تطفر نوعي الموقع

مُصنِّع قليلات نوكليوتيد أوتوماتيكي.

التطفر نوعي الموقع (بالإنجليزية: Site-directed mutagenesis)‏ هي تقنية مخبرية في علم الأحياء الجزيئي تُستخدم لإحداث تغيرات محددة متعمَّدة في تسلسل دنا جين معين وأي نواتج جينية له.تسمى كذلك تطفرٌ موجهُ الموقع أو تطفرُ قليلاتِ النوكليوتيد الموجه، تستخدم كذلك لدراسة بُنى ونشاط جزيئات الدنا والرنا والبروتينات البيولوجي، وتستخدم أيضا في هندسة البروتين.

التطفر نوعي الموقع أحد أهم التقنيات المخبرية لإحداث طفرات في تسلسل الدنا، وتوجد العديد من الطرق لتحقيقه. مع التكاليف المتناقصة لاصطناع قليلات النوكليوتيد؛ تُستخدم حاليا تقنية التخليق الاصطناعي للجين في بعض الأحيان كبديل للتطفر نوعي الموقع. منذ عام 2013، سمح تطوير تقنية كريسبر/البروتين المرتبط بكريسبر 9 المبنية على النظام المناعي ضد الفيروسات لدى بدائيات النوى بتعديل الجينوم، وأصبح القيام بالتطفير الحيوي سهلا أكثرا.[1]

تاريخ

المحاولات الأولى في التطفير باستخدام مطفرات كيميائية أو إشعاعية لم تكن موجهة الموقع، وتولد طفرات عشوائية.[2] استُخدمت لاحقا مشابهات للنوكليوتيدات والمركبات الكيميائية الأخرى لتوليد طفرات نقطية موضعية (محددة الموقع).[3] من الأمثلة على تلك المركبات: 2-أمينو بيورين،[4] نيتروسوغوانيدين، [5] وثنائي الكبريتيت.[6] تم تحقيق التطفر نوعي الموقعسنة 1974 في مختبر تشارلز وايسمان باستخدام مشابه نوكليوتيد لـ4N-هيدروكسي سيتيدين والذي أحدث انتقالا لـGC إلى AT.[7][8] طرق التطفير هذه محدودة بنوع الطفرة التي يمكن أن تُحدثها، وليست دقيقة مثل طرق التطفر نوعية الموقع اللاحقة.

أظهر كلايد هيتشيسون ومارشال إيدجل سنة 1971 أنه من الممكن إنتاج نواتج مطفَّرَة وذلك عبر قطع صغيرة من العاثية X174 وإنزيمات اقتطاع.[9][10] ابتكر هيتشيسون لاحقا مع معاونه مايكل سميث سنة 1978 نهجا أكثر مرونة للتطفر نوعي الموقع باستخدام قليلات نوكليوتيد في طريقة أولية للتمديد باستعمال بوليميراز الدنا.[11] لدوره في تطوير هذه التقنية؛ تشارك مايكل سميث جائزة نوبل في الكيمياء لسنة 1993 مع كاري موليس الذي ابتكر تقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل.

الآلية الأساسية

مراجع

  1. ^ Hsu PD، Lander ES، Zhang F (يونيو 2014). "Development and applications of CRISPR-Cas9 for genome engineering". Cell. ج. 157 ع. 6: 1262–78. DOI:10.1016/j.cell.2014.05.010. PMC:4343198. PMID:24906146.
  2. ^ Kilbey، B. J. (1995). "Charlotte Auerbach (1899-1994)". Genetics. ج. 141 ع. 1: 1–5. PMC:1206709. PMID:8536959.
  3. ^ Shortle، D.؛ Dimaio، D.؛ Nathans، D. (1981). "Directed Mutagenesis". Annual Review of Genetics. ج. 15: 265–294. DOI:10.1146/annurev.ge.15.120181.001405. PMID:6279018.
  4. ^ Caras، I. W.؛ MacInnes، M. A.؛ Persing، D. H.؛ Coffino، P.؛ Martin Jr، D. W. (1982). "Mechanism of 2-aminopurine mutagenesis in mouse T-lymphosarcoma cells". Molecular and Cellular Biology. ج. 2 ع. 9: 1096–1103. PMC:369902. PMID:6983647.
  5. ^ McHugh، G. L.؛ Miller، C. G. (1974). "Isolation and Characterization of Proline Peptidase Mutants of Salmonella typhimurium". Journal of Bacteriology. ج. 120 ع. 1: 364–371. PMC:245771. PMID:4607625.
  6. ^ D Shortle؛ D Nathans (1978). "Local mutagenesis: a method for generating viral mutants with base substitutions in preselected regions of the viral genome". Proceedings of the National Academy of Sciences. ج. 75 ع. 5: 2170–2174. DOI:10.1073/pnas.75.5.2170. PMC:392513. PMID:209457. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط غير المعروف |lastauthoramp= تم تجاهله يقترح استخدام |name-list-style= (مساعدة)
  7. ^ R A Flavell؛ D L Sabo؛ E F Bandle؛ C Weissmann (1975). "Site-directed mutagenesis: effect of an extracistronic mutation on the in vitro propagation of bacteriophage Qbeta RNA". Proc Natl Acad Sci U S A. ج. 72 ع. 1: 367–371. DOI:10.1073/pnas.72.1.367. PMC:432306. PMID:47176. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط غير المعروف |last-author-amp= تم تجاهله يقترح استخدام |name-list-style= (مساعدة)
  8. ^ Willi Müller؛ Hans Weber؛ François Meyer؛ Charles Weissmann (1978). "Site-directed mutagenesis in DNA: Generation of point mutations in cloned β globin complementary DNA at the positions corresponding to amino acids 121 to 123". Journal of Molecular Biology. ج. 124 ع. 2: 343–358. DOI:10.1016/0022-2836(78)90303-0. PMID:712841.
  9. ^ Hutchison Ca، 3.؛ Edgell، M. H. (1971). "Genetic Assay for Small Fragments of Bacteriophage φX174 Deoxyribonucleic Acid". Journal of Virology. ج. 8 ع. 2: 181–189. PMC:356229. PMID:4940243. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الوسيط |مؤلف1-الأول= يحوي أسماء رقمية (مساعدة)
  10. ^ Marshall H. Edgell, Clyde A. Hutchison, III, and Morton Sclair (1972). "Specific Endonuclease R Fragments of Bacteriophage X174 Deoxyribonucleic Acid". Journal of Virology. ج. 9 ع. 4: 574–582. PMC:356341. PMID:4553678.{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة الاستشهاد: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين (link)
  11. ^ Hutchison CA، Phillips S، Edgell MH، Gillam S، Jahnke P، Smith M (سبتمبر 1978). "Mutagenesis at a specific position in a DNA sequence" (PDF). J. Biol. Chem. ج. 253 ع. 18: 6551–60. PMID:681366. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2018-12-12.