قراءة تسلسل الاكسونات

Posted by on Nov 23, 2012 in الصفحة التعليمية | 0 comments

قراءة تسلسل الحمض النووي

قراءة تسلسل الاكسونات

 

كل خلية تقريباً في جسم الإنسان –من اصابع القدم الى اعماق خلايا المخ- تحتوي على مجموعة كاملة من المادة الوراثية(المعروفة بالحمض النووي دي إن أي ) الذي يحمل “تعليمات التشغيل” و عمل جسم الإنسان بداية من لون شعره و بشرته إلى قابلية اصابته بالإمراض .

منذ سنوات استطاع الاطباء فص بعض الجينات و اكتشاف الطفرات التي تسبب الامراض الوراثية مثل مرض الانيميا المنجلية الذي يصيب نخاع الدم او مرض التكيس الحويصلي الذي يصيب الرئة و البنكرياس .و لكن حديثا و خلال السنوات القليلة الماضية اصبح بإمكان العلماء فحص كامل الشفرة الوراثية  للشخص –تعرف بالجينوم و هي كامل المادة الوراثية في الخلية – عن طريق عمل قراءة تسلسل الحمض النووي لجميع الجينات – عشرون الف جين – دفعة واحدة.

مقدمة عن الوراثة

ماهي قراءة تسلسل الحمض النووي

قراءة تسلسل الحمض النووي هي مثل قراءة كتاب حرفا حرف لاكتشاف أي خطأ املائي فيها . و حيث ان المادة الوراثية للإنسان موجودة على شكل كروموسومات (و هي قطع و عصيات صغيرة داخل نواة الخلية و عددها 46 كروموسوم تكون على شكل ازواج نصفها من الاب و النصف الاخر من الام) فإن عملية التدقيق الإملائي سوف يشمل 46 كتاب (كروموسوم) من الحجم الكبير .

الحمض النووي (دي أن أي ) يشبه السلم الحلزواني يتكون من شريطين متوازيين من المادة الوراثية .كل درجة من درجات هذا السلم مرتبطة من الجهتين بأحد الاحماض النووية الاربعة المشهورة .

( A,T,C,G)

ترابط هذه الاحماض النووية و ترتيبها بشكل تسلسلي ثابت يعرف بتسلسل الحمض النووي .و و الفروقات البسيطة في هذا الترتيب هي التي تعطي التميز بين البشر. و لكن بالإجمال فان ما يزيد عن 99% من المادة الوراثية بين البشر متطابقة و الفروق البسيطة فقط هي التي تعطي هذا التميز . و بعض هذه الفروق قد تسبب مرض او قابلية للإصابة بمر وقت لا تسبب أي شيء.

الجينات

تتكون الجينات من  قطع من  الأحماض النووية ،و مترابطة ببعضها البعض على شكل شريط في سلسلة طويلة  و مجدول داخل الكروموسومات ، تماما مثل حبات اللؤلؤ في عقد الؤلؤ!.

تحتوي الكروموسومات انواع مختلفة من الجينات و العلماء يعلمون على سبيل المثال أن الكروموسوم رقم واحد يحتوي الجين الذي يعطي قابلية وراثية لان يصاب الانسان بالملاريا و هو مرض طفيلي،بينما كروموسوم 16 يحتوي الجين الذي يؤثر على لون الشعر. بعض الناس لديهم نقص او زيادة في بعض الكروموسومات و التي قد تسبب مشاكل صحية و البعض لديه فقط شقلبه فيها من دون أن تؤثر على صحته.كما أن هذه التغيرات في الكروموسومات و الطفرات في الجينات قد تتوارث بين الاجيال و قد تكون تغيرات او طفرات جديدة لم توجد في الاجيال المتقدمة .

الكروموسومات

تاتي الكرموسومات على شكل ازواج.تخيل كل كروموسوم كخزنة كتب.في كل خزنه مجموعة كبيرة من هذه الكتب. الكتاب الواحد كانه كتاب لطبخ نوع واحد من الطعام.في الكتاب تفاصيل لصنع هذه الوجبة بالتفصيل،ومكتوبة على شكل شفرة من الحمض النووي .

الإكسونات و النيترونات

الكتاب عبارة عن عدة ابواب و بينها فواصل. الباب الواحد يسمى باللغة الوراثية اكسون(بنفسجي).  و الفاصل بين الابواب يعرف بالانترون(رمادي). فلذلك الأكسونات هي التي فيها المعلومات المهمة و لكن الانترونات ايضا لها اهمية في ترتيب الكتاب.

فحص تسلسل الحمض النووي من عينة من الدم

لكي يتم قراءة تسلسل الحمض النووي لاي شخص فإن الاطباء يحتاجون عينة من الدم بحجم ملعقة الشاي او
عينة من اللعاب. ثم يضيفون عليها مواد كيميائية لتكسير جدار الخلية و عزل المادة الوراثية.. كانت هذه العملية تأخذ عدة اشهر منذ بضع سنوات قريبة ، أما الأن فاصبحت المدة قصيرة جدا تتمثل في بضعة ايام يتبعها عدة اسابيع لكي تتم مراجعة القراء ة و التدقيق “الاملائي” لها و مقارنتها بالقراءات المعترف بها للإنسان السوي(مرجع الجينوم البشري ) و ايضا مقارنتها بالقراءات التي سبق ان عرف انها تسبب امراض وراثية ،أو تزيد من احتمال الاصابة بإمراض.

