أدوات التكنولوجيا الحيوية
- التكنولوجيا الحيوية: تهتم التكنولوجيا الحيوية بتوظيف الكائنات الحيّة والمعلومات المتعلّقة بها في مجالات عدّة، واستخدامها في صنع بعض المنتجات وتطويرها لخدمة البشرية
إنزيمات الحمض النووي
- إنزيمات القطع المُحدَّد: الإنزيمات التي تقطع جزيء DNA في مناطق مُحدَّدة؛ للحصول على الجين المطلوب
- النهايات اللزجة: قطع من DNA ذات أطراف مفردة، وهي تتكوَّن من سلسلة واحدة من النيوكليوتيدات
- النهايات غير اللزجة: قطع DNA مزدوجة تتكوَّن نهاياتها من سلسلتين من النيوكليوتيدات
إنزيم الربط
- إنزيم الربط: لربط الجين المعزول وإنتاج DNA مُعاد تركيبه، ولربطه بناقل جينات ينقل الجين المعزول إلى الخلية الحيوية المُستهدفة من التعديل الجيني، وذلك بتكوين روابط تساهمية فوسفاتية ثنائية الإستر بين نهايات سلسلتي DNA؛ ما يؤدّي إلى التحامها
إنزيم بلمرة DNA مُتحمِّل الحرارة
- إنزيم بلمرة DNA مُتحمِّل الحرارة: يُستخدم في بلمرة DNA، ويُستخلص من نوع بكتيريا مُحبَّة للحرارة
إنزيم النسخ العكسي
- إنزيم النسخ العكسي: ينسخ قالب الحمض النووي الرايبوزي RNA إلى نسخة من الحمض النووي (DNA)، وهو في الاتجاه المعاكس للاتجاه المعتاد لانتقال المعلومات الوراثية
نواقل الجينات
- البلازميدات: DNA حلقي في سيتوبلازم البكتيريا، وهو يتضاعف بصورة مستقلة
- الجُسيمات الدهنية: حويصلات كروية من الليبيدات المفسفرة Phospholipids تُستعمل لنقل الأليلات السليمة أو الأدوية في المعالجة الجينية
تقنيات التكنولوجيا الحيوية
- تفاعل إنزيم البلمرة المُتسلسِل: عملية مضاعفة عيّنة صغيرة من DNA لإنتاج ملايين النسخ منها خلال ساعات عدّة
- سلاسل البَدْء: سلاسل مفردة من النيوكليوتيدات، قد يصل عددها إلى 20 نيوكليوتيدًا أو أكثر، وهي تُصمّم وفق تسلسلات مُحدّدة، بحيث تكون مُتمّمة لتسلسل النيوكليوتيدات في بداية منطقة التضاعف
خطوات تفاعل إنزيم البلمرة المُتسلسل
- مرحلة الفصل: تحطيم الروابط الهيدروجينية التي تربط بين القواعد النيتروجينية في سلسلتي DNA لفصل السلسلتين؛ ما يؤدّي إلى إنتاج سلسلتين أحاديتين
- مرحلة الربط: ربط النهاية المفردة للسلاسل الأحادية بسلاسل البدء
- مرحلة الاستطالة: بناء جزيئات DNA جديدة وكاملة بواسطة إنزيم بلمرة DNA مُتحمّل الحرارة
- مرحلة الفصل Denaturation Stage: تحطيم الروابط الهيدروجينية التي تربط بين القواعد النيتروجينية في سلسلتي DNA لفصل السلسلتين؛ ما يؤدّي إلى إنتاج سلسلتين أحاديتين. وهذه المرحلة تتطلّب توافر درجة حرارة تتراوح بين (94°C - 96°C).
- مرحلة الربط Ligation Stage: ربط النهاية المفردة للسلاسل الأحادية بسلاسل البدء. وهذه المرحلة تتطلّب توافر درجة حرارة تتراوح بين (55°C - 65°C).
- مرحلة الاستطالة Extending Stage: بناء جزيئات DNA جديدة وكاملة بواسطة إنزيم بلمرة DNA مُتحمّل الحرارة. وهذه المرحلة تتطلّب توافر درجة حرارة تتراوح بين (70°C - 75°C)، فينتج جزيئتا DNA، في كلّ منها سلسلة قديمة وأخرى جديدة.
الفصل الكهربائي الهلامي
- الفصل الكهربائي الهلامي: تُفصل قطع DNA اعتمادًا على شحنتها السالبة والاختلاف في أطوالها