مرحبًا بكم في خدمات البحث والاستراتيجية في عالم اليوم سريع الخطى.
يعد إنتاج أو تخليق الجينات الكيميائية ركيزة أساسية في علم الأحياء الجزيئي الحديث، حيث يساعد على إنتاج جينات أصلية كاملة وجينات جديدة (تلك التي لا تحدث بشكل طبيعي). علاوة على ذلك، فإن هذه العملية هي الأساس لإنتاج جينومات كاملة (المجموعة الكاملة من التعليمات الجينية الموجودة في الخلية الحية).
إن التقدم في تخليق الجينات يعني أن طرق إنتاج الجينات المتنوعة متاحة للأطراف المهتمة. ومع ذلك، فإن كل طريقة لها تطبيقها المتخصص، حيث يتم تصنيع جينات معينة، ولا يمكن لتقنية ما أن تحل محل أخرى. ولذلك، فيما يلي نظرة عامة على تقنيات تخليق الجينات الشائعة وخصائصها لتوجيه اختيارك للأسلوب لمشاريع مختلفة.
إنتاج الجينات الاصطناعية هو عملية تدريجية تسهل إنتاج الجين والمنتجات الجينية الأخرى دون الاعتماد على قالب الحمض النووي. ولذلك فهو يسهل إنتاج جينات متنوعة، بما في ذلك الجينات المخصصة ذات التسلسلات المعدلة أو الأزواج الأساسية.
كما ذكر أعلاه، فإن التقدم في التكنولوجيا الحيوية يعني وجود تقنيات متعددة لإنتاج الجينات الاصطناعية. ومع ذلك، فإن جميع التقنيات تستعير من عملية إنتاج الجينات الأصلية للكائن الحي كأساس لإنتاج الجينات الكيميائية، مع تعديلات طفيفة هنا وهناك.
ولذلك، فإن فهم عملية تخليق الجينات الأساسية يساعد على تقدير الفروق الدقيقة بين تقنيات تخليق الجينات. فيما يلي نظرة عامة على الخطوات المتبعة في تخليق الجينات.
قليلات النوكليوتيدات عبارة عن سلاسل قصيرة من الحمض النووي (DNA أو RNA) وتعمل كوحدة بناء لأي إنتاج منتج جيني، بما في ذلك تخليق الببتيد والبروتين. تستخدم طرق تخليق الجينات المختلفة كواشف وتقنيات مختلفة لبدء تخليق قليل النوكليوتيد. ومع ذلك، تتحرك العملية في اتجاه 3' إلى 5' في جميع الطرق.
يستلزم التلدين تسخين جزيئات مثل أليغنوكليوتيدات قبل تبريدها تدريجيًا لتسهيل التهجين أو تكوين رابطة كيميائية بين جزيئين. تستخدم طرق تخليق الجينات المختلفة تقنيات إبادة فريدة لتشكيل تسلسل جيني كامل.
يستلزم الاستنساخ تكرار نسخ تسلسل الجينات المشكل حديثًا باستخدام ناقل الاستنساخ.
تخليق الجينات ليست عملية مثالية. ولذلك، فحص الاستنساخ ضروري لتحديد الجين المستهدف داخل الحيوانات المستنسخة. تشمل أدوات الفحص الشائعة مجموعات ELISA والكروماتوغرافيا.
إلى جانب تحديد الجين المستهدف، من الضروري إجراء تحليل شامل للأزواج الأساسية في التسلسل. علاوة على ذلك، فإن التدابير التصحيحية لتصحيح أخطاء النسخ المتماثل مثل حذف القاعدة واستبدالها تضمن وضع البلازميد المرغوب فيه.
وفيما يلي نظرة عامة على أساليب وتطبيقات تخليق الجينات الأكثر شعبية.
تخليق الطور الصلب هو أسلوب كلاسيكي لتخليق الجينات ويستلزم استخدام النيوكليوسيدات المعدلة كيميائيًا، بما في ذلك الأحماض النووية المقفلة (LNAs)، لتخليق أليغنوكليوتيدات مستهدفة. يحتوي عمود كاشف يحتوي على حمض مزيل للحظر على النيوكليوسيدات التي تشكل تدريجيًا سلسلة قليل النوكليوتيد مع إزالة حماية النيوكليوسيدات اللاحقة.
تستلزم عملية التجميع الأنزيمي إزالة الحجب (إزالة الحماية) للنيوكليوسيدات، يليها الاقتران والتغطية والأكسدة لتشكيل تسلسل جيني من أليغنوكليوتيدات مشكلة حديثًا. إن تخليق المرحلة الصلبة هو عملية مؤتمتة بالكامل، ويقوم الباحثون بجمع الجينات في النهاية. وتشمل مزاياها دقة عالية بشكل ملحوظ في تسلسل الجينات.
ومع ذلك، فإن عملية إزالة الحماية تزيد من فرص حدوث ردود فعل جانبية، وتزداد المخاطر مع زيادة المدة. ولذلك، فإن تخليق الطور الصلب ينتج فقط جينات بطول 15-25 قاعدة (200 بقايا نيوكليوتيد كحد أقصى). ولمثل هذه الجينات تطبيقات في البيولوجيا الجزيئية والطب، بما في ذلك استخدامها كمضادات في تخليق البروتين أو كمسبار للكشف عن المادة الوراثية التكميلية.
تخليق الحمض النووي القائم على الرقاقة هو عملية تخليق الجينات من الجيل التالي. على عكس التوليف في الطور الصلب، وهو عملية كيميائية، فإن التوليف القائم على الرقاقة هو عملية كهروكيميائية.
تستخدم الطريقة رقائق أشباه الموصلات ذات المصفوفة الدقيقة المزودة بعناصر تحكم في درجة الحرارة لتوليد أليغنوكليوتيدات متعددة ضمن إعداد واحد. يكمل التوليف القائم على الرقائق العملية الكيميائية التقليدية لدورة الفوسفوراميت عن طريق إنشاء جيوب من المناطق التي يتم التحكم في درجة حرارتها تسمى الآبار/الجزر الافتراضية، مما يسهل الانتقائية.
علاوة على ذلك، فإنه يسهل اكتشاف الأخطاء وتصحيحها أثناء عملية تجميع قليل النوكليوتيد ولا يتطلب تحليل تسلسل منفصل ومرحلة تصحيح الخطأ. تشمل مزايا التوليف القائم على الرقاقة إنتاجية عالية والقدرة على توليد أجزاء جينية بأزواج أساسية أطول. تنتج هذه التقنية تسلسلات جينية للتطبيقات التي تتطلب حجمًا كبيرًا من الحمض النووي المستهدف ودقة منخفضة.
يعد تخليق الجينات PCR (تفاعل البوليميراز المتسلسل) عملية كلاسيكية تنتج الملايين من شظايا الجينات في مرحلتين تستخدمان الاشعال. تتمثل المرحلة الأولى في تجميع النيوكليوتيدات المتداخلة من خلال تفاعل متسلسل ذاتي التحضير لتوليد قليل النوكليوتيد بقدرة 60 نقطة أساس، يغطي التسلسل بأكمله.
ثانيًا، ينتج عن تفاعل PCR لاحق أجزاء من الحمض النووي بطول 400-500 نقطة أساس. يعمل التمهيدي الإضافي على تضخيم جزء الحمض النووي المستهدف. تعتبر هذه الطريقة مثالية للتطبيقات التي تتطلب أجزاء جينية طويلة وعالية الدقة.
يمكن القول إن تخليق الجينات المشتقة من المصفوفة هو عملية إنتاج الجينات الأكثر تكلفة بسبب انخفاض استهلاكها للكاشف. ثانيًا، تستوعب الطريقة قدرة تعدد الإرسال، وتنتج آلافًا إلى عشرات الآلاف من تسلسلات قليل النوكليوتيد.
ومع ذلك، في حين أن تسلسلات أليغنوكليوتيد المتنوعة تعد ميزة إضافية، فإن تجميع أليغنوكليوتيدات في أجزاء جينية قابلة للحياة يمثل تحديًا بسبب تماثل التسلسل. ولذلك، فإن الطريقة مثالية لعمليات تخليق الجينات المخصصة التي تتطلب كميات أقل بكثير من أجزاء الجينات.
يعد تخليق الجينات في الطور السائل أيضًا تقنية كلاسيكية، تشبه في العديد من العناصر تخليق الطور الصلب. ومع ذلك، على عكس تخليق الطور الصلب، يحدث توليد قليل النوكليوتيد في محلول بدلاً من دعم العمود. كما أن تخليق الجينات في الطور السائل لديه خطر أقل لتفاعل السلسلة الجانبية ويمكن أن يولد شظايا طويلة من الحمض النووي مع الحد الأدنى من الأخطاء، وإن كان ذلك بشكل أبطأ.
تتطور تقنيات تخليق الجينات باستمرار لتلبية الطلب المتزايد على الجينات عالية الجودة وفعالية التكلفة وقابلية التوسع. الطرق الموضحة أعلاه هي طرق إنتاج الجينات الأساسية، ويمكنك استشارة مزود الخدمة الخاص بك حول الطريقة المثالية لمشروعك وميزانيتك.
مرحبًا بكم في خدمات البحث والاستراتيجية في عالم اليوم سريع الخطى.
فيما يلي بعض النتائج الرائعة التي توصل إليها علم الأعصاب حول الدماغ البشري والتي قد لا تعرفها.
أدى التنوع في مناهج أبحاث NeuroTracker إلى بعض الأفكار الرائعة حول كيفية تأثير الدماغ على الأداء البشري والعافية
احصل على نظرة عامة على الاختبارات المصممة لفك تشفير كيفية عمل المادة الرمادية لديك.
NeuroTrackerX هو برنامج تدريب معرفي مصمم لتقييم وتحسين الأداء العقلي.