يتم قراءة التسلسل و قراءة 3 بلايين حرف من حروف الشفرة الوراثية داخل الحمض النووي عن طريق اجهزة خاصة لقراءة التسلسل بعد ان تتقوم بعمل عدة نسخ للمادة الوراثية و اضافة مواد عليها بشكل متكررة الى ان تكتمل قراءة التسلسل بالكامل أو حسب ما خطط له.

خطوات فحص الاكسونات

  انواع قراءات تسلسل الحمض النووي لجميع الجينات

 

عدى عمليات قراءة تسلسل الجينات بشكل فردي فإن هناك نوعان رئيسيان من قراءات تسلسل الحمض النووي الكامل للجينات :

القراءة الكاملة لتسلسل الحمض النووي (كامل تسلسل الجينوم     (  Whole Genome Sequencing

هي قراءة كافية اجزاء تسلسل الحمض النووي .

قراءة تسلسل الاكسونات (Exome Sequencing )

الاكسونات هي اجزاء الجين التي تعطي البروتينات.و حيث ان الجينات لا تمثل سوى 1-2% من الحمض النووي الموجود في الخلية فان هذه الطريقة اسهل في الفحص و هي تركز فقط على تسلسل الحمض النووي داخل الجين و بالتحديد في الجزء الذي يصنع البروتنات و الاحماض الامينية.التغيرات في الاكسونات قد تكون الاهم في حالة تشخيص الامراض الوراثية.

فوائد و مميزات و ايضا نواقص فحص تسلسل الإكسونات

تسلسل الاكسونات

 

انواع الطفرات او التغيرات التي ممكن ان تكتشف

الطفرات او ما يطلق عليها الان التغيرات في تسلسل الحمض النووي هي التي تميزنا عن بعضنا البعض.معظم هذه التغيرات في الحقيقة لا تؤثر على اجسامنا ولا تزيد من قابليتنا للإصابة بالأمراض و لا تغير في سلوكنا .عند اجراء قراءة شاملة للتسلسل النووي يقوم المختصون بالمختبر بكتابة تقرير مفصل عن ما وجدوه من تغيرات .و التغيرات التي سوف يذكرونها تنحصر في اربع انواع:

  • طفرات او تغيرات حميدة :و هي تغيرات معلوم انها لا تسبب أي مشاكل صحية و هي من طبيعية الحمض النووي في كل البشر.
  • طفرات أو تغيرات شبه  حميدة: و هي تغيرات ليس متؤكد أنها حميدة لكن من تحليلها يتوقع انها حميدة ولا تسبب مرض
  • طفرات و تغيرات مرضيه : و هي تغيرات معلوم او جزما  تسبب مرض وراثي.
  •  طفرات و تغيرات شبه  مرضيه : و هي تغيرات يتوقع أنها ا تسبب مرض وراثي لكن ليست جزمية.
  • طفرات او تغيرات تزيد من قابلية الاصابة بالأمراض : و هي ان وجدت تزيد من استعداد الشخص للاصابة و ان كانت بحد ذاتها قد لا تسبب المرض.
  • طفرات او تغيرات غير معروف اهميتها : و هي تغيرات لا يعلم الاطباء ماذا تعني و ما أذا كانت تسبب  مرض .بعض هذه الطفرات طفرات جديدة و قد لا يمكن معرفة اذا ما كانت قد تسبب مرض او انها تغيرات طبيعية.

ماذا تعني خطورة الاصابة

خطورة الاصابة تعني احتمالية الضرر او فقدان الشيء،و على مستوى الوراثة  يقصد بها احتمالية “خطورة” الاصابة بمرض وراثي . يتم تشخيص المرض الوراثي عند وجود طفرة معينه وهذا الأمرض الى حد ما سهل في حالة الأمراض الوراثية المتنحية و السائدة و التي ترتبط بالجنس.، و لكن في حالة الامراض التي تنتقل بالوراثة المتعددة الاسباب( أي التي لها عوامل وراثية و اخرى بيئية) يكون هناك صعوبة في التنبؤ بمخاطر الاصابة بالمستقبل.فعلى سبيل المثال امراض القلب و الشرايين اسبابها ليست فقط عوامل او استعداد وراثي بل ايضا بيئي فمثلا هناك علاقة بين نمط الحياة مثل عدم القيام بالرياضة و الغذاء و السمنة و التدخين ،فهي تزيد من احتمال الاصابة بامراض القلب و ليس الامر راجع فقط لعوامل وراثية. و العوامل الوراثية ايضا مهمة فهي تجعل الجسم لديه استعداد للإصابة بالمرض اذا تعرض لعوامل بيئية معين مثل قلة الحركة و نمط الغذاء و التدخين و غيرها.قد تُظهر بعض الطفرات و التغيرات في تسلسل الحمض النووي استعداد اضافي للإصابة بمرض معين من هذه الامراض المتعددة ،كان ذلك  المرض هو مرض ربو او امراض القلب و الشرايين او مرض السكر او ارتفاع الكلوسترول او السمنة او السرطان او الضغط و غيرها.

تسلسل الحمض النووي و العقاقير

ان قراءة تسلسل الحمض النووي  قد تكون مفيدة في معرفة استجابة الجسم لبعض الادوية و طريقة تعامله معها و قد تنبه هذه التغيرات الطبيب الى تخفيف جرعة الدواء او زيادتها او تجنب بعض الادوية التي قد تكون خطرة .فاكتشاف الطفرات او التغيرات في تسلسل الحمض النووي في بعض الجينات قد تزيد او تخفف من الاعراض الجانبية التي قد تظهر لك عند استعمال بعض الادوية.

فحص تسلسل الاكسونات

close
Facebook IconYouTube IconTwitter Icon