لماذا استخدام تفاعل البلمرة المتسلسل PCR (تفاعل البلمرة المتسلسل) هو أحد أنواع التفاعلات الكيميائية التي تحدث في المختبرات الكيميائية لإنتاج ملايين النسخ من جزء معين من الحمض النووي. تم اكتشاف تفاعل البوليميراز المتسلسل لأول مرة في عام 1980 من قبل عالم الكيمياء الحيوية الأمريكي كاري بوليس، الحائز على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1983 نتيجة لاكتشافه الذي أحدث ثورة في العلوم.

ما هو رد فعل سلسلة البلمرة

تسمى أحيانًا النسخ الضوئي الجزيئي، وهي تقنية حديثة وغير مكلفة تستخدم في المختبرات البيولوجية الطبية والجزيئية، وتستخدم في المراحل المتقدمة من معالجة الحمض النووي لإنتاج قطع معزولة من الحمض النووي لا يمكن الحصول عليها دون تحليل البوليميراز، حيث يعمل هذا التفاعل على معالجة نسخ متعددة من قطع الحمض النووي المحددة صغيرة جدًا وميكروسكوبية، من أجل الكشف عن وجود أو عدم وجود جين معين، من أجل معرفة أسباب الأمراض التي تتشكل فيها سمات الحمض النووي الخاصة من عينات صغيرة من الحمض النووي.[1]

التفاعلات الكيميائية التي تحدث في كل خلية

لماذا استخدام تفاعل البلمرة المتسلسل

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

  • رسم الخرائط الجينية لـ HGP البشري.
  • إنتاج بصمات الحمض النووي والكشف عن البكتيريا والفيروسات مثل فيروس نقص المناعة البشرية والفيروس التاجي.
  • تشخيص الاضطرابات الوراثية.

تسبب الخاصية الكيميائية تفاعلًا كيميائيًا بحيث …

كيف يعمل تفاعل البلمرة المتسلسل

أولاً، يتعرض الحمض النووي لدرجة حرارة معينة من أجل تكسيره وتدميره، عندما ينفصل إلى قطعتين من الحمض النووي أحادي السلسلة، ثم يضاعف إنزيم يسمى بوليميراز الحمض النووي وينتج شريطين جديدين من الحمض النووي باستخدام الاثنين. . الخيوط الأساسية، وتؤدي هذه العملية إلى تكاثر خيوط DNA جديدة، حيث أن كل خيط قديم ينتج خيطًا جديدًا، وبالتالي تكرر العملية نفسها، ومن خلال هذه الخيوط الجديدة يتم تكوين نسختين جديدتين من الحمض النووي، وتتكرر هذه العملية حول 30 إلى 40 مرة، وإنتاج مليار نسخة طبق الأصل من الحمض النووي الأصلي، تنقسم خطوات تفاعل البوليميراز المتسلسل إلى ثلاث خطوات رئيسية[1][2]

  • يغير المرح الطبيعة الكيميائية للحمض النووي ويقسمه إلى جزأين بفعل الحرارة.
  • خطوة التلدين التي يتم فيها تقليل الحرارة بحيث ترتبط بادئات الحمض النووي مع قوالب الحمض النووي.
  • مرحلة ارتفاع الحرارة التي يتم فيها تشكيل خيط جديد من الحمض النووي بفعل بوليميريز الثنية.

تتم أتمتة مراحل تفاعل البلمرة بواسطة التقنيات الحديثة، حيث يمكن أن يحدث التفاعل في غضون ساعات، ويتم تنفيذه باستخدام آلة تسمى جهاز التدوير الحراري، والتي تمت برمجتها لتغيير درجة حرارة التفاعل كل بضع دقائق، مما يسمح للطبيعة بتغيير درجة حرارة التفاعل. هيكل الحمض النووي.

أنظر أيضا الكيمياء العضوية وكيمياء البوليمر تشاركان الأبحاث

ما هي التقنيات المستخدمة في تفاعل البلمرة المتسلسل

تبين أن تفاعل البلمرة هو أداة حديثة أساسية، وقد أحدث تغييراً هائلاً في العلوم الطبية التشخيصية وكذلك في البحث العلمي، وله تطبيقات خاصة يستخدمها العلماء في العديد من المجالات مثل[3]

  • علم الأحياء الدقيقة البيئي يساهم في فهم العديد من القضايا البيئية، حيث يمكن اكتشاف الكائنات الدقيقة من خلاله، ويمكن اكتشاف الفيروسات ومسببات الأمراض حتى لو كانت أعدادها قليلة جدًا.
  • العلوم القانونية تستخدم جراحة البوليميراز لجمع الأدلة من مسرح الجريمة، مثل الدم والشعر والجلد والسائل المنوي. يمكن استخدامه للعثور على الروابط الأسرية وبصمات الأصابع وعزل الحمض النووي الجيني والتشخيص الجزيئي والتحليل الكيميائي.
  • العلوم الطبية لاكتشاف الأمراض المعدية.
  • يستخدم العلماء علم الوراثة لفهم العلاقات التطورية التي تربط الكائنات الحية معًا.
  • العلوم الحيوية الزراعية لتحسين جينات المحاصيل والأغذية عن طريق تعديل شفرتها الجينية.
  • مجالات البحث الجيني مثل الهندسة الوراثية وعلوم التهجين والاستنساخ.

مسؤول عن حمل الصفات الوراثية

في الختام، تمت الإجابة عن السؤال عن سبب استخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل، وتبين أن تفاعل البوليميراز المتسلسل يستخدم في العديد من الاختبارات الحيوية، والإجراءات المخبرية والإكلينيكية، ولإيجاد إصابة الأشخاص بأمراض معدية مثل مثل فيروس كورونا. وذكر له أهم تطبيقاته.