PCR تفاعل البليمريز التتابعي

تفاعل البليمريز التتابعي

تحفظ المعلومات الوراثية و
انتاج المواد لصنع الخلايا و الحفاظ عليها في داخل الحمض النووي (DNA ) . و
تقوم الخلية بمضاعفة كمية الحمض النووي وقت انقسام الخلية بشكل تلقائي و
بشكل سريع مع وجود نظام تصحيح للأخطاء خلال النسخ. . و تبلغ سرعة النسخ
والمضاعفة إلى 1000 قاعدة نيتروجينية بالثانية ( داخل النظام الحيوي ) و هي
كما ذكرنا تحدث في الخلية في وقت التكاثر والانقسام فقط

ومع التطور في مجال التكنولوجيا الحيوية والذي يقوم على التعامل مع الحمض
النووي (DNA ) بشكل أساسي ، استدعى ذلك العلماء على أن يبحثوا عن طريقة أو
تقنية تقوم على مضاعفة كمية الحمض النووي (DNA ) بشكل كبير ، فكان هناك عدة
محاولات لتنشيط الخلية على الانقسام المستمر بإضافة عوامل النمو growth
factors ، ولكن هذه الطريقة لم تكن ذات جده لدى العلماء لأسباب كثيرة. إلى
أن توصل العالم د. كري مولس Dr. Kerry Mullis في عام 1985 ( و قد حصل على
جائزة نوبل في الكيمياء عام 1993)بنشر اختراعه لتقنية البي سي ار PCR فكانت
هذه التقنية بوابة لكثير من التطورات المتسارعة في مجال التكنولوجيا
الحيوية ، من أهم الأسباب التي ساعدت هذه التقنية على الانتشار عدم
اعتمادها على النظام الحيوي(أي الخلية) و التحكم بكمية الحمض النووي (DNA )
و وسرعة في الإنتاج ولكن كان من عيوب هذه التقنية عدم وجود نظام إصلاح
أخطاء الارتباط الخاطئ miss match .

ما هو PCR :

هو تقنية مخبريه تم اكتشافها عام 1983م تقريباً تقوم على إكثار نسخ الحمض
النووي (DNA ) خارج النظام الحيوي . أي أنها طريقة لنسخ الحمض النووي في
المختبر. و لذلك فهي تقنية حيوية لاستنساخ قطعة من محددة من الحمض النووي و
مضاعفة إنتاجها لكي يتسنى إجرى عليه اختبارات و فحوصات إضافية.

ما هي متطلباتPCR :

لتقوم بإنتاج الحمض النووي (DNA ) بواسطة PCR يتتطلب عليك توفير :

1. جهاز للتحكم بدرجات حرارة التفاعل بشمل دقيق و متتالي ( الدورة الحرارية
Thermocycle ) : ويقوم هذا الجهاز بتغير درجة الحرارة بشكل سريع ، لآن
تغير درجة الحرارة هو الأساس الذي تقوم عليه فكرة هذه التقنية .

2. البليمريز : وهو الإنزيم الذي يقوم ببناء وترتيب القواعد النيتروجينية (
حدات الحمض النووي (DNA ) ) ، ويجب أن يكون هذا الإنزيم مقاوم للحرارة
العالية ليتمكن من العمل . و قد اكتشف انزيم مقاوم للحرارة و اسم تاج Tag

3. مجموعة متفرقة من القواعد النيتروجينية: ( A T C G ) ليتمكن الإنزيم من
ترتيبها في مواقعها أثناء عملية نسخ الحمض النووي (DNA ) .

4. بريمر Primer : وهو قطعة صغيرة من الحمض النووي (DNA ) ليتمكن الإنزيم من بداء البناء و النسخ عليها .

5. والشيء الأهم هو وجود نسخة من الحمض النووي (DNA ) المراد نسخه .

6. بالإضافة إلى محلول أو وسط ليتم به التفاعل : وهذا المحلول يختلف بين تفاعل و أخر .

