المواد الكيميائية المستخدمة في تحليل الحمض النووي

يتضمن تحليل الحمض النووي أنواعًا مختلفة من التجارب الجزيئية والإجراءات البيولوجية. الحمض النووي مادة خام هشة ومعقدة ، لذا فإن معالجته وتحليله يتطلب أفضل جودة وأنقى تحضير للمواد الكيميائية. اعتمادًا على التحليل ، تشارك مئات المواد الكيميائية ، من المحاليل الحمضية والأساسية إلى المحاليل والصبغات ، في دراسة الحمض النووي. يعد فهم سبب استخدام بعض المواد الكيميائية أمرًا أساسيًا لإجراء تجارب ناجحة والحصول على نتائج دقيقة وموثوقة وقابلة للتكرار.

يتم تنقية ثلاثة أنواع من الحمض النووي للعمل العلمي: الحمض النووي من الجينوم (الحمض النووي الجيني) ، والحمض النووي بالكامل من الخلية (الحمض النووي الكلي) أو من البلازميدات ، والتي يمكن أن تتكاثر ذاتيًا. يستخدم التنقية الكلية للحمض النووي للخلايا المواد الكيميائية التي تسمح بتدمير أغشية الخلية العديدة أثناء تحلل الخلية. غالبًا ما تستخدم المادة الكيميائية ethylenediaminetraacetate (EDTA) لإزالة أيونات المغنيسيوم اللازمة للحفاظ على صلابة جدران الخلايا ، مما يؤدي إلى إضعافها لدرجة أنها تنهار أو تمزق ، مما يؤدي إلى إطلاق محتويات الخلية والحمض النووي من أجل تحليل. بالإضافة إلى ذلك ، يحمي EDTA ويحافظ على سلامة الحمض النووي عن طريق تثبيط الإنزيمات الموجودة عادة في الخلية ، والتي يمكن أن تؤدي إلى تفتيت الحمض النووي وجعله غير صالح للاستخدام.

تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR) هو طريقة تحليل معقدة تستخدم لتضخيم عدة آلاف من نسخ جزيء الحمض النووي ، ومع ذلك ، فهي محفوفة بالمشاكل التقنية وعدم الدقة. لذلك ، يقوم العديد من العلماء بشكل روتيني بإجراء عدة مجموعات مختلفة من PCRs للعثور على الحالة والمعلمات المثلى لجين معين مهم. إحدى المواد الكيميائية المستخدمة لإجراء مثل هذا التحسين هي المغنيسيوم ، الذي يعمل على استقرار إنزيم بوليميريز الحمض النووي المستخدم في تفاعل البوليميراز المتسلسل ويعمل كعامل مساعد أساسي لنشاط الإنزيم. بالنسبة إلى تفاعل البوليميراز المتسلسل ، يستخدم المغنيسيوم في شكل محلول كلوريد المغنيسيوم.

بروميد الإيثيديوم هو صبغة ترتبط بالحمض النووي عن طريق الانزلاق بين النيوكليوتيدات التي تشكل اللولب المزدوج للحمض النووي في عملية تعرف باسم الإقحام. يمكن بعد ذلك إضاءة هذه الصبغة بمصباح فوق بنفسجي ، بحيث يمكن تصور الحمض النووي الذي ارتبط به بروميد الإيثيديوم. ومع ذلك ، يلزم وجود ما لا يقل عن 1 نانوجرام من الحمض النووي حتى يمكن رؤية بروميد الإيثيديوم بشكل صحيح ، وبالتالي ، فهي إحدى طرق اكتشاف الحمض النووي المضخم بواسطة تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR). على الرغم من أنها رخيصة الثمن ومستخدمة على نطاق واسع ، فهي أيضًا مادة كيميائية مطفرة معروفة بأنها تسبب السرطان ، لذا فإن استخدامها في المختبرات منظم للغاية ويتجه العديد من العلماء إلى استخدام بدائل أقل سمية.