لماذا يتم استخدام تفاعل البلمرة المتسلسل؟ PCR (تفاعل البلمرة المتسلسل) هو نوع من التفاعل الكيميائي الذي يحدث في المختبرات الكيميائية من أجل إنتاج ملايين النسخ من جزء معين من الحمض النووي. تم اكتشاف تفاعل البوليميراز المتسلسل لأول مرة في عام 1980 من قبل عالم الكيمياء الحيوية الأمريكي كاري بوليس ، الذي حصل على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1983 لاكتشافه الذي أحدث ثورة في العلوم.
ما هو تفاعل البلمرة المتسلسل؟
المحتويات
تسمى أحيانًا تفاعل النسخ الضوئي الجزيئي ، وهي تقنية حديثة منخفضة التكلفة تُستخدم في المختبرات الطبية الحيوية والجزيئية التي تُستخدم في المراحل المتقدمة من معالجة الحمض النووي من أجل الحصول على أجزاء معزولة من الحمض النووي لا يمكن الحصول عليها دون تحليل البوليميراز ، لأن هذا التفاعل يسبب رد الفعل للعمل. نسخ متعددة من أقسام معينة من الحمض النووي من كمية صغيرة جدًا ومجهرية من أجل الكشف عن وجود أو عدم وجود جين معين ، من أجل الكشف عن أسباب الأمراض التي تتشكل فيها ملفات تعريف الحمض النووي الخاصة من عينات صغيرة. الحمض النووي.[1]
تحدث التفاعلات الكيميائية في كل خلية
لماذا يتم استخدام تفاعل البلمرة المتسلسل؟
يمكن استخدام الحمض النووي المضخم الذي تم الحصول عليه بواسطة تفاعل البوليميراز المتسلسل في العديد من الإجراءات المختبرية المختلفة ، لذا فإن الإجابة على السؤال عن سبب استخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل هي:[2]
- رسم خرائط الجينات البشرية HGP.
- إنتاج بصمة الحمض النووي والكشف عن البكتيريا والفيروسات مثل فيروس نقص المناعة البشرية وفيروس كورونا.
- تشخيص الاضطرابات الوراثية.
تؤدي الخاصية الكيميائية إلى تفاعل كيميائي مثل ……………
كيف يعمل تفاعل البلمرة المتسلسل؟
في البداية ، يتعرض الحمض النووي لدرجة حرارة معينة من أجل انشقاقه وتقسيمه إلى جزأين أحاديي الجديلة ، ثم يتكاثر إنزيم يسمى DNA polymerase وينتج شريطين جديدين من DNA باستخدام خيطين رئيسيين ، وتؤدي هذه العملية إلى الإنتاج المتكرر من خيوط الحمض النووي DNA ، حيث يصنع كل خيط قديم خيطًا جديدًا ، وبالتالي تتكرر العملية ، وباستخدام هذه الخيوط الجديدة ، يتم عمل نسختين جديدتين من الحمض النووي ، وتتكرر هذه العملية حوالي 30 إلى 40 مرة ، مما ينتج عنه مليار دقيقة نسخ الحمض النووي الأصلي ، تقسم مراحل تفاعل البلمرة المتسلسل إلى ثلاث مراحل رئيسية:[1][2]
- تغير اللعبة الطبيعة الكيميائية للحمض النووي وكيف ينقسم إلى قسمين عند تعرضه للحرارة.
- التلدين خطوة يتم فيها تقليل الحرارة بحيث ترتبط بادئات الحمض النووي بقوالب الحمض النووي.
- مرحلة ارتفاع درجة الحرارة ، حيث يتم تشكيل خيط DNA جديد بفعل بوليميريز Taq.
تمت أتمتة خطوات تفاعل البلمرة باستخدام التكنولوجيا الحديثة ، حيث يمكن إكمال التفاعل في غضون ساعات قليلة ، ويتم ذلك باستخدام جهاز يسمى cycler الحراري ، والذي تمت برمجته لتغيير درجة حرارة التفاعل كل بضع دقائق للسماح بـ طبيعة وهيكل الحمض النووي للتغيير.
بحث مشترك في الكيمياء العضوية وكيمياء البوليمرات
التقنيات التي تستخدم تفاعل البلمرة المتسلسل
اتضح أن تفاعل البلمرة هو أداة حديثة لا غنى عنها ، وقد أحدث تحولات رهيبة في الطب التشخيصي والبحث العلمي ، وله أيضًا تطبيقات خاصة يستخدمها العلماء في العديد من المجالات ، مثل:[3]
- علم الأحياء الدقيقة البيئي: يساهم في فهم العديد من القضايا البيئية ، حيث يمكنه اكتشاف الكائنات الحية الدقيقة ، وكذلك اكتشاف الفيروسات ومسببات الأمراض ، حتى لو كان عددها صغيرًا جدًا.
- علم الطب الشرعي: يستخدم تحليل البوليميراز لجمع الأدلة من مسرح الجريمة ، مثل الدم والشعر والجلد والسائل المنوي. يمكن استخدامه للعثور على الأقارب وبصمات الأصابع واستخراج الحمض النووي الجيني والتشخيص الجزيئي والتحليل الكيميائي.
- العلوم الطبية لاكتشاف الأمراض المعدية.
- يستخدم العلماء علم الوراثة لفهم العلاقات التطورية التي تربط الكائنات الحية معًا.
- العلوم البيولوجية الزراعية لتحسين جينات المحاصيل والأغذية عن طريق تغيير شفرتها الوراثية.
- مجالات البحث الجيني مثل الهندسة الوراثية والتهجين والاستنساخ.
انظر أيضًا: يحمل سمات وراثية.
أخيرًا تمت الإجابة على سؤال سبب استخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل ، ووجد أن تفاعل البوليميراز المتسلسل يستخدم في العديد من الاختبارات البيولوجية والمخبرية والإجراءات السريرية ، وكذلك للكشف عن الأمراض المعدية لدى الإنسان ، مثل: فيروس كورونا. وذكر أهم تطبيقاته.