معلومة

المنتج RACE pcr

المنتج RACE pcr


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أنا مبتدئ حيوي جزيئي ، وأحاول فهم الاختلافات بين PCR العادي و RACE PCR. إذا كانت تريد تسلسل منتج PCR الخاص بي الذي قد يكون مئات ، إن لم يكن الآلاف من bps ، فيجب أن أستخدم RACE PCR بشكل صحيح؟ هدفي هو تسلسل الموقع النشط لبعض الإنزيمات التي أهتم بها ، لكنني لست متأكدًا من كيفية تصميم بادئات تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) لموقع معين على البروتين الخاص بي. بالإضافة إلى ذلك ، يبلغ طول الموقع النشط أكثر من 100 حمض أميني ، مما يعني أن منتج PCR الخاص بي يجب أن يزيد طوله عن 300 نقطة أساس. أمبليكونات PCR العادية لديها مشكلة في تضخيم خيوط طويلة من الحمض النووي الصحيح؟ كنت أتساءل عن استخدام RACE PCR لتضخيم خيط cDNA بالكامل الذي يبلغ طوله 4000 بت في الثانية ثم تسلسل منتج RACE. هل سيعمل RACE مع هذا العدد الكبير من bps في cDNA الخاص بي؟


إذا حكمنا من خلال تاريخ النشر الخاص بك ، يبدو أنك قد ترغب في التقاط كتاب تمهيدي عن البيولوجيا الجزيئية. هذا السؤال يطرح بالفعل عددًا من الأسئلة. سأحاول الإجابة على الفرق بين PCR و RACE ، وأود أن أقترح طرح أسئلة منفصلة على الآخرين ، كما اقترح @ dd3.

تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) هو الطريقة الأساسية لتضخيم كمية صغيرة من الحمض النووي (القالب) إلى كمية كبيرة بشكل كبير من الحمض النووي. تفترض هذه الطريقة معرفة تسلسل (على الأقل) مناطق الحمض النووي التي تحيط بما ترغب في تضخيمه. باستخدام هذه التسلسلات المرافقة ، يتم ترتيب اثنين من النكليوتيدات القصيرة (على سبيل المثال ، 18-24 نيوكليوتيدات) ، تسمى الاشعال ، بحيث يتطابق أحد التمهيدي مع 5 'حبلا في بداية التسلسل ، بينما يطابق التمهيدي الآخر الخيط 3' في النهاية من التسلسل. عندما يتم خلط هذه المواد الأولية مع قالب DNA وإنزيم بوليميريز DNA وتعريضها لدورات درجة حرارة محددة ، يحدث التضخيم.

RACE PCR هو نوع معين من PCR. يتم استخدام RACE (التضخيم السريع لنهايات cDNA) PCR عندما يكون حبلا القالب المراد تضخيمه عبارة عن رسالة mRNA محددة. بمعنى آخر ، ينتج هذا النوع من PCR نسخة DNA من cDNA من منتج بدء mRNA. تعتمد التفاصيل الدقيقة لـ RACE على النوع الذي ترغب في استخدامه ويمكن البحث عنه في مكان آخر.


استنساخ منتج RACE في ناقل TOPO - (20 نوفمبر 2006)

أحاول استنساخ شظايا العرق 3 & # 39 و 5 & # 39 في ناقل TOPO.

لقد قمت بتضخيم الشظايا بواسطة RACE PCR باستخدام بوليميراز مصحح ، وقمت بتنقية الشظايا وربطها بالذيل ، ثم قمت باستنساخها في ناقل PCR4 TOPO من إنبروجيني. لقد تحققت من الحيوانات المستنسخة بواسطة PCR باستخدام الاشعال T3 T7. يُظهر PCR وجود إدراج في جميع النسخ. تكمن المشكلة في أنه عندما أستخدم البادئات الخاصة بي على النسخ المستنسخة ، ليس لدي أي تضخيم ، على الرغم من أنني أمتلك تضخيمًا جيدًا باستخدام نفس البادئات المحددة على منتج PCR قبل الاستنساخ.

هل لدى أي شخص فكرة عما يجري في تجربة الاستنساخ هذه. ماذا بإمكاني أن أفعل؟

لا أعرف ما الذي يحدث ، ولكن أسهل طريقة لمعرفة ذلك هي ترتيب بعض النسخ المستنسخة باستخدام بادئات T3 و T7 ومعرفة ما هو موجود. سواء قبل ذلك أو بالتوازي ، قد ترغب في هضم بعض الحمض النووي الخاص بك مع إنزيمات القطع المرافقة للتأكد من أن البلازميد الخاص بك موحد وله جزء من الطول المتوقع.


العرق والجينات

لاستكشاف تفاعل الجينات والثقافة في إنتاج مفهوم العرق.

مفهوم

في هذا الدرس ، سوف يتأمل الطلاب في مفهوم "البناء الاجتماعي للعرق". تشير هذه العبارة إلى الممارسة الواسعة الانتشار المتمثلة في تجميع الأشخاص في فئة تسمى "العرق" والاعتقاد بأنها ملكية علمية. ليس. العرق هو مفهوم سياسي وممارسة تجمع الناس بطرق تعكس مصالح القوة المهيمنة في المجتمع ، بناءً على السمات السطحية لكيفية ظهور الناس.

لفهم كيفية تفاعل الحمض النووي والبيئة والثقافة للتأثير على التنوعات البشرية ، سيستكشف الفصل المكونات الأساسية لعلم الأحياء الحديث من خلال مشاهدة الفيديو "ذواتنا الجزيئية". قبل ذلك ، سوف يستعدون من خلال تمرينين تحفيزيين سريعين وجذابين. بعد ذلك ، سيشاهدون الفيديو معًا لتطوير معرفة أساسية مشتركة حول الحمض النووي والجينوم البشري. بعد ذلك ، سيكملون ورقة طلابية لملاحظة السمات البيولوجية الرئيسية للعقيدة المركزية في علم الأحياء: الحمض النووي يجعل الحمض النووي الريبي يصنع البروتينات ، والبروتينات تؤدي جميع المهام الخلوية التي تحدد شكل الكائن الحي ووظيفته.

لتطوير فهمهم ، سيطبقون معرفتهم وانعكاساتهم في تمرين كتابة "رسالة التعلم". للقيام بذلك ، سيكتبون إلى أكبر شخص يعرفونه بأفكارهم حول هذا الاقتباس: "عندما تبدأ في فهم بيولوجيا التباين البشري ، عليك أن تسأل نفسك ما إذا كان العرق طريقة جيدة لوصف ذلك."

لاحظ أن مقطع الفيديو الخاص بنا Molecular Selves على الإنترنت قصير ، 3.5 دقيقة ، لكنه غني بالمعلومات حول أساسيات الحمض النووي ، والحمض النووي الريبي ، وإنتاج البروتين. يتحرك بسرعة. خطط لمشاهدته مرتين. أولاً كمجموعة ، وثانيًا ، إذا سمحت موارد المدرسة وكان هناك وصول كافٍ إلى الكمبيوتر ، حيث يعمل الطلاب بمفردهم أو في مجموعات صغيرة. ولكن يمكنك أيضًا مشاهدتها كمجموعة في المرة الثانية كإعداد تأملي لاستكمال ورقة الطالب للتعرف على الأساس البيولوجي للتنوع.

