كيف يتم تحليل dna

كيف يتم تحليل dna

ما هو تحليل dna؟

يرمز DNA إلى الـ(deoxyribonucleic acid)، وهو الحمض الريبوزي النووي منقوص الأكسجين، والذي يتكوّن من جزيئات حيوية صغيرة تُسمّى النيوكليوتيدات (وهي الوحدات الأساسية لبناء الحمض النووري، وتتكوّن النيوكليوتيدات من جزيء السكر المرتبط بمجموعة الفوسفات وبقاعدة محتوية على النيتروجين، وفي الـDNA توجد 4 قواعد نيتروجينية، هي السيتوسين C، والأدينين A، والغوانين G، والثايمين T[١])، ويُعدّ الحمض النووري جزءًا مهمًا لمعظم الكائنات الحية، ويحتوي على مادتين: وراثية وجينية، وهو المسؤول عن انفراد وتميّز الأشخاص عن بعضهم، أما تحليل الـDNA، فهو اختبار كيميائي يظهر التركيب الجيني لشخص معيّن أو لكائن حي معيّن، وتختلف استخداماته كما ستوضّح في المقال لاحقًا[٢][٣].


كيف يتم تحليل dna؟

بعد أخذ العينات الخاصة بالـDNA، تمرّ هذه العينات بعدّة عمليات، والتي تعتمد أساسيًّا على ما يُسمّى بالتكرارات المزدوجة القصيرة (والتي يقصد بها تكرار منتظم لعدد معيّن من وحدات من النيوكليوتيدات، والذي يتراوح ما بين 2 و7 نيوكليوتايد غالبًا، والذي يستخدم على وجه الدقة في نطاق واسع يهدف إلى تحديد ملامح الحمض النووي[٤]) وتُعدّ هذه التكرارات أصغر وحدة من التكرار الترادفي ذو الرقم المتغيّر في الحمض النووي، وأما تسلسل هذه العمليات يتضمّن ما يلي[٥]:

  1. عمليات بيولوجية، بعد جمع العينات يُستخلص الحمض النووي من مصدره، ثم يتبع ذلك قياس كمية الحمض النووي الموجودة في العينة، ويلي ذلك فصل الحمض النووي عن الخلايا، ونسخ مناطق محددة منه بتقنية تدعى (تفاعل البوليمراز المتسلسل)، وهو تفاعل ينتج من خلاله ملايين النسخ من مقاطع الحمض النووي المهمّة، وبالتالي يُسمَح بفحص كميات صغيرة من الحمض النووي، كما ويمكن فحص التكرارات المزدوجة القصيرة في ذات الوقت للحصول على قدر أكبر من المعلومات والدقة فيها.
  2. عمليات تقنية، في هذه المرحلة يُفصَل الحمض النووي النّاتج عن عملية تفاعل البوليميراز المتسلسل السابق، وذلك بهدف تحديد خصائص التكرارات المزدوجة الصغيرة فيه، والتي فُحِصت مسبقًا، ولذلك تُستخدم تقنيات عدّة، مثل الفصل الكهربائي الهلامي، والرحلان الكهربائي الشعري، كما قد ساعدت هذه الوسائل بتسهيل إتمام فحص التكرارات المزدوجة الصغيرة بواسطة تفاعل البوليمراز المتسلسل، ويمكن بعد ذلك تحديد ومعرفة عدد التكرارات في تسلسل الحمض النووي، وهو ما يعرف بعملية التنميط الجيني.
  3. عمليات جينية، بعد الانتهاء تُقارن نتائج العيّنة التي حُللت بعيّنات أخرى، على سبيل المثال في حال حُلّلت العيّنة لتحقيق مصالح خاصة بالطب الشرعي، ستُقارن هذه العينة بعينة معروفة، مثل عينة الضحية أو المشتبه به، وأما في حالة كانت عملية التحليل خاصة بتقصّي الأبوة، ستُقارن عيّنة الطفل مع والديه.


أنواع تحليل dna

عند تحليل الحمض النووي توجد عدة أنواع من التحاليل للجوء إليها، وهي كما يأت[٥]:

  1. تحليل تفاعل البوليمراز المتسلسل (Polymerase Chain Reaction Analysis)، أو اختصارًا (PCR)، في هذا التحليل يُستخدم إنزيم البوليمراز بهدف تكرار مناطق معيّنة من سلسلة الحمض النووي في أنبوب اختبار، وتهدف هذه العملية إلى زيادة عدد جزيئات الحمض النووي بأعدادٍ كبيرةٍ خلال ساعات، كما يتطلّب هذا التحليل تعدّد أطوال أجزاء الحصر إلى عيّنة بحجم الربع، ومن مزايا استخدام تقنية تفاعل البوليمراز المتسلسل إتاحة إنتاج ملايين النسخ من الحمض النووي من خلايا الجلد الذي يحتوي على كمية دقيقة من الحمض النووي.
  2. تحليل التكرارات المترادفة القصيرة (Short Tandem Repeat Analysis)، أو اختصارًا (STR)، يعتمد هذا التحليل على تقييم مناطق معيّنة متواجدة في الحمض النووي، إذ إنّ التكرارات المزدوجة القصيرة لها طبيعة متغيّرة، لذا فهي تُحلّل للتّفرقة بين الحمض النووي لشخص وآخر، كما أنّ احتمال حمل شخصين لحمض نووي مُكوّن من 13 كروموسوم متطابق -باستثناء حالات التوائم المتطابقة- تُقارَب بنسبة 1 في المليار أو حتى أقلّ.
  3. تحليل كروموسوم Y أو (Y-Chromosome Analysis)، يتميّز كروموسوم Y بكونه يحمل العديد من العلامات الجينية المميّزة، والتي يمكن الاستفادة منها في مجال الطب الشرعي، إلا أنّ هذا الفحص لا يمكن إجراؤه سوى للذكور، ولذا فهو ذو فائدة في حال اكتشاف أكثر من حمض نووي للذكور، وبما أنّ الكروموسوم Y ينتقل من الأب إلى الأبناء، يمكن استخدامه لتتبّع العلاقات الأسرية بين الأفراد الذكور، كما أنّه قد يكون ذا فائدة في قضايا الاعتداء الجنسي أيضًا.
  4. تحليل الحمض النووي للميتوكيندريا (Mitochondrial Analysis)، يقوم تحليل الحمض النووي للميتوكيندريا بتحليل الأدلّة الّتي لا يمكن تحليلها بتقنية تفاعل البوليمراز المتسلسل، أو تحليل التكرارات المترادفة القصيرة، واللذان يعتمدان على تحليل الحمض النووي المُستخرج من نواة الخلية، لذا يمكن الاستفادة منه في تحليل البقايا القديمة والخلايا الّتي لا تحتوي على نواة، مثل الشعر والعظام والأسنان، إذ يقوم بتحليل أجزاء أخرى موجودة في الخلية، لذا فقد يكون تحليل الحمض النووي للميتوكيندريا مفيدًا في حالات التحقيق غير المحلول، أو في حال تخزين الأدلة بطريقة غير مناسبة.


استخدامات تحليل dna

منذ اختراع تحليل الحمض النووي (DNA) عام 1984، استُخدِام لحل القضايا في المحاكم والمسائل القانونية، منها ما يأتي[٣]:

  1. ربط دليل مادي بشخص أو استبعاد شخص ما من الاشتباه به.
  2. تقصّي الأبوة والإخوة والأقارب لشخص معين.
  3. تحديد حداثة الجثة إذا ما كانت قديمة جدًا أو تالفة بحيث يتعذّر التعرف عليها.

تتميّز تحاليل الحمض النووي بكونها شديدة الدقة، كما تحتفظ معظم الدول الآن بسجلات للحمض النووي لمواطنيها تمامًا كما تحتفظ الشرطة بسجلات لبصمات الأصابع، أما من الناحية الطبية فيمكن الاستفادة من تحليل الحمض النووي فيما يلي:

  1. معرفة إذا ما كان هناك تطابق بين أنسجة الشخص المتبرع بأعضائه مع الشخص المستقبل في عملية زراعة الأعضاء.
  2. معرفة الأمراض التي تنتقل وراثيًا بين أفراد العائلة، والمساعدة في العثور على هذه الأمراض، والتي تُسمّى بالاختلالات الوراثية.


أسئلة تجيب عنها حياتكِ

هل فحص DNA دقيق؟

يُعدّ فحص الحمض النووي دقيقًا بنسبة 100% تقريبًا، ويمكن أن يُجرَى كتحليل دم، كما ويمكن إجراء فحص الحمض النووي لاختبار الأبوة خلال الحمل، وفي حال أجري فحص الحمض النووي لحاجات قانونية فيجب إجراؤه في مركز طبي[٦].

هل يتطابق DNA للتوائم؟

يتشارك التوأم المتطابق بشفرة الحمض النووي التي يملكها كل منهما، وذلك لأنّ التوأم المتطابق يتكوّن من نفس الحيوان المنوي والبويضة، والتي كوّنت جنينًا واحدًا، ثم انقسم إلى نصفين في مراحل مبكرة من الحمل، بينما لا يتشارك التوأم غير المتطابق بشفرة الحمض النووي، لأنّ كل منهما يكون من حيوان منوي وبويضة مختلفيْن[٧].


المراجع

  1. "Nucleotide ", genome, Retrieved 23/12/2020. Edited.
  2. "DNA Explained and Explored", healthline, Retrieved 2020-12-02. Edited.
  3. ^ أ ب "What Is DNA Fingerprinting?", webmd, Retrieved 2020-12-02. Edited.
  4. "Short tandem repeat typing technologies used in human identity testing", future science, Retrieved 14/12/2020. Edited.
  5. ^ أ ب "DNA Evidence: Basics of Analyzing", National Institute of Justice, Retrieved 2020-12-02. Edited.
  6. DNA Paternity Test, "DNA Paternity Test", cleveland clinic, Retrieved 2020-12-03. Edited.
  7. "Are identical twins 100% genetically identical?", University of Miami Health System, Retrieved 2020-12-03. Edited.