استخراج DNA و RNA

آموزش استخراج اسیدهای نوکلئیک ( DNA و RNA)

استخراج اسیدهای نوکلئیک

ژنتیک علمی است که در آن وراثت بین جانداران توسط بیومولکولی به نام اسید های نوکلئیک، بررسی می شود. اسید های نوکلئیک کد های ویژه هر جاندار هستند که به شدت توسط سلول های همان موجود زنده محافظت می شوند. ژنوم ماهیت هر موجود زنده است و تعیین کننده صفات بالقوه می باشد. مولکول های اصلی هر موجود زنده به ۴ دسته اصلی کربوهیدرات ها، لیپید ها، پروتئین ها و اسید های نوکلئیک تقسیم می شود. می توان گفت اسید های نوکلئیک در رأس هرم بیومولکول ها قرار گرفته و تمامی اتفاقاتی که در یک سیستم زنده می افتد توسط اسید های نوکلئیک کد شده است. اسید های نوکلئیک یا به عبارتی بهتر DNA (دئوکسی ریبونوکلئیک اسید) کلمات ۳ حرفی هستند که کلمات آن در کنار هم جملاتی را می سازند و این جملات به سلول ها عملکرد و شکل می دهند. DNA (دئوکسی ریبونوکلئیک اسید) به شکل طبیعی مجموعا ۵ حرف دارد که دو حرف از ۵ حرف آن با هم، هم ارز هستند. هر کلمه سه حرفی اسید های نوکلئیک معرف یک آمینو اسید بوده و آمینو اسید ها در کنار هم زنجیره های پروتئینی را می سازند. همچنین پروتئین ها نیز در اعمال مختلف عملکردی و ساختاری سلولی نقش دارند. لذا اسید های نوکلئیک مانند هارد یک سیستم می باشد که اطلاعات کاملی از یک موجود زنده را در خود ذخیره کرده و در صورت نیاز این اطلاعات رو به اجرا در می آورد. افرادی که در زمینه ژنتیک کار می کنند، اولین قدم باید بتوانند با روش های مختلف انواع اسید های نوکلئیک را با خلوص مورد نیاز استخراج کنند و این یکی از اولین شروط ورود در پروژه های ژنتیکی می باشد. DNA (دئوکسی ریبونوکلئیک اسید) تمامی سلول های یک موجود زنده یکسان بوده و تفاوت آن ها در سطح RNA (ریبونوکلئیک اسید) می باشد. DNA (دئوکسی ریبونوکلئیک اسید) تمامی کد های مورد نیاز برای ساخته شدن یک موجود زنده کامل و بالغ را داراست ولی این اطلاعات به شکل خام می باشند و توسط فرآیند رونویسی و تبدیل آن به یک RNA (ریبونوکلئیک اسید) بالغ، معنا پذیر بوده و می تواند در پروتئین های سلولی تأثیر گذارد.

همانطور که ذکر شد استخراج اسیدهای نوکلئیک ( DNA و RNA) یکی از پایه ترین تکنیک هایی است که هر فردی که در حوزه ژنتیک وارد شده باید بیاموزد و این تکنیک بسته اینکه ترکیب استخراجی RNA باشد یا DNA، خلوص آن خیلی مهم باشد یا نه و همچنین استخراج از بافت و یا سلول انجام می شود، همه مواردی هستند که در انتخاب تکنیک مورد نظر مؤثر است. برخی اوقات خلوص اسیدهای نوکلئیک استخراج شده زیاد اهمیتی ندارد و اگر به عنوان مثال آلودگی های مختلف مانند آلودگی پروتئینی هم داشته باشند، ایرادی در روند ادامه کار ایجاد نمی کنند اما برخی اوقات خلوص بسیار اهمیت داشته و آلودگی های مختلف در ادامه روند کار اخلال ایجاد می کنند.

