مختبرات اليمن
حللت اهلا وتصفحت علما
نورك ولا نور الميكروسكوب
نتمنى لك الفائده

تـشرفنا بحضورك



 
الرئيسيةاليوميةمكتبة الصورس .و .جقائمة الاعضاءالتسجيلدخول

 اهــــلا وسهلا بكم في  مختبرات اليمن المنتدى المتخصص بعلوم المختبرات الطبيه 

Welcome in Yemen-lab the forum which specialized in medical laboratories
شاطر | 
 

 الـــهندســه الوراثــية (موضوع موسع يفضل فتحه عن طريق Fairefox)

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
MR.LAB




عدد المساهمات: 55
تاريخ التسجيل: 25/03/2011

مُساهمةموضوع: الـــهندســه الوراثــية (موضوع موسع يفضل فتحه عن طريق Fairefox)   الثلاثاء أبريل 12, 2011 5:04 pm

نبذة عن الهندسة الوراثية:
التركيب الصبغي والمورثات للخلية البشرية chromosomal structure
"عالم متكامل من الوظائف والأدوات والإتقان يوجد في داخل الإنسان متمثلاً في الخلية ويشاهد في الشكل سلسلة من القواعد النتروجينية في النواة."
يحتوي جسم الإنسان البالغ – بشكل متوسط - على حوالي مائة مليار خلية في الدم منها: 25 مليار كرة دم حمراء و25 مليار كرة دم بيضاء، ومثلهما كذلك من الصفائح الدموية، ويحتوي المخ والنخاع على 13 مليار خلية عصبية،ومائة مليار خلية مساندة. إن المليمتر المكعب من الدم يحتوي على خمسة ملايين خلية دموية, وفي كل ثانية يخلق الله ويميت مليونين ونصف المليون من خلايا الدم الحمراء.وتحتوي كل خلية على 46 كروموسوما(صبغا) موجودة على هيئة أزواج (23زوج)، منها 22 زوجا متماثلة ثم الزوج الجنس يكون في الرجل زوج غير متماثل (xy ) (y للذكرx للأنثى) في حين أن المرآة تحوي زوجا متماثلا من الكروموسومات الأنثوية (xx) ويبلغ عدد الجينات في كل خلية مائة ألف جين – كل صفة وراثية موجودة على موضعين بهيئة متقابلة في كلا الزوجين من الكروموسومات، وبمعنى آخر فان كل صفة وراثية لا بد أن تأتى من الأب ومن الأم معا،يتكون كل صبغ – كروموسوم – من سلاسل حلزونية ملتفة حول محورها على هيئة سلالم، وتشكل كل سلسلة سلما رابطا بين قاعدتين أمينيتين NITROGENOUS حيث تتكون السلالم،ليصبح طول السلم حوالي مترين،ولكن الكروموسوم يلتف ويتكون حتى يصبح حجمه واحد من المليون من المليمتر أو اقل داخل نوية النواة في الخلية(1).
ويتكون الحامض النووي الريبي منزوع الأكسجين DNA من عدة نوويدات (نيوكيلوبتدات) ثم هناك أربع قواعد نيتروجينية يتصل كل اثنين منها معا= Adenine Thymine دائما وأبدا Guanine = Cytosine ويقوم الحامض النووي DNA في مورثة الخلية بالتحكم في نشاطها، وبه أسرار معقدة ويوجه الخلية ونشاطها وأنواع خمائرها وخصائصها ووظائفها، وهي مبرمجة بحيث لا تقوم بأي وظيفة إلا في الوقت المحدد والمكان المحدد مقدرة بتقدير خالقها سبحانه وتعالى الذي {َخَلَقَ كُلّ شَيْءٍ فَقَدّرَهُ تَقْدِيراً}(الفرقان:2) و{الّذِيَ أَحْسَنَ كُلّ شَيْءٍ خَلَقَهُ..}(السجدة:7). وكل ثلاث قواعد نيتروجينية تشكل كلمة السر أو الشفرة كودون codon التي تتحكم في حمض أميني واحد، تأمره بان يأخذ موقعه المحدد في الوقت المحدد والمبرمج لتكوين البروتين المطلوب، هذا البروتين مكون من سلسة من الأحماض الأمينة، وكل حمض فيها يقوم بعمل معين، وتتشكل الصبغيات على هيئة سبع مجموعات تحوي المجموعة الأولى (A) على ثلاثة أزواج، ثم المجموعة (B) على زوجان، ثم المجموعة(C) على سبعة أزواج ثم المجموعة(D) على ثلاثة، ثم المجموعة(E) على ثلاثة،ثم(F) على زوجان وأخيرا المجموعة(G) على زوجين، وفي النهاية يأتي الزوج الجنس ليكون المجموع 23 زوجا، ولقد أمكن معرفة الزيادة أو النقص في كل كروموسوم على وجه التحديد،ويتم فحص ذلك عن طريق خلايا الدم الليمفاوية أو خلايا جلدية من نوع (Fibroblasts) أو من الغدد التناسلية أو من سائل الجنين (الامنيوس) أو من (الزغابات المشيمية للجنين) وقد حدد العلماء هذه اللغة المبرمجة والمعقدة وقدروها بستة آلاف مليون حرف – (قاعدة نيتروجينية) = حرف – وكل كلمة مكونة من ثلاثة أحرف فقط، وكل جملة (مسئولة عن تكوين بروتين واحد فقط) مكونة من حوالي مائة ألف حرف (قاعدة نيتروجينية)، والمورثة هي الجملة المسئولة عن نشاط الخلية.ولقد تعرف العلماء على خصائص جينات تبلغ حوالي خمسة آلاف مورثة – جين – ولكنهم لم يعرفوا مواقع هذه المورثات على الكروموسوم المحدد الافي الف وخمسمائة مورثة وتمكنوا من رسم خرائط لهذه المورثات(GENE MAPPING) على الكروموسومات وامكن تحديد الكثير من هذه الجينات على اي كروموسوم وتشخيص الأمراض الوراثية تبعا لذلك.
ومعلوم ان الخلل الصبغي Chromosonal Abnormalities يحدث اثناء الانقسام الاختزالي في البويضة أو الحيوان المنوي (ويحوي كل منهم على 23 كروموسوم فقط) بمعنى ان اتحادهما في النطفة الأمشاج يؤدي إلى تكوين 23 زوجا مثل اية خلية اخرى في الجسم.

ومن أهم أنواع هذا الخلل الصبغي ما يلي:
1) زيادة في عدد الصبغيات: بحيث تصبح24 بدلا من23.
2) نقص في عدد الصبغيات: بان تصبح 22 بدلا من23.
3) خلل في تركيب أحد الصبغات بزيادة أو نقصان في طوله نتيجة فقد جزء من الكروموسوم أو إضافته إلى كروموسوم آخر وتسمى (Trans Location) اى: عدم فك الارتباط (Nondisjunction) بحيث تحتوي الخلية الجنسية لأي من الأب والام على 24 كروموسوم بدلا من 23، أو تحتوي على 22 بدلا من 23،وبذلك يكون العدد النهائي 47 أو 45 بدلا من 46 كروموسوم، وهو العدد الطبيعي للخلية البشرية غير الجنسية، وهذا يحدث في الانقسام الاختزالي في الخصية أو المبيض، ومن فضل الله وسعة رحمته أن هذه الأجنة تجهض تلقائيا، ونادرا ما يعيش الجنين.
ولهذا الخلل صور منها:
العدد الزائد (ثلاثي الصبغة) Triosomy
ويحدث هذا الخلل في الصبغيات الجسدية (Autosomal) أو في الصبغيات الجنسية(X Chromosome) من امثلة الصبغيات الثلاثية الجسدية (Triosom y) على الزوج رقم 21 تسبب مرض (Mongolism



خصائص شريطي الحمض النووي الوراثي
________________________________________

في جسم الانسان يوجد الحمض النووي الوراثي على شكل شريطين مرتبطين ببعضهما عن طريق عملية تسمى التهجين , حيث ترتبط النيوكليتيدات عبر القواعد النيتروجينية بروابط هيدروجينية مع النيوكليتدات الاخرى على هيئة ازواج مرتبطة مع بعضها البعض , وهذا الارتباط محكوم ومقيد بحيث ترتبط فقط قاعدة الادنين بقاعدة الثيامين وبعبارةاخرى نقول يتم تهجين الادنين مع الثيامين وبالطريقة نفسها يتم تهجين السيتوسين مع الجوانين .


يرتبط الادنين مع الثيامين برابطتين هيدروجينية بينما يرتبط السيتوسين مع الجوانين بثلاث روابط هيدروجينية مما يجعلها اقوى ارتباطا من زوج الادنين والثيامين .


وبسبب ظاهرة زوجية القواعد النيتروجينية يظهر الحمض النووي الوراثي على شكل شريطين ملتفين على بعضهما بشكل لولبي في اتجاهين متعاكسن احدهما يتجه من الطرف الخامس الى الطرف الثالث والاخر من الطرف الخامس للشريط الثاني الى لطرف الثالث في اتجاه معاكس للشريط الاول .


وبمعرفة تسلسل القواعد النيتروجينية في احد شريطي الحمض النووي الوراثي يمكننا من معرفة التسلسل المكمل له في الشريط الاخر .



وقد تم اكتشاف هذه العلاقة التركيبية في الحمض النووي الوراثي في عام 1953م , حيث قام كل من العالم Watson والعالم Crik حيث تعتبر عملية تهجين شريطي الحمض النووي الوراثي من اهم الخصائص الاساسية لهذا التركيب .



على الرغم من ان هذه الروابط الهيدروجينية بين تلك القواعد يمكن كسرها بارتفاع درجة الحرارة الى مايقارب درجة الغليان او المعالجة الكيكيائية مثل استخدام مادة قلوية او تعريضها الى مواد كيميائية كالفورماميد او اليوريا , حيث تكون هذه المواد روابط هيدروجينية مع النيوكليتيدات وتعوق ارتباطها بمايقابله في الشريط الاخر وتسمى هذه العملية بالتشويه (Denaturation) وعملية التشويه عملية عكسية بحيث اذا تعرض الشريطين الوراثيين الى حرارة عالية انفصل كل منهما عن الاخر وعندما تنخفض درجة الحرارة يعودان الى حالهما السابق بحيث ترتبط كل قاعدة بما يقابلها في الشريط الاخر خلال عملية تهجين نسلسلات هذه القواعد النيتروجينية وتسمى هذه العملية بالالتصاق (Annealing) , ويطلق على شريطي الحمض النووي الوراثي الملتصقين اساسا وتم تعريضها لارتفاع حاد في درجة الحرارة ثم تعريضها لدرجة حرارة منخفضة بانهما قد اعيد التصاقهما (Reannealing) و (Renaturation
مبادىء اساسية عن الحمض النووي الوراثي
________________________________________

الخلية هي الوحدة التركيبية في جسم الانسان المسئولة عن انتاج الطاقة والمواد اللازمة لاستمرارية الحياة.
وتقوم الاف البروتينات (انزيمات) بمساعدة هذا النظام ليبقى على قيد الحياة ويقوم بالوظائف المسئول عنها .


يحتوي جسم الانسان على مئة تريليون خلية تقريبا كلها نشأت من خلية واحدة , كل خلية تحتوي على نفس التركيبة الوراثية ويتواجد في النواة مادة كيميائية تسمى الحمض النووي الوراثي DNA تحتوي على شفرات وراثية خاصة بنسخ وتكاثر الخلايا وبناء الانزيمات المطلوبة .
وبسبب وجود هذه المادة الوراثية في النواة اطلق عليها اسم اسم الحمض النووي الوراثي والذي يورث عن طريق الاب والام معا .


بينما تحتوي الحبيبات الخيطية (الميتوكوندريا) والتي تعتبر وحدة الطاقة في الخلية على حمض نووي وراثي يدعى mtDNA يورث عن طريق الام فقط .



يتواجد الحمض النووي الوراثي في كل خلايا جسم الانسان ماعدا كريات الدم الحمراء التي لاتحتوي على نواة , ويقوم بتنظيم وظائف الجسم الفيزيائية والكيميائية والتنسيق بين عمل الاجهزة المختلفة في الجسم .




الحمض النووي الوراثي يقوم بوظيفتين اساسيتين :


• الاولي هي بناء نسخ عديدة من الخلية الاساسية وبالتالي تنقسم وتتكاثر حاملة نفس المعلومات الوراثية
• الثانية وهي حمل اوامر وراثية لبناء البروتينات التي تمكن كل خلية من اداء وظيفتها حسب الهاز الذي توجد فيه .


وهذه المعلومات تورث من جيل لاخر حيث يحمل الانسان نصف معلوماته الوراثية من الاب ونصفها الاخر من الام







تركيب الحمض النووي الوراثي
________________________________________

تتركب الاحماض النووية الوراثية من وحدات نيوكليتيدية تضم ثلاثة اجزاء هي القواعد النيتروجينية وجزيء سكر خماسي ومجموعة فوسفات , ويشكل جزيء السكر والفوسفات العمود الفقري للشريط النووي الوراثي بينما تختلف القواعد النيتروجينية التي تعتبر ابجدية الحمض النووي الوراثي .


وهذه القواعد النيتروجينية هي
الادنين (A) –الثيامين (T) –السيتوسين (C) –الجوانين (G) .


ارتباط هذه القواعد النيتروجينية يكون مايعرف بالنيوكليتيد الذي يختلف باختلاف القواعد النيتروجينية الموجود فيها وبالتالي نلاحظ الاختلافات الحيوية الموجودة بين الانسان والمخلوقات الاخرى , ويحتوي الجينوم البشري على اكثر من ثلاثة بلايين موقع تقريبا لهذه النيوكليتيدات واحتمال ارتباط احدى هذه القواعد النيتروجينية بأي من النيوكليتيدات ينتج عنه مليارات الصيغ المحتملة , الامر الذي يؤدي الى الاختلافات التي نلاحظها بين الناس .



وتخزن المعلومات في شريطي الحمض النووي الوراثي على شكل تتابع او تسلسل لهذه القواعد تماما مثل
النظام العشري (01) المستخدم في تخزين المعلومات في جهاز الحاسب الالي .



يتجه هذا التسلسل من الطرف رقم خمسة (5` end) للشريط الوراثي باتجاه الطرف رقم ثلاثة (3`end) , وهذا النظام الرقم لطرفي الشريط الوراثي مبني على التركيب الكيميائي للحمض النووي الوراثي ورقم ذرة الكربون في حلقة السكر الخماسية التي تمثل العمود الفقري للشريط الوراثي , فيقوم بقراءة تسلسل هذه القواعد من الطرف الخامس الى الطرف الثالث وتتخذ الانزيمات التي تقوم بنسخ الحمض النووي الوراثي والمسماة (DNA Polymerase) نفس هذا الاتجاه تماما مثل كتابة الكلمات باللغة الانجليزية من اليسار الى اليمين .

الاثار الحيوية في مسرح الجريمة
________________________________________

تستخدم الاثار المتخلفة في مسرح الجريمة لاستبعاد اواثبات علاقة أي من المشتبه فيهم في ارتكاب الجريمة ، فانتقال هذه الاثار الحيوية من شخص لآخر او على سطح معين يربط المشتبه فيه مع مسرح الجريمة وهذا الانتقال المباشر يشمل :


• وجود تلوثات حيوية خاصة بالمشتبه به على جسم او ملابس المجني عليه .

• وجود تلوثات حيوية خاصة بالمشتبه به على جسم معين في مسرح الجريمة .

• وجود تلوثات حيوية خاصة بالمشتبه به في موقع معين في مسرح الجريمة .

• وجود تلوثات حيوية خاصة بالمجني عليه على جسم او ملابس المشتبه فيه .

• وجود تلوثات حيوية خاصة بالمجني عليه على جسم ما او في موقع الجريمة .

• وجود تلوثات حيوية خاصة بالشاهد على جسم او ملابس المجني عليه .

• وجود تلوثات حيوية خاصة بالشاهد على جسم و ملابس المشتبه فيه .

• وجود تلوثات حيوية خاصة بالشاهد على جسم ما او في موقع مسرح الجريمة .

الآثار الحيوية في مسرح الجريمة لابد ان تجمع وتحفظ بعناية وتسلم وتستلم وتخزن وفق اجراءات صحيحة وموثقة حتى تعتبر عملية اظهار النمط الوراثي مقبولة قضائيا .
وقد اصبحت تقنيات فحص الحمض النووي الوراثي على درجة عالية من الحساسية بحيث تستطيع ربط الاثر الحيوي الذي لايرى بالعين المجردة بالمشتبه به ومن ثم ربطه بمسرح الجريمة . وقد اصدر معهد القضاء الوطني الامريكي كتيب يحمل عنوان ( مايجب على كل رجل امن معرفته عن الحمض النووي الوراثي ) يحتوي على نقاط مهمة تساعد رجال الامن خاصة اولئك الذين يصلون الى مسرح الجريمة قبل وصول الفرقة المختصة .
مصادر عينات الحمض النووي الوراثي
________________________________________
يوجد الحمض النووي الوراثي في كل الخلايا المحتوية على نواة وبالتالي فهو موجود في التلوثات الحيوية المختلفة الموجودة في مسرح الجريمة مثل التـلوثات الدموية والمنوية واللعاب والشعر والعظام . وقد تم استخلاص الحمض النووي الوراثي من العديد من هذه المصادر باستخدام تقنية PCR .

بعض مصادر الحمض النووي التي يمكن اظهار انماطها الوراثية :
• الدم الطازج والبقع الدموية .
• المني الطازج وبقع التلوثات المنوية .
• العظام .
• الاسنان .
• بصيلات الشعر .
• جذع الشعر .
• اللعاب (مع خلايا طلائية ) .
• البول .
• البراز .
• بقايا اظافر الاصابع .
• انسجة العضلات .
• السجائر .
• الطوابع البريدية .
• اماكن لصق الظروف .
• قشرة فرو الرأس .
• بصمات الاصابع .
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
MR.LAB




عدد المساهمات: 55
تاريخ التسجيل: 25/03/2011

مُساهمةموضوع: رد: الـــهندســه الوراثــية (موضوع موسع يفضل فتحه عن طريق Fairefox)   الثلاثاء أبريل 12, 2011 5:05 pm

• الاغراض الشخصية مثل شفرة الحلاقة وفرشاة الاسنان .
تخزين ونقل عينات الحمض النووي الوراثي
________________________________________

تجاهل الطرق الصحيحة في التعامل مع العينات اثناء تخزينها واثناء نقلها من مسرح الجريمة الى المختبر يجعل العينات غير صالحة للفحص .

وعينات الحمض النووي الوراثي يمكن تخزينها كما هي او استخلاصها ومن ثم تخزينها ، معظم العينات تحفظ بشكل جيد قبل وصولها الى المختبر عند تخزينها في مكان جاف وبارد بحيث تقلل هذه الظروف من سرعة النمو البكتيري وتحلل العينة .

وفي المختبر تخزن العينات في الثلاجة في ( _ 4 ) درجات مئوية ولحفظها لمدة طويلة تخزن في ( _ 20 ) درجة مئوية ويمكن تخزين عينات الحمض النووي الوراثي المستخلصة في ( _ 80 ) درجة مئوية
التطلعات الأخلاقية لتطبيقات علوم الوراثة البشرية في العالم العربي
________________________________________
كان لنجاح مشروع الجينوم البشري دوراً كبيراً في إدراج جميع المعلومات المتعلقة بالمادة الوراثية لدى الإنسان (الجينوم) في قواعد البيانات العامّة. وكان من أبرز الملاحظات خلال فترة دراسة هذا المشروع تفرُّد كل إنسان بمحتوى المادة الوراثية التي يملكها. ومن المعلوم أن المادة الوراثية لكل منّا تحتوي على ثلاث مليارات زوج من قواعد الحمض النووي (DNA) لكنه وُجد أن أزواج القواعد تختلف بين الأشخاص بحوالي ثلاثة ملايين إلى ستة ملايين وهو ما يسمى علميّاً بـ (تعدد الأشكال الجيني)، وهذا يفسّر خصوصية المادة الوراثية لدى كل فرد وعدم وجود تطابق تام فيها.
انطلق مؤخّراً مشروع عالميّ لدراسة التباين في الجينوم البشري (الفاريوم) بين شعوب العالم والذي يحمل عنوان "مشروع الفاريوم البشري". ويختلف هذا المشروع عن سابقه (مشروع الجينوم البشري) بضم جميع دول العالم سواء أكانت دولاً متقدمة أو نامية في الدراسة التحليلية التي ستُجرى على خواص المادة الوراثية ومدى وجود تباين فيها في كل شعب من شعوب العالم. ومما سيُستفاد منه بعد إتمام مشروع الفاريوم البشري هو أولاً وضع تصنيف مُحْكم لأولئك المرضى الذين يعانون من أمراض وراثية شائعة، وثانياً التوصل إلى تشخيص دقيق لتلك الأمراض، وكذلك الإلمام الكامل بالأسباب الرئيسة وراء هذه الأمراض، وهذا بالتالي سيحقق تطوراً كبيراً في اختيار العلاج المناسب والآمن لكل حالة وتجنب الوصفات العلاجية التجريبية التي تسبب في الغالب أعراضاً جانبية غير متوقعة، حينها سيصف الطبيب الدواء المناسب بالجرعة المناسبة للشخص المناسب، الأمر الذي سيحقق ثورة كبيرة في عالم الطب والعلاج.

وحتى يحقق مشروع الفاريوم البشري النجاح المرجوّ فهذا يتطلّب الالتزام بالمعايير الأخلاقية في السماح لعامة الناس بالدخول إلى جميع المعلومات المتعلقة بالتباين الوراثي البشري، وكذلك في إفادة أنظمة الصحة في الدول النامية من نتائج هذا المشروع. لذا جاءت فكرة تنظيم الندوة العامة من قبل المركز العربي للدراسات الجينية حول "التطلعات الأخلاقية لتطبيقات علوم الوراثة في العالم العربي" لمناقشة الجوانب الدينية والشرعية والاجتماعية وكذلك النفسية للتطبيقات الوراثية على مستوى منطقتنا العربية. وستتضمن القضايا المناقشة في هذه الندوة الفحوصات الوراثية ما قبل الزواج، وفحوصات الأجنّة، وفحوصات حديثي الولادة، بالإضافة إلى البحوث الخاصّة بوضع الخرائط الوراثية للأمراض. ولأن المركز العربي للدراسات الجينية هو عضو في المشروع العالمي للفاريوم البشري فإنه لا بد من التطرق أيضاً في هذه الندوة إلى أبعاد دراسة التباين الوراثي بين الشعوب المختلفة. وفي نهاية هذه الندوة فإنه من المتوقع صدور بيان دبي حول أخلاقيات الدراسات الوراثية والذي سيُعدّ مشاركة محورية من العالم العربي في المشروع العالمي للفاريوم البشري وسيُظهر كذلك مدى تقدير المجتمعات العربية للتنوّع البشري.



محور التباين الوراثي بين الشعوب


الاختراعات الدوائية: الرأي الشرعي في دراسة الاختلافات الوراثية بين البشر والتي قد تؤدي إلى نقل علم الصيدلة الكلاسيكي إلى الصيدلة الوراثية والتي ستمكن الأطباء من تصميم الدواء لكلّ إنسان حسب تركيبته الوراثية. وتتسابق شركات إنتاج الأدوية عالمياً في هذا المجال كي تتمكن من استملاك وتسجيل براءات اختراعات حصرية في هذا المجال. وقد يؤدي هذا التنافس التجاري مستقبلاً إلى حرمان الدول الفقيرة من تلك الأدوية لغلاء أسعارها، إذ ستتحكم حينئذ أعداد صغيرة من تلك الشركات بالنصيب العالمي الأكبر لتجارة الأدوية المفصّلة وراثياً.

تحديد الهوية الوراثية: الرأي الشرعي في دراسة الاختلافات الوراثية لدى البشر لتمكين أجهزة القانون من سبر الإنسان عبر هويته أو "بصمته" الوراثية وذلك للبت في القضايا الجنائية، أو قضايا النسب، أو لاستبعاد بعض الناس من وظائف قد تكون خطرة بسبب خلفيتهم الوراثية (كأن يحمل الإنسان صفة تؤدي به في مقتبل عمره إلى أمراض قلبية خطيرة، فلا يتم تعيين هؤلاء الأفراد في مجال الملاحة الجوية أو ما شابه). وتتردد مخاوف عدّة حول تسريب تلك المعلومات إلى جهات قد تستعمل البصمة الوراثية للتمييز بين البشر من حيث أفضلية العمل تبعاً لبعض الصفات الوراثية المفضّلة أو المكروهة. كذلك فإن تسرّب المعلومات الوراثية الخاصّة بالفرد إلى مؤسسات التأمين قد تؤثر سلباً على فرص ذلك الإنسان من حيث الحصول على الرعاية الصحية المطلوبة، ويتمّ حينئذ التمييز ضدّه على مختلف الصعد.



محور الوقاية من الأمراض الوراثية


فحوصات ما قبل الزواج: الرأي الشرعي في إلزامية الفحوصات الوراثية قبل إتمام معاملات الزواج لوضع الخطيبان على بينة بالخيارات الوراثية المتوفّرة لهما وما قد ينتج عن هذه الخيارات من المضي أو عدم المضي في الزواج. والرأي الشرعي أو الحقوقي في مسألة الزواج في الأقارب والتي ترتبط بارتفاع نسبة الأمراض الوراثية في المجتمعات العربية.

فحوصات الأجنّة: استعراض الفتاوى والآراء الصادرة عن المجامع الفقهية في العالم الإسلامي حول جواز أو عدم جواز إجراء الفحوص الوراثية في الأجنة لتشخيص الأمراض الوراثية، وكذلك الرأي الشرعي مما يترتب على تلك الفحوصات من قرارات هامّة بخصوص مستقبل الجنين من حيث الحفاظ عليه أو إجهاضه في حالة الإصابة بأمراض وراثية خطرة.

فحوصات حديثي الولادة: الرأي الشرعي في إلزامية إجراء الفحوص الوراثية على الأطفال حديثي الولادة لتمكين النظام الصحي من تأمين أفضل رعاية ممكنة للأطفال المصابين بأمراض وراثية تمكن الطب الحديث من تخفيف مضاعفاتها.
التطبيقات الجنائية للحمض النووي الوراثي
________________________________________
1. القضايا الجنائية حيث يتم مطابقة الانماط الوراثية للمتهم بالانماط الوراثية للعينة الجنائية .


2. اختبارات البنوة وذلك بتحديد هوية الاب او الام المشكوك في ابوته .


3. الدراسات التاريخية لسلالات البشر عن طريق تقنية الميتوكوندريا mtDNA .


4. قضايا المفقودين ومجهولين الهوية .


5. الكوارث وذلك بالمساعدة في تجميع الاشلاء مع بعضها البعض ومن ثم التعرف على هويتها .


6. الحمض النووي الوراثي لمنسوبي الجيش والمسمى Dog Tag.


7. بناء قواعد البيانات الوراثية للمحكومين والسجناء
التطور التاريخي لاستخدام تقنيات الحمض النووي الوراثي
________________________________________
قام العالم Kary Mullis واعضاء من مجموعة المورثات البشرية في عام 1985 ميلادية والتبعة لشركة Cetus والمسماه حاليا Roch لاول مره بنشر تقنية PCR للاوساط العلمية والمختبرات الجنائية .


وقد احدثت هذه التقنية ثورة في مجال البيولوجيا الجزيئية تتمثل في قدرتها على صناعة ملايين النسخ من تسلسل معين من الحامض النووي الوراثي وقد اعطي هذا العالم جائزة نوبل في الكيمياء عام 1993 ميلادية .


بدون القدرة على صنع نسخ عديدة من الحامض النووي الوراثي للعينة الجنائية يكون من المستحيل فحص تلك العينات المرفوعه من مسرح الحادث والتي تكون في معظم الاحيان رديئة الجودة ، قليلة الكمية .


تقنية تكثير ومضاعفة نسخ الحامض النووي الوراثي PCR تعتبر مثالية للعينات الجنائية لانها حساسة وسريعة ولاتكترث كثيرا بجودة الحامض النووي الوراثي .


تواريخ واحداث

• عام 1980 م : قام العالم Ray white بتقديم اول وصف لكشف مناطق RFLP المتغيرة .

• عام 1985م : اكتشف العالم Alce Jeffreys اول كواشف لعدة مواقع وراثية VNTR.

• عام 1988م : قام مكتب التحقيقات الفيدرالي FBI باستخدام تقنية DNA في قضية جنائية .

• عام 1991م : قدمت اول ورقة علمية عن مورثات التتابعات التكرارية القصيرة STR.

• عام 1995 م : قامت وكالة الخدمات العلمية الجنائية البريطانية FSS ببناء قاعدة البيانات الوراثية البريطانية .

• عام 1998 م : اطلق مكتب التحقيق الفيدرالي FBI قاعدة البيانات الوراثية CODIS .
جمع العينات القياسية
________________________________________
في حوادث الحريق والكوارث يتم اخذ عينات قياسية من الضحايا بهدف التعرف على هوياتهم من خلال اختبارات البنوة التي تتم عن طريق اختبارات الحمض النووي الوراثي وحمض الميتوكوندريا الوراثي .

ويعتبر العظم اقوى العينات البيولوجية تحملا لهذه الظروف البيئية لذا يفضل في مثل هذا النوع من الحوادث اخذ عينات من عظام جثث الضحايا .

وفي قضايا البنوة المتنازع عليها يتم اخذ عينة دم قياسية من اطراف القضية او مسحات تجويف الفم كما يتم استخدام هذا النوع من العينات للحصول على عينات قياسية من المتهمين في القضايا الجنائية وبالتالي مقارنة انماطهم الوراثية بتلك الانماط الموجودة في العينات الجنائية .
جمع الاثار الحيوية وحفظها
________________________________________
تلوث عينات الحمض النووي الوراثي من البداية ينتج عنه الحصول على معلومات غامضة تجعل من الصعب عليك تقديم نتائج واضحة للمحققين .



فيما يلي هنالك بعض الاقتراحات التي تسهم في جمع وحفظ عينات الحمض النووي الوراثي بشكل صحيح :

• تجنب تلويث المنطقة التي يحتمل ان يتواجد فيها الحمض النووي الوراثي بملامستها مباشرة باليد وعدم العطس او السعال على الاثر الحيوي .

• استخدام القفازات في جمع أي عنصر من عناصر الاثار الحيوية .. ويجب تغيير القفاز عند جمع عنصر آخر مختلف .
• البقع المنوية والدموية لابد من تجفيفها قبل حفظها في الاظرف الخاصة بها .

• العينات يجب ان توضع في اظرف او اكياس ورقية بعد التجفيف ويجب عدم استخدام الاكياس البلاستيكية لانها تسمح بتكثيف الماء داخلها خصوصا في المناطق عالية الرطوبة الامر الذي يؤدي الى تحلل الحمض النووي الوراثي ، ويجب كتابة رقم القضية وتاريخ جمع العينة وتوقيع الشخص على تلك الاظرف لضمان استلام وتسليم العينات بشكل صحيح .

• البقع التي تقع على اسطح لايمكن رفعها تنقل بواسطة القطن مبللة بالماء المقطر وذلك بترطيب البقعه بقطعة القطن حتى تنتقل البقعة على قطعة القطن وتترك حتى تجف ويتم التأكد من عدم ملامستها لاي عنصر اخر ومن ثم تحفظ في ظرف ورقي .


• يعبأ كل عنصر على حده .

