تقنية PCR

من طرف **mira.kareem** الأحد يناير 16, 2011 2:22 pm

تقنية
PCR

Polymerase
Chain Reaction

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 .

تقنية PCR Pcrman

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 .
تقنية PCR Thermocyler

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 :
تقنية PCR Pcr

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 ) .

لمشاهدة هذه العملية اضغط على
هنا.

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 .

لسماع تسجيل فديو
لتسمية البي سي ار بهذا الاسم.
اضغط هنا