استخراج و تنقية البلازميد
البلازميدات هي جزيئات الحمض النووي (DNA) حلقي صغيرة توجد بشكل منفصل عن الكروموسوم في الخلايا البكتيرية. غالبًا ما تحتوي البلازميدات على جينات مفيدة يمكن استخدامها لأغراض متعددة، بما في ذلك الهندسة الوراثية، إنتاج البروتينات، وعلاج الأمراض.استخراج البلازميد هو عملية تفصل الحمض النووي (DNA) البلازميد عن الخلايا البكتيرية وتنقيته لاستخدامات ودراسات لاحقة. في هذه المقالة، سنستعرض ما هو استخراج البلازميد، كيفية استخراج البلازميد، ومراحله.
ما هو استخراج البلازميد؟
استخراج البلازميد هو طريقة لفصل جزيئات الحمض النووي (DNA) الحلقي المعروفة باسم البلازميدات من البكتيريا. تشبه العملية استخراج جزيئات الذهب البلازميد) من الرمال (المواد البكتيرية . يقوم العلماء بتفكيك البكتيريا واستخدام مواد كيميائية معينة لحل محتويات الخلية، مع الحفاظ على البلازميدات دون تغيير. يتم بعد ذلك فصل المحلول الذي يحتوي على البلازميد عن بقايا الخلية. أخيرًا، يتم تركيز وتنقية الحمض النووي (DNA) البلازميد لاستخدامه في تجارب الهندسة الوراثية.
تنقية البلازميد
كيف يتم تنقية البلازميد؟
تنقية البلازميد تفصل جزيئات الحمض النووي (DNA) الحلقي المرغوبة) البلازميدات (عن معلق البكتيريا. أولًا، يتم تحلل البكتيريا باستخدام محلول منظف ودرجة حموضة مرتفعة، مما يحرر كل الحمض النووي (DNA) الموجود فيها. ثم يتم استخدام محلول بدرجة حموضة منخفضة لعكس التفاعل، وإعادة البلازميد إلى شكله الحلقي، بينما يتم تحلل الحمض النووي (DNA) الجينومي الأكبر وتركه خطيًا. يتم طرد البقايا الخلوية، مما يترك محلولًا شفافًا يحتوي على الحمض النووي (DNA). يمر هذا المحلول عبر عمود كروماتوغرافيا يرتبط بشكل انتقائي بـ الحمض النووي (DNA) البلازميد. تُغسل الشوائب مثل البروتينات والحمض النووي الريبوزي (RNA)، تاركة البلازميد المرتبط. أخيرًا، يتم غسل الحمض النووي (DNA) البلازميد النظيف باستخدام عازلة خاصة، ويمكن تركيز الحمض النووي (DNA) المنقى لاستخدامات مثل شبيه الجين، التسلسل، أو نقل الخلايا.
تطبيقات استخراج البلازميد
يُعتبر استخراج البلازميد تقنية أساسية في مجالات متعددة من البيولوجيا الجزيئية. تعتبر البلازميدات أدوات ضرورية لتشبيه وتعديل الجينات. يمكن تعديل البلازميدات المستخرجة بإدخال جينات جديدة أو تغيير الجينات الموجودة. بعد ذلك، يمكن إعادة إدخال هذه البلازميدات المعدلة في الخلايا لدراسة وظيفة الجين أو لإنتاج بروتينات معينة. يعمل الحمض النووي (DNA) البلازميد كقالب لتسلسل الحمض النووي (DNA)، وهي تقنية حيوية لتحديد ترتيب النوكليوتيدات في جزيء الحمض النووي (DNA). يمكن تسلسل البلازميدات المستخلصة مع الجين المستهدف لكشف الشيفرة الوراثية له.
تُستخدم البلازميدات المستخلصة لإدخال الحمض النووي (DNA) خارجي في الخلايا، وهي عملية تُعرف باسم التحول (Transformation). يتيح ذلك للعلماء دراسة كيفية عمل الجينات في بيئات خلوية مختلفة. يمكن تصميم البلازميدات بحيث تحتوي على الشيفرة الوراثية للبروتين المستهدف. تُدخل البلازميدات المستخلصة إلى خلايا المستضيف، التي تستخدم بعد ذلك الحمض النووي (DNA) البلازميد كقالب لإنتاج البروتين المطلوب. هذه تقنية حيوية لإنتاج كميات كبيرة من البروتينات العلاجية وغيرها من الجزيئات البيولوجية القيمة.
في بعض approaches للعلاج الجيني، يمكن نقل البلازميدات المستخلصة التي تحمل نسخًا وظيفية من الجينات إلى خلايا المرضى لتصحيح العيوب الوراثية. وهذا يبشر بعلاج الأمراض الوراثية المختلفة.
أيضًا، تلعب البلازميدات دورًا في تطوير الكائنات المعدلة وراثيًا (GMO) من خلال إدخال الجينات المستهدفة في النباتات والحيوانات أو الميكروبات. يمكن استخدام البلازميدات المستخلصة لتعديل الكائنات من أجل تحسين الصفات الزراعية، إنتاج مركبات معينة، أو لأغراض بحثية.