معلومة

كم عدد نسخ الجين؟


أدرس نماذج رياضية للنسخ والترجمة وأتساءل:

في جينوم معين ، كم عدد نسخ الترميز الجيني لبروتين معين يجب أن يتوقعه المرء؟ هل تم نسخهم جميعًا بنفس المعدل؟

أعلم أن البشر لديهم نسختان من كل كروموسوم ، لذا فإن الإجابة ستكون على الأقل 2 في البشر. لكني أتساءل عما إذا كان ترميز جيني معين لبروتين نحتاجه بكثرة قد يكون موجودًا في العديد من النسخ في الجينوم لزيادة التعبير.


تحدث Remi.b بإسهاب في إجابته عن اختلاف عدد النسخ وتوليد جينات جديدة. ومع ذلك ، لا أعتقد أنه الى حد كبير أجاب على ما أعتقد أنه سؤال أساسي جدًا:

كم عدد نسخ أي جين معين في الجينوم (البشري)؟

الجواب على هذا السؤال بسيط أيضًا: اثنان - واحد على الكروموسوم من الأم والآخر من الأب. الاستثناء هو الجينات الموجودة على الكروموسومات X و Y ، لكن هذا معقد لذا سأتجاهله :)

الآن ، هذا لا يعني أنه قد يكون هناك العديد الإصدارات من أي جين معين ، قد نشأ من خلال أحداث طفرية كما أوضح Remi.b. لذلك ، في العصور القديمة ، الجينات ABC123 ربما تم تكرارها ، مما أدى إلى ظهور جينات اليوم ABC123a و ABC123b، والتي قد يكون لها وظائف مختلفة أو لا. لكن من أجل ABC123a، هناك نسختان فقط لكل خلية (عادية) ، وينطبق الشيء نفسه على ABC123b وكل البقية.

هل تم نسخهم جميعًا بنفس المعدل؟

لكني أتساءل عما إذا كان ترميز جيني معين لبروتين نحتاجه بكثرة قد يكون موجودًا في العديد من النسخ في الجينوم لزيادة التعبير.

تنظيم التعبير الجيني معقد للغاية. ومع ذلك ، فإن الخلية (أشير هنا إلى حقيقيات النوى ، لا أعرف مدى اختلاف بدائيات النوى والعتائق) لديها آليات لضمان أن منتجات ما يسمى بجينات التدبير المنزلي ، والتي هي مطلوبة بكثرة ، متاحة للـ زنزانة. تتمثل إحدى الطرق في جذب بوليميرات الحمض النووي الريبي والحفاظ عليها (التي تنسخ الجين إلى مرسال RNA (mRNA) ، وهو قالب للترجمة إلى بروتين - منتج الجين الفعلي) المرتبط بتسلسل الجين من خلال مجموعة متنوعة من "محفز" الحمض النووي و "المُحسِّن" ، الذي ترتبط به بروتينات أخرى تسمى عوامل النسخ وتربطها بالبوليميراز وتوظفه في الجين. تظل هذه البوليمرات نشطة طالما أن الخلية تحتاج إلى منتج بروتين الجين ، مما ينتج عنه نسخة بعد نسخة من الرنا المرسال. هناك العديد من الآليات الأخرى أيضًا ، بدءًا من كيفية ارتباط بروتينات الهيستون الأساسية التي تعطي الكروموسومات شكلها بالقرب من الجين ، إلى الطريقة التي ترتبط بها آلية الترجمة (الريبوسومات) بـ mRNA وتنتج جزيئات بروتينية متعددة لكل نسخة mRNA. لذلك ، على الرغم من أنه قد يكون لدينا نسختان فقط من جين حيوي بشكل خاص ، فقد طورت الخلية طرقًا لتلبية الطلب على منتجها.

هل تم نسخهم جميعًا بنفس المعدل؟

لا ليسو كذلك. يعتمد كل هذا على عدد ، ونوع ، وموضع تسلسل ارتباط عامل النسخ في الحمض النووي المحيط بالجين وداخله ، بالإضافة إلى الهوية الدقيقة لعامل (عوامل) النسخ المعين. يحافظ البعض على آلية البوليميراز مقيدة بإحكام شديد ، مما يضمن النسخ السريع والدقيق ، بينما لا يرتبط البعض الآخر بإحكام على الإطلاق ، مما يسمح للبوليميراز "بسقوط" الحمض النووي و / أو العمل بشكل أبطأ. يتم تنظيم كل جين بشكل فريد ورائع ليتم نسخه أينما ومتى وبالكمية المطلوبة.


دورة الخلية

بالحديث عن النسخ المادية للجينات ، سيكون لدينا بالفعل على الاكثر نسخة واحدة خلال المرحلة أحادية الصيغة الصبغية ، ونسختان خلال المرحلة ثنائية الصبغة و 4 نسخ أثناء الانقسام الفتيلي (وخلال المرحلة الأولى من الانقسام الاختزالي). بطبيعة الحال ، فإن الأنواع التي لديها انقسام خلال المرحلة أحادية الصيغة الصبغية سيكون لها نسختان من الجين أثناء الانقسام الفتيلي. أنا لا أتحدث عن الأنواع متعددة الصيغ الصبغية ولا أتحدث عن بعض الفطريات والأشياء الأخرى التي تحتوي على كل أنواع أنظمة التكاثر المجنونة. أنا لا أتحدث عن mtDNA أيضًا. أخيرًا ، لا أتطرق إلى حالة الخلايا المتخصصة التي تفقد جزءًا من جينومها أو حالة الأنسجة التي هي في الأساس خلايا اندمجت معًا ، بحيث لا يصمد مفهوم الخلية حتى مثل الأرومة الغاذية المخلوية (في المشيمة). ) (انظر أيضًا اندماج الخلايا وخللها).

باختصار ، يعتمد التباين في عدد النسخ خلال دورة الحياة اعتمادًا كبيرًا على الأنواع محل الاهتمام ، وتسلسل الاهتمام ، وقد يقع أيضًا ضمن بعض القضايا الدلالية حول ماهية الخلية. لاحظ مشكلة دلالية أخرى ناتجة عن السؤال "ما مدى تشابه الجينين حتى لا يزال من الممكن تسميتهما بالنسخ؟".

الطفرات وتعدد الأشكال

الآن ، يمكن العثور على بعض الجينات في عدة نسخ. عندما يختلف عدد نسخ الجين في مجموعة سكانية معينة من فرد إلى آخر ، فإننا نتحدث عن تباين رقم النسخ (CNV). تسمى الزيادة في عدد النسخ بالنسخ الجيني (أو تضخيم الجينات أو ازدواج الكروموسومات عندما يتم تكرار جزء كبير جدًا من الحمض النووي). يسمى الانخفاض في عدد النسخ حذف الجينات. هناك مجموعة متنوعة من العمليات التي يمكن أن تسبب عمليات الحذف والازدواجية مثل إعادة التركيب المتماثل ، وحدث التحويل الرجعي ، واختلال الصيغة الصبغية ، وتعدد الصبغيات ، وانزلاق التكرار.

