د نوبل جایزې ګټونکی کیري مولیس ، د DNA پولیمیریز چین عکس العمل ایجادونکی مړ شو

د کیمیا په برخه کې د نوبل جایزې ګټونکې امریکايي کاري مولیس د ۷۴ کلونو په عمر په کلیفورنیا کې ومړ. د هغه د میرمنې په وینا، مړینه د اګست په اوومه وشوه. لامل یې د سینه بغل له امله د زړه او تنفسي ناکامي ده.

پخپله جیمز واټسن، د DNA مالیکول کشف کوونکی به موږ ته د بایو کیمیا په برخه کې د هغه د ونډې په اړه ووایي او د کوم لپاره چې هغه د نوبل جایزه ترلاسه کړه.

د جیمز واټسن، انډریو بیري، کیون ډیوس لخوا د کتاب څخه اقتباس

DNA. د جنیټیک انقلاب تاریخ

څپرکی 7. د انسان جینوم. د ژوند سناریو

...
د پولیمیریز چین عکس العمل (PCR) په 1983 کې د بایو کیمیسټ کیري مولیس لخوا اختراع شوی و چې په Cetus کې یې کار کاوه. د دې غبرګون کشف خورا د پام وړ و. مولیس وروسته یادونه وکړه: "د 1983 کال د اپریل په میاشت کې د جمعې په ماښام، ما یو اختر درلود. زه د څرخ تر شا وم، په شمالي کالیفورنیا کې د سپوږمۍ رڼا، باد غره سړک، د ریډ لرګیو ځنګلونو ځمکه. دا د پام وړ ده چې دا په داسې حالت کې و چې الهام یې وخوړ. او دا نه ده چې شمالي کالیفورنیا ځانګړي سړکونه لري چې بصیرت ته وده ورکوي؛ دا یوازې دا دی چې د هغه ملګري یو ځل مولیس ولید چې د یخ دوه ګوني بار وړونکي لارې په اوږدو کې په بې احتیاطۍ سره تیریږي او دا هغه ته هیڅ زیان نه رسوي. یو ملګري نیویارک ټایمز ته وویل: "مولس داسې لید درلود چې هغه به د سره لرګي ونې سره په ټکر کې مړ شي. له همدې امله، هغه د موټر چلولو پر مهال له هیڅ شی څخه نه ډاریږي، پرته له دې چې د سړک په اوږدو کې د لرګیو ونې وده وکړي. د سړک په اوږدو کې د سره لرګیو شتون مولیس دې ته اړ کړ چې تمرکز وکړي او ... دلته دا یو بصیرت و. مولیس په 1993 کې د خپل اختراع لپاره د کیمیا په برخه کې د نوبل جایزه ترلاسه کړه او له هغه وروسته په خپلو کړنو کې حتی اجنبی شو. د مثال په توګه، هغه د بیاکتنې تیورۍ ملاتړی دی چې ایډز د HIV سره تړاو نلري، کوم چې د پام وړ د هغه خپل شهرت زیانمن کړی او د ډاکټرانو سره یې مداخله کړې.

PCR خورا ساده عکس العمل دی. د دې د ترسره کولو لپاره، موږ دوه کیمیاوي ترکیب شوي پریمرونو ته اړتیا لرو چې د اړتیا وړ DNA ټوټې د مختلف سټنډونو مخالفو سرونو سره بشپړونکي وي. پرائمرونه د واحد ډنډ شوي DNA لنډې برخې دي، چې هر یو یې شاوخوا 20 بیس جوړه اوږدوالی لري. د پرائمر ځانګړتیا دا ده چې دوی د DNA برخو سره مطابقت لري چې باید پراخ شي، دا د DNA ټیمپلیټ دی.

(انځور د کلک کولو وړ) کیري مولیس، د PCR اختراع کونکی

د PCR ځانګړتیا د ټیمپلیټ او پریمرونو ، لنډ مصنوعي oligonucleotides تر مینځ د تکمیلي کمپلیکسونو رامینځته کیدو پورې اړه لري. هر پرائمر د ډبل سټنډ شوي ټیمپلیټ یو تن سره تکمیل کوي او د پراخ شوي سیمې پیل او پای محدودوي. په حقیقت کې، پایله شوې "میتریک" یو بشپړ جینوم دی، او زموږ هدف دا دی چې موږ ته د ګټو ټوټې له هغې څخه جلا کړو. د دې کولو لپاره، دوه اړخیزه DNA ټیمپلیټ د څو دقیقو لپاره 95 ° C ته تودوخه کیږي ترڅو د DNA سټینډونه جلا کړي. دې مرحلې ته د ډینټوریشن په نوم یادیږي ځکه چې د DNA د دوه تارونو ترمینځ هایدروجن بانډ مات شوی. یوځل چې سټینډونه جلا شي، د تودوخې درجه ټیټه شوې ترڅو پریمر ته اجازه ورکړي چې د واحد سټنډ شوي ټیمپلیټ سره وصل شي. د DNA پولیمیریز د نیوکلیوټایډ سلسلې پورې تړلو سره د DNA نقل کول پیل کوي. د انزایم DNA پولیمیریز د کاپي کولو لپاره د پریمر یا مثال په توګه د پریمر په کارولو سره د ټیمپلیټ سټینډ نقل کوي. د لومړي دورې په پایله کې، موږ د یو ځانګړي DNA برخې ډیری ترتیبي دوه چنده ترلاسه کوو. بیا موږ دا کړنلاره تکراروو. د هر دورې وروسته موږ په دوه ګوني مقدار کې د هدف ساحه ترلاسه کوو. د پنځه ویشت PCR دورې وروسته (یعنې له دوه ساعتونو څخه په کم وخت کې) ، موږ د DNA سیمه د اصلي څخه 225 ځله لوړه اندازه لرو (یعنې موږ دا نږدې 34 ملیون ځله پراخه کړې). په حقیقت کې، په ان پټ کې موږ د پریمرونو، ټیمپلیټ DNA، د DNA پولیمریز انزایم او وړیا اډې A، C، G او T مخلوط ترلاسه کړ، د ځانګړي غبرګون محصول مقدار (د پرائمر لخوا محدود) په چټکۍ سره وده کوي، او شمیره د "اوږدې" DNA نقلونه خطي دي، نو په عکس العمل کې محصولات غالب دي.

د مطلوب DNA برخې پراخول: د پولیمیریز چین عکس العمل

د PCR په لومړیو ورځو کې، اصلي ستونزه په لاندې ډول وه: د هر تودوخې - یخ کولو دورې وروسته، DNA پولیمیریز باید د عکس العمل مخلوط کې اضافه شي، ځکه چې دا د 95 ° C په حرارت کې غیر فعال شوی و. له همدې امله، دا اړینه وه چې د هر 25 دورې څخه مخکې دا بیا اضافه کړئ. د عکس العمل کړنلاره نسبتا غیر موثره وه، ډیر وخت او پولیمیریز انزایم ته اړتیا درلوده، او مواد خورا ګران وو. خوشبختانه، د مور طبیعت د ژغورنې لپاره راغلی. ډیری حیوانات د 37 درجې سانتي ګراد په لوړه تودوخه کې د هوساینې احساس کوي. ولې د 37 سانتي ګراد اندازه زموږ لپاره مهمه شوه؟ دا پیښ شوي ځکه چې دا تودوخه د E. coli لپاره غوره ده، له کوم څخه چې د PCR لپاره پولیمیریز انزایم په اصل کې ترلاسه شوی و. په طبیعت کې مایکرو ارګانیزمونه شتون لري چې پروټینونه یې د ملیونونو کلونو طبیعي انتخاب په اوږدو کې د لوړې تودوخې په وړاندې مقاومت لري. دا وړاندیز شوی چې د ترموفیلیک باکتریا څخه د DNA پولیمیریزونه وکاروي. دا انزایمونه د تودوخې وړ وګرځیدل او د ډیری عکس العمل دورې سره مقاومت کولو توان درلود. د دوی کارول د PCR ساده او اتومات کول ممکن کړي. یو له لومړنیو تودوخې وړ DNA پولیمیرازونو څخه یو له باکتریوم Thermus aquaticus څخه جلا شوی و، کوم چې د یلوسټون ملي پارک په ګرمو چینو کې ژوند کوي، او د تاق پولیمریز په نوم نومول شوی و.

PCR په چټکۍ سره د بشري جینوم پروژې کار هارس شو. په عموم کې، پروسه د مولیس لخوا رامینځته شوي څخه توپیر نلري، دا یوازې اتومات شوی. موږ نور د کم عقل فارغ زده کونکو په ډله پورې تړلي نه یو چې په زحمت سره په پلاستيکي ټیسټ ټیوبونو کې د مایع څاڅکي تویوي. په عصري لابراتوارونو کې چې د مالیکول جینیکیک څیړنې ترسره کوي، دا کار په روبوټیک لیږدونکو کې ترسره کیږي. د PCR روبوټونه د ترتیب کولو پروژې کې دخیل دي لکه څومره چې د انسان جینوم لوی مقدار د تودوخې مستحکم پولیمیریز سره په دوامداره توګه کار کوي. ځینې ​​ساینس پوهان چې د انساني جینوم پروژې کار کوي د PCR پیټینټ مالک لخوا د مصرفي توکو په لګښت کې د غیر معقول لوړ امتیازاتو اضافه کولو له امله په غوسه شوي ، د اروپا صنعتي درملو لوی شرکت Hoffmann-LaRoche.

بل "د موټر چلولو اصول" پخپله د DNA ترتیب کولو طریقه وه. د دې میتود کیمیاوي اساس په هغه وخت کې نور نوی نه و: د انټرسټیټ هیومن جینوم پروژې (HGP) ورته هوښیار میتود غوره کړ چې فریډ سنجر د 1970 لسیزې په مینځ کې رامینځته کړی و. نوښت د اتوماتیک پیمانه او درجې کې و چې ترتیب یې ترلاسه کولو توان درلود.

