الجينات هي سلاسل من الحمض النووي يمكن تقسيمها إلى أجزاء وظيفية. كما أنها تنتج منتجًا نشطًا بيولوجيًا ، مثل البروتين الهيكلي أو الإنزيم أو الحمض النووي. من خلال تجميع أجزاء من الجينات الموجودة معًا في عملية تسمى الاستنساخ الجزيئي ، يطور العلماء جينات ذات خصائص جديدة. يقوم العلماء بإجراء التضفير الجيني في المختبر وإدخال الحمض النووي في النباتات أو الحيوانات أو خطوط الخلايا.
لماذا الجينات لصق؟
على الرغم من أن بعض الليالي تقول إنه من الحكمة ترك الطبيعة وشأنها ، فإن التضفير الجيني يوفر العديد من المزايا للمجتمع. العلماء هم المستخدمون الأكثر شيوعًا إلى حد بعيد ، حيث يدرسون وظيفة الجينات والمنتجات الجينية. يضيفون جينات جديدة إلى الكائنات الحية لجعل نباتات المحاصيل مقاومة للأمراض أو تكون مغذية أكثر.
يوفر العلاج الجيني ، وهو موضوع بحث نشط ، طريقة جديدة ومخصصة لمحاربة الأمراض الوراثية. هذا النهج مفيد بشكل خاص عندما لا توجد أدوية جزيئات صغيرة. يستخدم العلماء أيضًا التضفير الجيني لإنتاج عقاقير تعتمد على البروتين تعمل على تحسين الرعاية الطبية.
عملية الربط الجيني
يتم تقطيع الجين عن طريق تجميع أجزاء مختلفة من الجينات وتسلسلات الحمض النووي في منتج يسمى الوهم. ينضم العلماء إلى هذه المقتطفات في قطعة دائرية من الحمض النووي تسمى البلازميد.
يستخدم العلماء عملية معقدة لاستنساخ الجينات من الحمض النووي للكائن الحي. ومع ذلك ، في عقود من البحث العلمي ، كانت معظم الجينات موجودة بالفعل في البلازميد المخزن في المختبر في مكان ما. يتم قطع أجزاء الجينات من الحمض النووي الأصلي وضمها لتكوين جين جديد. بعد ذلك ، يتحقق الباحثون من التسلسل الجديد للتأكد من صحة موقعه واتجاهه في جزيء الحمض النووي.
مناطق الترميز
تحدد منطقة ترميز الجين المنتج الذي تنتجه الخلية ؛ هذا غالبًا ما يكون بروتينًا. يمكن تغيير منطقة ترميز الجين بالطفرات الطبيعية أو الاصطناعية. هذه التغييرات في الحمض النووي للخلية تغير كيفية عمل الخلية. يمكن للعلماء إضافة تسلسل علامات لتتبع ودراسة المنتجات الجينية في الكائن الحي. ينشئ التضفير الجيني أيضًا تسلسلات جينية جديدة لإنشاء بروتينات بوظائف متعددة أو جديدة تمامًا.
المناطق غير المشفرة
لا تتحكم جميع أجزاء الجين في إنتاج منتج نهائي. المناطق غير المشفرة مهمة بنفس القدر في تحديد وظيفة الجين.
تتحكم تسلسلات المروج في طرق التعبير عن الجينات في الخلية. تحدد هذه التسلسلات ما إذا كان الجين يتم التعبير عنه دائمًا ، أو يقوم بمعالجة الخلية لإنتاج مغذٍ معين أو ما إذا كانت الخلية تحت الضغط. يتحكم المحفز أيضًا في الخلايا التي يتم التعبير عن الجين فيها. على سبيل المثال ، لن يعمل المروج البكتيري إذا تم نقله إلى خلية نباتية أو حيوانية.
تتحكم تسلسلات المُحسِّن في ما إذا كانت الخلية تنتج العديد أو بضع وحدات فقط من المنتج النهائي للجين. تحدد التسلسلات الأخرى مدة وكم عدد المنتجات المتبقية في الخلية وما إذا كانت الخلية تفرز المنتجات النهائية.