تکنولوژی زیستی :

تکنولوژی زیستی :
1-مهندسی ژنتیک :
اولین بار در سال 1973 استانلی کوهن و هربرت بایر با طراحی و اجرا آزمایشی پژوهش های ژنتیک را متحول کرد. آنان ژن رمزکننده RNA ریبوزومی را از DNA قورباغه آفریقایی استخراج و به DNA باکتری اشریشیا کلای وارد کردند. در نتیجه باکتری هنگام رونویسی ، rRNA قورباغه را می سازد.
نکته : اولین جاندار دست ورزی شده باکتری اشریشیا کلای ( پروکاریوت ) می باشد.
مهندسی ژنتیک : استفاده از تکنیک های آزمایشگاهی برای ساخت مولکول DNA ی که حاوی ژن های جدید با ترکیب جدیدی از ژن هاست.
مهمترین هدف مهندسی ژنتیک : تولید ژن یا فرآورده آن به مقدار انبوه می باشد.برای اینکار بایستی ژن مورد نظر را از میان ژن های جاندار جدا و سپس آنرا به جاندار ساده ای مثل باکتری که تولید مثل سریعی دارد وارد کرده تا ژنهای مورد نظر توسط باکتری همانندسازی و به مقدار زیاد تهیه گردد.
ابزارهای مورد نیاز عبارتند از :
الف ) ابزاری که DNA را ببرد ( آنزیم های محدود کننده )
ب ) وسیله ای برای حمل ژن مورد نظر به درون باکتری
ج ) ابزاری برای ایجاد پیوند بین ژن خارجی و DNA باکتری
روش ها و ابزارهای مهندسی ژنتیک :
وکتور : عاملی برای انتقال ژن مرد نظر به سلول های میزبان در مهندسی ژنتیک
برخی از انواع وکتور عبارتند از : پلازمیدها و ویروس ها ( باکتریوفاژ )
پلازمید : مولکول DNAحلقوی کوچک که در برخی باکتریها وجود دارد و حاوی ژن های است که در کروموزوم اصلی باکتری وجود ندارد مانند ژن مقاومت به آنتی بیوتیک ( کروموزوم کمکی ) ، همانند سازی آن مستقل از کروموزوم اصلی بوده و حتی زمانی که باکتری در حال تولید مثل نیست نیز می تواند همانند سازی کند.
نکته : مهندسان ژنتیک ، ژن مورد نظر را درون پلازمید قرار می دهند.بنابراین هرگاه پلازمید همانند سازی نماید ژن مورد نظر را نیز همانند سازی خواهد نمود .
ژن خارجی : ژنی که از DNA جانداری استخراج و به DNA جانداری دیگر مانند باکتری اضافه می گردد.
DNA نوترکیب : DNA ای که از ترکیب دو DNA متفاوت ، ژن خارجی و دیگری پلازمید ( وکتور ) حاصل شده است .
نکته : از آنجائیکه یکی از اصلی ترین مراحل مهندسی ژنتیک ، تولید DNA نوترکیب می باشد ، مهندسی ژنتیک را فناوری DNA نوترکیب نیز می نامند.
باکتریوفاژ : ویروس هایی که میزبان آنها باکتری می باشد. با قرار دادن ژن خارجی در DNA باکتریوفاژ ، امکان تکثیر ژن فراهم می شود.
ساختن مولکول DNA نوترکیب : برای اینکار به دو آنزیم زیر نیاز داریم ک
الف ) آنزیمی برای بریدن پلازمید یا وکتور ( آنزیم محدودکننده )
ب ) آنزیمی برای اتصال دو سر ژن خارجی به پلازمید ( آنزیم لیگاز )
نکته : منظور از بریدن DNA قطع پیوند فسفودی استر و منظور از اتصال دو DNA برقراری پیوند فسفو دی استر میان دو DNA است .
آنزیم های محدودکننده : آنزیم هایی باکتریایی که توالی کوتاه و خاصی از DNA ( جایگاه تشخیص آنزیم ) را شناسایی کرده و سپس آنرا برش می دهند. مانند آنزیم EcoRI که توالی زیر را شناسایی می کنند.



