6:00 ص
البيولوجيا
كتاب : محاضرات حول الوراثة الميكروبية
عدد صفحات الكتاب : 112 صفحة
تم تجاهل الكائنات الدقيقة بشكل عام من قبل علماء الوراثة الأوائل لأنها صغيرة الحجم وكان يُعتقد أنها تفتقر إلى السمات المتغيرة والتكاثر الجنسي الضروري لخلط الجينات من الكائنات الحية المختلفة. بعد اكتشاف أن الكائنات الحية الدقيقة لها العديد من الخصائص الفيزيائية والفسيولوجية المختلفة التي يمكن دراستها ، أصبحت أشياء ذات أهمية كبيرة لعلماء الوراثة بسبب صغر حجمها وحقيقة أنها تتكاثر بسرعة أكبر بكثير من الكائنات الأكبر. أصبحت البكتيريا كائنات نموذجية مهمة في التحليل الجيني ، ونشأت العديد من الاكتشافات ذات الاهتمام العام في علم الوراثة من دراستهم. علم الوراثة البكتيرية هو مركز تكنولوجيا الاستنساخ.
علم الوراثة الفيروسي هو جزء أساسي آخر من علم الوراثة الميكروبي. كانت الجينات الوراثية للفيروسات التي تهاجم البكتيريا هي أول ما تم توضيحه. منذ ذلك الحين ، تم تطبيق دراسات ونتائج علم الوراثة الفيروسية على الفيروسات المسببة للأمراض على النباتات والحيوانات ، بما في ذلك البشر. تُستخدم الفيروسات أيضًا كناقلات (عوامل تحمل وتدخل مادة وراثية معدلة إلى كائن حي) في تقنية الحمض النووي.
علم الوراثة الجزيئية
علم الوراثة الجزيئي هو دراسة التركيب الجزيئي للحمض النووي وأنشطته الخلوية (بما في ذلك تكرارها) وتأثيرها في تحديد التركيب العام للكائن الحي. يعتمد علم الوراثة الجزيئي بشكل كبير على الهندسة الوراثية (تقنية الحمض النووي المؤتلف) ، والتي يمكن استخدامها لتعديل الكائنات الحية عن طريق إضافة الحمض النووي الغريب ، وبالتالي تكوين الكائنات الحية المعدلة وراثيًا. منذ أوائل الثمانينيات ، تم استخدام هذه التقنيات على نطاق واسع في البحوث البيولوجية الأساسية وهي أيضًا أساسية لصناعة التكنولوجيا الحيوية ، المخصصة لتصنيع المنتجات الزراعية والطبية. تشكل عملية التحوير الجيني أساس العلاج الجيني ، ومحاولة علاج الأمراض الوراثية عن طريق إضافة جينات تعمل بشكل طبيعي من مصادر خارجية.
علم الجينوم
أدى تطوير تقنية تسلسل الحمض النووي للجينوم الكامل على أساس روتيني إلى ظهور تخصص علم الجينوم ، الذي يهيمن على أبحاث الجينات اليوم. علم الجينوم هو دراسة التركيب والوظيفة والمقارنة التطورية للجينومات الكاملة. أتاح علم الجينوم دراسة وظيفة الجينات على مستوى أوسع ، وكشف عن مجموعات من الجينات التي تتفاعل لتؤثر على بعض الخصائص البيولوجية التي تهم الباحث. المعلوماتية الحيوية هي النظام الحاسوبي الذي يتعامل مع تحليل مثل هذه المجموعات الكبيرة من المعلومات البيولوجية ، خاصةً عندما تنطبق على المعلومات الجينومية.
توفر الجينات الميكروبية أدوات قوية لفك تشفير التنظيم ، وكذلك التنظيم الوظيفي والمسار للعمليات الخلوية. يتضمن ذلك اكتشاف الجينات التنظيمية والمواقع التي تتحكم في التعبير الجيني الفردي وتحديد الجينات التي يتم تنظيمها وبالتالي من المحتمل أن تشارك في نفس العملية. غالبًا ما توجد الجينات التي يتم تنظيمها بجانب بعضها البعض في نفس وحدة النسخ (أوبرون) ، ولكن هناك حالات عديدة لمجموعات مشتتة من الجينات التي يتم تنظيمها (Regulons).
أدوات
الاندماج الجيني هو الأداة الجينية التقليدية لدراسة التنظيم. النهج الأكثر شيوعًا هو بناء جين هجين (اندماج الجينات) باستخدام جين lacZ مبتور يحتوي على تسلسل ترميز لإنزيم β-galactosidase ولكنه يفتقر إلى إشارات لبدء النسخ ويفتقر أحيانًا أيضًا إلى إشارات البداية المترجمة. في الهجين ، يتم وضع الإشارات من الجين المعني مباشرة قبل جين lacZ المقطوع ، بحيث يتحكم منظمو الجين المعني الآن في تعبير lacZ. يمكن الآن استخدام الشاشات اللونية الموضحة أعلاه لنظام lac لدراسة النظام التنظيمي المطلوب. يمكن عزل الطفرات التي تزيد أو تقلل من نشاط اللاكز ، وستكون هذه الطفرات في المنظمين للجين المعني.
يمكن أن يستخدم تحديد الجينات المحكومة أيضًا عمليات اندماج lacZ كنظام مراسلة. في هذه الحالة ، يتم إنشاء اندماج الجينات lacZ عشوائيًا في جميع أنحاء الكروموسوم البكتيري ، عادةً بمساعدة عنصر قابل للتحويل يمكنه إنشاء اندماج lacZ عندما يتم إدراجه في الجين بالاتجاه الصحيح. تنمو كل سلالة اندماج كمستعمرة ثم تتم مقارنة التعبير في ظل الظروف المرغوبة (على سبيل المثال ، مع أو بدون علاج ضار للحمض النووي لدراسة تنظيم التعبير الجيني لإصلاح الحمض النووي) باستخدام لوحة مؤشر لونية لتقييم ما إذا كان التعبير عن كل اندماج يزيد ، ينخفض ، أو لم يتغير. بهذه الطريقة ، يمكن إجراء فحص شامل لجميع الجينات لتحديد تلك التي تظهر أنماط تنظيمية مشتركة.
-----------------
----------------------------
ليست هناك تعليقات: