تحاليل البيولوجيا الجزيئية
يقوم علم الأحياء الجزيئي أو البيولوجيا الجزيئية Molecular Biology بدراسة الأحياء علي المستوي الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلاً من علم الأحياء والكيمياء في عدة فروع ويتقاطع مع الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات.
تهتم البيولوجيا الجزيئية بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين DNA & RNA وعملية الاصطناع البروتيني إضافة إلي آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الخلوية.
والتقنية التي تم استخدامها في التحاليل الطبية هي تحليل PCR الذي يستخدم في تحديد واكتشاف معظم الفيروسات الطبية كمياً وكيفياً وهذا ما سوف يتم الحديث عنه.
تحليل PCR
PCR هو اختصار لتفاعل يسمي Polymerase Chain Reaction، وهو طريقة حديثة لمضاعفة الجينات تعتمد علي استعمال كمية ضئيلة من الـ DNA الكلي المعزول من الخلايا للكائن المحتوي علي الجين المرغوب ليتم منه مضاعفة الجين المرغوب دون باقي الجينات الموجودة معه علي نفس الكروموسوم وذلك داخل أجهزة تعرف بالـ PCR machines أو Thermocyclers لما يتضمنه البرنامج من استعمال دورات حرارية متتالية مختلفة.
وتعتمد طريقة الـ PCR في تحضير الجينات علي:
استعمال مخلوط تفاعل مكون من الـ DNA المحتوي علي الجين المرغوب وزوج من أشرطة قصيرة مفردة من الـ DNA معروف تتابعها تعرف بالبادئات مع مخلوط من القواعد النيتروجينية الأربعة المعروفة الخاصة بأي DNA واحد انزيمات الربط DNA Polymerase.
كيف يتم الاستنساخ؟
لكي يتم الاستنساخ، لابد من توافر مواد معينة تساعد علي ذلك:
- البادئات Primers وهي عبارة عن نيوكليوتيدات قليلة Oligonucleotides قادرة علي الارتباط مع الأسس الآزوتية للحمض النووي المراد تضخيمه، وذلك في منطقة ذات ترتيب مميز ونوعي غير متبدل للأسس الآزوتية في الحمض النووي أو ما يعرف بمنطقة عالية الحفظ Highly Conserved Region.
- كميات وافرة من النيوكليوتيدات ثلاثية الفوسفات منقوصة الأوكسجين Deoxynucleoside Triphosphates ( dNTPs ).
- إنزيم البوليميريز Polymerase مقاوم للحرارة المرتفعة، وأهمها Taq Polymerase المستخلص من بكتيريا تعيش في الينابيع الحارة Thermus aquaticus.
- محاليل واقية Buffers.
- شوارد مناسبة، أهمها شاردة الماغنيسيوم Mg +2 التي تعتبر عامل متمم Cofactor لإنزيم البوليميريز.
كيف يتم إجراء التفاعل؟
لإجراء التفاعل يتم عمل الآتي:
يتم رفع درجة الحرارة إلي 95 م لمدة 5 دقائق ليتم انفصال شريطي الـ DNA ثم خفضها مرة أخري إلي 30 - 65 م لمدة 30 ثانية للسماح بالبوادئ بالالتصاق مع شريط الـ DNA الخاص بالجين المرغوب ثم ترفع درجة الحرارة مرة أخري إلي 65 - 75 م لمدة 2 - 5 دقائق ليقوم الإنزيم الرابط بإطالة وتكميل سلسلة الـ DNA وبذلك ينتج لدينا نسختين من الجين المرغوب.
وبتكرار هذه الدورة وتوفر مخلوط التفاعل يمكن الحصول علي بليون نسخة في 32 دورة، ويمكن التأكد من أن التفاعل قد تم بنجاح وأن التتابع المرغوب للجين قد تم مضاعفته نقوم بأخذ مخلوط التفاعل وفصله بالهجرة الكهربية Electrophoresis ثم صبغه بالاثيديوم بروميد Ethidium Bromide وإظهاره بالأشعة فوق البنفسجية مع مخلوط قياسي للمقارنة.