تطور CNV

ما هي الطفرة التي يحتمل أن تحدث أولاً

لا ينتج عن الازدواج الجيني بالضرورة زيادة في تركيز البروتين (ولكن يمكن أن يحدث كما هو الحال بالنسبة لمرض Pelizaeus-Merzbacher على سبيل المثال). إذا تم اختيار تعبير أعلى لـ ، "يبدو لي أكثر احتمالية" أن الطفرة (الطفرات) الأولى التي تسمح بهذا التعبير المتزايد ستؤثر على التسلسلات التنظيمية ولن تزيد من عدد نسخ الجينات.

عواقب ازدواجية الجينات

يمكن أن تؤدي الازدواجية الجينية (إن لم تكن الخسارة) إلى الوظائف الفرعية أو الوظيفية الجديدة. من ويكيبيديا:

الوظيفة الفرعية [هي عملية] تأخذ فيها أزواج الجينات التي تنشأ من الازدواجية ، أو المتماثلات ، وظائف منفصلة

... بعبارة أخرى ، تكون النسخ حرة في تراكم الطفرات طالما أن النسخة الأخرى لا تزال تقوم بعملها

تحدث الوظيفة الجديدة ، وهي إحدى النتائج المحتملة للاختلاف الوظيفي ، عندما تأخذ نسخة جينية واحدة ، أو paralog ، وظيفة جديدة تمامًا بعد حدث الازدواج الجيني

... في الأساس ، تحصل نسخة واحدة على وظيفة جديدة تمامًا ... يمكن أن تؤدي إلى ابتكارات مثيرة جدًا للاهتمام مثل البروتينات المضادة للتجمد (المرجع) أو سم الأفعى (المرجع).


ما هو الجين؟

الجين هو الوحدة الفيزيائية والوظيفية الأساسية للوراثة. تتكون الجينات من الحمض النووي. تعمل بعض الجينات كتعليمات لصنع جزيئات تسمى بروتينات. ومع ذلك ، فإن العديد من الجينات لا ترمز للبروتينات. في البشر ، تختلف الجينات في الحجم من بضع مئات من قواعد الحمض النووي إلى أكثر من مليوني قاعدة. قدر جهد بحثي دولي يسمى مشروع الجينوم البشري ، والذي عمل على تحديد تسلسل الجينوم البشري وتحديد الجينات التي يحتويها ، أن البشر لديهم ما بين 20000 و 25000 جين.

كل شخص لديه نسختان من كل جين ، واحدة موروثة من كل والد. معظم الجينات متشابهة لدى جميع الناس ، لكن عددًا قليلاً من الجينات (أقل من 1٪ من الإجمالي) يختلف قليلاً بين الناس. الأليلات هي أشكال من نفس الجين مع اختلافات صغيرة في تسلسل قواعد الحمض النووي الخاصة بهم. تساهم هذه الاختلافات الصغيرة في السمات الجسدية الفريدة لكل شخص.

يتتبع العلماء الجينات من خلال إعطائها أسماء فريدة. نظرًا لأن أسماء الجينات يمكن أن تكون طويلة ، يتم أيضًا تخصيص رموز للجينات ، وهي مجموعات قصيرة من الأحرف (وأحيانًا أرقام) تمثل نسخة مختصرة من اسم الجين. على سبيل المثال ، الجين الموجود على الكروموسوم 7 المرتبط بالتليف الكيسي يسمى منظم توصيل الغشاء عبر التليف الكيسي ، ورمزه هو CFTR.

تتكون الجينات من الحمض النووي. يحتوي كل كروموسوم على العديد من الجينات.


استنساخ الجينات

يصف هذا عملية نسخ أجزاء من الحمض النووي التي يمكن استخدامها بعد ذلك للعديد من الأغراض المختلفة ، مثل إنشاء محاصيل معدلة وراثيًا ، أو إيجاد علاج للأمراض. هناك نوعان من استنساخ الجينات: في الجسم الحي ، والذي يتضمن استخدام إنزيمات تقييدية و ligases باستخدام ناقلات واستنساخ الأجزاء في الخلايا المضيفة (كما يتضح في الصورة أعلاه). النوع الآخر في المختبر والذي يستخدم طريقة تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR) لإنشاء نسخ من أجزاء من الحمض النووي.

بالنسبة للاستنساخ في الجسم الحي ، يتم إدخال جزء من الحمض النووي ، يحتوي على جين واحد أو عدد من الجينات ، في المتجه التي يمكن تضخيمها داخل خلية مضيفة أخرى. المتجه هو جزء من الحمض النووي يمكن أن يدمج جزءًا آخر من الحمض النووي دون فقدان القدرة على التكرار الذاتي ، ويعرف المتجه الذي يحتوي على جزء إضافي من الحمض النووي باسم ناقل هجين. إذا كان جزء من الحمض النووي يتضمن جينًا واحدًا أو أكثر ، تتم الإشارة إلى العملية باسم استنساخ الجينات.

مساهم: نظام معلومات إدارة الجينوم ، مختبر أوك ريدج الوطني ، برامج جينوم وزارة الطاقة الأمريكية http://genomics.energy.gov

هناك 4 أنواع مختلفة من النواقل:

  • نواقل البلازميد
  • لامدا (λ) ناقلات العاثيات
  • كوزميدات
  • نواقل التعبير

تنسخ الخلية المضيفة الحمض النووي المستنسخ باستخدام آليات النسخ الخاصة بها. تُستخدم مجموعة متنوعة من أنواع الخلايا كمضيفات ، بما في ذلك البكتيريا وخلايا الخميرة وخلايا الثدييات.


تكاد الأفيال لا تصاب بالسرطان أبدًا بفضل النسخ الجينية المتعددة

إنه & # 8217s لغز بحجم الفيل. تعيش الحيوانات الكبيرة مثل الفيلة لفترة أطول ويجب أن تنقسم خلاياها أكثر ، لذلك تتوقع أن تكون أكثر عرضة للإصابة بالسرطان. ولكن لا يبدو أن هذا هو الحال - وهي ظاهرة أصبحت تُعرف باسم تناقض Peto & # 8217s.

الآن قد يكون هناك تفسير ، وأفيال القولون لديها نسخ إضافية من الجين الذي يكتشف المشاكل في الخلايا.

أكد جوشوا شيفمان ، أخصائي أورام الأطفال في جامعة يوتا ، وفريقه أن مفارقة Peto & # 8217s هي ظاهرة حقيقية في الأفيال من خلال دراسة سجلات التشريح من حديقة حيوان سان دييغو. باستخدام بيانات أكثر شمولاً من & # 8220Elephant Encyclopedia & # 8221 التي تسجل أسباب وفاة الأفيال الأسيرة في جميع أنحاء العالم ، قدر شيفمان أن أقل من 5 في المائة من الأفيال تموت بسبب السرطان ، مقارنة بـ 11 إلى 25 في المائة من البشر.

