تعطيل المورثة

ما هو تعطيل المورثة:

تعتبر تقنية تعطيل المورثة جديدة، وهي فرع من تقنية تعطيل الوراثة مع فرق أن الجين المحدد يتم التخلص منه من عضو واحد في الجسم بدل من الجسم كامل، وذلك بحسب ما تتطلبه تقنية تعطيل المورثة المشروط، وهذا يسمح بإجراء المزيد من التجارب أكثر تطور من دراسات تعطيل المورثة التقليدية، وبالتالي تكون الفائدة والعملية في النهج المطلوب.

كما تعرف باضطراب الجينات أو الضربة القاضية للجينات، بحيث هنا يتم استبدال الجين الوظيفي المقيم بنسخة غير وظيفية تمامًا، وميزة هذه التقنية على الطفرات العشوائية هي أنه يمكن التخلص من جينات معينة حسب الرغبة، مما يترك جميع الجينات الأخرى بمنأى عن إجراء الطفرات الجينية.

معالجة الجين المستنسخ:

هناك العديد من المزايا التي تمنحها هذه التقنية زيادة على النوع التقليدي، حيث أن الفئران المعدلة وراثيا ليست فقط قادرة على البقاء على قيد الحياة بل تحسن من مواصفاتها أيضا، إن استخدام آخر للحمض النووي المستنسخ هو الطفرات في المختبر، حيث يتم إنتاج طفرة في جزء من الحمض النووي المستنسخ، ثم يتم إدخال الحمض النووي في خلية أو كائن حي ويتم دراسة آثار الطفرة.

الطفرات مفيدة لعلماء الوراثة في تمكينهم من التحقيق في مكونات أي عملية بيولوجية، ومع ذلك اعتمد التحليل التقليدي للطفرات على حدوث طفرات عفوية عشوائية، وهي طريقة إصابة أو فشل، حيث كان من المستحيل التنبؤ بالنوع الدقيق أو موضع الطفرات التي تم الحصول عليها ومع ذلك، فإن الطفرات في المختبر تسمح بطفرات معينة تتناسب مع النوع والوضع داخل الجين، ويتم معالجة الجين المستنسخ في أنبوب الاختبار في المختبر؛ للحصول على الطفرة المحددة المرغوبة، ومن ثم يتم إعادة إدخال هذا الجزء في الخلية الحية، حيث يحل محل الجين المقيم.

طريقة واحدة من الطفرات في المختبر هي الطفرات الموجهة قليلة النوكليوتيد، حيث يتم تحديد نقطة معينة في الجين المتسلسل للطفرة، ويتم تصنيع قليل النوكليوتيد وهو امتداد قصير من الحمض النووي الاصطناعي من التسلسل المطلوب كيميائيًا، على سبيل المثال قد يحتوي قليل النوكليوتيد على الأدينين في مكان واحد.

يتم تهجين قليل النيوكليوتيد هذا إلى الخيط التكميلي للجين المستنسخ، حيث سوف يتم تهجينه على الرغم من عدم تطابق زوج أساسي واحد، تتم إضافة إنزيمات مختلفة للسماح للأوليغنوكليوتيد بتهيئة توليف خيط كامل داخل المتجه، وعندما يتم إدخال المتجه في خلية بكتيرية ويتكاثر، فإن الخيط المتحور سيعمل كقالب للخيط التكميلي الذي سيكون أيضًا متحورًا، وبالتالي يتم الحصول على جزيء متحور بالكامل، ثم يُعاد إدخال هذا الجزيء المستنسخ المتحول بالكامل إلى الكائن المتبرع ويحل الحمض النووي الطافر محل الجين المقيم.

الكائنات الحية المعدلة وراثيا:

جعلت القدرة على الحصول على نسخ معينة من الحمض النووي باستخدام تقنية الحمض النووي المؤتلف من الممكن إضافة الحمض النووي لكائن حي إلى جينوم آخر، إذ يسمى الجين المضاف الجين المحور، بحيث يدخل الجين المحول نفسه في كروموسوم وينتقل إلى النسل كمكون جديد للجينوم، ويسمى الكائن الحي الناتج الذي يحمل الجين المحور بالكائن الحي المعدل وراثيا (GEO).

بهذه الطريقة يتم عمل كائن مصمم يحتوي على بعض التغييرات المحددة المطلوبة لتجربة في علم الوراثة الأساسي أو لتحسين بعض السلالات التجارية، إذ تم إنتاج العديد من النباتات المعدلة وراثيا، وتم إدخال جينات السموم التي تقتل الحشرات في العديد من الأنواع بما في ذلك الذرة والقطن، كما تم إدخال الجينات البكتيرية التي تمنح مقاومة لمبيدات الأعشاب في نباتات المحاصيل وتهدف جينات نباتية أخرى إلى تحسين القيمة الغذائية للنبات.

مفهوم العلاج الجيني:

العلاج الجيني هو إدخال الجين الطبيعي في جينوم الفرد من أجل إصلاح الطفرة التي تسبب مرضًا وراثيًا، حيث عندما يتم إدخال جين طبيعي في نواة متحولة، فمن المرجح أن يندمج في موقع كروموسومي مختلف عن الأليل المعيب، على الرغم من أن هذا قد يصلح الطفرة، وقد تحدث طفرة جديدة إذا اندمج الجين الطبيعي في جين وظيفي آخر.

إذا حل الجين الطبيعي محل الأليل الطافر فهناك احتمال أن تتكاثر الخلايا المحولة، وتنتج ما يكفي من منتج الجين الطبيعي للجسم بأكمله لاستعادته إلى النمط الظاهري غير المصاب حتى الآن، تمت محاولة العلاج الجيني البشري فقط على خلايا الجسم الجسدية لأمراض مثل السرطان ومتلازمة نقص المناعة المشترك الشديدة (SCIDS).

الخلايا الجسدية التي يتم شفاؤها بالعلاج الجيني قد تعكس أعراض المرض لدى الفرد المعالج، لكن التعديل لا ينتقل إلى الجيل التالي، ويهدف العلاج الجيني الجرثومي إلى وضع الخلايا المصححة داخل الخط الجرثومي على سبيل المثال، خلايا المبيض أو الخصية، وإذا تم تحقيق ذلك فإن هذه الخلايا ستخضع للانقسام الاختزالي وتوفر مساهمة طبيعية للجيل القادم، كما تم إجراء العلاج الجيني الجرثومي تجريبيًا في الحيوانات ولكن ليس في البشر.

علم الوراثة العكسي:

جعلت تقنية الحمض النووي المؤتلف نوعًا من الجينات يسمى علم الوراثة العكسي تقليديا، حيث يبدأ البحث الجيني بنمط ظاهري متحور ومن خلال تحليل التهجين المندلي، كما يمكن للباحث أن ينسب النمط الظاهري إلى جين معين، وتنتقل الجينات العكسية في الاتجاه المعاكس بدقة، إذ يبدأ الباحثون بجين مجهول الوظيفة ويستخدمون التحليل الجزيئي لتحديد نمطه الظاهري.

أداة مهمة في علم الوراثة العكسية هي الضربة القاضية للجينات، من خلال تحور الجين المستنسخ ذي الوظيفة غير المعروفة واستخدامه لاستبدال النسخة المقيمة أو النسخ سيُظهر النمط الظاهري المتحور الناتج عن الوظيفة البيولوجية التي يتحكم فيها هذا الجين بشكل طبيعي.

أدت تقنية الحمض النووي المؤتلف إلى إجراءات تشخيصية قوية مفيدة في كل من الطب والطب الشرعي، بحيث في الطب تُستخدم هذه الإجراءات التشخيصية في تقديم المشورة للآباء المحتملين، فيما يتعلق باحتمالية إنجاب طفل مصاب بمرض معين، كما تُستخدم أيضًا في التنبؤ قبل الولادة بالأمراض الوراثية في الجنين، ويبحث الباحثون عن أجزاء معينة من الحمض النووي تقع بالقرب من الجين الذي يسبب المرض المثير للقلق.

هذه الشظايا التي تسمى تعدد أشكال طول الشظايا المقيد (RFLPs)، غالبًا ما تعمل كواسمات جينية فعالة، وفي الطب الشرعي يتم استخدام شظايا الحمض النووي التي تسمى التكرارات الترادفية ذات العدد المتغير (VNTRs)، والتي تكون شديدة التباين بين الأفراد لإنتاج ما يسمى بصمة الحمض النووي، إذ يمكن استخدام بصمة الحمض النووي لتحديد ما إذا كان الدم أو سوائل الجسم الأخرى المتبقية في مسرح الجريمة تخص المشتبه به.