ما هو تحليل dna

معلومات عن تحليل الحمض النووي DNA

الحمض النووي هو أحد الأجزاء البيولوجية للكائنات الحية على الأرض، وكل خلية في الجسم تحتوي على DNA أو ما يسمى بالشفرة الوراثية التي تميز كل شخص عن الآخرين؛ لأن الحمض النووي يحمل تعليمات التطور والنمو والتكاثر وجميع الأشكال من الحياة، والاختلافات في الشفرة الوراثية هي السبب في أن بعض الناس لديهم عيون زرقاء وليست بنية، وبعضهم أكثر عرضة للإصابة بأمراض معينة من غيرهم، ومن هنا يأتي دور اختبار الحمض النووي لعينة صغيرة من سوائل الجسم أو الأنسجة للفرد المصاب، وبالنظر إلى أن الحمض النووي هو البصمة الجينية الفريدة التي تتكون منها مزيج مشترك من الحمض النووي الفريد للأم والأب، لذلك يتم استخدام هذا التحليل لمجموعة متنوعة من الأسباب، بما في ذلك الكشف عن الأبوة[1]

فيديو ما هو تحليل DNA

خطوات عمل تحليل DNA

بعد جمع الحمض النووي تمر هذه العينات بعدة عمليات، والتي تعتمد بشكل أساسي على ما يسمى بالتكرارات القصيرة، مما يعني التكرار المنتظم لعدد معين من وحدات النيوكليوتيدات غالبًا ما بين 2 – 7 نيوكليوتيدات، والتي تستخدم بدقة في النطاق العام، والهدف هو تحديد ملامح الحمض النووي[4] وهذه التكرارات هي أصغر وحدة من العدد المتغير من التكرارات الترادفية في الحمض النووي، ويتضمن تسلسل هذه العمليات ما يلي:[5]

العملية البيولوجية

بعد جمع العينات يتم استخلاص الحمض النووي من مصدره، ثم يتبعه قياس كمية الحمض النووي الموجودة في العينة، يليها فصل الحمض النووي عن الخلايا ونسخ مناطق معينة منه بتقنية تسمى تفاعل البوليميراز المتسلسل، وهو رد فعل يتم من خلاله إنتاج ملايين النسخ من أجزاء كبيرة من الحمض النووي، وبالتالي يُسمح بفحص كميات صغيرة من الحمض النووي، ويمكن فحص المضاعفات القصيرة في نفس الوقت لمزيد من المعلومات والدقة.

الإجراءات الفنية

في هذه المرحلة يتم فصل الحمض النووي الناتج عن عملية تفاعل البلمرة المتسلسل السابقة من أجل تحديد خصائص التكرارات المزدوجة الصغيرة التي تحتوي عليها، والتي تم فحصها مسبقًا، لذلك يتم استخدام العديد من التقنيات، مثل الرحلان الكهربائي للهلام والرحلان الكهربائي الشعري، ويتم الانتهاء من غربلة التكرارات الصغيرة بواسطة PCR ويمكن بعد ذلك تحديد عدد التكرارات في تسلسل الحمض النووي وهو ما يعرف باسم التنميط الجيني.

العملية الجينية

بعد الانتهاء تتم مقارنة نتائج العينة التي تم تحليلها مع عينات أخرى، وعلى سبيل المثال إذا تم تحليل العينة لتحقيق مصالح الطب الشرعي، فتتم مقارنة هذه العينة بعينة معروفة.

أنواع تحاليل DNA

عند تحليل الحمض النووي هناك عدة أنواع من التحليل لاستخدامها على النحو التالي:[5]

تحليل تفاعل البوليميراز المتسلسل

في هذا التحليل يتم استخدام إنزيم البوليميريز لتكرار مناطق معينة من سلسلة الحمض النووي في أنبوب اختبار، وتهدف هذه العملية إلى زيادة عدد جزيئات الحمض النووي لكل عدد كبير في غضون ساعات قليلة، وهذا التحليل تتطلب عدة أطوال، ومن مزايا تقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل أنها تستطيع إنتاج ملايين النسخ من الحمض النووي من خلايا الجلد التي تحتوي على كمية معينة من الحمض النووي.