الإعلانات

عندما درسوا عينات من دم الفيل ، وجدوا أن الأفيال الأفريقية لديها ما لا يقل عن 20 نسخة من ص 53 الجين من كل والد.

ص 53 هو جين قديم موجود في جميع الحيوانات متعددة الخلايا. يكتشف الإجهاد أو التلف في الخلية ، ويمنع الخلية من الانقسام حتى يمر الإجهاد أو يتم إصلاح الحمض النووي. يرث البشر نسخة واحدة من كل والد ، ولها دور حاسم في حمايتنا من السرطان. الأشخاص الذين لديهم نسخة معيبة - وهي حالة تسمى متلازمة Li-Fraumeni - عادةً ما يصابون بالسرطان في مرحلة الطفولة ، وتكون مخاطر حياتهم قريبة من 100٪.

بعد ذلك ، قام الفريق بتعريض خلايا الفيل للإشعاع لمعرفة ما يحدث عندما يتلف حمضها النووي. لقد توقعوا أن تكون خلايا الفيل أفضل في إصلاح الحمض النووي ، لكن هذا لم يكن كذلك. وبدلاً من ذلك ، كانت الخلايا أكثر عرضة للوفاة بمقدار الضعف عندما يكون لديها خلل في الحمض النووي.

أدرك شيفمان أن هذا منطقي باعتباره تكيفًا تطوريًا. & # 8220 إذا قتلت الخلية للتو ، فهذه هي الطريقة المثلى للتخلص من خطر الإصابة بالسرطان ، & # 8221 كما يقول.

كانت الخلايا المأخوذة من الأفراد المصابين بمتلازمة Li-Fraumeni أقل عرضة للوفاة عند تعرضهم للإشعاع ، مما يضيف دعمًا لفكرة أن عدد النسخ العاملة من ص 53 يحدد الاستجابة لتلف الحمض النووي.

توصل فريق آخر بقيادة فينسينت لينش من جامعة شيكاغو إلى نفس الاستنتاجات ونشر النتائج هذا الأسبوع على موقع BioRxiv.

كشفت دراسات الجينوم في الحيوانات الكبيرة الأخرى عن تكيفات مختلفة يمكن أن تساعد في منع السرطان. في وقت سابق من هذا العام ، نشر الباحثون جينوم الحوت مقوس الرأس ، الذي يعيش لأكثر من 200 عام ويمكن أن يصل وزنه إلى 100 طن. وجدوا أن لديها طفرات أو مضاعفات في العديد من الجينات المرتبطة بإصلاح الحمض النووي والشيخوخة.

فئران الخلد العارية صغيرة ولكنها طويلة العمر بشكل غير عادي وخالية من السرطان. أظهرت الأبحاث أن لديهم متغيرات غير عادية من الجزيئات التي تنظم دورة الخلية وكيف تلتصق الخلايا ببعضها البعض.

& # 8220 لن يكون & # 8217 مفاجئًا إذا توصلت حيوانات مختلفة طويلة العمر أو كبيرة إلى حلول مختلفة للمخاطر الإضافية المفترضة لامتلاك المزيد من الخلايا ، & # 8221 يقول ميل جريفز من معهد أبحاث السرطان في لندن.

يقول شيفمان إنه يأمل أن تؤدي النتائج إلى طرق جديدة للوقاية من السرطان والاكتشاف المبكر. & # 8220Evolution لديه 55 مليون سنة لاكتشاف كيفية تجنب السرطان ، & # 8221 كما يقول. & # 8220 الآن أعتقد أن الأمر متروك لنا لأخذ صفحة من كتاب قواعد الطبيعة & # 8217s ومعرفة كيفية أخذ هذه المعلومات وتطبيقها على من هم في أمس الحاجة إليها. & # 8221

يخطط فريقه لفحص أعداد كبيرة من المركبات للبحث عن الجزيئات التي قد تحاكي تأثير نسخ إضافية منها ص 53 في الأفيال ، الحكم على الخلايا التالفة بالموت بدلاً من محاولة إصلاح الحمض النووي. كما يقترح أن التكنولوجيا الجديدة مثل الجسيمات النانوية قد تكون قادرة على إيصال الفيل ص 53 في الخلايا البشرية كوسيلة للوقاية من السرطان أو علاجه.

غريفز أكثر تشككًا. & # 8220 أعتقد أنه لا توجد آثار واضحة للعلاج ، & # 8221 كما يقول. & # 8220 ما يهمني في هذا هو أنه يسلط الضوء على المخاطر غير العادية التي يواجهها البشر فيما يتعلق بالحيوانات الكبيرة الأخرى طويلة العمر. & # 8221

مرجع المجلة & مرجع المجلة القولون & القولون مجلة الجمعية الطبية الأمريكية، DOI والقولون 10.1001 / jama.2015.13134


شرح: كيف يعمل تفاعل البوليميراز المتسلسل

يضيف باحث في المعهد الوطني للسرطان موادًا إلى أنبوب اختبار قبل نسخ جزء من الحمض النووي باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل ، أو PCR.

شارك هذا:

30 يناير 2017 الساعة 7:09 صباحًا

تعد آلات النسخ سهلة الاستخدام في المدارس والمكاتب لأنها يمكن أن تنسخ الصفحات بسرعة من جميع أنواع المصادر. وبالمثل ، غالبًا ما يحتاج علماء الأحياء إلى عمل نسخ كثيرة جدًا من المواد الجينية. يستخدمون تقنية تسمى PCR. إنه اختصار لتفاعل البوليميراز المتسلسل (Puh-LIM-er-ase). في غضون ساعات قليلة ، يمكن أن تنتج هذه العملية مليار نسخة أو أكثر.

تبدأ العملية بحمض الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (Dee-OX-ee-ry-boh-nu-KLAY-ik). إنه كتيب قواعد يحتوي على إرشادات تخبر كل خلية حية بما يجب فعله.

لفهم كيفية عمل تفاعل البوليميراز المتسلسل ، فإنه يساعد على فهم بنية الحمض النووي ولبنات بنائه.

يتشكل كل جزيء DNA مثل سلم ملتوي. تتكون كل درجة من هذا السلم من مادتين كيميائيتين مرتبطتين ، تعرفان بالنيوكليوتيدات. يميل العلماء إلى الإشارة إلى كل نوكليوتيد على أنه A أو T أو C أو G. هذه الأحرف ترمز إلى الأدينين (AD-uh-neen) ، الثايمين (THY-meen) ، السيتوزين (CY-toh-zeen) والجوانين (GUAH-neen) ).

