Upload
mohammad-zuhair-al-husainy
View
578
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
advance genetic biology
Citation preview
وتقنياتها : : الدرس مبادئها الوراثية الهندسة [email protected] Maaziz
تصميم
الدرس
وتقنياتها : مبادئها الوراثية الهندسة
وتقنيات . 1 الوراثية مبادئ الهندسةالوراث مفهوم. 1.1 التغيرلمورثات * الطبيعي اإلنتقال مثال نبات Agrobacterium tumefaciensدراسة إلىالضارة * الحشرات لمحاربة سامة لبروتينات الصناعي افنتاج مثال دراسةالوراثي : * التغير مفهوم الوراثية الهندسة مبدإ استخالصمعينة . 2.1 خلية الى مورثة تحويل في المستعملة التقنياتفيها : 1المرحلة * المرغوب المورثة عزلمعين : 2المرحلة * ناقل داخل المورثة ادماجفيها : 3المرحلة * المرغوب المورثة تلميموتلميمها : 4المرحلة * فيها المرغوب المورثة أدمجت التي أي المغيرة الخاليا رصدفيها : 5المرحلة * المرغوب المادة إلنتاج وتوظيفها المنقولة المورثة تعبير
الوراثية . 2 الهندسة تطبيقاتالطبي : . 1.2 الميدانالصيدلي * الغرض ذات للجزيئات الصناعي اإلنتاجالنمو ) * هرمون للهرمونات الصناعي البشري GHاإلنتاج ( واألنسولينالدموية * للمشتقات الصناعي اإلنتاجواللقاحات * المناعتي الدفاع آليات في تتدخل لجزيئات الصناعي اإلنتاجوالدي - * القبل التشخيص في الحديثة الطرقالفالحي – . 2.2 الغذائي الميدانالضارة * الحشرات ضد توجه سامة لبروتينات الصناعي اإلنتاجالنباتات : * ومبيدات الطفيليات ضد مقاومة مورثة الزراعي المردود تحسين
الهوائي لآلزوت المباشر التثبيت على تساعد مورثةالوراثية : الهندسة تعريف خالصة
: مبادئه]]ا الوراثي]]ة الهندس]]ة : البرن]]امج نصوتقنياتها
من ال]]وراثي التغ]]ير مفه]]وم واس]]تنتاج مورثة نقل مراحل تحديد-: تعرف خالل
مورثات انتقال كيفية Agrobacterium tumefaciensنبات. إلىمعينة. بكتيرية إلى مورثة نقل مراحل
: الوراثية الهندسة مبادئ تطبيق مجاالت بعض تعرف-البشري؛ واألنسولين النمو لهرمون الصناعي اإلنتاجالضارة؛ الحشرات ضد توجه سامة لبروتينات الصناعي اإلنتاج المعدلة المتعضيات بواسطة الزراعي المردود من الرفع
وراثيا
1
وتقنياتها : : الدرس مبادئها الوراثية الهندسة [email protected] Maaziz
وتطبيقاتها تقنياتها ، : مبادئها الوراثية الهندسةوتقنيات . 1 الوراثية مبادئ الهندسة
الوراث مفهوم. 1.1 التغير
لمورثات * الطبيعي اإلنتقال مثال . نباتإلى Agrobacterium tumefaciensدراسةمالحظات -
السنخ جرب
عشوائي تكاثر عن ناتج جرب أو ورم النباتات بعض على ( يظهر لبعض) مراقب غير أي سرطانيالسنخ . جرب ويسمى الخاليا
البكتيريا من للبكتيريا Agrobacterium tumefaciensمستعمرة اإلليكتروني بالمجهر مالحظةAgrobacterium tumefaciens ) A.T (
نوع من بكتيريات نجد الجرب منطقة . Agrobacterium tumefaciensفي
البكتيرية- الخلية وتعضي بنية
مث]]]ال : البكتيرية الخلية التعليق ) Escherichia Coli ) E.Coliخصائصبسيطة Escherichia Coliالبكتيريا بنية ذو مجهري متعضي
البحث في البيولوجيا علماء طرف من المفضلة الدوات من يعتبرعملها وكيفية المورثات بنية عن
2m طولها- : g 12-10وزنها- :
حقيقية- نواة بدون خليةمن- : مكونة الوراثية الدخيرة
طوله * واحد رئيسي جزيئة 1mmصبغي عن عبارة ADNوهوتقريبا على يتوفر ، بالبروتينات مرتبطة من 107الى 106غير زوج
و مورثة . 4000النيكليوتيداتمن * جزيئات عن عبارة الشكل ADNبالسميدات حلقية
أن ويمكنها الذاتي الجزيئي النسخ على قادرة ، القد وصغيرةالبكتيرية . األغشية مخترقة أخرى الى خلية من تنتقل
تمكنها- السيتوبالزم داخل منتشرة الريبوزومات من كبير عددللبروتينات هائلة انتاج قدرة من
تتوفر البكتيريات من كبير عددجزيئة الى الطويلة ADN إضافة
على الرئيسي للصبغي المكونةمن والمعزولة ADNأجزاء الصغيرة