جایگاه تشخیص آنزیم : محدود کننده توالی خاص از DNA که آنزیم آنرا شناسایی می کند.
نکته : توالی دو رشته جایگاه تشخیص عکس یکدیگر هستند.
بیشتر آنزیم های محدود کننده ، قطعاتی از DNA کوتاه تک رشته ای در هر دو انتها تولید می کنند که با یکدیگر مکمل هستند . این دو انتها ، انتهای چسبنده نامیده می شود. برخی نیز انتهای غیر چسبنده تولید می کنند که برای ما کارآیی ندارد.



نکته : وکتورهای به کار برده شده ، فقط دارای یک جایگاه تشخیص آنزیم هستند.
نکته : آنزیم محدود کننده ای که برای بریدن پلازمید استفاده می شود ، باید همان آنزیمی باشد که دو سر ژن خارجی با آن بریده شده است.در این صورت ، انتهای چسبنده یکی به به انتهای چسبنده دیگری متصل می شود.( اتصال توسط پیوندهای هیدروژنی است )
نکته : برای برقراری پیوند فسفو دی استر میان دو DNA ، مهندسان ژنتیک از آنزیمی به نام لیگاز استفاده می شود.
کلون شدن ژن : هنگامیکه DNA نوترکیب وارد باکتری شود ، باکتری با استفاده از دستگاه همانند سازی خود نسخه های متعددی از آن و در نتیجه ژن خارجی می سازد . ایجاد نسخه های متعدد و یکسان از ژن را کلون کردن ژن گویند.
نکته :همه باکتریها موفق به جذب DNA نوترکیب نمی شوند.
غربال کردن : در این مرحله باکتریهایی که DNA نوترکیب را جذب کرده ، از باکتریهایی که آنها را جذب نکرده اند جدا می کنند.
نکته : برای این کار از آنتی بیوتیک ها استفاده می شود. باکتریهای که DNA نوترکیب را جذب نکرده اند توسط آنتی بیوتیک از بین می روند. ژن مقاومت به آنتی یوتیک در پلازمید وجود دارد.
استخراج ژن : در این مرحله ژن خارجی از DNA نوترکیب جدا می شود. برای اینکار از همان آنزیم محدوکننده ای استفاده می شود که برای تولید DNA نوترکیب استفاده شده است . چون دقیقا از نقاطی که به هم وصل گردیده جدا شوند.
برای تفکیک پلازمید و ژن خارجی از دستگاه الکتروفورز استفاده می شود.که در آن ذرات بر اساس بار الکتریکی و اندازه در طول ژل از یکدیگر جدا می گردند.
نکته : DNA بار منفی دارد و به سمت قطب مثبت حرکت می کند.
نکته : مولکول های کوچکتر ( ژن خارجی ) سریعتر از مولکول های بزرگ ( پلازمید ) از منافذ عبور می کنند و به قطب مثبت نزدیکترند.
نکته : روش الکتروفورز علاوه بر نوکلئیک اسیدها ، برای پروتئین ها نیز کاربرد دارد. در این روش ، پروتئین ها بر اساس اندازه ، از یکدیگر جدا می شوند.
مهندسی ژنتیک در پزشکی :
داروها و واکسن های حاصل از مهندسی ژنتیک امروزه در دسترس هستند.
داروها : بسیاری از بیماریهای ژنی به علت عدم توانایی بدن در ساختن یک نوع پروتئین خاص است که با تولید آن توسط مهندسی ژنتیک می توان بیماریهای مزبور را درمان نمود. مانند مواد ضد انعقاد خون یا انسولین
فاکتور انعقادی شماره هشت ، پروتئینی است که در روند انعقاد خون نقش ددارد و فقدان آن باعث بیماری هموفیلی می گردد. امروزه این فاکتور به روش مهندسی ژنتیک ساخته می شود.
نکته : در گذشته فاکتور انعقادی از خون های اهدایی استخراج می گردید و انتقال آن به افراد نیازمند گاها باعث ابتلاء به ویروس HIV یا هپاتیت می گردید. اولین مورد ایدزشناخته شده در ایران از این طریق بوده است.
واکسن ها : بسیاری از بیماریها ی ویروسی ، مانند آبله و فلج اطفال با داروهای موجود درمان نمی شوند. بنابراین با به کار بردن واکسنه ها می توان از آنها پیشگیری نمود.
واکسن : میکروب کشته شده یا ضعیف شده یا سم خنثی شده میکروب و یا آنتی ژن های سطحی باکتری که به بدن تزریق و باعث بروز پاسخ ایمنی می گردد.
نکته : مشکل واکسن های قدیمی اینست که یک خطا در کشتن یا ضعیف کردن یک عامل بیماریزا منجر به انتقال بیماری به افرادی می شود که برای جلوگیری از آن اقدام کرده اند.
واکسنهایی که با روش مهندسی ژنتیک ساخته می شوند این خطر را ندارند. در این روش ژن مربوط به آنتی ژن های یک عامل بیماریزا را به DNA یک باکتری یا ویروس غیر بیماریزا وارد می کنند .تا ویروس یا بکتری غیر بیماریزا آنتی ژنهایی سطحی عامل بیماریزا را تولید کنند و باعث بروز پاسخ ایمنی شوند.
نکته : عامل ایجاد بیماری آنتی ژن هایی سطحی نیست بلکه فقط به کمک آنها توسط دستگاه ایمنی تشخیص داده می شوند.
مانند تولید واکسن هرپس تناسلی یا واکسن هپاتیت B ، امروزه تلاش گردیده تا در مقابل مالاریا واکسنی موثر تولید گردد.
ژن درمانی : قرار دادن یک نسخه سالم از یک ژن ، درون سلول های فردی که دارای نسخه ناقص از آن ژن است.
نکته : بسیاری از ناهنجاریهای ژنتیک بعلت عدم وجود نسخه فعال یک ژن خاص در بدن می باشد.
در این روش سلول ها را از بدن بیمار خارج و ژن سالم را وارد آنها می کنند. سپس سلول های تغییر یافته را به بدن بیمار باز می گردانند. پس از آن ماده ای که در این فرد وجود نداشت ، توسط سلول های دارای ژن جدید ، ساخته می شود.
در حال حاضر ژن درمانی در سلول هایی قابل استفاده است که قدرت تقسیم آن سلول ها و یا سلول های مادر( پایه ای ) آنها بسیار زیاد باشد. مثلا در مورد سلو لهای خونی و پروتئین های حاصل از آنها ، چون منشاء آنها سلولهای مغز استخوان است که قدرت تقسیم میتوز بالا دارند.
نکته : اولین تلاش ها برای ژن درمانی در مورد دختر بچه ای مبتلائ به نوعی ناهنجاری دستگاه ایمنی صورت گرفت.علت بیماری ژن جهش یافته ای بود که نمی توانست یک آنزیم مهم دستگاه ایمنی را بسازد.
توالی و جایگاه همه ژن های انسان مورد مطالعه قرار گرفته است :



پروژه ژنوم انسان HGP : هدف از آن تعیین توالی نوکلئوتیدهای ژنوم انسان و تعیین نقشه جایگاه هر ژن روی هر کروموزوم است.
ژنوم : کل محتوای DNA یک جاندار که شامل محتوای DNA هسته ای و DNA های سیتوپلاسمی ( میتوکندری و کلروپلاست ) می باشد.
نکته : دانشمندان امیدوارند با دانش به دست آمده از پروژه ژنوم انسان بتوانند ، حدود 4000 بیماری ژنتیک انسان را تشخیص معالجه و درمان نمایند.
نکته : دانشمندان تاکنون ژنهای بیماری های زیادی از جمله سیستیک فیبروزیز ، دیستروفی عضلانی دوشن و سرطان را کشف نموده اند. بیش از 450 ژن و 200 ناهنجاری کروموزومی روی کروموزوم X وجود دارد ( وابسته به جنس ) مانند موارد زیر :
تحلیل عضلانی دوشن ، رنگدانه ای شدن شبکیه چشم ، سیناپسین 1 ، کام شکافدار وابسته به X ، پذیرنده آنژیوتانسین 2 ، نشانگان زالی – ناشنوایی و پروتئین ریبوزومی 10 L
مهندسی ژنتیک در کشاورزی و دامداری :
می توان با انتقال ژن ها به گیاهان باعث اصلاح محصولات آنها شد.
امروزه مهندسان ژنتیک می توانند ویژگی های مطلوب را با دست ورزی ژن به گیاهان بیفزایند. مثلا ایجاد گیاهان مقاوم به شرایط خشکی و تولید گیاهانی که با خاک های مختلف ، اقلیم های متفاوت و فشارهای محیطی سازگاری حاصل کنند.تنظیم سرعت رسیدن میوه ها و افزایش ارزش غذایی گیاهان.
نکته : با انجام روش های مهندسی ژنتیک روی گیاه برنج ، سویه های دارای میزان بالای کاروتن ( که در بدن به ویتامین A تبدیل می شود ) و آهن تولید شده اند . این امر برای مردم بخش های از قاره آسیا که کمبود این دو ماده را دارند بسیار مهم است.
دانشمندان با وارد کردن یک ژن درون محصولات گیاهی ، گیاهانی تولید کرده اند که نسبت به حشرات مقاوم هستند. گیاهانی که نسبت به حشرات مقاوم اند، نیازی به استفاده از سموم حشره کش آلوده کننده محیط زیست ندارند.
کشف یک وکتور گیاهی :



تا چندین سال ، مهندسان ژنتیک وکتور مناسبی که بتواند ژن ها را به گیاه انتقال دهد، در دسترس نداشتند
پلازمید Ti : نوعی پلازمید باکتریایی که باعث ایجاد تومور در سلول های گیاهی می شود ( القاء کننده ایجاد تومور )، پلازمید Ti بسیاری از گیاهان زراعی مثل گوجه فرنگی ، توتون و سویا را آلوده می کند.
گال : نوعی ببیماری گیاهی که باعث ایجاد تومورهای بزرگ روی گیاه می شود.
نکته : محققان ژن ایجاد کننده تومور را از پلازمید Ti خارج و یک DNA خاص ( ژن خارجی ) را جایگزین آن می کنند.
نکته : می توان ژن را با یک تفنگ ژنی به سلول های گیاه گندم شلیک کرد.
تکنولوژی ژن در دامداری به کار برده می شود.در گذشته دامهایی که شیر یا سایر محصولات فراوانی دارند را انتخاب و پرورش می دانند.این فرآیند ها ی متوالی ، طولانی و کم بازده است. امروزه از روش های مهندسی ژنتیک برای اصلاح یا تغییر دام ها استفاده می شود.
نکته : برخی از دامداران برای افزایش تولید شیر به رژیم غذایی گاوها هورمون های رشد که از مغز گاوهای کشته شده استخراج می شد ، افزوده می شد ، امروزه هورمون رشد گاوی به روش مهندسی ژنتیک توسط باکتری ها ساخته می شود.که هزینه آن کمتر و به صزفه تر است.
تولید پروتئین های مفید از نظر پزشکی : کاربرد دیگر تکنولوژی ژن در دامداری افزودن ژن های انسان به دام ها ست.هدف از این کار آن است که پروتئین های اانسان در شیر دام ها ظاهر شود. این روش بیشتر برای پرروتئین های پیچیده انسانی به کار می روندکه از طریق تکنولوژی ژن در باکتری ها تولید نمی شوند.
جانوران تراژن : جانورانی که در سلول های آنها، DNA بیگانه وجود دارد.
کلون کردن از سلو لهای تخصص یافته : اولین بار توسط یان ویلموت در سال 1997 ارائه گردید.که در آن یک بره ،با کلون کردن هسته سلولی از پستان گوسفند بالغ به وجود آمد.
نکته : در گذشته محققان تصور می کردند نمی توان از سلول های تمایز یافته برای تولید موجود زنده کامل استفاده کنند.
ویلموت سلول پستان گوسفند را در اثر تحریک الکتریکی با سلول تخمک فاقد هسته یک گوسفند دیگر ادغام کرد . این سلول ادغام شده تقسیم شد و اولین سلول های جنین را بوجود آورد. ویلموت سلول های حاصل را درون رحم گوسفند ماده ای ( مادر جانشینی ) کار گذاشت. حاصل این کار تولد بره دالی بود که از نظر ژنتیکی مشابه گوسفندی بود که سلول پستان از آن گرفته شده بود.
این کار توسط محققان دیگر برای کلون کردن گاوها و موش ها به کار رفته است. این آزمایش ها نشان می دهند که کلون کردن بدین روش در سایر پستانداران امکان پذیر است.

تنظیم بیان ژن

تنظیم بیان ژن :

سلول ها از تمامی ژن های خود به طور همزمان استفاده نمی کنند .وقتی یک ژن مورد استفاده قرار گیرد می گویند که آن ژن ، روشن است و به عبارت بهترآن ژن بیان شده است. وقتی ژن مورد استفاده قرار نمی گیرد ، آن ژن ، خاموش است.
تنظیم بیان ژن : فرآیندی که طی آن مشخص می گردد که در یک زمان مشخص کدام ژن ها روشن و کدام زن ها خاموش باشند.
مثال : باکتری اشریشیا کلای که در دستگاه گوارش زندگی می کند ، هنگامیکه محصولات لبنی مصرف می کنیم این باکتری با ساختن آنزیم های مورد نیاز برای جذب و تجزیه لاکتوز ، این قند را تجزیه و از انرژی آن استفاده می کند. اما در صورت عدم وجود لاکتوز در محیط ، دیگر نیازی به ساختن آنزیم های جذب و تجزیه کننده آن نیست.
در یوکاریوت ها نیز تنظیم بیان ژن صورت می پذیرد . تنظیم بیان ژن در پاسخ به تغییر شرایط محیط ، و مراحل نمو جاندار بروز می کند. مثلا همه ی سلول های بدن ما حاصل یک سلول بنام زیگوت ( تخم ) می باشد ، بنابراین ماده ژنتیک همه ی آنها یکسان می باشد ، تفاوت در سلول ها ( شکل و کار ) نتیجه تنظیم بیان ژن می باشد یعنی اینکه در هر سلول چه ژن هایی بیان گردد و چه ژن هایی بیان نشود.
نکته : سلول هایی که شکل و کار متفاوتی دارند ، پروتئین های مختلفی دارند . در واقع ، آنچه که فنوتیپ را تعیین می کند ، نوع پروتئین هاست.
تنظیم بیان ژن ها در پروکاریوت ها بر عهده اپران هاست.
تنظیم بیان ژن در پروکاریوت ها ، در سطوح مختلفی از جمله رونویسی ، ترجمه ، یا پس از ترجمه صورت گیرد.ولی عمدتا هنگام رونویسی انجام می شود. حال سوال این است که چگونه از رونویسی ژنها جلوگیری می شود.
همانطور که قبلا بیان شد RNAپلی مراز به قسمتی از DNA بنام راه انداز متصل گردیده و رونویسی را در طول رشته DNA انجام می دهد. بنابراین اگر مانعی بر سر راه RNA پلیمراز قرار بگیرد ، مانع حرکت آن روی ژن شود و آن ژن رونویسی نخواهد شد. این سدها همان مهار کننده که پروتئین های بزرگی است که توسط ژن تنظیم کننده ساخته می شود ، می باشد. مهار کننده به توالی های مخصوصی از DNA در جلوی راه انداز بنام اپراتور متصل می شود و بدین طریق می تواند مانع حرکت RNAپلی مراز گردد.
نکته : وقتی لاکتوز در محیط نیست ، غلظت هر سه آنزیم اندک است ، اما پس از حضور لاکتوز در محیط غلظت هر سه آنزیم هماهنگ باهم افزایش می یابد.
برای درک بهتر فرایند نیاز به درک مدل اپران که توسط ژاکوب و مونو در سال 1961 بیان گردید می باشد.



هر اپران شامل دو بخش زیر است که عبارتند از :
الف ) بخش تنظیم کننده : بیان همزمان ژن ها را کنترل می کندو شامل اجزاء زیر است ک
1-راه انداز : محل اتصال RNA پلی مراز
2-اپراتور : محل اتصال پروتئین مهار کننده
ب ) ژن ساختاری : یک یا چند ژن که از روی آن RNA ساخته می شود.
اپران لک از سه ژن ساختاری به نام های ژن های 1و 2 و 3 می باشد که هر سه ژن تحت کنترل یک بخش تنظیم کننده بوده و همگی یک راه انداز دارند. بنابراین از روی هر سه ژن ، یک mRNA ، ساخته می شود.
mRNA چند ژنی : mRNA ای که از روی چند ژن ساختاری ، ساخته شود مانند Mrna ساخته شده در اپران لک
mRNA تک ژنی : mRNA ای که از روی یک ژن ساختاری تشکیل شده است.
شرح فرآیند تنظیم بیان ژن در اپران لک :
وقتی لاکتوز در محیط نیست ، مهارکننده به اپراتور متصل و اپران خاموش است ، اما وقتی که لاکتوز در محیط باشد درون باکتری به اللو لاکتوز تبدیل شده که به مهار کننده متصل و باعث تغییراتی در شکل آن گردیده که نتیجه آن عدم اتصال مهار کننده به اپراتور می باشد و رونویسی انجام می شود ( اپران روشن است )
نکته : آللولاکتوز ، عامل تنظیم کننده و مهار کننده پروتئین تنظیم کننده نامند.
تنظیم بیان ژن در یوکاریوت ها پیچیده تر است .



در سلول های یوکاریوتی ، مقدار DNA بیشتری از سلول های پروکاریوتی وجود دارد . تنظیم بیان ژن در یوکاریوت ها از طریق اپران نمی باشد.اپران ها در سلول های یوکاریوتی وجود ندارد.
در سلول های یوکاریوتی ، به دلیل وجود غشای هسته ، پدیده رونویسی از ترجمه جداست و فرصت بیشتری برای تنظیم بیان ژن دارد.تنظیم بیان زن در یوکاریووت ها قبل از رونویسی ، هنگام رونویسی ، بعد از رونویسی ، هنگام ترجمه یا بعد از عمل ترجمه ممکن است صورت بپذیرد.
غالبا تنظیم بیان ژن در یوکاریوت ها ، هنگام شروع رونویسی می باشد.در یوکاریوت ها بر خلاف پروکاریوت ها ، آنزیم RNA پلی مراز به تنهایی نمی تواند راه انداز را شناسایی کند و این کار را به کمک عوامل رونویسی انجام می دهد.
عوامل رونویسی : پروتئین های مخصوصی که شناسایی راه انداز توسط RNA پلی مراز را بر عهده دارد و شامل عوامل متعدد و ترکیب های مختلف می باشد که نقش های ممختلفی در تنظیم بیان ژن دارند.
گروهی از عوامل رونویسی به راه انداز متصل می شوند و سپس آنزیم RNA پلیمراز به انها متصل می شود.در یوکاریوت ها , علاوه بر راه انداز عوامل رونویسی به افزاینده نیز متصل می شود که در رونویسی دخالت دارند.



افزاینده : بخشی از مولکول DNA که به کمک عوامل رونویسی متصل به آن ، عمل رونویسی را تقویت می کند. افزاینده بر خلاف راه انداز ممکن است هزاران نوکلئوتید با ژن ساختاری فاصله داشته باشد. برای اینکار افزاینده و عوامل رونویسی متصل به آن ( فعال کننده ) با تشکیل حلقه در DNA در کنار RNA پلی مراز و سایر عوامل رونویسی روی راه انداز قرار گرفته و عوامل رونویسی متصل به راه انداز را فعال می کنند.



جهش ها پروتئین های غیر طبیعی ایجاد می کنند.
جهش : هر گونه تغییر در ساختار DNA را جهش گویند
نکته : جهشی که در سلول های جنسی ( زاینده ) افراد روی می دهد ، ممکن است به زاده ها منتقل شود ، اما جهش در سلول های بدنی ، فقط بر فردی که دراو جهش رخ داده ، تاثیر می گذارد.
انواع جهش هاعبارتند از :
الف ) جهش های کروموزومی : که شامل موارد زیر است



1-حذف : قطعه ای از کروموزوم بر اثر شکسته شدن کروموزوم ، کاملا از آن جدا می شود.
2-مضاعف شدن : قطعه ای ااز کروموزوم بر ااثر شکسته شدن جدا شده و به کروموزوم همتا متصل می شود.بنابرااین کروموزوم همتا از بعضی از ژن ها دو نسخه دارد.



3-واژگونی : قطعه ای از کروموزوم بر اثر شکسته شدن جدا شده و در جهت معکوس به جای اول خود متصل می شود



4- جابجایی : قطعه ای که بر اثر شکسته شدن جدا شده است به کروموزوم های غیر همتا متصل می شود.
ب ) جهش ژنی ( جهش های نقطه ای ) : یک یا چند نوکلئوتید ژن را روی یک کروموزوم تغییر کند شامل انواع زیر است :



1-جانشینی :یک نوکلئوتید زن با نوکلئوتید نوع دیگری عوض شود.
2-تغییر چارچوب : بر اثر تغییر قالب خواندن رمز ها تغییر می یابد و شامل دو نوع زیر ااست :
A : افزایش : یک یا چند نوکلئوتید به ژن اضافه گردد.
B : کاهش یک یا چند نوکلئوتید ژن حذف شده و کاهش یابد



افزایش و کاهش نوکلئوتیدها رمزهای سه حرفی DNA را به هم می ریزد.
نکته : به طور کلی جهش های نقطه ای ممکن است باعث عدم تولید پروتئین مورد نظر یا تغییر پروتئین از لحاظ ترتیب ، تعداد و یا نوع اسیدهای آمینه سازنده آن گردد. که این خود باعث تغییر عملکرد پروتئین گردد.



گاهی جانشینی ها در بیان ژن تاثیر ندارند ( جهش بی معنی ) مثلا کدون UGU اگر به UGC تغییر کند چون هر دو مربوط به آمینواسید سیستئین می باشند جهش تاثیری در بیان ژن نخواهد داشت.
بطور کلی اثرات جهش های تغییر چارچوب شدیدتر از جانشینی می باشد چون ترتیب رمزها را تا انتها رشته ممکن است دچار تغییر نماید.

مراحل عمل ترجمه

مراحل عمل ترجمه :



عمل ترجمه شامل سه مرحله زیر است :

1- مرحله آغاز : بخش کوچک ریبوزوم از محل کدون آغاز به mRNA متصل می شود. کدون آغاز ، AUG و متیونین را به رمز در می آورد.
tRNA آغازگر با کدون آغاز رابطه ی مکملی برقرار می کند. سپس بخش بزرگ ریبوزوم به بخش کوچک می پیوندد و ساختار ریبوزوم برای ترجمه کامل می شود.
هر ریبوزوم دو جایگاه دارد : جایگاه P : برای پلی پپتید در حال ساخت ، دیگری جایگاه A : برای آمینو اسید
نکته : در مرحله آغاز ، tRNA آغازگر ( ناقل متیونین ) به جایگاه P وارد می شود ودر آن جا با کدون آغاز رابطه ی مکملی برقرار می کند.
همه tRNA دارای آنتی کدون UAC ، tRNA آغازگر نیستند، اما همه ی tRNA های آغازگر دارای آنتی کدون UAC هستند. پیوند بین tRNA و آمینو اسید استری است ، پیوند بین آمینو اسیدها پیوند پپتیدی است.



2- مرحله ی ادامه :دومین tRNA حامل آمینواسید ، به جایگاه A ، شروع شده در این مرحله آمینو اسید موجود در جایگاه P از tRNA جدا شده و با آمینو اسید موجود در جایگاه A پیوند پپتیدی برقرار می کند. ( tRNA ) جایگاه P فاقد آمینو اسید شده و بایستی ریبوزوم را ترک کند. در این حین( ترک ریبوزوم توسط tRNA ) جابجایی رخ داده و ریبوزوم به اندازه ی یک کدون در طول mRNA جلو می رود.
tRNA موجود در جایگاه A همراه پلی پپتید ی ( دی پپتید )که حمل می کند به جایگاه P منتقل می شود ، جایگاه A که سومین کدون در آن قرار دارد ، خالی می شود و آمادگی پذیرش tRNA دارای آمینو اسید سوم را پیدا می کند. این چرخه دوباره تکرار می گردد.

3- مرحله ی پایان ترجمه : هنگامیکه یکی از کدون های پایان در جایگاه A قرار گیرد ، عامل پایان ترجمه وارد جایگاه A شده وترجمه پایان می پذیرد .دو بخش ریبوزوم ، mRNA و پروتئین ساخته شده از یکدیگر جدا می شوند.
نکته : برای کدون های پایان هیچ tRNA ی وجود ندارد. عامل پایان ترجمه پیوند بین آخرین tRNA موجود در جایگاه pرا با پلی پپتید هیدرولیز می کند.

ژن های یوکاریوتی ، گسسته اند .



DNA یوکاریوتی دارای نواحی آگزون و اینترون می باشد . در فرآیند رونویسی هردو بخش رونویسی گردیده و mRNA اولیه ساخته می شود ،این RNA دچار تغییراتی شده ( حذف اینترون ها و کنار هم قرار گرفتن اگزون ها )و به mRNAبالغ تبدیل و برای ترجمه به سیتوپلاسم فرستاده می شود.
اگزون : قسمت هایی از DNA ( یا mRNA اولیه ) یوکاریوتی که رونوشت آن ها در RNA بالغ باقی می ماند.
اینترون : به قسمت هایی از ژن یوکاریوتی ( با رونوشت اولیه ی ژن ) گفته می شود که در mRNA ، tRNA یا rRNA بالغ وجود ندارد.