تكثر المفاهيم الخاطئة حول الجينات والعرق ، لذا احذر من المفاهيم الخاطئة الشائعة مثل:

  1. خاطئة: العرق مفهوم علمي. حقيقي: العرق هو بناء ثقافي يستخدم الآراء الوصفية وليس الأدلة العلمية.
  2. خاطئة: هناك جين سلالة ، وبالتالي جينومات منفصلة لأجناس منفصلة. حقيقي: يتشارك جميع البشر أساسًا في نفس الجينات ، والتي تسمى مجتمعة الجينوم البشري. نحن نبدو مختلفين لأن جينات مختلفة خاصة بالسمات يتم تنشيطها في كل واحد منا ، مما يصنع بروتينات مختلفة قليلاً تخلق شخصًا فريدًا.
  3. خاطئة: الكائنات الحية ، وبالتالي الناس ، هم نتاج جيناتهم حصريًا. حقيقي: في السنوات الأخيرة ، قدم علم الوراثة اللاجينية أدلة مخبرية صلبة وموثوقة لدور التأثيرات البيئية في التعبير الجيني. وهذا يعني أن الحمض النووي يتأثر بـ "جهات خارجية" في البيئة خارج الخلية ، مثل الإجهاد والاندماج العاطفي أو الفسيولوجي (على سبيل المثال ، سوء التغذية).

التخطيط للمستقبل

إليك بعض مواقع الويب التي يمكنك الرجوع إليها قبل الدرس لمساعدتك في توجيهه:

التحفيز

ابدأ الدرس بهذين التمرينين السريعين اللذين يشركان الطلاب بصريًا لتقديم فكرتين رئيسيتين لهذه الوحدة: 1) أن البشر هم نوع واحد يشتركون في جينوم مشترك ، و 2) يختلف البشر اختلافًا كبيرًا بسبب الاختلافات في التعبير الجيني والتأثيرات علم التخلق ، وتأثيرات الثقافة.

البداية السريعة 1: تقديم مفهوم الأنماط الظاهرية البيولوجية. يشير النمط الظاهري إلى السمات التشريحية الخارجية للكائن الحي وهو عازم بواسطة التركيب الجيني و [مدش] مجموعة الجينات و [مدش] تحتوي خلايا الكائن الحي. استمع إلى مفاهيم الطلاب المسبقة والارتباك حول العرق من خلال عرض صورة العائلة على جهاز عرض علوي أو SmartBoard من منشور مدونة لماذا لا تختفي الأجناس النمطية. ملحوظة: نص منشور المدونة نفسه متقدم جدًا في أسلوب كتابته ومستوى التحليل الجيني. ركز على الصورة أثناء مناقشة الفصل ، واسأل: "ماذا ترين؟ صِف كيف تبدو هذه العائلة. هؤلاء الفتيات توأمان ، ولدا لنفس الوالدين في نفس الوقت. ومع ذلك ، فإنهما يبدوان مختلفين تمامًا. اذكر السمات التي تراها ، و ما المنطقة الجغرافية على الأرض التي قد تربطهم بها ". راجع موجهات مناقشات السباق ونقاط التدريس للحصول على نصائح حول توجيه المناقشة.

البداية السريعة 2: استكشف موضوعية تصنيفات السباق. من خلال العمل كصف ، اعرض تمرينًا على موقع الإنترنت على السقف أو SmartBoard لمواجهة تحدي فرز الأشخاص ، استنادًا إلى برنامج تلفزيوني خاص عن السباق يتم بثه عبر PBS. إنه تمرين السحب والإفلات الذي يطلب من المشاركين تصنيف صور الوجه للأشخاص في واحدة من أربع "فئات عرقية" يتم تصورها بشكل شائع والتي نظمها المجتمع وعلم الأحياء و mdashnot. يوفر موقع Sorting People ملاحظات حول التراث الفعلي للأشخاص الذين تم فرز وجوههم. يثير هذا نقاشًا مثمرًا حول قابلية الافتراضات العرقية للخطأ كفئة ذات مغزى من المعلومات. أكد على أن العرق فئة ثقافية يتكون منها الناس ، وليست سمة علمية محددة بيولوجيًا. لا يوجد جين عرقي أو مجموعة جينات.

بعض أسئلة المناقشة لإشراك الطلاب وقيادتهم خلال عملية التعلم الخاصة بهم:

  • هل فوجئت بمدى صعوبة مطابقة الأنماط الظاهرية (كيف يبدو الناس) مع "فئاتهم العرقية" في هذا النشاط؟
  • هل تعتقد أن "العرق" مركب اجتماعيًا؟ إذا كان الأمر كذلك ، فكيف يظل مفهوم العرق له تأثير حقيقي على حياة الناس؟ إذا لم يكن كذلك ، كيف تعرف العرق؟
  • لماذا تعتقد أن الناس والمجتمعات قد أوجدوا فئات عرقية؟
  • ناقش: ما مدى تأثير التركيب الجيني على التصورات العرقية؟ ما مدى تأثير الثقافة؟ إلى أي مدى تلعب التأثيرات الخارجية الأخرى (الإجهاد ، البيئة ، إلخ) دورًا؟

(قد تختلف الإجابات. شجع الطلاب على شرح إجاباتهم.)

إذا تم القيام به كمجموعة ، فإن التمرين لديه القدرة على خلق بيئة صاخبة. قم بإدارته مبكرًا عن طريق شرح قواعد التمرين قبل أن تبدأ وفرضها. يتناوب الطلاب على فرز الوجه حسب طلبكم. إذا بدا الطلاب قادرين باحترام على الاستجابة بشكل أكثر عرضًا كمجموعة منظمة ذاتيًا دون استدعاء طالب واحد في كل مرة ، فهذا خيار مرغوب فيه. القاعدتان الثابتتان والسريعتان لهذا التمرين هما 1) احترام اختيار كل طالب لفئة الفرز و 2) عدم التسامح مع الملاحظات المهينة حول المجموعات أو الأفراد أو السمات. يمكنك الرجوع إلى موردنا ، إدارة المحادثة بشكل فعال ، لمزيد من الأفكار حول كيفية التعامل مع الموضوعات الحساسة في الفصل الدراسي.