البالسميدات أي والحلقية
2
وتقنياتها : : الدرس مبادئها الوراثية الهندسة [email protected] Maaziz
كل- الخلية تنقسم ، المثلى الظروف في بحيث سريع 20تكاثريومين من أقل خالل نحصل الظروف هذه استمرت واذا دقيقة
أي األرض كتلة توازي كتلة طن . 6.1021على
للبكتيري الوراثية الذخيرة
للبالسميد- المكونة المورثات وظائف مختلف Tiتحديد
بكتيرية ل]بالسميدات اليكترونوغرافية للبالسميد صورة الورثية Tiالخريطةالبكتيريا- من : Agrobacterium tumefaciensتتوفر مكونة وراثية ذخيرة على
دائري رئيسي صبغيتسمى بالسميدات عدة التضاعف Tiو على القدرة ولها دائرية متشابهة الحجم صغيرة
الذاتي .وأهمها- : معينة وظيفة مورثة لكل ، مورثات عدة على بالسميد كل يحتوي
المورثة : VIRالمورثة وانتقال الطبيعي الدخول البالسميد تمكن ، الحدة وظيفةADN-T النباتية الخاليا الى
التضاعف : ORالمورثة وظيفةالورمية : ) ( ONCالمورثة المتواصل الخلوي التكاثر وظيفةاألوبينات : OPSالمورثة تركيب وظيفةالبكتيريا : OCCالمورثة طرف من األوبينات استعمال وظيفة
ال] Tiالبالسميد من صغيرة توجد ADNجزيئة التي المورثات غير اضافية مورثات تحمل الشكل حلقيةالرئيسي .ADNفي الصبغي
العاثيات ) ( مثل فيروسي حموي أصل من أو بكتيري أصل من يكون أن للبالسميد أصل يمكن من أودائرة اسم يحمل الذي الخميرة بالسميد مثل الحقيقية النواة ذوات من حي cercle à 2 ميكرون )2كائن
microns le plasmide. )
السنخ- : بجرب اإلصابة كيفية تفسيراإلستنتاجات التعليق
البكتيريا تدخل ، (A.T) عندما جرح إثر على النبات الىالمورثات حقن على الموجودة ADN-Tتعمل
المادة Tiبالبالسميد داخل تلقائية بكيفية تندمج والتيالنباتية للخلية الوراثيةالمورثة وتعبير تركيب ADN-Tاندماج الى جهة من يؤدي
النباتية الخاليا طرف من األوبينات من كبيرة كميةطرف من واستعمالها الخارجي الوسط في وتحريرها
النبات (A.T) البكتيريات إصابة أخرى جهة ومن لنموهاالسنخ . جرب يسمى سرطاني بورم
البكتيريات من اآلالف مئات تحرر النبتة موت (A.T) بعدنباتات تصيب أن يمكنها والتي التربة في تنتشر التي
جديد . من الدورة وتعاد أخرى
النباتية- الخاليا طرف من األوبينات تركيبالمورثة تعبير على ADN-Tدليل
المورثة- تركيب ADN-Tتعبير عن المسؤولةبكيفية الخيرة هذه اندماج على دليل األوبينات
النباتية للخاليا الوراثية المادة داخل تلقائيةالوراثية- المادة داخل المورثة اندماجالورمية صفة النباتية الخاليا واكتساب
أن على دليل األوبينات تركيب على والقدرةوراثيا مغيرة أصبحت النباتية الخاليا
3
وتقنياتها : : الدرس مبادئها الوراثية الهندسة [email protected] Maaziz
الضارة * الحشرات لمحاربة سامة لبروتينات الصناعي اإلنتاج مثال دراسة
لألسروعة : مقاومة التبغ نباتات انتاج Manduca sextaمثالنبات بواسطة . Nicotiana Tabacumينتج للتلف األوراق تتعرض التبغ لصناعة تستعمل أوراقا التبغ
Manduca sextaاألسروغة
نبات ويرقاتها Manduca sexta حشرة علىالتبغ
حشرة الطماطم Manduca sexta يرقة نبات على
بسرعة . تتكاثر التي األسروعة على القضاء من البد التبغ من وافرة كميات إلنتاج
عيش ظروف حول أنجزت تجارب بينتالعيش Manduca sextaالحشرة تستطيع ال أنها
نوع من بكتيريا . Bacillus thuringiensisبوجودمكونات من عدد بعزل الباحثون قام
4
وتقنياتها : : الدرس مبادئها الوراثية الهندسة [email protected] Maaziz
ووضعها Bacillus thuringiensisالبكتيريا الحشرة الى Manduca sextaبوجود فتوصلو
البكتيريا تنتجها سامة مواد Bacillusعزلthuringiensis: الحشرة هذه على وتقضي
تشكل بروتينات عن عبارة هي المواد هذهخاليا تحلل الى وتؤدي البكتيريا داخل بلورات
لألسروعة . الهضمي األنبوبعن المسؤولة المورثة بتحديد الباحثون قام
عند السام البروتين Bacillusتركيبthuringiensis.