المعلمين وأولياء الأمور ، اشترك في ورقة الغش

تحديثات أسبوعية لمساعدتك في الاستخدام أخبار العلوم للطلاب في بيئة التعلم

يتمسك أحد طرفي كل نوكليوتيد بحبل خارجي - أو حافة - من السلم. سوف يقترن الطرف الآخر من النيوكليوتيدات مع نيوكليوتيدات تمسك بالحبل الخارجي الآخر للسلم. النيوكليوتيدات انتقائية بشأن من ترتبط بهم. على سبيل المثال ، يجب أن تقترن جميع علامات "أ" مع حرف T. سيتم إقران C فقط مع G's. وبالتالي فإن كل حرف هو تكملة من الآخر في زوجها. تستخدم الخلايا نمط الاقتران هذا لعمل نسخة دقيقة من حمضها النووي عندما تنقسم وتتكاثر.

يساعد هذا النمط أيضًا علماء الأحياء على نسخ الحمض النووي في المختبر. وقد يرغبون في نسخ جزء فقط من الحمض النووي في عينة. يمكن للعلماء تفصيل البت الذي ينسخونه باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل. وإليك كيف يفعلون ذلك.

تستمر القصة أدناه الصورة.

تصوير فنان لجزء من جزيء الحمض النووي. تظهر النيوكليوتيدات على شكل نصف درجات ملونة للسلم الملتوي ، مع A باللون الأخضر ، و T باللون الأزرق ، و C باللون البرتقالي ، و G باللون الأصفر. يرتبط كل نوكليوتيد بشريط خارجي للجزيء ، وبالنيوكليوتيدات المكملة له. عندما يصبح جزيء الحمض النووي جاهزًا للتكاثر ، فإنه ينقسم إلى أسفل منتصف السلم ، مع تخلي كل نيوكليوتيد عن مكمله. كولمات / iStockphoto

يسخن ويبرد ويكرر

الخطوة الأولى: أدخل الحمض النووي في أنبوب الاختبار. أضف خيوطًا قصيرة من النيوكليوتيدات الأخرى ، المعروفة باسم البادئات. يختار العلماء مادة أولية من شأنها أن تقترن - أو تكمل - سلسلة محددة من النيوكليوتيدات في نهاية بتة الحمض النووي التي يريدون إيجادها ونسخها. على سبيل المثال ، سلسلة من A و T و C سوف تتزاوج فقط مع T و C و G. تُعرف كل سلسلة من النيوكليوتيدات باسم a التسلسل الجيني. يلقي العلماء أيضًا في المزيج ببعض المكونات الأخرى ، بما في ذلك النيوكليوتيدات المفردة ، وهي اللبنات الأساسية اللازمة لصنع المزيد من الحمض النووي.

الآن ضع أنبوب الاختبار في آلة تسخن وتبريد أنابيب الاختبار هذه مرارًا وتكرارًا.

يوصف جزء عادي من الحمض النووي بأنه مزدوج الشريطة. ولكن قبل أن يستعد للتكاثر ، ينقسم الحمض النووي إلى منتصف السلم. الآن تنفصل الدرجات إلى نصفين ، مع بقاء كل نوكليوتيد مع خيطه المجاور. يُعرف هذا باسم الحمض النووي أحادي الجديلة.

باستخدام تقنية PCR ، بعد أن تبرد العينة مرة أخرى ، تبحث البادئات عن التسلسلات التي تكملها وترتبط بها. ثم تقترن النيوكليوتيدات المفردة في المزيج مع بقية النيوكليوتيدات المفتوحة على طول الجزء المفرد المستهدف من الحمض النووي. بهذه الطريقة ، يصبح كل جزء أصلي من الحمض النووي المستهدف عنصرين متطابقين جديدين.

في كل مرة تتكرر فيها دورة التسخين والتبريد ، يكون الأمر مثل الضغط على "بدء" في آلة نسخ. تقوم البادئات والنيوكليوتيدات الإضافية بتكرار الجزء المحدد من الحمض النووي مرة أخرى. تتكرر دورات التسخين والتبريد في PCR مرارًا وتكرارًا.

مع كل دورة ، يتضاعف عدد قطع الحمض النووي المستهدفة. في غضون ساعات قليلة ، يمكن أن يكون هناك مليار نسخة أو أكثر.

يعمل تفاعل البوليميراز المتسلسل مثل الميكروفون الجيني

يقوم هذا الباحث في المعهد الوطني للسرطان بإعداد مجموعة من العينات الجينية والبادئات لتفاعل البوليميراز المتسلسل ، أو PCR. دانيال سون ، NCI

يصف العلماء هذا النسخ بأنه تضخيم الحمض النووي. وهذه هي القيمة الحقيقية لـ PCR. فكر في المشي في كافيتريا مزدحمة. صديقك يجلس في مكان ما بالداخل. إذا رآك صديقك وقال اسمك ، فقد لا تسمعه قبل كل الطلاب الآخرين الذين يتحدثون. لكن لنفترض أن الغرفة بها ميكروفون ونظام صوت. إذا أعلن صديقك عن اسمك على الميكروفون ، فإن هذا الصوت سيغرق كل البقية. ذلك لأن نظام الصوت كان سيضخّم صوت صديقك.

وبالمثل ، بعد نسخ تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) جزءًا محددًا من الحمض النووي في بعض العينات ، فإن تلك النسخ ذات التمثيل الزائد ستغرق كل شيء آخر. ستكون العملية قد نسخت المقتطفات المستهدفة من الحمض النووي عدة مرات بحيث يفوق عددهم عددًا كبيرًا على بقية المواد الجينية. يبدو الأمر أشبه بمحاولة انتقاء عمليات الاندماج والشراء الحمراء من سلة مهملات كبيرة. قد يستغرق انتقاء الحلوى الفردية وقتًا طويلاً حقًا. ولكن لنفترض أنه يمكنك مضاعفة M & ampMs الحمراء مرارًا وتكرارًا. في النهاية ، ستحتوي كل حفنة تقريبًا على ما تريده فقط.

يستخدم العلماء PCR لأنواع عديدة من العمل. على سبيل المثال ، قد يرغب العلماء في معرفة ما إذا كان لدى شخص ما تنوع جيني معين ، أو طفره. قد يشير هذا الجين المتغير إلى أن الشخص لديه مخاطر أكبر للإصابة بمرض معين. يمكن أيضًا استخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل لتضخيم أجزاء صغيرة من الحمض النووي من مسرح الجريمة. يتيح ذلك لعلماء الطب الشرعي العمل مع الأدلة ومطابقتها مع عينات أخرى ، مثل الحمض النووي من المشتبه به. قد يستخدم علماء البيئة تفاعل البوليميراز المتسلسل لمعرفة ما إذا كان أي من الحمض النووي المأخوذ من نهر يطابق نوعًا معينًا من الأسماك. والقائمة تطول.

الكل في الكل ، يعد تفاعل البوليميراز المتسلسل أداة مفيدة حقًا للعمل في علم الوراثة. و من يعلم؟ ربما تجد يومًا ما استخدامًا آخر لآلة نسخ الحمض النووي هذه.

