخاص بها في الجينوم البشري. في النباتات، تحدث الأورام التي تسببها بكتيريا Agrobacterium tumefaciens عن طريق نقل الحمض النووي من البكتيريا إلى النبات. على الرغم من أن الأورام لا تقتل النباتات، إلا أنها تجعل النباتات متقزّمة وأكثر عرضة للظروف البيئية القاسية. تتأثر العديد من النباتات، مثل الجوز والعنب وأشجار الجوز والبنجر، بـ A. tumefaciens. يعد الإدخال الاصطناعي للحمض النووي في الخلايا النباتية أكثر صعوبة من الخلايا الحيوانية بسبب جدار الخلية النباتية السميك.

    استخدم الباحثون النقل الطبيعي للحمض النووي من Agrobacterium إلى مضيف نباتي لإدخال أجزاء الحمض النووي من اختيارهم إلى مضيفات النباتات. في الطبيعة، تحتوي A. tumefaciens المسببة للمرض على مجموعة من البلازميدات، تسمى Ti plasmids (البلازميدات المحفزة للورم)، والتي تحتوي على جينات لإنتاج الأورام في النباتات. يتم دمج الحمض النووي من Ti plasmid في جينوم الخلية النباتية المصابة. يتعامل الباحثون مع بلازميدات Ti لإزالة الجينات المسببة للورم وإدخال جزء الحمض النووي المطلوب لنقله إلى الجينوم النباتي. تحمل بلازميدات Ti جينات مقاومة المضادات الحيوية للمساعدة في الاختيار ويمكن نشرها في خلايا E. coli أيضًا.

    مبيد الحشرات العضوي Bacillus thuringiensis

    Bacillus thuringiensis (Bt) هي بكتيريا تنتج بلورات بروتينية أثناء التبويض تكون سامة للعديد من أنواع الحشرات التي تؤثر على النباتات. يجب أن تبتلع الحشرات توكسين Bt حتى يتم تنشيط السم. تتوقف الحشرات التي تناولت توكسين Bt عن التغذية على النباتات في غضون ساعات قليلة. بعد تنشيط السم في أمعاء الحشرات، تحدث الوفاة في غضون يومين. سمحت التكنولوجيا الحيوية الحديثة للنباتات بتشفير سم Bt البلوري الخاص بها الذي يعمل ضد الحشرات. تم استنساخ جينات السموم البلورية من Bt وإدخالها إلى النباتات. لقد وجد أن توكسين Bt آمن للبيئة وغير سام للبشر والثدييات الأخرى، وتمت الموافقة على استخدامه من قبل المزارعين العضويين كمبيد حشري طبيعي.

    فلافر سافير بالطماطم

    كان أول محصول معدل وراثيًا يتم طرحه في السوق هو Flavr Savr Tomato الذي تم إنتاجه في عام 1994. تم استخدام تقنية Antisense RNA لإبطاء عملية التليين والتعفن التي تسببها الالتهابات الفطرية، مما أدى إلى زيادة مدة صلاحية الطماطم المعدلة وراثيًا. أدى التعديل الجيني الإضافي إلى تحسين نكهة هذه الطماطم. لم تنجح طماطم Flavr Savr في البقاء في السوق بسبب مشاكل في صيانة المحصول وشحنه.

    ملخص

    يمكن عزل الأحماض النووية من الخلايا لأغراض مزيد من التحليل عن طريق فتح الخلايا وتدمير جميع الجزيئات الكبيرة الأخرى بشكل إنزيمي. يمكن فصل الكروموسومات المجزأة أو الكاملة على أساس الحجم بواسطة الرحلان الكهربائي الهلامي. يمكن تضخيم الامتدادات القصيرة من الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي بواسطة PCR. يمكن استخدام النشاف الجنوبي والشمالي للكشف عن وجود تسلسلات قصيرة محددة في عينة الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي. قد يشير مصطلح «الاستنساخ» إلى استنساخ أجزاء صغيرة من الحمض النووي (الاستنساخ الجزيئي) أو استنساخ مجموعات الخلايا (الاستنساخ الخلوي) أو استنساخ كائنات حية بأكملها (الاستنساخ التناسلي). يتم إجراء الاختبارات الجينية لتحديد الجينات المسببة للأمراض، ويستخدم العلاج الجيني لعلاج مرض وراثي.

    تمتلك الكائنات المعدلة وراثيًا الحمض النووي من أنواع مختلفة، وعادة ما يتم إنشاؤه بواسطة تقنيات الاستنساخ الجزيئي. تعد اللقاحات والمضادات الحيوية والهرمونات أمثلة على المنتجات التي تم الحصول عليها بواسطة تقنية الحمض النووي المؤتلف. عادة ما يتم إنشاء النباتات المعدلة وراثيًا لتحسين خصائص نباتات المحاصيل.