تحليل التكرار القصير المرادف

يعتمد هذا التحليل على تقييم مناطق معينة موجودة في الحمض النووي، حيث إن الأزواج القصيرة لها طبيعة متغيرة، لذلك يتم تحليلها لتمييز الحمض النووي لشخص ما عن الآخر، وإمكانية أن يحمل شخصان الحمض النووي المكون من 13 كروموسومًا متطابقًا – باستثناء حالات التوائم المتطابقة – ما يقارب من 1 في المليار أو حتى أقل.

تحليل كروموسوم Y

يحتوي الكروموسوم Y على العديد من العلامات الجينية المميزة التي يمكن استخدامها في مجال الطب الشرعي، ولكن هذا الفحص لا يمكن إجراؤه إلا للذكور، وبالتالي يكون مفيدًا إذا تم اكتشاف أكثر من DNA للرجال، وبما أن الكروموسوم Y ينتقل من الأب إلى الابن، ويمكن استخدامه لتتبع العلاقات الاسرية بين الرجال، ويمكن أن يكون مفيدًا أيضًا في حالات الاعتداء الجنسي.

تحليل الحمض النووي للميتوكوندريا

 تحليل تحليل الحمض النووي للميتوكوندريا بحثًا عن أدلة لا يمكن تحليلها بواسطة تقنية تفاعل البلمرة المتسلسل PCR، أو التكرارات الترادفية القصيرة، والتي تعتمد على تحليل الحمض النووي المستخرج من نواة الخلية بحيث يمكن استخدامه في تحليل البقايا القديمة والخلايا التي لا تحتوي على نواة، مثل الشعر والعظام والأسنان، فهي تحلل لأجزاء أخرى من الخلية، لذلك يمكن أن يكون تحليل الحمض النووي للميتوكوندريا مفيدًا في تحقيق لم يتم حله أو إذا تم تخزين الدليل في طريق.

لماذا يتم إجراء تحاليل DNA

كشف مشروع الجينوم البشري كيف تختلف جينات الأفراد عن بعضها البعض، ووجد هذا المشروع أن 99٪ من الجينات البشرية متشابهة، ولكن هناك فرق في أكثر من 10 ملايين قاعدة حمضية في البشر، وهو ما يفسر الاختلاف في معدلات الإصابة مع أمراض معينة في البشر، ومن أبرز فوائد تحليل الحمض النووي ما يلي:[6]

• تستخدم الفحوصات الجينية، مثل أخذ العينة من الخد في سبيل تحديد الاختلافات بالجينات المسببة في حدوث أمراض معينة، وفي معظم دول العالم يتم اختبار الأزواج الذين يخططون لحدوث الحمل لمعرفة ما إذا كان الزوجان يحملان الجين المسبب في حدوث معينة، كما يتم إجراء هذه الاختبار على النساء اللاتي لديهن تاريخ من الإصابة بسرطان الثدي في عائلاتهم عن طريق الكشف عن جين معين يسمى BRCA.
• يستخدم الأطباء أيضًا الاختبارات الجينية لمساعدتهم على تطوير علاجات دوائية أكثر فعالية لعدد من الأمراض الخطيرة، وعلى سبيل المثال بعض النساء بعد سن اليأس المصابات بسرطان الثدي اللائي يستخدمن عقار تاموكسيفين، ويتم إجراء الاختبارات الجينية لمعرفة ما إذا كان لديهم جينات تقلل من تأثير هذا الدواء لعلاج سرطان الثدي.
• في بعض الأحيان يتم عمل إعلانات تسويقية لهذه الاختبارات بحيث يقوم الأشخاص الذين ليسوا بالضرورة معرضين لخطر الإصابة بأمراض وراثية بإجراء هذه الاختبارات، لكن هؤلاء الأشخاص قلقون بشأن الإصابة بهذه الأمراض، وتتطلب هذه الاختبارات تقريرًا من خبير، ويتم فحص 20 ألف جين في جسم الإنسان مما يكشف درجة خطر الإصابة بأمراض القلب والزهايمر وسرطان القولون.
• عندما يرغب الشخص في إجراء هذه الاختبارات، يمكنه إرسال بريد إلكتروني ويتم تزويد الشخص بأدوات وكتيب حول كيفية أخذ عينات الأنسجة سواء عن طريق اللعاب أو مسحة الخد، ثم يتم إرسال تلك العينات من أجل التحليل والنتائج يتم إرسالها إلى الشخص.
• معظم الأمراض التي تسببها الجينات تتأثر بالعديد من العوامل، وجود هذا الجين في الإنسان لا يعني أن الشخص سيصاب بالمرض بشكل دائم، حيث إن العديد من العوامل تؤثر على الإصابة بهذه الأمراض، مثل: البيئة حول الشخص، وطبيعة حياته وأنشطته.

