الهندسة الوراثية(2)

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

mailto:[email protected]



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




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



http://svt.ac-dijon.fr/schemassvt/affiche_image.php3?id_document=899


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




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




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




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




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




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




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




الطبيعية : التوازنات على الحفاظ المندمجة البيولوجية المكافحة أم الوراثية الهندسة

Manduca sexta parasitized by braconid wasps

11



الهندسة الوراثية(2)

Documents

Transcript of الهندسة الوراثية(2)