تحتوي جينات genes الكائن الحي على المعلومات الأساسية المسؤولة عن
سلوكه behavior وخصائصه characteristics. مسببات الأمراض pathogens البكتيرية والفيروسية، على سبيل المثال، تحتوي على تسلسلات sequences محددة من
النيوكليوتيدات nucleotides والتي يمكن أن تمنح الممرض القدرة على الإصابة والتسبب
بالمرض disease. لأن هذه التسلسلات النيوكليوتيدية nucleotide sequences مميزة
وغالباً فريدة، إذا تم الكشف عنها، يمكن أن تستخدم كمحدد تشخيصي diagnostic determinant نهائي.
في المختبرات الطبية، يتفائل أخصائيي التشخيص diagnosticians حول
استخدام مسابر DNA (DNA probes)، جزيئات DNA مفردة الشريط single-stranded DNA molecules تتعرف وترتبط بتسلسل نيوكليوتيدي مميز وفريد في الممرض pathogen. لاستخدام
مسبار DNA بشكل فعال، فمن
القيم زيادة كمية DNA التي
سيتم البحث عنها. يمكن القيام بذلك عبر تفاعل البلمرة المتسلسل polymerase chain reaction (PCR).
يرتبط (يهجن hybridizes) مسبار DNA بالتسلسل
النيوكليوتيدي المكمل له من المسبب المرضي، يشبه إلى حد كبير التصاق شرائط الفيلكرو
Velcro معا. لصنع مسبار، يحدد العلماء أولاً القطعة segment (أو الجين gene) في المسبب المرضي
والذي سيكون هدفاً للمسبار. باستخدام هذه القطعة، يبني العلماء مسبار DNA مفرد الشريط. تم تطوير أكثر من 100 مسبار DNA للكشف عن مسببات الأمراض.
أحد الأمثلة التي كانت فيها مسابير DNA وتفاعل البلمرة المتسلسل PCR مفيدة هو في الكشف عن فيروس نقص المناعة البشرية human immunodeficiency virus (HIV). يتم الحصول
على الخلايا اللمفاوية التائية T lymphocytes، التي يتضاعف فيها فيروس نقص المناعة البشرية، من المريض وتمزق
للحصول على DNA الخلوي cellular DNA. يتم تضخيم DNA بعد
ذلك بواسطة تفاعل البلمرة المتسلسل PCR ويضاف مسبار DNA. المسبار probe هو قطعة من DNA تكمل DNA في الفيروس المخلق
من جينوم genome فيروس نقص المناعة البشرية. إذا اصيب الشخص بفيروس نقص المناعة
البشرية، سيحدد المسبار موقع DNA الفيروسي، يرتبط
به، ويبعث نشاط إشعاعي radioactivity. يشكل تراكم النشاط الإشعاعي اختبار إيجابي positive test.
يتوفر مسبار DNA أيضا للكشف عن
فيروس الورم الحليمي البشري human papilloma
virus (HPV). يستخدم الاختبار مسبار DNA للكشف عن DNA الفيروسي في
عينة من الأنسجة التي تم الحصول عليها من عنق رحم cervix المرأة.
لأنه تم ربط أشكال معينة من فيروس الورم الحليمي البشري بأورام عنق الرحم cervical tumors، فاز الاختبار بالقبول كتقنية وقائية هامة، وتم ترخيصه من قبل
ادارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA). يتوفر تجاريا
باسم اختبار ViraPap. من الواضح أن إستخدام مسابر DNA يمثل طريقة
موثوقة وسريعة للكشف عن وتشخيص
العديد من الأمراض المعدية البشرية.
يمكن استخدام تقنية مماثلة
لإجراء اختبارات جودة
المياه water-quality أستنادا على الكشف عن البكتيريا القولونية coliform bacteria مثل إشيريشيا
كولاي Escherichia coli. تقليديا، يجب زراعة
إي. كولاي E. coli في المختبر، وتعريفه كيموحيوياً biochemically. بتقنية مسبار DNA، يمكن تصفية عينة
من المياه، ويمكن أن تتكسر الخلايا
البكتيرية المحصورة على المرشح filter لإطلاق DNA الخاص بها لتحليل مسبار DNA وتفاعل البلمرة المتسلسل PCR. العملية ليست فقط توفر
الوقت (عدة أيام بالطريقة الأقدم،
لكن بضع ساعات فقط بالطريقة الأحدث)،
هي أيضاً حساسة sensitive للغاية: يمكن الكشف عن خلايا إي. كولاي
مفردة في عينة 100 مل من الماء.
أداة مفيدة أخرى في التقنية
الحيوية biotechnology هي مصفوفة DNA الدقيقة DNA microarray, سطح شريحة slide surface صغيرة تلتصق
عليها جينات أو قطع
DNA وترتب مكانياً spatially في نمط معروف
والتي يمكن استخدامها لتقييم التعبير
الجيني gene expression في الأحياء الدقيقة microorganisms.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق