آنزیم های مورد استفاده درمهندسی ژنتیک

 

آنزیم ها ابزار کار مهندسی ژنتیک در آزمایشگاه می باشند و محقق بدون آنها نمیتواند کاری انجام دهد. در این مقاله با انواع آنزیم ها و طرز کار آنها آشنا شده و مورد استفاده هر کدام را بررسی میکنیم. 

الایزا (ELISA)

الایزا (ELISA) مخفف عبارت Enzyme-Linked Immunosorbent Assay  یک روش آزمایشگاهی بیوشیمیایی ساده با حساسیت بسیار بالا است که امکان آنالیز تعداد زیادی نمونه را به صورت همزمان فراهم می کند. این روش در ایمونولوژی (ایمنی شناسی) برای تشخیص وجود یک آنتی بادی یا آنتی ژن در نمونه مورد آزمایش استفاده می شود که عموما به عنوان ابزاری تشخیصی در پزشکی و پاتولوژی و همچنین تست کنترل کیفیت در بسیاری از صنایع کاربرد دارد. 

وسترن بلاتینگ

 

وسترن بلاتینگ یا ایمونوبلاتینگ روشی دو مرحله ای است که طی آن ابتدا باندهای پروتئینی جدا شده بوسیله الکتروفورز از روی ژل SDS-PAGE به غشای دیگری که غالبا از جنس نیتروسلولز می باشد انتقال می یابند و در مرحله دوم توسط آنتی بادی اختصاصی، پروتئین مورد نظر شناسایی می شود. کلمه بلاتینگ به روش انتقال اشاره دارد و کلمه ایمونو به خاطر لزوم استفاده از واکنش بین آنتی ژن و آنتی بادی اختصاصی در مرحله شناسایی می باشد 

نانوذرات مغناطیسی (MNPs)

واژه مغناطیس کلمه‌ای یونانی است که به بعضی سنگ‌های طبیعی اکسید آهن اطلاق می‌شد. این سنگ‌ها از این خاصیت برخوردارند که بر یکدیگر و بر ذرات آهن یا فولاد نیرو وارد می‌آورند. یونانیان باستان، بیش از 2500 سال پیش با پدیده‌ی آهنربایی آشنا بودند. تالس که اغلب از او به عنوان پدر علم یونان یاد می‌شود، ماده‌ی کانی مگنتیت (Fe3O4) که آهن را می‌رباید، می‌شناخت. این کانی بیشتر در مگنزیا (ترکیه امروزی) یافت می‌شده است و نام مگنتیت نیز از همین اسم گرفته شده است. چینی‌های باستان نیز با ویژگی‌های مغناطیسی برخی از سنگ‌های آهنربا آشنایی داشتند و تکه‌هایی از این سنگ‌ها را به صورت قطب‌نماهای ساده در دریانوردی به کار می‌بردند. 

رنگ آمیزی گرم و روش انجام آن

معروفترین نوع رنگ آمیزی جهت تشخیص باکتری ها، رنگ آمیزی نوع گرم می باشد. میکروبشناسی بنام کریستین گرم در سال ۱۸۸۴ بطور تصادفی واکنشی را کشف کرد که بعدها واکنش رنگ آمیزی گرم نامیده شد. بر این اساس باکتریها با توجه با ساختمان دیواره یاخته ای (سلولی) به دو بخش بزرگ و کلی تقسیم می شوند: 

محیط های کشت میکروبی و اصول تهیه آنها

میکروارگانیسم ها همانند سایر موجودات زنده برای ادامه زندگی به محیط زیست نیاز دارند که مواد لازم جهت متابولیسم و تکثیر آنها را دارا باشد.ضمنا این محیط باید دارای دما,فشار اسمزی و PH  مناسب نیز در حدود ۲/۷ باشد.میکروارگانیسم ها علاوه بر محیط های زیست طبیعی خود توانایی زندگی در محیط های ساخته شده را نیز دارند که آنها را محیط کشت مصنوعی می نامند. 