DNA (دئوکسی ریبونوکلئیک اسید) تحت عنوان ترکیبی که در تمامی سلول ها به یک اندازه وجود دارد، معیار مناسبی برای بررسی کد های ژنتیکی معنا دار و غیر معنا دار و همچنین توالی یابی می باشد. DNA (دئوکسی ریبونوکلئیک اسید) می تواند جهت بررسی جهش های مختلف در بیماری های ژنتیکی نیز مناسب باشد. بیماری های ژنتیکی در اثر جهش در یک یا چند ژن به وجود می آید که در صورت مقایسه DNA (دئوکسی ریبونوکلئیک اسید) یک سلول سالم با یک سلول بیمار می تواند معیار های مناسبی را ارائه داده و در تشخیص زودهنگام بیماری ها مؤثر باشد. همچنین با DNA (دئوکسی ریبونوکلئیک اسید) می توان به جرم یابی پرداخت و معادله مجهول نام مجرم را بدون هیچ گونه تردیدی حل کرد. به آسانی با استخراج DNA ارتباطات فامیلی را کشف کرده و صحت و یا عدم صحت وجود رابطه فامیلی را ثابت نمود. با استخراج DNA می توان هزاران فاکتور دیگر را مورد بررسی قرار داد. اگر فاکتور مورد سنجش میزان تولید پروتئین و مقایسه آن با سلول های دیگر باشد، DNA نمی تواند فاکتور مناسبی برای سنجش باشد. چرا که بسیاری از بیماری ها در اثر تغییرات بیانی در DNA سلول ها بوجود آمده و در این موارد DNA یک سلول بیمار با DNA یک سلول سالم کاملا یکسان بوده و هیچ تفاوتی ندارد و تفاوت در میزان بیان هر یک از DNA های سلولی می باشد. در چنین مواردی RNA مورد سنجش قرار می گیرد. هر موجود زنده ای سراسر از سلول هایی تشکیل شده که هر کدام جداگانه محتوای DNA داشته و محتوای ۹۹ درصد سلول های یک موجود زنده محتوای DNA یکسان دارند. اما آن چه که در تکوین و تمایز سلول های بافت های مختلف نقش دارند، محتوای DNA نیست بلکه نحوه ی بیان آن محتوا می باشد. اینکه از هر ژن چه میزانی RNA تولید شده و هر RNA در کدام بخش از سلول چه تأثیری می گذارد، مسیر تمایزی سلول را مشخص می کند. لذا بررسی RNA و مقایسه میزان آن با RNA های سلول های مختلف از همان رده و یا رده های دیگر می تواند بسیار ارزشمند باشد.

مولکول DNA همانطور که از نامش پیداست، قند دئوکسی ریبوز داشته و به عبارتی کربن شماره ۲ آن طی روند تکاملی اکسیژن خود را از دست داده است و در نتیجه آن نسبت به RNA از واکنش پذیری کمتری برخوردار است. همچنین DNA به شکل دو رشته ای بوده و نسبت RNA تأثیر پذیری کمتری توسط مواد جهش زا دارد. همانطور که ذکر شد DNA همانند هارد یک سیستم بوده که اطلاعات درون آن به شکل دائمی ثبت شده است و نسل به نسل در حد امکان ثابت باقی مانده است، اما RNA همانند اطلاعات وارد شده در RAM یک سیستم است که فقط بخشی از آن همه اطلاعات را شامل شده و برای مدتی کوتاه فعال است. یک جهش در توالی یک RNA یک سلول بسیار کم اهمیت تر از همان جهش در توالی DNA یک سلول می تواند باشد. چرا که RNA پس از مدتی تخریب شده ولی DNA طی نسل ها ثابت مانده و به غیر یکسری کد هایی که اهمیت زیادی ندارند، کد های دیگر بسیار حفاظت شده هستند. با استخراج اسیدهای نوکلئیک ( DNA و RNA) می توان به درمان بسیاری از بیماری ها پرداخت و همچنین تأثیرات مثبت یا منفی بسیاری از دارو ها را بررسی کرد.

 

دوره کارآموزی ژنتیک مولکولی