نظرًا لوظائفها المهمة ، تستخدم البروتينات على نطاق واسع في التطبيقات الغذائية والطبية والصناعية. في هذا الدرس ، سوف نتعرف على كيفية إنتاج كميات كبيرة من بروتين معين.
بنهاية هذا الدرس ، ستعرف شيئًا
تعد تقنية الحمض النووي المؤتلف طريقة مهمة لتوليد كميات كبيرة من بروتين معين. إنه ينطوي على استخدام إعادة التركيب الجيني لتجميع المواد الجينية من مصادر متعددة وإنشاء تسلسلات الحمض النووي التي لا توجد بشكل طبيعي في الجينوم. البروتينات التي يتم إنتاجها باستخدام تقنية الحمض النووي المؤتلف هي بروتينات R e المركب.
الحمض النووي المؤتلف (rDNA) هو خيط DNA يتكون من مزيج من اثنين أو أكثر من تسلسل الحمض النووي. إعادة التركيب الجيني هي عملية تحدث بشكل طبيعي ، ولكن عندما يتم التلاعب بها بشكل مصطنع فإنها تسمى تقنية الحمض النووي المؤتلف. باستخدام تقنية rDNA ، يستطيع العلماء إنشاء تسلسلات جديدة للحمض النووي لا توجد بشكل طبيعي في ظل الظروف العادية والظروف البيئية.
يتكون الحمض النووي المؤتلف الناتج من بلازميد يتم فيه استنساخ جينات البروتين المستهدف. عندما يتم إدخال البلازميد إلى نظام تعبير العائل ، فإن مسارات تخليق البروتين الخاصة بالمضيف ستؤدي بعد ذلك إلى التعبير عن البروتين المختار - ما يسمى بالبروتين المؤتلف. يوفر هذا كميات كبيرة من بروتين معين للاستخدامات البحثية والتشخيصية وحتى العلاجية.
إن مجرد عزل البروتينات عن مصادرها الطبيعية لا يمكن أن يلبي الطلب المتزايد على البروتينات. توفر تقنية الحمض النووي المؤتلف طريقة أكثر كفاءة للحصول على كميات كبيرة من البروتينات.
هناك مجموعة من أنواع البروتينات المؤتلفة التي يمكن استخدامها في تطوير الأدوية أو البحث. بعض هذه هي - الكيماويات ، الإنترفيرون ، عوامل تحفيز المستعمرات ، وعوامل النمو.
تُستخدم البروتينات المؤتلفة لتطوير بعض العلاجات الحالية ، على سبيل المثال ، الأنسولين البشري. تُستخدم عقاقير البروتين المؤتلف المعتمدة حديثًا لعلاج مجموعة متنوعة من الحالات بما في ذلك السرطان وأمراض المناعة الذاتية والاضطرابات الوراثية.
أتاحت التطورات الكبيرة في التكنولوجيا التعبير عن البروتينات المؤتلفة وعزلها على نطاق واسع. كمية البروتين المطلوبة للتطبيقات واسعة النطاق مثل إنتاج الإنزيم أو الأجسام المضادة أو اللقاح عالية بشكل كبير. وهذا يتطلب أن يكون النظام الذي يتم فيه التعبير عن البروتين سهل الاستزراع والمحافظة عليه ، والنمو السريع ، وإنتاج كميات كبيرة من البروتين. أدت هذه المتطلبات إلى اكتشاف أنظمة التعبير عن البروتين.
الأنواع المختلفة لأنظمة التعبير عن البروتين هي البكتيريا أو الخميرة أو الحشرات أو أنظمة الثدييات.
تتضمن تقنية الحمض النووي المؤتلف نقل الحمض النووي الغريب إلى عنصر وراثي ذاتي التكاثر للكائن الحي ، مما يؤدي في النهاية إلى تضخيم الحمض النووي الغريب.
حاليًا ، هناك ثلاث طرق رئيسية لصنع الحمض النووي المؤتلف:
1. التحول - يتم قطع جزء غريب من الحمض النووي وإدخاله في ناقل ، عادة ما يكون بلازميد. بعد ذلك ، يتم وضع المتجه الناتج في خلية مضيفة ، مثل بكتيريا E.coli ، حيث يتم التعبير عن جزء الحمض النووي الغريب. تسمى عملية امتصاص الخلية البكتيرية للحمض النووي الغريب التحول.
2. التحول غير البكتيري - لا يستخدم البكتيريا كخلية مضيفة. أحد الأمثلة على ذلك هو الحقن المجهري للحمض النووي ، حيث يتم حقن الحمض النووي الغريب مباشرة في نواة الخلية المتلقية. علم الأحياء هو طريقة تستخدم فيها جزيئات دقيقة عالية السرعة للمساعدة في قصف الحمض النووي الغريب في الخلية المتلقية.
3. مقدمة العاثية - في مقدمة العاثية ، يتم استخدام العاثية لنقل الحمض النووي الغريب إلى الخلية المضيفة ، وفي النهاية يتم إدخال الحمض النووي للعاثية المحتوي على دنا أجنبي في جينوم الخلية المضيفة.
تسمح تقنية الحمض النووي المؤتلف بالتلاعب في خصائص البروتين محل الاهتمام. في هذه الجوانب ، تعد تقنية الحمض النووي المؤتلف والبروتينات المؤتلفة مفيدة. ومع ذلك ، هناك بعض المخاوف بشأن سلامة وأخلاقيات استخدام تقنية الحمض النووي المؤتلف.
