واکنش زنجیره ای پلی مراز The Polymerase Chain Reaction

PCR   و قانون

توانایی بی نظیر این تکنیک برای شناسایی و کپی کردن کوچکترین مقادیر DNA ها حتی DNA های پیر و آسیب دیده در امور قانونی به صورت استثنایی باارزش است . بخصوص در قانون جرم شناسی . PCR در جرم شناسی به روش استفاده از  DNA یک عضو جدانشدنی است و در حالت کلی اثر انگشت DNA – ای نامیده میشود .

برای کپی کردن DNA به عنوان مثال DNA - ی خارج شده از خون که بر روی لباسهای شخص مظنون به قتل یافت شده دانشمندان سایتهای متعددی از DNA ها را که نمونه هایی از تغییرات در میان آنها به چشم می خورد بررسی میکنند . این کار به آنها کمک میکنند که شباهت DNA – ی نمونه را با DNA – ی شخص مخصوص مطابقت دهند به عنوان مثال قربانی یک چاقوکشی .

اگر چه در روزهای اولیه چاپ DNA   امری بحث برانگیز بود ، استانداردهای آزمایشگاهی ایجاد شدند و چاپهای دقیق  DNAامروزه به عنوان قویترین مدرک در دادگاههای سراسر دنیا مورد استفاده قرار می گیرد . دادستان مدعی العلیه به بحث در مورد گستردگی گوناگون جمعیت های تکرار شونده ادامه میدهد ، یک یادداشت علمی که اخیرا چاپ شده بیان میکند که بحث شناسایی از طریق DNAبه پایان رسیده و این مساله حل شده است .

چاپ DNAفقط یکی از مدارک متعددی است که منجر به صدور حکم گناهکار بودن می شود . ولی برای اثبات بیگناهی غیر قابل استفاده است .

چندین دوجین از چنین حالتهایی که در آنها اشخاصی چندین سال از عمرشان را به خاطر جرم هایی که مرتکب نشده بودند در زندان گذرانده بودند مشاهده شده است . یک مثال کیرک بلادوروس است . مرد پارو زن مریلند به خاطر تجاوز و قتل یک دختر 9 ساله به اشتباه تقریبا تا 9سال زندانی شده بود ولی به کمک PCR در سال 1993

آزاد شد . حتی زمانی که مدارکی نظیر آب منی و لکه های خون قدمت چندین ساله دارند ، PCR میتواند کپی های متعددی از مقادیر کوچک DNA – ی باقیمانده در لکه ها به منظور چاپ کردن ایجاد کند . همانطور که در مورد پرونده بلادوروس انجام گرفت .

 

DNA – ی قدیمی و روابط تکامل تدریجی :

 باستان شناسان خوشبختانه بر روی PCR تسلط پیدا کرده اند و آن را در روشهای متعدد و شگفت انگیزی به کار میبرند . به عنوان مثال این امر کمک میکند تا بخش جدید از داستان 2000 ساله بحث برانگیز و جالب طومارهایی دریایی مرده که بر روی پوست بز و غزال نوشته شده بودند ورق بخورد . محققین تکه های دست خطهای پوستی را بررسی میکنند تا در مورد جانور خاصی که پوست از آنها بدست آمده بود اطلا عاتی کسب کنند . امید بر این است که اطلا عات ژنتیکی  به آنها کمک کنند تا 10000 تکه کوچک باقیمانده از طومارها را در کنار هم قرار دهند . PCR همچنین این امکان را فراهم می آورد که بین گروههای مختلف انسانی که ناپدید شده اند را طبقه بندی کنند و گروههای مهاجر را ردیابی کنند  . مطالعه بر روی مغز انسان متعلق به 8000 سال پیش که در حفره باستانشناسی فلوریدا یافت شده به صورت دقیق و بی نقصی بیان میکند که انسانهایی که در آنجا زندگی می کردند کم و بیش از لحاظ ژنتیکی  از ساکنین امروزی بومی آمریکا متفاوت بودند .

باستان شناسان دریافته اند که PCR  می تواند فعالیتهای فرهنگی افراد بشر و زیست انسانها را روشن و نورانی کند با تجزیه ماده رنگی از صخره های رنگ آمیزی شده چهار هزار سال پیش در تگزاس ، دانشمندان دریافتند  که یکی از ترکیبات آن DNA – ی به دست آمده از گاو کوهان دار وحشی بود .  در آن زمان این جانوران نزدیک رودخانه پکوس زندگی نمی کردند و هنر مندان باستانی می بایستی تلاش می کردند تا ماده لازم برای رنگ آمیزی شان را که غیر عادی بود بنحوی بدست بیاورند . قبول چنین سختیهایی بیان میکند که این نقاشی ها و رنگ آمیزی ها صرفا برای تزیین نبوده بلکه اهمیت مذهبی یا جادویی داشته اند .

PCR می تواند با اطمینان بدون لغزش ذرات DNA را که عمر آنها به هزاران – بلکه به میلیونها سال برمیگردد را کپی کند . بنابراین ، قدرت خاص PCR در قلمرویی که با نام DNA – ی باستانی نامیده میشود آشکار میگردد ، جایی که مقادیر کوچک قدیمی ماده ژنتیکی که به صورت جدی آسیب دیده به چشم میخورد . مطالعه DNA – ی باستانی به طور عمومی تحت 2 زیر شاخه انجام میگیرد ، علاقه سنتی  به باستانشناسی و زیست تکاملی و حتی زیست موجودات زنده ای که سالها پیش محو و نابود شده اند .

دانشمندان از PCR استفاده کرده اند تا اشتباهات موجود در بررسی های قبلی DNA در پوست  140ساله آخرین کواگا ( اسب مرداب ) که یک عضو آفریقایی از خانواده اسبها ست را اصلاح کنند . بررسی های ژنتیکی جدید نشان می دهد که کواگا بیشتر شبیه گورخر بوده تا هر موجود دیگر که  شبیه اسب . با گسترش و تجزیه DNA از استخوان موجود در بافت نرم مومیایی شده ، دانشمندان همچنین متوجه شدند که مواس نوعی پرنده نیوزیلندی که تا حد انقراض شکار شده بود هیچ خویشاوندی با مرغ کیوی نیوزیلند که در حال حیات است ندارد ، علیرغم این واقعیت که هر دو گونه از این پرندگان قادر به پرواز نیستند . اگر خیلی عقب تر به گذشته برگردیم به طبق گفته محققین موریانه هایی که 40 میلیون سال پیش در کهربار زندانی شده بودند تفاوت اندکی با موریانه های امروزی دارند .

مجموعه های منظم ( سیستم های ) نوین ، مطالعات محیطی و رفتار حیوانات

ولی برای اینکه DNA اطلاعات کافی در مورد روابط تکامل تدریجی بدهد احتیاج ندارد قدیمی باشد . توسط PCR

، سیستم شناسان می توانند تفاوت بین زنجیره هایDNA  را در گروههای مختلف بطور مستقیم اندازه گیری کنند .     و مجموعه ها ( زنجیره هایی ) را انتخاب کنند که در طی تکامل تدریجی میان گروههای اصلی موجودات زنده اندکی تغییر یافته اند . سرعت و حرکت مراحل به این معنی است که دانشمندان می توانند به آسانی دوجین ها و حتی صد ها شخص رابا قرار دادن نتایجشان بر یک اساس موثق تر با هم مقایسه کنند .

با PCR ، دانشمندان میتوانند اطلاعات ژنتیکی را از کمرنگ ترین ردپاهای متعلق به خجالتی ترین و نادرترین حیوان جمع آوری کنند آنها این اطلاعات را از نمونه های ادراری ، مدفوع ، علائم بویایی ، ذرات بسیار کوچک مو یا پوست که به درخت مالیده شده حیوان خیالی که از آن محل عبور کرد ، به دست میآورند . علاوه بر اطلاعاتی که در طبقه بندی کمک می کنند ، میتوان میزان جمعیت نمونه ها را در یک مکان خاص و پراکندگی جغرافیایی

یک حیوان خاص یا گروهی از آنها را تخمین زد . این تکنیک را حتی می توان در مورد مطالعات گیاهان نیز بسط داد تا الگوهای پراکندگی دانه ها و میزان موفقیت یک گیاه خاص در رویش و باردهی دوباره اندازه گیری کرد . محققین همچنین PCR را برای مطالعه بر روی  نمونه هایی که به شدت آسیب دیده اند نظیر حیواناتی که در کنار راه با تصادف جاده ای کشته میشوند یا بقایای بجامانده از شکار حیوانات گوشت خوار که مهره داران ناشناخته ای با استفاده از این روش در میان صیدها شناخته شده اند را بکار می برند .

از آنجا که PCR به نمونه های فراوانی از خون یاسایر بافتها نیاز ندارد ، تحقیقات نیازمند درهم ریختن ویا قطع کردن شیوه زندگی حیوانات نیست . نباید کشتن حیوانات را امری خوب برای مطالعات رفتاری قرارداد و نباید خاطر افکار عمومی را با کشتن حیوانات مشوش کرد .