العلاج بالجينات.. يقضي على التهاب عضلة القلب نهائياً
________________________________________
العلاج بالجينات.. يقضي على التهاب عضلة القلب نهائياً



أن علاج أمراض القلب مثل هبوط القلب وأمراض الشريان التاجي وغيرها من الأمراض القلبية يمكن تنظيمها بالعلاج التقليدي ولكن تعود الأعراض مرة ثانية إذا ترك المريض العلاج أو لم يأخذه بانتظام، أي أن هذه العقاقير بما لها من مضاعفات تؤخر حدوث مضاعفات المرض مثل هبوط القلب وفي بعض الحالات يكون المريض في حاجة إلى زرع قلب جديد نتيجة للفشل التام لوظيفة قلبه وعدم الاستجابة للعلاج.
نتحدث عن علاج أمراض القلب بالجينات والتي يمكن عن طريقها علاج أمراض كثيرة مثل التهاب عضلة القلب، هبوط القلب، ارتفاع لضغط، الدم وتصلب الشرايين وغيرها.

وللتعرف على العلاج بالجيناتيجب أن نعرف ما هي الجينات وأين توجد بالجسم إن تقنية الجينات، تعني توظيف المعلومات الوراثية في خدمة الإنسان، فهي التطبيق العلمي لعلم الجينات. والجينات: هي أجزاء من الحمض النووي والذي يسمى ألدي إن إيه DNA الجين (الموروثة) هو الوحدة الوراثية في جسم الكائن الحي ولكل وحدة وراثية أو جين عمل معين يقوم به ويكون هذا العمل تركيباً أو وظيفياً لجسم الإنسان. وهذه المورثات تتواجد على أشرطة صغيرة ملتف بعضها على بعضها الآخر، على شكل حلزونات، داخل نواة كل خلية من خلايا الجسم البشري وهذا الحصن المنيع الذي يُدعى الخلية وهو أصغر وحدة في عالم الأحياء من إنسان، ونبات، وحيوان وهو الوحدة البنيوية للأجسام، وفيه يكمن سر الحياة وسر تنوع الحياة وكل خلية من خلايا أجسامنا تحمل شريطاً مسجلاً من الصبغيات (الكروموسومات) التي ورثنا نصفها من الأم ونصفها من الأب وبشكل متساوٍ تماماً. هذا الشريط يحمل تلك الميزات التي تجعل كلاً منا إنساناً متميزاً عن غيره من بني الإنسان.

هذه الكروموسومات تحمل جزيئات بروتين تسمى الجينات التي تحمل المعلومات الوراثية من الأبوين للمولود الجديد- حيث توجد هذه المعلومات الوراثية على شكل ترتيب معين لأربع قواعد أمينية هي (أدينين، سايتوزين، جوانين، ثايمين) يبلغ عددها 3مليارات زوج في الخلية الجنسية ويصل طولها إلى حوالي مترين موزعة على 23زوجاً من الكروموسومات، هذا الترتيب العجيب لهذه القواعد الأربع هو الذي يحدد نوع البروتينات التي سوف تصنعها الخلايا والتي بدورها سوف تؤدي إلى التحكم في بناء ووظيفة أعضاء الجسم المختلفة.

فمنذ اختراق العلماء لهذا الحصن المنيع الذي يدعى الخلية؛ بدأت بقية الحصون بالتداعي واحدًا تلو الآخر.. فدخل العلم النواة، ثم وصل إلى الكروموسومات حتى كشف عن المورثات المصفوفة ومرورا باستنساخ النعجة دوللي.

انه من المنتظر أن يساهم ذلك في فك الشفرة الوراثية ومعرفة التتابع الجيني في علاج العديد من الأمراض مثل السرطان والسكر وبعض أمراض القلب، وكذلك بعض الأمراض التي تصيب المخ مثل مرض الزهايمر، والدليل على هذا أن الكشف عن 20% من حروف الشريط الوراثي أدى في حينه إلى تصنيع ما يقرب من 100دواء مختلف كعلاج للعديد من الأمراض الناشئة عن خلل في الجينات خلال العشرين سنة الماضية.

انه عندما يختلف ترتيب هذه القواعد الأربع يؤدي إلى طفرة جينية والتي تنتج بروتينا مختلفا وهو عاجز عن القيام بالبناء والوظيفة الطبيعية للخلايا ويؤدي إلى الأمراض الوراثية أو الاضطراب الجيني. فالعلاج بالجينات هو إدخال عدد من الجينات داخل خلايا الجسم وذلك لعلاج مرض أو تصحيح القصور في الجينات المسؤولة عن حدوث مرض معين . وتوجد عدة طرق لإدخال الجينات إلى أعضاء الجسم المختلفة وهي :
1- حقن الجين مباشرة في عضلة القلب.

2- خلط الجين مع مادة دهنية تسمى (Liposome) وهي مادة تستطيع اختراق جدار الخلية.

3- استخدام بعض أنواع الفيروسات لإدخال الجينات داخل خلايا عضلة القلب.

4- استخدام (plasmid) وهي طريقة آمنة عن استخدام الفيروسات.

ويوجد عدة وسائل لتصحيح هذا الخطأ الجيني ومنها:
1- يمكن إحلال جين عادي في أي مكان على الكر وموسوم ليقوم بعمل الجين للمريضGene Replacement وهذه الطريقة هي الأكثر شيوعا.

2- إعادة تصحيح الجين المريض Repair System DNA .

تبديل الجين المريض بآخر سليمGene Transfer وتقوم هذه الجينات بالعمل اللازم وتعوض المريض عن النقص في عمل جيناته المعطوبة.


كيفية العلاج بالجينات

عندما يصاب الإنسان بالأمراض المختلفة، فان منها ما يتسبب فيه الميكروبات ومنها ما يكون نتيجة فشل في العضو لا يمكن للجسم الحياة معه. ومنها ما يكون مجرد اضطرابات وظيفية كضغط الدم أو الكولسترول أو السكري وهنا تقوم الأدوية بعمل اللازم إن أمكن. ومنها ما يتعلق بالشرايين وتدفق الدم من خلالها كنقص تزويد عضو معين بالدم أو حدوث جلطات فيه أو تدهور وظيفته وغيرها، وهنا تبدو الوسائل الميكانيكية كفتح الشريان أو توسيع الضيق كفيلة بالحل. ويوجد من مشاكل الشرايين ما لا يوجد حل لها عندما تكثر التضيقات فيها وتتشعب، إذ لا عمليات القلب المفتوح لترقيع الشرايين ولا التوسيع بالبالون أثناء القسطرة ولا حتى الأدوية قادرة على التحكم في الأعراض المستمرة والآلام المبرحة للمريض عن مزاوله اي نشاط حياتي. وهنا يظهر لنا احتمالان، إما زراعة قلب جديد وهو غير عملي وغير متوفر للكثير من الناس، أو محاولة حث القلب على صناعة شرايين جديدة تنمو وتصبح قادرة على أن تعمل بدل الشرايين الأصلية التالفة والمريضة، وهذا الأخير هو ما تحاول تقنيات العلاج الجيني فعله.


بحث عن التهاب عضلة القلب

وعن هذا البحث كان عن التهاب عضلة القلب وهو مرض يصيب الشباب والرياضيين والبالغين أقل من 40سنة. هذا المرض يبدأ عندما يرى جهاز المناعة للمريض أن أنسجة قلبه دخلها جسم غريب ويبدأ في مهاجمته وتدمير خلاياه ويسمى Auto Immune Myocarditis أي الالتهاب المناعي لعضلة القلب وهو يسبب الموت الفجائي غير المتوقع بنسبة 20% من هذه الحالات.

عادة يبدأ هذا المرض على شكل نزلة برد (رشح بالأنف، ارتفاع درجة الحرارة) ثم تزول الأعراض بعد أسبوع ويكون سبب هذه الوعكة هو التهاب فيروسي وفي بعض الأحيان يكون التركيب الجزيئي لجدار خلايا الفيروس مشابها تشابها جزيئيا لنوع من البروتين في خلايا القلب وهو المسؤول عن الانقباض والانبساط لعضلة القلب وبهذا السبب لا تستطيع خلايا Lymphocytesو هي خلايا مناعية لا تستطيع التمييز بين Peptide (بروتين) المكون لخلايا القلب وال Peptide المكون لجدار الخلايا الفيروسية ويؤدي ذلك إلى مهاجمة جهاز المناعة لكل من خلايا قلب المريض مع جدار الخلايا الفيروسية وتدميرهما مما يؤدي إلى هبوط حاد بالقلب والدورة الدموية وأخيرا الموت المفاجئ وأضاف لكي نعرف كيف يحدث ذلك دعونا نلقي الضوء على خلايا Lymphocytes :

تتكون خلايا Lymphocytes في نخاع العظام وفي غدة خلف عظمة القص بالصدر تعرف باسم Thymus Gland وهذه الغدة تضمر مع التقدم في السن وتعتبر هذه الغدة بمثابة جامعة تتعلم فيها خلايا ال Lymphocytes كيف تفرق بين البروتينات المكونة لأنسجة الجسم البشري وبين البروتينات الخارجية والمكونة لجدار بعض الفيروسات والميكروبات والطفيليات.

تتقدم تقريبا 60.000خلية من ال Lymphocytes لتلقي التعليم والتدريب بها وفي النهاية يعقد الامتحان وهو كيفية التفرقة بين بروتينات انسجة الجسم وعدم مهاجمتها والبروتينات الخارجية المكونة لجدار بعض الفيروسات والميكروبات والطفيليات وتكون النتيجة نجاح 3000خلية تقريبا والباقي يسمى Negative Selection (الانتخاب السالب) أي راسب بالامتحان أي لا يستطيع العمل في جهاز المناعة بالجسم . وهنا يطرح السؤال وهو كيف تتعلم هذه الخلايا بداخل هذه الغدة؟ وهذا اللغز هو محور البحث بداخل جامعات اليابان حاليا وحتى الآن لم توجد له إجابة.

قد بدأ هذا البحث على نوع معين من الفئران تعرف باسم Lewis Rat وهي تمتاز بان جهاز المناعة والقلب بها مشابه للإنسان. وتم حقن هذه الفئران بمادة معينة تسبب التهابا حادا بعضلة القلب وبعد 21يوماً بدأت بعلاج هذه الفئران بنوع من الجينات حيث تم نسخ ملايين من هذه الجينات بجهاز ال PCR وتم إدماج هذه الجينات ب Vectors (حوامل للجينات) لإدخالها داخل الخلايا ويسمى Plasmid بلازميد وهو حمض نووي دائري يستخلص من نوع معين من البكتريا تعرف E- coli وبعد الحصول على درجة نقاء عالية تعاين بأجهزة معينة وبذلك تم تحضير الجينات المخصصة لعلاج هذا التهاب المناعي لعضلة القلب وكانت هذه الجينات هي ( IL-13.IL-22. IL1 a antagonist) .

تم حقن هذه الجينات للفئران المصابة وكانت هنالك صعوبات لحقن هذه الجينات المكونة من ال DNA مثل مهاجمة جهاز المناعة لها أو تكسيرها بإنزيمات مضادة موجودة في الدم والأنسجة ولتفادي هذه العقبات فتم استخدام طريقة الحقن الميكانيكي الفائق السرعة في الاتجاه العكسي في الدورة الدموية في الوريد وكانت تحت إشراف البروفيسور ماكوتو كوداما والبروفيسور هارو هاناوا. وكانت النتيجة مبهرة حيث تم القضاء على الالتهاب في عضلة القلب نهائيا حيث كانت نتيجة هذا البحث انه يوجد نوعان من الخلايا المناعية تعرف ب T- Lymphocytes Helper 1 and T- Lymphocytes Helper 2 والنوعين من الخلايا تفرزا نوع من الجينات الأولى منها T- Helper 1 وتؤدي إلى التهاب وتدمير خلايا القلب والنوع الثاني T - Helper 2 يؤدي إلى وقف الالتهاب بعضلة القلب واعتمد هذا البحث على إدخال نسخ كثيرة من الجينات لتنشيط النوع الثاني مما أدى إلى وقف نشاط النوع الأول وإلى القضاء على الالتهاب في خلايا القلب. وتم اختبار هذا البحث أيضا على الخنازير وجاء بنتيجة مشجعة مما حفز مجموعة الباحثين في اليابان على تصنيع هذه الجينات لحقنها في قلب الإنسان عن طريق قسطرة قلبية وحقنها في الفتحة الوريدية التاجية بالأذين الأيمن مما يؤدي إلى تحفيز خلايا القلب لإفراز البروتينات المضادة لالتهاب عضلة القلب.

ان من أحدث أبحاث العلاج بالجينات في المعامل اليابانية هو علاج هبوط القلب عن طريق استخدام جين يسمى SERCA2a وبهذا الجين يمكن إعادة النشاط الانقباضي لعضلة القلب خلال 24ساعة بإذن الله.

وهناك علاج آخر لمضاعفات التوسيع للشرايين التاجية للقلب باستخدام القسطرة البالونية والتي من مضاعفاتها ضيق الشرايين التاجية في فترة من 3إلى 6أشهر من إجرائها للمريض كما أن عملية القلب المفتوح لتبديل الشريان التاجي المسدود بوريد من الساق الأسفل يتم انسداده خلال 5سنوات وكل هذا كان ناتجا عن مهاجرة خلايا عضلية إلى الغشاء المبطن للاوعية الدموية وتكاثرها مما يؤدي إلى انسداد الشريان تم التغلب على هذه الصعوبات بتثبيط الجين E2F والذي يؤدي إلى هذه المضاعفات.

كما وجد أن استخدام مضادات للجين (Angiotensenogin) يؤدي إلى علاج الضغط ووجد كذلك أن استخدام مضادات للجين(ACE) يؤدي إلى منع تضخم عضلة القلب وأن استخدام زيادة ظهور الجين (ApoE) يؤدي إلى منع تصلب الشرايين.

من استخدام علاج الجينات بالقلب هو حقن جين يسمى VEGF وهو له خاصية تكوين أوعية دموية جديدة في الجزء المصاب لعضلة القلب بسبب انسداد الشريان التاجي.

بهذا نرى أن العلاج بالجينات قد تقدم تقدما هائلا ويمكن عن طريقه ان يتم علاج جذري للمرض دون اللجوء إلى العلاج التقليدي ومضاعفته
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
MR.LAB




عدد المساهمات: 55
تاريخ التسجيل: 25/03/2011

مُساهمةموضوع: رد: الـــهندســه الوراثــية (موضوع موسع يفضل فتحه عن طريق Fairefox)   الثلاثاء أبريل 12, 2011 5:08 pm

تجربة نظام (codis) كبرنامج دولي لقواعد المعلومات الجينية
________________________________________

بعد النجاح الذي حققه نظام (CODIS) داخل الولايات المتحدة الامريكية ،افبدت بعض الدول المجاورة رغبتها في المشاركة والاستفادة من هذا النظام عن طريق تبادل المعلومات والبيانات الجينية ، وتوالت بعد ذلك الدول المتقدمة في هذا المجال بابداء الرغبة لدى مكتب التحقيقات الفيدرالي للاستفادة من هذا النظام ، مما حدا بمكتب التحقيقات الفيدرالي بوضع انظمة وشروط للدول الراغبة للانضمام لهذا النظام وهي كالتالي :



1. يقوم مكتب التحقيقات الفيدرالي بتوفير البرنامج التشغيلي لنظام (CODIS) مجانا للدول الراغبة في الاشتراك في هذا النظام .


2. يتعامل مكتب التحقيقات الفيدرالي مع جميع الدول المستخدمة لنظام (CODIS) بنفس المستوى دون أي تفضيل لدولة على اخرى .

3. يوفر مكتب التحقيقات الفيدرالي لجميع الدول المستخدمة لنظام (CODIS) فرصة تدريبية – لشخص واحد – على البرنامج التشغيل لنظام (CODIS) في الولايات المتحدة الامريكية .


4. يتعامل مكتب التحقيقات الفيدرالي مع اقتراح أي دولة من الدول المستخدمة لنظام (CODIS) في تطوير البرنامج التشغيلي لهذا النظام كما لو كان ذلك الاقتراح مقدما من مختبر الولايات المتحدة الامريكية وعند الموافقة على تطوير البرنامج بعد تقييمه من قبل مستخدمي البرنامج فان مكتب التحقيقات الفيدرالي يصادق على هذا التطوير للبرنامج ويموله ماديا ، وفي حالة رفض الاقتراح المقدم من دولة فان لها الحق في استخدام البرنامج كما هو او اعادته الى مكتب التحقيقات الفيدرالي .



5. تلتزم الدولة الراغبة في الاشتراك في هذا النظام بتطبيقه طبقا لانظمتها الامنية مع التزامها بالشروط والمواصفات التي سنها مكتب التحقيقات الفيدرالي في هذا الصدد .


6. تلتزم الدولة الراغبة في الاشتراك في هذا النظام بعدم تزويد أي دولة او هيئة بالبرنامج التشغيلي لنظام (CODIS) ويكون مكتب التحقيقات الفيدرالي هو الجهة الوحيدة المخولة بمنح هذا البرنامج لاي دولة .


7. تلتزم الدولة الراغبة في الاشتراك في هذا النظام بتمويل جميع اعمال المساعدة والاسناد التقني الذي يقدم من قبل الجهة المصممة للبرنامج التشغيلي لنظام (CODIS) .


8. تلتزم الدولة الراغبة في الاشتراك في هذا النظام بالمساهمة في دفع التكاليف المادية لشبكة المعلومات العالمية لنظام (CODIS) .
مستويات عمل نظام (codis)
________________________________________

يتكون البرنامج من ثلاثة مستويات محلي واقليمي ووطني وهذه المستويات يحتويكل منها على فهرسين احدهما للمعلومات الجينية لعينات المحكومين القياسية والآخر للمعلومات الجينية الخاصة بالعينات الجنائية اضافة الى قاعدة المعلومات الوراثية للسكان لكل مستوى من هذه المستويات ، وهذه المستويات على النحو التالي :



1. نظام فهرسة المعلومات الجينية على المستوى المحلي
(LDIS : Local DNA Index Sytem)


ويعمل على بناء قواعد المعلومات الجينية المختلفة على مستوى المدينة فقط .


2. نظام فهرسة المعلومات الجينية على المستوى الاقليمي
(SDIS : State DNA Index Sytem)


ويعمل على بناء قواعد للمعلومات الجينية المختلفة على مستوى الولاية التي تضم عدة مدن وينظم تبادل المعلومات بين انحاء الولاية .

3. نظام فهرسة المعلومات الجينية على المستوى الوطني
(NDIS : National DNA Index Sytem)


ويعمل على بناء قواعد المعلومات الجينية على مستوى جميع الولايات ، ويقوم مكتب التحقيقات الفيدرالي بالاشراف على كل الولايات من خلال قاعدة المعلومات (NDIS) وايجاد نتائج المقارنات على مستوى الدولة ومن ثم اعادة النتيجة للمختبر الذي قام بطلب المسح المعلوماتي .




عندما بدأ العمل بنظام الفهرسة الوطني (NDIS) في اكتوبرعام 1998م تم اظهار وحفظ 19000 نمط وراثي يمثل عينات عينات قياسية لمحكومين و5000 نمط وراثي لعينات جنائية من تسع ولايات ، ثم ازداد العدد في عام 1999م لتقوم 21 ولاية بتخزين مايزيد عن 211000 نمط وراثي لعينات قياسية من محكومين ومايزيد عن 11000 نمط وراثي لعينات جنائية .


لتخزين المعلومات الوراثية في نظام (NDIS) فانه يلزم فحص عشرة مواقع وراثية على الاقل في العينات الجنائية (التي تعرضت للتلف او التحلل) من اصل الثلاثة عشر موقعا المعتمدة وقد تم ربط جميع المختبرات الجنائية في الولايات المتحدة الامريكية تحت اشراف مكتب التحقيقات الفيدرالي بشبكة خدمات معلوماتية كبيرة تسمى (cjs wan) عن طريق كيبل ينقل 105 ميحا بايت في الثانية .
طريقة التصنيف المعلوماتي للعينة في نظام (codis)
________________________________________

يحتوي نظام (CODIS) على المعلومات الضرورية لاجراء المقارنة بين الانماط الوراثية لعينات المحكومين القياسية والعينات المرفوعة من مسارح الحوادث في القضايا المختلفة حيث تخزن كل عينة من العينات القياسية للمجرمين في النظام على الشكل التالي :


1. معلومات العينة وتعطى رمزا يدل على المختبر الجنائي الذي قام بفحص العينة ويملك كافة المعلومات المتوفرة عن صاحب العينة مثل الاسم والهوية والعنوان .


2. رقم العينة المرتبط ببرنامج قاعدة المعلومات الجينية .


3. نوع التصنيف ويوضح نوع قاعدة المعلومات ( قياسية من السجناء – العينات الجنائية من مسارح الحوادث )


4. طبيعة العينة ( الطبيعة البيولوجية للعينة )


5. تحديد النمط الوراثي للعينة باستخدام ثلاثة عشر موقعا وراثيا .


6. احتمال تكرار هذا النمط الوراثي في قاعدة المعلومات الجينية المتوفرة .


ومما سبق من البيانات المذكورة يتضح ان هذه المعلومات الوراثية لاتشمل ملابسات الجريمة او تاريخ المحكوم الاجرامي ، ونستطيع معرفة عنوان المحكوم من خلال الرمز المعطى للعينة والمرتبط بالمختبر الذي قام بعملية الفحص ولديه كافة المعلومات عن صاحب العينة القياسية .



عند العثور على أي حالة تطابق بين الانماط الوراثية لاي عينة من العينات القياسية للسجناء مع الانماط الوراثية لاي من العينات المجهولة بمسارح الحوادث فانه يتم تبادل المعلومات بين المختبرات ذات الصلة بتحليل العينات التي حصلت بها حالة التطابق ومن ثم يؤكد هذا التطابق باعادة الفحص مرة اخرى ثم يتم بعد ذلك تحديد اسم صاحب العينة القياسية المطابقة وهويته وعنوانه من خلال المختبر الذي قام بفحص العينة .

وبنهاية شهر يناير لعام 2000م كان نظام (CODIS) قد حقق 600 حالة تطابق كانت كفيلة بفك غموض مئات الجرائم المقيدة ضد مجهول في كافة انحاء الولايات المتحدة الامريكية ، وتلعب قاعدة المعلومات الجينية دورا اساسيا في زيادة هذا الرقم من حالات التطابق مما جعل من الضروري زيادة عدد العينات التي يتم فحصها وتخزينها في قواعد المعلومات .
المواقع الوراثية المستخدمة في نظام (codis)
________________________________________

يعتبر نظام (CODIS) من اكثر الانظمة تحفظا في اثبات ارتباط نمطين وراثين ببعضهما ، حيث شملت الضوابط المستخدمة في هذا النظام ضرورة اظهار المواقع الوراثية عن طريق التقنيات الوراثية المستخدمة جنائيا ، وحديثا استخدمت تقنية ( STR ) حيث يتم بواسطتها اظهار ثلاثة عشر موقعا وراثيا للعينة بعدما توقف العمل بتقنية (RFLP) في مطلع عام 2000م واستبدل بتقنية (STR) والتي لها قوة تمييز تصل احيانا الى تحديد شخص واحد من 100 تريليون نسمة .


ممايجدر ذكره ان بعض الانظمة للمعلومات اوراثية مثل الانتربول الدولي يكتفي باظهار سبعة مواقع وراثية فقط لاثبات التطابق بين عينتين .
انواع سجلات المعلومات الجينية في نظام Codis
________________________________________

يحتوي نظام (CODIS) على مجموعتين اساسيتين من سجلات المعلومات الوراثية الاولى تمثل فهرس الانماط الوراثية للعينات القياسية للسجناء والثانية تمثل فهرس الانماط الوراثية للعينات الجنائية المرفوعة من مسارح الجرائم المختلفة , اضافة الى سجل لقاعدة البيانات الخاصة بالانماط الوراثية للسكان لاستخدامها في معرفة احتمال تكرار هده الانماط الوراثية بين الاشخاص في الولايات المتحدة ، وتوجد هاتان المجموعتان الاساسيتان في جميع مستويات نظام (CODIS) التي سيتم الاشارة اليها لاحقا .
برنامج فهرسة الحمض النووي الوراثي الموحد ( Codis )
________________________________________


نظرا للحاجة الماسة للتعرف على وجود ارتباط بين اصحاب السوابق والاثار التي تتخلف عنهم عنهم في مسارح الحوادث المختلفة ، لاسيما في دولة متسعة الارجاء كالولايات المتحدة ، فقد نشأت لدى مكتب التحقيقات الفيدرالي الامريكي فكرة انشاء قاعدة للمعلومات الجينية لعينات قياسية من السجناء وبحث ارتباطها بالعينات المرفوعة من مسارح الجرائم لتخدم اكبر عدد ممكن من المختبرات الجنائية على امتداد الولايات المتحدة الامريكية ، وقد اطلق على قاعدة المعلومات الوراثية CODIS وهي اختصار Combined DNA Index System ويعني نظام سجل المعلومات الوراثية الموحد .


بدا مكتب التحقيقات الفيدرالي الامريكي مشروع CODIS في عام 1990م ليغطي في البداية 14 ولاية اضافة الى المختبرات الخاصة بمكتب التحقيقات واستغرق العمل عدة سنوات لجمع وايجاد الانماط الوراثية لعينات قياسية وبحث ارتباطها بتلك المرفوعة من مسارح الجرائم المختلفة ، وفي اواخر التسعينات ارتفع عدد العينات الى مئات الالآف كما ازداد عدد المختبرات التي تتبادل المعلومات من خلال هذا النظام بشكل ملحوظ .



في نوفمبر عام 1999م اصبح عدد المختبرات العامة التي تستخدم نظام CODIS اكثر من 100 مختبر تغطي معظم الولايات المتحدة وتمكنت هذه المختبرات من تبادل الانماط الوراثية بين بعضها البعض من خلال قوعد المعلومات الجينية الوطنية
انواع القضايا التي تدخل ضمن التصنيف الجيني
________________________________________
انواع قواعد المعلومات الجينية الوطنية وثيقة الصلة بالمجال الامني



1. قواعد المعلومات الجينية الخاصة بالمحكومين والسجناء ، وهدا النوع من قواعد المعلومات تتركز مهمته في تحديد الانماط الوراثية للمحكومين والسجناء وحفظها وتصنيفها في انظمة حاسوبية لاغراض المقارنة اللاحقة .




2. قواعد المعلومات الجينية الخاصة بالعينات المرفوعة من مسارح الحوادث المختلفة وفي هذا النوع من قواعد المعلومات يتم تحديد الانماط الوراثية للعينات وحفظها وتصنيفها في انظمة حاسوبية لاغراض المقارنة اللاحقة .




3. قواعد المعلومات الجينية الخاصة بمنسوبي الجيش ورجال الدفاع المدني وذوي المهام الخاصة في أي دولة ، وتتمثل في ايجاد سجلات للعينات الحيوية مكن من خلاله التحقق مناتية المفقودين في الحروب والكوارث وغيرها عن طريق تحليل الآثار الحيوية المتخلفة عنهم ومقارنتها مع الانماط الوراثية التي يمك تحديدها لكل منهم من خلال سجلاتهم الحيوية المحفوظة لهم ، وتعتبر قضية الطيار السعودي المفقود في العراق نموذجا يمكن الاستشهاد به على اهمية مثل هذا النوع من قواعد المعلومات الجينية ، وتظهر اهمية هذا النوع من قواعد المعلومات عند عدم وجود اطراف يمكن الاستفدة منهم في اغراض المقارنة ( اب او ام ) .




4. قواعد المعلومات الجينية الممثلة للانماط الوراثية للمواطنين في أي مجتمع ويتم بناء هذا النوع من قواعد المعلومات بواسطة اختيار عينات عشوائية من افراد مجتمع الدراسة تكون ممثلة للسكان وللمناطق التي ينحدرون منها ، ويكون الهدف من ذلك ايجاد قواعد احصائية للانماط الوراثية يتم الاعتماد عليها في اصدار التقارير في القضايا الجنائية .
خصائص المعلومات الجينية الوطنية
________________________________________

ان المعلومات الجينية التي يتم الاحتفاظ بها في قواعد المعلومات الجينية الوطنية لابد ان تتميز بخصائص معينة تضمن صحتها ومصداقيتها وكفاءتها على المستوى الدولي .


وفيما يلي نورد بعض الخصائص الهامة التي ينبغي توفرها عند اعداد قواعد المعلومات الجينية :


اولا : تحديد عدد الانماط الوراثية التي تم اظهارها للعينات الواردة ، وبناء على ذلك يتم الاعتماد عليها في اثبات ارتباط عينتين ببعضهما .
على الرغم من ان اظهار اكبر عدد ممكن من الانماط الوراثية للعينة يعتبر هو الاكمل عى كل حال ، الا ان المختبرات العالمية والهيئات الدولية تتفاوت في تحديد العدد المطلوب من الانماط الوراثية لكل عينة ، فيما تلتزم مختبرات المباحث الفيدرالية الامريكية والدول التي تبنت النظام الخاص بها اظهار عدد 13 موقعا ، تكتفي الشرطة الدولية (الانتربول ) باشتراط اظهار 7 مواقع عند اجراء عمليات المقارنة بين المختبرات الدولية .




ثانيا : ضرورة استخدام الانظمة الربوتية (آلية التحكم ) في جميع خطوات الفحص والتحليل التي تمر بها العينة ، ذلك ان الاعداد المتزايدة من السجناء والمحكومين تتطلب سرعة اظهار الانماط الوراثية لهم لتحقيق الفائدة الأمولة من اجراء المقارنات الوراثية وربط عينات السجناء والمحكومين مع العينات المرفوعة من مسارح الحوادث المختلفة .




ثالثا : ان مما يجدر لااشارة اليه والعناية به في هذا المجال ضرورة تهيئة انظمة حاسوبية تكون قادرة على عمل مسح آلي سريع لعمل المقارنات المطلوبة بين الانماط الوراثية واثبات تطابقها من عدمه بكل دقة وفاعلية . كما ان من الضروري ان تكون هذه الانظمة والبرامج الحاسوبية مهيأة من حيث نوعية الملفات المخزنة للتوافق مع قواعد المعلومات الجينية الدولية لكون هذا الامر على درجة كبيرة من الاهمية عند الرغبة في ربطها مع تلك الانظمة ، واخيرا فان من المهم مراعاة مرونة البرامج الطبقة بما فيه الكفاية لمواجهة التطور التقني في مجال الحاسب الالي وتقنية فحص الحمض النووي الوراثي على حد سواء .




رابعا : توفر السرية الكاملة للمعلومات المخزنة في قواعد المعلومات الجينية ، فكما ان المحافظة على عينات المادة الوراثية لاي شخص تحمل معلومات هامة يتحتم المحافظة عليها في اماكن آمنة لضمان سريتها وخصوصيتها ، فان توفر السرية الكاملة للمعلومات المخزنة في قواعد المعلومات الجينية لايقل عنها اهمية ، ومما يمكن من الحفاظ على سرية وخصوصية المعلومات الجينية ايضا امكانية اخفاء أي اسماء او معلومات وصفية للاشخاص في تلك المعلومات المخزنة في قاعدة المعلومات الجينية فالعينة عند ادخالها في نظام المعلومات تعطى رمزا يدل على المختبر الذي قام بفحص وتخزين النمط الوراثي في النظام ويتم الاحتفاظ بالبيانات التفصيلية لاصحاب هذه العينات في سجلات محفوظة في اضيق نطاق ، وبالتالي فانه يصعب على أي شخص اخر معرفة اية معلومات عن صاحب هذا النمط الوراثي ، ومن هنا وجب تطبيق جميع قوانين لحفظ التوازن بين حقوق المتهم في الحفاظ على سرية المعلومات من جهة وحاجة الدوائرالامنية او القضائية الى تلك المعلومات الجينية للدليل من جهة اخرى مع مراعاة ادخال بعض الضوابط التي تحكم تداول الانماط الوراثية ، وان تستخدم هذه المعلومات لاغراض امنية بحتة ، واخيرا فانه يجب تحديد صلاحية الخول الى هذا النظام المعلوماتي بحيث يقتصر على الاشخاص المخولين باستخدامهذه النهايات الطرفية وتفرض عقوبات مشددة على أي شخص غير مصرح له يحاول الدخول على النظام .



