الهندسة الوراثية: تهجين DNA وإنزيمات القصر وDNA معاد الاتحاد
الدرس عن تهجين DNA وإنزيمات القصر وتقنية PCR وإنتاج DNA معاد الاتحاد. وفي صفحة الأسئلة تجد باقي الدرس.
تهجين DNA
- نخلط شرائط DNA من كائنات مختلفة، فتتزاوج القواعد المتكاملة.
- كلما زاد التشابه بين الكائنين زاد تكامل الشريطين، فتحتاج حرارة أعلى لفصلهما، وتكون العلاقة التطورية أقرب.
- يحتاج زوج G–C ثلاث روابط هيدروجينية، فيزيد عددها بزيادة G وC.
اعرض الحل
الكائنان (1) و(2) يختلفان في قاعدة واحدة فقط (الموضع 7)، فهما الأقرب.
الإجابة (أ).
اعرض الحل
التتابع (ص) أغنى بالقاعدتين G وC (ثلاث روابط هيدروجينية لكل زوج).
فيحتاج حرارة أعلى لفصل شريطيه.
الإجابة (ب).
إنزيمات القصر
- إنزيمات بكتيرية تتعرف على موقع معين (من 4 إلى 7 نيوكليوتيدات) يقرأ بالتتابع نفسه على الشريطين.
- تقطع الروابط التساهمية بين النيوكليوتيدات قطعًا متداخلًا، فتتكون أطراف لاصقة.
اعرض الحل
مواقع القطع ثلاثة، وكل موقع قطع ينتج طرفين لاصقين.
فيكون العدد 6.
الإجابة (أ).
اعرض الحل
الاستنساخ يحتاج أطرافًا لاصقة.
الإنزيم (2) يقطع قطعًا متداخلًا فيعطي أطرافًا لاصقة، أما (1) فيقطع قطعًا مباشرًا.
الإجابة (ب).
كيف تحمي البكتيريا نفسها
- تحمي الإنزيمات المعدلة DNA البكتيري بإضافة مجموعة ميثيل CH3.
- أما DNA الفيروس الغريب فتقطعه إنزيمات القصر.
اعرض الحل
يقطع إنزيم القصر DNA الفيروسي (1).
أما DNA البكتيري (2) فتحميه مجموعات CH3، فيقاوم تأثير إنزيمات القصر.
الإجابة (ب).
اعرض الحل
تنتج البكتيريا إنزيمات معدلة تحمي DNA الخاص بها، ثم إنزيمات قصر تقطع DNA الفيروس.
الإجابة (د).
تقنية PCR
- تضاعف قطعة DNA في دورات متكررة: عند 94 °م ينفصل الشريطان، وعند 57 °م ترتبط البوادئ، وعند 72 °م يبني إنزيم تاك بوليميريز الشريط الجديد.
- تاك بوليميريز مقاوم للحرارة لأنه من بكتيريا محبة للحرارة.
- بعد دورة يصبح العدد .
اعرض الحل
إضافة النيوكليوتيدات الجديدة بتاك بوليميريز تتم عند 72 °م، وهي المرحلة (ل).
الإجابة (د).
اعرض الحل
الإنزيم (س) تاك بوليميريز، يكوّن روابط تساهمية بين النيوكليوتيدات.
وتتكون الروابط الهيدروجينية بين القواعد المتكاملة.
الإجابة (ج).
DNA معاد الاتحاد
- يُقطع الجين المراد نقله والبلازميد بالإنزيم نفسه، فتتكامل أطرافهما اللاصقة، ثم يصلهما إنزيم الربط.
- يدخل البلازميد المعاد الاتحاد خلية بكتيرية بعد معالجتها كيميائيًا لزيادة نفاذية الغشاء، فتنتج بروتين الجين مثل الأنسولين.
اعرض الحل
(1) الجين المراد نقله وهو جين الأنسولين، و(2) البلازميد.
الإجابة (ج).
اعرض الحل
الهرمون المنتج بالهندسة الوراثية نسخة من الهرمون البشري، فله نفس مفعوله.
الإجابة (ب).
ملخص
- تهجين DNA يكشف القرابة، وارتفاع الحرارة اللازمة للفصل يدل على تشابه أكبر.
- إنزيم القصر يقطع عند موقع تعرف ويعطي أطرافًا لاصقة، والمعدل يحمي DNA البكتيري.
- PCR: 94 فصل، 57 ارتباط البوادئ، 72 بناء بتاك بوليميريز.
- DNA معاد الاتحاد: نفس إنزيم القصر ثم الربط.