مسبار التهجين

في علم الأحياء الجزيئي ، مسبار التهجين ( HP ) هو جزء من الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي ، وعادة ما يكون طوله من 15 إلى 10000 نوكليوتيد ، ويمكن تمييزه إشعاعيًا أو فلوريًا . يمكن استخدام مسبار التهجين للكشف عن وجود تسلسلات نيوكليوتيدية في الحمض النووي الريبي أو الحمض النووي المحلل والتي تكمل التسلسل في المسبار. ^{[1] يتم أولاً}تحويل المسبار المسمى (بالتسخين أو في ظل ظروف قلوية مثل التعرض لهيدروكسيد الصوديوم ) إلى الحمض النووي أحادي السلسلة (ssDNA) ثم تهجينه مع الحمض النووي أحادي السلسلة المستهدف ( النقل الجنوبي ) أو الحمض النووي الريبي ( النقل الشمالي ) المثبت على غشاء أو في الموقع .

للكشف عن تهجين المسبار بتسلسله المستهدف، يتم وضع علامة على المسبار (أو "وضع علامة") باستخدام علامة جزيئية إما لجزيئات مشعة أو (مؤخرًا) فلورية. العلامات المستخدمة بشكل شائع هي 32P (نظير مشع للفوسفور مدمج ^في الرابطة الفوسفوديستر في DNA المسبار ) ، أو الديجوكسيجينين ، وهو علامة غير مشعة تعتمد على الأجسام المضادة ، أو البيوتين أو الفلوريسين. ثم يتم الكشف عن تسلسلات DNA أو نسخ RNA التي لها تشابه تسلسلي متوسط إلى مرتفع مع المسبار من خلال تصور المسبار المهجن عبر التصوير الشعاعي أو تقنيات التصوير الأخرى. عادةً، يتم التقاط صور بالأشعة السينية للمرشح، أو يتم وضع المرشح تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية. يعتمد اكتشاف التسلسلات ذات التشابه المتوسط أو العالي على مدى صرامة تطبيق شروط التهجين - الصرامة العالية، مثل درجة حرارة التهجين العالية والملح المنخفض في مخازن التهجين، تسمح فقط بالتهجين بين تسلسلات الأحماض النووية المتشابهة للغاية، في حين أن الصرامة المنخفضة، مثل درجة الحرارة المنخفضة والملح العالي، تسمح بالتهجين عندما تكون التسلسلات أقل تشابهًا.

تشير مجسات التهجين المستخدمة في مصفوفات الحمض النووي إلى الحمض النووي المرتبط تساهميًا بسطح خامل، مثل شرائح الزجاج المطلية أو رقائق الجينات ، والتي يتم تهجين هدف cDNA المتحرك بها . اعتمادًا على الطريقة ، يمكن تصنيع المجس باستخدام طريقة الفوسفوراميديت ، أو يمكن إنشاؤه ووضع علامة عليه عن طريق تضخيم تفاعل البوليميراز المتسلسل أو الاستنساخ (كلاهما طريقتان أقدم). من أجل زيادة استقرار المجس في الجسم الحي، لا يتم استخدام الحمض النووي الريبي. بدلاً من ذلك، يمكن استخدام نظائر الحمض النووي الريبي ، وخاصة مشتقات المورفولينو . تُستخدم المجسات الجزيئية القائمة على الحمض النووي الريبي أو الحمض النووي الريبي بشكل روتيني في فحص مكتبات الجينات، واكتشاف تسلسلات النوكليوتيدات باستخدام طرق النشاف ، وفي تقنيات الجينات الأخرى، مثل مصفوفات الأحماض النووية والأنسجة .

أمثلة على المجسات

الاستخدامات في علم البيئة الميكروبية

في مجال علم البيئة الميكروبية ، تُستخدم مجسات الأوليجونوكليوتيد لتحديد وجود الأنواع الميكروبية أو الأجناس أو الكائنات الحية الدقيقة المصنفة على مستوى أوسع، مثل البكتيريا والعتائق والكائنات حقيقية النواة عبر التهجين الموضعي الفلوري (FISH). ^[2] مكنت مجسات الرنا الريبوسومي العلماء من تصور الكائنات الحية الدقيقة، التي لم يتم زراعتها بعد في بيئات معملية، عن طريق استرجاع تسلسلات الرنا الريبوسومي مباشرة من البيئة. ^[3] تشمل أمثلة هذه الأنواع من الكائنات الحية الدقيقة ما يلي:

Nevskia ramosa : N. ramosa هي بكتيريا نيوستونية تشكل وريدات نموذجية متفرعة ثنائيًا على سطح الموائل الضحلة للمياه العذبة.^[4]
Achromatium oxaliferum : تحتوي هذه البكتيريا الضخمة (طول الخلية يصل إلى >100 ميكرومتر، وقطرها يصل إلى 50 ميكرومتر) على كريات كبريتية وشوائب كالسيتية ضخمة وتسكن الطبقات العليا من رواسب المياه العذبة. يمكن رؤيتها بالعين المجردة، وقد حيرت أجيالاً من علماء الأحياء الدقيقة بسبب مقاومتها للزراعة. ^[5]

القيود

في بعض الحالات، قد يكون التمييز بين الأنواع مشكلة عند استخدام تسلسلات rRNA 16S بسبب التشابه. في مثل هذه الحالات، قد يكون rRNA 23S بديلاً أفضل. ^[6] تتزايد مكتبة المعايير العالمية لتسلسلات rRNA باستمرار ويتم تحديثها باستمرار، وبالتالي لا يمكن استبعاد إمكانية حدوث حدث تهجين عشوائي بين مسبار مصمم خصيصًا (بناءً على بيانات كاملة وحالية من مجموعة من الكائنات الحية التجريبية) وكائن هدف غير مرغوب فيه / غير معروف بسهولة. ^[7] على العكس من ذلك، من المعقول أن توجد كائنات دقيقة، لم يتم تحديدها بعد، وهي أعضاء من الناحية التطورية في مجموعة مستهدفة للمسبار، ولكن لها مواقع هدف جزئية أو شبه مثالية، وعادةً ما ينطبق ذلك عند تصميم مجسات خاصة بالمجموعة.

ربما يكون أعظم القيود العملية لهذه التقنية هو عدم توفر الأتمتة. ^[8]

الاستخدام في الطب الشرعي

في علم الطب الشرعي، تُستخدم مجسات التهجين، على سبيل المثال، للكشف عن مناطق التكرارات الترادفية القصيرة ( الميكروساتلايت ) ^[9] وفي طرق تعدد أشكال طول شظايا التقييد ( RFLP )، والتي تُستخدم جميعها على نطاق واسع كجزء من تحليل ملف تعريف الحمض النووي .

انظر أيضا

مسبار جزيئي

مراجع

^ "تهجينات الأحماض النووية". www.ndsu.edu . تم الاسترجاع في 2017-05-26 .
^ أمان ر، لودفيج دبليو (2000). "مسبارات الحمض النووي الريبوزي المستهدفة بالحمض النووي الريبي للدراسات في علم البيئة الميكروبية". مراجعات علم الأحياء الدقيقة في FEMS . 24 (5): 555-565. doi : 10.1111/j.1574-6976.2000.tb00557.x . PMID 11077149.
^ أمان، ر.؛ لودفيج، و.؛ شليفر، ك.-ه. (1995). "التحديد التطوري والكشف في الموقع عن الخلايا الميكروبية الفردية دون زراعة". المراجعات الميكروبيولوجية . 59 (1): 143-169. doi : 10.1128 /MMBR.59.1.143-169.1995 . PMC 239358. PMID 7535888.
^ Glöckner, FO; Babenzien HD; Amann R. (1998). "علم النشوء والتطور والتعرف على موقع Nevskia ramosa". Appl. Environ. Microbiol . 64 (5): 1895–1901. Bibcode :1998ApEnM..64.1895G. doi : 10.1128 /AEM.64.5.1895-1901.1998 . PMC 106248. PMID 9572969.
^ Glöckner, FO; Babenzien HD; Amann R. (1999). "Phylogeny and diversity of Achromatium oxaliferum ". Syst. Appl. Microbiol . 22 (1): 28–38. doi :10.1016/s0723-2020(99)80025-3. PMID 10188276.
^ Fox, GE; Wisotzkey, JD; Jurtshuk Jr., P. (1992). "ما مدى القرب: قد لا تكون هوية تسلسل 16S rRNA كافية لضمان هوية الأنواع". Int. J. Syst. Bacteriol . 42 (1): 166–170. doi : 10.1099/00207713-42-1-166 . PMID 1371061.
^ أولسن، جي جيه؛ لين، دي جيه؛ جيوفانوني، إس جيه؛ بيس، إن آر؛ ستال، دي إيه (1986). "علم البيئة الميكروبية والتطور: نهج الحمض النووي الريبي الريبوسومي". Annu. Rev. Microbiol . 40 : 337–365. doi :10.1146/annurev.mi.40.100186.002005. PMID 2430518.
^ أمان ر، لودفيج دبليو (2000). "مسبارات الحمض النووي الريبوزي المستهدفة بالحمض النووي الريبي للدراسات في علم البيئة الميكروبية". مراجعات علم الأحياء الدقيقة في FEMS . 24 (5): 555-565. doi : 10.1111/j.1574-6976.2000.tb00557.x . PMID 11077149.
^ Tytgat, Olivier (2021). "STRide probes: Single-labeled short tandem repeat identifying probes" (PDF) . Biosensors and Bioelectronics . 180 : 113135. doi : 10.1016/j.bios.2021.113135 . PMID 33690100.