كلمات القوة

يضخم، يوسع، يبالغ لزيادة العدد أو الحجم أو أي مقياس آخر للاستجابة.

زنزانة أصغر وحدة هيكلية ووظيفية للكائن الحي. عادةً ما تكون صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة ، وتتكون من سائل مائي محاط بغشاء أو جدار. تتكون الحيوانات في أي مكان من آلاف إلى تريليونات من الخلايا ، حسب حجمها. تتكون بعض الكائنات الحية ، مثل الخمائر والعفن والبكتيريا وبعض الطحالب ، من خلية واحدة فقط.

المواد الكيميائية مادة تتكون من ذرتين أو أكثر تتحدان (تلتصقان ببعضهما البعض) بنسبة وبنية ثابتة. على سبيل المثال ، الماء مادة كيميائية تتكون من ذرتين هيدروجين مرتبطتين بذرة أكسجين واحدة. رمزها الكيميائي هو H2يمكن أن تكون المادة الكيميائية أيضًا صفة تصف خصائص المواد الناتجة عن تفاعلات مختلفة بين مركبات مختلفة.

تكملة لتلائم أو تتلاءم مع شيء آخر لإكماله. في علم الوراثة ، تسمى سلسلة من النيوكليوتيدات التي تقترن تمامًا مع تسلسل آخر من الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي تكملة هذا التسلسل.

الحمض النووي (اختصار لحمض الديوكسي ريبونوكلييك) جزيء طويل مزدوج الشريطة ولولبي الشكل داخل معظم الخلايا الحية ويحمل التعليمات الوراثية. في جميع الكائنات الحية ، من النباتات والحيوانات إلى الميكروبات ، تخبر هذه التعليمات الخلايا بالجزيئات التي يجب أن تصنعها.

تسلسل الحمض النووي عملية تحديد الترتيب الدقيق لبنات البناء المزدوجة - التي تسمى النيوكليوتيدات - التي تشكل كل درجة من خيط DNA يشبه السلم. لا يوجد سوى أربعة نيوكليوتيدات: الأدينين والسيتوزين والجوانين والثايمين (والتي يتم اختصارها A و C و G و T). والأدينين دائمًا يتزاوج مع الثايمين السيتوزين دائمًا مع الجوانين.

علوم بيئية دراسة النظم البيئية للمساعدة في تحديد المشاكل البيئية والحلول الممكنة. يمكن أن تجمع العلوم البيئية بين العديد من المجالات بما في ذلك الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا وعلوم المحيطات لفهم كيفية عمل النظم البيئية وكيف يمكن للبشر التعايش معها في وئام. يُعرف الأشخاص الذين يعملون في هذا المجال باسم علماء البيئة.

التحاليل الجنائية استخدام العلم والتكنولوجيا للتحقيق في الجرائم وحلها.

الجين (صفة وراثي) جزء من DNA يرمز أو يحمل تعليمات لإنتاج بروتين. النسل يرث الجينات من والديهم. تؤثر الجينات في شكل الكائن الحي ويتصرف.

التسلسل الجيني سلسلة من قواعد الحمض النووي ، أو النيوكليوتيدات ، التي توفر تعليمات لبناء الجزيئات في الخلية. يتم تمثيلهم بالأحرف A و C و T و G.

طفره بعض التغييرات التي تحدث في الجين الموجود في الحمض النووي للكائن الحي. تحدث بعض الطفرات بشكل طبيعي. يمكن أن تحدث عوامل خارجية أخرى ، مثل التلوث أو الإشعاع أو الأدوية أو أي شيء في النظام الغذائي. يوصف الجين مع هذا التغيير بأنه متحولة.

النيوكليوتيدات المواد الكيميائية الأربعة التي ، مثل الدرجات على السلم ، تربط بين الخيطين اللذين يشكلان الحمض النووي. هم: A (الأدينين) ، T (الثايمين) ، C (السيتوزين) و G (الجوانين). روابط مع T و C مع G لتشكيل DNA. في الحمض النووي الريبي ، يأخذ اليوراسيل محل الثايمين.

تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR) عملية كيميائية حيوية تنسخ بشكل متكرر تسلسل معين من الحمض النووي. تقوم تقنية مرتبطة ، ولكنها مختلفة إلى حد ما ، بنسخ الجينات التي يعبر عنها الحمض النووي في الخلية. تسمى هذه التقنية PCR النسخ العكسي. مثل PCR العادي ، فإنه ينسخ المواد الجينية بحيث يمكن للتقنيات الأخرى تحديد جوانب الجينات أو مطابقتها مع الجينات المعروفة.

التمهيدي (في علم الوراثة) سلسلة من النيوكليوتيدات التي هي مكمل لجزء قصير من خيط من الحمض النووي يريد شخص ما العثور عليه. في تفاعل البوليميراز المتسلسل ، أو PCR ، يجد التمهيدي نهاية طول الحمض النووي المستهدف ويبدأ عملية نسخه مرارًا وتكرارًا.

محيط مجموعة من الكائنات الحية المتشابهة القادرة على إنتاج نسل يمكنه البقاء والتكاثر.

البديل نسخة من شيء قد تأتي بأشكال مختلفة. (في علم الوراثة) جين به طفرة طفيفة ربما تكون قد تركت الأنواع المضيفة تتكيف إلى حد ما مع بيئتها.

حول كاثيان كوالسكي

تقدم كاثيان كوالسكي تقارير عن جميع أنواع العلوم المتطورة. في السابق ، عملت في مجال المحاماة مع شركة كبيرة. تستمتع كاثي برياضة المشي لمسافات طويلة والخياطة والقراءة. كما تستمتع بالسفر وخاصة المغامرات العائلية والرحلات الشاطئية.

موارد الفصل الدراسي لهذه المقالة مزيد من المعلومات

تتوفر موارد المعلم المجانية لهذه المقالة. سجل للوصول:


شكوى DMCA

إذا كنت تعتقد أن المحتوى المتاح عن طريق موقع الويب (كما هو محدد في شروط الخدمة الخاصة بنا) ينتهك واحدًا أو أكثر من حقوق الطبع والنشر الخاصة بك ، فيرجى إخطارنا من خلال تقديم إشعار كتابي ("إشعار الانتهاك") يحتوي على المعلومات الموضحة أدناه إلى الوكيل المذكور أدناه. إذا اتخذ Varsity Tutors إجراءً ردًا على إشعار الانتهاك ، فسيحاول بحسن نية الاتصال بالطرف الذي جعل هذا المحتوى متاحًا عن طريق عنوان البريد الإلكتروني الأحدث ، إن وجد ، الذي قدمه هذا الطرف إلى Varsity Tutor.

قد تتم إعادة توجيه إشعار الانتهاك الخاص بك إلى الطرف الذي جعل المحتوى متاحًا أو إلى جهات خارجية مثل ChillingEffects.org.

يُرجى العلم أنك ستكون مسؤولاً عن التعويضات (بما في ذلك التكاليف وأتعاب المحاماة) إذا لم تُثبت بالدليل المادي أن منتجًا أو نشاطًا ما ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك. وبالتالي ، إذا لم تكن متأكدًا من أن المحتوى الموجود على الموقع أو المرتبط به ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك ، فيجب أن تفكر أولاً في الاتصال بمحامٍ.

الرجاء اتباع هذه الخطوات لتقديم إشعار:

يجب عليك تضمين ما يلي:

توقيع مادي أو إلكتروني لمالك حقوق الطبع والنشر أو شخص مخول بالتصرف نيابة عنه تعريف بحقوق النشر المزعوم انتهاكها وصفًا لطبيعة وموقع المحتوى الذي تدعي أنه ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك ، بما يكفي التفاصيل للسماح للمدرسين المختلفين بالعثور على هذا المحتوى وتحديده بشكل إيجابي ، على سبيل المثال ، نطلب رابطًا إلى السؤال المحدد (وليس فقط اسم السؤال) الذي يحتوي على المحتوى ووصف أي جزء معين من السؤال - صورة ، أو الرابط والنص وما إلى ذلك - تشير شكواك إلى اسمك وعنوانك ورقم هاتفك وعنوان بريدك الإلكتروني وبيان من جانبك: (أ) تعتقد بحسن نية أن استخدام المحتوى الذي تدعي أنه ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك هو غير مصرح به بموجب القانون ، أو من قبل مالك حقوق الطبع والنشر أو وكيل المالك (ب) أن جميع المعلومات الواردة في إشعار الانتهاك الخاص بك دقيقة ، و (ج) تحت طائلة عقوبة الحنث باليمين ، أنك إما مالك حقوق الطبع والنشر أو شخص مخول بالتصرف نيابة عنه.

أرسل شكواك إلى وكيلنا المعين على:

تشارلز كوهن فارسيتي توتورز ذ م م
101 طريق هانلي ، جناح 300
سانت لويس ، مو 63105


رقم نسخة الجينات - كيف تجد كم؟ (يونيو / 17/2008)

مرحبا لدي شك حول رقم نسخة الجينات. كيف أو أين أجد عدد نسخ الجين في الجينوم؟

والأفضل من ذلك ، هل بيتا أكتين عبارة عن جين نسخة واحدة في الفأر؟

أهلا،
يمكنك تفجير تسلسل بيتا أكتين ضد جينوم الفأر بأكمله ومعرفة عدد المرات التي تجدها فيه. عن السؤال الثاني ليس لدي فكرة.

بفضل toejam ، كان ينبغي بالتأكيد أن أفكر في ذلك بنفسي.
سوف أرى ما أجده.

مرحبًا مرة أخرى Toejam. لذلك قمت بالانفجار ، وجاءت النتيجة بحوالي 38 إصابة ، ولكن واحدة فقط هي المطابقة التامة ، في الكروموسوم 5 (الذي كنت أعرفه بالفعل). سؤالي الآن ، هل هذا يعني أن هناك & # 39s 38 نسخة (تعدد الأشكال أو أيا كان) ، أم أن هناك نسخة واحدة فقط. مرتبك جدا.
هنا & # 39s الرابط لنتائجي في حال كان يساعد أي. http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi

هل تحققت من مكان محاذاة المباريات؟ فقط للتأكد من أنها ليست نفس المنطقة. في نتائج الانفجار ، يجب عليك أيضًا التحقق من النسبة المئوية للهوية ، فبعضها قد يكون متعدد العقارب بينما البعض الآخر قد يكون مجرد قطع أثرية على ما أعتقد.
بالنسبة لي ، سيكون من المنطقي أن يكون هناك أكثر من نسخة واحدة لأن هذا هو جين التدبير المنزلي ، في حالة وجود طفرة في النسخة ، سيكون هناك & quotbackup & quot. أيضًا ، ليس لأنه يحتوي على العديد من النسخ ، فهذا يعني أنه يجب أن تكون جميعها نشطة بشكل ضروري. آمل أن يكون هذا أوضح.

هل تحققت من مكان محاذاة المباريات؟ فقط للتأكد من أنها ليست نفس المنطقة. في نتائج الانفجار ، يجب عليك أيضًا التحقق من النسبة المئوية للهوية ، فبعضها قد يكون متعدد العقارب بينما البعض الآخر قد يكون مجرد قطع أثرية على ما أعتقد.
بالنسبة لي ، سيكون من المنطقي أن يكون هناك أكثر من نسخة واحدة لأن هذا هو جين التدبير المنزلي ، في حالة وجود طفرة في النسخة ، سيكون هناك & quotbackup & quot. أيضًا ، ليس لأنه يحتوي على العديد من النسخ ، فهذا يعني أنه يجب أن تكون جميعها نشطة بشكل ضروري. آمل أن يكون هذا أوضح.

شكرًا tj ، أنا بالتأكيد ألقي نظرة فاحصة. أتوقع أيضًا أن يحتوي b-actin على أكثر من نسخة واحدة ، لكن لا يمكنني حقًا أن أحصل على رأسي حول كيفية اكتشاف ذلك.

لماذا لا تقوم بعمل لطخة جنوبية؟ يجب أن يرتبط المسبار بجميع نسخ b-actin في الجينوم.

أنا أتفق مع TJ.
تعتبر استعلامات السيليكو نقطة انطلاق جيدة ، ولكنها ضرورية لتحقيق البراهين التجريبية التي تؤدي إلى التحليل الجنوبي.
أنا & # 39m منفردا ، أنه لن يوافق أي حكم على أن جينك موجود في نسخة واحدة فقط على أساس عمليات البحث عن الانفجار.

أنا أعتبر أن هذا الجين b-actin لم يدرس كثيرًا في الكائن الحي الذي تعمل عليه. إذا كان بإمكانك الاستشهاد بالأدب حيث قام شخص ما بالفعل بإزالة رقم النسخة المحفوظة من هذا الجين ، ثم الأشياء قد كن مختلفا.

قد تجد هذه مثيرة للاهتمام. يبدو أن جين b-actin الوظيفي في الماوس نسخة واحدة بعد كل شيء.

أهلا
لماذا لا تحاول النشاف الجنوبي.
إنها طريقة سهلة لمعرفة العدد
النسخ الموجودة لديك في الجينوم


كم عدد نسخ الجين؟ - مادة الاحياء

1. DNA و RNA عبارة عن عديد نيوكليوتيدات ، تتكون من سلاسل طويلة من النيوكليوتيدات.

2. يحتوي النوكليوتيد على سكر بنتوز ومجموعة فوسفات وقاعدة تحتوي على نيتروجين. في الحمض النووي الريبي ، يكون السكر ريبوز ، وفي الحمض النووي يكون ديوكسيريبوز.

