@»{$$ تراشه های زیستی و کاربرد های آن در علم بیوتکنولوژی

تراشه های زیستی

---

ساخت تراشه‌های زیستی ازجمله کاربردهای جدید و شگفت‌انگیز علم بیوتکنولوژی است. این تراشه‌ها که استفاده از آنها در زمینه تحقیقات دارویی، تشخیص بیماری‌های مختلف و همچنین انجام آزمایش‌هایی درباره آب و محیط زیست در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته است.

---

تراشه های زیستی

---

ساخت تراشه‌های زیستی ازجمله کاربردهای جدید و شگفت‌انگیز علم بیوتکنولوژی است. این تراشه‌ها که استفاده از آنها در زمینه تحقیقات دارویی، تشخیص بیماری‌های مختلف و همچنین انجام آزمایش‌هایی درباره آب و محیط زیست در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته است.

---

تراشه های زیستی biochips مشابه تراشه های نیمه هادی(نیمه رسانا) هستند البته این تراشه های بجای مدارات الکترونیکی، از مواد زیستی مانند DNA  و RNA  یا پروتین  متصل به سطح "تراشه" است که می تواند شیشه، پلاستیک و یا سیلیکون باشد،استفاده می کنند.

تراشه های زیستی با توجه به موادی که در آنها استفاده می شود به دو نوع کلی تقسیم می شوند:

Nucleic acid biochips

protein biochips 

نوع دیگری از این تراشه ها نیز وجود دارد که تراشه های آزمایشگاهی نامیده میشوند و از ریز سیالها برای انجام تستهای آزمایشگاهی استفاده میکنند. در حقیقت این تراشه‌‌ها حاوی مواد زیستی هستند و به همین علت تحت عنوان تراشه‌های زیستی یا Biochip از آنها نام برده می‌شود.

کاربردهایی که برای تراشه های زیستی وجود دارددرزمینه های:

1) تحقیقات دارویی 2) تشخیص های پزشکی، 3) پزشکی قانونی؛ 4) اعضای پیوندی 5) تست هویت 6) آزمایش های آب ومحیط

تحقیقات دارویی

ازتراشه های زیستی برای کشف داروهای جدید و برای دستیابی به اطلاعات ژنتیکی استفاده می کنند. تراشه های زیستی در سنجش مواد مخدر و سم شناسی کاربرد دارندو می توانند میزان سمیت داروهای جدید رامشخص کنند.

در سطح تراشه‌های زیستی ده‌ها هزار ردیاب از جنس مواد ژنتیکی که دربردارنده توالی‌های مشخصی هستند، وجود دارد. وقتی این ردیاب‌ها در تماس با یک نمونه بیولوژیکی (نمونه‌ای از بدن یک فرد بیمار یا یک نمونه آزمایشگاهی)‌ قرار گیرند، زنجیره‌هایی از نوکلئوتیدها که مکمل توالی نوکلئوتیدهای موجود در تراشه باشند در پیوند با هم قرار می‌گیرند. در نتیجه، الگوی مشخصی از امواج نوری در سطح تراشه‌ ایجاد می‌شود که از طریق اسکنر خوانده شده و اطلاعات موجود در آن توسط یک سیستم کامپیوتری تجزیه و تحلیل می‌شود. در سطح تراشه‌های زیستی الگویی ژنتیکی وجود دارد که مقایسه و بررسی DNA بافت نمونه‌برداری شده از یک فرد بیمار با یک بافت سالم را امکان‌پذیر می‌سازد. در نخستین مرحله از این فرآیند که مرحله پردازش اطلاعات است الگوی مورد نظر وارد یک سیستم کامپیوتری اختصاصی می‌شود تا براساس آن 96 خانه‌ای که در سطح تراشه وجود دارد از طریق سیستم تزریق‌کننده بافت نمونه پر شود.

در مرحله بعد سیستم تزریق‌کننده براساس الگوی ثبت شده فضاهای خالی سطح تراشه را با استفاده از نمونه‌هایی که هر یک حاوی توالی مشخصی از ژن‌ها هستند پر می‌کند. در مرحله تزریق هر نقطه از تراشه با DNA نشانگر که ترکیبی از بافت‌های سالم و سرطانی است، پر می‌شود. پس از پر شدن همه فضاهای خالی از نشانگر DNA، سطح تراشه با استفاده از امواج لیزری سبز و قرمز در یک پویشگر ردیابی می‌شود. این فرآیند موجب تحریک مواد فلورسنت موجود در نمونه‌ها می‌شود. همزمان یک دوربین و سیستم کامپیوتری اختصاصی که برای تفسیر اطلاعاتی تراشه زیستی در نظر گرفته شده تصویری از آنچه انجام می‌شود را ثبت می‌کند و این اطلاعات در حافظه کامپیوتر ذخیره می‌شود. به این ترتیب آرایشی از نقاط ریز ژنتیکی روی بستری که در حقیقت همان سطح تراشه است ایجاد می‌شود.

تراشه های زیستی biochips مشابه تراشه های نیمه هادی(نیمه رسانا) هستند البته این تراشه های بجای مدارات الکترونیکی، از مواد زیستی مانند DNA  و RNA  یا پروتین  متصل به سطح "تراشه" است که می تواند شیشه، پلاستیک و یا سیلیکون باشد،استفاده می کنند

سپس DNA بافت موردنظر در مجاورت این نقاط ثبت شده قرار می‌گیرد و در صورتی که مکمل توالی موجود در سطح تراشه باشد به آن واکنش می‌دهد و براساس انجام واکنش یا عدم انجام واکنش می‌توان قطعه مجهول DNA را که می‌تواند نمونه‌ای از یک بافت سالم، سرطانی یا ترکیبی از بافت سالم و سرطانی باشد شناسایی کرد. محققان امیدوارند بتوانند با استفاده از این روش عامل موثر در بروز بسیاری از بیماری‌ها را شناسایی کنند و براساس آن به روش‌های موثری در درمان بیماری‌های پیچیده دست یابند.

تشخیص بیماری

در حال  حاضر از تراشه های زیستی برای کاربردهای مختلف در تشخیص بیماری به طور آزمایشی استفاده می کنند.همان طور که در بالا توضیح داده شد تراشه های زیستی می توانند بافت های سرطانی را شناسایی کنند.احتمالا طی چند سال آینده، می توان تراشه های زیستی  را به طور منظم برای تشخیص بیماری استفاده کرد.

پزشکی قانونی

همان طور که می دانیم آزمایش DNA در موارد جنایی انجام می گیرد. تست DNA برای تعیین جرم یا بی گناهی انجام می شود.تراشه زیستی  مبتنی بر DNA می تواند تجزیه و تحلیل DNA را در صحنه جرم انجام دهند. تاخیر کمتر وخطای کمتر در نتیجه ی تست از جمله مزایای استفاده از تراشه های زیستی درتست DNAاست.

اعضای  پیوندی

تراشه ی زیستی  DNA  مورد استفاده قرار گیرد تا بتواند دقیق ترعضو پیوندی را با گیرنده ی عضوتطابق دهد و گیرندگانی که عضو پیوندی را پس می زنند،کاهش دهیم.

 تست هویت

تراشه ی زیستی مبتنی بر DNA را می توان برای تست هویت، از جمله تست هویت والدین وشجره نامه استفاده کرد.

آزمایش های آب ومحیط

برخی از تراشه های زیستی را در حال حاضر برای آزمایش باکتری و آلاینده های آفت کش  در آب و یا حتی در هوا ومحیط اطرافمان مورد استفاده قرار می دهند.

فرآوری :مریم نایب زاده

بخش دانش و زندگی