في تقنية مصفوفة DNA الدقيقة، إذا ظهر اللون الأسود في حفرة معيّنة، فإنّ ذلك يدلّ على:
تعبير جيني في الخلايا الطبيعية فقط
عدم التعبير الجيني في أيٍّ من العيّنتين
تعبير جيني في الخلايا السرطانية فقط
تعبير جيني في كلتا الخليتين بالتساوي
آلية استنساخ الحيوانات، كما وُصفت في استنساخ الأغنام والبقر والقطط والفئران:
دمج نواتي بويضتين مخصّبتين معًا مباشرة
استبدال نواة خلية جسمية سليمة ثنائية المجموعة الكروموسومية بنواة بويضة غير مخصّبة، ثم تحفيز البويضة على الانقسام
حقن الحيوان مباشرة بجينات جديدة دون أي تلاعب بالنواة
تعريض الحيوان لجرعة إشعاعية للتحفيز على الانقسام
خطوات العلاج الجيني، بالترتيب الصحيح بدءًا من استخلاص خلايا المريض:
حقن المريض بالخلايا المعدَّلة أولًا، ثم استخلاص الخلايا لاحقًا
تعديل الفيروس أولًا دون أي حاجة لاستخلاص خلايا المريض
استخلاص خلايا المريض، ثم تعديل الفيروس بإضافة الجين المرغوب، ثم إدخال الفيروس المعدَّل في خلايا المريض، ثم حقن المريض بالخلايا المعدَّلة جينيًّا
إدخال الفيروس مباشرة في جسم المريض دون أي خطوات تحضيرية
مادة عالجية أُنتِجت باستخدام هندسة الجينات، وتُستخدَم لعلاج الأنيميا:
هرمون النمو
عامل التخثّر الثامن
الإريثروبويتين (Erythropoietin)
الفولستم
طريقة عزل الجين التي تعتمد على معرفة تسلسل الحموض الأمينية للبروتين المطلوب، فيُصمَّم تسلسل النيوكليوتيدات المسؤول عنه صناعيًّا:
طريقة تصنيع سلسلة عديد النيوكليوتيد (Synthesis of a Polynucleotide Chain)
طريقة إنزيمات القطع المحدّد
طريقة الفصل الكهربائي الهلامي
طريقة الانتخاب باستخدام الجين العلامة
جزيء DNA الذي تغيّر تركيبه نتيجة إضافة جين معزول من مصدر آخر إليه:
DNA الأصلي دون أي تغيير
RNA الرسول
DNA معاد التركيب (Recombinant DNA)
الجينوم الكامل للكائن
العملية العلاجية التي تعتمد على تثبيط الجين المسؤول عن إحداث المرض، أو إدخال نسخة من الجين السليم في خلايا فرد مصاب بمرض وراثي:
العلاج الكيميائي التقليدي
العلاج الإشعاعي
العلاج الهرموني العادي
العلاج الجيني (Gene Therapy)
مادة عالجية أُنتِجت باستخدام هندسة الجينات، وتُستخدَم لعلاج القزامة:
الإريثروبويتين
هرمون النمو (Growth Hormone)
إذا أُخذت عيّنة DNA من كائنين (أ) و(ب)، وخُلطت مع إنزيم القطع EcoRI، فنتج من الكائن (أ) 4 قطع، ومن الكائن (ب) قطعتان، فإنّ التفسير الأرجح لهذا الاختلاف:
يحتوي DNA الكائن (أ) على مناطق تعرّف أقلّ من DNA الكائن (ب)
يحتوي DNA الكائن (أ) على مناطق تعرّف لإنزيم EcoRI أكثر من DNA الكائن (ب)
حجم DNA في الكائن (أ) أكبر بالضرورة من الكائن (ب)
يخلو DNA الكائن (ب) تمامًا من أي مناطق تعرّف
في تقنية مصفوفة DNA الدقيقة، إذا ظهر اللون الأصفر في حفرة معيّنة، فإنّ ذلك يدلّ على:
طريقة عزل الجين المعتمدة على استخدام إنزيمات تقطع DNA في مناطق محدّدة للحصول على الجين المطلوب مباشرة:
طريقة تصنيع سلسلة عديد النيوكليوتيد
