شارك
الرئيسيةما هو تفاعل البوليميراز المتسلسل وكيف يعمل؟
تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR)، هو تفاعل كيميائي يستخدمه علماء الأحياء الجزيئية لتضخيم أجزاء من الدنا (DNA). يسمح هذا التفاعل بنسخ واحدة أو بضع نسخ من الحمض النووي لملايين أو مليارات النسخ.
ما هي ضرورة هذا الاختبار؟
يعد الدنا الموجود في الخلايا قليلاً لتتم رؤيته تحت المجهر أو التعامل معه في مختبر البيولوجيا الجزيئية، فلا بد من وجود طريقة لتضخيم كمية الدنا، من أجل القيام بأي تطبيق أو تحليل أو تعديل عليه.
متى تم اختراع تفاعل البوليميراز المتسلسل في المختبر؟
في عام 1985، قام عالم الكيمياء الحيوية الأميركي كاري موليس باختراع عملية تفاعل البوليميراز المتسلسل، مستفيداً من الآلية الطبيعية للبلمرة والتضاعف التي تحصل في الخلايا.
ما هي المكونات المطلوبة في تفاعل البوليميراز المتسلسل؟
تشمل المكونات المختلفة لتفاعل البوليميراز المتسلسل:
- عينة دنا القالب المطلوب تضخيمها.
- البوادئ (primers): قطع قصيرة من الدنا ترتبط من أجل تفعيل إنزيم البلمرة).
- النكليوتيدات (nucleotides): وهي الوحدات البنائية التي يتم ربطها لتعطي سلسلة جديدة.
- إنزيم البلمرة (polymerase enzyme): وهو إنزيم متحمل لدرجات الحرارة العالية يقوم بربط النكليوتيدات ليصنع نسخة عن السلسلة المراد تضخيمها.
ما هي خطوات تفاعل البوليميراز المتسلسل؟
تعد خطوات تفاعل البوليميراز الأساسية هي:
- الدنترة (التمسخ): تنفصل فيها سلسلتي الدنا عن بعضهما بالحرارة.
- الالتحام: يتم ارتباط قطع قصيرة من الدنا تسمى البوادئ.
- التمديد: يتم فيها تصنيع سلسلة جديد من الدنا عن طريق إنزيم البلمرة.
وتعاد هذه الخطوات عدة مرات فيتم التضخيم، ويصبح لدينا عدد نسخ من سلسلة الدنا الأصلية يقدّر بالمليارات. ومن ثم يتم القيام بتحليل يدعى الرحلان الكهربائي للتأكد من جودة نتائج التضخيم.
ما هي تطبيقات تفاعل البوليميراز المتسلسل؟
هناك تطبيقات كثيرة لهذا التفاعل لكن أهمها:
- الهندسة الوراثية.
- اختبارات تشخيص جينية للأمراض مثل كوفيد-19 وغيرها.
- الطب الشرعي.
- تحديد النسب.
- أبحاث السرطان.
- البصمة الجينية.
لماذا يعد اختبار الـ (PCR) الأكثر اعتماداً في المطارات لتشخيص كوفيد-19؟
هناك عدة أسباب تجعل من اختبار تفاعل البوليميراز المتسلسل الخيار الأفضل لكشف الإصابة بفيروس كورونا المستجد، والسبب الأهم هو الدقة الشديدة والسرعة النسبية بالمقارنة مع الاستزراع الفيروسي المكلف بشكل كبير.
ما هي حدود تفاعل البوليميراز المتسلسل؟
لا يمكن استخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل لتضخيم أهداف غير معروفة، والمعلومات المسبقة حول التسلسل الهدف ضرورية ليتم التفاعل، وتصميم البوادئ يكون على هذا الأساس.
وتفاعل البوليميراز المتسلسل حساس جداً للتلوث، فأي تلوث بخلايا أو حمض نووي غريب قد يعطي نتائج خاطئة فهو يتطلب بيئة عمل خاصة ومعقمة.
مقالات ذات صلة على الموقع: