آموزش بیوتکنولوژی امروز و دیروز
Biotechnology today and yesterday
ژنتیک مولکولی
ژنتیک مولکولی زیر شاخه ای از ژنتیک است که بر ساختار و عملکرد ژن ها در سطح مولکولی تمرکز دارد،
از جمله تنوع ژنتیکی، بیان ژن، و همانندسازی و ترمیم DNA.
این زمینه با هدف درک چگونگی انتقال ژن ها از نسلی به نسل دیگر و نحوه انتقال آنها
بر رفتار، سلامت و بیماری انسان تأثیر می‌گذارد. تحقیقات در زمینه ژنتیک مولکولی به شدت به آزمایشگاه
متکی استروشها و فناوری‌ها، مانند توالی‌یابی DNA، PCR، و تکنیک‌های ویرایش ژن.
روشهای ژنتیک مولکولی
1. واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR)
2. توالی یابی DNA (دستی/خودکار)
3. اثر انگشت DNA (DNA
تایپ/پروفایل کردن)
4. پلی مورفیسم های تک نوکلئوتیدی (SNPs)
برنامه های کاربردی
تقویت DNA برای شبیه سازی (PCR)
✓ DNA را برای توالی یابی بدون شبیه سازی (PCR) تقویت کنید
✓ واکنش توالی یابی DNA (PCR)
✓ نقشه برداری از ژن ها و توالی های تنظیمی
✓ تجزیه و تحلیل پیوند (شناسایی ژن برای صفات/بیماری ها)
✓ تشخیص بیماری
✓ غربالگری پاتوژن
✓ تعیین جنسیت
✓ تجزیه و تحلیل پزشکی قانونی
✓ پدری/مادر (رابطه)
✓ مطالعات اکولوژی رفتاری (ارتباط)
✓ سیستماتیک مولکولی و تکامل (مقایسه همولوگ
توالی در موجودات مختلف)
✓ ژنتیک جمعیت (نظری و کاربردی)
✓ ژنتیک فیزیولوژیکی (مطالعه اساس سازگاری)
✓ شجره های دام (بهینه سازی اصلاح نژاد)
✓ مدیریت حیات وحش (شناسایی/ارزیابی سهام)
✓ تشخیص غذای اصلاح شده ژنتیکی (GMOs)
واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR)
✓ امکان تولید DNAهای یکسان با تعداد کپی بالا امکان پذیر شد
در دهه 1970 با فناوری DNA نوترکیب (به عنوان مثال، شبیه سازی).
✓ شبیه‌سازی DNA زمان‌بر و پرهزینه است (15 دلار برای هر نمونه).
✓ کتابخانه‌های کاوشگر می‌تواند مانند شکار سوزن در انبار کاه باشد.
✓ PCR، "کشف" در سال 1983 توسط Kary Mullis، تقویت را فعال می کند
(یا تکثیر) میلیون‌ها نسخه از هر توالی DNA با
توالی های طرفین شناخته شده.
✓ فقط به مواد ساده و ارزان قیمت و چند ساعت نیاز دارد.
الگوی DNA
پرایمرها (آنیل به دنباله های کناری)
DNA پلیمراز
dNTPs
Mg2+
بافر
✓ را می توان با دست یا در ماشینی به نام چرخه حرارتی انجام داد.
✓ 1993: جایزه نوبل شیمی
نحوه عملکرد PCR:
1. با DNA حاوی یک توالی برای تقویت و یک جفت
شروع می شودپرایمرهای الیگونوکلئوتیدی مصنوعی که در کنار توالی قرار دارند.
2. سپس، DNA را در دمای 94 درجه سانتی گراد به تک رشته ها دناتوره کنید.
3. DNA را به سرعت خنک کنید (37-65 درجه سانتیگراد) و پرایمرهای آنیل را به
s.s مکمل توالی های کنار DNA هدف.
4. پرایمرها را با استفاده از DNA مقاوم در برابر حرارت در دمای 70-75 درجه سانتیگراد گسترش دهید
پلیمراز مانند Taq polymerase مشتق شده از Thermus
آکواتیکوس.
5. تکرار چرخه دناتوره کردن، بازپخت و گسترش 20-45
بار برای تولید 1 میلیون (220) تا 35 تریلیون نسخه (245) از
DNA هدف.
6. یک بار دیگر پرایمرها را در دمای 70-75 درجه سانتیگراد گسترش دهید تا ناقص
محصولات افزودنی را در مخلوط واکنش به طور کامل گسترش دهید.
7. تا دمای 4 درجه سانتیگراد خنک کنید و محصول PCR تقویت شده را برای تجزیه و تحلیل ذخیره کنید یا از آن استفاده کنید.
نمونه پروتکل سیکلر حرارتی مورد استفاده در آزمایشگاه:
مرحله 17 دقیقه در دناتوره اولیه 94 درجه سانتیگراد
مرحله 245 چرخه:
20 ثانیه در دمای 94 درجه سانتیگراد دناتوره
20 ثانیه در 52 درجه سانتیگراد آنیل
1 دقیقه در پسوند 72˚C
مرحله 37 دقیقه در پسوند نهایی 72 درجه سانتیگراد
مرحله 4 نگهداری بی نهایت در 4˚C ذخیره سازی
توالی یابی DNA
✓ توالی یابی DNA = تعیین توالی نوکلئوتیدی DNA.
✓ توسط فردریک سانگر در دهه 1970 توسعه یافت.
توالی یابی دستی DNA Dideoxy-چگونه کار می کند:
1. الگوی DNA به رشته های منفرد دناتوره می شود.
2. پرایمر DNA (با انتهای 3' نزدیک توالی مورد علاقه) به
باز می شودDNA الگو و با DNA پلیمراز گسترش یافته است.
3. چهار واکنش تنظیم شده است که هر کدام شامل:
است1. الگوی DNA
2. پرایمر روی DNA الگو
بازپخت3. DNA پلیمراز
4. dNTPS (dATP، dTTP، dCTP، و dGTP)
4. سپس، یک دی اکسی نوکلئوتید با برچسب رادیویی متفاوت (ddATP، ddTTP،
ddCTP یا ddGTP) به هر یک از چهار لوله واکنش در
اضافه می شود1/100 غلظت dNTPهای معمولی.
5. ddNTP ها دارای 3’-H به جای 3’-OH هستند، در واکنش با
رقابت می کنند.dNTPS نرمال، و هیچ پیوند فسفودی استر تولید نمی کند.
6. هر زمان که ddNTP های دارای برچسب رادیویی در زنجیره گنجانده شوند،
سنتز DNA پایان می یابد.
7. هر یک از چهار مخلوط واکنش جمعیتی از DNA تولید می کند
مولکول‌هایی با زنجیره‌های DNA که به تمام موقعیت‌های ممکن ختم می‌شوند.
8. محصولات افزودنی در هر یک از چهار مخلوط واکنش
همچنین با ddNTP با برچسب رادیویی متفاوت پایان می‌یابد
(بسته به پایه).
9. سپس، هر مخلوط واکنش در
الکتروفورز می شودخط جدا (4 خط) در ولتاژ بالا در
ژل پلی آکریل آمید.
10. الگوی باندها در هر یک از چهار خط به تصویر کشیده شده است
روی فیلم اشعه ایکس.
11. مکان "باندها" در هر یک از چهار خط نشانگر
استاندازه قطعه که با
مربوطه خاتمه می یابدddNTP دارای برچسب رادیویی.
12. دنباله DNA از الگوی نوارها در
استنتاج می شود4 خط.
توالی یابی DNA خودکار رنگ-ترمیناتور:
1. تعیین توالی DNA دیدئوکسی وقت گیر، رادیواکتیو،
بودو توان عملیاتی پایین بود، معمولاً ~300 جفت بر ثانیه در هر اجرا.
2. توالی یابی DNA خودکار از همان کلی
استفاده می کندروش، اما از ddNTP های برچسب گذاری شده با رنگ های فلورسنت استفاده می کند.
3. 4 رنگ را در یک لوله واکنش و الکتروفورها را در
ترکیب کنیدیک خط روی ژل پلی آکریل آمید یا مویرگی حاوی
پلی آکریل آمید.
4. لیزر UV رنگ ها را تشخیص می دهد و دنباله را می خواند.
5. داده های توالی به صورت پیک های رنگی
نمایش داده می شوند(کروماتوگرام) که با موقعیت هر
مطابقت داردنوکلئوتید در توالی.
6. توان عملیاتی بالا است، تا 1200 جفت باز در هر واکنش و 96
هر 3 ساعت یکبار با توالی سنجی مویرگی واکنش نشان می دهد.
7. اکثر توالی یابی های DNA خودکار می توانند به صورت رباتیک و
بارگذاری شوندهفتهها شبانه‌روز و با حداقل کار کار کنید.
اثر انگشت DNA (تایپ/پروفایل DNA)
✓ هیچ دو نفری توسط ارگانیسم‌های تولید مثل جنسی تولید نشده‌اند
(به جز دوقلوهای همسان) دقیقاً ژنوتیپ یکسانی دارند.
چرا؟
✓ تلاقی کروموزوم ها در میوز پروفاز I.
✓ هم ترازی تصادفی کروموزوم های مادری/پدری در
متافاز میوز I.
✓ جهش
✓ خطاهای تکثیر DNA (همان اثر جهش)
معرفی Introduction
-
بیوتکنولوژی امروز و دیروز Biotechnology today and yesterday
-
کاربرد بیوتکنولوژی در زندگی روزمره Biotechnology application in daily life
-
خط زمانی بیوتکنولوژی Biotechnology time line
-
روش های آزمایشگاهی lab methods
-
مروری بر روش های آزمایشگاهی بیوتکنولوژی An overview of Biotechnology lab methods
DNA خوابیده Recumbanant DNA
-
مراحل شبیه سازی cloning steps
-
DNA خوابیده recumbanant DNA
-
آنزیم های محدود کننده Restriction enzymes
-
آنزیم های محدود کننده چیست؟ چگونه از آنها در مهندسی ژنتیک استفاده کنیم؟ what is restriction enzymes?how weuse them in Genetic enginnering?
-
ناقل ژن Gene vectors
-
بردارهای شبیه سازی lect2 cloning vectors lect2
-
کتابخانه های ژنومی Genome libraries
-
تجزیه و تحلیل سایت های محدودیت analysis of restriction sites
-
واکنش زنجیره ای پلیمراز PCR PCR polymerase chain reaction
-
واکنش زنجیره ای پلیمراز PCR PCR polymerase chain reaction
آرایه ریزتراشه Microchip arrray
-
ریزآرایه microarray
-
آرایه ریزتراشه microchip array
-
فناوری genechip genechip technology
-
فناوری ریزآرایه microarray technology
-
آرایه برای سرطان سینه ملانوما Array for melanoma brerast carcinoma
توالی یابی DNA DNA sequencing
-
روش های آنزیمی شیمیایی تعیین توالی DNA DNA sequencing chemical enzymatic methods
-
چگونه یک قطعه DNA را توالی یابی کنیم how to sequence apiece of DNA
-
روش سانگر برای تعیین توالی DNA Sanger method of DNA sequencing
-
الکتروفورز ژل Gel electrophoresis
-
روش های تعیین توالی DNA DNA sequencing methods
-
توالی یابی DNA DNA sequencing
ژن درمانی Gene therapy
-
ژن درمانی چیست what is gene therapy
-
بیماری هایی که با ژن درمانی درمان می شوند diseases treated with gene therapy
-
وکتورهای مورد استفاده در ژن درمانی Vectors used in gene therapy
-
مهندسی ژنتیک آنتی بادی Antibody Genetic engineering
فناوری حیوانات تراریخته Transgenic animal technology
-
حیوان تراریخته transgenic animal
https://donyad.com/d/95f417
Mohamed AL ashram
دامپزشک نویسنده مربی فناوری اطلاعات من به علم و فناوری پزشکی به عنوان یک یادگیرنده و به عنوان علاقه مند هستم. مربی خواندن و نوشتن سرگرمی واقعی من است. موفق باشید من را به دامپزشکی بفرستید قاهره مصر من در رشته دامپزشکی تحصیل کردم و در رشته میکروبیولوژی به عنوان فوق لیسانس ادامه دادم به عنوان دامپزشک و متخصص آزمایشگاه کار کردم. برای یادگیری تکنیک آزمایشگاهی الایزا PCR هیستوپاتولوژی وقت می گذارم من شیمی بالینی خواندم من آن را ارزشمند می دانم برای کمک به تشخیص هماتولوژی جالب است من در مقایسه گروه خونی گونه ها لذت می برم. و زندگی آنها من کانالی دارم که در مورد آنها به زبان عربی و انگلیسی صحبت می کند فناوری اطلاعات و یادگیری الکترونیکی این روزها علاقه من در کنار خواندن و نوشتن و آزمایشگاه است آموزش ابزار ما برای انتقال تجربه به دانش‌آموزانمان است، امیدواریم در آینده‌ای پر از چالش‌ها بهتر شوند
نمایش نظرات