آموزش مهندسی ژنتیک زبان (فارسی)

توضیحات

مهندسی ژنتیک در عرصه های مختلف پزشکی، کشاورزی، صنعتی و… دارای کاربردهای فراوانی است. دانشمندان علوم طبیعی با استفاده از روش های مهندسی ژنتیک، موفق به دست ورزی مستقیم DNA موجودات مختلف و تغییر خصوصیات (فنوتیپ) آن ها برای دست یابی به یک هدف خاص شده اند. به عنوان مثال مهندسین ژنتیک توانسته اند با مهندسی ژن های پلاسمیدهای باکتریایی، آن ها را به کارخانه هایی برای تولید انواع پروتئین ها و آنزیم های نوترکیب تبدیل نمایند.

بر این اساس، تاکنون داروهایی نظیر: انسولین، هورمون رشد انسانی، آلبومین انسانی، آنتی بادی های مونوکلونال (Monoclonal)، فاکتورهای ضدهموفیلی، واکسن ها و بسیاری از داروهای دیگر در مقیاس انبوه تولید شده اند. علاوه بر این، مهندسی ژنتیک برای افزایش ارزش غذایی و سرعت رشد محصولاتی نظیر: سیب زمینی، گوجه فرنگی و برنج به کار رفته است. گوسفندهای مهندسی ژنتیک شده ای تولید شده اند که قادر به تولید پروتئین هایی با خواص دارویی در شیر خود می باشند. از یک ویروس اصلاح شده ژنتیکی برای ساخت نوعی باتری سازگار با محیط زیست استفاده شده است.

برخی از باکتری ها با مهندسی ژن های خود طوری تغییر یافته اند که می توان از آن ها به عنوان حسگرهایی برای تشخیص تغییرات محیطی معین استفاده نمود. با چنین دامنه وسیعی از کاربردها بدیهی است که آموزش و یادگیری مفاهیم، اصول و روش های مهندسی ژنتیک در زیست شناسی نوین از اهمیت ویژه ای برخوردار است و برای دانشجویان و پژوهشگران علوم مختلف زیستی بسیار جذاب به نظر می رسد.

در این فرادرس تلاش شده است که اصول و مفاهیم مهندسی ژنتیک با ارائه مثال های کاربردی، شکل و انیمیشن ها به صورتی ساده، روان و قابل درک برای دانشجویان علوم زیستی در مقاطع مختلف تدریس شود. در این آموزش، دانشجویان و علاقه مندان فرصت فراگیری ساده و گام به گام جزییات کامل مراحل همسانه سازی ژن ها را با هدف تولید پروتئین های نوترکیب در میزبان های پروکاریوتی (Prokaryotic) و یوکاریوتی (Eukaryotic) و با استفاده از نسخه های همسانه سازی شده ژن مورد نظر برای تغییر خصوصیات یک موجود یوکاریوت خواهند یافت، همچنین، روش های تهیه و غربالگری کتابخانه های ژنی، آموزش تئوری و عملی روش های پرکاربرد و مهمی نظیر: واکنش زنجیره ای پلی مراز (PCR)، الکتروفورز اسیدهای نوکلئیک بر روی ژل آگارز و الکتروفورز پروتئین ها بر روی ژل پلی آکریل آمید، لکه گذاری های سادرن، نوردرن، وسترن و روش های مختلف توالی یابی اسیدهای نوکلئیک در اختیار کلیه علاقه مندان به فناوری های زیستی قرار گرفته است.

فهرست سرفصل ها و رئوس مطالب مطرح شده در این مجموعه آموزشی، در ادامه آمده است:

§        درس یکم: تاریخچه و ظهور مهندسی ژنتیک

·        تاریخچه مهندسی ژنتیک

·        معرفی مهندسی ژنتیک (فناوری DNA نوترکیب)

o       فرایند تولید پروتئین نوترکیب

o       همسانه سازی DNA یا ژن در یک نگاه

·        آشنایی با آنزیم های مهم در مهندسی ژنتیک

o       نوکلئازها

o       لیگازها

o       پلیمرازها (Polymerase)

o       آنزیم های تغییردهنده انتها

§        درس دوم: آشنایی با ناقل های همسانه سازی

·        ناقل های همسانه سازی ژن در پروکاریوت ها

o       ناقل های پلاسمیدی

o       ناقل هایی براساس باکتریوفاژهای E. coli

o       ناقل کاسمید (Cosmid vector)

o       ناقل هایی براساس باکتریوفاژ M13

o       ناقل فاژمید (Phgemid vector)

·        ناقل های همسانه سازی ژن در مخمرها

·        ناقل های همسانه سازی ژن در گیاهان

·        ناقل های همسانه سازی ژن در سلول های جانوری

§        درس سوم: استخراج DNA از سلول های زنده

·        استخراج DNA کلی سلول

o       تهیه کشت باکتریایی

o       تهیه عصاره سلولی

o       تخلیص DNA از عصاره سلولی

o       حذف آلاینده ها با استخراج آلی و هضم آنزیمی

o       استفاده از کروماتوگرافی تعویض یونی برای تخلیص DNA

o       تغلیظ نمونه های DNA

o       سنجش غلظت DNA

o       استخراج DNA سلولی گیاهان

o       تخلیص DNA با روش گوانیدینیوم تیوسیانات و سیلیکا

·        استخراج DNA پلاسمیدی

o       جداسازی براساس اندازه

o       جداسازی براساس کنفورماسیون

o       واسرشت شدن قلیایی (Alkaline denaturation)

o       سانتریفیوژ بر روی شیب غلظت اتیدیوم بروماید – سزیم کلراید

o       ازدیاد DNA

·        استخراج DNA باکتریوفاژ (Bacteriophage)

§        درس چهارم: هضم آنزیمی و لیگاسیون

·        هضم آنزیمی

o       انواع آنزیم های محدودگر

o       هضم آنزیمی در آزمایشگاه

o       آنالیز محصولات هضم آنزیمی

o       جداسازی مولکول های DNA توسط الکتروفورز (Electrophoresis) بر روی ژل آگارز

o       مشاهده مولکول DNA در ژل

o       رنگ آمیزی با اتیدیوم بروماید

o       اتورادیوگرافی DNA برچسب خورده با رادیواکتیو

o       برآورد اندازه مولکول های DNA

·        تعیین نقشه محدودگر (Restriction mapping)

·        لیگاسیون – اتصال مولکول های DNA به یکدیگر

o       پایانه های چسبنده، بازده واکنش لیگاسیون را افزایش می دهند

o       اتصال پایانه های چسبنده به یک مولکول دارای پایانه های صاف

o       لینکرها ((Linkers

o       آداپتورها (Adaptors)

o       دم های هموپلیمر (Homopolymers tailing)

§        درس پنجم: همسانه سازی DNA

·        اهداف همسانه سازی DNA

·        روش همسانه سازی DNA

o       ترانسفورم کردن – جذب DNA توسط سلول های باکتری

o       تهیه سلول های باکتریایی مستعد

o       انتخاب سلول های ترانسفورم شده

o       شناسایی نوترکیب ها

o       انتخاب نوترکیب ها با غیرفعال سازی درجی یک ژن مقاومت به آنتی بیوتیک در ناقل pBR322

o       انتخاب نوترکیب ها با غیرفعال سازی درجی ژن lacZ

o       ترانسفورم کردن سلول های غیرباکتریایی

o       ترانسفورم کردن سلول های منفرد

·        واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR)

§        درس ششم: روش های بیان ژن های کلون شده

·        بیان ژن های یوکاریوتی در سلول های پروکاریوتی

o       ناقل های بیانی

o       مشکلات بیان ژن های یوکاریوتی در سلول های پروکاریوتی

·        سیستم های بیان یوکاریوتی

o       ناقل های بیانی مخمر

o       ناقل های یوکاریوتی مشتق شده از Baculovirus

·        ترنسفکشن سلول های جانوری

·        استفاده از پلاسمید Ti برای انتقال ژن به گیاهان

o       پلاسمید Ti

o       ژن های T – DNA

o       ناقل pBIN19 طراحی شده بر اساس پلاسمید Ti طبیعی

o       فرایند انتقال ژن خارجی به سلولهای گیاهی توسط ناقل pBIN19

·        تکنیک های انتقال ژن (روش های فیزیکی و مکانیکی)

o       الکتروپوریشن (Electroporation)

o       ریز تزریق (Microinjection)

o       بمباران ذرهای (Particle Bombardment)

o       القا شده با لیزر (Laser induced)

§        درس هفتم: کتابخانه های ژنومی و cDNA

·        آشنایی با کتابخانه ژنومی و روش تهیه آن

o       تهیه کتابخانه ژنومی انسان

o       ناقل Charon4

o       مراحل تهیه کتابخانه ژنومی

·        آشنایی با کتابخانه cDNA و روش تهیه آن

o       مراحل تهیه کتابخانه cDNA

o       استخراج mRNA

o       تهیه DNA مکمل (cDNA)

o       روش Homopolymer tailing

o       روش گوبرهافمن (GubberHoffman)

o       همسانه سازی cDNA در ناقل مناسب

·        روش های جداسازی کلون های دلخواه از یک کتابخانه ژنی

o       غربالگری با دورگه سازی DNA

o       تهیه کاوشگر رادیواکتیو

o       غربالگری با روش های ایمونولوژی

o       غربالگری با فعالیت آنزیمی

§        درس هشتم: آشنایی با روش های لکه گذاری

·        لکه گذاری ساترن (Southern)

o       مراحل لکه گذاری سادرن

o       تفسیر نتایج لکه‌گذاری سادرن

·        لکه گذاری نوردرن (Northern)

o       مراحل لکه گذاری نوردرن

o       تفسیر نتایج لکه‌ گذاری نوردرن

·        لکه گذاری نقطه ای اسیدهای نوکلئیک (Dot blotting)

·        لکه گذاری های ایمنی (Immunoblotting)

o       تشخیص پروتئین های لکه گذاری شده

o       الکتروفورز بر روی ژل پلی آکریل آمید (SDS – PAGE)

o       ژل پلی آکریل آمید

o       سدیم دو دسیل سولفات (SDS)

o       مراحل الکتروفورز بر روی ژل پلی آکریل آمید (SDS – PAGE)

o       لکه گذاری وسترن (Western blotting)

o       مراحل لکه گذاری وسترن

o       آشکارسازی پروتئین های منتقل شده به غشای نیتروسلولزی

o       لکه گذاری نقطه ای پروتئین ها

§        درس نهم: روش های توالی یابی DNA

·        توالی یابی به روش ماکسام – گیلبرت

·        توالی یابی به روش خاتمه زنجیره سنگر

·        توالی یابی DNA به روش خودکار

·        روش های گوناگون ایجاد DNA الگوی تک رشته ای

·        DNA پلیمراز برای توالی یابی به روش خاتمه زنجیره

·        توالی یابی با چرخه حرارتی (Thermal Cycle Sequencing)

·        توالی یابی با بازده بالا (Highthroughput DNA sequencing)

o       پایروسکوانسینگ (Pyrosequencing)

مفید برای رشته های

§        مهندسی کشاورزی

§        زیست شناسی

حجم فایل:600 ام بی