طريقة النسخ العكسي
طريقة الفصل الكهربائي
قاعدة بيانات مرجعية تُستفاد منها في تعرّف عدد البروتينات ووظائفها المختلفة وعلاقتها بالأمراض:
COSMIC
Human Protein Reference Database (HPRD)
VNTRs
ADA-SCID
العام الذي بدأ فيه مشروع الجينوم البشري، والعام الذي أُعلن فيه انتهاؤه:
بدأ عام 1990م، وانتهى عام 2003م
بدأ عام 1997م، وانتهى عام 2003م
بدأ عام 2000م، وانتهى عام 2010م
بدأ عام 1953م، وانتهى عام 1990م
أداة معلوماتية حيوية تساعد على المقارنة السريعة بين تسلسلات الجينات على جزيئات DNA لكائنات مختلفة، وتُستخدَم لتعرّف وظائف الجينات:
Basic Local Alignment Search Tool (BLAST)
HPRD
جين يُضاف إلى البلازميد لتمييز الخلايا البكتيرية التي دخلها البلازميد بنجاح من غيرها، ويُعرف باسم:
الجين العلامة (Marker Gene)
الجين المرغوب فيه
الجين المقاوم للحرارة
جين مُحفّز عوامل النسخ فقط
النعجة التي أُعلن عن ولادتها عام 1997م في اسكتلندا، وكانت أول ثدييات مستنسخة من خلية جسمية بالغة متمايزة:
النعجة دوللي (Dolly)
النعجة مولي
النعجة سالي
النعجة إيمي
طريقة عزل الجين المعتمدة على إنتاج نسخة DNA مكمّلة لسلسلة mRNA باستخدام إنزيم النسخ العكسي، وتُسمّى السلسلة الناتجة:
سلسلة البدء (Primer)
النهاية اللزجة
الحمض النووي المكمّل (Complementary DNA - cDNA)
الجين العلامة
العملية التي تُفصَل بها عادة قطع من الحمض النووي DNA عن بعضها البعض بحسب طولها وشحنتها:
الترشيح
الطرد المركزي
الفصل الكهربائي الهلامي
تفاعل PCR
سبب استخدام نيوكليوتيدات مصبوغة بألوان مختلفة (خضراء للعيّنة الضابطة، وحمراء لعيّنة الفحص) في تقنية مصفوفة DNA الدقيقة:
لتحديد حجم قطع DNA فقط كما في الفصل الكهربائي
لتسريع عملية القطع بإنزيمات القطع المحدّد فقط
لتمكين التمييز بصريًّا بين مصدر التعبير الجيني (طبيعي أم سرطاني) في كل حفرة بعد المقارنة
لا علاقة لهذه الألوان بأي تفسير علمي
تقنية إثرائية (مصفوفة DNA الدقيقة) تُستخدَم لمقارنة التعبير الجيني بين خلايا مختلفة، معتمدة على رقاقة تحوي عشرات الآلاف من الثقوب الملتصق بها سلاسل DNA أحادية مكمّلة لأجزاء من جينات محدّدة:
مصفوفة DNA الدقيقة (DNA Microarray)
البصمة الوراثية
المشروع العلمي الذي يهدف إلى تحديد تسلسل النيوكليوتيدات في كامل DNA للإنسان، وتعرّف مواقع الجينات وترتيبها في الكروموسومات:
مشروع المعلوماتية الحيوية
مشروع الجينوم البشري (Human Genome Project)
مشروع البصمة الوراثية
مشروع علم المحتوى البروتيني
إذا نُقل جين تصنيع الإنسولين إلى بلازميد بكتيري عبر إنزيم الربط، فإنّ الخطوة التالية مباشرة في هندسة الجينات تكون:
التحوّل والانتخاب: انتقال الجين المرغوب فيه إلى البكتيريا واختيار البكتيريا المعدَّلة جينيًّا
العزل مجددًا للجين نفسه
تصنيع بروتين جديد كليًّا بمعزل عن البكتيريا
إعادة قطع البلازميد بإنزيم آخر مختلف تمامًا
مثال على نبات يُستنسَخ خضريًّا لأهمّيته الاقتصادية وصعوبة تكثيره، كما ورد في سياق استنساخ النبات:
نبات البازلاء
نبات القمح
نبات الأوركيد
نبات الذرة
من خطوات هندسة الجينات التي تُستخدَم فيها عملية النسخ العكسي تحديدًا:
الربط
التحوّل
الانتخاب
العزل
قاعدة بيانات للطفرات الجسمية المسبّبة لمرض السرطان، تُستخدَم في المعلوماتية الحيوية:
BLAST
NCBI فقط
استخدام الحاسوب في جمع تسلسل عدد كبير من النيوكليوتيدات، ومعالجتها، وتحليلها، ودراستها، ودراسة المعلومات المتعلّقة بالعلوم الحياتية:
الاستنساخ الحيوي
علم المحتوى البروتيني
العلاج الجيني
المعلوماتية الحيوية (Bioinformatics)
إذا خضع جزء من DNA لتفاعل PCR لمدّة 10 دورات، فإنّ عدد قطع DNA الناتجة يساوي:
100 قطعة
1024 قطعة
1000 قطعة
10000 قطعة
الطرائق الثلاث التي استخدمها العلماء لعزل الجين المرغوب فيه:
الفصل الكهربائي الهلامي فقط
إنزيمات القطع المحدّد، وتصنيع سلسلة عديد النيوكليوتيد، والنسخ العكسي
تفاعل PCR فقط دون أي طريقة أخرى
الاستنساخ فقط دون أي طريقة أخرى
أول هرمون بشري أُنتِج اعتمادًا على هندسة الجينات، بتعديل بكتيريا Escherichia coli جينيًّا لإنتاجه:
هرمون الإنسولين البشري
مثال على استخلاص mRNA من خلايا نشيطة لاستخدامها في طريقة النسخ العكسي لعزل جين، كخلايا بيتا في جزر لانجرهانز بالبنكرياس المسؤولة عن تصنيع:
الإنسولين البشري
من تطبيقات البصمة الوراثية في القضايا القانونية والكوارث:
تشخيص الأمراض القلبية فقط
تحديد النسب، والتحقيق في الجرائم، وتحديد هوية ضحايا الكوارث الطبيعية
قياس مستوى السكّر في الدم
تحديد فصيلة الدم فقط
العملية التي يُطلق عليها اسم هندسة الجينات، والتي تُغيّر المعلومات الوراثية للكائن الحي:
تصنيع البروتينات الطبيعية فقط دون أي تعديل
الانقسام الخلوي العادي
تعديل DNA للكائن الحي (Genetic Engineering)
تصحيح اختلالات DNA فقط
من الفوائد المستفادة من مشروع الجينوم البشري:
تشخيص الأمراض الوراثية وعلاجها، وتحديد الأمراض الناتجة من أليلات سائدة أو متنحّية، واكتشاف الجينات المرتبطة بأمراض معقّدة كالسرطان
إنتاج اللقاحات فقط دون أي فائدة أخرى
تحديد فصائل الدم فقط
تحسين الإنتاج الزراعي فقط دون أي تطبيق طبي
الخطوة الرابعة والأخيرة من خطوات هندسة الجينات، وفيها تُحفَّز الخلايا المعدَّلة جينيًّا على الانقسام لزيادة أعدادها وإنتاج البروتين المطلوب:
التكاثر (Reproduction)
التحوّل والانتخاب
مادة أُنتِجت باستخدام هندسة الجينات، وتُستعمل لعلاج العقم:
الفولستم (Follistim)
الخطوة الأولى من خطوات هندسة الجينات، وتتمثّل في عزل الجين المرغوب فيه الموجود على أحد كروموسومات كائن حي عن الجينات الأخرى:
الربط (Ligation)
التكاثر
العزل (Isolation)
العلاقة بين إنتاج بكتيريا E. coli المعدَّلة جينيًّا لهرمون الإنسولين البشري، ونقل الجين البشري المسؤول عن هذا الهرمون إلى داخل البكتيريا عبر بلازميد:
تُنتج البكتيريا الهرمون بمعزل تام عن الجين المنقول إليها
لا يمكن للبكتيريا التعرّف على أي جين بشري منقول إليها إطلاقًا
يقتصر دور البلازميد على تخزين الجين دون أي تعبير جيني فعلي
يُتيح نقل الجين البشري للبلازميد البكتيري إمكانية استغلال آلية النسخ والترجمة الطبيعية للبكتيريا لإنتاج البروتين البشري نفسه بكمّيات كبيرة
العدد التقريبي لأزواج القواعد النيتروجينية التي يحتويها الجينوم البشري:
أقلّ من مليون زوج
حوالي 100 مليون زوج
حوالي 10 مليارات زوج
أكثر من 3 مليارات زوج
أمراض يمكن معالجتها جينيًّا، بحسب ما ورد في سياق العلاج الجيني:
جميع أنواع السرطان فقط دون أي مرض آخر
نزلات البرد الموسمية فقط
الحساسية الموسمية فقط
مرض التليّف الكيسي، وأنواع معيّنة من نزف الدم، ومرض مناعي يُسمّى ADA-SCID
الخطوة الثالثة من خطوات هندسة الجينات، وفيها تدخل الخلية البكتيرية البلازميد المعدَّل جينيًّا لتصبح خلية معدَّلة جينيًّا:
التحوّل والانتخاب (Transformation and Selection)
مصدر النواة المستخدَمة في استنساخ النعجة دوللي:
خلية جسمية ثنائية المجموعة الكروموسومية من نعجة بالغة
بويضة مخصّبة من نعجة أخرى
خلية جنسية أُحادية المجموعة الكروموسومية
خلية جنينية مبكّرة فقط
الاسم الذي يُطلق على الكائن الحي الذي نُقل إليه جين من كائن آخر عبر هندسة الجينات:
الكائن الحي الطبيعي
الكائن الحي المعدَّل جينيًّا (Genetically Modified Organism)
الكائن الحي المستنسخ فقط
الكائن الحي المتحوّل تلقائيًّا
في تقنية مصفوفة DNA الدقيقة، إذا ظهر اللون الأخضر في حفرة معيّنة، فإنّ ذلك يدلّ على:
تعبير جيني في الخلايا الطبيعية فقط (العيّنة الضابطة)
مادة عالجية أُنتِجت باستخدام هندسة الجينات، وتُستخدَم لعلاج نوع من أنواع مرض نزف الدم:
عامل التخثّر الثامن (Factor VIII)
سبب استخدام إنزيم القطع المحدّد نفسه المستخدَم في عزل الجين المرغوب لفتح البلازميد أيضًا في منطقة التعرّف الخاصة به:
لضمان تطابق النهايات المفردة (اللزجة) في كلٍّ من البلازميد المفتوح والجين المرغوب، ما يسهّل التحامهما بإنزيم الربط لاحقًا
لتقليل تكلفة العملية فقط دون أي غاية علمية أخرى
لأنّه لا يوجد أي إنزيم آخر يمكن استخدامه لهذا الغرض
لضمان تدمير الجين المرغوب قبل إدخاله في البلازميد
المركز الذي يضمّ قاعدة بيانات متخصّصة تحوي بيانات الجينات المتسلسلة في بنك الجينات، وفهرسًا لمقالات البحوث الطبية الحيوية:
المركز الوطني للسكّري والغدد الصمّ والوراثة
مشروع الجينوم البشري فقط
المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية (NCBI)
قاعدة بيانات BLAST فقط
العلم الذي يدرس أنواع البروتينات المختلفة، ووفرتها، وتركيبها، ووظائفها، وأثرها في جسم الكائن الحي، ويتضمّن معرفة تسلسل الحموض الأمينية فيها:
علم المحتوى البروتيني (Proteomics)
المعلوماتية الحيوية
علم الوراثة الكلاسيكي
هندسة الجينات
العلاقة بين مشروع الجينوم البشري ومشروع رسم خريطة البروتينات للإنسان (HPRD) من حيث التسلسل المنطقي للاستفادة من المعلومات الوراثية:
توفّر معرفة تسلسل الجينوم البشري أساسًا لتحديد الجينات المسؤولة عن كل بروتين، ما يُسهم في بناء قاعدة بيانات شاملة عن البروتينات ووظائفها
لا علاقة بين المشروعين إطلاقًا
يسبق مشروع رسم خريطة البروتينات مشروع الجينوم البشري زمنيًّا ومنطقيًّا
يقتصر أحد المشروعين على البكتيريا دون الإنسان
العالِم الذي أجرى تجربة استنساخ نبات الجزر باستخدام خلايا الجذر، فأنتج نباتات جزر متماثلة وراثيًّا ومماثلة للنبات الأصلي:
كاري موليس
توماس مورغان
غريغور مندل
F.C. Steward
التسلسل الصحيح للخطوات التي تحدث أثناء كل دورة من دورات تفاعل PCR:
الربط بسلاسل البدء أولًا، ثم التسخين، ثم البناء
بناء الجزيئات أولًا، ثم الربط بسلاسل البدء، ثم التسخين
تسخين الخليط إلى درجة حرارة عالية (الفصل)، ثم الربط بسلاسل البدء، ثم بناء الجزيئات بإنزيم البلمرة
لا يوجد ترتيب ثابت لهذه الخطوات
الإنزيم الذي يُغلق (يربط) النهايات اللزجة للأجزاء المتعدّدة عند إنتاج DNA معاد التركيب:
إنزيمات القطع المحدّد
إنزيم الربط (DNA Ligase)
استنساخ الجينات (ليس إنزيمًا)
إنزيم بلمرة DNA
العملية المستخدَمة في استنساخ النعجة دوللي عام 1997م:
استخدام الحمض النووي للميتوكندريا من خلية أنثى بالغة من نعجة أخرى فقط
نقل نواة خلية جسمية بالغة متمايزة إلى بويضة منزوعة النواة، ثم تحفيزها على الانقسام
دمج بويضتين مخصّبتين من نعجتين مختلفتين
حقن الحمض النووي مباشرة في رحم النعجة دون أي خلية وسيطة
الوسيلة المستخدَمة لدمج نواة الخلية الجسمية مع البويضة منزوعة النواة في تجربة استنساخ النعجة دوللي:
استخدام صدمة كهربائية
استخدام إنزيم الربط
استخدام حرارة عالية فقط
استخدام إشعاع فوق بنفسجي
موقف الهيئات والمؤسسات الشرعية من الاستنساخ البشري، كما ورد في سياق دراسة الاستنساخ:
أجازته دون أي قيود
أجمعت على تحريمه؛ لما فيه من ضياع للأنساب وتهديد لتماسك المنظومة المجتمعية
تركت الأمر بالكامل للاختيار الفردي دون أي حكم شرعي
لم تتطرّق إليه إطلاقًا
من التحدّيات التي يواجهها استخدام العلاج الجيني:
ارتفاع تكلفة العلاج فقط دون أي تحدٍّ علمي
عدم وجود أي طريقة لاختبار نجاح العلاج
استحالة استخدام أي ناقل جيني في هذا العلاج
التأكّد من اندماج الجين المرغوب في المادة الوراثية للخلية، والتأكّد من نشاط الجين، واختيار ناقل لا يُحدث ردود فعل مناعية
من الآثار السلبية المحتملة لاستخدام التكنولوجيا الحيوية:
تحسين الإنتاج الزراعي فقط دون أي أثر سلبي
علاج الأمراض الوراثية فقط دون أي أثر سلبي
تأثير الجين المنقول في الجينات الأخرى، ومهاجمة جهاز المناعة للناقل الجيني، والتأثير في الأنظمة البيئية، وإمكانية إنتاج أسلحة بيولوجية
إنتاج اللقاحات فقط دون أي أثر سلبي
العملية التي يُقصد بها إنتاج كائن حي متعدّد الخلايا من خلية واحدة، بحيث يتطابق وراثيًّا مع الكائن الحي الذي أُخذت منه الخلية الأصلية:
الاستنساخ (Cloning)
