البيولوجيا وعلوم الحياة

طرق تحليل بصمة الحمض النووي

2010 الاستعراف الجنائي في الممارسة الطبية الشرعية

صاحب عيسى عبدالعزيز القطان

KFAS

تحليل بصمة الحمض النووي البيولوجيا وعلوم الحياة

عند تجميع العينات البيولوجية مثل التلوثات الدموية والمنوية والشعر أو اللعاب ، وكذلك أي أجزاء بشرية مثل الجلد أو العظم ، والمسحات المهبلية والشرجية وعينات الدم السائلة ، يتم استخلاص خيوط الحامض النووي (DNA) بالطرق العلمية المعروفة ، ومن ثم تنقيته بالسوائل الطيارة مثل الكلوروفورم والكحول الإثيلي .

وبعد ذلك يتم تقطيعه بمواد كيميائية خاصة تسمى بالـ (Restriction Enzymes) والتي تفصل خيوط الـ (DNA) عند أماكن معينة من القواعد النيوكليوتيدية ( A، T،   C ، G) ، ثم بعد تمام عملية التكسير يتم فصلها على وسط جيلاتيني باستخدام نظام فصل الجهد الكهربائي (Electrophoresis) ، ثم يتم تثبيتها بواسطة نقلها إلى أغشية خاصة لإجراء عملية تزاوجها مع الكاشف والمعروفة التصنيف والتي يتم اختيارها حسب كل حالة .

وبعد ذلك يتم تثبيت هذه النتائج على ألواح أفلام الأشعة (X – Ray Films) لدراستها ، وقد تستغرق هذه الطرق من 5 أيام إلى 3 أسابيع حسب الطريقة المختارة للفصل ، والنتيجة النهائية لتحليل بصمة الحمض النووي تكون على صورة خطوط عرضية تختلف في السمك والمسافة من شخص إلى آخر ويسهل قراءتها وحفظها وتخزينها بالحاسب الآلى .

 

ويشمل طرق تصنيف الحامض النووي (DNA) ما يلي :

1- أطوال جزيئات الحمض النووي (Restriction Fragment Length Polymorphism)

تعتبر هذه الطريقة الأولى في تحديد الصفات الفردية من خلال اختلافات أطوال وتوزيع القواعد الأساسية للحمض النووي حيث يتم العمل بها في 6 خطوات :

– استخلاص خيوط الحمض النووي من مصادرها البيولوجية .

–  تقطيع تلك الخيوط إلى جزيئات في الأماكن المعلومة بواسطة إنزيمات خاصة .

–  فصل الجزيئات على حسب أطوالها عن طريق الوسط الجيلاتيني بالجهد الكهربائي .

–  نقل الجزيئات المفصولة من الوسط الجيلاتيني غير الثابت إلى وسط أكثر ثبوتاً (أغشية نايلونية) .

–  فصل خيوط الحمض النووي الحلزونية المزدوجة إلى خيوط فردية ثم تثبيتها بواسطة كواشف (Probes) .

– نقل هذه الجزيئات الغير مرئية إلى ألواح خاصة من الأفلام (Autoradiograph) لقراءتها من خلال أجهزة الحاسب الآلي المبرمج على ذلك .

 

2- تضاعف خيوط الحمض النووي (PCR) (Polymerase Chain Reaction)

تعتمد هذه الطريقة على تكاثر أو تضاعف خيوط الحمض النووي (Amplifying) حيث إن في كثير من العينات لا يمكن الحصول على الكمية الكافية للتحليل.

وبواسطة استخدام بعض الأنزيمات والتجهيزات يمكن تكاثر وتضاعف كمية الحمض النووي إلى الملايين والتي يمكن عن طريقها تحديد الصفات الجينية والمورثات للعينات المرسلة حتى ولو كانت متحللة أو ضئيلة .

 

3-تحديد مناطق التكرار القصيرة (STR) (Short Tandem Repeat)

من خلال استخدام الطريقتين السابقتين ( PCR، RFLP) تبين وجود بعض الخواص لخيوط الحمض النووي وخصوصاً في المناطق المتكررة فتم تصنيف تلك المناطق من حيث طول الأجزاء الوراثية إلى مناطق طويلة (LTR (6pb) وأخرى قصيرة (STR 6pb) وهذه المناطق تختلف من شخص إلى آخر

وتعتبر من الصفات الوراثية الفردية والقوية جداً حتى في حالات التعفن والتحلل والهياكل العظمية.

وتعتمد تلك الطريقة على وجود محاليل وأنظمة تساعد على إظهارها على الألواح الجيلاتينية بصورة ألوان مميزة تكون معدة لقراءتها وتمتاز هذه الطريقة بالقوة والثبات والدقة .

 

4-نظام الحمض النووي من خلايا الميتوكوندريا (Mitochondrial DNA)

توجد خيوط الحمض النووي في نواة كل خلية ، ولكن تبين أيضاً وجود حمض نوويّ في أجزاء تكوين الطاقة بالخلية وبآلاف الأعداد مما يجعله أكثر فائدة من الحمض النووي المستخلص من نواة الخلية وذلك لثباته وضخامة المعلومات الوراثية به .

وحيث إنه لا يوجد بهذا النوع من الحمض النووي تكرار القواعد النيكولوتيدية فإن الطريقة المثلى لاستخدامه هي طريقة التصنيف (Sequence Polymorphism) .

كما أن للحمض النووي المتواجد في الميتوكوندريا خاصية وراثية فردية حيث إنه يتوارث من الأم فقط ولذلك فهو يختلف عن الحمض النووي المتواجد بالخلية والذي يتوارث مناصفة من الأبوين ولهذا تم استخدام هذا النظام في حالات الاستعراف المتنوعة معتمداً على توارث الأم حتى في حالات العظام والأشلاء وما شابه .

مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪دراسات كبيرة تذوي آمال عقار الهيدروكسي كلوروكوين
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Center.
عبر ضباب مزاعم الاستغلال، والأمل، والمبالغة في الدعاية، والتسييس الذي يكتنف الدواء هيدروكسي كلوروكوين Hydroxychloroquine، دواء لعلاج الملاريا Malaria الذي أعلن عنه كعلاج لمرض كوفيد-19 COVID-19، تبدأ حاليا الصورة العلمية بالتجلي.
الهيدروكسي كلوروكوين الذي أثنى عليه رؤساء كمعجزة شفائية محتملة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
‫‪مجرة درب التبانة و جيرانها
لسلام عليكم .. في كثير من حلقات البرنامج السابقة تكلمنا عن اهم عناصر المجموعة الشمسية التي نعيش فيها من كواكب و أقمار و كيوكبات و احزمة .. و انتهينا بشرح عن بلوتو و حدود المجموعة الشمسية .. ولكن هذه المجموعة تقع و تدور ضمن كيان و محيط اكبر .. و هي المجرة التي نعيش فيها و تحوي الملايين و الملايين من النجوم المشابهة لشمسنا و غيرها من الشموس و نطلق عليها درب التبانة .. في هذه الحلقة سنسافر في رحلة كونية بعيدة نتعرف فيها على بنية المجرة و مكوناتها ... (قراءة المقال)
أخبار العلوم
‫‪التعديل الوراثي التخلّقي يصل إلى الحمض النووي الريبي
قلم: كين غاربر، في شيكاغو بولاية إلينوي
ترجمة: صفاء كنج
انتقلت فكرة تأثير الواسمات الكيميائية في الجينات على تعبيرها الخارجي دون تغيير تسلسل الحمض النووي اختصاراً: الحمض DNA من كونها مسألة مفاجئة في الماضي إلى أن صارت مادة مقبولة تُدرس في الكتب.
ظاهرة التعديل الوراثي التخلقي Epigenetics، وصلت إلى الحمض النووي الريبي المرسال اختصاراً: الجزيء mRNA، وهو الجزيء الذي يحمل المعلومات الوراثية من الحمض النووي إلى مصانع تصنيع البروتين في ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪هل تنجح هيئة الخدمات الصحية في مشروع تتبع الاتصالات الذي تعده؟
جرّب الفرع الرقمي لهيئة الخدمات الصحية الوطنية اختصاراً: الفرع NHSX تطبيقا App سيخبرك ما إذا خالطت أي شخص ظهرت عليه أعراض كوفيد -19. ولكن ما هي التكلفة المترتبة على خصوصيتك جراء ذلك؟
إن أحد التحديات الكبيرة التي تطرحها مكافحة فيروس كوفيد-19 COVID-19 هو أنه معدٍ قبل ظهور أي أعراض على الأشخاص المصابين به. ويمكن أن يساعد تتبع الأشخاص الذين اختلطوا بالمصاب على الحد من انتشار الفيروس، من خلال معرفة عدد الأشخاص الذين ربما نقل إليهم المريض ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪من خارج هذا العالم
وب بانينو Rob Banino @robertbanino صحفي مستقل يعمل في بريستول
الحياة على المريخ أعالي البحار، الجزيرة الكبيرة، هاواي، الولايات المتحدة الأمريكية
بذلة الفضاء ليست أول ما يخطر في ذهن أي شخص يزور هاواي. هذا إلا إذا كان سيقضي ثمانية أشهر في موئل هاواي لاستكشاف الفضاء بالتناظر والمحاكاة Hawaii Space Exploration Analog and Simulation اختصاراً: الموئل HI-SEAS على بركان ماونا لوا. ويتيح الموئل HI-SEAS للباحثين دراسة كيفية تعامل الناس مع ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪حرائق الغابات الأسترالية: هل هناك ما يمكن فعله لوقف احتراق العالم؟
يل ماكغويرBill McGuire أستاذ فخري متخصص بالمخاطر الجيوفيزيائية والمناخية في يونيفرسيتي كوليدج لندن UCL، وهو مدير مشارك لمعهد الطقس الجديد New Weather Institute ومناصر لحركة علماء من أجل المسؤولية العالمية Scientists for Global Responsibility. سينشر فيلمه البيئي Skyseed في وقت لاحق من عام 2020.
على كوكبنا الذي تزداد حرارته، فإن حرائق الغابات حاليّاً هي واحدة من أكثر الكوارث الطبيعية المرعبة والمكلفة من بين جميع الكوارث الطبيعية الأخرى. من ... (قراءة المقال)
كيف تعمل الآشياء
‫‪كيف تعمل التكنولوجيا
المؤلف: DK ■ الناشر: DK ■ السعر: 16.99 جنيه إسترليني نحو 22 دولاراً ■ تاريخ الإصدار: صدر فعليّاً
لأنه موضوع قريبٌ جداً من قلوبنا هنا في مجلة كيف تعمل الأشياء، يأخذنا كتاب «كيف تعمل التكنولوجيا» في جولة عبر طرق العمل الداخلية لجميع أنواع آلات الحياة العصرية، من أمور مثل مصافي النفط وخطوط الطاقة، إلى مركبات مثل الدراجات والسيارات، إلى الآلات الأحدث مثل الدرونات ومسابير الفضاء، وكذلك التقنيات التي قد تضمن بقاءنا في المستقبل. برع الناشر ... (قراءة المقال)