في ذكرى اكتشافه.. ما هو الـ DNA وأهميته وكيف تجرى فحوصاته

يحتفل بيوم الـ DNA سنويًا في 25 أبريل تخليدًا لاكتشاف بنية هذا الجزيء الأساسي للحياة. ويعد هذا اليوم فرصة مثالية للتعمق في فهم أهمية الـ DNA ودوره في مختلف مجالات العلوم والتكنولوجيا والطب.

تم اكتشاف الـ DNA لأول مرة عام 1869، عن طريق فريدريك ميشر. وفي عام 1953، اكتشف جيمس واتسون وفرانسيس كريك بنيته. وفي عام 2000 تم إكمال مشروع الجينوم البشري، وهو مشروع دولي لفك شفرة تسلسل الـ DNA البشري بأكمله.

وفي التقرير التالي، نستعرض معكم معلومات حول الـ DNA وأهميته وطرق إجراء اختباراته، وغيرها من التفاصيل حوله.

ما هو تعريف ال DNA؟

يعرف الـ DNA بأنه الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين. ولذلك إذا كنت تتساءل ما سبب تسمية DNA بهذا الاسم؟ فهذا لأنه يحتوي على الحروف الأولى من تعريفه الطويل.

يمثل الـ DNA مخطط الحياة، فهو جزيء ضخم يحمل التعليمات الوراثية التي تحدد خصائص جميع الكائنات الحية.

يتكون تركيب DNA من سلسلتين متشابكتين تسميان اللولب المزدوج. تتكون كل سلسلة من وحدات فرعية تسمى النوكليوتيدات. تأتي النوكليوتيدات بأربعة أنواع مختلفة، وتتسلسل بطريقة محددة لإنشاء الشفرات الوراثية التي تحدد صفات الكائن الحي، مثل لون العينين وشكل الشعر ولون البشرة.

ما هي وظيفة ال DNA؟

يعد الـ DNA مجالًا سريع التطور مع إمكانيات هائلة لمستقبل البشرية. إذ تستخدم تقنياته الجديدة في مجالات مثل الطب الشخصي والطب التجديدي وهندسة الأنسجة. وفي السطور التالية، نستعرض معكم أهمية ال DNA ووظائفه.

علم الوراثة

يستخدم الـ DNA لفهم كيفية انتقال الصفات الوراثية من جيل إلى آخر.

التشخيص الطبي

يستخدم الـ DNA لتشخيص الأمراض الوراثية مثل متلازمة داون.

العلاج الطبي

يستخدم الـ DNA في تطوير علاجات جديدة للأمراض، مثل العلاج الجيني.

التكنولوجيا الحيوية

يستخدم الـ DNA في إنتاج الأدوية واللقاحات والمواد الغذائية المعدلة وراثيًا.

علم الطب الشرعي

يستخدم الـ DNA لحل الجرائم من خلال مطابقة الحمض النووي للمشتبه بهم مع مسرح الجريمة.

أين يوجد DNA في الإنسان؟

يتساءل البعض أين يوجد الحمض النووي في جسم الإنسان؟ وللإجابة على هذا السؤال، يتواجد الحمض النووي (DNA) في كل خلية من خلايا جسم الإنسان، لكنه يتركز بشكل أساسي في النواة، وهي مركز التحكم في الخلية. تتواجد داخل النواة الكروموسومات، وهي عبارة عن هياكل تشبه الخيوط الطويلة، تتكون من جزيئات DNA ملفوفة حول بروتينات خاصة تسمى الهستونات.

يحتوي كل إنسان على 23 زوجًا من الكروموسومات، أي 46 كروموسومًا في المجموع. كل زوج من الكروموسومات يتكون من كروموسوم واحد من الأم والآخر من الأب. تحتوي الكروموسومات على العديد من الجينات، وهي وحدات الحمض النووي التي تحدد صفاتنا ووظائف أجسامنا.

بالإضافة إلى وجوده في النواة، يوجد DNA أيضًا في ال ميتوكوندريا، وهي عضيات صغيرة تشبه البكتيريا موجودة داخل خلايا الجسم. تحتوي الميتوكوندريا على DNA خاص بها، يُعرف باسم DNA الميتوكوندري، وهو مسؤول عن إنتاج بعض بروتينات الميتوكوندريا.