البكتيريا غير Bacillus thuringiensisلكنفإن المقابل وفي النبات إصابة على قادرة
تتوفر Agrobacterium tumefaciensالبكتيريا إصابة من تمكمها التي الحدة مورثات على
النبات .جداها من مجردة نباتية خلية البروتوبالست
) اإلختراق ) سهلة السيليلوزي الغشاء الهيكليالبالسميدات طرف من
اقترح ، المعطيات هذه على اعتماداقادرا بها يصبح أن التبغ لنبات يمكن طريقة
األسروعة . مقاومة على
للبكتيريا- الوراثية المادة من لألسروعة المقاوم السام البروتين تركيب عن المسؤولة المورثة عزلBacillus thuringiensis .
البالسميد- البكتيريا Tiعزل تركيب Agrobacterium tumefaciensمن عن المسؤولة المورثة ودمجالحدة وظيفة على يتوفر البالسميد ألن البالسميد هذا في السام البروتين
البكتيريا- في البالسميد دمج Agrobacterium tumefaciensإعادةت- البكتيريا البروتين A.tوضع تركيب عن المسؤولة للمورثة الحامل البالسميد على تتوفر التي
البروتوبالستات . . الى الدخول البكتيريات تستطيع التبغ نبات بروتوبالستات به وسط في الساممقاومة- ) ( جديدة شتالت على للحصول مالئم وسط في البروتوبالستات النبات خاليا زرع
لألسروعة .
الوراثي* : التغير مفهوم الوراثية الهندسة مبدإ استخالصفإن لذا ، لألسروعة مقاوم تبغ نبات على دائما نحصل عليه المحصل التبغ نبات زرع وإعادة زرع عند
من : الصنف هذا ، وراثيا تغير قد التبغ نبات أن نقول أن يمكن وراثية أصبحت المكتسبة المقاومة صفةوراثيا : المغيرة بالنباتات اليوم عليه يصطلح Les OGMالنبات
معينة . 2.1 خلية الى مورثة تحويل في المستعملة التقنيات
التالية : المراحل في التقنيات هذه تلخيص يمكنعلى : 1المرحلة * في الحصول المرغوب : المورثة التاليتين الطريقتين بأحد ها
فيها استخالص : 1الطريقة المرغوب تسمى ADNبقطع المورثة خاصة أنزيمات بواسطةالنوعي الفصل أنزيمات
طرف 1912سنة من النوعية الفصل أنزيمات مرة ألول . Werner Arberاكتشفتتقطع أنزيمات عدة الفصل ADNتوجد أنزيمات تسمى أجزاء عدة الى
من محددة مواقع في تقطع الفصل أنزيمات أن الدراسات الفصل ADNبينت أنزيمات تسمى لذاالنوعي .
