تقنيات الهندسة الوراثية : تلميم المورثة ورصد البكتيريا المغيرة وراثيا دروس علوم الحياة و الأرض الثانية بكالوريا

تقنيات الهندسة الوراثية : تلميم المورثة ورصد البكتيريا المغيرة وراثيا  
دروس علوم الحياة و الأرض الثانية بكالوريا
 الفصل : الهندسة الوراثية : مبادئها وتقنياتها

ملاحظة : الكلمات الموجودة في الموضوع و الملونة بالأزرق هي عبارة عن مصطلحات علمية ، و  تجدون تعريفها أسفل الموضوع .

تقنيات الهندسة الوراثية : تلميم المورثة ورصد البكتيريا المغيرة وراثيا 

بعد دمج البلاسميدات في البكتيريات العائلة، يتم زرعها في وسط ملائم بحيث تتكاثر مكونة مستعمرات على شكل لمات، إنه التلميم. كل لمة تنتج عن تكاثر بكتيريا واحدة.

عند محاولة دمج المورثة المرغوبة على مستوى البلاسميد، نحصل تجريبيا على نوعين من البلاسميدات : بلاسميدات أدمجت المورثة الموغوبة، و بلاسميدات لم تُدمج المورثة بفعل ارتباط الأطراف الموحدة قبل إدماجها. تمثل الوثيقة أسفله، رسما تخطيطيا للحالتين.

من خلال المعطيات أعلاه، يتبين لنا أن البكتيريات المحصل عليها لن تضم كلها المورثة المرغوبة لأننا سنحصل كذلك على بكتيريات تضم بلاسميد عادي (دون مورثة)، و كذلك، بكتيريات لا تضم اي بلاسميد، بينما فقط البكتيريات التي تضم البلاسميد جديد التركيب، هي التي تضم المورثة الموغوبة مما يجعل من الضروري رصدها.

تمثل الوثيقة أسفله، الأنواع الثلاث للبكتيريات المحصل عليها.

قصد رصد البكتيريات المغيرة وراثيا، يُعتمد على عدة تقنيات، من بينها استغلال خاصية مقاومة المضادات الحيوية بفعل مورثات تتموضع على مستوى البلاسميد.

 رصد البكتيريا المغيرة وراثيا من خلال خاصية المقاومة لمضاد حيوي :

يضم البلاسميد المستعمل لدمج المورثة الموغوبة مورثتين إضافيتين، إحداهما مسؤولة عن مقاومة مضاد حيوي A، و الأخرى مسؤولة عن مقاومة مضاد حيوي B. كل بكتيريا تضم البلاسميد العادي، تكون مقاومة للمضادين الحيويين A و B.

يتجلى مبدأ هذه التقنية في زرع البكتيريات في أوساط زرع تضم المضادات الحيوية، ثم تحليل النتائج المحصل عليها في كل وسط زرع لتحديد اللمات التي تحتوي على المورثة المرغوبة. توضح الوثيقة أسفله، ظروف و نتائج هذه التجارب.

 1:ماذا تلاحظ بخصوص تموضع المورثة المدمجة على مستوى البلاسميد ؟

 2:إستنتج ختصيات البكتيريات المتوفرة على مستوى البلاسميد جديد التركيب تجاه المضادين الحيويين A و B  ؟

 3:حدد من بين اللمات 1 و 2 و 3 و 4 تلك التي تضم البكتيريات المرغوبة موضحا مبدأ هذه التقنية ؟( الجواب الصحيح عن الأسئلة أسفل الموضوع) 

يمكن كذلك رصد البكتيريات المغيرة وراثيا من خلال تقنية أخرى و هي استعمال المجسات المشعة.

 رصد البكتيريا المغيرة وراثيا باستعمال المجسات المشعة :

تعتمد هذه التقنية على رصد المورثة المرغوبة، باستعمال مجسات مشعة، و هي عبارة عن قطع ADN أو ARNm مشعة و مكملة لمتتالية الـ ADN لجزء مميز من المورثة المستهدفة. يتم بعد ذلك تحديد تموضع الإشعاع باستعمال شريط إشعاعي. يدل الاشعاع في الشريط، على موقع تواجد المجسات المشعة، و بالتالي موقع تواجد البكتيريات الحاملة للمورثة المرغوبة. تمثل الوثيقة أسفله أهم مراحل هذا التقنية.

حصيلة
بعد عزل البكتيريات المغيرة وراثيا و التي تضم المورثة المراد ترجمتها، يتم زرع هذه البكتيريات في مفاعلات حيوية صناعية، في ظروف ملائمة، لتتكاثر و تنتج البروتين المرغوب فيه بكميات وفيرة.

.

 الجواب الصحيح عن السؤال :

 1:ماذا تلاحظ بخصوص تموضع المورثة المدمجة على مستوى البلاسميد ؟

الجواب : يُلاحظ على أن المورثة المُدمجة تتموضع وسط المورثة المسؤولة عن مقاومة المضاد الحيوي B، الشيء الذي يؤدي إلى كبح تعبيرها.

 2:إستنتج ختصيات البكتيريات المتوفرة على مستوى البلاسميد جديد التركيب تجاه المضادين الحيويين A و B  ؟

الجواب : البلاسميد جديد التركيب يضم مورثة المقاومة تجاه المضاد الحيوي A، إذن، فالبكتيريات التي تضم هذا البلاسميد ستكون مقاومة للمضاد الحيوي A. من جهة أخرى، فالبلاسميد الجديد التركيب، يعرف كبح المورثة المسؤولة عن مقاومة المضاد الحيوي B، إذن فالبكتيريات الحاملة لهذا البلاسميد ستكون حساسة تجاه المضاد الحيوي B، و لن تستطيع التكاثر في وسط يضم هذا المضاد الحيوي.

 3:حدد من بين اللمات 1 و 2 و 3 و 4 تلك التي تضم البكتيريات المرغوبة موضحا مبدأ هذه التقنية ؟

الجواب :

المحلول الذي نتوفر عليه في البداية، يضم ثلاثة أنواع من البكتيريات، بكتيريات لا تتوفر على بلاسميد، و بكتيريات تتوفر على بلاسميد عادي، و أخرى تضم بلاسميد جديد التركيب، هذه الأخيرة هي التي نرغب في عزلها. تتم عملية رصد هذه البكتيريات عبر ثلاثة مراحل نلخصها كما يلي :

 نضع عينة من المحلول في وسط زرع لا يحتوي على أي مضاد حيوي، النتيجة هي نمو مجموعة من اللمات، لا نستطيع تحديد نوع البكتيريات فيها.

 عند نقل تلك اللمات المُحصلة إلى وسط زرع يضم المضاد الحيوي A، ستنمو فقط البكتيريات التي تضم البلاسميد (لأنها تتوفر على مورثة المقاومة تجاهه)، أما تلك التى لا تضم أي بلاسميد فهي لا تستطيع التكاثر في هذا الوسط. خلال هذه المرحلة نحصل على لمات تضم البلاسميد (اللمات 1 و 2 و 3 و 4)، لكننا لا نستطيع خلال هذه المرحلة، تحديد تلك التي تضم البلاسميد العادي و تلك التي تضم البلاسميد جديد التركيب.

 عند نقل تلك اللمات المُحصلة إلى وسط زرع يضم المضاد الحيوي B، تنمو فقط البكتيريات التي تتوفر على مورثة مقاومة هذا المضاد الحيوي، هذه البكتيريات هي التى تضم البلاسميد العادي (اللمات 1 و 2). اما البكتيريات ذات البلاسميد جديد التركيب، فلن تتمكن من النمو نظرا لكبح مورثة المقاومة لهذا المضاد الحيوي، و هي اللمات 3 و 4، التي يتم زرعها بعد ذلك حتى يتم تعبير البروتين المرغوب.

تعريف المصطلحات العلمية الموجودة بالموضوع :

التلميم Clonage d’un gène : هي عملية زرع البكيتريا التي أدمجت البلاسميد، في أوساط زرع ملائمة، بهدف تكاثرها للحصول على عدد كبير منها.

رصد البكتيريات المغيرة Détection des Bactéries Modifiées : هي عملية تحديد و عزل البكتيريات التي قامت بإدماج المورثة المرغوبة. يمكن رصد البكتيريات المغيرة وراثيا من خلال خاصية مقاومة مضاد حيوي معين، أو استعمال المجسات المشعة.

مجسات مشعة Sonde Radioactive : عبارة عن قطع ADN أو ARNm مشعة و مكملة لمتتالية الـ ADN لجزء مميز من المورثة المستهدفة.

باقي فقرات الفصل :

	عناوين الدروس	مشاهدة
1	تقديم (الهندسة الوراثية)
2	مفهوم التغيير الوراثي
3	تقنيات الهندسة الوراثية : عزل المورثة المرغوبة
4	تقنيات الهندسة الوراثية : دمج المورثة المرغوبة
5	تقنيات الهندسة الوراثية : تلميم المورثة ورصد البكتيريا المغيرة وراثيا
6	بعض تطبيقات الهندسة الوراثية