    اتصالات فنية

    الشكل\(\PageIndex{6}\): أنت تعمل في مختبر البيولوجيا الجزيئية، ودون علمك، ترك شريكك في المختبر الحمض النووي الجيني الأجنبي الذي تخطط لاستنساخه على طاولة المختبر طوال الليل بدلاً من تخزينه في الفريزر. ونتيجة لذلك، تم تحللها بواسطة النيوكليازات، ولكنها لا تزال تستخدم في التجربة. البلازميد، من ناحية أخرى، جيد. ما هي النتائج التي تتوقعها من تجربة الاستنساخ الجزيئي؟

    1. لن تكون هناك مستعمرات على الصفيحة البكتيرية.
    2. ستكون هناك مستعمرات زرقاء فقط.
    3. ستكون هناك مستعمرات زرقاء وبيضاء.
    4. ستكون مستعمرات بيضاء فقط.
    إجابة

    ب- ستؤدي التجربة إلى مستعمرات زرقاء فقط.

    الشكل\(\PageIndex{7}\): هل تعتقد أن دوللي كانت من عائلة فين-دورست أو خروف اسكتلندي ذو وجه أسود؟

    إجابة

    كانت دوللي من الأغنام الفنلندية دورست لأنه على الرغم من أن الخلية الأصلية جاءت من خروف اسكتلندي أسود الوجه وكانت الأم البديلة ذات وجه أسود اسكتلندي، إلا أن الحمض النووي جاء من Finn-Dorset.

    مسرد المصطلحات

    مقاومة المضادات الحيوية
    قدرة الكائن الحي على عدم التأثر بأفعال المضادات الحيوية
    التكنولوجيا الحيوية
    استخدام العوامل البيولوجية للتقدم التكنولوجي
    استنساخ خلوي
    إنتاج مجموعات الخلايا المتطابقة عن طريق الانشطار الثنائي
    استنساخ
    نسخة متماثلة دقيقة
    الحمض النووي الأجنبي
    الحمض النووي الذي ينتمي إلى نوع مختلف أو الحمض النووي الذي يتم تصنيعه صناعيًا
    جل إليكتروفوريس
    تقنية تستخدم لفصل الجزيئات على أساس الحجم باستخدام الشحنة الكهربائية
    استهداف الجينات
    طريقة لتغيير تسلسل جين معين عن طريق إدخال النسخة المعدلة على ناقل
    العلاج الجيني
    تقنية تستخدم لعلاج الأمراض القابلة للتوريث عن طريق استبدال الجينات الطافرة بجينات جيدة
    التشخيص الجيني
    تشخيص إمكانية تطور المرض من خلال تحليل الجينات المسببة للأمراض
    الهندسة الوراثية
    تغيير التركيب الجيني للكائن الحي
    اختبار جيني
    عملية اختبار وجود الجينات المسببة للأمراض
    الكائنات المعدلة وراثيا (GMO)
    الكائن الحي الذي تم تغيير جينومه بشكل مصطنع
    الحمض النووي للمضيف
    الحمض النووي الموجود في جينوم الكائن الحي محل الاهتمام
    عازلة التحلل
    الحل المستخدم لكسر غشاء الخلية وإطلاق محتويات الخلية
    الاستنساخ الجزيئي
    استنساخ شظايا الحمض النووي
    موقع الاستنساخ المتعدد (MCS)
    موقع يمكن التعرف عليه من خلال عدة قيود داخلية
    نشّافة شمالية
    نقل الحمض النووي الريبي من الجل إلى غشاء النايلون
    تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR)
    تقنية تستخدم لتضخيم الحمض النووي
    مسبار
    جزء صغير من الحمض النووي يستخدم لتحديد ما إذا كان التسلسل التكميلي موجودًا في عينة الحمض النووي
    البروتياز
    إنزيم يكسر البروتينات
    الحمض النووي المؤتلف
    مزيج من شظايا الحمض النووي الناتجة عن الاستنساخ الجزيئي غير الموجود في الطبيعة؛ المعروف أيضًا باسم الجزيء الخيالي
    بروتين مؤتلف
    منتج بروتيني لجين مشتق من الاستنساخ الجزيئي
    الاستنساخ التناسلي
    استنساخ الكائنات الحية بأكملها
    تقييد نوكلياز
    إنزيم يمكنه التعرف على تسلسلات الحمض النووي المحددة وربطها
    علم الوراثة العكسي
    طريقة لتحديد وظيفة الجين من خلال البدء بالجين نفسه بدلاً من البدء بمنتج الجين
    النسخ العكسي PCR (RT-PCR)
    تقنية PCR التي تتضمن تحويل RNA إلى DNA عن طريق النسخ العكسي
    ريبونوكلياز
    الإنزيم الذي يكسر الحمض النووي الريبي
    نشّافة جنوبية
    نقل الحمض النووي من الجل إلى غشاء النايلون
    تي بلازميد
    نظام بلازميد مشتق من Agrobacterium tumifaciens الذي استخدمه العلماء لإدخال الحمض النووي الأجنبي في الخلايا النباتية
    المعدلة وراثيا
    كائن حي يتلقى الحمض النووي من أنواع مختلفة