اداة التعديل الوراثي كريسبر كاس9

تحكم بحجم الخط

A Decrease font size. A Reset font size. A Increase font size.

دلال محمد رضا

مقالات الكاتب

عدد الزيارات : 99

شارك المقال

إقرأ ايضا

test

منير جهاد رضا الانباري 2025-08-25

العلوم الصرفة

تحديات العقم عند الرجال

TALAL ALDARAWSHA 2023-11-03

العلوم الصرفة

سباق الجامعات العالمية للفوز بالتصنيفات العالمية

عبدالحسين مزهر عريبي جواد المعموري 2023-09-01

تعد تقنية كريسبر اكثر التقنيات تشويقا في الوقت الحاضر لكونها أداة بسيطة و قوية لتحرير الجينوم. حيث تسمح للباحثين في تغيير تسلسل الحمض النووي وتعديل وظيفة الجينات الوراثية, لكن كثيرا منا لايفهم تماما كيفية عمل هذه التقنية.لنبدأ بتعريف كلمة كريسبر, هي اختصار لعبارة” التكرارات العنقودية منتظمة التباعد”يعتمد مبدأ عمل تقنية كريسبر على نظام طبيعي تستخدمه البكتريا لحماية نفسها من الاصابة بالفايروسات اكتشف العلماء مقاطع متكررة في الحمض النووي لبكتريا القولون حيت لايتغيرترتبيها ان قرأئت طردا او عكسا لانها متناظرة وبعد فترة من الزمن اكتشف الباحثون ان هذه المقاطع من الحمض النووي تماثل المقاطع المكتشفة في فيروسات معينة وان البكتريا تحتفظ بها ضمن المادة الوراثية العائدة لها كاحتياطي تحسبا لعودة اي هجوم فيروسي ,فان حدث هجوم تقوم البكتريا بمقارنتة الحمض النووي الفيروسي مع مالديها محفوظ من الحمض النووي .

آلية عمل تقنية كريسبر كاس 9

عندما تكون البكتريا معرضة لهجوم فيروسي فانها تنتج نوعين من الحمض النووي الريبوزي القصير, اللذان يشكلان مع بروتين آخر مركبا يطلق عليه كاس 9. يعتبر كاس9 من الانزيمات التي لها القدرة على قطع الحمض النووي عندما تتمكن سلسلة تعرف باسم الحمض النووي الريبوزي الموجه من تحديد الهدف ضمن الجينوم الفيروسي, بعد ذلك يقوم كاس9 بقطع تسلسلات الحمض النووي المستهدفة و بالتالي يؤدي الى الحاق ضرر كبير للجينوم الفيروسي.

خلال السنوات الماضية ادرك الباحثون القائمون على هذه التقنية, انه بمقدورهم ليس فقط قطع الحمض النووي الفيروسي وانما قطع اي سلسلة للحمض النووي في اي مكان في الجينوم من خلال تغيير تسلسلات الحمض النووي الريبوزي الموجة ليطابق الهدف, ويمكن القيام بذلك ليس في انابيب الاختبار فقط بل في داخل نواة الخلية الحية ايضا عندما يصبح المركب النهائي(كريسبر-كاس9) داخل النواة فانه سوف يتعرف على تسلسل معين يعرف بالفاصل والذي يقع اعلى التسلسل المطلوب المراد احداث تغيير فيه . يقوم كاس9 بتحرير الحمض النووي و مطابقته مع الحمض النووي الريبوزي المستهدف , اذا كان التطابق متكاملا يستخدم كاس 9 مقصين جزئيين بالغي الدقة لقطع الحمض النووي , عند حدوث ذلك القطع تحاول الخلية ترميم القطع و لكن عملية الترميم هذه لديها قابلية للخطأ و قد تؤدي الى اعطاب الجين , مما يعطي الباحثين فرصة اكبر لفهم و ظيفة هذا الجين بعد عملية الترميم.

تطبيقات تقنية كريسبر كاس 9

قام العلماء باستخدام بروتينات كاس 9 للبحث عن مناطق محددة من الحمض النووي الريبوزي منقوص الاوكسجين (الدنا)عن طريق تحميل بروتينات كاس 9 بتسلسلات معينه من الحمض النووي الرايبي(الرنا) المكمله لتسلسلات الهدف الموجودة في الحمض النووي الريبوزي منقوص الاوكسجين حيث تقوم بروتينات كاس 9 بقص الاجزاء الغير مرغوب بها و استبدالها باجزاء سليمة عن طريق استنساخ الحمض النووي الرايبي(الرنا) ثم يلتئم الحمض النووي ذاتيا ويقوم بالتعبير الجيني و انتاج البروتينات المطلوبة. ان حدوث الطفرات غالبا ماتكون عشوائية مما يلزم الباحثين توخي الدقة و الحذر خلال تبديل الجين الطافر(المتغير) بنسخة سليمة على سبيل المثال يمكن حدوث ذلك من خلال اظافة جزء آخر من الحمض النووي والذي يحمل التسلسل المطلوب , فعندما يحدث نظام الكريسبر قطعا ما في الحمض النووي وبالتالي يمكن لشريط الحمض النووي الاقتران مع نهاية الطرف الذي تمت عنده عملية القطع وبذلك يتم استبدال التسلسل الاصلي المعطوب بالنسخة الجديدة.

يمكن تطبيق هذه التقنية في الخلايا المستزرعة بما فيها الخلايا الجذعية التي تؤدي الى ظهور انواع مختلفة من الخلايا و يمكن تطبيقها ايضا على البويضة الملقحة ممايسمح بظهور حيوانات معدلة وراثية بطفرات مستهدفة. و بخلاف الاليات السابقة, يسمح استخدام تقنية كريسبر باستهداف عدد كبير من الجينات في آن واحد و هذا يعد ميزه لدراسة الامراض المستعصية و التي تصيب الانسان .

المصادر

1-S. Regularly, S. Repeats, T. Srsrs, and V. Srsr, “MicroCorrespondence,” vol. 36, pp. 244–246, 2000.
2- F. J. M. Mojica, C. Díez-Villaseñor, J. García-Martínez, and E. Soria, “Intervening sequences of regularly spaced prokaryotic repeats derive from foreign genetic elements,” J. Mol. Evol., vol. 60, no. 2, pp. 174–182, 2005, doi: 10.1007/s00239-004-0046-3.
3-G. Vestergaard, R. A. Garrett, and S. A. Shah, “CRISPR adaptive immune systems of Archaea,” RNA Biol., vol. 11, no. 2, pp. 156–167, 2014, doi: 10.4161/rna.27990.
4-J. van der Oost, M. M. Jore, E. R. Westra, M. Lundgren, and S. J. J. Brouns, “CRISPR-based adaptive and heritable immunity in prokaryotes,” Trends Biochem. Sci., vol. 34, no. 8, pp. 401–407, 2009, doi: 10.1016/j.tibs.2009.05.002
5-M. A. B. Shabbir et al., “CRISPR-cas system: Biological function in microbes av its use to treat antimicrobial resistant pathogens,” Ann. Clin. Microbiol. Antimicrob., vol. 18, no. 1, pp. 1–9, 2019, doi: 10.1186/s12941-019-0317-x