تعرض عاثيةطوله )للقطع
من مختلفة ألنواع أمثلة الجدول يعطيالقطع أنزيمات
انزيمالقطع
القطع موقعمتتالية على
النيكليوتيدات
مصدر البكتيريااألنزيم
Age 1ACCGGTBamH1GGATCCBacillus
amyloliquefaciensEcoRIGTTAACEscherichia coliCfr101PuCCGGPy
5
وتقنياتها : : الدرس مبادئها الوراثية الهندسة [email protected] Maaziz
Hpa2CCGGHaemophilus parainfluenzae
Hind3AAGCTHaemophilis influenzae Kpn1GGTACCKlebsiella pneumoniaeNae1GCGGTCPst1CTGCAGProvidencia stuartiSac1GAGCTCSal1GTCGACStreptomyces albus GSma1CCCGGGSerratia marcescenSph1GCATGCXba1TCTAGAXma1CCCGGGXanthamonas
malvacearum القطع لموقع السهم يشير
الفصل أنزيم من EcoRIالنوعي مثال عزله تم وقد Escherichia coliالبكتيريا قطع من ADNبعد البد الفصل أنزيمات بواسطة
فيها المرغوب المورثة عن القطع البحث بين من ، عليها بالمورثة المحصل خاص مجس تحضير يتم لذامن قطعة المورثة ARNmوهو هذه من جزء مع متكاملة
من مجس باستعمال المورثة لمجس : ARNmعزل مثال ARNmالمشعالنوعي القطع أنزيم مثال 1 يستعملPst يقطع مواقع 5في ADNالذي
مختلفة
: ل بينها فيما األجزاء ستعملتفصلالكهربائية الهجرة .Elèctrophorése تقنية
عل مجس المقطوعة األجزاءى يسلطARN بجزء ) المشع االرتباط القدرة لهADN) فيه المرغوب
من : 2الطريقة انطالقا المورثة أو ARNmتركيب مكمل خيط شكل على باستعمال ADNcبنسخهالعكسي الناسخ األنزيم
تقنية بواسطة المورثة PCRمضاعفةمع المورثة اندماج نجاح ارتفاع . ADNيعتمد لضمان العنصرين هذين اللتقاء عشوائية على الناقل
من عديدة نسخ تستعمل اإلندماج ونجاح اإللتقاء هذا ، ADNنسبة الناقل من عديدة نسخ مع المورثةالمورثة . من عديدة نسخ تحضير يتطلب ما وهو
6
وتقنياتها : : الدرس مبادئها الوراثية الهندسة [email protected] Maaziz
بين ذبذت محددة دورة خالل الحرارة درجة 90و 40 بحرارة الهيدروجينية تت درجة 90 في الروابط ف الشي المتكاملة اآلزوتية القواعد شريطي بين ينفصل
.المورثة حرارة يقوم 40 في شريطين ADN polymérase أنزيم درجة النصف جديدين ببلمرة اآللية محا وفق
.ة ظفمرات تتكرر عدة الدورة ال نفس عديدة وحصفيتم نسخ على ا ل .لمورثةمنالمورثة .PCRجهاز لمضاعفة المالئمة الظروف لتوفير مصمم
ناقل : 2المرحلة * داخل المورثة أو ادماج بكتيري بالسميد يكون أن يمكن عاثية .ADNالذي
بكتيري- : بالسميد ، الفصل أنزيم نفس بواسطة الناقل قطع
، الربط أنزيم بواسطة الناقل مع والمقطوعة المعزولة المورثة إدماجالبكتيريا . في البالسميد إدماج
-ADN ) ( للتكاثر البكتيريات تستعمل حمة أو فيروس عاثية، العاثية ADNقطع الفصل أنزيم نفس بواسطة
مع والمقطوعة المعزولة المورثة ، ADNإدماج الربط أنزيم بواسطة العاثيةادماج الى يؤدي ما وهو البكتيريا على المغيرة العاثية مع تسليط البكتيريا ADNالمورثة
ADNقطع أنزيم بواسطة
EcoRI الفصل
ADNربط أنزيم بواسطة
الربط
على الحصول ADNقطعة
التركيب جديدة
تطبيقي : تمرين
قطع الى ADNأدى الفصل أنزيمات بواسطةقطع 3تكون
C وB وA . بواسطة القطع هذه عزل تمالى . األسهم تشير الكهربائية الهجرة تقنية
على القطع ADNمواقع النتائج بين هي 5و 4و 3و 2و 1من ما ،
المنتظرة النتيجة؟ الحالة هذه في
على القطع ألنزيمات خريطة الناقل . ADNوضع
7
وتقنياتها : : الدرس مبادئها الوراثية الهندسة [email protected] Maaziz
من قطعة القطع ADNوضعت أنزيمات به محلول أو / Sal1في الهجرة . Kpn1و نتيجة الوثيقة تعطيبعد . الكهربائية عليها المحصل للقطعة مجسات اضافة
