How Base Editing Works | Boston Children's Hospital

Boston Children's Hospital

8 Dec 202102:18

Summary

TLDRيتمركز معظم الحمض النووي في نواة الخلية حيث يتم تنظيمه في هياكل خيطية تُسمى الكروموسومات. يحتوي الحمض النووي على التعليمات اللازمة لوظائف الخلايا بشكل صحيح، ويتكون من أربعة قواعد كيميائية: الأدينين، والجوانين، والسيتوزين، والثايمين. تُشفر هذه القواعد تسلسل الجينات. يمكن أن تؤدي التغيرات في تسلسل هذه القواعد، والمعروفة بالطفرة، إلى أمراض وراثية. تكنولوجيا تحرير القواعد هي تقنية تُعدل الأخطاء في الحمض النووي على مستوى القاعدة الواحدة، مما يساعد في علاج الأمراض الوراثية عن طريق تصحيح الطفرات الفردية باستخدام تقنيات مثل CRISPR-Cas9.

Takeaways

😀 الحمض النووي يوجد في نواة الخلية حيث يتم تنظيمه في هياكل خيطية تسمى الكروموسومات.
😀 يحتوي الحمض النووي على التعليمات اللازمة لوظيفة الخلايا بشكل صحيح.
😀 يتكون الحمض النووي من أربع قواعد كيميائية: الأدينين، الجوانين، السيتوزين، والثايمين.
😀 ترتيب هذه القواعد يشفر الجينات بطريقة مشابهة لترتيب الحروف لتشكيل الكلمات.
😀 أي اضطراب في تسلسل القواعد، والذي يسمى الطفرات، يمكن أن ينتج جينات غير وظيفية أو مفقودة.
😀 الطفرات يمكن أن تسبب أمراضًا وراثية، حيث تكون العديد منها بسبب خطأ في زوج قاعدة واحد في الحمض النووي.
😀 تقنية تحرير القواعد هي تقنية موجهة لاستهداف الطفرات الفردية في الحمض النووي.
😀 تحرير القواعد يعمل مثل تدقيق الإملاء للجينات، حيث يقوم بعمل تغييرات دقيقة في الشيفرة الجينية حرفًا بحرف.
😀 يتكون محررو القواعد من مكونين، هما بروتين كريسبر كاس9 المرتبط بـ RNA مرشد الذي يحدد تسلسل الحمض النووي المستهدف، وإنزيم محول القواعد الذي ينفذ التعديل المطلوب.
😀 أولاً، يقوم مزيج RNA كاس9 بالبحث عن تسلسل ربط، ثم يقوم بفك الحمض النووي المجاور والبحث عن تطابق مثالي بين تسلسل RNA المرشد والحمض النووي المستهدف.
😀 إذا كان هناك تسلسل ربط وتطابق، يقوم كاس9 بإنشاء شق مفرد في الحمض النووي، ثم يقوم إنزيم تحويل القاعدة بإجراء التغيير في القاعدة.
😀 بعد ذلك، تقوم الخلية بإصلاح التغيير في القاعدة، مما يؤدي إلى تغيير دائم في الحمض النووي يسمى تعديل القاعدة.
😀 مع التعليمات المصححة للحمض النووي، يمكن للخلية أن تعمل بشكل طبيعي، ويمكن أن يتم علاج الأمراض الناتجة عن الطفرات المحددة باستخدام تحرير القواعد.

Q & A

أين يوجد معظم الحمض النووي في الخلية؟
-أغلب الحمض النووي يوجد في نواة الخلية، حيث يتم تجميعه في هياكل خيطية تُسمى الكروموسومات.
ما هي القواعد الكيميائية الأربعة التي يتكون منها الحمض النووي؟
-الحمض النووي يتكون من أربع قواعد كيميائية وهي: الأدينين، الجوانين، السايتوسين، والثايمين.
كيف يشبه ترتيب القواعد الكيميائية في الحمض النووي ترتيب الحروف في الأبجدية؟
-مثلما أن ترتيب الحروف في الأبجدية يشكل كلمات، فإن الترتيب المحدد لهذه القواعد في الحمض النووي يكوّن الجينات.
ما هي الطفرات في الحمض النووي؟
-الطفرات هي تغييرات تحدث في ترتيب القواعد في الحمض النووي، وقد تؤدي إلى جينات غير وظيفية أو مفقودة تمامًا.
كيف تؤثر الطفرات على صحة الإنسان؟
-الطفرات قد تسبب أمراض وراثية، والكثير منها يحدث بسبب خطأ في قاعدة واحدة في الحمض النووي.
ما هي تقنية تعديل القواعد؟
-تقنية تعديل القواعد هي تقنية تُستخدم لاستهداف الطفرات الأحادية، مثل تدقيق الأخطاء في الجينات، وتُحدث تغييرات دقيقة في الكود الوراثي قاعدة تلو الأخرى.
كيف تعمل تقنية تعديل القواعد؟
-تتكون محولات القواعد من مكونين، أحدهما بروتين كريسبر كاس9 المرتبط بـ RNA مرشد يتعرف على تسلسل الحمض النووي المستهدف، والآخر إنزيم يحول القاعدة لتغيير الهدف.
ما هي الخطوات الأساسية لتعديل القاعدة باستخدام كريسبر كاس9؟
-أولًا، يبحث RNA كاس9 عن تسلسل يرتبط به، ثم يفك الحمض النووي المجاور ويبحث عن تطابق بين تسلسل RNA والحمض النووي المستهدف. عند وجود تطابق، ينتج كاس9 شقًا واحدًا في الحمض النووي، ثم يقوم الإنزيم بتغيير القاعدة.
ما الذي يحدث بعد تعديل القاعدة؟
-بعد تعديل القاعدة، تقوم الخلية بإصلاح التغيير، مما يؤدي إلى تعديل دائم في الحمض النووي، وهذا التعديل يسمى تعديل القاعدة.
كيف يمكن لتقنية تعديل القواعد أن تساعد في علاج الأمراض؟
-تقنية تعديل القواعد قد تساعد في علاج الأمراض التي تسببها طفرات محددة من خلال تصحيح التعليمات الوراثية، مما يجعل الخلايا تعمل بشكل طبيعي.