عملية النسخ :

بعد وضع الحمض النووي المراد
نسخة مع البريمر و و إنزيم البوليمريز و مجموعة مع الأحماض النووية في
أنبوب داخل جهاز التحكم الحراري فان هناك 3 مراحل منفصلة تمر بها عملية
النسخ:

1. مرحلة التفكيك Denature : رفع الحرارة إلى 94 ْم وذلك لفك الحمض النووي (DNA ) الأصل .

2. مرحلة الالتصاق anneal : إنزال الحرارة إلى ما بين 55-60 ْم ليقوم
البريمر بالألتزاق فيزيائياً بواسطة الروابط الهيدروجينية مع الحمض النووي
(DNA ) الأصل .
3. مرحلة الامتداد extend : ثم يقوم برفع درجة الحرارة إلى 75 ْم ليقوم البلمريز بعمله في بناء الحمض النووي (DNA ) الجديد .

وهذه المراحل الثلاث تعتبر دورة كاملة وفيها يصبح الحمض النووي (DNA )
الأصل قد تضاعف ، وتعتمد كمية ناتج الحمض النووي (DNA ) على عدد الدورات (
والصورة التالية توضح العملية ) .

تطبيقات PCR :

لتقنية PCR تطبيقات كثيرة في مجال أبحاث الحمض النووي (DNA ) و الوراثة ومنها :
1. الكشف عن الطفرات الوراثية : وذلك عن طريق وضع بريمر خاص للطفرة لتكثير
الجين الخاص بها . ومنه نقوم بمعرفة المرض إذا كان على زوجين الكروموسومات
أو على احدهما ( allele ) .

2. تعين البصمة الوراثية .

3. الكشف عن الفيروسات : وهذه الطريق هي الأدق في تحديد نوع وجنس الفيروس وكميته.

4. هو العنصر الأهم في عملية التجميع الجيني ( Recombinant الحمض النووي
(DNA ) ) : حيث نقوم بتكثير الجين المراد إدخاله على البلازمد أو الحمض
النووي (DNA ) المضيف .

5. استخدامه في تغير نهايات الجين لتصبح متوافقة مع إنزيمات القطع ( Restriction enzyme ) .

6. هو العملية الأساس في تحديد تتابع القواعد النيتروجينية في الحمض النووي (DNA ) ( الحمض النووي (DNA ) Sequencer ) .

7. معرفة طول الحمض النووي (DNA ) .

8. تقنية الحمض النووي (DNA ) المكمل ( cالحمض النووي (DNA ) ) .

9. تحديد الجين المطلوب من خليط من الجينات .

10. يستخدم في تقنية (microarrays ).

11. في مشروع الخارطة الجينية البشرية (human genome project ) .

12. الساوثرين بلوت (southern plot ) .

13. تقنية ارتباط الحمض النووي (DNA ) – بروتين ( الحمض النووي (DNA ) -Protein Interaction ) .

14. في مجال الطب الشرعي ( اختبار الأمومة ، حالات الاغتصاب ، تحديد الهوية ... الخ ) .

وغيرها من التطبيقات المخبرية والبحثية .

أنواع PCR : هناك نوعان من PCR :

1. PCR العادي : وهو ما تم شرحه والتطرق اليه في الخطوات السابقة .

2. rtPCR : وهو اختصار لـ ( Real Time PCR ) : وهذا النوع يقوم على نفس
المبدأ ولكن الخلاف الوحيد يكون مربتط الجهاز بكمبيوتر لتحديد الوقت
الحقيقي لبدا التفاعل ومن ثم الكمية الحقيقية لعدد نسخ الحمض النووي (DNA )
ويعتمد ذلك على وجود قواعد نيتروجينية حرة مشعة لتحديد ذلك . مما يسهل على
الباحثين الوقت لتحدد وجود الجين المطلوب أو لا ، وكمية الجين بدون الوصول
إلى نهاية الدورات الحرارية المحددة

ما شاء الله
شكراً ظل ساسكي الغامض

تسلم حبيبي

الله يسلمك وما يحرمنا من مشاركاتك الاكثر من روعه

PCR تفاعل البليمريز التتابعي

# اقسام هامة