• الاستنساخ الجزيئي من التقنيات إلى التطبيقات
الاستنساخ الجزيئي عبارة عن تقنية تُستخدم لإدخال تسلسل معين من الحمض النووي المرغوب استنساخه في ناقل بلازميدي لحمل ذلك التسلسل ليتم نسخه في الكائنات المضيفة. باستخدام الاستنساخ الجزيئي يمكننا معرفة المزيد عن وظيفة جين معين، فهو عبارة عن مجموعة من التقنيات المستخدمة لاستنساخ الحمض النووي من مصادر بدائية النواة أو حقيقيات النواة في «ناقل - Vector» مثل البلازميدات أو النواقل الفيروسية. يشير الاستنساخ إلى عمل نسخ عديدة من جزء مهم من الحمض النووي مثل جين معين. وحتى يتم الاستنساخ فهو مطلوب جُزيئين مهمين من الحمض النووي قبل البدئ. أولاً أنت بحاجة إلى جزء الحمض النووي الذي ستقوم باستنساخه والذي يمكن أن يأتي من بدائيات النواه أو حقيقيات النواه أو كائن منقرض أو يمكن تكوينه بشكل مصطنع في المختبر ويُعرف هذا الجزء من الحمض النووي المراد نسخه بالـ «Insert». ثانيًا أنت بحاجة إلى «الناقل - Vector»، وهو عبارة عن «بلازميد بكتيري – Bacterial Plasmid» يُستخدم كأداة في البيولوجيا الجزيئية لعمل نسخ أكثر أو إنتاج بروتين من جين معين. حيث يتم جمعهم من خلال تقنية «Ligation» ليتم استنساخهم في خلية الكائن المضيف، وتعتبر بكتيريا «Escherichia coli» هي أكثر نوع بكتيريا يتم استخدمها كوسيط لاستنساخ الحمض النووي باستخدام البلازميدات البكتيرية. حيث تنمو بسرعة، وهي متوفرة على نطاق واسع ولها العديد من «نواقل الاستنساخ – Cloning Vectors» المختلفة المتوفرة تجاريًا. كذلك يمكن استخدام حقيقيات النواة مثل الخميرة ككائنات مضيفة.
بشكل عام، تتمثل الخطوة الأولى في إجراء الاستنساخ الجزيئي في الحصول على الـ«Insert» المطلوبة والذي يمكن اشتقاقها من DNA أو mRNA أي نوع من الخلايا. يتم بعد ذلك اختيارالكائن المضيف له بناءً على نوع «Insert» وما سيتم فعله في النهاية به. غالبًا ما يتم استخدام تفاعل البلمرة المتسلسل لنسخ الحمض النووي قبل بدئ استخدامه كـ «Insert» في البلازميد أو عملية الاستنساخ الجزيئي. ثم باستخدام سلسلة من التفاعلات الإنزيمية تُدعى «Ligation» حيث يتم ربط الحمض النووي والناقل البلازميدي معًا وإدخالهما في الكائن الحي المضيف للبدئ في عملية الاستنساخ من خلال نمو وتكاثر خلايا الكائن المضيف. بعد ذلك عند انتهاء هذه العملية يتم البدئ بتنقية النواقل البلازميدية من البكتيريا لاستخلاصها، وللتأكد من أن عملية الاستنساخ نجحت يجب علينا معرفة ما إذا كان جزئ الحمض النووي المراد نسخه موجود أو لا في الناقل وذلك يتم من خلال قَطع البلازميد في مناطق القَطع حول جزئ الحمض النووي الذي تم إدخاله مسبقا ثم يتم تحليلها باستخدام «Gel Electrophoresis» ومعرفة أحجام المناطق المقطوعة ليتم التكهن بصحة عملية الاستنساخ من خلال علمنا المسبق بحجم تسلسل الحمض النووي الذي قمنا بإدخاله. ثم يتم تنقية جزيئات الحمض النووي بعد قطعها من على «Gel» وإرساله لاحقًا لقراءة تسلسله للتحقق من أنه هو جزء الحمض النووي المطلوب ذلك بعد أن يتم نسخ الحمض النووي باستخدام «PCR» ثم التخلص من الناقل البلازميدي.
يمكن استخدام الاستنساخ الجزيئي لعدد غير محدود من التطبيقات على سبيل المثال عندما يتم نسخ قالب mRNA إلى شكل cDNA أو الحمض النووي التكميلي بواسطة إنزيم يسمى النسخ العكسي ثم يتم استخدام PCR لنسخ cDNA. يمكن أيضًا استخدام الاستنساخ الجزيئي لأخذ سلسلة من الجينات أو مجموعة جينية من سلالة بكتيرية واحدة وإعادة تنظيمها إلى بلازميدات تتحول إلى سلالة أخرى بحيث يمكن إعادة إنشاء مسار تخليق حيوي كامل لإنتاج جزيء معقد. يعتبر الاستنساخ الجزيئي تقنية لا غنى عنها في مجال التكنولوجيا الحيوية لذلك علينا النظر إلى أبعاد هذه التقنية بنظرة من التعمق في خطواتها وركائزها الأساسية.
الكاتب: فاطمة سيد