الكهربائية الهجرة بعد المقطوعة على األجزاء القطع أنزيمات ADNخريطة
[ل الكاملة القطعة على القطع أنزيمات خريطة ضع الكهربائية الهجرة نتيجة من . ADNانطالقا
النوعي : 3 القطع أنزيم4 : ADN المورثةعكسي : 5 ناسخ أنزيمالربط : 6 أنزيمرئيسي : 7 صبغيبالسميد : 8النوعي : 9 القطع انزيم
البالسميد : 10 فتحمغير : 11 بالسميدمغير : 12 غير بالسميد
المورثة : عزل أالناقل : البالسميد عزل ب
البالسميد : في المورثة دمج تالبكتيريا : في ابالسميد دمج ج
القطع وأنزيماتن الفصل أنزيمات عمل طريقة
8
وتقنياتها : : الدرس مبادئها الوراثية الهندسة [email protected] Maaziz
ل] تلميم : 3المرحلة * الحاملة المغير ADNالبكتيرياتل] الحاملة البكتيريات هي ) ADNزرع اللمة لمات على الحصول حتى مرات عدة الزرع وإعادة المغير
فيها ( المرغوب المورثة على تتوفر واحدة بكتيريا انقسام من أصلها بكتيرية مستعمرةال . المورثات تتكاثر ومعها البالسميدات تكاثر الى البكتيري التكاثر يؤدي
وتلميمها : 4المرحلة * فيها المرغوب المورثة أدمجت التي أي المغيرة الخاليا رصدويتم ، فيها المرغوب بالمورثة ترتبط مشعة مجسات تستعمل ، وراثيا المغيرة البكتيريات للتعرفعلى
الذاتي اإلشعاعي التصوير تقنية بواسطة المورثات لهذه الحاملة البكتيريات رصد
فيها : 5المرحلة * المرغوب المادة إلنتاج وتوظيفها المنقولة المورثة تعبيرالمورثات مسدس
وذلك : وراثيا الخاليا لتغيير ثانية طريقة هناك ملحوظ]]]]]]ةتقنية بواسطة ونسخها فيها المرغوب المورثة PCRعزل
ب] او بالذهب المغلفة المورثات من مكونة قنابل الخاليا tungstèneتهييء وقنبلةالمورثات . مسدس بواسطة
الوراثية . 2 الهندسة تطبيقات
الطبي : . 1.2 الميدان
النمو ) * هرمون للهرمونات الصناعي البشري GHاإلنتاج ( واألنسولينالقزمية لمعالجة النمو هرمون
السكري مرض لمعالجة األنسلين هرمونالناعورية : 9والعامل 8العامل مرض لمعالجة الدم تخثر في المتدخالن
الدموية * للمشتقات الصناعي اإلنتاجالدموية الفصائل نظام تحول وحيدة AB و A, B أنزيمات فصيلة قلة Oالى مشكل يحل ما وهو ،
الدموية الفصائل لبعض الدم عيناتلجزيئات * الصناعي الصيدلي اإلنتاج الغرض ذات
الكباد الكباد : Bلقاح بحمة نوعيا ترتبط اجسام مضادات تنتج مورثة يمنع Bادماج الذي الشيءالكبدية الخاليا بسطح الحمة ارتباط
والدي - * القبل التشخيص في الحديثة الطرق. ) الغليظ ) المعي القولون وبسرطان الثدي بسرطان اإلصابة احتمال تشخيص
9
وتقنياتها : : الدرس مبادئها الوراثية الهندسة [email protected] Maaziz
عالية جودة ذات مواد تنتج كونها في الطبية الميادين في الوراثية الهندسة تطبيق أهمية تتجلىالفالحي – . 2.2 الغذائي الميدان
الضارة * الحشرات ضد توجه سامة لبروتينات الصناعي اإلنتاجالنباتات : * ومبيدات الطفيليات ضد مقاومة مورثة الزراعي المردود تحسين
الهوائي لآلزوت المباشر التثبيت على تساعد مورثةالغذائي* : الميدان في
المؤكسدة المواد القلب ( les oxydants ) تسبب وأمراض السرطانات مثل الجسم في أمراض عدةبالشيخوخة المرتبطة واألمراض والشرايين
ر الفالفونويدات )يمكن تركيب مسلك بتغيير الطماطم نبات في التأكسد مضدات نسبة فعflavonoïdes ) ألنزيم منتجة لتصبح النبتة بتغيير حوالي la chalcone isoméraseوذلك ب يرفع إنتاج 78الذي مرة
التأكسد مضادات
خالصة واألخالق الوراثية الهندسة
10
وتقنياتها : : الدرس مبادئها الوراثية الهندسة [email protected] Maaziz
الطبيعية : التوازنات على الحفاظ المندمجة البيولوجية المكافحة أم الوراثية الهندسة
Manduca sexta parasitized by braconid wasps
11