في نهاية هذين التمرينين التحفيزيين ذوي البداية السريعة ، في الفصل أو كواجب منزلي ، يجب على الطلاب التفكير في المفاهيم والمشاعر التي أثارتها التمارين من خلال إكمال ورقة الطالب Race: Genes & amp Culture. سيكون هذا مصدر محتوى مفيدًا لهم للرجوع إليه عند كتابة الصفحة الرئيسية للرسالة التعليمية ، الموضحة في التطوير. يمكنك العثور على إجابات للأسئلة الموجودة في ورقة المعلم Race: Genes & amp Culture. يجب على الطلاب استخدام هذه الموارد لمساعدتهم على إكمال ورقة الطالب:

تطوير

ينصب التركيز هنا على بيولوجيا العرق ، على النحو الذي يحدده تفاعل الجينات والبيئة. في جلسة التحفيز ، طور الطلاب وعيًا بأن مفهوم العرق هو بناء ثقافي للآراء ، والعادة ، وأحيانًا ، التحيز و mdashit لا يتجذر في الدليل البيولوجي للحمض النووي. نحن الآن ننظر إلى الأدلة العلمية للاختلافات الجينية للمساعدة في استكشاف أهداف التعلم من 1) فهم التشابه الجيني لجميع البشر الذين يشتركون في جينوم بشري واحد و 2) فهم أساسيات العقيدة المركزية في علم الأحياء الحديث ، حيث يصنع الحمض النووي الريبوزي البروتينات.

كصف دراسي ، شاهد فيديو DNA المسمى Our Molecular Selves.

ثم قم بتعيين الطلاب للعمل بشكل فردي ، في الفصل أو كواجب منزلي ، لمشاهدة الفيديو مرة أخرى حتى يتمكنوا من إكمال ورقة الطالب Race: DNA. إذا كانت موارد الكمبيوتر محدودة وهذا ليس خيارًا ، فمن الممكن أيضًا مشاهدته مرة أخرى كمجموعة ، والتوقف بشكل متكرر لتسريع الفيديو وإتاحة الوقت للطلاب لالتقاط المعلومات لورقة الطالب.

يساعد إكمال ورقة الطالب على تنفيذ مكون الكتابة والاتصال العلمي في هذا الدرس. يمكنك التحقق من استعدادهم من خلال ورقة المعلم Race: DNA. بمجرد أن يطوروا قاعدة معرفية ، عليهم كتابة رسالة تعليمية إلى أحد أفراد الأسرة أو أحد أفراد الأسرة الممتدة.

في الرسالة التعليمية يجب عليهم: 1) مشاركة ثلاث حقائق علمية حول الجينات والعرق من دراساتهم في هذه الوحدة 2) رسم رسم توضيحي يصف العناصر الرئيسية للحمض النووي والحمض النووي الريبي وعملية صنع البروتين و 3) كتابة رأي إلى أكبر شخص يعرفونه مدعومًا بحقائق تستند إلى هذا الاقتباس: "عندما تبدأ في فهم بيولوجيا التباين البشري ، عليك أن تسأل نفسك ما إذا كان العرق طريقة جيدة لوصف ذلك." بمجرد كتابة الرسائل ، يجب على الطلاب مشاركة رسائلهم في مجموعات صغيرة ، أو كفصل.

قبل أن يشارك الطلاب رسائلهم مع "أكبر شخص يعرفونه سنًا" ، قد ترغب في تنبيه الطلاب إلى حقيقة أنهم قد يتلقون بعض ردود الفعل القوية من هذا الشخص. يمكن للطلاب أيضًا الاستفادة من مورد إدارة المحادثة بشكل فعال للمؤشرات حول كيفية المشاركة في محادثة محترمة حول موضوع حساس.

بعد عدة أيام ، قم بإعادة النظر في الموضوع عن طريق إضافة المعلومات الجديدة حول كيفية استجابة أفراد الأسرة للرسائل والموضوع. هل لدى الطلاب المزيد لإضافته إلى رسائلهم؟ إذا كان الأمر كذلك ، فإن إعادة الكتابة خيار ممتاز.

تقدير

لتقييم فهم الطلاب للأفكار المعيارية الرئيسية حول الوحدة الجينية المشتركة للجنس البشري ، وأدوار الحمض النووي والحمض النووي الريبي في تحديد شكل أجسامنا ووظائفها ، يجب على الطلاب استخدام ورقة بيانات الطلاب الخاصة بهم للانتقال إلى التباين البشري عبر الإنترنت اختبار.

عند الانتهاء ، قم بعرض الموقع على النفقات العامة وتصفح الأسئلة والأجوبة العشرة معًا كصف دراسي ، والتحقق من إتقان المعرفة وسوء الفهم.

ملحقات

يمكن استخدام دروس Science NetLinks هذه كملحقات:

للحصول على تجربة تعليمية أكثر شخصية حيث يستكشف الطلاب وجهة نظرهم الخاصة وتجربة العرق وآثاره الاجتماعية ، جرب نشاط المحادثة "المواعدة السريعة". هذه طريقة مفيدة لإثارة القضايا الحساسة وبناء التفاهم المتبادل والتعاطف بين طلابك. يتطلب الحفاظ على بيئة محترمة يشعر فيها الطلاب بالأمان. اترك وقتًا كافيًا للمناقشة والمعالجة بعد انتهاء النشاط.

يجلس الطلاب في صفين في مواجهة بعضهم البعض. سيحصل طالب واحد على دقيقتين للرد على سؤال شخصي حول العرق وآثاره الاجتماعية من حيث صلته به. سيستمع الطالب الآخر بنشاط دون الرد لفظيًا. بعد دقيقتين ، سيتحدث الطالب الثاني ويستمع الأول. بعد الجولة الأولى ، يقوم الطلاب في سطر واحد بتحريك كرسي إلى اليمين ، ويتكرر النشاط بسؤال جديد.


تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR): ملاحظات بيولوجية على تفاعل البوليميراز المتسلسل

يوفر PCR طريقة بسيطة ومبتكرة للتضخيم الأسي لتسلسل الحمض النووي النوعي والخجول عن طريق تخليق الحمض النووي في المختبر ، أي أن هذه التقنية جعلت من الممكن تخليق كميات كبيرة من أجزاء الحمض النووي دون استنساخها.

طور كاري موليس في عام 1985 التقنية القائمة على استخدام إنزيم يسمى Taq DNA polymerase. تم الآن أتمتة تقنية PCR ويتم تنفيذها بواسطة آلة مصممة بشكل خاص وخجول.

تتضمن التقنية الخطوات الثلاث التالية (الشكل 22.16):

أنا. تمسخ جزء من الحمض النووي:

يتم تغيير طبيعة الحمض النووي المستهدف الذي يحتوي على تسلسل يتم تضخيمه بالحرارة (حوالي 94 درجة مئوية لمدة 15 ثانية) لفصل خيوطه التكميلية ، وتسمى هذه العملية ذوبان الحمض النووي المستهدف.

ثانيا. التلدين من البرايمر:

تتم إضافة المواد الأولية الزائدة وتنخفض درجة الحرارة إلى حوالي 68 درجة مئوية لمدة 60 ثانية ، ونتيجة لذلك تشكل البادئات روابط الهيدروجين وتصلب إلى الحمض النووي على جانبي تسلسل الحمض النووي.

أخيرًا ، تمت إضافة ثلاثي فوسفات النوكليوزيد المختلف (dATP ، dGTP ، dCTP ، dTTP) وبوليميراز الحمض النووي المستقر حراريًا (بوليميريز Taq من Thermus aquaticus و Vent polymerase من Thermococcus litoralis) إلى خليط التفاعل ، فهو يساعد في عملية بلمرة الاشعال ، وبالتالي ، يمتد الاشعال (عند 68 درجة مئوية) الدقة والخجل في تركيب نسخ متعددة من تسلسل الحمض النووي المستهدف.

بعد الانتهاء من كل هذه الخطوات في دورة واحدة ، مرة أخرى تتكرر الدورة الثانية باتباع نفس العملية. إذا حدثت 20 دورة من هذا القبيل ، فسيتم إنتاج حوالي مليون نسخة من تسلسل الحمض النووي المستهدف. تم تحسين هذه التقنية مؤخرًا أكثر من ذلك بكثير ، حيث يتم استخدام rTth polymerase بدلاً من Taq polymerase الذي ينسخ RNA إلى DNA ، ثم يضخّم الحمض النووي بعد ذلك.

الأشكال المعدلة من PCR:

PCR التقليدي هو تقنية PCR المتماثلة. هناك بعض الأشكال الأخرى المعدلة من PCR والتي تستخدم لأغراض مختلفة:

AP-PCR (تفاعل البوليميريز المتسلسل التعسفي):

إنه يتطلب فقط أساسًا واحدًا من ريلا وطول أصغر بكثير مقارنة بالبادئات المستخدمة في تفاعل البوليميراز المتسلسل. تُستخدم هذه التقنية واللمعان في توصيف الحمض النووي ، في التكنولوجيا الحيوية الحيوانية والنباتية وكذلك في الطب الشرعي.

يمكن تضخيم التسلسل واللمعان المستهدفين من خيط واحد بعدة أوامر من حيث الحجم مقارنةً بحبلا التكميلي. هذا النهج مفيد بشكل خاص لتوليد جزء واحد من الحمض النووي الذين تقطعت بهم السبل لاستخدامها في تسلسل الحمض النووي.

IPCR (تفاعل البلمرة المتسلسل المقلوب):

في هذه الطريقة ، يسمح بتضخيم وتضخيم الحمض النووي الذي يحيط بتسلسل DNA المعروف ، وتواجه البادئات الخارج. باستخدام معكوس PCR ، يمكن تضخيم التسلسلات غير المعروفة التي تحيط بالتسلسلات المعروفة بسهولة.

RT-PCR (تفاعل البوليميراز المتسلسل للنسخة العكسية):

على الرغم من أن تضخيم PCR يتم إجراؤه بشكل عام على قالب DNA ولكن باستخدام هذه التقنية ، يمكن أيضًا استخدام RNA للتضخيم. هذه التقنية مفيدة بشكل خاص لدراسة وتجنب التعبير عن الجينات ولرصد الأنواع الغامضة من الرنا المرسال.

بادئات PCR المتداخلة هي تلك التي تكون داخلية في زوج التمهيدي الأول. يتم استخدام الأجزاء الأكبر التي تنتجها الجولة الأولى من PCR كقالب للوثيقة PCR الثانية. هذه التقنية تقضي على أي منتجات تضخيم زائفة غير محددة.

تطبيق PCR في التكنولوجيا الحيوية:

يحتوي PCR على العديد من التطبيقات القابلة للطي.

1. تضخيم شظايا الجينات كبديل سريع للاستنساخ:

(أ) يمكن تضخيم حشوات البلازميدات البكتيرية باستخدام البادئات.

(ب) يمكن الحصول على DNA من تسلسل معروف عن طريق تصميم بادئات.

(ج) يساعد تفاعل البوليميراز المتسلسل في تحديد التسلسلات المتماثلة من الكائنات الحية ذات الصلة.

(د) باستخدام RT-PCR ، يمكن تضخيم نهاية 3 & # 8242 لـ cDNA (RACE: التضخيم السريع لنهايات cDNA).

(هـ) يساعد عكس تفاعل البوليميراز المتسلسل على معرفة التسلسلات المرافقة لاستنساخ DNA معروف.

2. تعديل شظايا الحمض النووي:

توفر الطفرات الموجهة بالموقع باستخدام قليلات النوكليوتيدات مثل البادئات PCR نهجًا قويًا لدراسة العلاقة بين البنية والوظيفة.

3. تشخيص الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض:

قد يتعرض الحمض النووي من الأجزاء المصابة من شخص أو حيوان إلى تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) مع الجين التمهيدي المحدد للممرض ويمكن إجراء التشخيص والتشخيص على تضخيم الحمض النووي.

4. تحليل الحمض النووي للعينات الأثرية:

نظرًا لأن الحمض النووي مستقر نسبيًا ويظل سليماً لفترة طويلة من الزمن ، يمكن أن يساعد تفاعل البوليميراز المتسلسل في تحليل الحمض النووي من تلك المواد المضمنة والمغطاة.

5. الكشف عن الطفرات ذات الصلة بالأمراض الوراثية:

يمكن اكتشاف أي طفرة نقطية أو حذف أو إدخال وتكرار ثلاثي النوكليوتيدات الترادفي الموسع بواسطة تفاعل البوليميراز المتسلسل. يمكن أيضًا اكتشاف الطفرات الجسدية في الجينات المسرطنة أو الجينات المثبطة للورم بواسطة تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) مع بادئات تحيط بالإدخال أو الحذف.

6. تحليل العلامات الجينية لتطبيقات الطب الشرعي ، واختبار الأبوة ورسم خرائط الصفات الوراثية.

(ب) RAPD (DNA متعدد الأشكال مضخم عشوائي) مع بادئات عشوائية ، غالبًا ما تكون قصيرة (10 نقاط أساس).

7. التضخيم الخاص بالأنواع لشرائح الحمض النووي بين العناصر المتكررة المتناثرة (IRS) باستخدام التمهيدي على أساس تسلسل SINE (العناصر النووية المختصرة القصيرة).

8. الهندسة الوراثية باستخدام PCR:

باستخدام PCR ، يمكننا دمج التغيير أو muta & shytion في المنتج النهائي عن طريق اختيار تغيير أو إزالة أو إضافة تسلسلات إلى التمهيدي في نهاية 5 & # 8242. من خلال تقنية PCR المؤتلف ، من الممكن ضم جزأين من الحمض النووي في موقع محدد وخجول من خلال التداخلات التكميلية (تسمى هذه التقنية بالربط). من خلال توليف اثنين من البادئات المطفرة ، التي تغطي الموقع الداخلي المراد تغييره ، من الممكن إدخال طفرات داخل جزء.


خيارات الوصول

احصل على حق الوصول الكامل إلى دفتر اليومية لمدة عام واحد

جميع الأسعار أسعار صافي.
سيتم إضافة ضريبة القيمة المضافة في وقت لاحق عند الخروج.
سيتم الانتهاء من حساب الضريبة أثناء الخروج.

احصل على وصول محدود أو كامل للمقالات على ReadCube.

جميع الأسعار أسعار صافي.


السباق نحو اختبار فيروس كورونا فائق الحساسية

اعتبارًا من 4 يناير 2021 - بعد عام تقريبًا من قيام مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC) وولاية واشنطن بالإبلاغ عن أول حالة مؤكدة لـ covid-19 في الولايات المتحدة - وصل عدد الوفيات في الولايات المتحدة بسبب المرض إلى أكثر من 351000 اشخاص. يمكن أن يجادل المسؤولون العموميون في سبب ارتفاع عدد الحالات في هذا البلد ، ولكن هناك أمر واحد مؤكد: من الصعب اكتشاف عدوى SARS-CoV-2 ، مثل المرض الذي تسببه ، وتتبعها وهزيمتها.

أحد أسباب هذه الحقيقة هو أن العدوى لا ترتبط بالضرورة بالأعراض. في كثير من الحالات ، قد يحمل المرضى الفيروس قبل ظهور الأعراض عليهم أو بعدها بوقت طويل ، مما قد ينقلونه بينما هم بصحة جيدة على ما يبدو. ووفقًا لمراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC) ، فإن ما يصل إلى 40٪ من حاملي SARS-CoV-2 لا يظهرون أي أعراض في أي وقت أثناء الإصابة. 2

بالنسبة لأولئك الذين تظهر عليهم الأعراض ، فإن فترة الحضانة الممتدة (من يومين إلى 14 يومًا) تخلق نافذة لانتشار الفيروس دون اكتشافه. 3 علاوة على ذلك ، فإن مرضى النقاهة الذين لم تعد تظهر عليهم أي أعراض سريرية قد يظلون يحملون الفيروس ويواجهون خطر إطلاق سراحهم من العزل قبل الأوان. 4

تُظهر هذه البيانات معًا أن السلطات لا يمكنها الاعتماد على الأعراض السريرية وحدها لتتبع وتتبع وتخفيف انتشار SARS-CoV-2 بين السكان. من الأهمية بمكان أن تتمتع المستشفيات بإمكانية الوصول إلى اختبار تشخيصي شديد الحساسية يمكن أن يمنح المرضى المشتبه بهم والأطباء وسلطات الصحة العامة اليقين بشأن ما إذا كان شخص ما يحمل الفيروس بمستوى يشكل تهديدًا لمجتمعهم.

يمكن للمجتمع الذي يمكنه اكتشاف ناقلات SARS-CoV-2 بدقة ، سواء أظهر هؤلاء الأفراد الأعراض أم لا ، العمل بسرعة أكبر لحجر الأفراد المصابين وفرض قواعد وإرشادات تباعد اجتماعي مستهدف. لسوء الحظ ، فإن PCR الكمي في الوقت الحقيقي (qPCR) - الطريقة القياسية الذهبية الحالية للكشف عن الحمل الفيروسي لدى المرضى - ليست حساسة بما يكفي لتقديم نتيجة نهائية.

تعتمد معظم اختبارات SARS-CoV-2 المستخدمة في جميع أنحاء العالم اليوم على تقنية qPCR. ومع ذلك ، يخضع qPCR لتقلب كبير - لسببين. أولاً ، النتائج نوعية فقط وليست كمية. يتم تفسيرها من خلال المقارنة مع منحنى قياسي ، يخضع توليدها للخطأ والتحيز. ثانيًا ، المقياس المستخدم لتحديد نتيجة الاختبار غير موثوق به. يحدد qPCR تركيز SARS-CoV-2 RNA عن طريق حساب عدد دورات التضخيم التي يستغرقها RNA للوصول إلى عتبة شدة مضان معينة. لكن التضخيم يمكن أن يتضاءل بواسطة مثبطات تفاعل البوليميراز المتسلسل ، مما يعطل العد. معًا ، تقلل هذه المشكلات من حساسية qPCR - وتسبب هذه المشكلات مخاوف حقيقية حيث تحاول السلطات تحديد ناقلات covid-19 في جميع أنحاء الولايات المتحدة.

في بداية الجائحة ، أسفرت نتائج qPCR غير المتسقة عن ارتباك جماعي وذعر. توقف مريضان في وقت مبكر عن ظهور أعراض covid-19 وتم اختبارهما سلبيًا مرتين باستخدام qPCR ، مما دفع إلى إطلاق سراحهما من مستشفى في سان أنطونيو. قرر مركز السيطرة على الأمراض لاحقًا أن المرضى ما زالوا معديين. 5 منذ ذلك الحين ، كان من الشائع أن تقدم المستشفيات نتائج الاختبار مع إخلاء المسؤولية حول عدم الدقة المحتملة لـ qPCR.

وفقًا للدراسات الحديثة ، يتراوح المعدل الإيجابي الكاذب لتشخيصات qPCR covid من 10 ٪ إلى 40 ٪ ، وأصبح من الشائع اختبار المرضى المشتبه بهم بشكل متكرر ، خاصة إذا كانت أعراضهم ونتائج الاختبارات تتعارض. 6 بعض المرضى الذين كانت نتيجة اختبارهم سلبيًا في وقت لاحق كانت نتيجة اختبارهم إيجابية. نظرًا لعدم موثوقية الاختبارات المستندة إلى qPCR ، فإن المعيار السائد لإعلان خلو شخص ما من الفيروس هو عينتان تنفسيتان سلبيتان متتاليتان تم جمعهما بفاصل 24 ساعة. 7

كل هذا الالتباس يجعل من الصعب تحديد حالات covid-19 الحقيقية واستخدام تلك المعلومات لتنفيذ استراتيجيات التخفيف المستهدفة. لكي يقوم الأطباء وعلماء الأوبئة والمسؤولون الحكوميون بعملهم بفعالية ، يجب أن يكونوا قادرين على تحديد ما إذا كان الفرد يحمل حقًا SARS-CoV-2.

أداة أكثر حساسية

قد تساعد أداة واحدة عالية الحساسية - PCR الرقمي (ddPCR) - على زيادة اليقين التشخيصي عند استخدامها لتكملة qPCR.

على عكس qPCR ، يوفر ddPCR عددًا مطلقًا من العيار الفيروسي ، بغض النظر عن المنحنى القياسي. كما أنها أقل عرضة لمثبطات تفاعل البوليميراز المتسلسل ، مما يجعل تقنية ddPCR أكثر حساسية. تم استخدام التكنولوجيا نفسها في العيادة لرصد المؤشرات الحيوية للحمض النووي في مرضى السرطان وفي المعامل البحثية لحساب التتر الفيروسي في النباتات. عندما ضرب الوباء ، سرعان ما وجد الباحثون أن تقنية ddPCR مناسبة بشكل مثالي لاكتشاف ومراقبة العيار الفيروسي لـ SARS-CoV-2 في عينات الجهاز التنفسي.

من الناحية العملية ، يتضمن ddPCR تقسيم عينة إلى عشرات الآلاف من قطرات بحجم النانوليتر ، مع حدوث تفاعل PCR منفصل في كل منها. تتألق القطرات التي تحتوي على تسلسل الاهتمام ، مثل تسلسل من فيروس SARS-CoV-2 الفيروسي ، بشكل ساطع ، بينما تنبعث القطرات التي لا تحتوي على هذا التسلسل إلا إزهارًا ضعيفًا في الخلفية. من خلال حساب عدد القطرات الساطعة الفلورية بين جميع القطرات ، يمكن للمرء حساب تركيز الفيروس في العينة. تأتي قوة هذه الطريقة من كيفية استخدام النتائج الكمية لإعطاء تشخيص نوعي أكثر دقة. 8 Droplet digital PCR حساس للغاية ، مما يجعل التكنولوجيا مثالية للمساعدة في تأكيد نتائج qPCR وللمساهمة بشكل مستقل في الكشف المبكر عن الفيروس والمراقبة المستمرة لدى المرضى.

تمحور العديد من الباحثين الذين لديهم منصات ddPCR في مختبراتهم قبل الوباء لدراسة حركية SARS-CoV-2 في المرضى من البشر ، وربط نتائجهم بالأعراض السريرية. نظرًا لقلقهم من حدوث الإيجابيات الخاطئة بين اختبارات qPCR ، وعلى دراية بالحساسية الفائقة لـ ddPCR في التطبيقات الأخرى ، بدأ بعض الباحثين في مقارنة قدرة النظامين الأساسيين على اكتشاف SARS-CoV-2 RNA في العينات البشرية.

قام باحثون في جامعة ووهان في الصين بالتحقيق في حساسية qPCR و ddPCR للكشف عن الفيروس في المرضى المشتبه بهم والناضجين. 9 بناءً على انتشار الناقلات بدون أعراض واختبارات qPCR السلبية في المرضى الذين يظهرون أعراضًا سريرية في مستشفياتهم ، كان فريق البحث قلقًا من أن الأطباء الذين كانوا يستخدمون qPCR للكشف عن الفيروس فقدوا عددًا كبيرًا من الحالات. في الوقت نفسه ، كان هناك قلق من خروج مرضى النقاهة من المستشفى قبل إزالة الفيروس ، مما يعرض الأشخاص من حولهم للفيروس الحي.

في دراستهم ، اختبر الباحثون مسحات من الحلق لـ 63 مريضًا خارجيًا مشتبهًا و 14 مريضًا يفترض أنهم نقاهة. تم اختبار كل عينة في وقت واحد باستخدام تقنية qPCR و ddPCR بنفس البادئات والتحقيقات. من بين 63 مريضًا مشتبهًا ، اكتشف qPCR 21 حالة إيجابية وتم اكتشاف ddPCR 49. أربعة وعشرون مريضًا الذين ثبتت إصابتهم في البداية بـ qPCR ولكن إيجابية مع ddPCR طوروا لاحقًا الأعراض السريرية للمرض. تم نقلهم في النهاية إلى المستشفى واختبارهم إيجابيًا باستخدام qPCR في موعد لا يتجاوز يومين من إقامتهم في المستشفى. تم وضع سبعة مرضى آخرين أسفرت عيناتهم عن نتائج إيجابية خاطئة في الحجر الصحي وأخيرًا تم اختبارهم إيجابيًا باستخدام qPCR بعد أسبوع أو أكثر.

أجرى باحثو ووهان أيضًا تخفيفات متسلسلة لاختبار حد الكشف عن qPCR و ddPCR ، على التوالي. تمكن qPCR من اكتشاف كميات منخفضة تصل إلى 837.2 نسخة من التسلسل الفيروسي لكل تفاعل ، بينما تمكن ddPCR من اكتشاف ما يصل إلى 1.8 نسخة لكل تفاعل. في دراسة ثانية في جامعة ووهان ، قام الباحثون بتضييق نطاق حساسية ddPCR في اكتشاف فيروس كورونا. 10 ddPCR كان قادرًا على اكتشاف SARS-CoV-2 في 10 4 و 10 3 عينات من المرضى المخففين ، بينما لم يكن qPCR كذلك.

وفي الوقت نفسه ، كان الباحثون في جامعة جونز هوبكنز قلقين من إمكانية أن ينتج qPCR نتائج إيجابية خاطئة ، خاصة في حالة الاختبار المتكرر للمرضى الفرديين. 8 بين 11 مارس و 11 مايو 2020 ، أجرى مختبر الأحياء الدقيقة بمستشفى جونز هوبكنز حوالي 500 اختبار لفيروس كوفيد -19 يوميًا. تم اختبار حوالي 2194 مريضًا مشتبهًا بهم أكثر من مرة ، وغالبًا ما أسفر عن نتائج غير متسقة أو غير متوقعة. على سبيل المثال ، أظهر 1788 مريضًا مشتبهًا تم اختبارهم مرارًا باستخدام qPCR نتائج سلبية في كل مرة ، ولكن عندما اختبر الباحثون 198 من هذه العينات السلبية باستخدام تقنية ddPCR ، جاءت 11 إيجابية.

أظهرت الأبحاث في جامعة ميلانو أيضًا قدرة ddPCR على اكتشاف SARS-CoV-2 في مسحات البلعوم الأنفي سلبية qPCR من المرضى المشتبه في إصابتهم بـ covid-19. كشف اختبار ddPCR الداخلي للباحثين عن SARS-CoV-2 RNA في عينات البلعوم الأنفي لـ 19 مريضًا كانت نتيجة اختبارهم سلبية سابقًا باستخدام qPCR. خمسة عشر من هؤلاء المرضى أصيبوا بالتهاب رئوي و 14 ظهرت عليهم علامات عدوى شديدة.

مونيكا هيرارا ، دكتوراه في الطب ، مختبرات Bio-Rad.

مجتمعة ، تسلط هذه البيانات الضوء على فائدة ddPCR كمكمل لـ qPCR ، القادرة على اكتشاف الأحمال الفيروسية المنخفضة في المرضى المشتبه بهم أو الناقدين. مع وجود مخاوف بشأن الدقة التي تلقي بظلالها على إصدار كل تشخيص جديد ، يمكن أن يساعد ddPCR المختبرات على الشعور بالثقة بشأن جودة نتائجها عند تشخيص حالات كوفيد -19.

كارولين ريفسنايدر ، مختبرات بيو راد.

لا يساعد تشخيص كوفيد -19 الحساس في اكتشاف الحالات فحسب ، بل يساعد الأطباء أيضًا في تقييم ما إذا كان المريض من المحتمل أن ينشر الفيروس للآخرين. يمكن أن يساعد في توجيه قرار بقاء المرضى في الحجر الصحي قبل أن ينشروا الفيروس للآخرين. يمكن أن يساعد أيضًا السلطات الحكومية على تتبع أفضل لحاملات SARS-CoV-2 ، مما قد يتيح أوامر إيقاف تشغيل أكثر تحديدًا وتوزيع الموارد إلى المناطق التي تحتاج إلى أكبر قدر من المساعدة. بشكل عام ، بالاقتران مع العلاجات واللقاحات ، قد تساعد تقنية ddPCR في التخفيف من انتشار الفيروس.

لقراءة المزيد عن استخدام ddPCR لمراقبة كوفيد -19 في عدد أكبر من السكان ، اقرأ اختبار SARS-CoV-2 في مياه الصرف الصحي.

مونيكا هيريرا ، دكتوراه في الطب ، رئيس برنامج علم الوراثة البشرية والأمراض المعدية في مجموعة البيولوجيا الرقمية في مختبرات Bio-Rad.

كارولين ريفسنايدر هو مدير تسويق المنتجات العالمية في مجموعة البيولوجيا الرقمية في مختبرات بيو راد.

صورة مميزة: يستخدم الفني نظام Bio-Rad & # 8217s QX200 Droplet Digital PCR.

1. نيويورك تايمز. كوفيد في الولايات المتحدة: أحدث خريطة وعدد الحالات. تم الوصول إليه في 4 يناير 2021. متاح على: https://www.nytimes.com/interactive/2020/us/coronavirus-us-cases.html.

2. مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها. سيناريوهات التخطيط للجائحة COVID-19. تم الوصول إليه في 25 سبتمبر 2020. متاح على: https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/hcp/planning-scenarios.html.

3. مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها. أسئلة سريرية حول COVID-19: أسئلة وأجوبة. تم الوصول إليه في 25 سبتمبر 2020. متاح على: https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/hcp/faq.html.

4. Ling Y ، Xu S-B ، Lin Y-X ، وآخرون. استمرار وتصفية الحمض النووي الريبي الفيروسي في عام 2019 مرضى إعادة تأهيل مرضى فيروس كورونا الجديد. تشين ميد ج. 2020133 (9): 1039-1043. دوى: 10.1097 / CM9.0000000000000774.

5. كاروبا ل. خرج اثنان من مرضى الفيروس التاجي من مستشفى في سان أنطونيو برفقتهم إلى المطار. سان انطونيو. March 6, 2020. Available at: https://www.mysanantonio.com/news/local/article/CDC-releases-two-coronavirus-patients-from-San-15111294.php.

6. Weissleder R, Lee H, Ko J, Pittet MJ. COVID-19 diagnostics in context. Sci Transl Med. 202012(546):eabc1931. doi: 10.1126/scitranslmed.abc1931.

7. Centers for Disease Control and Prevention. Discontinuation of Transmission-Based Precautions and Disposition of Patients with COVID-19 in Healthcare Settings (Interim Guidance). Accessed September 25, 2020. Available at: https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/hcp/disposition-hospitalized-patients.html.

8. Gniazdowski V, Morris CP, Wohl S, et al. Repeat covid-19 molecular testing: correlation with recovery of infectious virus, molecular assay cycle thresholds, and analytical sensitivity. MedRxiv. Published August 6, 2020. doi: 10.1101/2020.08.05.20168963.

9. Suo T, Liu X, Feng J, et al. ddPCR: a more accurate tool for SARS-CoV-2 detection in low viral load specimens.Emerg Microbes Infect. 20209(1):1259-1268. doi: 10.1080/22221751.2020.1772678.

10. Liu X, Feng J, Zhang Q, et al. Analytical comparisons of SARS-COV-2 detection by qRT-PCR and ddPCR with multiple primer/probe sets. Emerg Microbes Infect. 20209(1):1175-1179. doi: 10.1080/22221751.2020.1772679.


    1. Briefly centrifuge the Template Switching RT Enzyme Mix to collect the solution to the bottom of tube, then place on ice.
    2. Thaw the Template Switching RT Buffer at room temperature completely. Vortex and centrifuge briefly to collect the solution to the bottom of tube, then place on ice.

    CDNA Synthesis and Template Switching

    Please note that the volume needed for each reagent is based on a final cDNA Synthesis and Template Switching reaction volume of 10 &mul. If desired, the reaction can be scaled up proportionally, while observing the RNA input amount limit, to a final volume of 20 &mul.

    1. Primer Annealing for First Strand Synthesis

    1.1 To anneal the RT primer with RNA templates, in a 0.2 ml nuclease free PCR tube, prepare the reaction as follows (on ice):

    Mix thoroughly by gently pipetting up and down at least 10 times, then centrifuge briefly to collect the solution to the bottom of the tube.

    1.2 Incubate for 5 minutes at 70°C in a thermocycler with the lid temperature set at &ge85°C, then hold at 4°C until the next step.

    2. Reverse Transcription (RT) and Template Switching

    2.1 During the primer annealing reaction, vortex the Template Switching RT Buffer briefly followed by a quick spin to collect the solution to the bottom of the tube, then prepare the RT reaction mix as follows (adding RT Enzyme Mix last):

    Template Switching RT Buffer (4X)

    Template Switching Oligo (TSO) (75 &muM)

    Mix thoroughly by gently pipetting up and down at least 10 times, then centrifuge briefly to collect solution to the bottom of the tube.

    2.2 Combine 4 &mul RT reaction mix (above) with 6 &mul of the annealed mix from step 1.2, mix well by pipetting up and down gently at least 10 times, then centrifuge briefly to collect the solution to the bottom of the tube.

    2.3 Incubate the 10 &mul combined reaction in a thermocycler with the following steps:

    90 minutes at 42°C
    5 minutes at 85°C
    Hold at 4°C

    If not proceeding to the PCR Amplification step immediately, samples can be stored at 4°C overnight or at -20°C for up to a week.

    PCR Amplification of 5&rsquo Region of Transcripts

    1. PCR Template Preparation

    Dilute the RT reaction from step 2.3 above by 2-fold with water and use 1 &mul of the diluted cDNA in a subsequent 25 &mul PCR reaction. For low abundant RNA targets, up to 2.5 &mul of undiluted cDNA can be used in a 25 &mul PCR reaction.

    2.PCR Reaction Set up

    2.1 Assemble the PCR reaction on ice as follows:

    Diluted template switching cDNA product

    Q5 Hot Start High-Fidelity Master Mix (2X) (NEB #M0494)

    Gene-specific reverse primer (10 &muM)

    2.2 Mix gently by pipetting up and down at least 10 times, then centrifuge briefly to collect solution to the bottom of the tube.

    2.3 Incubate the reaction in a thermocycler with the lid temperature set at &ge100°C, and perform PCR with the following cycling condition:

    *To determine the optimal PCR cycles, it can be useful to set up duplicate reactions, one with 20 cycles and one with 30 cycles.

    **Annealing temperatures are determined by the primer sequences. Optimal results are observed with primers that have high Tms, preferably 68°C or higher. For Tm calculations, please visit: http://tmcalculator.neb.com.

    2.3 Store the PCR product at -20°C or proceed directly to downstream applications. For example, to clone the PCR product, proceed directly to the NEB® PCR Cloning Kit (NEB #E1202). The PCR product can also be directly sequenced by Sanger sequencing after a PCR product cleanup step has been performed using Exo-CIP Rapid PCR Cleanup Kit (NEB #E1050).


