تحولات ژنتیک مولکولی و تکنیک های رایج آن

عصر امروز عصر ژنتیک است. به جرأت می توان گفت که هیچ علمی به اندازه علم ژنتیک شاهد تغییر وتحول و نوآوری در نیم قرن اخیر نبوده است. کاربرد این علم از زیست شناسی، پزشکی و کشاورزی فراتر رفته و در رشته های دیگر از جمله صنعت مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. در این مطلب سعی داریم تا به معرفی رشته ژنتیک و ژنتیک مولکولی بپردازیم و همچنین شما را با  تکنیک واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) و برخی دیگر از تکنیک های کاربردی در این رشته آشنا کنیم.

سرعت پیشرفت علم ژنتیک در حدی است که دانش آموختگان دیروز با دستاوردهای امروز نا آشنا هستند. در اواسط قرن ۱۹ گریگور مندل مجموعه ای از قانون ها را به منظور توضیح وراثت صفات بیولوژیکی به صورت فرمول درآورد. فرضیه ی پایه ی این قانون ها این است که  هر صفت قابل ارث یک ارگانیسم به وسیله فاکتوری که ژن نامیده می شود کنترل می گردد. در ابتدا قوانین مندل مورد توجه دانشمندان قرار نگرفت و برای مدتی به فراموشی سپرده شد. در سال ۱۹۰۰ بررسی و کشف دوباره قوانین مندل توسط پژوهشگران دیگر نشانه تولد علم ژنتیک بود، علمی که هدف آن فهم و درک این ژن ها و چگونگی عملکرد واقعی آن ها می باشد .این علم در ۳۰ سال اولیه عمرش با سرعت شگفت انگیزی رشد کرد ولی تا دهه ۱۹۴۰ درک صحیح و واقعی از ماهیت مولکولی ژن و علم ژنتیک مولکولی وجود نداشت. ما بین سال های ۱۹۵۲ تا ۱۹۶۶ ، ساختار DNA مشخص شد، کد های ژنتیکی رمز گشایی شدند و فرایندهای رونویسی و ترجمه توصیف و شرح داده شدند و می توان گفت ژنتیک و زیست شناسی مولکولی دست به دست هم داده و شاخه ای نوین از علوم زیستی به نام ژنتیک مولکولی را پدید آوردند.

ژنتیک مولکولی مطاللعه ی همه جانبه ی ژن ها ( ساختار ،عملکرد ،تغییر و جهش در ژن ها ) را پوشش می دهد. افرادی که در حیطه ی ژنتیک مولکولی فعالیت می کنند با استفاده از تکنیک های مولکولی بر هم کنش پیچیده ی درون و بین ژن ها را بررسی می کنند .

ژنتیک مولکولی در اواخر دهه ۱۹۶۰ به دلیل پیشرفته نبودن تکنیک های تجربی و آزمایشگاهی با یک دوره رکود دنبال شد، اما در اوایل دهه ۱۹۷۰ انقلابی در در بیولوژی تجربی رخ داد و روش تکنولوژی DNA  نوترکیب  یا مهندسی ژنتیک که در رأس آن ها فرآیند کلونینگ ژن قرار دارد منجر به شروع دوره های وسیع تری در علم ژنتیک و ظهور تکنیک های سریع و کارآمد توالی یابی DNA  شدند که تعیین ساختار ژن های خاصی را امکان پذیر ساخت و در اواخر قرن بیستم با انجام پروژه های بزرگ تری، مثل پروژه ژنوم انسان تکمیل شدند. این دستاورد ها مسیر را برای مطالعه تنظیم بیان ژن ها فراهم کرد. در طول دهه ۱۹۸۰ یک تکنیک ساده ی هوشمندانه به نام واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) ظهور کرد که به عنوان یک مکمل بی نقص برای کلونینگ ژن عمل می کند و بسیاری از کار ها را که انجام آن ها با روش کلونینگ ژن مشکل بودند را آسان تر نمود .PCR  محدوده ی آنالیز DNA  را گسترش داد و ژنتیک مولکولی را قادر ساخت تا کاربرد های جدیدی در محدوده های پزشکی، کشاورزی، بیوتکنولوژی بیابد و علوم ژنتیک باستان شناسی،اکولوژی مولکولی و علوم جنایی مبتنی بر DNA فقط سه مورد از علومی هستند که در نتیجه ظهور PCR  ظهور کردند .

تکنیک های مولکولی رایج شامل : استخراج اسید های نوکلئیک ( DNA,RAN )، انواع واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) از قبيل (RT-PCR , BLANK PCR , Real Time PCR , ARMS-PCR , TetraARMS-PCR و…) ، طراحی پرایمر، هضم آنزیمی RFLP، الکتروفورز ژل آگارز و پلی آکریل آمید … .هم چنین تکنیک های پیشرفته تری هم چون انواع تکنیک های توالی یابی DNA (سکوئنسینگ) از Sanger  گرفته تا سکوئنسینگ های نسل جدید NGS و نسل سوم و انگشت نگاری ( DNA Fingerprinting )DNA و … در حیطه ی علم ژنتیک مولکولی می باشد .

در خلاصه این مطلب می توان اینطور گفت که علم ژنتیک به بررسی چگونگی انتقال صفات ارثی از نسلی به نسل دیگر می پردازد و علم ژنتیک مولکولی به بررسی ژن ها و تمامی ساختار و عملکرد های آن ها می پردازد. تکنیک واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) کاربردهای بسیار زیادی دارد به خصوص در کلونینگ ژن و در کل در ژنتیک مولکولی.

آشنایی و معرفی رشته ژنتیک مولکولی

معرفی منابع ارشد و دکتری ژنتیک مولکولی

معرفی بازار کار رشته ژنتیک مولکولی

معرفی دانشگاه های برتر ایران در رشته ژنتیک مولکولی

معرفی تجهیزات آزمایشگاهی ژنتیک مولکولی