خامسا : ضرورة مراعاة صحة المعلومات المخزنة في قواعد البيانات ، هناك تحد كبير يواجه الفاحصين للعينات الوراثية يتمثل في تفسير النتائج والتاكد من صحتها قبل ادخالها في قاعدة البيانات ومن ثم يقوم برنامج حاسوبي بعملية البحث والمسح الآلي للمعلومات المخزنة لايجاد العلاقة بين عينتين .



ان اختلاف المختبرات في تفسير النتائج تنعكس بشكل مباشر على صحة الانماط الوراثية المخزنة في النظام ،واذا لم تكن هناك آلية لضمانةصحة المعلومات المدخلة في نظام القواعد البيانية فان هذه البيانات تصبح عرضةً للخطأ ، لذلك لابد من تطبيق برنامج الرقابة النوعية والتحكم بالجودة والتاكد من تطبيقه من قبل جميع مختبرات الحمض النووي الوراثي التي تمد قاعدة البيانات الوطنية بالمعلومات وهذا البرنامج يتم اتباعه في جميع المختبرات العالمية .
اهمية قواعد المعلومات الوراثية
________________________________________
اهمية قواعد المعلومات الجينية الوطنية


تتلخص اهمية انشاء قواعد البيانات الجينية في تقديم المعلومات بشكل دقيق وميسر الى الكهات الامنية لكشف وحل غموض العديد من القضايا والجرائم ويتمثل ذلك من خلال :

اولا : اظهار الانماط الوراثية للكل محكوم في قضية جنائية ، ومن ثم يتم اجراء عمليات المقارنة بين الانماط الوراثية للمحكومين مع الانماط الوراثية للآثار المتتخلفة في مسارح الحوادث مجهولة المرتكبين من خلال قواعد المعلومات الوراثية المحفوظة لهذه الاثار وهذا يمكن من ربط عدد جرائم بمرتكبيها وفك غموضها .


ثانيا : ان عمليات المقارنة المشار اليها تمكن من معفة الاشخاص معتادي الاجرام والذين يشكلون خطرا كبيرا على الامن وذلك في حالة تطابق النمو الوراثي لعينات مرفوعة من مسارح حوادث مختلفة مع شخص بعينه .



ثالثا : اظهار الانماط الوراثية للآثار المتخلفة في مسارح الحوادث المختلفة ، ومن ثم يتم اجراء عمليات المقارنة لمعرفة ارتباط مسارح الحوادث ببعضها .


رابعا : تبرئة الاشخاص المتهمين في القضايا المختلفة عندما يتم عدم وجود أي ارتباط لانماطهم الوراثية مع الانماط الوراثية في القضايا المتهمين فيها والقضايا المسجلة ضد مجهول .
انواع قواعد المعلومات الوراثية
________________________________________
انواع قواعد المعلومات الجينية الوطنية وثيقة الصلة بالمجال الامني


1. قواعد المعلومات الجينية الخاصة بالمحكومين والسجناء ، وهدا النوع من قواعد المعلومات تتركز مهمته في تحديد الانماط الوراثية للمحكومين والسجناء وحفظها وتصنيفها في انظمة حاسوبية لاغراض المقارنة اللاحقة .

2. قواعد المعلومات الجينية الخاصة بالعينات المرفوعة من مسارح الحوادث المختلفة وفي هذا النوع من قواعد المعلومات يتم تحديد الانماط الوراثية للعينات وحفظها وتصنيفها في انظمة حاسوبية لاغراض المقارنة اللاحقة .


3. قواعد المعلومات الجينية الخاصة بمنسوبي الجيش ورجال الدفاع المدني وذوي المهام الخاصة في أي دولة ، وتتمثل في ايجاد سجلات للعينات الحيوية مكن من خلاله التحقق مناتية المفقودين في الحروب والكوارث وغيرها عن طريق تحليل الآثار الحيوية المتخلفة عنهم ومقارنتها مع الانماط الوراثية التي يمك تحديدها لكل منهم من خلال سجلاتهم الحيوية المحفوظة لهم ، وتعتبر قضية الطيار السعودي المفقود في العراق نموذجا يمكن الاستشهاد به على اهمية مثل هذا النوع من قواعد المعلومات الجينية ، وتظهر اهمية هذا النوع من قواعد المعلومات عند عدم وجود اطراف يمكن الاستفدة منهم في اغراض المقارنة ( اب او ام ) .

4. قواعد المعلومات الجينية الممثلة للانماط الوراثية للمواطنين في أي مجتمع ويتم بناء هذا النوع من قواعد المعلومات بواسطة اختيار عينات عشوائية من افراد مجتمع الدراسة تكون ممثلة للسكان وللمناطق التي ينحدرون منها ، ويكون الهدف من ذلك ايجاد قواعد احصائية للانماط الوراثية يتم الاعتماد عليها في اصدار التقارير في القضايا الجنائية .
انشاء قواعد المعلومات الجنائية الوطنية
________________________________________

برزت في السنوات القليلة الماضية جهود دولية عديدة لانشاء بنوك جينية للاستفادة منها في المجال المني ومكافحة الجريمة فقد بدأت تطبيقات هيئة خدمة العلوم الجنائية
((Forensic Science Service ) ) في بريطانيا في اوائل التسعينات الميلادية ، وكان بعد ذلك تطبيقات اكثر كفاءة في هذا المجال قامت بها المباحث الفيدرالية الامريكية ، ثم تتابعت مشروعات الاستفادة من هذه التطبيقات من قبل بعض الهيئات الدولية مثل الشرطة الدولية ( الانتربول) لتوسيع نطاق تطبيق هذه البنوك في ظل الاتفاقيات الدولية ، كما تبنت المباحث الفيدرالية الامريكية نظاما لهذا الغرض اطلق عليه ( CODIS ) يستخدم هذا النظام حتى الان اثنتا عشر دولة وتقوم اربع عشرة دولة اخرى بتقييم ادائه لمعرفة صلاحيته لان يكون نظاما عالميا في هذا المجال .


ان الملاحظ ان هذه الجهود اقتصرت على الدول المتقدمة فحسب ، الا انه حتى وقتنا الحاضر لم تظهر هناك جهود فاعلة في انشاء مثل هذه البنوك في بقية دول العالم – ولو على المستويات المحلية – لتحقيق الاهداف التي تمخضت عنها هذه البنوك في دول العالم المتقدمة ، فضلا عن عدم وجود أي تنسيق على مستويات وطنية يمكن من خلالها للجهات الامنية انشاء مثل هذه البنوك ، ومن هنا نشات الى الحاجة الى التنسيق على اعلى المستويات الامنية والعلمية لبناء قاعدة بيانات وطنية لللحمض النووي الوراثي .

لذا فقد تم اعداد هذه الدراسة – والتي نراها انها نواة – ينبغي ان يتبعها العديد من الدراسات التفصيلية حول انشاء قواعد المعلومات الجينية الوطنية مع ضرورة الاشارة الى الاستفادة من التجارب الائدة في هذا المجال .

عملية القياس باستخدام تقنية SoltBlot
________________________________________
تعتبر هذه التقنية من اكثر الطرق استخداما في المختبرات الجنائية حاليا لقياس كمية الحمض النووي الوراثي المستخلص .


هذه التقنية خاصة بالحمض النووي الوراثي البشري وبعض انواع قرود الشامبانزي بسبب استخدام بروب (Prob) الذي يعتبر مكملا لتسلسل وحدة (alpha satellite) في الموقع الوراثي D17Z1 الموجود على كروموسوم رقم 17 لهذه الكائنات .



بدأت هذه التقنية باستخدام مواد مشعة وتم تطويرها باستخدام كواشف النصوع الكيميائي Chemaluminescent واخرى لونية Colorimetric .



في هذه التقنية يتم لصق الحامض النووي الوراثي المستخلص على غشاء من النايلون ثم يتم اضافة (تهجين) كاشف بروب (Prob) خاص بتهجين الحمض النووي الوراثي الآدمي على العينة الموجودة على الغشاء .

كلتا الطريقتين الكيميائية واللونية تنتج خطوط (بقع) ذات كثافة (لونية او اشعاعية) معينة ، نقوم بمقارنة هذه الخطوط بين العينة والعينات القياسية معروفة التركيز لمعرفة أي من هذه العينات القياسية يتشابه مع العينة ومن ثم يتم تقدير تركيز هذه العينة .


القياس باستخدام تقنية SoltBlot هو قياس نسبي تتم فيه مقارنة عينة مجهولة التركيز بعينات قياسية محضرة بطريقة التخفيف التسلسلي لعينة ذات تركيز معلوم ، بالامكان تحديد تركيز ثلاثين عينة باستخدام هذه التقنية (في وجود ثمان عينات قياسية) .


تستغرق هذه العملية عدة ساعات ونستطيع من خلالها معرفة تركيز العينات المستخلصة عن Chelex التي تنتج شريط واحد لانها ذات حساسية عالية تصل الى معرفة تركيز قدره 150 بيكوجرام أي مايعادل 50 نسخة من الحمض النووي الوراثي الآدمي.


هذه التقنية تسوق تجاريا على هيئة منتجين QuantBlot من شركة PE Biosystem والثاني ACES+2.0 من شركة Life Technologies ، وكلتا الشركتين امريكية وتستخدم نفس الكاشف (Probe D17Z1) الموجود على كروموسوم رقم 17 .
استخلاص الحمض النووي الوراثي
________________________________________

الحامض النووي الوراثي يجب ان يفصل عن باقي المواد الخلوية (البروتين) قبل فحصه ، فالبروتينات الخلوية التي تحفظ وتحمي الحمض النووي الوراثي داخل البيئة الخلوية تقف عائقا لايمكننا من فحص الحمض النووي الوراثي الامر الذي طورت من اجله طرق الاستخلاص لفصل البروتينات والمواد الخلوية عن الحمض النووي الوراثي .


تستخدم المختبرات الجنائية ثلاث طرق لاستخلاص الحمض النوي الوراثي هي :
• الاستخلاص العضوي .
• الاستخلاص بمادة Chelex .
• الاستخلاص بواسطة بطاقات FTA .


ويعتمد عزل واستخلاص الحمض النووي الوراثي على نوع الاثر الحيوي المفحوص فمثلا يعامل الدم الطازج بطريقة مختلفة عن بقع الدم الجافة او عينات العظام .

الاستخلاص العضوي يطلق عليه الاستخلاص باستخدام مادة الفينول كلورفورم وقد ظل هذا مستخدما ويتوقع ان يستمر مع تقنية PCR وتقنية RFLP .

ويعتبر الاستخلاص بمادة Chelexاسرع من الاستخلاص العضوي اضافة الى احتوائه على عدد اقل من الخطوات وبالتالي تضاءل فرصة تلوث عينة بأخرى اثناء نقلها من انبوب لآخر فالعملية بكاملها تتم في انبوب واحد ،على الرغم من ان هذه العملية تنتج شريطين منفصلين من الحمض النووي الوراثي ، الامر الذي لا يلائم تقنية PCR ، غير انها تلائم التقنيات المبنية على تفاعل PCR .

عند التعامل مع العينات يجب اخذ الحيطة والحذر لتفادي تلوث العينات جراء انتقال عينة من انبوب لآخر اثناء عملية الاستخلاص وتعتبر مرحلة الاستخلاص من اكثر المراحل عرضة للتلوث لذلك يجب فصل وقت ومكان استخلاص العينات الجنائية عن تلك القياسية .

من الطرق الشائعة لتحضير عينة دم قياسية هو اخذ نقطة دم على قماش قطني ( استخدمت حديثا بطاقات FTA) لتغطي مساحة سنتيمتر مربع ( كل قطرة دم تعادل 10 ميكروليتر ) تحتوي تقريبا 70,000 – 80,000 كرية دم بيضاء وتنتج تقريبا 500 نانوجرام من الحمض النووي الوراثي ويختلف هذا الناتج من عينة لاخرى بناء على عدد كريات الدم البيضاء وفاعلية الطريقة المستخدمة في الاستخلاص .

يخزن الحمض النووي الوراثي المستخلص في درجة حرارة _ 20 مئوية او _ 80 درجة مئوية لتخزينه لفترات طويلة جدا وذلك لتفادي تأثير الانزيمات المحللة (Nuclease) وهي انزيمات موجودة في الخلية تفكك جزيء الحامض النووي الوراثي مما يسمح بتدوير عملية تركيب النيوكليتدات .

وهذه الانزيمات تحتاج لعنصر المغنيسيوم لتعمل بشكل مثالي ولذلك تستخدم في جمع عينات الدم القياسية انابيب تحتوي على مادة EDTA التي ترتبط بعنصر المغنيسيوم وتجعل الانزيمات غير فعالة .
تقنية تفاعل البوليميرازالتسلسلي pcr
________________________________________
من اهم الاسباب التي كانت تعيق تطبيق تقنيات البيولوجيا الجزيئية في مختبرات
التشخيص الطبية الروتينية هو ندرة الحموض النووية في العينة المدروسة
لكن بفضل اكتشاف تقنيةPCR على يد الباحث K.Mullis عام 1985 تمكن الباحثون من
الحصول على كميات ضخمة من الحموض النووية
وتعتبر هذه التقنية سهلة وبسيطة من حيث المبدأ حيث يتم استخدام قطعة واحدة
من ال DNA ( مورثة واحدة مثلاً ) ويتم اكثارها لانتاج ملايين أو بلايين النسخ
وتختلف هذه التقنية اختلافاً كلياً عن تقنية تنسيل الجينات لأن تقنية تنسيل الجينات
تعتمد على خلايا حية من أجل تضخيم المورثات أما في تقنية ال PCR يتم التضخيم في انبوب الاختبار وعلى قطع معزولة من ال DNA
هذا وتعتمد تقنية ال PCR على نفس المعلومات النظرية المعروفة والخاصة بتضاعف
الـ DNA وبالتالي أصبح بمقدورنا تضخيم ( إكثار ) أي مورثة أو قطعة من ال DNA مخبرياً
في حال توصلنا إلى فصل خيطي ال DNA و كذلك إذا كانت لدينا معلومات مسبقة عن عن التسلسل النيكلوتيدي لل DNA المراد تضخيمه . لنتمكن من تصنيع البادئة Primer الخاصة بكل خيط من خيوط ال DNA المراد تضخيمه
ازداد تطور ال PCR بفضل اكتشاف وعزل نوع خاص من الجراثيم تعيش في نبع للمياه
الحارة في محمية يللوستون القومية في الولايات المتحدة
حيث تملك هذه الجرثومة والتي أطلق عليها اسم Thermus aquatics مقدرة هائلة على تحمل حرارة مرتفعة تصل حتى 86 درجة مئوية
ولكن كيف استفاد الباحث K.Mullis من هذا الاكتشاف في تطوير تقنية PCR ؟
في الحقيقة لقد استخدمت تقنيات التضخيم السابقة انزيم البلمرة DNA Polymerase
المعروف والمستخلص من جراثيم E. coli
لكن ابرز سلبيات استخدام هذا الانزيم أنه كان من الضروري إضافة كميات كبيرة منه
بعد كل دورة تضخيم للـ DNA ( أو بعد كل دورة حرارية ) وذلك بسبب التلف الذي تسببه الحرارة المرتفعة - والضرورية لفصل خيطي الـ DNA عن بعضهما – لانزيم DNA Polymerase لتفادي هذه المشكلة قام موليس بعزل انزيم البلمرة الخاص بالجرثومة المذكورةThermus aquatics و أطلق عليه اسم انزيم Taq Polymerase .
يتصف هذا الانزيم بكونه ثابت حرارياً وقادر على مقاومة الحرارة المرتفعة
وهكذا يتم إضافة انزيم ال Taq Polymerase مرة واحدة فقط قبل البدء بعملية التضخيم .
وسوف نتطرق لمراحل تفاعل الPCR والتطبيقات العملية لهذه التقنية إن احببتم
عملية القياس باستخدام تقنية Picogreen Microtiter Plate
________________________________________

كلما تطورت الطرق المستخدمة في فحص الحمض النووي الوراثي كلما زادت الحاجة الى استخدام وسائل اتوماتيكية للحصول على نتائج سريعة ، هذه الوسائل تقوم ببعض الوظائف الخاصة مثل قياس كمية المادة الوراثية في العينة المستخلصة .
لهذا السبب قامت مختبرات (FSS) البريطانية بابتكار طريقة Picogreen والتي لها القدرة على قياس تركيز يصل الى 0.25ng/ML لشريطي الحمض النووي الوراثي في طبق قادر على ان يحمل 96 عينة يسمى Microtiter Plate .


تستخدم هذه التقنية صبغة متمخلبة لها فلورنست تسمى Picogreen يزداد هذا الفلورينست عند ارتباط هذه الصبغة بشريطي الحمض النووي الوراثي .


يضاف خمسة ميكروليتر من العينة 195 ميكروليتر من محلول يحتوي على الصبغة , وتوضع كل عينة في المكان المخصص لها في Microtiter Plate ثم تفحص بواسطة Fluorometer .



يتم فحص 80 عينة اضافة الى 16 عينة للمعايرة خلال نصف ساعة ، ويحدد تركيز العينات بواسطة المنحنى القياسي هذه الطريقة تستخدم بشكل ملائم في عملية الفحص الآلية (الروبوتية)، على الرغم من انها ليست خاصة فقط بالحمض النووي الوراثي الآدمي ، كل طريقة لها مميزاتها ولها سلبياتها ، واستخدامها يعتمد على الحاجة لمثل هذه الطرق والامكانات المتوفرة في المختبرات الجنائية .
الاستخلاص التفاضلي
________________________________________

الاستخلاص التفاضلي هو جزء مطور من الاستخلاص العضوي بحيث يتم فيه فصل الخلايا الطلائية عن الحيوانات المنوية .

ظهر هذا النوع من الاستخلاص في عام 1985م ، ويستخدم اليوم من قبل مختبرات مكتب التحقيقات الفيدرالي الامريكي ومختبرات جنائية اخرى حول العالم لفصل التلوثات الذكرية عن تلك الانثوية في قضايا الاعتداء الجنسي والتي تتضمن اختلاطا للاحماض النووية الوراثية والانثوية معا .

عند فصل الخلايا الطلائية (الضحية) عن الحيوانات المنوية يصبح من السهل تحليل الانماط الوراثية للجاني في قضايا الاغتصاب .

في هذا النوع من الاستخلاص يتم تحطيم جدار الخلايا الطلائية بشكل تفاضلي ( قبل تحطيم جدران خلايا الحيوانات المنوية) وذلك بتحضينها في محلول (Proteinase K / SDS) ليتحرر بعدها الحمض النووي الوراثي الخاص بتلك الخلايا الطلائية اولا ومن ثم يتم عمل طرد مركزي ويسحب الرائق .

يضاف على الجزء المتبقي في قاع الانبوب محلول (Proteinase K / SDS) اضافة الى (DDT) الذي يحطم روابط الكبريت الثنائية في البروتينات التي تقوم بتكوين جدار نواة الحيوان المنوي والذي لايتحطم الا بوجود هذه المادة .

الاختلاف بين الاستخلاص التفاضلي والعضوي هي خطوة التحضين الاولى التي تتم مع محلول (Proteinase K / SDS) بدون وجود مادة (DDT) .

بعض الاشخاص لديهم حالة مرضية بحيث لايتمكنون من افراز حيوانات منوية بسبب خلل في الخلايا المنتجة للحيوانات المنوية الامر أي يجعل من الصعوبة بمكان اجراء عملية الفصل لغياب الحيوانات المنوية اصلا .

للتغلب على مثل هذه المشاكل طورت تقنيات جديدة مثل تقنية Y-Chromosome والتي تكشف عن الجزء الذكري فقط حتى في غياب الحيوانات المنوية و وجود كم كبير من الخلايا الطلائية .
طريقة الاستخلاص بمادة Chelex
________________________________________
اصبحت هذه الطريقة الغير عضوية شائعة الاستخدام في كافة المختبرات الجنائية حول العالم وهي عبارة عن اضافة مادة غروية متمخلبة الى العينة مباشرة مثل الدم الطازج والبقع المنوية والدموية .




وقدمت مختبرات Biorad الامريكية هذه الطريقة في عام 1991م الى مجتمع الحمض النووي الوراثي الجنائي حيث ظهرت مادة Chelex لاول مرة ، وهي مادة غروية تسمح بتبادل الايونات وتتكون من بوليمرات الستيرين داي فينيل بنزين التي تحتوي على زوج من ايونات الايمينو ثنائية الاسيتات Iminodiacetate والتي تعمل كمجموعة مخلبية ترتبط بالايونات المعدنية مثل ايونات المغنيسيوم ، عند ازالة المغنيسيوم من تفاعل تصبح الانزيمات المحللة (Nuclease) غير نشطة وبالتالي يبقى جزيء الحمض النووي الوراثي سليما .





معظم الطرق التي تستخدم Chelex لاضافته على العينات الحيوية مثل بقع الدم الجافة وتغلى العينة لعدة دقائق بهدف تحطيم الخلايا واطلاق الحمض النووي الوراثي ، تسبق هذه العملية عادة غسل للعينة عدة مرات لازالة المواد الملوثة والمثبطة مثل مادة الهيموجلوبين وبروتينات اخرى .




تعريض الحمض النووي الوراثي لدرجة حرارة تقارب الغليان يؤدي الى فصل (تشويه) شريطي الحمض النووي الوراثي ويفجر جدار الخلية ويدمر بروتينات الخلية ، ثم تجرى عملية طرد مركزي لسحب هذه المادة الغروية الى القاع ويفصل الرائق المحتوي على الحمض النووي الوراثي في انبوب آخر لتكبيره مباشرة عن طريق تفاعل PCR.



اضافة كمية كبيرة من الدم الطازج او قص قطع كبيرة من بقع الدم الجاف تؤدي الى تثبيط تفاعل PCR ، لان صانعوا كواشف التكبير AmpF1STR يوصون بأخذ ثلاثة ميكروليتر من الدم الطازج وبقص مساحة 3*3 ميليمتر من بقع الدم الجاف للحصول على افضل النتائج .


على الرغم من ان هذه الطريقة غير مجدية لاستخدامها ضمن تقنية PCR التي لم تعد تستخدم على نطاق واسع في المجال الجنائي لانها تفصل (تشوه) شريطي الحمض النووي الوراثي الا انها تعتبر طريقة فعالة وسريعة للغاية اضافة الى انها تخلص التفاعل من المثبطات وتقلل خطر تعرض العينات للتلوث لان كامل العملية تتم في انبوب واحد .
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
MR.LAB




عدد المساهمات: 55
تاريخ التسجيل: 25/03/2011

مُساهمةموضوع: رد: الـــهندســه الوراثــية (موضوع موسع يفضل فتحه عن طريق Fairefox)   الثلاثاء أبريل 12, 2011 5:09 pm

طريقة الفينول كلوروفورم (الاستخلاص العضوي)
________________________________________

الاستخلاص العضوي يتضمن اضافة متتابعة للعديد من المواد الكيميائية ، فيضاف اولا محلول يحتوي على مادة (SDS) Sodium Dodecyl Sulfate ومادة Proteinase K لتحطيم جدار الخلية وتحطيم البروتينات مثل البروتين (Histone) الذي يلتف حوله الحمض النووي الوراثي خلال تشكله داخل الكروموسوم ، ثم يضاف مخلوط الفينول كلوروفوم لفصل الحامض النووي الوراثي عن البروتينات لانه يذوب في الماء بصورة اكبر من ذوبانه في الفينول كلوروفورم .

بعدها تتم عملية ترشيح من خلال Centricon وتستخدم عملية التركيز هذه بدلا من الترسيب بالايثانول وذلك للتخلص من المواد المثبطة مثل مادة الهيموجلوبين الموجودة في كريات الدم الحمراء .

وعلى الرغم من ان هذه الطريقة تنتج كمية من الحامض النووي الوراثي ذات وزن جزيئي عالي الا انها تستغرق وقتا طويلا اضافة الى خطورة المواد المستخدمة و السمية العالية وعرضة العينات للتلوث اثناء نقل العينة من انبوب لآخر .


الاجهزة المرنة Flexible Instruments
________________________________________


تقوم هذه الاجهزة بفحص عدد محدود من العينات باستخدام تقنية الزمن الحقيقي لتفاعل التسلسل المبلمر ، ومن امثلة هذا النوع :


• (جهاز المدور الحركي الذكي Smart Cycler) من شركة Cepheid .. ويحتوي هذا الجهاز على قالب يتسع 16 عينة .

• (جهاز الانبوبة الشعرية Capillary System) يستخدم الانبوبة الشعرية بدلا من انابيب العينات البلاستيكية ويستطيع هذا الجهاز فحص 32 عينة .


• (جهاز Corbett Rotor Gene) ويستخدم عملية الطرد المركزي في تفاعل التسلسل اللمبلمر بفحص 32 – 72 عينة .
تفاعل التسلسل المبلمر والكمي والنوعي Qualitative and Quantitative (Q & Q & PCR)
________________________________________
قد احدث ثورة تقنية وعلمية حيث انه يجمع بين تكبير عينة الحمض النووي الوراثي وبين الكشف عن كمية و نوعية ناتج التكبير في انبوبة تفاعل واحدة الامر الذي يحمي العينات من التلوث نتيجة فتح واغلاق انابيب التفاعل .


وتعتمد الطرق المستخدمة حاليا على الاختلاف في شدة الفلورسنت المرتبطة بشكل طردي بزيادة ناتج التكبير .


PCR هذه التقنية تقوم بعملية التكبير من خلال جهاز مدور حراري مثبت بها وتقوم بتحليل نتائج التفاعل باستخدم برامج حسابية .


ايضا تم تطوير عدة طرق كيميائية مختلفة للكشف عن نواتج التفاعل وتبعا لها تم تطوير انواع مختلفة من الاجهزة والتي اصبحت متوفرة بشكل تجاري .



تقسم هذه الاجهزة تبعا لقدرتها على استيعاب عدد معين من العينات الى :


• اجهزة مرنة .
• اجهزة عالية الانتاج .
خطوط توجيهية لإجراء تقييم السلامة للأغذية المنتَجة باستخدام الكائنات الحية الدقيقة ا
________________________________________
خطوط توجيهية لإجراء تقييم السلامة للأغذية المنتَجة باستخدام الكائنات الحية الدقيقة المترابطة الدنا
القسم 1 – النِطاق1- هذه الخطوط التوجيهية تشكّل دعامةً لمبادئ تحليل المخاطر للأغذية المستمدّة من التقانة الحيوية الحديثة، وهي تعالج جوانب السلامة والتغذية للأغذية المنتَجة من خلال أنشطة الكائنات الحية الدقيقة ذات الدنا المترابط(1) . والكائنات الدقيقة المترابطة الدنا التي تستعمل لإنتاج هذه الأغذية تُستمدّ عموماً باستخدام تقنيات التقانة الحيوية الحديثة من فصائلَ تحظى بتاريخ استعمال آمن ومستهدف في إنتاج الغذاء. غير أنّه في الأمثلة التي لا تتمتع فيها الفصائل المتلقية بتاريخ آمن للاستعمال، يجب إقامة البرهان على

سلامتها(2) . إنّ مثل هذه الأغذية ومركبات الأغذية قد تحتوي على كائنات دقيقة مترابطة الدنا قابلة للحياة أو غير قابلة للحياة، أو قد يتمّ إنتاجها عبر التخمير باستعمال كائنات دقيقة مترابطة الدنا قد تكون أزيلت منها الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا.

2- إقراراً بأن مثل هذه القضايا يجب أن يتمّ التعاطي معها من قِبل هيئات أو صكوك أخرى، فإنّ هذه الوثيقة لا تتطرّق إلى:


سلامة الكائنات الدقيقة المستعملة في الزراعة (لحماية النبات، الأسمدة الحيوية، في علف الحيوان أو الأغذية المستمدّة من الحيوانات التي تتغذى على العلف، إلخ)؛
المخاطر المرتبطة بالإطلاقات البيئية للكائنات الدقيقة المترابطة الدنا والمستعملة في إنتاج الغذاء؛
سلامة المواد التي تنتجها الكائنات الدقيقة والتي تستعمل كمواد مضافة أو مُعينات تصنيع، بما فيها الأنزيمات المستعملة في إنتاج الغذاء ؛
المنافع الخاصة المزعومة أو الآثار المُكثرة للكائنات الحية probiotic effects التي قد تُعزى لاستخدام الكائنات الدقيقة في الغذاء(3)؛ أو
القضايا المتعلقة بسلامة العاملين في قطاع الإنتاج الغذائي الذين يتعاملون مع الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا.

3- هناك أنواع من الكائنات الحية الدقيقة المستخدمة في تصنيع الأغذية تتمتع بتاريخ استعمال آمن طويل سابق لتاريخ التقييم العلمي. لقد تمّ تقييم عدد قليل فقط من الكائنات الدقيقة علمياً بأسلوب من شأنه أن يقدّم توصيفاً شاملاً لجميع المخاطر المحتملة المرتبطة بالغذاء التي تستعمل في إنتاجه، بما يشمل في بعض الحالات، استهلاك الكائنات الدقيقة القابلة للحياة. وزيادة على ذلك، فإنّ مبادئ الدستور لتحليل المخاطر، لاسيما تلك المتعلقة بتقييم المخاطر، قد صُمّمت بالدرجة الأولى لتنطبق على الكيانات الكيميائية المنفصلة مثل المواد المضافة للأغذية ومخلّفات المبيدات، أو بعض الملوّثات الكيميائية أو الميكروبية الخاصة التي لها مصادر خطر ومخاطر يمكن تحديدها؛ فهذه المبادئ لم تصمّم أصلاً لتنطبق على الاستعمالات المقصودة للكائنات الدقيقة في تصنيع الغذاء أو في الأغذية التي تمّ تحويلها عبر تخميرات ميكروبية. لقد ركّزت تقييمات السلامة التي تمّ إجراؤها في المقام الأوّل على غياب الخصائص المرتبطة بالقدرة على التسبب بالأمراض في هذه الكائنات الدقيقة وغياب التقارير عن الأحداث الضارّة التي تُعزى إلى ابتلاع هذه الكائنات الدقيقة، وذلك أكثر من تركيزها بالأحرى على تقييم نتائج الدراسات الموصى بها. وأكثر من ذلك، فإنّ العديد من الأغذية تحتوي على موادّ قد تبدو خطرة على الأرجح إذا ما أُخضعت لمناهجَ تقليديةٍ لاختبار السلامة. ولذا، فمن المطلوب وجود منهجٍ أكثرَ تركيزاً لدى النظر في سلامة غذاء كامل.

4- المعلومات التي يُنظر إليها في تطوير هذا المنهج تتضمن ما يلي :



(أ) استعمالات الكائنات الحية الدقيقة في الإنتاج الغذائي؛

(ب) دراسة أنواع التحويرات الوراثية التي من المرجح أن تكون قد حدثت في هذه الكائنات؛

(ج) أنواع المنهجيات المتوفّرة لإجراء تقييم للسلامة؛

(د) والمسائل المتعلّقة باستخدام الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا في الإنتاج الغذائي بما يشمل استقرارها الجيني، وقدرتها على نقل الجينات، واستيطانها للمسلك الهضمي (المسلك المعدي المعويgastrointestinal tract) وبقاءها فيه(4) ، والتداخلات التي قد تكون للكائن الدقيق المترابط الدنا مع النَبيت الجرثومي المعدي المِعَويgastrointestinal flora أو مع المُضيف الثديي، وأي أثر للكائن الدقيق المترابط الدنا على نظام المناعة.