تست آنتی بیوگرام (حساسیت دارویی) و روش انجام آن

اریترومایسن، پنی سیلین، سولفونامید، تتراسایکلین، ونکومایسین و .... جز دسته ای بزرگ از ترکیبات شیمیایی هستند که باعث متوقف کردن رشد باکتریها (باکتریواستاتیک) و یا از بین بردن باکتری ها (باکتریسید) در یک دوز پایین می شوند . در علم میکروب شناسی به این دسته از دارو ها که بروی باکتری ها اثر می گذارند آنتی بیوتیک می گویند . هر دسته از انتی بوتیک ها بر روی باکتری خاصی تاثیر دارد و این دارو ها بر روی ویروس و یا سایر میکروارگانیسم ها تاثیری نخواهند داشت . 

توالی یابی دی ان ای (DNA sequencing)

اشکال عمده در تعیین توالی DNA دو رشته‌ای در مقایسه با DNAهای تک رشته‌ای در این است که حضور رشته مکمل در آزمایشات منجر به افزایش میزان خطاها در تعیین توالی می‌گردد. این خطاها به صورت مناطقی برروی ژل آشکار می‌شوند که در یک نقطه از ژل بیش از یک باند وجود دارد در نتیجه مشکل بتوان تصمیم گرفت که نوکلئوتید واقعی در این جایگاه کدام یک است. خطاهایی از این نوع تنها محدود به آنالیز DNA دو رشته‌ای نمی‌باشند و برخی از آنها یک مشکل عمومی در آزمایشات تعیین توالی می‌باشند. در صورت بروز این خطاها می توان برای رفع ابهام آزمایش را با یک پرایمر جدید با استفاده از رشته دیگر به عنوان الگو، تکرار کرد. در مورد توالی‌های بزرگتر از 700-600 نوکلئوتید حتی در صورت استفاده از DNA تک رشته‌ای در آنالیز توالی نیز همیشه نمی‌توان بدون بروز این خطاها محصولات واکنش‌ها را بر روی ژل الکتروفورز یا کاغذ کروماتوگرافی دقیقا از یکدیگر تفکیک نمود و البته این اندازه نوکلئوتیدی حداکثر طول توالی است که می‌توان توسط ترکیب ویژه‌ای از الیگو ـ پرایمر آنرا تشخیص داد. 

کلونینگ (Cloning) یا شبیه سازی

کلونینگ در زیست شناسی، عبارت است از فرآیند تولید جمعیت هایی از افراد یکسان به لحاظ ژنتیکی. این پدیده در طبیعت (به طور طبیعی) زمانی اتفاق می افتد که جاندارانی نظیر باکتری ها، حشرات یا گیاهان به روش غیرجنسی تولید مثل می کنند. کلونینگ در بیوتکنولوژی به فرآیندهایی گفته می شود که برای تولید نسخه های یکسانی از قطعات DNA (کلون سازی مولکولی)، سلول ها (کلون سازی سلول ها) یا موجودات زنده مورد استفاده قرار می گیرند. این اصطلاح همچنین به تولید نسخه های زیادی از یک محصول مانند رسانه های دیجیتال یا نرم افزار اطلاق می شود. 

پروتئومیکس (روش های مطالعه پروتئوم)

با تکمیل پروژه ژنوم انسان مشخص شد که مکانیسم مولکولی رفتار سلولها در شرایط مختلف را نمیتوان از روی توالی ژنهای آنها پیشگویی کرد. رفتار سلولی و تمام فعالیتهایی که در سلول انجام میشود بر عهده پروتئینها است. در واقع برای ارتباط ژنوم با رفتار سلولها باید پروتئینهای سلولها را شناخت. به کلیه پروتئینهایی که در یک سلول در یک زمان مشخص بیان میشود، پروتئوم آن سلول گفته میشود و این پروتئوم است که فاصله بین ژنوم و مکانیسم مولکولی رفتار سلولی را پر میکند.