میکرواینجکشن DNA روشی کارآمد برای انتقال ژن‌ها بین جانوران است و به عنوان یک تکنیک محبوب در تولید موجودات تراریخته، به ویژه در پستانداران، شناخته می‌شود. این روش امکان ایجاد تغییرات ژنتیکی هدفمند در حیوانات را فراهم می‌سازد.

DNA: ماده‌ی وراثتی حیات

DNA یا دئوکسی‌ریبونوکلئیک‌اسید، ماده‌ی وراثتی اصلی در انسان و تقریبا تمام موجودات زنده است. تقریبا تمام سلول‌های بدن هر فرد، دارای DNA یکسانی هستند. بیشتر DNA در هسته‌ی سلول (که به آن DNA هسته‌ای گفته می‌شود) قرار دارد، اما مقدار کمی از آن نیز در میتوکندری‌ها یافت می‌شود که به آن DNA میتوکندریایی یا mtDNA می‌گویند.

اطلاعات موجود در DNA به صورت کدی متشکل از چهار باز شیمیایی ذخیره می‌شود: آدنین (A)، گوانین (G)، سیتوزین (C) و تیمین (T). DNA انسان از حدود 3 میلیارد باز تشکیل شده است و بیش از 99٪ این بازها در همه افراد یکسان هستند.

ترتیب این بازها، اطلاعات لازم برای ساخت و نگهداری یک موجود زنده را تعیین می‌کند. این سیستم مشابه روشی است که حروف الفبا به ترتیب خاصی برای تشکیل کلمات و جملات ظاهر می‌شوند.

نوکلئوتیدها: واحدهای سازنده DNA

بازهای DNA با یکدیگر جفت می‌شوند (A با T و C با G) و واحدهایی به نام جفت باز را تشکیل می‌دهند. هر باز به یک مولکول قند و یک مولکول فسفات متصل است. وقتی این سه (باز، قند و فسفات) با هم ترکیب شوند، یک نوکلئوتید به وجود می‌آید.

نوکلئوتیدها در دو رشته بلند که یک مارپیچ به نام مارپیچ دوگانه را تشکیل می‌دهند، مرتب شده‌اند. ساختار مارپیچ دوگانه تا حدودی شبیه یک نردبان است، به طوری که جفت بازها پله‌های نردبان و مولکول‌های قند و فسفات، ستون‌های عمودی نردبان را تشکیل می‌دهند.

یکی از ویژگی‌های مهم DNA این است که می‌تواند همانندسازی کند، یعنی از خودش کپی بسازد. هر رشته DNA در مارپیچ دوگانه می‌تواند به عنوان الگویی برای تکثیر توالی بازها عمل کند. این امر هنگام تقسیم سلولی بسیار مهم است، زیرا هر سلول جدید باید یک کپی دقیق از DNA سلول قدیمی داشته باشد.

فرآیند میکرواینجکشن DNA

در میکرواینجکشن DNA، که به آن میکرواینجکشن پیش‌هسته‌ای نیز گفته می‌شود، از یک پیپت شیشه‌ای بسیار ظریف برای تزریق دستی DNA از یک موجود زنده به تخمک‌های موجودی دیگر استفاده می‌شود.

بهترین زمان برای تزریق، مدت کوتاهی پس از لقاح است، زمانی که تخمک‌ها دارای دو پیش‌هسته هستند. وقتی دو پیش‌هسته با هم ترکیب می‌شوند تا یک هسته واحد را تشکیل دهند، ممکن است DNA تزریق شده جذب شود یا نشود.

در موش‌ها، تخمک‌های بارور شده از یک موش ماده جمع‌آوری می‌شوند. سپس DNA به داخل تخمک‌ها میکرواینجکت شده و تخمک‌ها دوباره به یک موش ماده شبه‌باردار پیوند زده می‌شوند (تخمک به لوله فالوپ یک موش ماده گیرنده یا مادر جانشین منتقل می‌شود، که با جفت‌گیری با یک موش نر وازکتومی شده، باردار شده است).

نتایج میکرواینجکشن

مرکز تحقیقات و آموزش سرطان مور در دانشگاه کالیفرنیا (سن دیگو) گزارش داده است که نرخ بقای ایمپلنت‌های موش تراریخته بیش از 80٪ است.

مرکز موش‌های تراریخته در دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو (ایروین) بر اساس آزمایش‌هایی با موش‌هایی که از نظر تراریخته مثبت بوده‌اند، نرخ موفقیت تخمینی 10 تا 15٪ را گزارش می‌کند.

اگر DNA در ژنوم جایگذاری شود، این کار به صورت تصادفی انجام می‌شود. به همین دلیل، همیشه این احتمال وجود دارد که ژن وارد شده توسط ارگانیسم تراریخته (GMO) بیان نشود (سلول مولکول‌های مورد نیاز خود را تولید نکند)، یا حتی در بیان ژن دیگری روی کروموزوم تداخل ایجاد کند.