5- يقوم هذا المنهج على المبدأ القائل بأنّ سلامة الأغذية المنتَجة باستخدام كائنات دقيقة مترابطة الدنا يتمّ تقييمُها بالمقارنة مع نظيراتها التقليدية التي تتمتّع بتاريخ استعمال آمن، ليس فقط للغذاء المنتَج باستخدام كائن دقيق مترابط الدنا، بل وأيضاً للكائن الدقيق نفسه. وهذا المنهج يأخذ كلاً من الآثار المقصودة وغير المقصودة بعين الاعتبار. وبدلاً من تحديد كلّ خطر من الأخطار المرتبطة بغذاء معين أو بالكائن الدقيق، فإنّ الهدف المقصود هو بالأحرى تحديد الأخطار الجديدة أو المحوَّرة بالمقارنة مع النظير التقليدي.

6- يندرج منهج تقييم السلامة هذا ضمن إطار تقييم المخاطر كما تمّ نقاشه في القسم الثالث من مبادئ تحليل المخاطر للأغذية المستمدّة من التقانة الحيوية الحديثة. إذا ما تمّ تحديد خطر جديد أو محوَّر، أو أيّ قلق يخصّ التغذية أو سلامة الأغذية عبر تقييم السلامة، فيجب بدايةً تقييم الخطر المرتبط به لتحديد مدى علاقته بصحة الإنسان. وتبعاً لتقييم السلامة، ولأي تقييم إضافي للمخاطر عند الضرورة، سيتمّ إخضاع الغذاء أو المكوّن الغذائي، كالكائن الدقيق المستعمل في الإنتاج مثلاً، لاعتبارات إدارة المخاطر بما ينسجم مع مبادئ تحليل المخاطر للأغذية المستمدّة من التقانة الحيوية الحديثة، وذلك قبل بحث توزيع الغذاء المعني بالأمر تجارياً.

7- قد تساعد تدابير إدارة المخاطر، كرصد الآثار على صحّة المستهلك بعد التسويق على سبيل المثال، في عملية تقييم المخاطر. وهذه التدابير تمّ نقاشها في الفقرة 20 من مبادئ تحليل المخاطر للأغذية المستمدّة من التقانة الحيوية الحديثة.

8- تقدّم هذه الخطوط التوجيهية وصفاً للمناهج الموصى بها لإجراء تقييمات السلامة للأغذية المنتجَة باستخدام كائنات دقيقة مترابطة الدنا، من خلال عقد مقارنة مع نظير تقليدي. وسينصبّ تركيز تقييم السلامة على سلامة الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا المستعملة في إنتاج الغذاء، وكذلك حينما يكون مناسباً، على المئيضات المنتَجة عبر نشاط الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا على الغذاء. وهذه الخطوط التوجيهية تحدّد البيانات والمعلومات القابلة للتطبيق عموماً لعمل مثل هذه التقييمات.عند عقد مقارنة بين كائن دقيق مترابط الدنا أو غذاء منتج باستخدام كائن دقيق مترابط الدنا، كلّ بنظيره التقليدي، فيجب أخذ أية فروقات يتمّ تحديدها بالحسبان، ومعرفة إن كانت نابعة عن آثار مقصودة أو غير مقصودة. ولا بدّ من إيلاء أهمية كبيرة للتفاعلات بين الكائن الدقيق المترابط الدنا وبين قاعدة الغذاءfood matrix أو النَبيت الصغير microfloraوكذلك لسلامة أيّ بروتين/بروتينات معبر عنها حديثاً وأية منتَجات أيضية ثانوية. ورغم أنّ هذه الخطوط التوجيهية قد صُمِّمت للأغذية المنتجَة باستخدام كائنات دقيقة مترابطة الدنا، إلاّ أنّ المنهج المبيّن يمكن أن يُطبَّق، عموماً، على أغذية منتَجة باستخدام كائنات دقيقة تمّ تحويرها عبر تقنيات أخرى.

القسم 2 – التعريفات9- التعريفات الواردة أدناه تنطبق على هذه الخطوط التوجيهية :

"كائن دقيق مترابط الدنا" “Recombinant-DNA Microorganism”– يعني البكتيريا أو الخمائر أو الفطريات الخيطية التي تمّ تحوير مادّتها الوراثية من خلال تقنيات الحمض النووي في الأنابيب، بما في ذلك الحمض النووي الصبغي المترابط، والحقن المباشر للحمض النووي داخل الخلايا أو العضيات.

" النظير التقليدي"(5) – هو:


كائن دقيق/فصيلة له تاريخ استعمال آمن معروف في إنتاج و/أو تصنيع الغذاء وله علاقة بالفصيلة المترابطة الدنا. هذا الكائن الدقيق قد يكون قابلاً للحياة في الغذاء أو قد تتمّ إزالته في التصنيع أو جعله غير قابل للحياة أثناء التصنيع؛
أو هو غذاء منتَج باستخدام الكائنات الدقيقة التقليدية للتصنيع الغذائي والتي توجد خبرة لإثبات سلامتها، استناداً إلى استعمالها الشائع كغذاء .

القسم 3 – مقدمة حول تقييم سلامة الأغذية 10- معظم الأغذية المنتجة عن طريق التنمية المستهدفة للكائنات الدقيقة تضرب جذورها في العصور القديمة، وقد اُعتبِرت آمنة قبل نشوء الأساليب العلمية لتقييم السلامة بزمن طويل. والكائنات الدقيقة تمتلك خصائصَ، كنسب النمو السريعة، تسمح بتطبيق التحويرات الوراثية ضمن أطر زمنية قصيرة، سواء باستخدام التقنيات التقليدية أو التقانة الحيوية الحديثة. بالنسبة للكائنات الدقيقة المستعملة في إنتاج الغذاء المستمدّ باستخدام تقنيات وراثية تقليدية فهي لم تخضع عادةً وبشكلٍ منتظم لتقييمات كيميائية أو سُّمِية أو وَبائية أو طبية شاملة قبل التسويق. وبدلاً من ذلك، فقد قام الاختصاصِيّون في علوم المِكروبيولوجيا والفطريات وتكنولوجيا الأغذية بتقييم فصائلَ جديدةً من البكتيريا والخمائر والفطريات الخيطية لمعرفة صفاتها المظهرية المفيدة فيما يخصّ النظام الغذائي.

11- من الواجب أن تعمل تقييمات السلامة للكائنات الدقيقة المترابطة الدنا على توثيق استعمال الكائنات الدقيقة ذات القرابة في الأغذية، وغياب الميزات المعروف عنها أنّها تختصّ بالكائنات المُسَبِّبَة للأمراض pathogens في الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا أو في الفصائل المستعملة لبناء الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا، وكذلك الأحداث الضارة المتعلّقة بالكائنات المتلقّية أو القريبة. وزيادة على ذلك، عندما يؤثّر كائن دقيق مباشرةّ على الغذاء أو يبقى فيه، فلا بدّ من فحص أيّة آثار على سلامة الغذاء المعني.

12- يُعتبر استخدام نماذج الحيوان لتقييم آثار السُّمِية عنصراً رئيسياً في تقييم المخاطر للعديد من المركّبات كالمبيدات مثلاً. غير أنّه وفي معظم الحالات، فإنّ المادّة التي سيجرى فحصها تكون موَصّفَةً بشكل جيد، وتتّسم بنقاوة معروفة، وليست ذات قيمة تغذوية خاصة، كما أنّ مدى تعرّض الإنسان لها منخفض عموماً. لذا فمن المُنصف نسبياً تغذية الحيوانات على مثل هذه المركّبات بمستوى جرعات أكبر بعدّة مرّات من المستويات المتوقّعة لتعرّض الإنسان لها، بُغية تحديد أيّة آثار صحية ضارّة محتملة ذات شأن بالنسبة للبشر. وبهذه الطريقة، فمن الممكن في معظم الحالات تقدير مستويات التعرّض التي لا يتمّ عندها ملاحظة الآثار الضارّة ووضع مستويات الاستيعاب الآمنة من خلال تطبيق عوامل السلامة المناسبة.

13- الدراسات على الحيوان لا يمكن تطبيقها بعجلة لاختبار المخاطر المرتبطة بالأغذية الكاملة، والتي تمثّل مزيجاً معقّداً من المركّبات، وتتّصف عادة بتغيّر واسع بالنسبة لتركيبها وقيمتها التغذوية. ونتيجةً لكثافتها وأثرها على الشبع، فيمكن إطعامها عادةً للحيوانات فقط بأضعاف قليلة بالنسبة للكميات التي قد تكون موجودةً في النظام الغذائي للإنسان. وعلاوةً على لذلك، فإنّ من أحد العوامل الرئيسية الذي يجب أخذه بالاعتبار لدى إجراء دراسات الحيوان على الأغذية هو القيمة والتوازن التغذويينِ للأنظمة الغذائية المستعملة، وذلك لتفادي استحداث آثار ضارّة لا ترتبط مباشرةً بالمادّة نفسها. ولذلك قد يكون اكتشاف الآثار الضارة المحتملة وربطها حصرياً بصفة واحدة من صفات الغذاء، أمراً بالغ الصعوبة. وإذا ما دلّ توصيف الغذاء على أنّ البيانات المتوفِّرة ليست كافيةً لعمل تقييم معمّق للسلامة، فقد يكون من اللازم اللجوء لدراسات الحيوان المصمّمة بشكل ملائم، في حالة الأغذية الكاملة. ثمةَ اعتبار آخرُ للبتّ في الحاجة إلى دراسات الحيوان ويتمثّل فيما إذا كان من اللائق تعريض حيوانات تجريبية لمثل هذه الدراسة إن كان من غير المرجّح لها أن تفضي إلى معلومات ذات مغزى.

14- وكذلك فإنّ دراسات الحيوان المستخدمة عموماً في تقييمات السُّمِية لا يمكن تطبيقها بعجلة لاختبار المخاطر المرتبطة بتناول كائنات دقيقة مستعملة في إنتاج الغذاء. فالكائنات الدقيقة عبارة عن كيانات حية، تحتوي على بُنىً معقّدة تتألّف من عناصر بيوكيميائية كثيرة، ولذا فهي غير قابلة للمقارنة مع المركّبات النقيّة. بعض الأغذية المصنّعة يمكنها أن تبقى حيّة رغم التصنيع والهضم، ويمكنها أن تتنافس، بل وأن تبقى، في بعض الحالات، داخل البيئة المعوية لفترات طويلة من الزمن. لا بدّ من استخدام دراسات الحيوان المناسبة لتقييم سلامة الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا حينما لا يكون للمانح أو للجين أو لمنتَج الجين تاريخ استعمال آمن في الغذاء، وذلك أخذاً بالاعتبار المعلومات المتوفّرة بخصوص المانح وتوصيف المادّة الوراثية المحورة ومنتَج الجين. وفوق ذلك، يمكن استخدام دراسات جيدّة الإعداد على الحيوانات بهدف تقييم القيمة الغذائية للغذاء أو التواجد الحيوي للمادّة المُعبَّر عنها حديثاً في الغذاء.

15- ونتيجةً للصعوبات في تطبيق اختبار السُّمِية التقليدي وتدابير تقييم المخاطر على الأغذية الكاملة، فمن اللازم وجود منهج أكثر تركيزاً لتقييم سلامة الأغذية المنتَجة باستخدام الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا، بما فيها النباتات ذات الدنا المترابط. ولقد تمّ معالجة ذلك عبر تطوير منهج متعدّد التخصّصات لتقييم السلامة، حيث يأخذ بعين الاعتبار كُلاً من الأثر المقصود، وطبيعة التحوير، والتغيّرات غير المقصودة القابلة للرصد والتي قد تحدث في الكائن الدقيق أو خلال نشاطه على الغذاء، وذلك باستخدام مفهوم التكافؤ

الجوهري(6) .

16- رغم أنّ تركيز تقييم السلامة سينصبّ على الكائن الدقيق المترابط الدنا، لا بدّ من تؤخذ المعلومات الإضافية عن تفاعله مع قاعدة الغذاء في الحسبان لدى تطبيق مفهوم التكافؤ الجوهري، الذي يعتبر خطوةً رئيسية في عملية تقييم السلامة. غيرَ أنَّ مفهوم التكافؤ الجوهري، لا يمثّل بحدّ ذاته تقييماً للسلامة. بل هو بالأحرى نقطةَ البداية التي تُستعمَل لتأطير تقييم كلّ من الكائن الدقيق المترابط الدنا بالنسبة للنظير التقليدي لهذا الكائن، والغذاءَ المنتَج باستخدام كائن دقيق مترابط الدنا بالنسبة للنظير التقليدي لذلك الغذاء. ويُستخدم هذا المفهوم في التقييم لكي يُحدّد أوجهَ التشابه والاختلاف بين الكائنات الدقيقة المستعملة في التصنيع الغذائي نِسبةً إلى نظائرها التقليدية كما هو مُعرّف في الفقرة 9. كما يساعد المفهوم في تحديد القضايا المحتملة بشأن السلامة والتغذية، ويُعتبَر أيضاً الاستراتيجيةَ الأكثرَ ملائمةً حتى الآن لتقييم سلامة الأغذية المنتَجة باستخدام الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا. إنّ تقييم السلامة المُجرى بهذه الطريقة لا يعني السلامة المطلقة للمنتَج الجديد؛ بل هو يُركِّز بالأحرى على أنّ تقييم سلامة أيٍّ من الاختلافات المحدّدة، بحيث يتسنّى دراسة سلامة الكائن الدقيق المترابط الدنا وسلامة الغذاء المنتَج باستخدام كائن دقيق مترابط الدنا، كلٌّ نِسبةً إلى نظيره التقليدي.

الآثار غير المقصودة17- عبر تحقيق هدف منح سمة مستهدفة معينة (أثر مقصود) لكائن دقيق معيّن، عبر القيام بإضافة أو تعويض أو إزالة أو إعادة ترتيب تتابعات دنا محدّدة، بما فيها تلك المستخدمة لنقل الدنا إلى الكائن المتلقّي أو إبقائه فيه، فقد يتمّ اكتساب سمات إضافية، في بعض الحالات، كما أنّ بعض السمات الموجودة أصلاً قد يتمّ فقدانها أو تحويرها. ولا ينحصر الحدوث المحتمل للآثار غير المقصودة على استعمال تقنيات الحمض النووي الأنبوبية. بل إنّ ذلك يشكّل بالأحرى ظاهرةً متوارثة وعامة قد تحدث أيضاً خلال تطوير الفصائل باستخدام التقنيات والإجراءات الوراثية التقليدية، أو نتيجةَ تعرّض الكائنات الدقيقة لضغوط انتخاب مقصودة أو غير مقصودة. والآثار غير المقصودة يمكن أن تكون مؤذيةً أو نافعةً أو محايدةً فيما يخصّ التنافس مع الكائنات الدقيقة الأخرى ، والتلاؤم الإيكولوجي للكائنات الدقيقة، وآثار الكائنات الدقيقة على البشر بعد ابتلاعها، وسلامة الأغذية المنتجة باستخدام الكائنات الدقيقة. وقد تحدث آثار غير مقصودة في الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا أيضاً خلال تحوير مقصود لتتابعات الدنا، أو خلال إعادة التركيب أو غير ذلك من الأحداث الطبيعية في الكائن الدقيق المترابط الدنا. لذا يجب أن يشمل تقييم السلامة على البيانات والمعلومات بُغية تقليص إمكانية أن يحتويَ غذاء معين مستمدّ من كائن دقيق مترابط الدنا على آثار ضارّة غير متوقّعة على صحة الإنسان.

18- الآثار غير المقصودة قد تنتج عن إيلاج تتابعات دنا جديدة بالنسب كائن دقيق، إلى الجينوم الميكروبي؛ ويمكن مقارنتها مع تلك الآثار التي تُلاحظ عقِب نشاط العناصر الجينية القابلة للنقل والتي تحدث طبيعياً. وقد يؤدي إيلاج الدنا إلى تغييرات في التعبير عن الجينات في جينوم المتلقي. كما أنّ إيلاج دنا من مصادر غير متجانسة إلى جين معين قد يسفر بدوره عن تركيب بروتين مخلّط chimeric protein، والذي يُسمّى أيضاً بروتين التحام fusion protein. وإلى جانب ذلك، فلا بدّ من أخذ مسألة عدم الاستقرار الجيني وعواقبها بعين الاعتبار.

19- كما أنّ الآثار غير المقصودة قد تسفر عن تكوّن مئيضات ذات أنماط جديدة أو مُغيّره. فعلى سبيل المثال، فقد يتمخّض التعبير عن الأنزيمات على مستويات مرتفعة أو التعبير عن أنزيم جديد بالنسبة للكائن، عن آثار بيوكيميائية ثانوية أو تغييرات في تنظيم الممرّات الأيضية و/أو مستويات محوَّرة للمئضيات.

20- يمكن تقسيم الآثار غير المقصودة الناتجة عن التحوير الوراثي إلى مجموعتين : الآثار التي يمكن توقّعها وتلك "غير المتوقّعة". العديد من الآثار غير المقصودة توقّعها إلى حدّ بعيد غالباً بناءً على معرفة السمة المُضافة، وعواقبها الأيضية أو موقع الإيلاج. وبفضل المعلومات الآخذة بالاتساع حول الجينومات الميكروبية والتخصّص المتزايد في وظيفة المواد الوراثية التي يتمّ إدخالها عبر تقنيات الدنا المترابط مقارنةً بالأشكال الأخرى لتقنية الجين، فقد يغدو من الأسهل التكهّن بالآثار غير المقصودة لتحوير معيّن. كما يمكن استعمال التقنيات الجُزيئية، البيولوجية والبيوكيميائية، لتحليل التغيّرات التي تحدث على مستوى نسخ الجين وترجمته، واللذينِ قد يؤدّيا إلى آثار غير مقصودة.

21- تقييم سلامة الأغذية المنتجة باستخدام الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا يشمل أساليبَ لتحديد ورصد مثل هذه الآثار غير المقصودة، ويشمل كذلك تدابيرَ لتقييم تلاؤمها البيولوجي وأثرها المحتمل على سلامة الأغذية. ويُعتبر عدد من البيانات والمعلومات ضرورياً لتقييم الآثار غير المقصودة، حيث أنّه ليس بمقدور اختبار واحد بمفرده أن يكشف عن جميع الآثار غير المقصودة المحتملة، أو أن يحدِّد، على وجه اليقين، تلك الآثار ذات العلاقة بصحة الإنسان. توفِّر هذه البيانات والمعلومات، إذا ما أخذت بالاعتبار ككلّ، ضمانةً بأنّ الغذاء لا ينطوى على وجه الترجيح على أثر ضارّ لصحة الإنسان. ويأخذ تقييم الآثار غير المقصودة بحسبانه صفات الكائن الدقيق البيوكيميائية والفيزيولوجية، والتي يتمّ اختيارها إجمالاً بهدف تحسين فصائلَ من أجل الاستعمالات التجارية للغذاء والشراب. وهذه التحديدات تقدّم فرزاً أوّلياً للكائنات الدقيقة التي تُظهِر سماتٍ غير مقصودة. ويجب إخضاع الكائنات الدقيقة مترابطة الدنا والتي تجتاز هذا الفرز لاختبار السلامة كما هو مبيّن في القسم 4.

إطار لتقييم سلامة الأغذية22- تقييم السلامة لغذاء منتج باستخدام كائن دقيق مترابط الدنا يستند إلى تحديد سلامة استعمال الكائن الدقيق، وهو يتبع عملية متدرّجة لمعالجة العوامل ذات العلاقة والتي تشمل :



(أ) وصف الكائن الدقيق المترابط الدنا؛

(ب) وصف الكائن الدقيق المتلقي واستعماله في إنتاج الغذاء؛

(ج) وصف الكائن المانح أو الكائنات المانحة؛

(د) وصف التحوير أو التحويرات الوراثية بما يشمل الناقل والمنشأ؛

(هـ) توصيف التحوير أو التحويرات الوراثية؛

(و) تقييم السلامة :

(أ) الموادّ المُعبَّر عنها : تقييم السُّمِية المحتملة وغيرها من السمات المرتبطة بالقدرة على التسبّب بالأمراض؛

(ب) تحليلات تركيبية للمكوّنات الرئيسية؛

(ج) تقييم المئيضات؛

(د) آثار تصنيع الأغذية؛

(هـ) تقييم الآثار المَناعية؛

(و) تقييم قابلية الحياة للكائنات الدقيقة، وإقامتها في المسلك الهضمي للإنسان؛

(ز) مقاومة المضاد الحيوي و نقل الجين؛

(ح) التحوير التغذوي؛

23- في بعض الحالات، قد تستلزم صفات الكائنات الدقيقة و/أو الأغذية المنتجة أو المصنّعة باستخدام هذه الكائنات الدقيقة، تطوير بيانات ومعلومات إضافية لمعالجة قضايا تختص فقط بالكائنات الدقيقة أو منتجات الأغذية قيد المراجعة، دون غيرهما.

24- التجارب التي يُقصد منها تطوير بيانات لتقييمات السلامة يجب أن تُصمّم وتُجرى بالانسجام مع المفاهيم والمبادئ العلمية الصحيحة، وحيثما كان الأمر مناسباً، مع الممارسة الجيدة في المختبر. ويجب تزويد السلطات التنظيمية بالبيانات الأوّلية عند الطلب. كما يجب الحصول على البيانات باستخدام الأساليب العلمية الصحيحة، ومن ثمّ تحليلها عبر التقنيات الإحصائية الملائمة. ولا بدّ كذلك من توثيق مدى حساسية جميع الأساليب التحليلية.

25- إنّ هدف كلّ تقييم من تقييمات السلامة هو توفير ضمانة، على ضوء المعرفة العلمية الأحسن المتاحة، بأنّ الغذاء لن يُسبّب أذىً عند إعداده، أو استهلاكه حسب الاستعمال المُراد له، كما أنّ الكائن نفسه لن يُسبّب أذىً عند بقاء كائنات حية في الغذاء. ويجب أن تعالج تقييمات السلامة الجوانبَ الصحية لجميع السكان، بمن فيهم الأفرادُ ذوي المناعة المعرّضة للخطر، والأطفال والكبار في السنّ. الأثر النهائي المتوقّع لمثل هذا التقييم سيكون عبارة عن خلاصة حول ما إذا كان الغذاء و/أو الكائنات الدقيقة يتمتّعان بالسلامة أسوةً بنظائرهما التقليدية، مع الأخذ بعين الاعتبار الأثر على النظام الغذائي لأيّة تغييرات في المحتوى أو القيمة التغذوية لهما. وحيثما كان من المرجح للكائن الدقيق أن يكون قابلاً للحياة عند الابتلاع، فيجب مقارنته بنظير تقليدي، مع الأخذ بالحسبان إقامةَ الكائن الدقيق المترابط الدنا في المسلك الهضمي، ومتى كان الأمر مناسباً، والتفاعلاتِ بينه وبين النَبيت المعوي المعدي للثدييات (خاصةً الإنسان)، وكذلك آثار الكائن الدقيق المترابط الدنا على نظام المناعة. إنّ محصلة عملية تقييم السلامة هي، في الجوهر، تعريف المنتَج قيد الدراسة بطريقة تُمكِّن المسؤولينَ عن إدارة المخاطر من أن يُحدِّدوا فيما إذا كانت هناك حاجة لاتخاذ تدابيرَ معينة، وإن كان الأمر كذلك، من أن يتّخذوا القرارات المناسبة المستندة إلى معرفة جيدة بهذا الصدد.

القسم 4 – اعتبارات عامة
وصف الكائن الدقيق المتلقي المترابط الدنا
26- يجب توفير وصف لِفصيلة البكتيريا أو الخميرة أو الفطر وكذلك للغداء التي يتمّ تقديمها كي تخضع لتقييم السلامة. ويجب أن يكون هذا الوصف كافياً للمساعدة في فهم طبيعة الكائن أو الغذاء المنتج الخاضعينِ لتقييم السلامة. الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا المستعملة في إنتاج الغذاء أو المحتواة في الغذاء يجب أن يتمّ حفظها كمزارع تخزينstock cultures مع تعريفها تعريفاً مناسباً باستخدام الأساليب الجُزيئية، ويُفضَّّل حفظها في مجموعات زراعة قائمة. هذا الأمر قد يسهّل عملية مراجعة تقييم السلامة الأصلي. يحدّد هذا الوصفُ المحصولَ، وحدث (أو أحداث) التحويل الذي ستجري مراجعته، وكذلك نوع التحوير والغاية منه. ويجب أن يكون هذا الوصف كافياً للمساعدة في فهم طبيعة الغذاء الخاضع لتقييم السلامة. ويجب توفير مثل هذه المزارع الخزينة للسلطات التنظيمية عند الطلب.

وصف الكائن الدقيق المتلقي واستعماله في إنتاج الغذاء
27- يجب توفير وصف للكائن الدقيق المتلقي أو للكائن الدقيق الذي يخضع للتحوير. وينبغي أن يكون للكائنات الدقيقة المتلقية تاريخ استخدام آمن في إنتاج الغذاء أو استهلاك آمن في الأغذية. الكائنات التي تُنتِج السموم أو المضادات الحيوية أو غيرها من المواد التي يجب أن لا تكون موجودةً في الغذاء، أو تلك التي تحمل عناصر جينية قد تؤدي إلى انعدام الاستقرار الجيني، أو إلى مقاومة المضادات الحيوية؛ أو تلك المواد المرجح احتواؤها على جينات تمنح وظائف ترتبط بتوليد الأمراض (وتسمّى أيضاً جُزُر توليد الأمراض pathogenicity islandsأو عوامل الفَوْعَة virulence factors)، كلّها جميعاً يجب عدم النظر لاستعمالها كمتلقّيات. يجب أن تتضمّن البيانات والمعلومات الضرورية التالية، دون أن تقتصر عليها بالضرورة:



(أ) الهوية: الاسم العلمي، الاسم الشائع، وغيرها من الأسماء المستعملة للدلالة على الكائن الدقيق، تعيين الفصيلة، معلومات عن الفصيلة ومصدرها، أو أرقام المستحوذات أو غيرها من المعلومات من لدى أيّ مستودع زراعة مُعترف به يمكن الحصول منه على الكائن أو سوابقه، إن كان ذلك قابلاً للتطبيق، وكذلك التعيين التصنيفي؛

(ب) تاريخ الزراعة والاستعمال، معلومات عن تطوير الفصيلة (وبضمنها عزل الطفرات أو الفصائل السابقة المستعملة في بناء الفصيلة)؛ وبالأخص، تحديد السِمات التي قد تؤثّر سلباً على صحة الإنسان؛

(ج) المعلومات عن التركيب الوراثي والتركيب المظهري للكائن الدقيق المتلقي، ذات العلاقة بسلامته، ويشمل ذلك أيّ سموم معروفة أو مضادات حيوية،عوامل المقاومة المضاد حيوية، أو غيرها من العوامل المرتبطة بتوليد الأمراض، أو الأثر المَناعي، وكذلك معلومات عن الاستقرار الجيني للكائن الدقيق؛

(د) تاريخ الاستعمال الآمن في إنتاج الغذاء أو الاستهلاك الآمن في الغذاء؛

(هـ) معلومات عن معايير الإنتاج ذات الصلة والتي تستعمل في زراعة الكائن المتلقي.
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
MR.LAB




عدد المساهمات: 55
تاريخ التسجيل: 25/03/2011

مُساهمةموضوع: رد: الـــهندســه الوراثــية (موضوع موسع يفضل فتحه عن طريق Fairefox)   الثلاثاء أبريل 12, 2011 5:12 pm

[i]يجب توفير المعلومات المَظهرية والوراثية ذات العلاقة ليس عن الكائن الدقيق المتلقي فحسب، بل وعن الأنواع ذات القرابة أيضاً، وكذلك عن أية عناصر وراثية غير كروموسومية تسهم في وظائف الفصيل المتلقي، خصوصاً إن كانت الأنواع مستعملةً في الأغذية أو داخلة في آثار مُسَبِّبَة للأمراض لدى البشر أو حيوانات أخرى. المعلومات عن استقرار الكائن الدقيق المتلقي يجب أخذها بعين الاعتبار، وبضمنها وبالشكل الملائم، وجود عناصر دنا متحركة، والمقصود بها: تتابعات إيلاج، ترانسبوزونات transposons، وبلازميدات، وبروفاجات prophages.

29- تاريخ الاستعمال قد يشمل معلومات حول كيفية زراعة ونقل وتخزين الكائن الدقيق المتلقي عموماً، وكيفية تطبيق إجراءات ضمان الجودة، بما فيها تلك التي تُعنى بفحص هوية الفصيل وتخصّصات الإنتاج للكائنات الدقيقة والأغذية،وحول ما إذا كانت هذه الكائنات تبقى حيّة في الأغذية المصنّعة أم أنّها تزول أو تصبح غير حية كنتيجة للتصنيع.

وصف الكائن المانح أو الكائنات المانحة
30- ينبغي توفير معلومات حول الكائن المانح (أو الكائنات المانحة) وأية كائنات متوسطة، إن انطبق عليها الأمر، وحول الأنواع الأخرى ذات القرابة، حيثما كان ذلك ملائماً. وذلك مهم بالأخص من أجل تحديد ما إذا كان الكائن أو الكائنات المانحة أو المتوسطة أو غيرها من الأنواع الشديدة القرابة للعائلة تُظهر بشكل طبيعي صفات للقدرة على التسبّب بالأمراض أو إنتاج السمّ، أو ما إذا كان لها سمات أخرى تؤثّر على صحة الإنسان. ويجب أن يشتمل وصف الكائن أو الكائنات المانحة أو المتوسطة على ما يلي :



(أ) الهوية: الاسم العلمي، الاسم الشائع، وغيرها من الأسماء المستعملة للدلالة على الكائن الدقيق، تعيين الفصيلة، معلومات عن الفصيلة ومصدرها، أو أرقام المستحوذات أو غيرها من المعلومات من لدى أيّ مستودع زراعة مُعترف به يمكن الحصول منه على الكائن أو سوابقه، إن كان ذلك قابلاً للتطبيق، وكذلك معلومات تدعم تعيينه التصنيفي؛

(ب) معلومات حول الكائن الدقيق أو الكائنات ذات القرابة فيما يخصّ سلامة الغذاء؛

(ج) معلومات عن التركيب الوراثي والتركيب المظهري للكائن الدقيق المتلقي، ذات العلاقة بسلامته، ويشمل ذلك أيّ سموم معروفة أو مضادات حيوية، أو عوامل المقاومة المضاد حيوية، أو غيرها من العوامل المرتبطة بتوليد الأمراض، أو الأثر المَناعي؛

(د) معلومات عن التاريخ الماضي والحاضر للاستعمال، إن وُجد، في الإمدادات الغذائية وطريق أو طرق التعرّض غير تلك المقصودة لاستعمال الغذاء (وجود محتمل للملوّثات مثلاً).



وصف التحوير أو التحويرات الوراثية وبضمنها الناقل والمنشأ
31- ينبغي تقديم معلومات كافية عن التحوير الوراثي أو التحويرات الوراثية للسماح بتحديد كلّ المادّة الوراثية المحتمل أنّها نقلت إلى الكائن الدقيق المتلقي أو تمّ تحويرها فيه،وكذلك تقديم المعلومات الضرورية من أجل تحليل البيانات التي تدعم توصيف الدنا المضاف إلى الجينوم الميكروبي، أو المُولج فيه، أو المحوّر فيه، أو الذي حُذف منه.

32- يجب أن يحتوي وصف عملية بناء الفصيل على:



(أ) معلومات حول الأسلوب أو الأساليب الخاصة المستعملة في التحوير الوراثي؛

(ب) معلومات حول الدنا المستعمل لتحوير الكائن الدقيق، بما يشمل المصدر (مثلاً: نباتي، ميكروبي، فيروسي، تركيبي)، وكذلك حول الهوية والوظيفة المتوقّعة في الكائن الدقيق المترابط الدنا، ورقم النسخ بالنسبة للبلازميدات؛

(ج) الكائنات المتلقية المتوسّطة بما فيها الكائنات (كبكتيريا أو فطريات أخرى) المستعملة لإنتاج أو تصنيع الدنا قبل إدخال الكائن المتلقي النهائي.



33- يجب توفير المعلومات بصدد الدنا المضاف، أو المولج، أو المحذوف، أو المحوّر، بما يشمل:



(أ) توصيف جميع المكوّنات الجينية وبضمنها الجينات الواسمة، والجينات الناقلة، والعناصر المُنظِّمة وغيرها من العناصر التي تؤثّر على وظيفة الدنا؛

(ب) الحجم والهوية؛

(ج) موقع واتجاه التتابع في الناقل/المنشأ النهائي؛

(د) الوظيفة.



توصيف التحوير الوراثي أو التحويرات الوراثية34- وبغية تقديم فهم واضح لأثر التحوير الوراثي على تركيبة وسلامة الأغذية المنتجة باستخدام الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا، فلا بدّ من القيام بتوصيف جُزيئي وبيوكيميائي شامل للتحوير الوراثي. ولتسهيل عملية تقييم السلامة، من المفضّل أن يقتصر الدنا الذي سيتمّ إيلاجه على التتابعات الضرورية للقيام بالأنشطة المنشودة.

35- ينبغي تقديم معلومات كافية عن تحويرات الدنا في الكائن الدقيق المترابط الدنا، على أن يشمل ذلك:



(أ) توصيف ووصف المواد الوراثية المضافة، أو المُولجة، أو المحذوفة، أو المحوّرة بطرق أخرى، وبضمنها البلازميدات أو إي دنا ناقل آخر يستعمل في نقل التتابعات الوراثية المرغوب فيها. ويجب أن يشتمل ذلك على تحليل إمكانية حشد أية بلازميدات أو عناصر وراثية أخرى مستعملة، مواقع المواد الوراثية المضافة، أو المُولجة، أو المحذوفة، أو المحوّرة بطرق أخرى (موقع كروموسومي أو خارج الكروموسوم)؛ ورقم نسخ البلازميد، إن كانت المواد تقع على بلازميد متعدّد النسخ؛

(ب) عدد مواقع الإيلاج؛

(ج) تنظيم المادّة الوراثية المولجة في كلّ موقع من مواقع الإيلاج، ويشمل ذلك رقم النسخ وبيانات التتابع للمادّة المولجة أو المحوّرة أو المحذوفة، وكذلك البلازميدات أو ناقل الدنا المستعمل لنقل التتابعات الوراثية المرغوب فيها، والتتابعات المحيطة. وهذا سيسمح بتحديد أية موادّ يتمّ التعبير عنها كنتيجة للمادّة المولجة أو المحورة أو المحذوفة؛

(د) تحديد أية أطر مفتوحة القراءة ضمن الدنا المولج أو التي يتمّ تكوينها عبر تحويرات لدنا مجاور في الكروموسوم أو في البلازميد، بما فيها تلك التي قد تُنتِج بروتينات اندماج؛

(هـ) الإشارة الخاصة لأي تتابع معروف بأنه يحمل شيفرة، أو يؤثّر في التعبير عن، وظائف ضارة محتملة.



36- يجب تقديم المعلومات عن أي مواد معبّر عنها في الكائن الدقيق المترابط الدنا، ويجب أن يشمل ذلك:



(أ) منتج أو منتجات الجين (بروتين مثلاً أو رنا غير مُترجَم) أو غير ذلك من المعلومات مثل تحليل النسخ أو منتجات التعبير لتحديد أية مواد جديدة قد توجد في الغذاء؛

(ب) وظيفة منتَج الجين؛

(ج) الوصف المظهري للسمة أو السمات الجديدة؛

(د) مستوى وموقع التعبير (فهو محِيط بالجِبْلَة PERIPLASMIC، داخل الخلايا - في العضيات، بالنسبة لخلايا جرام السالبة – وهو مُفْرَز SECRETED في الكائنات الحقيقية النوى EUKARYOTIC) في الكائن الدقيق لمنتَج أو منتجات الجين المُعبَّر عنه أو عنها، ومستويات مئيضاته في الكائن، إن كان ذلك منطبقاً هنا؛

(هـ) كمية منتج أو منتجات الجين المولجة إذا كانت وظيفة التتابع(ات)/الجين(ات) المُعبَّر عنها هي تحوير تراكم رنا-مرسال داخلي معيّن أو بروتين معيّن؛

(و) غياب منتج الجين، أو تغيرات في المئيضات المتعلقة بمنتجات الجين، إن انطبق ذلك على الوظيفة أو الوظائف المقصودة للتحوير أو التحويرات الوراثية.



37- وزيادة على ذلك، يجب توفير معلومات من أجل:



(أ) بيان إن كان ترتيب المادّة الوراثية المحورة قد تمّ الحفاظ عليه(7) أم أنّ إعادات ترتيب مهمّة قد طرأت على المادّة بعد إدخالها إلى الخلية وانتشار الفصيلة المترابطة إلى المدى المطلوب لاستعمالها أو استعمالاتها في إنتاج الأغذية، وبضمنها تلك التي قد تحدث خلال تخزينها حسب التقنيات الحالية؛

(ب) بيان ما إذا كانت التحويرات المقصودة التي أجريت على تتابع الحمض الأميني للبروتين المُعبَّر عنه قد تمخّضت عن تغييرات في تحويرها بعد الترجمة أو تؤثّر على مواقع حسّاسة لبُنية البروتين أو وظيفته؛

(ج) بيان إن قد تمّ تحقيق الأثر المقصود من التحوير وأنّ جميع السمات المُعبَّر عنها قد تمّ التعبير عنها وتوريثها بطريقة تتّسم بالاستقرار على مدى الانتشار المطلوب لاستعمالها أو استعمالاتها في إنتاج الأغذية، وأنّها تنسجم مع قوانين الوراثة. وقد يكون من الضروري فحص توريث الدنا المولج أو المحوّر، أو التعبير عن الرنا المقابل، ما لم يتسنَّ قياس الصفات المظهرية مباشرة(Cool ؛

(د) لبيان ما إذا كانت السِمة/السمات المُعبَّر عنها قد تمّ التعبير عنها كما هو متوقّع، وأنها تستهدف الموقع الخَلَوي الملائم، أو أنّها تُفرَز بطريقة وبمستويات تتناسق مع التتابعات التنظيمية المرتبطة والتي تقود التعبير عن الجين المقابل؛

(هـ) التحقّق من وجود أي دليل يوحي بوجود جين واحد أو عدّة جينات في الكائن الدقيق المتلقي قد تأثّر من عملية التحويرات أو من عملية التبادل الجيني؛

(و) وكذلك للتأكّد من هوية أية بروتينات اندماج جديدة ومن نمط التعبير عنها.

تقييم السلامة
38- يجب إجراء تقييم السلامة للكائن الدقيق المحوّر بناءً على قاعدة تدرس كل حالة على حدة، اعتماداً على طبيعة ومدى التغييرات المدخلة. قد لا تُعتبَر دراسات السُّمِية التقليدية ضروريةً عندما يكون قد تمّ استهلاك المادّة، أو مادّة شديدة القرابة منها، بشكل آمن كغذاء، مع الأخذ بالحسبان وظيفة المادّة وتعرّضها. وفي الحالات الأخرى، قد تكون هناك ضرورة للجوء لدراسات السُّمِية التقليدية المناسبة أو غيرها من الدراسات حول المادّة الجديدة. ومن الواجب كذلك بحث آثار الكائن الدقيق المترابط الدنا على قاعدة الغذاء. إن كان توصيف الغذاء يشير إلى أنّ البيانات المتوفّرة غير كافية لإجراء تقييم سلامة معمّق، فقد يكون من الضرورة بمكان إجراء دراسات الحيوان المصمّمة بالشكل المناسب أو الدراسات في الأنبوب مع الكائن الدقيق و/أو الغذاء المنتَج باستخدامه.

المواد المُعبَّر عنها: تقييم السُّمِية المحتملة والسمات الأخرى ذات العلاقة بتوليد الأمراض
39- عندما تكون المادّة جديدةً بالنسبة للأغذية أو التصنيع الغذائي، فإنّ استعمال دراسات السُّمِية التقليدية المناسبة أو غيرها من الدراسات القابلة للتطبيق على المادّة الجديدة سيكون ضرورياً. وهذا قد يتطلّب إمّا عزل المادّة الجديدة عن الكائن الدقيق المترابط الدنا أو عن المنتَج الغذائي إن كانت المادّة مُفرَزةً، وإمّا القيام، عند الضرورة، بتركيب أو إنتاج المادّة من مصدر بديل، وفي هذه الحالة، يجب إثبات أنّ المادّة مكافئة، من الناحية البيوكيميائية والتركيبية والوظيفية، لتلك المُنتَجة في الكائن الدقيق ذي الدنا المترابط. ويجب تقديم معلومات حول مدى تعرّض المستهلكين المتوقّع للمادّة، وكذلك حول الاستيعاب المحتمل لها وأثرها على النظام الغذائي.

40- تقييم سلامة المادّة المُعبَّر عنها يجب أن يأخذ بالحسبان وظيفة المادّة وتركيزها في الغذاء. ولا بدّ كذلك من تحديد عدد الكائنات الدقيقة الحية التي تبقى في الغذاء، وأن يتمّ مقارنته مع النظير التقليدي. جميع القياسات الكميّة يجب أن يتمّ تحليلها باستخدام التقنيات الإحصائية الملائمة. كما يجب أيضاً أخذ تعرّض المجموعات الفرعية السكّان الحالي للمادّة وآثارها المحتملة عليهم.


في حالة البروتينات، يجب على تقييم السُّمِية المحتملة أن يأخذ بالحسبان بُنية البروتين ووظيفته، وأن يُركِّز على تشابه تتابع الحِمض الأميني بين البروتين من جهة وسموم البروتين ومضّادات التغذية المعروفة (مثل موانع البروتييز وحاملات الحديد siderophores) من جهة أخرى، وكذلك على الاستقرار تجاه الحرارة أو التصنيع أو التحلّل في النظم النمطية التمثيلية الملائمة للمعدة والأمعاء. وقد تكون هناك حاجة لإجراء الدراسات المناسبة على السُّمِية الفَمَوية(9) في الحالات التي يكون فيها البروتين موجوداً في الغذاء، غير أنّه ليس قريب الشبه بالبروتينات التي تمّ استهلاكها بشكل آمن في الغذاء، ولم يتمّ استهلاكه سابقاً بشكل آمن في الغذاء، وذلك مع الأخذ بعين الاعتبار وظيفة البروتين البيولوجية داخل الكائنات الدقيقة، حيثما كان ذاك معروفاً.
السُّمِية المحتملة للموادّ غير البروتينية والتي لم يجرِ استهلاكها بشكل آمن في الغذاء يجب تقييمها وِفقاً لقاعدة كل حالة على حِدَة، بالاعتماد على هوية المادة وتركيزها ووظيفتها البيولوجية وعلى مدى تعرّض النظام الغذائي لها. نوع الدراسات التي يجب إجراؤها قد يشمل تقييمات للأيض، والحراكيات السمية، والسمية شبه المزمنة، والسُّمية المزمنة/قابلية التسبّب بالسرطان، والأثر على وظيفة التناسل، والإِمِّسَاخ teratogenicity.

41- يجب البرهنة على أنّ الخصائص المعبر عنها حديثاً أو المحوّرة ليست مرتبطةً بأيٍّ من صفات الكائنات المانحة التي يمكن أن تكون مضرّةً بصحة الإنسان. ويجب أيضاً توفير معلومات لضمان بأنّ الجينات الحاملة لشيفرة سموم أو مضادات تغذية معروفة والموجودة في الكائنات المانحة، لن تنتقل إلى الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا التي لا تعبّر عادةً عن مثل هذه الصفات السُّمية أو المضادة للتغذية.


قد تكون هناك حاجة لإجراء دراسات إضافية في الأنبوب أو داخل الكائن الحي وفقاً لقاعدة كلّ حالةٍ على حدة، بهدف تقييم سُمّية المواد المعبَّر عنها، مع الأخذ بالحسبان التراكم المحتمل لأية موادّ، والمئيضات أو المضادات الحيوية السامّة والتي قد تنشأ نتيجةَ التحوير الوراثي.

التحليلات التركيبية للمكونات الرئيسية42- يجب أن تتمّ مقارنة تحليلات تركيزات المكوّنات الرئيسية(10) للأغذية المنتجة باستخدام كائنات دقيقة مترابطة الدنا، مع تحليل لنظير تقليدي تمّ إنتاجه وفق نفس الظروف. الأهمية الإحصائية لأيّة اختلافات يتم ملاحظتها ويجب تقييمها ضمن سياق مدى التغيرات الطبيعية لذلك المعيار بهدف معرفة أهميته الحيوية. في الوضع الأمثل، يجب أن يكون أساس أو أسُس المقارنة المستعملة في هذا التقييم عبارة عن غذاء تمّ إنتاجه باستخدام تماثل الجينات القريب للآباء isogenic parent strain. الغاية من هذه المقارنة، بالتوازي مع تقييم بخصوص التعرّض عند الضرورة، هو إثبات أنّ المواد التي يمكن أن تؤثّر على سلامة الغذاء، لم يجرِ تحويرها بطريقة قد تترتبّ عليها أثار ضارّة على صحة الإنسان.

43- بعض الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا ربما تكون حوّرت بطريقة من شأنها أن تسفر عن مستويات جديدة أو محوّرة للمئيضات المختلفة في الأغذية المنتجة باستخدام هذه الكائنات. وحيثما يتم تحديد مستويات أيضية محوّرة في الأغذية، فمن الواجب النظر في الآثار المحتملة على صحة الإنسان، باستخدام الإجراءات التقليدية لإثبات سلامة مثل هذه المئيضات (كإجراءات تقييم سلامة المواد الكيميائية في الأغذية للإنسان).

44- قد تعمل مستويات المئيضات الجديدة أو المحوّرة والتي أنتجها أحد الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا على تغيير عشيرة الكائنات الدقيقة في مزرعة خليطة، وهو ما قد يؤدي إلى زيادة مخاطر نموّ كائنات ضارّة أو تراكم مواد ضارّة. يجب تقييم الآثار المحتملة للتحوير الوراثي لكائن دقيق معين تجاه غيره من الكائنات الدقيقة عند استخدام مزرعة خليطة للكائنات الدقيقة في تصنيع الغذاء، كما في إنتاج الجبن الطبيعي، والميزو، وصَلصة الصويا.

آثار تصنيع الأغذية45- يجب دراسة الآثار المحتملة لتصنيع الغذاء، وبضمنها الإعداد المنزلي، على الأغذية المنتجة باستخدام الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا. فعلى سبيل المثال، قد تحدث تغيرات في الاستقرار الحراري لأحد السموم الداخلية أو في التواجد الحيوي لأحد المغذِّيات الهامة بعد التصنيع. لذا يجب توفير معلومات تقدّم وصفاً لظروف التصنيع المستخدمة في إنتاج غذاءٍ ما. ففي حالة اللبن الرائب مثلاً، يجب توفير معلومات عن نمو الكائن وظروف الزراعة.

تقييم الآثار المَناعية
46- عندما يكون البروتين/البروتينات الناتجة عن جين مولج موجودةً في الغذاء، فيجب إخضاعها لتقييم يستهدف فحص قدرتها على التسبّب بحساسية. يجب النظر في أرجحية أنّ الأفراد قد يكون لديهم أصلاً حساسية للبروتين أو إن كان البروتين المستجد في الإمدادات الغذائية سيعمل على تحفيز تفاعلات حساسية. يقدّم الملحق الوارد في ذيل هذه الوثيقة عرضاً مفصّلاً حول القضايا التي يجب أخذها بعين الاعتبار بهذا الخصوص.

47- يجب افتراض أنّ الجينات المستمدّة من مصادر مُسَبِّبَة للحساسية تحمل شيفرة لأليرجين (مسبّب للحساسية)، ما لم يبرهن الدليل العلمي على عكس ذلك. يجب تفادي نقل الجينات من الكائنات التي من المعروف أنّها تُهيِّج المرض المَعَوي الذي ينجم عنه حساسية للجلوتين، إلى أفراد ذوي حساسية، إلاّ إذا كان موثّقاً بأنّ الجين المنقول لا يحمل شيفرة لأليرجين أو لبروتين يسبّب مرضاً مَعَوياً ينجم عنه حساسية للجلوتين.

48- قد تتفاعل الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا التي تبقى حيةً في الغذاء مع نظام المناعة في المسلك الهضمي. وسيعتمد الفحص الدقيق لهذه التفاعلات على أنواع الاختلافات بين الكائن الدقيق المترابط الدنا ونظيره التقليدي.

تقييم قابلية الحياة والبقاء للكائنات الدقيقة في المسلك الهضمي للإنسان
49- في حالة الأغذية المنتَجة باستخدام الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا، فقد يكون لهضم هذه الكائنات وبقائها(11) آثار على المسلك الهضمي (المعدي المعوي) للأنسان. ويجب أن تستند الحاجة للمزيد من الاختبار لمثل هذه الكائنات الدقيقة إلى وجود نظيرها التقليدي في الأغذية، وإلى طبيعة الآثار المقصودة وغير المقصودة للتحويرات الوراثية. وإن قام تصنيع منتَج الغاء النهائي بإزالة الكائنات الدقيقة الحية (عبر المعالجة بالحرارة في صنع الخبز مثلاً)، أو إن قامت تراكمات المنتجات النهائية التي تعتبر سامة للكائن الدقيق (كالكحول والأحماض) بإزالة الحياة، فعندئذٍ لا حاجةَ لفحص قابلية الحياة والبقاء للكائنات الدقيقة في النظام الغذائي.

50- بالنسبة للتطبيقات التي تبقى الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا المستعملة في إنتاجها، حيةً في منتَج الغذاء النهائي، (مثلاً، الكائنات في بعض منتجات الألبان)، فقد يكون من المرغوب فيه البرهنة على قابلية الحياة (أو زمن البقاء) للكائن الدقيق وحده وضمن قاعدة الغذاء المقابلة في المسلك الهضمي وأثره على النَبيت المعوي الصغير في النظم الملائمة. طبيعة الآثار المقصودة وغير المقصودة للتحوير الوراثي ودرجة الاختلافات عن النظير التقليدي هما اللذان سيحدِّدانِ مدى مثل هذا الاختبار.

مقاومة المضادات الحيوية ونقل الجين51- لم يجرِ، بوجه عام، تقييم الفصائل التقليدية للكائنات الدقيقة المطوّرة لاستعمالات تصنيع الغذاء فيما يخص مقاومة المضاد الحيوي. الكثير من الكائنات الدقيقة المستخدمة في إنتاج الغذاء تمتلك مقاومة جوهرية لمضادات حيوية معينة. يجب أن لا تعمل مثل هذه الخصائص على إقصاء مثل تلك الفصائل من اعتبارها كمتلقيات في بناء الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا ومهما يكن من أمر، لا ينبغي استخدام الفصائل التي تحتوي على ترميز مقاومة المضادات الحيوية لها تحمله عناصر جينية متنقلة وذلك حينما تكون مثل هذه الفصائل أو هذه عناصر جينية موجودةً في الغذاء النهائي. هذا ويجب التعاطي بشكل خاص مع أية إشارة حول وجود البلازميدات والترانسبوزونات والإنتجرونات integrons التي تحتوي على مثل جينات المقاومة هذه.

52- التكنواوجيات البديلة، المبُرهَن على سلامتها، والتي لا تعتمد على جينات واسمة ذات مقاومة للمضادات الحيوية في الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الأغذية، يجب استعمالها لأغراض الانتخاب في الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا. وبشكل عام، لا يشكّل استعمال واسمات مقاومة المضادات الحيوية أخطاراً ذات أهمية يمكن لها أن تستبعِد استخدام الفصائل النهائية في إنتاج الغذاء، بشرط أن تكون الجينات الواسمة ذات المقاومة للمضادات الحيوية قد أُزيلت من المنشأ النهائي.

53- يمكن أن يحدث نقل البلازميدات والجينات بين النَبيت المعوي الصغير والكائنات الدقيقة المترابطة الدنا المبتلعة. ويجب النظر أيضاً في إمكانية وعواقب نقل الجين من الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا والمنتجات الغذائية المُنتجة عبر الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا، إلى الكائنات الدقيقة المعوية أو الخلايا البشرية. من المرجح أن لا يُحفظ الدنا المنقول في غياب ضغط انتخابي. رغم ذلك، لا ينبغي تجاهل إمكانية مثل هذه الأحداث تجاهلاً تامّاً.

54- بُغية الحد من إمكانية نقل الجين، لا بدّ من أخذ الخطوات التالية بعين الاعتبار.



(أ) يُفضّل الاندماج الكروموسومي للمادة الوراثية المولجة بهدف تحديد الموقع على بلازميد معين؛

(ب) حينما يبقى الكائن الدقيق المترابط الدنا حياً في المسلك الهضمي، يجب تفادي الجينات في المنشأ الوراثي الذي قد يوفّر ميزة انتخابية لصالح الكائنات المتلقية التي تمّ نقل المادة الوراثية عن غير قصد؛

(ج) وكذلك أيضاً يجب تفادي التتابعات التي تتوسط الاندماج في الجينومات الأخرى خلال بناء المادة الوراثية المُدخلة.

التحوير التغذوي55- لقد تمّ التطرق آنفاً لتقييم التغيّرات التركيبية المحتملة للمغذِّيات الرئيسية، والذي يجب إجراؤه لجميع الأغذية المُنتجة باستخدام الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا، تحت عنوان "التحليلات التركيبية للمكوّنات الرئيسية". إذا كان قد جرى تطبيق مثل هذه التحويرات التغذوية، فيجب أن يخضع الغذاء لتقييم تغذية إضافي بهدف تقييم نتائج التغييرات ولمعرفة إن كان من المرجّح لمستويات استيعاب المغذِّي أن تتغيّر من خلال إدخال مثل هذه الأغذية إلى الإمدادات الغذائية.

56- ينبغي استخدام المعلومات حول الأنماط المعروفة لاستعمال واستهلاك غذاء معيّن، وحول مشتقاته، من أجل تقدير الاستيعاب المرجّح للغذاء المُنتج باستخدام كائن دقيق مترابطة الدنا، المترابط. الاستيعاب المتوقّع للغذاء يجب استخدامه لتقييم المضاعفات التغذوية لسِجلِّ مَعالم المُغذي المُغيَّر في المستويات الاعتيادية والقصوى للاستهلاك. إن تأسيس التقدير على أساس الاستهلاك الأعلى المرجّح يوفّر ضماناً بأنّه سيتمّ الكشف عن إمكانية وجود أية آثار تغذوية غير مرغوب فيها. ولا بدّ من إيلاء الاهتمام للصفات الفيزيولوجية الخاصة والمتطلبات الأيضية لمجموعات معينة من السكان كالرضع والأطفال والنساء الحوامل والمرضعات وكبار السن وأولئك الذين يعانون من أمراض مزمنة أو من نُظم مناعة مُعرَّضة للخطر. وبناءً على تحليل الآثار التغذوية وحاجات النظام الغذائي لمجموعات فرعية معينة من السكان، فقد يكون من الضرورة بمكان إجراء تقييمات تغذوية إضافية. ومن المهم أيضاً التحقّق من مدى كون المغذي المحوَّر متواجداً حيوياً ومدى بقائه مستقرّاً مع مرور الوقت والتصنيع والتخزين.

57- قد يسفر استخدام التقانة الحيوية الحديثة من أجل تغيير المستويات التغذوية في الأغذية المُنتجة باستخدام الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا، عن تغييرات واسعة للسِجلّ التغذوي. التحوير المقصود في مكونات الكائن الدقيق يمكن أن يُغيِّر السجل التغذوي الكلي للمنتّج، والذي بدوره، قد يؤثر في الحالة التغذوية للأفراد الذين يستهلكون الغذاء. ويجب تحديد أثر التغيرات على السجل التغذوي الكلّي.

58- عندما يُسفر التحوير عن منتَج غذائي ذي تركيبةٍ تختلف جوهرياً عن نظيره التقليدي، فقد يكون من الملائم استعمال المزيد من الأغذية التقليدية أو مكوّنات الأغذية (مثل الأغذية أو مكونات الأغذية التي تكون تركيبتها التغذوية أقرب للتركيبة الخاصة بالغذاء المنتَج عبر استخدام الكائن الدقيق المترابط الدنا) وذلك كأسس ملائمة للمقارنة من أجل تقييم الأثر التغذوي للغذاء.

59- بعض الأغذية قد تستلزم القيام باختبار إضافي. فعلى سبيل المثال، يمكن منح ترخيص لدراسات تغذية الحيوان بخصوص الأغذية المُنتجة باستخدام الكائنات الدقيقة المترابطة الدنا إن كانت التغيراتُ في التواجد الحيوي للمغذيات متوقّعةً، أو إن كان التركيب غير قابل للمقارنة مع الأغذية التقليدية. وكذلك، فإنّ الأغذية المصمَّمة للمنافع الصحية قد تتطلّب تقييماً يخرج عن نِطاق هذه الخطوط التوجيهية، كالدراسات الخاصة حول التغذية أو السُّمِية أو غيرها من الدراسات الملائمة. وإذا كان توصيف الغذاء يشير إلى أنّ البيانات المتوفّرة غيرُ كافية لتقييم سلامة معمّق، فقد يلزم إجراء دراسات حيوان مصمّمة بشكل جيّد على الأغذية الكاملة.

مراجعة تقييمات السلامة60- إنّ هدف تقييم السلامة هو عبارة عن خلاصة حول كون الغذاء المنتَج عبر استخدام الكائن الدقيق المترابط الدنا، آمناً أسوةً بنظيره التقليدي، مع الأخذ بعين الاعتبار الأثر على النظام الغذائي لأيّة تغييرات في المحتوى التغذوي أو القيمة التغذوية. ورغم ذلك، فلا بدّ من مراجعة تقييم السلامة على ضوء المعلومات العلمية المستجدّة التي تقتضي وضع نتائج تقييم السلامة الأصلي موضع التساؤل.
كمية الحمض النووي الوراثي اللازمة لاظهار مورثات Str
________________________________________
تكبير عينات الحمض النووي الوراثي بواسطة PCR يعتمد على الكمية المضافة للتفاعل .
معظم الشركات الصانعة لكواشف اظهار الانماط الوراثية يوصون باضافة نانوجرام واحد فقط للحصول على تفاعل مثالي , وهذه الكمية تحتوي تقريبا على 333 نسخة من كل موقع وراثي سيتم تكبيره .



يوجد في الخلية تقريبا 6 بيكو جرام من الجينوم البشري ، وبالتالي فان استخدام كمية 0.1 نانوجرام – 2.5 نانو جرام سوف تحتوي على 30 – 8330 نسخة من سلاسل الحمض النووي ظاهرة تذبذب القدرة على نسخ الاليلات Stochastic Fluctuation
________________________________________
تحتوي العينات الجنائية في الغالب على كميات ضئيلة من الحمض النووي الوراثي ، وعند تكبير كميات ضئيلة جدا من الحمض النووي الوراثي نلاحظ وجود ظاهرة تذبذب القدرة على نسخ الاليلات Stochastic Fluctuation وهي عبارة عن اعطاء غير متساوي لكلا الاليلين الموجودين لدى الشخص ذو الاليلات الغير متجانسة وذلك نتيجة وجود جزيئات قليلة من الحمض النووي الوراثي لبدء التفاعل .


يتم ملاحظة هذه الظاهرة في تفاعل PCR المحتوي على كمية من الحمض النووي الوراثي اقل من 100 بيكو جرام ، مما ينتج عنه عدم تكبير بعض الاليلات والذي يطلق عليه عبارة سقوط الاليلات Alleles Dropout الامر الذي يؤدي بالخطأ الى ظهور اليلات متجانسة فقط نتيجة الفشل في تكبير الاليلات الاخرى .


ويمكن تجنب حدوث هذه الظاهرة من خلال تقليل عدد الدورات الحرارية لتفاعل PCR الى 20 دورة تقريبا او ايجاد نسخ كافية من الحمض النووي الوراثي المطلوب لضمان صحة النمط الوراثي الناتج .
الوراثي .
[center][/i]
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
MR.LAB




عدد المساهمات: 55
تاريخ التسجيل: 25/03/2011

مُساهمةموضوع: رد: الـــهندســه الوراثــية (موضوع موسع يفضل فتحه عن طريق Fairefox)   الثلاثاء أبريل 12, 2011 5:16 pm

الانزيم المبلمر AmpliTaqGold
________________________________________
هذا الانزيم المبلمر ثابت حراريا وله القدرة على ازالة النيوكليتدات من الطرف رقم خمسة الى الطرف رقم ثلاثة من خلال وحدة الازالة 5`- 3` exonuclease وغير قادر على ازالة النيوكليتدات في الاتجاه المعاكس .


كما ان استخدام AmpliTaqGold يعني وجود بداية ساخنة للتفاعل ،و لايبدأ نشاط الانزيم الا بعد الوصول الى درجة حرارة معينة ووقت معين .

تحتوي عبوة المنتج على انبوبة بها خليط التفاعل المحتوي على جميع العناصر الضرورية لاتمام تفاعل ناجح وتحتوي على البادئات والكاشف المستخدم للكشف عن وجود نواتج لأي حمض وراثي آدمي .
كواشف النيوكليتدات ثنائية الصبغة
________________________________________

تعتبر كواشف النيوكليتدات ثنائية الصبغة Double Dye nucleotide من اشهر الكواشف الانتقائية على الاطلاق وهي الطريقة المفضلة لدى العلماء الذين بدأوا للتو تطبيق تفاعل التسلسل المبلمر الكمي والنوعي ، وقد ساهمت كل من شركة Roch وشركة Applied Biosystem في تطوير هذه الكواشف من كواشف كانت تستخدم صبغة مشعة ترتبط مع كل كاشف له تسلسل مكمل لأحد الأشرطة الناتجة من التفاعل .


ترتبط صبغة مخلقة اللون Fluorophore – القادرة على اطلاق الفلورسنت – والمسماة الصبغة المراسلة Reporter بالطرف رقم خمسةمن الكاشف ويرتبط بالطرف رقم ثلاثة من الكاشف صبغة اخرى مخلقة للون تسمى الصبغة الماصة Quencher .


عند استثارة الصبغة المراسلة بالليزر او الهالوجين تقوم هذه الصبغة بامتصاص طاقة الفوتونات ومن ثم نقــــــــهلـا الى الــصبـــغة الماصـــة عن طريق ميكـــانـــــكية تحــــــويل الطــــاقـــــــة Fluoscence Resonance Energe Tranfer (FRET) .


الصبغة المراسلة تكون صبغة مخلقة للون مثل FAM والصبغة الماصة تكون صبغة مخلقة للون مثل TAMRA وبالامكان ان تكون الصبغة مظلمة تمتص الفلورسنت من الصبغة المراسلة وتطلق طاقة حرارية مثل Methyl Red و DABCYL ، وبالتالي ترتفع نسبة الفلورسنت المنبعثة من الصبفة المراسلة FAM بشكل غير عكسي وتنخفض في المقابل نسبة الفلورسنت المنبعث من الصبغة الماصة TAMRA .


