کلون سازی ژن و مراحل آن

کلون سازی ژن یکی از روش های بنیادی در مهندسی ژنتیک است که با هدف جداسازی، تکثیر و گاه بیان یک ژن خاص در یک میزبان مناسب انجام می شود و از این طریق امکان مطالعه دقیق ساختار و عملکرد ژن یا تولید محصول پروتئینی آن را فراهم می سازد. در این فرایند، ابتدا ژن یا توالی DNA مورد نظر از منبع ژنتیکی مربوطه شناسایی و استخراج می شود. سپس این قطعه ژنی با استفاده از آنزیم های محدودکننده یا روش های نوین تر برش داده شده و درون یک ناقل مناسب مانند پلاسمید وارد می شود. در ادامه، مولکول نوترکیب حاصل به درون سلول میزبان، معمولا باکتری، منتقل می شود تا همراه با تقسیم سلولی تکثیر گردد. پس از انتقال، سلول هایی که ناقل نوترکیب را دریافت کرده اند به کمک نشانگرهای انتخابی مانند مقاومت آنتی بیوتیکی شناسایی و جداسازی می شوند. در مرحله بعد، صحت ورود ژن هدف و جهت قرارگیری آن با روش هایی مانند هضم آنزیمی، PCR یا تعیین توالی بررسی می شود. اگر هدف از کلون سازی، بیان ژن باشد، شرایط لازم برای رونویسی و ترجمه ژن در میزبان نیز باید فراهم شود. منابع علمی فارسی کلون سازی ژن را یکی از ارکان اصلی زیست فناوری نوین می دانند، زیرا بسیاری از دستاوردهای پزشکی، صنعتی و پژوهشی بر پایه این روش حاصل شده اند (قنبری، ۱۳۹۷؛ حسن زاده، ۱۳۹۵). اهمیت کلون سازی در آن است که امکان تکثیر یک قطعه ژنی خاص را در مقیاس زیاد فراهم می کند و از این طریق می توان آن را برای بررسی های ساختاری، جهش زایی هدفمند، تولید پروتئین های نوترکیب یا حتی انتقال به موجودات دیگر به کار برد. این فرایند در نگاه نخست ممکن است یک روش فنی آزمایشگاهی به نظر برسد، اما در واقع یکی از مهم ترین ابزارهای شناخت عملکرد ژن و تبدیل دانش مولکولی به فناوری کاربردی است. کلون سازی همچنین پایه بسیاری از روش های نوین زیست شناسی سنتزی و طراحی سامانه های زیستی مهندسی شده محسوب می شود. از این رو، فهم مراحل، الزامات و چالش های آن برای درک عمیق تر مهندسی ژنتیک ضروری است (محمدی، ۱۳۹۸؛ عباسی، ۱۳۹۶).