لماذا يستخدم تفاعل البلمرة المتسلسل

لماذا يتم استخدام تفاعل البلمرة المتسلسل PCR (تفاعل البلمرة المتسلسل) هو أحد أنواع التفاعلات الكيميائية التي يتم إجراؤها في المختبرات الكيميائية بهدف صنع ملايين النسخ من قطعة معينة من الحمض النووي. تم تقديم تفاعل البلمرة المتسلسل لأول مرة في. اكتشفها عالم الكيمياء الحيوية الأمريكي كاري بوليس عام 1980، والذي حصل على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1983 لاكتشافه الذي أحدث ثورة في العلوم.

ما هو تفاعل البلمرة المتسلسل

يشار إليها أحيانًا باسم تفاعل النسخ الضوئي الجزيئي، وهي تقنية حديثة غير مكلفة تستخدم في مختبرات البيولوجيا الطبية والجزيئية وتستخدم في المراحل المتقدمة من معالجة الحمض النووي بهدف إنتاج قطع معزولة من الحمض النووي يمكن معالجتها دون تحليل البوليميراز المستحيل الحصول عليها لأن هذا التفاعل يعمل نسخًا عديدة من أقسام معينة من الحمض النووي من كمية صغيرة جدًا ومجهريًا، بهدف الكشف عن وجود أو عدم وجود جين معين من أجل اكتشاف أسباب الأمراض التي يمكن فيها تكوين ملفات DNA خاصة الحمض النووي من عينات صغيرة.[1]

التفاعلات الكيميائية التي تحدث في كل خلية

لماذا يتم استخدام تفاعل البلمرة المتسلسل

يمكن استخدام الحمض النووي المتضخم الذي ينتجه تفاعل البوليميراز المتسلسل في العديد من الإجراءات المختبرية المختلفة، لذا فإن الإجابة عن سبب استخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل هي[2]

• رسم خرائط الجينات البشرية HGP.
• إنتاج بصمات الحمض النووي والكشف عن البكتيريا والفيروسات مثل فيروس نقص المناعة البشرية وفيروس كورونا.
• تشخيص الاضطرابات الوراثية.

أنظر أيضا خاصية كيميائية تؤدي إلى تفاعل كيميائي، بحيث ……………………

كيف يعمل تفاعل البلمرة المتسلسل

أولاً، يتعرض الحمض النووي لحرارة معينة لتفتيته وتدميره عن طريق فصله إلى قطعتين مفردة الجديلة من الحمض النووي، ثم يضاعف إنزيم يسمى بوليميراز الحمض النووي ويستخدم الشريطين الجديدين من الحمض النووي لعمل خيوط أساسية، وتؤدي هذه العملية إلى الإنتاج المتكرر لخيوط الحمض النووي الجديد حيث أن كل خيط قديم ينتج خيطًا جديدًا، وبالتالي تتكرر العملية، وباستخدام هذه الخيوط الجديدة، يتم عمل نسختين جديدتين من الحمض النووي، وتستغرق هذه العملية حوالي 30 إلى 40 مرة متكررة، مما ينتج عنه مليار نسخة دقيقة من الحمض النووي الأصلي. تنقسم مراحل تفاعل البوليميراز المتسلسل إلى ثلاث مراحل رئيسية[1][2]

• يغير المرح الطبيعة الكيميائية للحمض النووي وانفصاله إلى جزأين عن طريق التعرض للحرارة.
• مرحلة التلدين التي يتم فيها تقليل الحرارة بحيث ترتبط بادئات الحمض النووي بقوالب الحمض النووي.
• مرحلة ارتفاع الحرارة، عندما يتم تشكيل خيط جديد من الحمض النووي بفعل بوليميريز Taq.

تمت أتمتة مراحل تفاعل البلمرة بواسطة التكنولوجيا الحديثة حيث يمكن إجراء التفاعل في غضون ساعات، ويتم ذلك بواسطة آلة تسمى cycler الحراري والتي تمت برمجتها لتغيير درجة حرارة التفاعل كل بضع دقائق، مما يؤدي إلى تكوين الطبيعة والبنية DNA. من الممكن تغييرها.

الكيمياء العضوية وكيمياء البوليمر شاركا في دراسة

ما التقنيات التي تستخدم تفاعل البلمرة المتسلسل

اتضح أن تفاعل البلمرة هو أداة حديثة لا غنى عنها وقد أحدث تغييراً رهيبًا في الطب التشخيصي والبحث العلمي أيضًا، وله تطبيقات خاصة يستخدمها العلماء في العديد من المجالات مثل[3]

• علم الأحياء الدقيقة البيئي يساهم في فهم العديد من المشاكل البيئية حيث أنه من الممكن اكتشاف الكائنات الدقيقة والتعرف على الفيروسات ومسببات الأمراض، حتى لو كانت قليلة جدًا.
• علم الطب الشرعي يستخدم تحليل البوليميراز لجمع الأدلة من مسرح الجريمة مثل الدم والشعر والجلد والسائل المنوي. يمكن استخدامه للعثور على العلاقات الأسرية وإيجاد بصمات الأصابع وعزل الحمض النووي الوراثي والتشخيص الجزيئي والتحليل الكيميائي.
• العلوم الطبية لاكتشاف الأمراض المعدية.
• يستخدم العلماء علم الوراثة لفهم العلاقات التطورية التي تربط الكائنات الحية معًا.
• علوم الحياة الزراعية لتحسين جينات المحاصيل والغذاء عن طريق تغيير شفرتها الوراثية.
• مجالات البحث الجيني مثل الهندسة الوراثية والتهجين وعلوم الاستنساخ.

مسؤول عن حمل الصفات الوراثية

في الختام، تمت الإجابة على السؤال عن سبب استخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل، وقد ثبت أن تفاعل البوليميراز المتسلسل يُستخدم في العديد من الاختبارات الحيوية والإجراءات المخبرية والإكلينيكية ومعرفة الأشخاص المصابين بأمراض معدية مثل فيروس كورونا. وسمي استخداماته الرئيسية.

1. ^ deingenome.org، ما هو تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR)، 25.10.2024
2. ^ genom.gov، ورقة بيانات تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR)، 25.10.2024
3. ^ sciencelearn.org.nz، ما هو استخدام PCR، 25.10.2024