المنطقة المستخدَمة لإعداد خريطة البصمة الوراثية، وتحتوي على أعداد متغيّرة من تسلسلات DNA المتكرّرة:
منطقة أصل التضاعف
منطقة المُحفّز
Variable Number Tandem Repeats (VNTRs)
منطقة الإنترون
سبب اعتبار تحديد المحتوى البروتيني للإنسان أكثر صعوبة منه في البكتيريا:
بساطة تركيب خلايا الإنسان مقارنة بالبكتيريا
عدم احتواء خلايا الإنسان على أي بروتينات إطلاقًا
كثرة عدد البروتينات وتنوّعها وتعقيد العمليات الخلوية في خلايا الإنسان مقارنة بالبكتيريا الأبسط تركيبًا
اقتصار البروتينات على البكتيريا دون الإنسان
قضية أخلاقية مرتبطة بالتكنولوجيا الحيوية، تتعلّق بتعديل صفات الأجنّة غير المرضية مثل الذكاء والجمال والطول:
قضية مقبولة أخلاقيًّا دون أي جدل
من أبرز القضايا الأخلاقية المثيرة للجدل والقلق
لا علاقة لهذه القضية بأخلاقيات التكنولوجيا الحيوية
اقتصار هذه القضية على المجال الزراعي فقط
خريطة قطع تُبيّن توزيع قطع DNA في عيّنة يراد تحليلها، وتؤخذ من نواة خلية حيّة مثل خلايا الدم البيضاء أو جذور الشعر:
خريطة الجينات
المخطّط الكروموسومي
خريطة البروتينات
البصمة الوراثية (DNA Fingerprint)
الخطوة الثانية من خطوات هندسة الجينات، وتستخدم إنزيم الربط لربط الجين المعزول بناقل جينات (مثل البلازميد):
موقف الهيئات الشرعية من استنساخ النباتات والحيوانات لأغراض البحث العلمي أو العلاج أو زراعة الأعضاء:
حُرّم بالكامل دون أي استثناء
لا يوجد أي موقف شرعي بشأن هذا النوع من الاستنساخ
سُمح به ضمن حدود الاعتدال، وجلب المصالح، ودرء المفاسد، وفق الضوابط الشرعية
اقتصر السماح على استنساخ النباتات فقط دون الحيوانات
نسبة التشابه التقريبية في تركيب DNA بين الأشخاص المختلفين، بحسب ما استنتجه العلماء من مشروع الجينوم البشري:
50%
75%
99.9% تقريبًا
90%
الأداة المستخدَمة لإنتاج سلسلة DNA المكمّلة (cDNA) من mRNA:
إنزيمات بلمرة DNA العادية
إنزيم ربط DNA
إنزيم النسخ العكسي
مثال على جين علامة مستخدَم في عملية الانتخاب، ويؤدّي إلى توهّج الخلايا التي دخلها البلازميد باللون الأخضر عند تعريضها للأشعة فوق البنفسجية:
جين مقاومة الحرارة من بكتيريا Thermus aquaticus
جين هرمون الإنسولين البشري
جين مقاومة الملوحة في النباتات
جين Green Fluorescent Protein (GFP)، الموجود في قنديل البحر Aequorea victoria
العملية التي يُطلق عليها اسم 'الانتخاب' في خطوات هندسة الجينات:
دخول البلازميد إلى الخلية البكتيرية مباشرة
تعرّف الخلايا التي دخلها البلازميد المعدَّل جينيًّا من بين جميع الخلايا البكتيرية
عزل الجين المرغوب فيه من كروموسوماته الأصلية
ربط الجين المعزول بالناقل الجيني
سبب صلاحية البصمة الوراثية أداة للتمييز بين الأفراد في القضايا القانونية:
اختلاف تسلسلات VNTRs من شخص لآخر، وتشابهها فقط في التوائم المتطابقة
تطابق البصمة الوراثية بين جميع أفراد النوع البشري
اقتصار البصمة الوراثية على استخدام واحد فقط هو تحديد النسب
عدم إمكانية استخدامها في أي قضية جنائية