تكلفة إجراء تحاليل DNA

تختلف تكلفة تحليل الحمض النووي باختلاف الطريقة المعتمدة للتحليل، وهي كما يلي على:

تكلفة اختبار الحمض النووي إذا تم أخذ العينة من مسحة الخد

 تتراوح تكلفة تحليل الحمض النووي من 100 – 2000 دولاراً اعتمادًا على طبيعة الاختبار وتعقيده، وإسناد هذا التحليل عند أخذ عينة من مسحة الخد يكون كالتالي:[6]

• تكلفة تحليل الحمض النووي بأخذ عينة من داخل الخد تصل إلى 2000 دولار للفحص الكامل، أي ما يعادل 1418 دينار أردني.
• 500 دولار، أي 354.50 دينار لفحص فحص السرطان أو أمراض القلب.
• أما بالنسبة للكشف عن احتمالية الإصابة بالسمنة والنوبات القلبية واستقلاب فيتامين ب وهشاشة العظام، فإنّ تكلفة هذا التحليل تصل إلى 149 دولارًا؛ أي 105.64 دينارًا أردنيًا.

تكلفة اختبار الحمض النووي إذا تم أخذ العينة من مسحة اللعاب

في حال تمّ أخذ عينة من اللعاب فإنّ تكلفة هذا التحليل تختلف باختلاف الطريقة التي تم بها أخذ العينة في الولايات المتحدة يتم تغطية جزء من تكاليف هذا التحليل وتختلف التكاليف المتبقية من 15 إلى 60 دولارًا للفحوصات الطبية، وهي كالتالي:[6]

• تبلغ تكلفة تحليل الحمض النووي في حال أخذ عينة من اللعاب للكشف عن وجود جينات لأمراض أو جينات معينة لاستقلاب بعض الأدوية 499 دولاراً أي 353.79 ديناراً أردنياً.
• للحصول على تحليل شجرة العائلة، تبلغ تكلفة التحليل 399 دولارًا أو 282.89 دينارًا أردنيًا.

كيفية عمل تحليل DNA

تختلف طرق إجراء اختبار الحمض النووي باختلاف نوع الاختبار، وتؤخذ العينات من الدم أو الجلد أو السائل الأمنيوسي أو الأنسجة الأخرى وترسل إلى المعمل لتحليلها على النحو التالي:[2]

• عينة الدم: يأخذ الطبيب عينة دم عن طريق إدخال إبرة في وريد الذراع، ولكن يتم أخذ العينة من الأطفال حديثي الولادة عن طريق وخز كعب الطفل.
• مسحة الخد: يتم أخذ بعض اختبارات الحمض النووي من داخل خدك لتحليلها.
• فحص السائل الأمنيوسي: هو اختبار جيني يتم إجراؤه قبل الولادة عن طريق إدخال إبرة رفيعة مجوفة للطبيب عبر جدار البطن إلى الرحم للحصول على كمية صغيرة من السائل الأمنيوسي لتحليلها.
• أخذ عينة من خلايا المشيمة: قد يأخذ طبيبك أيضًا عينة من أنسجة المشيمة عند إجراء اختبار الحمض النووي قبل الولادة باستخدام أنبوب (قسطرة) عبر عنق الرحم أو عبر جدار البطن والرحم بإبرة دقيقة حسب الحالة.