DNA – ای که از فضولات استخراج می شود ، برای مثال  ، به این منظور به کار میرود که بدانیم کدام روش جفت گیری در میان بابون های زیتون کارآمدتر است ،  یعنی اینکه بدانیم کدام بابون نر در سرپرستی کردن نوزادان موفق تر است .

محققان این تکنیک را بکار برده اندتا معاملات غیر قانونی را در مورد گونه هایی که در خطر انقراض قرار دارند و محضولاتی که از آنها به دست می آیند ، کاهش یابند . از آنجا که PCR یک روش تقریبا کم هزینه و قابل انتقال است ، احتمال میرود بیش از این نیز باشد ، می تواند برای تحقیقات مطالعاتی در موارد خاص  در تمامی کشورهای در حال توسعه مورد استفاده قرار گیرند . همچنین PCR وسیله ای برای بررسی دقیق این مساله است که آیا اجزای زنده ای که تحت شرایط آزمایشگاهی و با اصلاحات ژنتیکی ایجاد شده اند در طبیعت آزاد می شوند یا نه ؟

آینده PCR

فن آوری کنونی برای انجام PCR  ، در مورد اندازه کوره ماکروفر و هزینه چندین هزار دلار ، به نظر میرسد مقصد نهایی برای پیشرفتهای اساسی در این زمینه باشد . با کنار هم قرار دادن عواملی نظیر معرفهای شیمیایی و PH دانشمندان خبر از کپی کردن مقادیر بزرگ و بزرگتری از DNA را گزارش میکنند که شامل تمام ژنوم DNA) – ی هسته سیتوپلاسم ) ویروس HIV می شود .

کوچک کردن خارق العاده سخت افزار نیز راه دیگری است که دانشمندان با فشرده کردن PCR بر روی ابزاری که به بزرگی یک تراشه هستند انجام می دهند . در حال که تراشه ها به صورت متقاطع با کوچکترین فضاهای بین 2موج برای نگهداری DNA و معرف شیمیایی قرار دارند با جریان الکتریکی گرم میشوند و نسبت به نسل جدید ماشینها با سرعت بیشتری خنک میشوند . بنابر این گسترش DNA سریعتر از روشهای معمول کنونی صورت میگیرد . بیشتر دانشمندان از استفاده از ابزار دستی خاصی برای کپی کردن تکه های DNA هایی که 8 مکان تغییر مختلف به شکل کیسه های لیفی شکل دارند خبر داده اند . این ابزار با نیروی باطری کار میکنند .

در حال که هنوز چنین ابزاری که پایه و اساس کارشان تراشه ها هستند برای مراحل آغازین قابل استفاده نیستند ، ولی رسیدن به روزی را که دانشمندان می توانند این ابزار را به کنار جاده ها ببرند و بیماران قادر بشوند DNA یشان را در هر مکانی که بخواهند مشاهده کنند . بزودی ممکن است تشخیص آسیب ژنتیکی یا عفونی و یا جستجوی زمینه ارثی سرطان یا بیماری قلبی در مطب پزشک کاری عادی شود .

PCR  برای ماده ژنتیکی همان کاری را انجام می دهد که چاپ برای مطالب نوشتنی در روزنامه ها انجام میدهد یعنی آسان کردن کپی گرفتن ، ارزان بودن و امکان دسترسی آسان . بطور عمده PCR می تواند ماده ژنتیکی هر موجود زنده را در مقادیر محدود لازم تولید کند . بنابر این این روش برای تجزیه و بررسی هر سلول که حاوی این ماده است به کار میرود . هیچ فرقی نمیکند که این اجزا میکروب ، گیاهان کمیاب دارویی ، یا انسانها باشند بالاخره ما قادر خواهیم بود هر آنچه را که در DNA – ی آنها ثبت شده است را بدانیم . در مورد موجودات زنده ساده دانستن DNA – ی آنها به معنی دانستن همه چیز دز مورد آنهاست . در مورد موجودات پیچیده ، نظیر انسانها ، DNA  تنها بخشی از داستان است ولی در عین حال بزرگترین بخش آن . به برکت PCR ، قادر خواهیم بود گذشته ژنتیک را به دقت آزمایش کرده و نظری باریک بینانه به آینده ژنتیک در سالهای آینده بیندازیم .

/ 2 نظر / 21 بازدید
farshad

فایل انگلیسی واکنش زنجیره ای پلی مراز The Polymerase Chain Reaction لینکش خرابه. خواهشا اگه میشه برام سندش کنید