Original text

Rate this translation

Your feedback will be used to help improve Google Translate

[1] "تهجينات الأحماض النووية". www.ndsu.edu . تم الاسترجاع في 2017-05-26 .

[2] أمان ر، لودفيج دبليو (2000). "مسبارات الحمض النووي الريبوزي المستهدفة بالحمض النووي الريبي للدراسات في علم البيئة الميكروبية". مراجعات علم الأحياء الدقيقة في FEMS . 24 (5): 555-565. doi : 10.1111/j.1574-6976.2000.tb00557.x . PMID 11077149.

[3] أمان، ر.؛ لودفيج، و.؛ شليفر، ك.-ه. (1995). "التحديد التطوري والكشف في الموقع عن الخلايا الميكروبية الفردية دون زراعة". المراجعات الميكروبيولوجية . 59 (1): 143-169. doi : 10.1128 /MMBR.59.1.143-169.1995 . PMC 239358. PMID 7535888.

[4] Glöckner, FO; Babenzien HD; Amann R. (1998). "علم النشوء والتطور والتعرف على موقع Nevskia ramosa". Appl. Environ. Microbiol . 64 (5): 1895–1901. Bibcode :1998ApEnM..64.1895G. doi : 10.1128 /AEM.64.5.1895-1901.1998 . PMC 106248. PMID 9572969.

[5] Glöckner, FO; Babenzien HD; Amann R. (1999). "Phylogeny and diversity of Achromatium oxaliferum ". Syst. Appl. Microbiol . 22 (1): 28–38. doi :10.1016/s0723-2020(99)80025-3. PMID 10188276.

[6] Fox, GE; Wisotzkey, JD; Jurtshuk Jr., P. (1992). "ما مدى القرب: قد لا تكون هوية تسلسل 16S rRNA كافية لضمان هوية الأنواع". Int. J. Syst. Bacteriol . 42 (1): 166–170. doi : 10.1099/00207713-42-1-166 . PMID 1371061.

[7] أولسن، جي جيه؛ لين، دي جيه؛ جيوفانوني، إس جيه؛ بيس، إن آر؛ ستال، دي إيه (1986). "علم البيئة الميكروبية والتطور: نهج الحمض النووي الريبي الريبوسومي". Annu. Rev. Microbiol . 40 : 337–365. doi :10.1146/annurev.mi.40.100186.002005. PMID 2430518.

[8] أمان ر، لودفيج دبليو (2000). "مسبارات الحمض النووي الريبوزي المستهدفة بالحمض النووي الريبي للدراسات في علم البيئة الميكروبية". مراجعات علم الأحياء الدقيقة في FEMS . 24 (5): 555-565. doi : 10.1111/j.1574-6976.2000.tb00557.x . PMID 11077149.

[9] Tytgat, Olivier (2021). "STRide probes: Single-labeled short tandem repeat identifying probes" (PDF) . Biosensors and Bioelectronics . 180 : 113135. doi : 10.1016/j.bios.2021.113135 . PMID 33690100.