Skip to main content
Global

12: التطبيقات الحديثة لعلم الوراثة الميكروبية

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    195299

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

    كان تحديد واتسون وكريك لبنية الحمض النووي في عام 1953 هو الحدث الأساسي في مجال الهندسة الوراثية. منذ سبعينيات القرن الماضي، كان هناك انفجار حقيقي في قدرة العلماء على التلاعب بالحمض النووي بطرق أحدثت ثورة في مجالات البيولوجيا والطب والتشخيص والطب الشرعي والتصنيع الصناعي. تم إنتاج العديد من الأدوات الجزيئية المكتشفة في العقود الأخيرة باستخدام الميكروبات بدائية النواة. في هذا الفصل، سوف نستكشف بعض هذه الأدوات، خاصة فيما يتعلق بالتطبيقات في الطب والرعاية الصحية.

    على سبيل المثال،\(\PageIndex{1}\) يتم استخدام جهاز التدوير الحراري في الشكل لإجراء تقنية تشخيصية تسمى تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR)، والذي يعتمد على إنزيمات بوليميراز الحمض النووي من البكتيريا المحبة للحرارة. تسمح الأدوات الجزيئية الأخرى، مثل إنزيمات التقييد والبلازميدات التي يتم الحصول عليها من الكائنات الحية الدقيقة، للعلماء بإدخال جينات من البشر أو الكائنات الحية الأخرى في الكائنات الحية الدقيقة. ثم تتم زراعة الكائنات الحية الدقيقة على نطاق صناعي لتجميع منتجات مثل الأنسولين واللقاحات والبوليمرات القابلة للتحلل. هذه ليست سوى عدد قليل من التطبيقات العديدة للوراثة الميكروبية التي سنستكشفها في هذا الفصل.

    صورة فوتوغرافية لدراجة حرارية؛ جهاز مكتبي مع عنصر تسخين وشاشة لعرض درجة الحرارة. صورة مجهرية للخلايا البيضاوية؛ معظمها شفاف ولكن بعضها برتقالي.
    الشكل\(\PageIndex{1}\): يتم استخدام دورة حرارية (على اليسار) أثناء تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR). يعمل PCR على تضخيم عدد نسخ الحمض النووي ويمكن أن يساعد في تشخيص العدوى التي تسببها الميكروبات التي يصعب استزراعها، مثل الكلاميديا الحثرية (على اليمين). ويتسبب داء المطثية التراخوماتية في الإصابة بالكلاميديا، وهي أكثر الأمراض المنقولة جنسيًا شيوعًا في الولايات المتحدة، والتراخوما، السبب الرئيسي في العالم للعمى الذي يمكن الوقاية منه. (حق الائتمان: تعديل العمل من قبل مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها)

    • 12.1: الميكروبات وأدوات الهندسة الوراثية
      علم استخدام الأنظمة الحية لصالح البشرية يسمى التكنولوجيا الحيوية. من الناحية الفنية، يعتبر تدجين النباتات والحيوانات من خلال ممارسات الزراعة والتربية نوعًا من التكنولوجيا الحيوية. ومع ذلك، بالمعنى المعاصر، نربط التكنولوجيا الحيوية بالتغيير المباشر لعلم الوراثة للكائن الحي لتحقيق الصفات المرغوبة من خلال عملية الهندسة الوراثية.
    • 12.2: تصور وتوصيف الحمض النووي
      يتطلب العثور على جين مهم داخل العينة استخدام مسبار الحمض النووي أحادي الجديلة المسمى بمنارة جزيئية (عادةً النشاط الإشعاعي أو الفلورة) التي يمكن أن تتهجين بحمض نووي تكميلي أحادي الجديلة في العينة. يسمح الرحلان الكهربائي لجل Agarose بفصل جزيئات الحمض النووي بناءً على الحجم. يسمح تحليل تعدد الأشكال في طول جزء التقييد (RFLP) بالتصور بواسطة الرحلان الكهربائي لهلام الأغاروز لمتغيرات متميزة من تسلسل الحمض النووي.
    • 12.3: طرق الجينوم الكامل والتطبيقات الصناعية
      أدى التقدم في البيولوجيا الجزيئية إلى إنشاء مجالات علمية جديدة تمامًا. من بين هذه المجالات التي تدرس جوانب الجينوم الكامل، والتي يشار إليها مجتمعة باسم طرق الجينوم الكامل. في هذا القسم، سنقدم لمحة موجزة عن مجالات الجينوم الكامل في علم الجينوم والنسخ والبروتيوميات.
    • 12.4: الهندسة الوراثية - المخاطر والفوائد والتصورات
      أسفرت العديد من أنواع الهندسة الوراثية عن فوائد واضحة مع بعض المخاطر الواضحة. ومع ذلك، فإن العديد من التطبيقات الناشئة للهندسة الوراثية أكثر إثارة للجدل، غالبًا لأن فوائدها المحتملة توضع في مواجهة مخاطر كبيرة، حقيقية أو متصورة. هذا بالتأكيد هو الحال بالنسبة للعلاج الجيني، وهو تطبيق سريري للهندسة الوراثية قد يوفر يومًا ما علاجًا للعديد من الأمراض ولكنه لا يزال إلى حد كبير نهجًا تجريبيًا للعلاج.
    • 12E: التطبيقات الحديثة لعلم الوراثة الميكروبية (تمارين)

    الصورة المصغرة: مجموعة من أسماك GloFish الفلورية المعدلة وراثيًا. (www.glofish.com).