كيف يستخرج ال DNA؟

تتنوع تقنيات استخراج الحمض النووي بناءً على مصدر عينة الحمض النووي وهدفه النهائي. إليك بعض الطرق الشائعة:

طريقة الترسيب

تعتمد هذه الطريقة على فصل الحمض النووي عن المكونات الخلوية الأخرى باستخدام عوامل الترسيب مثل الكحول أو الأملاح. وهي طريقة سهلة التنفيذ، وتتطلب أدوات قليلة.

طريقة الترشيح

تستخدم تقنيات الترشيح لفصل الحمض النووي عن المكونات الخلوية باستخدام غشاء شبه نفاذ.

مجموعات استخراج الحمض النووي التجارية

توفر العديد من الشركات مجموعات جاهزة لاستخراج الحمض النووي تحتوي على جميع المواد اللازمة وخطوات محددة. لكنها قد تكون مكلفة، وتفتقر إلى بعض المرونة في التحكم في عملية الاستخراج.

جدير بالذكر، إن تقنيات الاستخراج تختلف حسب نوع العينة، مثل الدم أو اللعاب أو الأنسجة النباتية. كما تؤثر جودة العينة وسلامتها على كمية ونوعية الحمض النووي المستخرج. ولكل تقنية مميزاتها وعيوبها، ويجب اختيار الطريقة المناسبة لاحتياجات البحث.

فحص ال DNA

مع تطور تقنيات الاستخراج، أصبح من الممكن الحصول على كميات كبيرة من الحمض النووي عالي الجودة من مختلف المصادر، مما فتح المجال أمام إمكانيات واسعة في مختلف مجالات البحث العلمي والتطبيقات العملية.

ويستخدم فحص ال DNA لأغراض متنوعة، تشمل التحقق من الأبوة، لتحديد ما إذا كان رجل ما هو الأب البيولوجي لطفل معين. وكذلك التعرف على الهوية، لتحديد هوية الأفراد، خاصة في الحالات الجنائية أو عند فقدان الهوية.

يستخدم أيضا هذا الفحص في التشخيص الطبي، لتحديد الاستعداد الوراثي للأمراض، مثل سرطان الثدي أو مرض الزهايمر, وفي البحث العلمي، لفهم وظائف الجينات ودورها في صحة الإنسان والأمراض.

والآن، يستخدمه البعض في الأنساب، لتتبع الأصول العائلية وتحديد العلاقات بين الأفراد.

وعن سؤال كيف يتم إجراء فحص الـ DNA؟ يعتمد هذا الفحص على استخلاص عينة من خلايا الفرد، مثل الخلايا الموجودة في اللعاب أو الدم أو بصيلات الشعر.

معلومات عن ال DNA

يعد الـ DNA أداة قوية ذات العديد من الاستخدامات المفيدة. وفي السطور التالية نستعرض معكم أبرز معلومات عن الحمض النووي.

. يعد الحمض النووي جزيء ضخم يشبه السلم الحلزوني، والذي يحمل تعليمات بناء ووظائف جميع خلايا الكائنات الحية.

. يحتوي الحمض النووي على جميع المعلومات الوراثية التي تحدد خصائصك، من لون عينيك وشعرك إلى سلوكك وعرضتك للأمراض.

. يخزن الحمض النووي معلوماته في جزيئات تسمى النيوكليوتيدات.

. يوجد في كل خلية من خلايا جسمك نسخة كاملة من الحمض النووي، ما عدا خلايا الدم الحمراء.

. يختلف الحمض النووي الخاص بكل فرد عن الآخر، باستثناء التوائم المتطابقة.

. يستخدم الحمض النووي في الطب الشرعي لتحديد هوية الأشخاص، وحل جرائم القتل، وتحديد الأبوة والأمومة.

. يساهم تحليل الحمض النووي في تطوير علاجات جديدة للأمراض، وتشخيص الأمراض الوراثية، وفهم كيفية عمل الجسم.

. يمكن استخراج الحمض النووي من بقايا الكائنات الحية القديمة، مثل الديناصورات، لدراسة تطورها وتاريخها.

. يعتبر الحمض النووي مجالًا بحثيًا سريع التطور، ويتوقع أن يحدث ثورة في مجالات الطب والزراعة والتكنولوجيا في المستقبل.

في النهاية، يعد يوم الـ DNA فرصة رائعة لتعزيز فهمنا لأهمية هذا الجزيء المذهل. من خلال الاحتفال بيوم الـ DNA، يمكننا أن نساهم في بناء مستقبل أفضل للبشرية.