اتوماتیک ترتیب په اصل کې د کالیفورنیا ټیکنالوژۍ انسټیټیوټ کې د لی هوډ په لابراتوار کې رامینځته شوی. هغه په ​​مونټانا کې په عالي لیسه کې زده کړه وکړه او د کوارټر بیک په توګه یې د کالج فوټبال لوبه وکړه. د هود څخه مننه، ټیم د یو ځل څخه زیات د دولت اتلولي وګټله. د هغه د ټیم کار مهارتونه هم د هغه په ​​ساینسي مسلک کې په کار راغلل. د هود لابراتوار د کیمیا پوهانو، بیولوژیستانو او انجینرانو د یوې متفاوت ډلې لخوا کارمند و، او د هغه لابراتوار ډیر ژر د ټیکنالوژیکي نوښت مشر شو.

په حقیقت کې، د اتوماتیک ترتیب کولو طریقه د لویډ سمیټ او مایک هنکاپیلر لخوا اختراع شوې وه. مایک هنکاپیلر، بیا د هوډ په لابراتوار کې کار کاوه، د لاویډ سمیټ سره د یو ښه ترتیب کولو میتود لپاره وړاندیز وکړ چې هر ډول اساس به په مختلف ډول رنګ شي. دا ډول نظر کولی شي د سنجر پروسې موثریت څلور چنده کړي. په سنجر کې، کله چې په هر څلورو ټیوبونو کې ترتیب کول (د اډو د شمیر سره سم)، د DNA پولیمیریز ګډون سره، د مختلف اوږدوالی اولیګونیوکلیوټایډونو یو ځانګړی سیټ رامینځته کیږي، په شمول د پریمر ترتیب. بیا، فارماایډ د زنځیر جلا کولو لپاره ټیوبونو کې اضافه شوی او پولیکریلامایډ جیل الیکٹروفورسیس په څلورو لینونو کې ترسره شوی. د Smith او Hunkapiller په نسخه کې، Dideoxynucleotides د څلورو مختلفو رنګونو سره لیبل شوي او PCR په یو ټیوب کې ترسره کیږي. بیا، د پولیکریلامایډ جیل الیکٹروفورسیس په جریان کې، د جیل په یو مشخص ځای کې یو لیزر بیم د رنګونو فعالیت هڅوي، او کشف کونکی مشخص کوي چې کوم نیوکلیوټایډ اوس مهال د جیل له لارې مهاجرت کوي. په لومړي سر کې، سمیټ بدبینه و - هغه ویره درلوده چې د رنګ خورا ټیټ دوزونو کارول به د نیوکلیوټایډ سیمې د توپیر لامل شي. په هرصورت، د لیزر ټیکنالوژۍ په اړه خورا ښه پوهه درلودل، هغه ډیر ژر د ځانګړو فلوروکروم رنګونو په کارولو سره د وضعیت څخه د وتلو لاره وموندله چې د لیزر وړانګو سره مخ کیدو په وخت کې فلوریس کیږي.

(بشپړه بڼه په کلیک کولو سره - 4,08 MB) ښه چاپ: د DNA ترتیب د اتوماتیک سیکوینسر په کارولو سره ترتیب شوی ، د اتوماتیک ترتیب کولو ماشین څخه ترلاسه شوی. هر رنګ د څلورو اډو څخه یو سره مطابقت لري

د سنجر میتود په کلاسیک نسخه کې ، د تحلیل شوي DNA یوه برخه د انزایم DNA پولیمیریز لخوا د بشپړونکي سټینډ ترکیب لپاره د نمونې په توګه کار کوي ، بیا د DNA ټوټې ترتیب د اندازې له مخې په جیل کې ترتیب کیږي. هره ټوټه چې د ترکیب په جریان کې په DNA کې شامله شوې او د عکس العمل محصولاتو وروسته لید لید ته اجازه ورکوي د ټرمینل بیس سره په مطابقت کې د فلوروسینټ رنګ سره لیبل شوی (دا په 124 مخ کې بحث شوی)؛ له همدې امله، د دې ټوټې فلوروسینس به د ورکړل شوي بیس لپاره پیژندونکی وي. بیا ټول هغه څه چې پاتې دي د عکس العمل محصولاتو کشف او لید ترسره کول دي. پایلې د کمپیوټر لخوا تحلیل شوي او د څو رنګه چوټو د ترتیب په توګه وړاندې کیږي چې د څلورو نیوکلیوټایډونو سره مطابقت لري. معلومات بیا په مستقیم ډول د کمپیوټر معلوماتو سیسټم ته لیږدول کیږي، د وخت ضایع کول او ځینې وختونه دردناک ډیټا د ننوتلو پروسه له منځه یوسي چې ترتیب یې خورا ستونزمن کړی.

» د کتاب په اړه نور جزئیات دلته موندلی شئ د خپرونکي ویب پاڼه
» فهرست
» اقتباس

د Khabrozhiteley لپاره 25% تخفیف د کوپن په کارولو سره - PCR

سرچینه: www.habr.com