هذه الكواشف تعمل بشكل جيد في التطبيقات الكمية والنوعية لتقنية الزمن الحقيقي لتفاعل التسلسل المتبلمر كذلك الكشف عن الطفرات الوراثية بتصميم كواشف يتم تهجينها بشكل انتقائي متخصص للكشف عن الاختلاف في قاعدة نتروجينية واحدة .
اجهزة عالية الانتاج High – Throughput
________________________________________


هذه الاجهزة تستخدم مبدأ الزمن الحقيقي لتفاعل التسلسل المبلمر وتستطيع فحص عدد كبير من العينات ، وهذه الاجهزة ملائمة لاستخدام المختبرات الجنائية لانها قادرة على فحص عدد كبير من العينات باستخدام كيميائية النيوكليتدات ثنائية الصبغة من خلال استثارة هذه الصبغات بالليزر او الهالوجين وعمل فحص للعينات بشكل انتقائي Specific لموقع معين في شريطي الحمض النووي الوراثي او بشكل غير انتقائي .
الفحص الغير انتقائي Non Specific Detection
________________________________________

في هذا النوع من الفحص يتم الكشف عن جميع ازواج اشرطة الحمض النووي الوراثي المكبرة بحيث ترتبط الصبغة التي تطلق الفلورسنت بين شريطي الحمض النووي الوراثي الناتج من التفاعل وتتداخل بين ازواج النيوكليتدات ومن اشهر هذه الصبغات SYBERGreenTM ، حيث تستثار هذه الصبغة عند 497 نانوميتر وتطلق الفلورسنت عند 520 نانوميتر .


في التفاعل يتم رفع درجة الحرارة من 40 درجة مئوية الى 95 درجة مئوية وتتم متتابعة شدة الفلورسنت الذي ينخفض بشكل حاد في درجة الحرارة التي ينفصل فيها شريطي الحمض النووي الوراثي عن بعضهما بسبب انفصال صبغة SYBERGreenTM عن الشريطين .


النواتج ذات الاطوال المختلفة والنواتج ذات التسلسل المختلف تنفصل في درجات حرارة مختلفة وتلاحظ على شكل قمم منفصلة ومميزة لكل ناتج وتتم هذه العملية بمساعدة برنامج حاسوبي يمكننا من مقارنة قمم نواتج التفاعل بدرجات الحرارة المختلفة .


وتستخدم صبغة SYBERGreenTM في تقدير كمية نواتج التفاعل وفي تحديد الطفرات الوراثية حيث ان الناتج الذي يحتوي على قاعدة نيتروجينية واحدة فقط مختلفة سينفصل في درجة حرارة مختلفة وتظهر على شكل قمة منفصلة ومميزة لذلك الناتج ، وبنفس الطريقة نستطيع تمييز الاليلات المتجانسة (قمة واحدة) والاليلات الغير متجانسة (قمتين) .
الفحص الانتقائي Specific Detection
________________________________________
يتواجد عدد كبير من انظمة الفحص الكيميائية التي تهدف الى الكشف عن ناتج معين وتستخدم هذه الانظمة كواشف (Prpbes) مرتبطة بصبغات لها فلورسنت ، الاختلاف بين الطول الموجي للاستثارة والطول الموجي للفلورسنت المنبعث من هذه الصبغات يمكننا من التمييز بين هذه الصبغات .
كواشف النيوكليتدات ثنائية الصبغة
________________________________________

تعتبر كواشف النيوكليتدات ثنائية الصبغة Double Dye nucleotide من اشهر الكواشف الانتقائية على الاطلاق وهي الطريقة المفضلة لدى العلماء الذين بدأوا للتو تطبيق تفاعل التسلسل المبلمر الكمي والنوعي ، وقد ساهمت كل من شركة Roch وشركة Applied Biosystem في تطوير هذه الكواشف من كواشف كانت تستخدم صبغة مشعة ترتبط مع كل كاشف له تسلسل مكمل لأحد الأشرطة الناتجة من التفاعل .


ترتبط صبغة مخلقة اللون Fluorophore – القادرة على اطلاق الفلورسنت – والمسماة الصبغة المراسلة Reporter بالطرف رقم خمسةمن الكاشف ويرتبط بالطرف رقم ثلاثة من الكاشف صبغة اخرى مخلقة للون تسمى الصبغة الماصة Quencher .


عند استثارة الصبغة المراسلة بالليزر او الهالوجين تقوم هذه الصبغة بامتصاص طاقة الفوتونات ومن ثم نقــــــــهلـا الى الــصبـــغة الماصـــة عن طريق ميكـــانـــــكية تحــــــويل الطــــاقـــــــة Fluoscence Resonance Energe Tranfer (FRET) .

الصبغة المراسلة تكون صبغة مخلقة للون مثل FAM والصبغة الماصة تكون صبغة مخلقة للون مثل TAMRA وبالامكان ان تكون الصبغة مظلمة تمتص الفلورسنت من الصبغة المراسلة وتطلق طاقة حرارية مثل Methyl Red و DABCYL ، وبالتالي ترتفع نسبة الفلورسنت المنبعثة من الصبفة المراسلة FAM بشكل غير عكسي وتنخفض في المقابل نسبة الفلورسنت المنبعث من الصبغة الماصة TAMRA .


هذه الكواشف تعمل بشكل جيد في التطبيقات الكمية والنوعية لتقنية الزمن الحقيقي لتفاعل التسلسل المتبلمر كذلك الكشف عن الطفرات الوراثية بتصميم كواشف يتم تهجينها بشكل انتقائي متخصص للكشف عن الاختلاف في قاعدة نتروجينية واحدة .
كاشف Taq ManTM
________________________________________
عبارة عن كاشف مكون من نيوكليتدات مرتبطة بروابط تساهمية في طرفها رقم خمسة باحدى الصبغات JOE,FAM,TET,VIC وتسمى الصبغة المراسلة وترتبط بروابط تساهمية في طرفها رقم ثلاثة بصبغة TAMRA وتسمى الصبغة الماصة والذي يرتبط بتسلسل معين من الحمض النووي الوراثي الآدمي بين البادئة المتجهة للامام والبادئة المعاكسة .
وهذا الارتباط الانتقائي يمكننا من معرفة الحمض النووي الوراثي الآدمي من الحمض النووي الوراثي حيث ان الكاشف يرتبط في جين RNase P المشفر لصناعة انزيم RNase P المرتبط بنشاط RNA .




وتقوم وحدة الازالة 5`- 3` exonuclease في الانزيم المبلمر AmpliTaqGold بازالة نيوكليتدت الكاشف TaqManTM مبتدئة بنيوكليتدات الصبغة المراسلة تماما مثلما يحدث مع كواشف النيوكليتدات ثنائية الصبغة الاخرى ويكمل الانزيم هذه المهمة حتى تنفصل باقي نيوكليتدات الكاشف عن ناتج التكبير .
جهاز تحليل الزمن الحقيقي ABI prism TM7000
________________________________________
يقوم هذا الجهاز المحتوي على جهاز مدور حراري بفحص 96 عينة من خلال تسليط حزمة من اشعة اليزر او الهالوجين على العينات بكمية متساوية الامر الذي يجعل الصبغات المربوطة بكاشف Taq ManTM تبعث فلورسنت له طول موجي 500 – 66- نانوميتر ، وتفضل هذه الالوان من خلال نظام فلاتر رباعي مربوط بكاميرا CCD لتحويل الاشارات الى بيانات رقمية يقوم برنامج حاسوبي باظهارها وتحليل نتائجها ، وتتم عملية الفحص لينخلال 2 – 3 ساعات
المرجع المجهول Passive Reference
________________________________________
المرجع المجهول هو صبغة ROX الموجودة في المحلول المنظم 10X Taq Man Buffer ولايتأثر بنشاط وحدة الازالة الخاصة بالانزيم المبلمر خلال تفاعل التسلسل المبلمر .


الهدف من وضع هذه الصبغة هوتطبيع Nomalize اشارة الصبغة المراسلة خلال عملية تحليل البيانات ، وعملية التطبيع هذه ضرورية لتصحيح التذبذب والاختلاف في شدة الفلورسنت المنبعث من صبغة FAM نتيجة التغير في تركيز او حجم العينة .


ويتم حسابها رياضيا بقسمة شدة الفلورسنت للصبغة المراسلة FAM على شدة الفورسنت للصبغة المجهولة ROX لنحصل على نسبة تطبيع الصبغة المراسلة Rn .


ويعتبر مقدار التغير في Rn الفرق بين RN+ (في وجود الحمض النووي الوراثي) وبين Rn_ (في عدم وجود الحمض النووي الوراثي) .
سلسلة تفاعلات البوليميريز Polymerase chane Reaction PCR
________________________________________
قام العالم (Kary Mullis) واعضاء من مجموعات المورثات البشرية عام 1985 م والتابعة لشركة Cetus والمسماة حاليا شركة Roch لاول مرة بنشر تقنية PCR للاوساط العلمية والمختبرات الجنائية ، وقد احدثت هذه التقنية ثورة في مجال البيولوجيا الجزيئية تتمثل في قدرتها على صنع ملايين النسخ من تسلسل معين من الحامض النووي الوراثي ، اعطي هذا العالم جائزة نوبل في الكيمياء عام 1993م .

ومن دون القدرة على صنع نسخ من الحمض النووي الوراثي للعينة الجنائية يجعل من المستحيل فحص تلك العينات المرفوعة من مسرح الحادث والتي تكون في معظم الاحيان رديئة الجودة ، قليلة الكمية.


تقنية تكثير ومضاعفة نسخ الحمض النووي الوراثي PCR تعتبر مثالية للعينات الجنائية لانها حساسة وسريعة ولاتكترث كثيرا بجودة الحامض النووي الوراثي مثل تقنية RFLP .

طبيعة سلسلة التفاعل المبلمر Pcr
________________________________________
هذا التفاعل عبارة عن تفاعل انزيمي يتم نسخ منطقة معينة من الحمض النووي الوراثي اكثر من مرة لانتاج ملايين النسخ من تسلسل محدد .


يقوم بهذه العملية التي تشبه ماكينة تصوير الورق جهاز يسمى المدور الحراري Thermal Cycler حيث يتم هذا التفاعل من خلال عملية تدوير حرارية تشتمل على اكثر من ثلاثين دائرة ، في كل مرةيتم تسخين وتبريد العينة عند درجات حرارة محددة .


في كل دائرة حرارية تتم عملية نسخ منطقة معينة من كل جزيء يحتوي على التسلسل المطلوب من الحمض النووي الوراثي المراد تكثيره .


تتحدد هذه الناطق المكبرة عن طريق البادئة Oligonuclease Primer والتي تمثل الجزء المكمل للطرف 3` end من التسلسل المطلوب .


نظريا .. بعد ثلاثين دائرة حرارية يتم انتاج بليون نسخة تقريبا من المنطقة المطلوبة في الحمض النووي الوراثي ، وهذا الناتج المسمى Amplicon يكون بكميات كافية تمكن تقنيات مختلفة من قياسها واظهار انماطها الوراثية .


في معظم اساليب مختبرات البيولوجيا الجزيئية والتي تجري تفاعل PCR يكون حجم العينات من 20 – 50 ميكرو ليتر , لتفادي المشاكل الناجمة عن تبخر المحاليل الصغيرة او تذبذب درجات الحرارة للاحجام الكبيرة والتي تستغرق وقتا اطول لوصول الحرارة الى مركز المحلول .



في الوقت الحاضر اصبح من السهل على المختبرات الجنائية اجراء هذا التفاعل بسبب قيام بعض الشركات المتخصصة بصناعة كل الكواشف والعناصر الضرورية لاتمام هذا التفاعل وتعبئتها في علب تمثل كل منها مجموعة متكاملة للمحاليل اللازمة بحيث تخلط هذه المحاليل وفق طريقة معينة ، ويضاف عليها الكمية المطلوبة من الحمض النووي الوراثي اتصبح العينة جاهزة لوضعها في جهاز المدور الحراري ومن ثم تكبيرها بواسطة PCR.
مكونات سلسلة التفاعل المبلمر Pcr
________________________________________
يتم تحضير هذا التفاعل بخلط العديد من العناصر ومن ثم اضافة الماء المقطر او المحلول المنظم TE للحصول على الحجم والتركيز المطلوب لكل هذه العناصر .

من اهم العناصر وجود بادئتين (Primers) وهما عبارة عن تسلسل قصير من الحمض النووي الوراثي يلتصق بطرف المنطقة المراد تكبيرها .


البادئة تقوم بتعريف الجزء المطلوب نسخه من الحمض النووي الوراثي ، ويصنع كميائيا من نيوكليتيدات (Olignucleotide) توضع بتركيز عالي في المحلول مقارنة بكمية الحمض النووي الوراثي لضمان استمرارية التفاعل .


العنصرالآخر هو عينة الحمض النووي الوراثي التي يتم نسخ مناطق معينة فيها بوضع تتابعات كل منها يحتوي على اربع قواعد نيتروجينية، ويقوم انزيم البوليميريز باضاة هذه القواعد بطريقة صحيحة بناءا على تسلسل القواعد النيتروجينية في الحمض النووي الوراثي .


انزيمات البوليميريز الثابتة عند درجات الحرارة العالية مثل درجة التشويه (Denaturation) والتي تقارب درجة الغليان لها اكبر الاثر في نجاح عملية PCR .

من اكثر هذه الانزيمات شيوعا انزيم Taq والذي يتم استخلاصه من بكيريا توجد في مياه الينابيع الحارة تسمى Thermus Aquaticus.


من الشائع عند فحص عدد من العينات تحتوي على نفس البادئات ونفس عناصر التفاعل الاخرى تحضير محلول يسمى (MasterMix) والذي يوزع بشكل متساوي في جميع انابيب التفاعل (0.2ml) ، مما يضمن صحة توزيع جميع عناصر التفاعل في كل انبوب وتجانس العينات مع بعضها البعض ، لان الهدف من فحص العينات هو ايجاد اوجه الاختلاف او التطابق بين عينات الحمض النووي الوراثي وليس ايجاد المتغيرات بين عناصر التفاعل او طرق تحضير العينات .
مقاييس التدوير الحراري Thermal Cycling
________________________________________
يوجد العديد من الاساليب المختلفة لتدوير تفاعل PCR
لاستخدامها في كثير من التطبيقات في مجال البيولوجيا الجزيئية ، السبب
لاختلاف هذه الاساليب هو اختلاف خصائص التهجين لانواع مختلفة من البادئات
مما يؤدي الى اختلاف معدل التصاق هذه البادئات بشريط الحمض النووي الوراثي .
اجهزة التدوير Thermal Cyclers
________________________________________
الجهاز الذي يقوم بعملية تسخين وتبريد عينات الحمض النووي الوراثي لاتمام المراحل المختلفة لتفاعل PCR يسمى جهاز التدوير الحراري .

يتم تسخين وتبريد العينات عند درجات حرارة محددة ودقيقة وفقا لنمط سير PCR للحصول على نتائج ثابتة ، وتقوم شركات عدة بتصنيع انواع مختلفة من هذه الاجهزة ، وتختلف هذه الانواع من حيث عدد العينات التي يستطيع الجهاز اجراء التفاعل لها في وقت واحد ، وحجم انابيب التفاعل التي يحملها الجهاز وسرعته في رفع او خفض درجة الحرارة .


من اشهر انواع اجهزة التدوير الحراري في مختبرات فحص الحمض النووي الوراثي هو جهاز GeneAmp PCR System9600 من شركة PE Biosystem والذي له القدرة على رفع وخفض درجة الحرارة لستة وتسعين عينة بمعدل درجة مئوية في كل ثانية ، ويحمل انابيب 0.2 ml او 0.5 ml .



اجهزة التدوير الحراري الحديثة لها غطاء يتم تسخينه عند بداية التفاعل لحفظ المحاليل من التكثف على غطاء الانبوبة اثناء التفاعل ، على الرغم من ان بعض المختبرات لازالت تستخدم اجهزة قديمة مثل Thermal Cycler480 والتي ليس لها غطاء حيث يتم اضافة نقطة من الزيت على محتوى انبوبة التفاعل لحمايته من التبخر .


بعض الاجهزة الحديثة لها القدرة على تكبير 384 عينة او اكثر في وقت واحد مثال لهذه الاجهزة هو جهاز GeneAmp PCR System9700 والذي له القدرة على تكبير 768 عينة من خلال تجويفين يحمل كل منهما 384 عينة ، على الرغم من العدد الكبير الذي يستوعبه هذا الجهاز في وقت واحد الا ان استخدامه في المختبرات الجنائية قليل جدا ، ومثا هذه الاجهزة تستخدمها في الغالب مختبرات اعداد قواعد البيانات الوراثية (البنوك الجينية) فقط .
البداية الساخنة للتفاعل المبلمر Pcr
________________________________________
الانزيم المبلمر العادي يظهر نوعا من النشاطات تحت درجة الحرارة المثالية وهي 72 درجة مئوية لانزيم TaqPolymerase ، وبالتالي فان البادئات تلتصق بشكل عشوائي (غير متخصص) في اشرطة الحمض النووي الوراثي في درجة حرارة الغرفة العادية اثناء تحضير العينات ، مما يؤدي الى ظهور نواتج غير مخصصة بالتسلسل المطلوب .


ومن الممكن في درجة حرارة منخفضة ان ترتبط البادئات مع بعضها البعض لتكون نواتج تسمى البادئة المزدوجة Primer Dimer لها احجام اصغر من احجام النواتج الطبيعية لتفاعل PCR أي انها تكبر بشكل تنافسي ، اذا ظهرت مثل هذه النواتج الغير مرغوبة سوف يتم تكبيرها من خلال دورات التفاعل المتبقية ولن يتم تكسير مناطق الحمض النووي الوراثي المطلوبة بفعالية لان الانزيم المبلمر مشغول بتكبير تلك النواتج المنافسة (الغير مرغوبة) .


يتم تفادي مثل هذه النواتج حيث يبدأ التفاعل عند درجة حرارة مرتفعة فقط ، وهو مايسمى بالبداية الساخنة .. يتم تصميم هذه البداية الساخنة عن طريق التحكم بعنصر مهم من عناصر التفاعل مثل الانزيم المبلمر .


بعد ان يتم رفع درجة الحرارة فوق درجة ارتباط البادئة المطلوبة ةهي 60 درجة مئوية وهذا يقلل الارتباط العشوائي للبادئات بشريطي الحمض النووي الوراثي واستطالتهما في غياب الانزيم ، لهذا السبب تم تصميم انزيم لايمكن ان يكون نشطا الا عند درجة حرارة عالية مما يضمن عدم ظهور النواتج الغير مرغوب فيها .. ولقد تمت تسمية هذا الانزيم المطور بانزيم AmpliTaq Gold .
الانزيم المبلمر للحمض النووي الوراثي AmpliTaq Gold
________________________________________
هذا الانزيم تم تعديله كيميائيا حيث يبقى خاملا حتي يتم تسخينه ، يتم تحضينه في درجة حرارة 95 درجة مئوية لمدة 10 – 11 دقيقة وذلك لتنشيط هذا الانزيم الخامل .


التعديل الكيميائي الذي تم اجراؤه على الانزيم عبارة عن اشتقاق المجموعة الامينية epsilon والتي توقف نشاط الانزيم حتى تنفصل عند درجة حرارة 95 درجة مئوية ، عند اس هيدروجيني (PH) اقل من 7 ، يتلاشى تميؤ هذه المجموعة الكيميائية ويعاود الانزيم نشاطه .


الاس الهيدروجيني لمحلول Trisbuffer في خليط التفاعل يتغير بتغير درجة الحرارة ، حيث ينخفض بارتفاع درجة الحرارة بمعدل 0.02PH لكل درجة مئوية ترتفع ، الاس الهيدروجيني لهذا المحلول هو 8.5 في درجة حرارة 25 درجة مئوية وتصل الى 6.9 عند درجة حرارة 95 درجة مئوية ، لهذا السبب لايتم تشويه شريطي الحمض النووي الوراثي عند درجة 95 درجة مئوية وانما يتم تنشيط الانزيم ايضا عند الحاجة لذلك فقط ، وبالتالي يتجنب ظهور نواتج غير مرغوب فيها .


من المهم ملاحظة ان AmpliTaq غير متوافق مع الاس الهيدروجيني (PH9.0) للمحلول المستخدم مع الانزيم المبلمر العادي بسبب ان الاس الهيدروجيني لايكون منخفضا بالقدرالذي يسمح بالتخلص من المجموعة الامينية المرتبطة بالانزيم AmpliTaq Gold وبالتالي يبقى خاملا .
تصميم بادئات التفاعل المبلمر Pcr
________________________________________
تعتبر البادئات جيدة التصميم من اهم عناصر التفاعل حيث ان المناطق المطلوب تكبيرها في الحمض النووي الوراثي تحدد معالمها عن طريق البادئة ، كما ان نواتج تفاعلPCR تتأثر بشكل حاد بخصائص التصاق البادئة المستخدمة ، ولابد ان تتوافر في البادئات المستخدمة عدة خصائص ، من ابرزها ان تكون تلك البادئات خاصة فقط بالمناطق المطلوبة (المراد تكبيرها) في الحمض النووي الوراثي حتى يصبح التفاعل اكثر فاعلية ، وان يكون للبادئتين نفس درجة حرارة الالتصاق ولاتتفاعل مع بعضها البعض بشكل كبير لتفادي حدوث ظاهرة البادئة المزدوجة Primer Dimer ، وتكون متوافقة في البنية التركيبية .


في المقابل ، لابد ان يكون تسلسل المنطقة التي سوف ترتبط بها البادئات واضحا ومعلوما ، لان هذه البادئات لن ترتبط بشكل صحيح اذا تغير ذلك التسلسل من شريط وراثيالى اخر .
وتتوفر تجاريا عدد من برامج الحاسب الالي التي تساعد في تصميم هذه البادئات، من اشهرها :


GeneRuner – Primer Express – Oligo)) وهذه البرامج تستخدم حسابات الديناميكا الحرارية للتنبؤ بدرجات حرارة التصاق هذه البادئات بالشريط الوراثي وامكانية تفاعلها مع بعضها البعض او مع بادئات اخرى .


ومع تطور تقنية نقل المعلومات اصبحت شبكات الانترنت من اهم مصارد المعلومات والتي تسهم في اختيارالبادئات المناسبة .


من خلال معهد Whitehead، مع هذا البرنامج يكفي ان يقوم المستخدم بادخال تسلسل الحمض النووي الوراثي ويحدد تسلسل المنطقة المطلوب تكبيرها ، يستطيع المستخدم تحديد حجم نواتج التفاعل وطول البادئة ودرجة حرارة الالتصاق المرغوبة ليقوم البرنامج بترتيب ازواج من هذه البادئات بناءا على افضلها ملائمة للتسلسل المدخل .

يعمل هذا البرنامج بكفاءة لتصميم زوج من البادئات يستطيع تكبير منطقة واحدة (Singlplex) في الحمض النووي الوراثي وهو مايطلق عليه تكبير مورثات فردية .
تكبير عدة مورثات في وقت واحد Multiplex PCR
________________________________________
تفاعل PCR له القدرة على نسخ (تكبير) اكثر من منطقة في الحمض النووي الوراثي في وقت واحد وذلك باضافة العديد من ازواج البادئات الى خليط التفاعل كل زوج منها مخصص اتكبير مورث واحد فقط .


تكبير مورثين (منطقتين) او اكثر يطلق عليه مصطلح Multiplex PCR ، وحتى يتم تكبير اكثر من موروث بشكل صحيح لابد ان تكون ازواج من البادئات متوافقة مع بعضها البعض بمعنى ان تكون حرارة التصاق البادئات متشابهة وان لاتتفاعل مع بعضها البعض لتفادي حدوث ظاهرة البادئة المزدوجة Dimer Primer والتي ترتبط فيها البادئات مع بعضهل البعض بدلا من ارتباطها بالحمض النووي الوراثي ، كلما اضيف زوج جديد من البادئات الى خليط التفاعل زاد احنمال تفاعل هذه البادئات مع بعضها البعض بشكل معقد .




كل تطبيق جديد لتفاعلPCR يحتاج الى درجة عالية من الدقة ترقى بكل من عناصر التفاعل وظروف عملية التدوير الحراري الى مستوى مثالي وهو مايمثل تحديا صعبا لتحقيق التوازن بين نواتج التفاعل لكافة المورثات المكبرة .


من اهم المتغيرات التي يتم فحصها لمحاولة الحصول على افضل النتائج هي دراسة تسلسل تلك البادئات وتركيزها مقارنة مع تركيز ايونات المغنيسيوم والتي لها اكبر الاثر في نجاح او فشل هذه العملية .


وقت الاستطالة خلال عملية التدوير الحراري تستغرق وقتا اطول عند تكبير عدة مورثات في وقت واحد حتى تتاح الفرصة لانزيم البوليمريز لنسخ كل المناطق الوراثية المطلوبة .


البادئات المصممة لكواشف Str
________________________________________
تحتاج الى ضبطها وفقا لهذه الكواشف للحصول على فصل جيد لاحجام المورثات المختلفة والمعلَمة بصبغة فلورسنت واحدة ، بالاضافة الى وجوب انتاجها لنواتج تمثل نسخ دقيق للمناطق المكبرة ويجب ان تكون هذه البادئات قادرة على القيام بتكبير متخصص للمورثات المطلوبة فقط دون ظهور نواتج غير مرغوب فيها .


واخيرا .. يجب ان يكون لها القدرة على اضافة قواعد الادنين A (المستقلة عن الشريط الوراثي) الى جميع نواتج التكبير .
تتابع الحمض النووي الوراثي
________________________________________

يتكون الحمض النووي الوراثي من قواعد نيتروجينية ذات تسلسل معين (وحدة) وتكرار معين , هذه التسلسلات المتكررة تترتب باحجام مختلفة وتسمى بناءا على طول الوحدات المتكررة وعدد وحدات التكرار المتجاورة او بالطول الكلي للمنطقة التي يحدث فيها التكرار .
وحدة التكرار الطويلة تضم عدة مئات الى عدة الاف من القواعد النتروجينية ويطلق على هذه المناطق مصطلح
(Satellite DNA) وتتواجد حول مركز الكروموسوم .


ويطلق على وحدة التكرار متوسطة الطول مصطلح
(Minisatellite) او العدد المتغير للتتابعات المتكررة
VNTR) Variable Number Tandem Repeat) وتتراوح اطوالها مابين 10 – 100 قاعدة نيتروجينية .
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
MR.LAB




عدد المساهمات: 55
تاريخ التسجيل: 25/03/2011

مُساهمةموضوع: رد: الـــهندســه الوراثــية (موضوع موسع يفضل فتحه عن طريق Fairefox)   الثلاثاء أبريل 12, 2011 5:23 pm

ويعتبر الكاشف D1S80 من ابرز الامثلة على هذه الوحدات متوسطة الطول حيث يبلغ طول كل من الوحدات المتكررة 16 قاعدة نيتروجينية ويبلغ عدد هذه الوحدات 16 – 41 وحدة متكررة .


الوحدات المتكررة التي تبلغ طولها من 2 – 6 قاعدة نيتروجينية يطلق عليها مصطلح (Microsatellite) او التتابعات المتكررة القصيرة
Short Tandem Repeats .
وقد اصبحت هذه الوحدات الصغيرة من اكثر الكواشف استخداما في المجال الجنائي لسهولة تكبيرها عن طريقة تفاعل PCR بدون حدوث مشكلة التكبير التفضيلي , ويعود السبب في هذا الى تشابه احجام الاليلات في الاشخاص ذوي الاليلات الغير متجانسة بسبب قصر احجام هذه الوحدات .

ويتغير عدد التكرارات في كواشف STR بشكل كبير بين الاشخاص مما يجعل هذه الكواشف مثالية لاختبارات تحديد هوية الاشخاص .


تتواجد كواشف STR بشكل مبعثر في الجينوم البشري وتوجد في كل 10,000 نيوكليتيد , وقد تم عزل عدد كبير من هذه الكواشف من قبل مختبرات اكاديمية وتجارية لاستخدامها في دراسة تحديد مواقع المورثات المسؤولة عن حدوث بعض الامراض .
أساسيّات في الوراثة - الوراثة الماندليّة وبعض المفاهيم الوراثيّة
________________________________________
أساسيّات في الوراثة - الوراثة الماندليّة وبعض المفاهيم الوراثيّة

كثيراً ما نتساءل عن صفاتنا عندما ننظر إلى نفسنا في المرآة، بعضنا بعيون زرقاء، وبعضنا عيونه خضراء، والكثير من الصفات التي لا نعرف مصدرها.. ولا نعرف لم نحن هكذا بالتحديد..

علم الوراثة هو العلم الوحيد القادر على تفسير هذه الصفات، ومعرفة مصدرها.. ولنعي تماماً المعلومات الوراثية، لا بدَّ أن نحيط بالعديد من الأفكار الأساسية، ومن ثم ننتقل إلى المعلومات الاختصاصية... فلنبدأ !
_______________

النمط الظاهري Phenotype : مجموعة الخصائص والصفات المشاهَدة لدى أي كائن حي، أو بعبارة أخرى الخصائص التي يمكن قياسها.

النمط المورثي Genotype : العوامل المورثية (الرموز) المسؤولة عن إظهار النمط الظاهري.

إذاً، لكل كائن حي مجموعة من الصفات والخصائص، يتفرد ببعضها عن كل أبناء جنسه، وبعضها الآخر مشترك بينه وبين باقي أفراد المجموعة الواحدة. وكل تلك الصفات تظهر وفق عمليات ترجمة منظمة لرموز تدعى بـ "المورثات Genes" المحمولة على بنىً تدعى بـ"الصبغيات Chromosomes".
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
السؤال الذي يطرح نفسه هنا، كيف تُتَرجم المورثة إلى صفة ظاهرة؟
إن تلك العملية معقدة جداً، يدخل فيها العديد من الوسائط.. سنتحدث بالتفصيل عن تلك العملية لاحقاً.
ولكن ما يهمنا الآن هو ما يلي : يكون النمط الظاهري آخر نتيجة يحصل عليها الجسم بعد الكثير من العمليات الاستقلابية التي تلي تفكيك رموز المورثات.

ومن الجدير بالذكر، أن كل صفة من صفات الكائن الحي لها تفرد وخصوصية في آلية ظهورها والعوامل المساهمة في تلك العملية، فبعض الصفات مثلاً تحتاج لمورثة واحد فقط تترجم فتظهر الصفة، ولكن البعض الآخر من الصفات تحتاج إلى أكثر من مورثة تترجم وفق تسلسل معين تظهر الصفة من خلاله.
_______________

حسناً، ولو كانت المورثات ثابتة منذ بدء الزمن، لما حصلنا على اختلافات بين البشر أبداً،، ما هي العوامل التي قد تغير من المورثة، وبالتالي قد يتغير النمط الظاهري كنتيجة لذلك؟

الطفرات Mutations :

إن المورثة "قد" تعتبر كياناً ثابتاً تنتقل من جيل لآخر عبر التكاثر وعمليات الانقسام الخلوي، ويتحكم في انتقالها نظام عالي الدقة يمنع حدوث أي خطأ.
لكن في بعض الأحيان قد تتعرض المورثة إلى تغيير مفاجئ في أحد بناها "الأساسية" مؤدياً إلى اختلاف النمط الظاهري الناتج عن ترجمة تلك المورثة.

و يتراوح الأثر الناجم عن الطفرة ما بين "غير الملحوظ Undetectable" و"القاتل Lethal"، ولا بد أن نعلم أن الطفرة عبارة عن تعديل ضئيل جداً في إحدى المورثات قد ينجم عنه اختلال كبير جداً في شكل الكائن الحي أو أحد وظائفه.

لذا فإن ذلك يخلق لدينا دراية تامة بأنه إذا كانت المورثة تنتقل من جيل لآخر، فبالتالي ستنتقل الطفرة (وأثرها) من الجيل التي حدثت فيه إلى الجيل التالي.