    Calculations for Molecular Biology and Biotechnology

    Calculations for Molecular Biology and Biotechnology: A Guide to Mathematics in the Laboratory, Second Edition, provides an introduction to the myriad of laboratory calculations used in molecular biology and biotechnology. The book begins by discussing the use of scientific notation and metric prefixes, which require the use of exponents and an understanding of significant digits. It explains the mathematics involved in making solutions the characteristics of cell growth the multiplicity of infection and the quantification of nucleic acids. It includes chapters that deal with the mathematics involved in the use of radioisotopes in nucleic acid research the synthesis of oligonucleotides the polymerase chain reaction (PCR) method and the development of recombinant DNA technology. Protein quantification and the assessment of protein activity are also discussed, along with the centrifugation method and applications of PCR in forensics and paternity testing.

    Calculations for Molecular Biology and Biotechnology: A Guide to Mathematics in the Laboratory, Second Edition, provides an introduction to the myriad of laboratory calculations used in molecular biology and biotechnology. The book begins by discussing the use of scientific notation and metric prefixes, which require the use of exponents and an understanding of significant digits. It explains the mathematics involved in making solutions the characteristics of cell growth the multiplicity of infection and the quantification of nucleic acids. It includes chapters that deal with the mathematics involved in the use of radioisotopes in nucleic acid research the synthesis of oligonucleotides the polymerase chain reaction (PCR) method and the development of recombinant DNA technology. Protein quantification and the assessment of protein activity are also discussed, along with the centrifugation method and applications of PCR in forensics and paternity testing.


    16.2 Biotechnology Products

    1. Genetically engineered organisms can produce biotechnology products.
    2. Organisms that have had a foreign gene inserted into them are المعدلة وراثيا.

    أ. Transgenic Bacteria

    1. Bacteria are grown in large vats where they can make products such as insulin and human growth hormone, and vaccines
    2. Transgenic bacteria have been produced to improve the health of plants and degrade substances, such as oil
    3. Transgenic bacteria can produce chemical products, such as phenylalanine (artificial sweeteners)

    ب. Transgenic Plants
    1. Foreign genes now give cotton, corn, and potato strains the ability to produce insect toxin s
    2. Plants are being engineered to produce human proteins including hormones, clotting factors, and antibodies

    ج. Transgenic Animals

    Animal use requires methods to insert genes into eggs of animals (early in development). Using this technique, many types of animal eggs have been injected with bovine growth hormone (bGH) to produce larger fishes, cows, pigs, rabbits, and sheep.

    Gene pharming” is the use of transgenic farm animals to produce pharmaceuticals the product is obtainable from the milk of females.

    د. Cloning Transgenic Animals

    1. The cloning of Dolly in 1997 showed that mammals could be cloned.
    2. Cloning of mammals involves injecting the nucleus of an adult cell into an enucleated egg.
    3. The cloned eggs begin development in vitro and are then returned to host mothers until the clones are born.

    Scenario 1: A well-loved horse named Barbero breaks his leg in a race. Many people were praying for his well being and thousands of dollars were spent trying to get him to recover. Mail and flowers poured into the animal hospital and stable where Barbero lived. Alas, after a year of poor recovery, the decision was made to euthanize Barbero. The owners save sample of his DNA so that Barbero can be cloned. Do you think they should clone him? Why or why not.

    Scenario 2: Melissa is a happy 5 year old who is loved by her family. She becomes ill and is diagnosed with childhood leukemia. A desperate search ensues to find a bone marrow donor whose type matches Melissa. After a year of searching, Melissa’s outlook is grim. Her family decides to clone Melissa so that her clone could be the bone marrow donor. Do you think this is a god idea? Why or why not.

    16.3 Genomics

    Genetics in the 21st century concerns علم الجينوم: the study of genomes of humans and other organisms.

    أ. Sequencing the Bases

    • The Human Genome Project has produced a working draft of all the base pairs in all our chromosomes.
    • The task took 13 years to learn the sequence of the three billion base pairs along the length of our chromosomes.
    • Other organisms are being sequenced to compare genes and located genes responsible for disorders.

    ال HapMap Project -- catalogs sequence differences, called haplotypes, in humans.

    The Genetic Profile

    1. DNA microarrays identify a person’s complete genotype this is called the genetic profile.
    2. DNA profiles can determine if a person has an increased risk for a particular disease
    3. The genetic profile can be used to determine if a particular drug therapy is appropriate in a specific clinical condition.
    1. البروتيوميات is the study of the structure, function, and interaction of cellular proteins.
    2. The information obtained from proteomic studies can be used in designing better drugs, and to correlate drug treatment to the particular genome of the individual.

    المعلوماتية الحيوية

    1. المعلوماتية الحيوية is the application of computer technologics to the study of the genome.
    2. Information obtained from computer analysis of the genome can show relationships between genetic profiles and genetic disorders.

    16.4 Gene Therapy

    1. العلاج الجيني involves procedures to give patients healthy genes to make up for a faulty gene.
    2. Gene therapy also includes the use of genes to treat genetic disorders and various human illnesses.
    3. There are خارج الجسم الحي (outside body) and في الجسم الحي (inside body) methods of gene therapy.

    /> هذا العمل مرخص بموجب رخصة المشاع الإبداعي Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.


    Pathologic complete response in breast cancer patients receiving anthracycline- and taxane-based neoadjuvant chemotherapy: evaluating the effect of race/ethnicity

    خلفية: The current study was conducted to evaluate the influence of race/ethnicity and tumor subtype in pathologic complete response (pCR) following treatment with neoadjuvant chemotherapy.

    أساليب: A total of 2074 patients diagnosed with breast cancer between 1994 and 2008 who were treated with neoadjuvant anthracycline- and taxane-based chemotherapy were included. pCR was defined as no residual invasive cancer in the breast and axilla. The Kaplan-Meier product-limit was used to calculate survival outcomes. Cox proportional hazards models were fitted to determine the relationship of patient and tumor variables with outcome.

    نتائج: The median patient age was 50 years 14.6% of patients were black, were 15.2% Hispanic, 64.3% were white, and 5.9% were of other race. There were no differences in pCR rates among race/ethnicity (12.3% in black, 14.2% in Hispanics, 12.3% in whites, and 11.5% in others, P = .788). Lack of pCR, breast cancer subtype, grade 3 tumors, and lymphovascular invasion were associated with worse recurrence-free survival (RFS) and overall survival (OS) (P </= .0001). Differences in RFS by race/ethnicity were noted in the patients with hormone receptor-positive disease (P = .007). On multivariate analysis, Hispanics had improved RFS (hazard ratio [HR], 0.69 95% confidence interval [95% CI], 0.49-0.97) and OS (HR, 0.63 95% CI, 0.41-0.97) blacks had a trend toward worse outcomes (RFS: HR, 1.28 [95% CI, 0.97-1.68] and OS: HR, 1.32 [95% CI, 0.97-1.81]) when compared with whites.

    الاستنتاجات: In this cohort of patients, race/ethnicity was not found to be significantly associated with pCR rates. On a multivariate analysis, improved outcomes were observed in Hispanics and a trend toward worse outcomes in black patients, when compared with white patients. Further research was needed to explore the potential differences in biology and outcomes.