شارك
الرئيسية
2 دقائق ما هي سَلسَلة الحمض النووي؟
وتدعى السَلسَلة الجينية، هي تقنية مخبرية عامة تُستخدم لتحديد التسلسل الدقيق للنيوكليوتيدات، أو القواعد الآزوتية المكونة لجزيء الحمض النووي (DNA). يُرمّز تسلسل القواعد بالحروف الأولى من أسمائها الكيميائية (A و T و C و G) للمعلومات البيولوجية التي تستخدمها الخلايا للتعبير الجيني وتوريث الصفات.
لماذا يتم استخدام سَلسَلة الحمض النووي؟
يستخدم العلماء سَلسَلة الحمض النووي لفك تشفير المادة الجينية الموجودة في الكائن الحية أو الفيروسات، واستخدمت مؤخراً بشكل مكثف في فحص جينومات فيروسات كورونا لمساعدة العلماء على تتبع انتشار الفيروس، وتحوّراته وطفراته، وكيف يمكن أن تؤثر هذه التغييرات على الصحة العامة.
متى تم اختراع تقنية سلسلة الحمض النووي؟
طُوِّرَت تقنية سَلسَلة الحمض النووي في عام 1977، بواسطة العالم فريديريك سانجر وفريقه في مختبر "مجلس البحوث الطبية للبيولوجيا الجزيئية" في جامعة كامبريدج في المملكة المتحدة، وسميت طريقة "سانجر" تيمناً به.
ما هو مبدأ عمل تقنية سَلسَلة الحمض النووي؟
تعمل طريقة سانجر على مبدأ "إنهاء السلسلة"، حيث تتضمن تقطيع الحمض النووي لأجزاء صغيرة، ثم عمل نسخ عديدة من منطقة الحمض النووي المستهدفة بطريقة تشبه تلك المستخدمة لتضاعف الحمض النووي في الكائن الحي (تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR))، ومن ثم يتم تحديد تسلسل هذه القطع وجمعها سوية لتشكيل القطعة الأكبر، وهناك طرق أخرى أكثر تطوراً يتم استخدامها اليوم مثل تقنية سلسلة الجيل الجديد (Next Generation Sequencing NGS).
كيف يتم تمييز القاعدة ضمن السلسلة بالرغم من حجمها الصغير جداً؟
يعتبر الحمض النووي جزيئة صغيرة للغاية، ولكي تعرف تسلسله، تخيل أنك تقرأ رسالة مكتوبة بأبعاد صغيرة لا يستطيع حتى المجهر أن يراها، ولكي تصبح منظورة يتم تضخيم الحمض النووي، إذ تستخدم العملية 4 قواعد آزوتية اصطناعية تكون موسومة بمادة مفلورة تتألق بـ 4 ألوان مختلفة بحسب القاعدة التي تضاف في عملية المضاعفة، فيقرأ جهاز خاص قادر على كشف التألق، اللون المميز للقاعدة ويقوم بتشكيل السلسلة على أساسها.
كيف يتم ربط الأجزاء التي عُرف تسلسلها دون خطأ؟
تصور أنك تحاول جمع قطع أحجية صورة (Puzzle) مستطيلة الشكل عدد قطعها كثير جداً، لكن يبلغ طول الأحجية 3 مليارات قطعة، سوف ترهق أو تستغرق وقتاً هائلاً في جمعها،/ لذا تستدعي أصدقائك للعمل معك ومساعدتك في هذا الأمر، لكن بعد أن انتهيتم من العمل، لكن لا يمكنكم التأكد من ترتيب الأجزاء المجمعة لدى كل شخص، فاقترح شخص منكم أن تأخذوا نفس نسخة ثانية من الأحجية لكن كل صديق يأخذ قسماً مختلفاً منها ومن ثم يتم الجمع على أساس التشابهات المشتركة الموجودة في أول وآخر كل قطعة مستطيلة هكذا سيتم ترتيب القطع بشكل صحيح ومتسلسل.
هكذا تُرتَّب قطع التسلسلات المختلفة بواسطة نقاط مشتركة بين نسختين تدعى مولفات (adapters).
ما هو التطبيق الأشهر لتقنية سَلسَلة الحمض النووي؟
يعتبر مشروع الجينوم البشري أشهر تطبيق لتقنية سَلسَلة الحمض النووي البشري، وهو مشروع بحثي علمي دولي قام بتحديد الجينوم البشري، والجينات الموجودة به من أجل فهم آليات حدوث الأمراض وفهم الوراثة البشرية.
ما هي أفق تقنية سَلسَلة الحمض النووي؟
تميل عدة دول ومنها دول عربية مثل الإمارات والسعودية ومصر لعمل مشروع الجينوم الخاص بها، وذلك لمعرفة الذخيرة الجينية الموجودة في كل نطاق جغرافي، ولتشخيص الأمراض وعلاجها، وتحديد هوية الأشخاص بحسب جينومهم، ولهذه المشاريع أهمية استراتيجية تساهم في تطور المجال الطبي والجنائي وتنوع الحوض الوراثي.