واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR)

در بیولوژی مولکولی، واکنش زنجیره ای پلیمراز یا PCR، بمنظور تکثیر یک قطعه DNA مورد استفاده قرار میگیرد. تکنیک PCR در سال 1984 توسط کری مولیس (Kary Mullis) ارائه شده است. در این تکنیک، یک مولکول DNA میلیونها بار تکثیر میشود. 

ویرایش DNA برای اصلاح بیماری های ژنتیکی

توسط گروهی از محققان بین المللی یافته های جدیدی در مورد چگونگی ویرایش ژن ها توسط برخی آنزیم ها به دست آمده است. این اطلاعات می تواند در اصلاح بیماری های ژنتیکی به کار آید. 

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 

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: 

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. 

مهندسی ژنتیک و روشهای انتقال ژن به گیاهان

غلبه بر موانع دستورزی ژن های گیاهی با شناخت خصوصیات و بهره برداری از پلاسمید هاییکه توسط دو باکتری بیماریزای گیاهی یعنی Agrobacterium tumefaciens و A.rhizogenes حمل می شوند، محقق گردید. این پلاسمید ها امکان انتقال طبیعی ژن، بیان ژن و سیستم های گزینش را فراهم می آورند. امروزه، A. tumefaciens به عنوان مؤثرترین مهندسی ژنتیک گیاهی در طبیعت مطرح شده است. 

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. 

شگفتی های تنظیم بیان ژن

پروتئین ها که کلید معماری آنها در دست ژن ها است دارای نقش های حیاتی متنوع و فراوانی هستند. به طور نمونه، این مولکول ها از یک سو به عنوان «مصالح ساختاری» در مجموعه های حیاتی برای گردهمایی سلول یا برپایی موجود زنده وارد هستند و از دیگر سو به مثابه معمار این مجموعه ها ایفای نقش می کنند. و از طرفی با ماموریت هایی مانند پیام رسانی و گیرندگی پیام «بین معمار و مصالح»، وظیفه خطیر تنظیم و کنترل فرآیندهای حیاتی سلول مانند بیان ژن ها و چگونگی این بیان را نیز برعهده دارند. به علاوه، آنزیم ها که خود از جمله مهمترین پروتئین ها به حساب می آیند، تمام واکنش های شیمیایی را کاتالیز و امکان پذیر می سازند.