مثال : بيلة الفينيل كيتون Phenylketonuria :بيلة الفينيل كيتون هي مرض ناتج عن اختلال وراثي (طفرة) ينجم عنهُ غياب الأنزيم المسؤول عن تحويل الحمض الأميني الفينيل ألانينن Phynylalanine إلى الحمض الأميني التيروزين Tyrosine.و ينجم عن ذلك تراكم الفينيل ألانين والعديد من السموم التي تؤثر سلباً على صحة المصاب.
ما يهمنا من المثال هو عرض أثر ظاهري خطير ناتج عن طفرة صغيرة جداً.
_______________

طيب، كيف تتواجد المورثات فيجسم الكائن؟ وأين؟ ووفق أي تراتبية؟

الصيغة الصبغية :
إن مفهوم الصيغة الصبغية يعتمد على الكائن الحي المدروس، ولنأخذ الإنسان على سبيل المثال، فهو يملك في كل خلية (46)

لذا، فإن الصبغي (6) مثلاً موجود بنسختين إحداهما من الأب والأخرى من الأم، لذا فإن "أي" مورثة موجودة على ذلك الصبغي هي عبارة عن نسختين أحدهما من الأب والأخرى من الأم.

إن كل ما سبق، يوجهنا نحو مفهوم الصيغة الصبغية المضاعفة Diploid لدى الكائن الحي.
و لتتحقق الصيغة المضاعفة تلك ،لا بد وأن تكون الصيغة الصبغية في كل من النطفة والبويضة مفردة Haploid، وذلك للحصول على الصيغة المضاعفة عند التقاء النطفة والبويضة لتشكيل البيضة الملقحة.

إن كل تلك المعلومات -كما ذكرت- تتباين بحسب الكائن المدروس، ففي الإنسان ومعظم الكائنات العليا يكون الفرد الكامل مضاعف الصيغة الصبغية، أما العروس (أي النطفة والبويضة) تملك صيغة صبغية مفردة.

لكن الوضع يختلف في باقي الكائنات، فإذا أخذنا الأشنيات على سبيل المثال، فالكائن الكامل لديها مفرد الصيغة الصبغية، أما الأبواغ (أي الجيل العروسي) فتكون مضاعفة الصيغة الصبغية.

يختلف الأمر أيضاً لدى البكتيريا، حيث أنها مفردة الصيغة الصبغية دوماً، وتلجأ للانقسامات الفتيلية (الخيطية) Mitosis من أجل التكاثر، دون اللجوء إلى الانقسامات المنصفة meiosis ولا حتى لآلية صناعة الأعراس.

ولاحظنا فيما سبق أن الكائن الحي يتكاثر "بمفرده" أي انه يملك كل المقومات التي تخوله للقيام بالتكاثر، ولكن الفيروسات Viruses لا تملك تلك الإمكانية. وبغض النظر عن صيغتها الصبغية وماهية المادة الوراثية فيها، فإن الفيروسات مجبرة على البحث عم كائن مضيف Host تستجر منه المواد اللازمة لتتكاثر.
_______________

ومتى تم اكتشاف المورثات؟ من أول من بدأ بدراستها؟؟



اكتشاف المورثات Discovery Of Genes إن أول من فكر بوجود عوامل مسؤولة عن إظهار الصفات هو العالم والراهب النمساوي غريغور جوهان ماندل Gregor Johan Mendel الذي أجرى بحوثه على نبات البازلاء peas حيث كانت باكورة اكتشافاته ما يلي :

هناك عوامل خاصة Particular Factors تنقل الصفات من الآباء إلى باقي الذرية دون أن يطرأ عليها أي تغيير، وتنتقل تلك العوامل عن طريق عملية الإلقاح التي تتم بين غبار الطلع والبيوض النباتية Ovules لإنتاج أفراد جديدة.

مبدأ ماندل الأول، مبدأ استقلال الصفات :
لقد وصف ماندل – وبشكل مبدئي – أن المورثات لا تؤثر على بعضها خلال عملية التعبير.
وبعبارة أخرى، تنتقل المورثة من جيل لآخر بشكل مستقل عن المورثات الأخرى، فتحاول التعبير عن نفسها عندما تتواجد، وذلك دون وجود علاقات مع المورثات الأخرى.

الجدير بالذكر أن قانون ماندل كان صحيحاً حتى وقت معين، حيث اكتشف ارتباط بعض المورثات ببعضها، وتوضح مفهوم "الارتباط المورثي" الذي سنتكلم عنه فيما بعد.
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
MR.LAB




عدد المساهمات: 55
تاريخ التسجيل: 25/03/2011

مُساهمةموضوع: رد: الـــهندســه الوراثــية (موضوع موسع يفضل فتحه عن طريق Fairefox)   الثلاثاء أبريل 12, 2011 5:30 pm

كيف يمكننا التوفيق بين مفهوم المورثة وعدة أنماط ظاهرية من أجل صفة واحدة؟

مفهوم الصنوة Allele :
لا بد من معرفة أن المورثة هي عبارة عن مصطلح يَضم في طياته أكثر من شكلاً مورثياً ليعطي أكثر من نمط ظاهري من أجل نفس الصفة المسؤولة عنها تلك المورثة.
لنأخذ مثالاً للتوضيح، ففي صفة لون بذور نبات البازلاء ، لماذا هناك بذرة خضراء، وبذرة صفراء؟؟؟
ذلك لأن المورثة المسؤولة عن إظهار لون البذرة لها أكثر من شكل، وكل شكل اسمه "صنوة" حيث هناك صنوة تمنح البذرة لونها الأصفر، وصنوة مختلفة تماماً تمنح البذرة لونها الأخضر.

وبالتالي، فظهور لون معين للبذور محدَّد بتقابل صنوتبن (الصيغة المضاعفة) لمورثة لون البذور، إحدى الصنوتين على الصبغي الأبوي (من الأب) والصنوة الأخرى على الصبغي الأموي (من الأم – الأب الآخر
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
ما الذي يحدد الصنوات المتقابلة لصفة معينة؟ وهل تتماثل الصنوتان المتقابلتان أم تختلفان؟

لنفكر قليلاً، من الممكن أن تكون الصنوتين المتقابلتين متماثلتين، ومن الممكن أيضاً أن تكونا مختلفتين.. لذا، فذلك يخلق لدينا مفهوماً جديداً حول ما يسمى بالفرد متماثل اللواقح والفرد متخالف اللواقح...

الفرد المتماثل اللواقح Homozygous : حيث تكون الصنوتان المتاقبلتان لمورثة معين متماثلتان، والنمط الظاهري لا شك فيه ولا خلاف.. ولا حاجة لأي قانون أو مفهوم وراثي لمعرفة النمط الظاهري، فإذا كانت الصنوتان مسؤولتان عن إظهار لون البذور الأخضر، فحتماً سيكون لون البذور أخضر.

الفرد متخالف اللواقح Heterozygous : حيث تكون الصنوتان المتقابلتان لمورثة معينة مختلفتان، أي لا يمكن معرفة الصفة الظاهرة إلا بمعرفة الصنوة الأرجح، أو حتى معرفة الطريقة التي تظهر من خلالها الصفة.
_______________

ما هي أولى تجارب ماندل؟

قبل ذلك، لا بد من الإشارة إلى أن الفرد متماثل اللواقح - بالنسبة لصفة معينة - هو من سلالة صافية، والفرد متخالف اللواقح - بالنسبة لصفة معينة – من سلالة غير صافية (هجينة).

أجرى ماندل أولى تجاربه دارساً صفة لون البذور عند نبات البازلاء وفق ما يلي :
أحضر مناندل فردي بازلاء، الفرد الأول أخضر البذور من سلالة صافية (أي متماثل اللواقح)، والفرد الآخر أصفر البذور من سلالة صافية (أي متماثل اللواقح ).. فكان الأفراد الناتجون ذوي بذور صفراء متخالفي اللواقح! (بحسب اكتشاف ماندل).
_______________

لماذا كانت البذور الناتجة صفراء وليست خضراء مثلاً؟ أي ما الذي يحدد النمط الظاهري حالة الفرد متخالف اللواقح بالنسبة لصفة معينة؟

إن ذلك لا يحدد بقانون ثابت، فهناك أكثر من قانون يحكم ظهور نمط ظاهري معين لصفة ما، وذلك بالطبع بحسب المورثة.. وللتوضيح لا بد من معرفة مبدأي السيادة التامة والسيادة المشتركة.

السيادة التامة Complete Dominance - الرجحان التام :
إن لذلك التعبير أهمية كبيرة في فهم النمط الظاهري لفرد متخالف اللواقح (الصنوات)، حيث يعني مفهوم السيادة التامة، سيادة إحدى الصنوتين على الصنوة الأخرى المقابلة، وحينها يكون النمط الظاهري وفقاً للصنوة الأرجح (الأقوى - السائدة) أما الصنوة الأخرى فهي موجودة لكن دون أن تعبر عن نفسها أبداً.

و لنعد إلى تجربة ماندل حول لون البذور، فإن الأفراد الناتجين عن التزاوج هم ببذور صفراء، ونمطهم المورثي متخالف اللواقح (صفراء- خضراء)، إذاً "صنوة لون البذور الأصفر هي الراجحة دون أدنى شك".

السيادة غير التامة (المشتركة) Incomplete Dominance – الرجحان المشترك :ولهذا التعبير أيضاً أهمية كبيرة في تفسير بعض الأنماط الظاهرية الناتجة عن نمط مورثي متخالف اللواقح (الصنوات)، حيث أنه – وفي أمثلة غير لون بذور البازلاء – نجد أنماطاً ظاهرية مشتركة بين الصنوتين الموجودتين، أي أن كلتا الصنوتين عبرتا عن نفسها، وبشكل متساوي.

إن هذا المفهوم لم يتوصل إليه ماندل، كونه اقتصر تجاربه على صفات تعتمد في ظهورها على قانون السيادة التامة – الرجحان التام.
_______________

أعطنا مثالاً عن السيادة المشتركة – الرجحان المشترك..

الزمر الدموية ، فجميعنا نعلم بوجود أشخاص زمرتهم الدموية AB، وذلك يحصل لأن العلاقة بين المورثتين A، B هي علاقة سيادة مشتركة، حيث لا ترجح الـA على الـB ولا العكس أيضاً، وإنما تعبر كلتا الصنوتان عن نفسيهما في حال كان الفرد متخالف اللواقح نمطه الوراثي (A-B) ليكون نمطه الظاهري AB حيث تتواجد مستضدات الـA ومستضدات الـB معاً لأن الصنوتين قد عبرتا عن نفسيهما بشكل متساوي..
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
إن ماندل بصراحة لم يعي تماماً نتائج أبحاثه ولم يعرف أسبابها الحقيقة، ولكن لا بدَّ خلال تعلم الوراثة وأسسها أن ندرس المبادئ التي توصلَّ إليها ماندل أولاً، لأنها هي ما قادنا إلى التطور الوراثي الذي نحن عليه الآن.
عزل واظهار الانماط الوراثية لكواشف Str
________________________________________
حتى نقوم بفحص مورثات STR لابد من تحديد المناطق التي تقع على جانبي وحدة التكرار وعندما تتم معرفة تسلسل هذه المناطق الجانبية نستطيع تصميم بادئات قادرة على تكبير هذه الوحدات المتكررة .


ويتم عزل كواشف STR باحدى الطرق التالية :

• الاولى تتم عملية بحث في قواعد بيانات تسلسل الحمض النووي الوراثي مثل البنوك الجينية للبحث عن مناطق لها اكثر من ست وحدات متكررة او وحدات متكررة متجاورة .

• الثانية بواسطة اجراء طرق العزل البيولوجي الجزيئي , يحدد اسم تسلسل تكرارات STR عن طريق طول وحدة التكرار . فمثلا , الوحدات المتكررة ثنائية النيوكليتيد لها نيوكليتيدين تتكرر بجانب بعضها البعض مرات ومرات عديدة .


الوحدات المتكررة ثلاثية النيوكليتيد لها ثلاث نيوكليتيدات في كل وحدة تكرار , وبنفس الطريقة تحتوي الوحدات الرباعية على اربعة نيوكليتيدات والخماسية على خمسة والسداسية على ستة نيوكليتيدات , نظريا .. 4 , 16 , 64 , 256, 1024 , 4096 صيغة محتملة لوحدات النيوكليتيدات الاحادية والثنائية والثلاثية والرباعية والخماسية والسداسية على التوالي .



وبسبب ان الوحدات المتكررة قصيرة الطول
STR) Microsatellite ) ذات تتابع متكرر فان بعض الصيغ تكون مطابقة لصيغ اخرى .



اصبحت الوحدات النيوكليتيدية المتكررة الرباعية من اشهر كواشف STR استخداما في اختبارات تحديد هوية الاشخاص وتسلسلات كواشف STR لاتختلف في طول وعدد الوحدات المتكررة فقط وانما في التطابق الشديد لهذا النمط التصاعدي المتكرر.



هذه الوحدات المتكررة القصيرة STR تصنف الى اربع فئات بناءا على نمط التكرار , تكرارت بسيطة تتكون من وحدات متطابقة في الطول والتسلسل وتكرارات مركبة تتكون من تكرارين بسيطين متجاورين او اكثر , وتكرارات معقدة تتكون من مجموعة من الوحدات المتكررة المختلفة الاطوال والتسلسلات .


وتتكون الفئة الاخيرة من تكرارات معقدة شديدة الاختلاف والتغيير والتي يعتبر استنساخ انماطها الواثية امرا بالغ الصعوبة وهي تتكون من عدد ضخم من الاليلات التي تختلف في احجامها وتسلسلاتها.



وهذه الفئة الاخيرة لاتستخدم في الفحوصات الجنائية للحمض النووي الوراثي بسبب الصعوبة في تسيمة الاليلات واختلاف مقاييس الفحص في المختبرات الجنائية .



بعض الاليلات في مورثات STR تحتوي على وحدات ذات تكرار ناقص ويطلق على هذه الاليلات مصطلح وحدات تكرارية غير مكتملة (Microsatellite) .




من اشهر الامثلة على هذا النوع , اليل 9.3 في مورث TH01 والذي يتكون من تسعة وحدات نيوكليتيدية رباعية اضافة الى وحدة غير كاملة تضم ثلاث نيوكليتيدات فقط , هذه الوحدة التكرارية هي الوحدة رقم 7 في الوحدات التسع الموجودة في الاليل حيث تفتقر هذه الوحدة السابعة الى قاعدة الادنين النيتروجينية التي توجد في نمط الوحدات التكرارية الاخرى AATG الكاملة .

الخصائص المطلوبة في كواشف Str الجنائية
________________________________________

في اختبارات تحديد هوية الاشخاص من المهم جدا وجود كواشف لها اقصى درجة من الاختلافات او دمج عدة كواشف تمكننا من التمييز بن العينات , اليلات الوحدات التكرارية القصيرة STR تبلغ احجامها 100 – 400 قاعدة نيتروجينية مقارنة باحجام الوحدات التكرارية متوسطة الطول VNTR)) Minisatellite والتي تبلغ احجام اليلاتها 400 – 1000 قاعدة نيتروجينية مما يجعل اليلات الوحدات التكرارية القصيرة STR اكثر ملائمة للاستخدام في التطبيقات الجنائية حيث ان المختبرات الجنائية تواجه صعوبة كبيرة في تكبير العينات الجنائية شديدة التحلل , اضافة الى العينات المختلطة المرفوعة في جرائم الاعتداء الجنسي .



يتم تكبير العينات المتحللة بشكل جيد عندما تكون الاليلات صغيرة الحجم (STR) , بينما نلاحظ سقوط الاليلات من عملية التكبير في الاليلات كبيرة الحجم (Minisatellite) , بسبب التكبير التفضيلي للاليلات الصغيرة والذي يعتبر مشكلة تعيق تكبير بعض تلك الوحدات متوسطة الطول , علاوة على ذلك .. يتم فصل القواعد النيتروجينية بشكل افضل ف قطع الحمض النووي الوراثي التي تكون احجامها اقل من 500 قاعدة نيتروجينية عن طريق عملية الفصل الكهربائي (Polyacrylamide Gel Electrophoresis) , لهذه الاسباب البيولوجية والتقنية تعتبر كواشف STR اكثر ملائمة للاستخدام في التطبيقات الجنائية اكثر من كواشف VNTR)) Minisatellite .



من بين الانواع المختلفة لانظمة كواشف STR تعتبر التكرارات الرباعية النيوكليتيد اكثر شيوعا من الثنائية او الثلاثية النيوكليتيد , وتعتبر الخماسية والسداسية اقل استخداما على الرغم من استخدام بعض المختبرات لها .


توجد ظاهرة بيولوجية تسمى Stutter تنشأ عن تكبير اليلات الوحدات التكرارية القصيرة STR وهي عبارة عن نواتج تكبير تنقص بمقدار وحدة تكرارية عن حجم الاليل الحقيقي , وبناءا على المنطقة الوراثية المكبرة تصل نسبة حدوث هذه الظاهرة في بعض الاحيان الى 15 % من حجم الاليل في الوحدات رباعية النيوكليتيد , وترتفع هذه النسبة في النيوكليتيدات الثنائية والثلاثية لتصل الى 30 % او اكثر مما يجعل عملية تحليل النتائج في العينات المختلطة امرا بالغ الصعوبة .


كما ان وجود وحدات رباعية النيوكليتيد يجعل عملية فصل الاليلات الغيرمتجانسة القريبة من بعضها البعض امرا سهلا بواسطة عملية الفصل الكهربائي , بينما لاتتم عملية الفصل هذه بشكل جيد في وجود اليلات تبتعد عن بعضها مسافة تقدر بقاعدتين او ثلاث قواعد كما هو الحال في النيوكليتيدات الثنائية او الثلاثية .


وتتلخص اهم الاسباب التي تجعل وحدات التكرار الرباعية مثالية لاستخدامها ككواشف لمورثات STR على النحو التالي :



• ضيق نطاق حجم الاليلات مما يسمح بتكبير اكثرمن مورث دفعة واحدة .
• ضيق نطاق حجم الاليلات الامر الذي يحد من عملية سقوط الاليلات بسبب التكبير التفضيلي للاليلات الصغيرة .
• امكانية الحصول على نواتج صغيرة الحجم لعملية التكبير مما يسمح باظهار الانماط الوراثية للعينات المتحللة .
• انخفاض معدل حدوث ظاهرة Sutter , الامر الذي يساعد في عملية تحليل نتائج العينات المختلطة .

خلال العقد الماضي , تم اكتشاف عدد كبير من كواشف STR رباعية النيوكليتيد لاستخدامها في التطبيقات الجنائية مثل كتشف Y-Chromosome الذي يستخدم لفصل المورثات الذكرية عن المورثات الانثوية في جرائم الاعتداء الجنسي .
الكواشف المستخدمة في التطبيقات الجنائية لابد ان تتوافر فيها الخصائص التالية :
• لها قوة تمييز عالية 90% مع ملاحظة ان تكون قوة التمييز للاليلات الغير متجانسة اكبر من 70% .
• ان تختار من مواقع متفرقة من الكروموسومات للتاكد من ان المناطق الوراثية المرتبطة مع بعضها لم يتم اختيارها .
• الحصول على نتائج ثابتة وقوية عندما يتم تكبيرها مع مورثات اخرى .
• لها اقل المعدلات في حدوث الطفرات .
• ان تكون اطوال الاليلات الناتجة (المتوقعة) ضمن النطاق 90 – 500 قاعدة نيتروجينية , حتى تكون ملائمة لفحص العينات المتحللة .

ونجد ان الكواشف المستخدمة حاليا في المجال الجنائي تم اختيارها من كروموسومات منفصلة لتفادي المشاكل الناجمة عن ارتباط الكواشف ببعضها البعض .

----------------------
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
MR.LAB




عدد المساهمات: 55
تاريخ التسجيل: 25/03/2011

مُساهمةموضوع: رد: الـــهندســه الوراثــية (موضوع موسع يفضل فتحه عن طريق Fairefox)   الثلاثاء أبريل 12, 2011 5:33 pm

----------------

التسمية العامة لاليلات Str
________________________________________
حتى يكون هناك قاسم مشترك بين المختبرات يمكنها من تبادل المعلومات لاجراء المقارنات اللازمة لابد ان يكون هنالك نظام تسمية موحد بين المختبرات الجنائية للاليلات STR .
نتائج الحمض النووي الوراثي لايمكن ان يتم تبادلها بفعالية مالم توجد لغة مشتركة بين مختبرات تطبق نفس القوانين والظروف المخبرية .. فمثلا , اذا ادعى احد المختبرات بان عينة لها 15 وحدة تكرارية في موقع وراثي معين وقام مختبر اخر بفحص نفس العينة وادعى بان لها 16 وحدة تكرارية في نفس الموقع الوراثي , فسوف يبدو لنا خطأ وهو ان العينتين غير متطابقتين , وسوف نعتبر انهما من مصدرين مختلفين ’ لذلك لابد من نظام تسمية موحد لاليلات STR تخضع له جميع المختبرات .



التسلسل التكراري يسمى بناءا على تركيب وحدة التكرار الاساسية (بنية القواعد النيتروجينية) وتبعا لعدد وحدات التكرار , وحيث ان الحمض النووي الوراثي له شريطين يتجه احدهما عكس اتجاه الاخر فتكون بداية عدد الوحدات التكرارية من طرف ذرة الكربون الخامسة باتجاه طرف ذرة الكربون الثالثة 5`end to 3`end للشريط العلوي ومن طرف ذرة الكربون الخامسة باتجاه طرف ذرة الكربون الثالثة للشريط السفلي , واختيار الشريط يؤثر في عملية قراءة تتابع القواعد النيتروجينية .




قامت الجمعية العلمية لمورثات الدم الجنائية ISFH في عام 1997م نجد اختلافات كبيرة في تسمية هذه الاليلات فنجد (FSS) Forensic Science Service تصف وحدة التكرار في مورث TH01 بانها TCAT, بينما يصف Caskey وشركاؤه وحدة التكرار في مورث TH01 بانها AATG , لذا كان من المهم وجود نظام موحد للتسمية يتم بموجبه اختيار أي من الشريطين الوراثيين (العلوي ام السفلي) يكون اكثر ملائمة ويتم بموجبه ايضا اختيار صيغة او شكل وحدة التكرار وكيفية تصميم نقياس الاليلات وتسمية الاليلات ذات الوحدات التكرارية الغير كاملة .

اسباب اختيار احد الشريطين الوراثيين دون الاخر
________________________________________

• بالنسبة لوحدات التكرار القصيرة STR الواقعة ضمن المناطق المشفرة لصناعة البروتينات (بمافيها مناطق Intron), يتم اختيار وحدة التكرار الموجودة في الشريط المشفر , من ابرز الامثلة على هذا النوع , كواشف مورثات VWA, TPOX , CSF1PO .
• بالنسبة لوحدات التكرار الغير مرتبطة بمورثات مشفرة لصناعة البروتينات والتي تكون على شكل المورث D#S#### فان وحدة التكرار التي اكتشفت لاول مرة ونشرت في الاوساط العلمية وادخلت في قواعد المعلومات تكون هي الوحدة المرجعية للتسمية , من الامثلة على هذا النوع كواشف مورثات D18S51, D21S11 .




• اذا تم تسمية وحدة تكرارية في الويط الجنائي وظهرت تسمية اخرى بعد اصدار هذه التوصيات فيجب المحافظة على تلك التسمية لتفادي حدوث مغالطات غير ضرورية , مثال على هذا النوع مايستخدمه بعض المختبرات لتسمية وحدة التكرار في مورث TH01 بانها AATG , بينما تم ادخال وحدة التكرار TCAT الموجودة في الشريط المشفر في بنك الجينات على انها وحدة التكرار لمورث TH01.

اختيار صيغ تسمية الاليلات
________________________________________
• صيغ التسلسل التكراري لابد ان تحدد بحيث يستخدم اول نيوكليتيد في وحدة التكرار من جهة الطرف الخامس 5`end من شريط الحمض النووي الوراثي , مثلا نلاحظ وجود ثلاث وحدات تكرارية كل منها له هذه الصيغة TCA او ثلاث وحدت تكرارية كل منها له هذه الصيغة CAT في التسلسل 5`-GGTCATCATCATGG-3`, وبناءا على هذه التوصيات فان صيغة الوحدة التكرارية الصحيحة هي CAT لانها تمثل اول صيغة تسلسل تكراري له نيوكليتيد قريب من الطرف 5` لشريط الحمض النووي الوراثي .


• تعطى الصيغ التكرارية الغير مكتملة رقما يدل على عدد التكرارات المكتملة مفصولا بفاصلة عشرية ثم يذكر عدد القواعد النيتروجينية في التكرار الغير مكتمل ,من امثلة هذا النوع اليل 9.3 في مورث TH01 , حيث يحتوي هذا الاليل على تسع وحدات تكرار لها صيغ AATG ووحدة تكرار غير كاملة لها نيوكليتيد ثلاثي ATG, مثال اخر هو اليل 2.22 في مورث FGA والذي يحتوي على 22 نيوكليتيد رباعي وتكرار غير مكتمل له نيوكليتيد ثنائي .


• مقياس الاليلات Allelic Ladder يحتوي على اليلات متسلسلة سميت وفقا للتوصيات المذكورة سلفا ويستخدم كمرجع لتسمية اليلات العينات الجنائية , وهو متوفر تجاريا ويضم اغلب الاليلات الشائعة .
مقياس الاليلات Allelic Ladder
________________________________________
مقياس الاليلات عبارة عن خليط مصنع من الاليلات الشائعة الموجودة في انماط السكان الوراثية , يتم تحضير هذا الخليط باستخدام نفس البادئات المستخدمة في فحص العينات مما يجعل من هذا المقياس مرجع لمقارنة اليلات العينات الجنائية بتلك الموجودة فيه , أي انه يستخدم كمسطرة لقياس احجام الاليلات في مورثات STR , وهو ضروري لضبط الاختلافات في عملية قياس هذه الاحجام بين المختبرات لاستخدامها اجهزة مختلفة او لعملها في ظروف مغايرة .


يصمم مقياس الاليلات بجمع عينات الحمض النووي الوراثي او نواتج تفاعل PCR لاشخاص مختلفين من ضمن افراد التركيبة السكانية لهم اليلات يمثل كل منها اوجه الاختلاف بين اليلات كل مورث , ثم يعاد تكبير حصيلة هذه العينات لنحصل على عينة بها اكثر الاليلات شيوعا بين الناس .

تتم موازنة كميات الاليلات بضبط الكمية المستخدمة لكل اليل حتى تظهر الاليلات بشكل متوازن في مقياس الاليلات , فمثلا للحصول على مقياس يحتوي على خمسة اليلات لها 6 , 7 , 8 , 9 , 10 وحدات تكرارية لابد من ضم عينات اشخاص لهم الانماط الوراثية التالية (6 , Cool و (7 , 10) و (9 , 9) , ايضا يمكن استخدام الانماط الوراثية التالية (6 , 9) و (8,7) و (10,10) و (6,6) و (7,7) و (8,Cool و (9,9) و (10 , 10) .



وللحصول على كميات اضافية من مقياس الاليلات (الجيل الثاني والثالث من مقاييس الاليلات ) يتم بسهولة بواسطة تخفيف المقياس الاصلي بالماء المقطربمقدار 1 / 1000 وبمقدار 1/1000,000 ومن ثم يعاد تكبيره باستخدام نفس بادئات تفاعل PCR , وليس على المختبرات القيام بصنع مثل هذه المقاييس لانها متوفرة تجاريا وتباع مع مجموعة كواشف الحمض النووي الوراثي الاخرى .
اختيار كواشف الحمض النووي الوراثي المستخدمة لاظهار الانماط الوراثية الجنائية
________________________________________

يعتبر استخدام مجموعة مثالية من كواشف اظهار انماط الحمض النووي الوراثي من الادوات الفعالة والمعتبرة في النظام القضائي , مورثات STR المستخدمة حاليا تم عزلها وتطويرها اما في مختبرات د.كاسكي Dr.Thomas Caskey في كلية طب Baylor او في مختبرات الخدمات العلمية الجنائية FSS في بريطانيا , وتقوم شركة Promga بالتسويق تجاريا للعديد من كواشف د.كاسكي , بينما تسوق شركة PE Applied Biosystem تجاريا كواشف مختبرات الخدمات العلمية الجنائية البريطانية اضافة الى قيامها بتطوير كواشف اخرى جديدة .


في الوقت الحاضر تقوم كلتا الشركتين بتصنيع كواشف STR التي تلبي حاجة المختبرات الجنائية وتغطي مجموعة واسعة من مورثات STR المستخدمة .



وجود كواشف تسمح بتكبير اكثر من ثمان مورثات في وقت واحد احدثت ثورة علمية في الحمض النووي الوراثي الجنائي , حيث وصلت نسبة احتمال التكرار الى احتمال وجود شخص واحد في كل بليون شخص بعملية تكبير واحدة لنانو جرام واحد او اقل من الحمض النووي الوراثي , ويتم الحصول على هذه النتائج خلال ساعات معدودة مقارنة بالزمن الذي تستغرقه عملية الفحص باستخدام كواشف RFLP والذي يمتد الى عدة اسابيع .



ظهرت من اوائل المجموعات التي تسمح بتكبير اكثر من مورث في مرة واحدة مجموعة رباعية طورتها مختبرات الخدمات العلمية الجنائية FSS البريطانية تشمل اربعة مورثات هي VWA ,FES/FPS , TH01 , F13A1 وكانت هذه المجموعات تمثل الجيل الاول من هذا النوع من الكواشف الذي يسمح بتكبير اربعة مورثات دفعة واحدة , وتصل نسبة احتمال التطابق الى احتمال وجود شخص في كل عشرة الاف شخص تقريبا , ثم طورت هذه المختبرات الجيل الثاني من هذه الكواشف واطلق عليها اسم SGM يسمح بتكبير ستة مورثات اضافة الى المورث الخاص بتحديد الجنس وهي FGA ,VWA,TH01 ,D18S51 , D8S1179 , D21S11, وتصل نسبة احتمال التطابق الى احتمال وجود شخص في كل خمسين مليون شخص تقريبا .


تعتبر شركة Promgaاول من سوق تجاريا في عام 1994م عبوة تحتوي مجموعة ثلاثية من الكواشف تسمح بتكبير الثلاث مورثات التالية دفعة واحدة TH01 , CSF1PO , TPO, وسميت هذه المجموعة CTT باختيار الحرف الاول من كل مورث , ورغم ان نسبة احتمال التطابق لهذه المورثات هو شخص الى خمسمائة شخص فقط الا انها كانت تستخدم على نطاق واسع في الولايات المتحدة الامريكية نظرا لكونها اول مجموعة متوفرة تجاريا بسعر معقول .
المورثات الثلاثة عشر لنظام فهرسة الحمض النووي الوراثي الموحد Codis
________________________________________
في الولايات المتحدة الامريكية بدات عملية استخدام كواشف STR تسير ببطء مقارنة بما كان عليه الوضع في اوروبا وخاصة المجهود الذي قدمته الخدمات العلمية الجنائية FSS في المملكة المتحدة , ومع ذلك فقد بدأ مكتب التحقيقات الفيدرالي الامريكي في عام 1996م بالاشراف على مساعي الهيئات العلمية الجنائية لتأسيس نواة مشروع ادخال مورثات STR ضمن قاعدة بيانات وطنية تسمى النظام الموحد لفهرسة الحمض النووي الوراثي CODIS , بدأ هذا المشروع في ابريل عام 196م وانتهى في نوفمبر عام 1997م وشمل 22 مختبر جنائي لاظهار الانماط الوراثية وتقييم 17 مورث رشحت لادخالها في النظام .



هذه المورثات السبعة عشرة كانت على النحو التالي :

TH01 , LPL , FGA , FES/FPS , F13P , F13A01 , CSF1PO , D16S539 , D13S317 , D8S1179 , D7S820 , D5S818 , D3S1358 , VWA , TPOX , D18S51 , D21S11 .



