الحمض النووي معاد التركيب ، جزيئات الحمض النووي من جزئين مختلفين محيط التي يتم إدخالها في كائن حي مضيف لإنتاج مجموعات وراثية جديدة ذات قيمة للعلوم والطب والزراعة والصناعة. منذ بؤرة الجميع علم الوراثة هو الجين ، والهدف الأساسي لعلماء الوراثة المختبرية هو عزل الجينات وتوصيفها ومعالجتها. على الرغم من أنه من السهل نسبيًا عزل عينة من الحمض النووي من مجموعة من الخلايا ، فإن العثور على جين معين داخل عينة الحمض النووي هذه يمكن مقارنته بالعثور على إبرة في كومة قش. ضع في اعتبارك حقيقة أن كل خلية بشرية تحتوي على ما يقرب من مترين (6 أقدام) من الحمض النووي. لذلك ، ستحتوي عينة صغيرة من الأنسجة على عدة كيلومترات من الحمض النووي. ومع ذلك ، فإن تقنية الحمض النووي المؤتلف جعلت من الممكن عزل جين واحد أو أي جزء آخر من الحمض النووي ، مما مكّن الباحثين من تحديد تسلسل النوكليوتيدات الخاص به ، ودراسة نسخه ، وتحوره بطرق محددة للغاية ، وإعادة إدخال التسلسل المعدل في كائن حي.
استخراج الحمض النووي؛ الحمض النووي المؤتلف عملية استخراج الحمض النووي ضرورية لعزل جزيئات الدنا من الخلايا أو الأنسجة. سلسلة من الخطوات ، بما في ذلك استخدام إنزيمات البروتياز لتجريد البروتينات من الحمض النووي ، مطلوبة لعزل الحمض النووي النقي المناسب للاستخدام في الإجراءات اللاحقة ، مثل الاستنساخ أو التسلسل. د. دومينيك ريفاردت / جامعة بازل ، سويسرا.
تقنية الحمض النووي المؤتلف هي اتحاد جزيئات الحمض النووي معًا من جزئين مختلفين محيط . يتم إدخال جزيء الحمض النووي المعاد تجميعه في كائن حي مضيف لإنتاج تركيبات وراثية جديدة ذات قيمة للعلوم والطب والزراعة والصناعة. نظرًا لأن الجينات هي محور كل علم الوراثة ، فإن الهدف الأساسي لعلماء الوراثة المختبرية هو عزل الجينات وتوصيفها ومعالجتها. تعتمد تقنية الحمض النووي المؤتلف بشكل أساسي على تقنيتين أخريين ، الاستنساخ وتسلسل الحمض النووي. يتم إجراء الاستنساخ من أجل الحصول على استنساخ جين معين أو تسلسل DNA ذي أهمية. الخطوة التالية بعد الاستنساخ هي العثور على هذا الاستنساخ وعزله بين أعضاء المكتبة الآخرين (مجموعة كبيرة من النسخ). بمجرد استنساخ جزء من الحمض النووي ، يمكن تحديد تسلسل النيوكليوتيدات الخاص به. معرفة تسلسل مقطع الحمض النووي له استخدامات عديدة.
ظهرت إمكانية تكنولوجيا الحمض النووي المؤتلف مع اكتشاف أنزيمات التقييد في عام 1968 من قبل عالم الأحياء الدقيقة السويسري فيرنر آربر. في العام التالي ، قام عالم الأحياء الدقيقة الأمريكي هاملتون أو.سميث بتنقية ما يسمى بالإنزيمات المقيدة من النوع الثاني ، والتي وُجد أنها ضرورية للهندسة الوراثية لقدرتها على الانقسام في موقع معين داخل الحمض النووي (على عكس إنزيمات التقييد من النوع الأول ، والتي تنقسم الحمض النووي في مواقع عشوائية). بالاعتماد على عمل سميث ، ساعد عالم الأحياء الجزيئية الأمريكي دانيال ناثانز في تطوير تقنية إعادة تركيب الحمض النووي في 1970–71 وأظهر أن إنزيمات النوع الثاني يمكن أن تكون مفيدة في الدراسات الجينية. في نفس الوقت تقريبًا ، طور عالم الكيمياء الحيوية الأمريكي بول بيرج طرقًا لتقسيم جزيئات الحمض النووي في مواقع مختارة وربط أجزاء من الجزيء بالحمض النووي للفيروس أو البلازميد ، والذي يمكن أن يدخل الخلايا البكتيرية أو الحيوانية. في عام 1973 ، أصبح عالما الكيمياء الحيوية الأمريكيان ستانلي إن كوهين وهربرت دبليو بوير أول من أدخل الجينات المعاد تجميعها في الخلايا البكتيرية ، والتي تتكاثر بعد ذلك.
اقرأ المزيد أدناه: اختراع تقنية الحمض النووي المؤتلف إنزيم التقييد اقرأ المزيد عن إنزيمات التقييد.من خلال تقنيات الحمض النووي المؤتلف ، تم تكوين بكتيريا قادرة على تخليق الإنسان الأنسولين ، هرمون النمو البشري ، ألفا إنترفيرون ، لقاح التهاب الكبد B ، وغيرها من المواد المفيدة طبيا. يمكن أيضًا استخدام تقنية الحمض النووي المؤتلف في العلاج الجيني ، حيث يتم إدخال الجين الطبيعي في جينوم الفرد من أجل إصلاح الطفرة التي تسبب مرضًا وراثيًا. إن القدرة على الحصول على نسخ معينة من الحمض النووي باستخدام تقنية الحمض النووي المؤتلف جعلت من الممكن أيضًا إضافة الحمض النووي لكائن حي إلى جينوم آخر. يسمى الجين المضاف بالجين المحور ، والذي يمكن أن ينتقل إلى النسل كمكون جديد للجينوم. يسمى الكائن الحي الناتج الذي يحمل الجين المحور كائنًا معدلاً وراثيًا أو كائنًا معدلًا وراثيًا (GMO). بهذه الطريقة يتم صنع كائن مصمم يحتوي على بعض التغييرات المحددة المطلوبة لتجربة في علم الوراثة الأساسي أو لتحسين بعض السلالات التجارية.
في مادة الاحياء الاستنساخ هو مجموعة من الخلايا أو الكائنات الحية المنحدرة من سلف واحد. هذا يعني أن أعضاء المستنسخة متطابقة وراثيا ، لأن تكاثر الخلية ينتج خلايا ابنة متطابقة في كل مرة. استخدام الكلمة استنساخ تم توسيعه ليشمل تقنية الحمض النووي المؤتلف ، والتي وفرت للعلماء القدرة على إنتاج نسخ عديدة من جزء واحد من الحمض النووي ، مثل الجين ، وإنشاء نسخ متطابقة تشكل استنساخ الحمض النووي. في الممارسة العملية ، يتم تنفيذ الإجراء عن طريق إدخال جزء من الحمض النووي في جزيء DNA صغير ثم السماح لهذا الجزيء بالتكاثر داخل خلية حية بسيطة مثل البكتيريا. يسمى جزيء النسخ الصغير ناقل الحمض النووي (الناقل). أكثر النواقل شيوعًا هي البلازميدات (جزيئات DNA الدائرية التي نشأت من البكتيريا) والفيروسات وخلايا الخميرة. لا تعد البلازميدات جزءًا من الجينوم الخلوي الرئيسي ، ولكنها يمكن أن تحمل الجينات التي تزود الخلية المضيفة بخصائص مفيدة ، مثل مقاومة الأدوية ، والقدرة على التزاوج ، وإنتاج السموم. فهي صغيرة بما يكفي ليتم معالجتها بشكل ملائم تجريبيًا ، وعلاوة على ذلك ، فإنها ستحمل حمضًا نوويًا إضافيًا مقسمًا بها.
خطوات الحمض النووي المؤتلف المتضمنة في هندسة جزيء الحمض النووي المؤتلف. Encyclopædia Britannica، Inc.