3. يتكون جزيء الدنا من سلسلتين من عديد النوكليوتيدات ، مرتبطة بروابط هيدروجينية بين القواعد.
هناك أربع قواعد & # 8211 Adenine دائمًا أزواج مع الثايمين ، والسيتوزين مع الجوانين. RNA ، والتي
يأتي في عدة أشكال مختلفة ، لديه سلسلة واحدة فقط من عديد النوكليوتيدات ، على الرغم من أن هذا قد يكون ملتويًا
مرة أخرى على نفسها ، كما هو الحال في الحمض النووي الريبي. في الحمض النووي الريبي ، يتم استبدال قاعدة الثايمين باليوراسيل.

4. جزيئات الحمض النووي تتكاثر خلال الطور البيني عن طريق النسخ شبه المحافظ. الروابط الهيدروجينية
بين القواعد تتكسر ، مما يسمح للنيوكليوتيدات الحرة بالوقوع في موضع مقابل مكملها
تلك الموجودة على كل خيط من جزيء الحمض النووي الأصلي. ثم يتم ربط النيوكليوتيدات المجاورة ، من خلال الفوسفات والسكريات ، لتشكيل خيوط جديدة. وهكذا يتم تكوين جزيئين جديدين كاملين من جزيء قديم ، يحتوي كل جزيء جديد على خيط قديم وآخر جديد.

5. تسلسل قواعد النوكليوتيدات على أكواد جزيء DNA لتسلسل الأحماض الأمينية في عديد الببتيد. يتم ترميز كل حمض أميني بثلاث قواعد. طول ترميز الحمض النووي لعديد ببتيد واحد فقط هو جين.

6. التغيير في تسلسل النوكليوتيدات للحمض النووي هو طفرة تنتج أليلًا جديدًا من الجين.

7. تسلسل الحمض النووي لأليلي HbA (الطبيعي) و HbS (الخلية المنجلية) للجين من أجل β-globin
يختلف عديد الببتيد بواسطة قاعدة واحدة فقط. تم استبدال الثلاثية CTT في HbA بـ CAT في HbS ، متغيرة
حمض الجلوتاميك من الأحماض الأمينية إلى حمض الفالين. ينتج عن هذا الاختلاف الفردي في عديد الببتيد خلية منجلية
فقر الدم في الأفراد مع اثنين من أليلات HbS.

8. أثناء تخليق البروتين ، يتم عمل نسخة تكميلية من التسلسل الأساسي على الجين ، عن طريق بناء جزيء من الرنا المرسال (mRNA) ضد خيط DNA واحد. هذه المرحلة تسمى النسخ.

9. بعد النسخ ، تسمى المرحلة التالية الترجمة. في هذه المرحلة ، ينتقل الرنا المرسال إلى الريبوسوم في السيتوبلازم. نقل جزيئات الحمض النووي الريبي (الحمض النووي الريبي) مع ثلاثة توائم تكميلية من القواعد تقترن مؤقتًا بثلاثة توائم قاعدية على الرنا المرسال ، مما يجلب الأحماض الأمينية المناسبة. عندما يتم وضع اثنين من الأحماض الأمينية جنبًا إلى جنب ، تتشكل رابطة الببتيد بينهما. يتحرك الريبوسوم على طول جزيء mRNA ، بحيث يتم ربط الأحماض الأمينية المناسبة معًا تدريجيًا ، باتباع التسلسل المنصوص عليه في التسلسل الأساسي على mRNA.

1 ما هو موجود في كل من DNA و messenger RNA (mRNA)؟

ديوكسيريبوز
ب حلزون مزدوج
C sugar & # 8211 سلسلة فوسفات
د الثايمين

2 في الحمض النووي المستخرج من نخاع عظم الفئران ، وجد أن 29 ٪ من القواعد هي الأدينين.

كم كانت نسبة السيتوزين؟

3 يُظهر الرسم البياني جزءًا من الحمض النووي.

زوج أساسي
ب ـ نوكليوتيد
ج عديد النوكليوتيد
د البيورين

4 أي عبارة عن الاقتران الأساسي غير صحيحة؟

يمكن أن يتزاوج الأدينين مع الثيمين أو اليوراسيل.
أزواج ب الثايمين فقط مع الأدينين.
يصنع السيتوزين رابطتين هيدروجينيتين مع الجوانين.
قواعد D Purine تتزاوج فقط مع قواعد بيريميدين.

5 ما هي العبارات التي تصف الحمض النووي الريبي؟

1 يتكون من الفوسفات ، ديوكسيريبوز ، الأدينين ، السيتوزين ، الجوانين والثيمين
2 العمود الفقري عبارة عن سلسلة ريبوز & # 8211 فوسفات
3 كل جزيء يتكون من سلسلتين
4 ـ يتكون من سلسلة من النيوكليوتيدات مرتبطة بالفوسفات والسكريات

أ 1 و 2 و 3 فقط
ب 1 و 2 فقط
ج 2 و 3 فقط
د 2 و 4 فقط

6 يُظهر الرسم التخطيطي جزءًا من جزيء DNA قبل النسخ المتماثل.

أي رسم بياني يوضح جزيء ابنة؟

7 يؤدي استبدال قاعدة واحدة في الترميز الجيني لـ β-globin polypeptide إلى تغيير في تسلسل الأحماض الأمينية.

ما هي العبارات التي تصف ما يحدث عندما لا يتم دمج الهيموجلوبين المحتوي على عديد الببتيدات المشفرة من أليل الخلية المنجلية ، HbS ، مع الأكسجين؟

1 جزيئات الهيموجلوبين أقل قابلية للذوبان.
2 تشكل جزيئات الهيموجلوبين أليافًا طويلة.
3 تشوه الخلايا الحمراء في الشكل.
4 تصبح الخلايا الحمراء عالقة في الشعيرات الدموية الصغيرة.

أ 1 و 2 و 3 و 4
ب 1 و 2 و 3 فقط
ج 2 و 4 فقط
د 3 و 4 فقط

8 ما الذي يتم تصنيعه أثناء النسخ؟

الحمض النووي
ب مرنا
C الحمض الريبي النووي النقال
د بولي ببتيد

9 تحدث طفرة في ترميز ثلاثي الحمض النووي للحمض الأميني التيروزين. تم تغيير ثلاثي ATA إلى ATG.

أكواد mRNA للتيروزين هي UAU و UAC.

أكواد mRNA التي تشير إلى & # 8216stop & # 8217 هي UAA و UAG و UGA.

ما هو تأثير الطفرة؟

أ الرموز الثلاثية المتحولة لـ & # 8216stop & # 8217.
B الرموز الثلاثية المتحولة لحمض أميني مختلف.
ج- الثلاثي المتحور لا معنى له.
D الشفرات الثلاثية المتحولة للتيروزين.