اقر المشروع اختيار ثلاثة عشر مورثا فقط خلال اجتماعه الذي عقد في الفترة من 13 – 14 نوفمبر عام 1997م لتكون الاساس الذي يعتمد عليه مستقبلا لبناء قاعدة بيانات الحمض النووي الوراثي الوطنية .


هذه المورثات الثلاثة عشر والتي تكون العمود الفقري للنظام الموحد لفهرسة الحمض النووي الوراثي هي :

TH01 , FGA , CSF1PO , D13S317 , D8S1179 , D7S820 , D5S818 , D3S1358 , VWA , TPOX , D18S51 , D21S11 .


ولها نسبة احتمال تطابق نادرة تصل الى احتمال وجود شخص في كل تريليون شخص تقريبا , اكثر ثلاث مورثات لها تباين شديد بين انماط السكان الوراثية D18S51 و FGA و D21S11 بينما يظهر مورث TPOX نسبة اقل من الاختلافات بين الناس .



المورثات الثلاثة عشرة للنظام الموحد لفهرسة الحمض النووي الوراثي تصنف الى اربعة مجموعات :



1. مورثات لها وحدات تكرارية بسيطة تتكون من تسلسل تكراري واحد وهي :
TPOX, D13S317, D5S818, CFS1PO, D16S539 .


2. مورثات لها وحدات تكرارية ذات اليلات غير متفق عليها وهي :
D18S51 , TH01 , D7S820 .



3. مورثات ذات تكرارات مركبة لها اليلات غير متفق عليها وهي :
D8S1179, D3S1358 , FGA , VWA .



4. وحدات تكرارية معقدة مثل D21S11 .
مراحل عملية فحص حمض الميوكوندريا الوراثي
________________________________________

تتكون عملية الفحص من ثماني مراحل هي الاستخلاص والقياس والتكبير وعملية تنقية نواتج التكبير وتقدير كميتها وتفاعل التسلسل وعملية تنقية نواتج التفاعل واظهار النمط الوراثي .



عملية التكبير


يتم الاستخلاص بالطرق المعتادة (( عن طريق خطوات العمل المثالية للاستخلاص SOP )) ثم تقاس كمية حمض الميتوكوندريا الوراثي باستخدام تقنية QuantBlot , وبناءا على تركيز العينة يتم تكبيره .


توصي مختبرات مكتب التحقيقات الفيدرالي اذا امكن بوجود 100 بيكوجرام من العينة في الظروف المثالية لبدء عملية التكبير , وتتواجد في الاسواق عبوات جاهزة تحتوي على العناصر الضرورية للتفاعل حيث يتبقى ان نضيف الحمض النووي الوراثي ونضيف زوج البادئات التي نصممها حسب المنطقة التي نرغب بمعرفة تسلسلها (L15 & H16 for HV1) ولابد ان تتوافر اربع خصائص في هذه البادئات حتى تكون ملائمة لعملية التكبير كما يلي :


• ان تحتوي على عدد متوازن من قواعد GC و AT .
• تجنب التسلسل الذي يعتقد ان يكون مركبات ثانوية .
• تجنب التكرار الطويل لقاعدة واحدة .
• ان تكون درجة حرارة الالتصاق من 50 – 60 درجة مئوية .
درجة حرارة الالتصاق = 5 – {(عدد GC X 4 )+ ( عدد AT X 2 )}.



عملية الكشف عن نواتج التكبير وتنقيتها

تتم تنقية العينة باستخدام MicroconTM100 او باستخدام
Q1A quickTMspin purification kit وذلك باتباع التعليمات المرفقة مع المنتج .



عملية اظهار الانماط الوراثية لحمض الميوكوندريا الوراثي


البرامج المستخدمة في عملية الفصل الكهربائي لنواتج تفاعل التسلسل هي برنامج جمع المعلومات Data Collection المستخدم في فصل واظهار الانماط الوراثية لمورثات STR. وبعد الانتهاء من جمع البيانات يستخدم برنامج Sequence Analysis لاظهار الانماط الوراثية .
كواشف Str المتوفرة تجاريا
________________________________________
تتوفر العديد من العبوات التجارية التي تضم كواشف لتكبير مورث او عدة مورثات دفعة واحدة , وهنالك شركتان اساسيتان تقوم بتصنيع هذه الكواشف وتسويقها تجاريا هما شركة Promga في مدينة ماديسون في ولاية وسكنسون الامريكية , وشركة PE Applied Biosystem في مدينة فوستر في ولاية كاليفورنيا الامريكية , وقدمتا هاتان الشركتان دورا فعالا خلال السنوات القليلة الماضية لخدمة الاوساط العلمية والجنائية المتخصصة في الحمض النووي الوراثي .



وقد تطورت هذه التقنية بشكل مذهل في اواخر التسعينات الميلادية لتصبح ذات مقاييس اكثر حساسية واكثر سرعة واكثر دقة , في الوقت الذي ازدادت فيه اعداد المورثات التي نستطيع تكبيرها دفعة واحدة من ثلاث او اربع مورثات عن طريق تقنية الصبغ بالفضة اصبح بالامكان تكبير اكثر من ستة عشر مورثا دفعة واحدة عن طريق استخدام صبغات بالوان مختلفة ذات فلوريسنت .


استخدام النظام الموحد لفهرسة الحمض النووي الوراثي لثلاثة عشر مورثا ادى الى تطوير كواشف تغطي هذه المورثات , وفي التسعينات الميلادية كان لابد من وجود تفاعل PCR لاظهار الانماط الوراثية للثلاثة عشر مورثا اما باستخدام كواشف PowerPlexTM1.1 و PowerPlexTM2.1 من شركة Promga او باستخدام كواشف ProfilerPlusTM و CofilerTM من شركة PE Applied Biosystem .


وقد وضعت كلتا الشركتين مورثات مكررة في كلتا العبوتين وذلك لضبط عملية اختلاط العينات وهذه المورثات يجب ان تتطابق في العينة المفحوصة باستخدام كواشف كلتا العبوتين , فقد كررت المورثات D3S1358 و D7S820 في كل من كواشف عبوتي ProfilerPlusTM و CofilerTM وكررت مورثات TH01 , VWA , TPOX في كل من كواشف عبوتي PowerPlexTM1.1 و PowerPlexTM2.1 .


وفي مطلع 2000 ميلادية اصبح من السهل على المختبرات الجنائية على وجه الخصوص اظهار الانماط الوراثية لثلاثة عشر مورثا بواسطة تفاعل PCR واحد , اضافة الى مورث تحديد الجنس Amelogenin ومورثين آخرين.

ويتم اظهار الانماط الوراثية لكواشف نظام PowerPlexTM باستخدام جهاز Hitachi FMBIO Scanner بينما يتم اظهار الانماط الوراثية لكواشف ProfilerPlusTMو CofilerTM عن طريق استخدام جهاز ABI Prism 310 Genetic Analyzer الذي يعمل بطريقة الفصل الكهربائي باستخدام الانابيب الشعرية او عن طريق لستخدام جهاز ABI Prism 377 Genetic Analyzer الدي تتم عملية الفصل الكهربائي فيه باستخدام مادة الجل (Gel) .


اجرى صانعوا كواشف STR العديد من الابحاث على ماهية الكواشف التي ستتضمنها كل عبوة , اضافة الى التحقق من ان البادئات ستعمل بشكل متوافق مع بستالينعضها البعض خلال الظروف المختلفة لعملية تكبير العديد من المورثات دفعة واحدة , هذه البادئات المطورة ستبقى سرا من اسرار الصناعة لن تبوح به الشركات الصانعة في الوقت الراهن , وتعتمد اغلب المختبرات الجنائية على الكواشف المتوفرة تجاريا لانها لاتمتلك الوقت والمصادر الكافية لتصميم بادئات تستخدم لتكبير هذه المورثات دفعة واحدة اضافة الى ان استخدام الكواشف المتوفرة تجاريا والتي تستخدمها اغلب المختبرات يسهل عملية تبادل المعلومات بين المختبرات الجنائية لانها تستخدم الكواشف ونفس ظروف التفاعل الاخرى .
مقاييس الاليلات Allelic Ladder المتوفرة تجاريا
________________________________________

الشركات الصانعة لكواشف STR تقوم ايضا بصناعة مقاييس الاليلات والتي تستخدم لاظهارالانماط الوراثية , ومن المهم عند مقارنة الكواشف التي تنتجها كل من شركتي Promga و PE Applied Biosystem ان نلاحظ الاختلافات بين الاليلات في كل مقياس , فمثلا يحتوي مقياس الاليلات في كواشف PowerPlexTM1.1 من شركة Promga على مجموعة الاليلات 7-15 الواقعة في المورث D5S818.


وجود الاليل في مقياي الاليلات يجعل المختبرات الجنائية اكثر ثقة في صحة وجود هذا الاليل عند فحص عينة جنائية .


وفي مورث D5S818 المذكور في المثال السابق نجد ان المختبرات التي تفحص هذا المورث في عينة جنائية ويظهر لديها اليل 16 تكون اكثر ثقة في صحة هذا النمط الوراثي عند استخدامها لكواشف شركة PE Applied Biosystem لاحتواء مقياس الاليلات الذي تنتجه على اليل 16 , وعدم احتواء مقياس اليلات شركة Promga على هذا الاليل في هذا الموقع الوراثي .


بعض الكواشف الحديثة اظهرت اعداد مذهلة من الاليلات في مقاييس اليلاتها مثل كواشف SGM PlusTM والتي تنتجها شركة PE Applied Biosystem المحتوية على 159 اليل , ويحتوي مقياس الاليلات المنتج من شركة Promga على اكثر من 200 اليل .
الاليلات الموجودة في المورثات الثلاثة عشرة لنظام Codis
________________________________________
كل مورث من المورثات الثلاثة عشرة له خصائص مميزة اما من حيث عدد الاليلات الموجودة ونوع تسلسل الوحدة التكرارية او نوعية الوحدات التكرارية الغير مكتملة التي تظهر في هذه المورثات .


اختلاف احجام الاليلات الناتجة من تفاعل PCR عند استخدام كواشف من مصادر مختلفة يعتبر مشكلة كبيرة تقود الى ظهور اليلات غير صحيحة Nullalleles عند مقارنة نتائج كواشف كل من الشركتين المنتجة .
مورثات Str الشائعة الاستخدام
________________________________________

الثلاثة عشر مورثا المستخدمة في الولايات المتحدة الامريكية من قبل النظام الموحد لفهرسة الحمض النووي الوراثي تعتبر كواشف فعالة جدا في اختبارات تحديد هوية الاشخاص وسوف تبقى ذات اهمية لمثل هذه الاختبارات في المستقبل , وقد انتشر استخدام هذه المورثات الثلاثة عشر ة في جميع المختبرات الجنائية في مختلف انحاء العالم , على الرغم من وجود عشرات الكواشف الاخرى المستخدمة على نطا واسع .



انتجت شركة PE Applied Biosystem كواشف Ampf1STR GSMPlus والتي تسمح بتكبير عشرة مورثات والتي تتضمن مورثين جديدين هما D19S433 و D2S1338 , وباستخدام هذه الكواشف من قبل مختبرات الخدمات العلمية الجنائية FSS البريطانية والكثير من دول اوروبا ستزداد كمية البيانات الوراثية عن تكرار اليلات هذين المورثين في التركيبة السكانية ,وبنفس الطريقة انتجت شركة Promga مورثين لهما نيوكليتدات خماسية وهما PentaE و PentaD في منتجيها الجديدين GenePrint PowerPlexTM2.1 و PowerPoewrPlexTM1.1 , واستخدمت هذه المورثات مع الثلاثة عشر الاساسية لبناء قاعدة البيانات الوراثية .


ولشركة Promga كواشف تسمح بتكبير اربعة مورثات هي LPL , F13A01 , F13B , FES/FPS .
في شهرمايو من عام 2000م طرحت شركة Promga منتجها الجديد PowerPlexTM16 والذي يجعل من السهل تكبير ستة عشر مورثا دفعة واحدة وله قوة تمييز تصل الى تمييز شخص واحد من بين مئة وعشرة الآف مليار وفي نفس الشهر من العام 2001م طرحت شركة PE Applied Biosystem منتجها الجديد Identifiler يسمح ايضا بتكبير ستة عشر مورثا دفعة واحدة وله قوة تمييز تصل الى تمييز شخص واحد بين مئة وعشرين الف مليار , كلا المنتجين يستطيعان تكبير المورثات الثلاثة عشر في نظام CODIS وتكبير المورثات الموصى بها من قبل الانتربول , واصبحت كواشف مورثات Y-Chrormosome من اكثر الكواشف استخداما نظرا لفعاليته في جرائم الاعتداء الجنسية .
قاعدة مورثات Str
________________________________________
نتيجة التطور المذهل لاستخدام كواشف STR في كافة التطبيقات الجنائية الخاصة بتحديد هوية الاشخاص فان بعض المصادر العلمية تصبح قديمة , فالاصدارات العلمية الدورية تشهد كل شهر مجموعة جديدة من الاليلات المكتشفة او تطوير كواشف جديدة مما يؤدي الى زيادة نمو قاعدة البيانات الوراثية , واصبح الانترنت يمثل مصدرا فعالا للحصول على المعلومات او تبادلها من خلال مواقع مصممة لهذا الغرض تربط المختبرات الجنائية في جميع انحاء العالم ببعضها البعض , وقد انشئت قاعدة مورثات تسمى STR Base في عام 1997م تشرف عليها مجموعة تقنيات الحمض النووي الوراثي في المعهد الوطني للمقاييس والتكنولوجيا National Instiute of Standards Tschnology , ويمكن الوصول اليها من جميع انحاء العالم على موقع شبكة المعلومات الدولية على الرابط التالي :

:http://www.cstl.nist.gov/biotech/strbase

يحتوي هذا الموقع على العديد من المواضيع المهمة والمفيدة والمتجددة باستمرار مثل احتوائه على اكثر من الف مرجع لكواشف STR وعناوين المختبرات والهيئات العاملة في المجال الجنائي , وتحتوي على معلومات مفصلة عن المورثات واليلاتها والظواهر الحيوية والتقنية التي تطرأ عليها , وتستعرض الطرق التقنية المستخدمة في اظهار الانماط الوراثية ومعلومات عن تسلسل البادئات المستخدمة ومعلومات مهمة عن قواعد البيانات الوراثية لكل مورث .
تقنية Y-Chromosome
________________________________________


قامت بعض المختبرات العلمية بتطوير كواشف لمناطق وراثية عالية التغيير Polymorphic على الكروموسوم الذكري, ويتواجد حاليا بصورة تجارية كواشف لها القدرة على تكبير عدة مورثات تقع على هذا الكروموسوم دفعة واحدة باستخدام سلسلة التفاعل البوليميريزي PCR وتحتاج الى كمية قليلة من الحمض النووي الوراثي .

التطبيقات الجنائية لتقنية Y-Chromosome
________________________________________
تستخدم هذه التقنية في تحديد هوية المتهم في جرائم الاعتداء الجنسي والتي اوضحت الدراسات التي اجريت في المجتمعات الغربية ان 98% من الذين يقومون هذه الجرائم من الذكور , وتتمثل اهمية استخدام هذه الكواشف في عدم الحاجة الى طريقة الاستخلاص التفاضلي الذي يفصل المكونات الذكرية عن الانثوية في العينة الجنائية حيث ان هذه الكواشف تقوم فقط بتكبير المادة الوراثية للمكونات الذكرية وبالتالي يظهر النمط الوراثي الذكري بدون اختلاط للنمط الوراثي الانثوي .



وتستخدم هذه الكواشف في تحديد العلاقة الوراثية التي تمتد عن طريق الاب بين الابناء والاحفاد , والكواشف المستخدمة حاليا تستطيع الكشف عن عدد محدود فقط من موثات الكروموسوم الذكري الامر الذي يجعلها ذات قوة تميزية منخفضة مقارنة بالقوة التمييزية لكواشف مورثات STR , لذا يجب تدعيم المقارنات التي تتم لتحديد الصلة الوراثية بين الاب والابناء او الاخوة مع بعضهم البعض باستخدام كواشف STR , كما يجب بناء قواعد بيانات وراثية للكروموسوم الذكري من خلال اجراء دراسات لمعرفة تنوع وتوزيع هذه الانماط الوراثية لهذه المورثات في المجتمع .



تقوم شركة Reliagenpe بتصنيع كواشف مورثات الكروموسوم الذكري وهي على شكل منتجين احدهما Y-PlexTM5 قادر على تكبير خمس مورثات والآخر Y-PlexTM6 قادر على تكبير ستة مورثات دفعة واحدة


حمض الميتوكوندريا الوراثي mtDNA
________________________________________
يتكون حمض الميتوكوندريا الوراثي من شريطين يكونان دائرتين مغلقتين تحتوي على 16569 زوج من القواعد النيتروجينية والتي تتوزع بكميات غير متكافئة بينهما , احد الاشرطة يحتوي على قواعد الجوانين (G) والادينوسين (A) بوفرة ويسمى الشريط الكثيف (Heavy Strand or H-strand) بينما الشريط الاخر غني بقواعد السيتوسين (C) والثيامين (T) ويسمى الشريط الخفيف (Light Strand or L-strand) , تحتوي الميتوكوندريا الواحدة على عشرة جينوم بينما تحتوي الخلية على الاف من هذه العضيات (ميتوكوندريا) تمثل مامجموعه 1% من الحمض الوراثي الخلوي .


على طول الشريط الوراثي تمتد النيوكليتيدات مكونة الجينات الوراثية لهذه العضية ويستثنى من ذلك منطقة D-loop التي لها اهمية في المجال الجنائي وتحتوي على منطقتي HV1 & Hv2.

هذه الجينات مشفرة لصناعة البروتينات التي تمكن عضية الميتوكوندريا من القيام بوظيفتها فهي تحتوي على ثلاثة عشر منطقة مشفرة لصناعة البروتينات مثل Cytochrome b وثلاث وحدات من Cytochrome Oxidase وست وحدات من انزيم NADH dehydrogenase ومشفرة ايضا لاثنين وعشرين من tRNA ووحدتي 12S و 16S في rRNA .


توجد في هذه الشريطان منطقتين عالية التغيير (Hypervariable 1&2) ويرمز لها بالرمز HV1 & HV2 وهي غير مشفرة لصناعة البروتين او (tRNA) او (rRNA) ولكن لها دور في تنظيم عناصر عملية النسخ في بداية منطقة H-strand وانهائها حين اكتمال التسلسل المطلوب.
يبلغ طول المنطقة HV1(340 زوج قاعدي) تبدا من الموقع 16024 وتنتهي بالموقع 16456 بينما يبلغ طول المنطقة الاخرى HV2 (267 زوج قاعدي ) تبدا من الموقع 73 وتنتهي بالموقع 340 .


يتعرض حمض الميتوكوندريا الوراثي الى طفرات وراثية من جيل لاخر بنسب عالية تفوق تلك التي تحدث في الحمض النووي الوراثي ويعتبر تغيير قاعدة نيتروجينية واحدة (احلال ) من اكثر انواع الطفرات شيوعا في هذا الحمض حيث يحدث بنسبة 1 : 40 تقريبا , كما تحدث عمليات ادخال قاعدة او الغاء اخرى في موقعين من المنطقة عديدة السيتوسين Poly(C) في المنطقة بين 302 و 301 وفي المنطقة بين 16183 و 16194 .


تبدي بعض القواعد نوعا من الثباتية على مر الاجيال بينما يتغير البعض الاخر بفع الطفرات الوراثية فالشعر مثلا يبدي نوعا من الاختلافات الواضحة في تسلسل mtDNA بين كل شعرة واخرى .


حمض الميتوكوندريا ينتقل من جيل لاخر بشكل رئيسي عن طريق الام , ولكن بعض الدراسات والمقالات العلمية ابدت بعض الاراء حول امكانية انتقال حمض الميتوكوندريا من الاب الى البويضة المخصبة وهو مايعرف بظاهرة Heteroplasmy والتي لاتزال غير واضحة بشكل كبير للاوساط العلمية .


هذه الخصائص على جانب كبير من الاهمية في عملية النتائج لحمض الميتوكوندريا الوراثي , وماتزال الابحاث العلمية مستمرة لتحسين فهمنا اهذه الطفرات ولتشكيلة الجينات النتشرة لدى المجتمعات .
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
MR.LAB




عدد المساهمات: 55
تاريخ التسجيل: 25/03/2011

مُساهمةموضوع: رد: الـــهندســه الوراثــية (موضوع موسع يفضل فتحه عن طريق Fairefox)   الثلاثاء أبريل 12, 2011 5:36 pm

تفاعل التسلسل Sequenceing Reaction
________________________________________
ترتبط صبغات الفلورسنت بروابط تساهمية مع الطرف 5`end للبادئة وبالتالي فهي تعلم (تصبغ) نواتج تفاعل الاستطالة بصبغة الفلورسنت وتتزاوج هذه الصبغات مع النيوكليتيدات المنهية لتفاعل الاستطالة المسماة (ddNTPs) dideoxynucleosidetriphosphate وبالتالي فان نواتج تفاعل T , A , C , G تجمع وتفصل عن طريق عمل الفصل الكهربائي ونستطيع تمييزها من خلال عملية الفصل تبعا للالوان الاربعة المختلفة لصبغات الفلورسنت التي تعلم على كل نيوكليتيد .


مخلقات الالوان لها (fluorophores) التي تصبغ النيوكليتيدات الاربعة بصبغة الفلورسنت لابد ان تكون لها الخصائص التالية :


• ان تبعث فلورسنت عند استثارتها بالليزر ذو طول موجي يقع ضمن مجال الطيف المرئي (400 – 600 nm) .

• ان تكون ذات اطوال موجية (Emission Maxima) مميزة لكل منها .

• ان تكون شدة الفلورسنت المنبعث منها بالقدر الكافي الذي يمكن حساسية الاجهزة من الكشف عنه وبالتالي قياسه .

• ان يكون وجودها لايعيق حركية نواتج التكبير خلال عملية الفصل الكهربائي .

مزايا الفصل الكهربائي باستخدام الانابيب الشعرية
________________________________________
هنالك عدة فروقات بين عملية الفصل الكهربائي بواسطة الانبوبة الشعرية وبين الجل المسكوب في الوعاء الخاص بعملية الفصل الكهربائي الامر الذي يجعل من هذه الفروقات امرا ايجابيا يجعل معظم المختبرات الجنائية تستخدم اجهزة التحليل الجينية في فصل واظهار الانماط الوراثية للعينات الجنائية وتشمل هذه المميزات مايلي :


• جميع الخطوات الاربعة في عملية الفصل الكهربائي تتم آليا .
• لا وجود لفرصة تعرض العينات للتلوث من العينات المجاورة .
• استهلاك كمية ضئيلة من العينة الجنائية .
• امكانية اعادة فحص العينة عدة مرات كلما دعت الحاجة الى ذلك .
• امكانية فحص عدد كبير من العينات الجنائية في وقت قصير .
• الحصول على معلومات متنوعة و دقيقة .
جهاز التحليل الجيني 310 Genetic Analyzer
________________________________________
يقوم جهاز التحليل الجيني 310 بوظيفتين اساسيتين هما :


• فحص التسلسلات (Sequencing Analysis) والتي تهدف الى معرفة تسلسل القواعد النيتروجينية في منطقة وراثية معينة في شريطي الحمض النووي الوراثي او في شريطي حمض الميتوكوندريا الوراثي .


• والاخرى هي فحص قطع (مناطق وراثية) من شريطي الحمض النووي الوراثي (GeneScan) وهذا النوع من الفحوص يتم على مورثات STR التي نستخدمها في المجال الجنائي .



ويقوم هذا الجهاز بتأدية هذه الفحوص من خلال عملية الفصل الكهربائي التي تتم خلال الانبوبة الشعرية Capillary ومن ثم معالجة البيانات التي يحصل عليها الجهاز بواسطة ثلاثة برامج حاسوبية هي برنامج جمع البيانات Data Collectionوبرنامج ماسح الجينات GeneScan وبرنامج طابع الجينات Genetyper وقدر صدر حديثا برنامج مخطط الجينات Gene Mapper والذي يقوم بوظيفة برنامجي ماسح وطابع الجينات .

اساسيات الفلورسنت وكيفية الكشف عنه
________________________________________
الفلورسنت هو الضوء المنبعث من جزيء قادر على بعث هذا الضوء عند استثارته بمؤثر خارجي وتسمى هذه الجزيئات بمخلقات الالوان (Fluorophore) وهذه المواد تتنوع في اشكالها واحجامها وقدراتها على خلق الوان (بعث اضواء لها الوان مختلفة ) .


مخلقات الالوان المستخدمة في صبغ نواتج تكبير الحمض النووي الوراثي قادرة على بعث ضوء له طول موجي يقع ضمن نطاق الطيف المرئي (400 – 600 nm) وبالتالي نستطيع الكشف عنه.


يقوم الليزر باستثارة هذه الصبغات المرتبطة في نهاية قطعة الحمض النووي الوراثي المكبرة التي بدورها تمتص طاقة الفوتونات ومن ثم تبعث بضوء له طاقة اقل وطول موجي عالي ثم تقوم كاميرا CCD بتجميع هذه الاشارات الصادرة من هذه الصبغات وتكبيرها وتحويلها الى اشارات الكترونية .

هذه الاشارات الالكترونية تقاس بناءا على شدة الفلورسنت (Relative Fluorecent Units) وبالتالي تظهر على شكل قمم في الرسم البياني (Electropherpgrams) تختلف احجامها بناءا على نسبة الفلورسنت .


طرق صبغ الحمض النووي الوراثي بصبغات الفورسنت
________________________________________

يتم صبغ نواتج تكبير الحمض النووي الوراثي باستخدام ثلاث طرق على النحو التالي :

• ربط صبغة الفلورسنت في ناتج التكبير عن طريق ارتباط بادئة مرتبطة بصبغة على طرفها 5`end وهذه الطريقة تستخدم في الكشف عن مورثات STR بواسطة استخدام التفاعل المبلمر PCR.

• صبغ نيوكليتيدات منزوعة الاكسجين ddNTPs بالفلورسنت ثم ربطها بنواتج التكبير ويستخدم هذا النوع في الكشف عن تفاعلات التسلسل .


• استخدام صبغات تتمخلب بين ازواج النيوكليتيدات مثل الايثيديوم برومايد ويستخدم هذا النوع في الكشف على قطع الحمض النووي الوراثي اثناء عملية الفصل الكهربائي بواسطة الجل وصبغة SYBRGreen التي تستخدم في تقنية الزمن الحقيقي المستغلة في قياس كمية الحمض النووي الوراثي
عملية الفصل الكهربائي Capillary Electrophoresis
________________________________________
تشترك عدة عناصر في عملية الفصل هذه , مثل الانبوب الزجاجي الشعري المصنوع من السيليكا وانبوبتي المحلول المنظم التي تقع احداهما بمحاذاة القطب الموجب والاخرى بمحاذاة القطب السالب لتوصيل الدائرة الكهربائية , واخيرا مصدر عالي للطاقة الكهربائية .
وجود مجموعة الفوسفات في كل نيوكليتيد يجعل جزيء الحمض النووي الوراثي يحمل شحنة سالبة وتعتبر هذه الشحنة ثابتة مقارنة بحجم قطعة الحمض النووي الوراثي فمثلا قطعة مكونة من عشرة نيوكليتيدات تسحب باتجاه القطب الموجب مثل قطعة اخرى لها مئة نيوكليتيد .



ولفصل الاحجام المختلفة من هذه القطع يتم فصلها على البوليمر الذي يعمل كوسط يمنع حدوث ظاهرة الكهرباء الساكنة مع الجدار الداخلي للانبوبة الشعرية مما يسمح بمرور نواتج التكبير حسب احجامها .



وتختلف عملية الفصل في مادة الجل عن مادة البوليمر حيث يتضح ذلك من خلال دراسة نموذج اوجستن (Ogston Sieving) الذي يوضح الميكانيكية التي تتحرك بها القطع الصغيرة التي تمر بسرعة من خلال هذه الشبكة بينما تمتد القطع الكبيرة لتشكل قطع ممتدة طوليا تتحرك بطريقة مشابهة لحركة الثعبان والتي يصفها نموذج (Reptation Model) لتمر بسهولة من خلال فتحات الجل بينما لا تمر نواتج التكبير من خلال مادة البوليمرالموجود في الانبوبة الشعرية بل عليها لانها لا تحتوي على مسامات مثل الجل .



تتكون عملية الفصل الكهربائي داخل الانبوب الشعري من اربعة مراحل هي : التعبئة والحقن والفصل الكهربائي وعملية الكشف عن النواتج المفصولة وتحديدها , ويتحكم في هذه الوظائف ملف يسمى Module والذي يحتوي على ضوابط يقوم الجهاز بموجبها بتنفيذ هذه الخطوات وهنالك ملف اخر يسمى قائمة الحقن ينظم تطبيقات تعليمات الملف السابق على العينات حسب ترتيبها في القائمة .



وهذه المراحل الاربعة على النحو التالي :


• التعبئة :
يقوم ذراع الي بحقن البوليمر الموجود في الابرة الزجاجية عبر سدادة المضخة Pump Block الى الانبوبة الشعرية , ويغلق الصمام الموجود بمحاذاة القطب الموجب للتاكد من ان البوليمر المحقون سيتجه بشكل صحيح الى الانبوبة الشعرية.



• الحقن :
تنتقل نواتج التكبير بواسطة عملية حركية كهربائية Electrokinetic من انبوب العينة الى الانبوبة الشعريةوتتم العملية بغمس الانبوبة الشعرية والقطب السالب في انبوبة العينة ومن الجهة الاخرى يتم فتح الصمام الموجود في سدادة المضخة بمحاذاة القطب الموجب المغموس في انبوبة المحلول المنظم لتتصل الدائرة الكهربائية ويطبق تيار كهربائي في وقت معين لحقن كمية كبيرة من العينة داخل الانبوبة الشعرية .


• الفصل الكهربائي :
بعد الانتهاء من حقن العينة ينتقل القطب السالب والانبوبة الشعرية الى انبوبة المحلول المنظم الموجودة في منظم العينات AutoSampler وتتصل الدائرة الكهربائية بين القطب السالب والقطب الموجود في انبوب المحلول المنظم الموجود في سدادة المضخة Pump Block ويطبق جهد كهربائي عالي التيار ودرجة حرارة معينة للتأكد من جريان نواتج التكبير خلال الانبوبة الشعرية في وقت محدد .


• الكشف عن النواتج المفصولة :
عندما يتم مرور نواتج التكبير المفصولة على النافذة الزجاجية للانبوبة الشعرية يقوم الليزر باستثارتها وتقوم كاميرا CCD بفصل الالوان المنبعثة من هذه العملية وتحويلها الى اشارات الكترونية يقوم برنامج جمع البيانات Data Collection بعرضها على شكل قمم تختلف احجامها باختلاف نسبة الفلورسنت المنبعثة ونستطيع رؤية هذه البيانات خلال عملية الفصل الكهربائي .



والله تعالىمن وراء القصد
دعواتكم اخوتي
مع خالص تحياتي
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
MR.ADMIN




؟
عدد المساهمات: 285
تاريخ التسجيل: 18/03/2011

مُساهمةموضوع: رد: الـــهندســه الوراثــية (موضوع موسع يفضل فتحه عن طريق Fairefox)   الثلاثاء مايو 31, 2011 3:19 pm



موضوع رائع
ومجهود جبار

يستحق التثبيت عن جداره

مع خالص احترامي لقلمك وابداعك

المدير العام

_________________
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
http://yemenlab.7olm.org
 

الـــهندســه الوراثــية (موضوع موسع يفضل فتحه عن طريق Fairefox)

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
مختبرات اليمن ::  :: -