شروط عمل تحليل DNA

تشمل متطلبات عينات تحليل الحمض النووي كل ما يلي اعتمادًا على العينة:[3]

• عينات الدم: يجب أن تكون على الأقل 3 مل للأطفال و 6 مل للكبار، ولا تقل عن 3 مل من دم الحبل السري، ومن المهم تبريدها وشحنها بسرعة مع كيس بارد، ويمكن تخزين العينة في درجة حرارة الغرفة إذا وصل إلى المختبر بعد أقل من 36 ساعة من جمع الدم.
• عينات ما قبل الولادة: يجب أن تكون 10مغم ويتم شحنها مجمدة مع الثلج الجاف بسرعة، ويمكن شحنها في درجة حرارة الغرفة إذا وصلت العينة إلى المختبر في غضون 36 ساعة.
• الخلايا الليفية: تُرسل في درجة حرارة الغرفة بالبريد السريع.
• الأنسجة المجمدة: تؤخذ من 3 – 5غم ويفضل من أنسجة العضلات والرئة والقلب، ويتم نقل العينة بسرعة وتبريدها.

ما هي الحالات التي تتطلب تحليل DNA

من المعروف أن لكل شخص جينًا فريدًا وأن الاختبارات الجينية تلعب دورًا مهمًا في تحديد احتمالية الإصابة بأمراض معينة، ويتم إجراء هذه الاختبارات الجينية للأسباب التالية:[4]

• الاختبارات التشخيصية: إذا كان لدى الشخص أعراض مرض يمكن أن يسبب تغيرات جينية تسمى أحيانًا الجينات الطافرة، ويمكن أن تكشف الاختبارات الجينية ما إذا كان لديه اضطراب أو مرض مشتبه به، مثل الاختبارات الجينية يمكن استخدامها لتأكيد تشخيص التليف الكيسي أو مرض هنتنغتون.
• الاختبار المسبق والتنبؤي: إذا كان هناك تاريخ عائلي لحالة وراثية، فقد تظهر الاختبارات الجينية قبل ظهور الأعراض، خاصة إذا كان الشخص معرضًا لخطر الإصابة بالحالة، وقد يكون هذا النوع من الاختبارات مفيدًا في تحديد مخاطر الإصابة بأنواع معينة من السرطان مثل سرطان القولون والمستقيم
• فحص حديثي الولادة: هذا هو النوع الأكثر شيوعًا من الاختبارات الجينية في الولايات المتحدة، حيث تتطلب جميع الولايات فحص الأطفال حديثي الولادة بحثًا عن بعض التشوهات الجينية والتشوهات الجينية والأيضية التي تسبب أمراضًا معينة.

أسئلة شائعة حول تحليل DNA

كم من الوقت يستغرق اختبار الحمض النووي؟

يتم إجراء هذا الاختبار عن طريق أخذ عينة من الخلايا داخل الخد، وهذه العملية لا تستغرق الكثير من الوقت، والوقت الذي يستغرقه جمع هذه العينات يختلف من معمل إلى آخر وهذا الإجراء غير مؤلم، ولا يستغرق جمع عينة الحمض النووي وقتًا طويلاً ويختلف وقت الجمع من معمل إلى آخر

متى تظهر نتائج اختبار الحمض النووي؟

يختلف الوقت الذي يستغرقه ظهور نتائج اختبار الحمض النووي اعتمادًا على المختبر الذي يتم إرسال العينات إليه، وبعض المعامل لديها النتائج بعد يومين إلى 5 أيام، ويمكن أن تستغرق المعامل الأخرى من 3 – 12 أسبوعًا، لذلك إذا كان الشخص يسعى للحصول على نتائج يظهر بشكل أسرع، يجب أن يختار معملًا فحصًا يظهر النتائج في أقصر وقت ممكن، ويختلف طول الوقت الذي تظهر فيه نتائج اختبار الحمض النووي باختلاف المختبر، حيث يستغرق بعضها من يومين إلى خمسة أيام والبعض الآخر يصل إلى بضعة أسابيع.