10 في معظم الكائنات الحية ، فإن أكواد mRNA التي تشير إلى & # 8216 إيقاف & # 8217 في الترجمة هي UAA و UAG و UGA. في الكائنات الحية الدقيقة Methanosarcina barkeri ، رموز UAG للحمض الأميني.
ما الحمض الريبي النووي النقال الحامل للحمض الأميني الذي سيوجد في M. barkeri ولكن ليس في معظم الكائنات الحية؟

إجابات اختبار الاختيار من متعدد

1 ج
2 د
3 ب
4 ج
5 د
6 ب
7 أ
8 ب
9 د
10 ج

أسئلة نهاية الفصل

1. ما الذي يمكن العثور عليه في كل من DNA و messenger RNA (mRNA)؟

أ هيكل حلزون مزدوج
ب سلسلة فوسفات السكر
ج ريبوز
د الثايمين

2. Which statement about base pairing in nucleic acids is ليس صيح؟

أ Adenine can pair with either thymine or uracil.
ب Guanine only pairs with cytosine.
ج Thymine can pair with either adenine or uracil.
د Uracil only pairs with adenine.

3. How many different arrangements of four bases into triplets can be made?

أ 3+4
ب 3 x 4
ج 3 4

4. Look at the structures of nucleotides in Figure below:

Draw a nucleotide that could be found:
أ in either DNA or RNA
ب only in DNA
ج only in RNA.

5. Distinguish berween a النوكليوتيدات و أ حمض نووي.

6. Copy the drawing and annotate it to explain the replication of DNA.

7. Use Appendix 1 to find the sequence of amino acids that is coded by the following length of messenger RNA (mRNA):

The table shows all the possible triplets of bases in a DNA molecule and what each codes for. The three-letter abbreviation for each amino acid is, in most cases, the first three letters of its full name - see Appendix 2.

8. The table shows all the messenger RNA (mRNA) codons for the amino acid leucine.
Copy the table and write in, for each codon, the transfer RNA (tRNA) anticodon that would bind with it and the DNA triplet from which it was transcribed.


How to determine certain gene copy number? - (Jun/22/2009 )

I kow southern blotting is one of the techniques capable to determine the gene copy number but how? I am new for this technique. Do I need to set up a control to determine the interested gene copy number? Thanks in advance for your help!

zx0819 on Jun 22 2009, 01ᛣ AM said:

Copy number can be determined from a Southern pretty easily. Homologs can be detected too. And if you're working with transgenics, the southern will also identify multiple insertion sites in an animal.

Copy number is calculated by comparing the signal intensity of your unknown copy number to your known copy number. Your known will typically be the transgene in plasmid form, and it is blotted using picograms equal to 1 copy, 10 copies, 50 copies, etc.

eldon on Jun 23 2009, 08ᛚ AM said:

zx0819 on Jun 22 2009, 01ᛣ AM said:

Copy number can be determined from a Southern pretty easily. Homologs can be detected too. And if you're working with transgenics, the southern will also identify multiple insertion sites in an animal.

Copy number is calculated by comparing the signal intensity of your unknown copy number to your known copy number. Your known will typically be the transgene in plasmid form, and it is blotted using picograms equal to 1 copy, 10 copies, 50 copies, etc.

zx0819 on Jun 22 2009, 06ᚴ PM said:

Same procedure applies. Have you cloned the cDNA or your gene? This will be your control.

If you know the haploid size of the plants genome, the gene size and a known amount of gDNA you can assess gene copy number.

Here is an example. just substitute your plant numbers into the haploid genome size:

Assumption: the Haploid content of a mammalian genome is 3 X 10^9 bp
Assumption: you have 2 micrograms of gDNA available

You want to determine the amount of your gene to assay by Southern. Since transgenic founder mice are hemizygous:

mass of transgene/1 ug of gDNA = N bp transgene DNA/3 X 10^9 bp gDNA


Now, for a 5,480 bp gene/transgene..re-arrange the equation to:

mass of transgene DNA = 3.66 picograms

Thus, to prepare a 1 copy standard: use 3.66 pg of gene DNA and compare signal intensity to 2 microgram of gDNA
0.1 copy 0.366 pg
1 copy 3.66 pg
10 copy 36.6 pg
50 copy 183 pg
100 copy 366 pg


Gene Drives

To obtain additional information or to learn more about our intellectual property portfolio or licensing opportunities, please contact us.

Want to license this technology?

To obtain additional information or to learn more about our intellectual property portfolio or licensing opportunities, please contact us.

Since the 1940s, researchers have thought of using gene drives to eradicate populations of pests and disease vectors, and to reduce or eliminate invasive species that wreak havoc on natural ecosystems. The idea of a gene drive stems from nature itself, where in sexually reproducing organisms a certain version of a gene is preferentially passed on to the next generation to over time become the dominant one in a population. Deployed willfully in human intervention efforts, a propagated dominant gene modification could, for example, by biassing the production of one sex over the other over many generations, force a deleterious disease vector to decline and lose its dangerous potential.

Wyss Institute researchers have leveraged the versatile RNA-guided genome editing tool CRISPR-Cas9, which they previously helped develop, as a part of synthetic DNA-modifying gene drives that in principle can swipe across large populations, potentially changing gender ratios or other biological traits in the process.

Our proposal represents a potentially powerful ecosystem management tool for global sustainability, but one that carries with it new concerns, as with any emerging technology.

These new types of synthetic gene drives could alter insect populations that spread diseases such as malaria, schistosomiasis, dengue and Lyme, protect at-risk ecosystems from the spread of destructive invasive species, or improve sustainability in agriculture by reducing the need for and toxicity of pesticides and herbicides. For more detailed information see our Frequently Asked Questions page.

On another venue, Wyss Institute researchers have also engineered gene drives that can be used to investigate pathogenic fungi and to identify new drug resistance mechanisms. A recent study showed, that the technology can be used to fast and efficiently delete both copies of a gene or of pairs of genes of the fungal pathogen المبيضات البيض, whose genome has been notoriously difficult to manipulate. This approach allowed the systematic analysis of fungal drug resistance and biofilm formation processes and can serve as a blueprint for also manipulating other pathogenic fungi.

In parallel to engineering gene drives that work effectively in different scenarios, the Wyss team has developed safeguarding methods that minimize potential risks associated with CRISPR-Cas9-based gene drives including unwanted genome editing at other places of the genome, that deploy secondary gene drives that are capable of overwriting the changes introduced by earlier gene drives, or that model the outcomes of drive release in nature.

In addition, because gene drive technology requires new ways to evaluate and regulate their potential and risks that differ from those put in place for other genetic modification technologies, the Wyss Institute and its leading gene drive researchers have engaged in a public discussion to help pave the way for these investigational tools and measures and to help define the essential ethical standards.

The environmental gene drive project initiated at the Wyss Institute is currently being continued by Kevin Esvelt at the Massachusetts Institute of Technology. Gene drives as tools to investigate drug resistance exhibited by pathogenic fungi such as C. البيض are further exploited and developed at the Wyss Institute.