پروتئین سازی

منبع : http://www.plantbio.ir

برای دریافت مطالب بیشتر به این سایت مراجعه نمایید

رابطه ی بین DNA و پروتئین را برقرار می کند:

همانطور که می دانید از روی DNA و اطلاعات موجود در آن ، پلی پپتید ( پروتئین )ساخته می شود. از آنجائیکه جایگاه DNA در هسته و محل پروتئین سازی در سیتوپلاسم قرار دارد و توسط غشاء هسته از یکدیگر جدا می گردد بنابراین مولکولی بایستی ارتباط این دو را برقرار سازد ، بر اساس دلایل زیر این مولکول ، RNA می باشد.
1-مولکول RNAکوچک بوده وبه راحتی از غشاء عبور می کند.
2-مقدار RNA در سلول هایی که فعالیت پروتئین سازی زیادی دارند ، بالا می باشد.
3- RNA هم در سیتوپلاسم و هم در هسته وجود دارد.
4- مقدار RNA در سلولهایی با پروتئین سازی کم ، اندک می باشد.
این مولکول میانجی که اطلاعات را از DNA به ریبوزوم حمل می کند، RNA پیک نام دارد.
انواع RNA:

الف ) RNA) m RNA پیک ) : انتقال اطلاعات DNA به ریبوزوم ها
ب ) RNA ) tRNA ناقل) : آمینواسیدها را به ریبوزوم منتقل می کند، تا ریبوزوم آنها را بر اساس اطلاعات DNA ردیف کند
ج ) RNA ) rRNA ریبوزومی ) : در ساختار RNA شرکت دارد.

RNA از روی DNA ساخته می شود:
فرآیند ساخته شدن RNA از روی DNA رونویسی نام دارد ، که اولین قدم برای ساخته شدن پروتئین می باشد. این عمل توسط آنزیم RNA پلیمراز صورت می پذیرد.



نکته : سلول های پروکاریوتی فقط یک نوع آنزیم RNA پلیمراز دارند که تمامی انواع RNA توسط آن ساخته می گردد ( تنوع محصولات بالا )
در حالیکه در یوکاریوت ها سه نوع آنزیم RNA پلیمراز وجود دارد که عبارتند از :
1-RNA پلیمراز یک : رونویسی از ژنهای rRNA را برعهده دارد
2-RNA پلیمراز دو : رونویسی پیش سازهای mRNA و برخی از RNA های کوچک
3- RNA پلیمراز سه : رونویسی ژنهای tRNA و نیز بعضی از RNA های کوچک
مراحل رونویسی پروکاریوت ها به طور خلاصه عبارتند از :



مرحله 1 : رونویسی با اتصال RNAپلیمراز به قسمتی از ژن به نام راه انداز شروع می شود.
راه انداز : قسمتی از DNA که به RNA پلیمراز امکان می دهد که رونویسی را از محل صحیح آغاز کند (از وسط ژن شروع نکند )
جایگاه آغاز رونویسی : اولین نوکلئو تیدی از DNA که رونویسی می شود.
مرحله 2 : RNA پلیمراز دو رشته ی DNA را از یکدیگر باز می کند.
مرحله 3 : RNA پلیمراز در طول نوکلئوتیدهای DNA به حرکت در می آیدو در مقابل دئوکسی ریبو نوکلئو تیدهای DNA ، ریبونوکلئو تیدهای مکمل را قرار می دهد. علاوه بر این هر ریبونوکلئوتید جدید را به قبلی متصل می کند.
نکته : در رونویسی نیز از همان قوانین جفت شدن بازها که در سال سوم در مورد DNA خواندید استفاده می شود ، تنها تفاوت این است که در مقابل نوکلئوتید A دار در DNA ، ریبونوکلئو تید Uدار در RNA قرار می گیرد.
RNA پلیمراز ، DNA و mRNA تازه ساخته شده ، پس از رونویسی جایگاه پایان رونویسی از یکدیگر جدا می شوند و مولکول mRNA برای مرحله بعد ( ترجمه ) آزاد می شود.
مقایسه همانند سازی DNA و رونویسی :
1-در رونویسی فقط از یک رشته DNA به عنوان الگو رونویسی می شود ولی در همانند سازی هر دو رشته به عنوان الگو می باشند.
2-در رونویسی آنزیم RNA پلیمراز نقش دارد ولی در همانند سازی آنزیم DNA پلیمراز نقش دارد
3- در رونویسی مولکول ساخته شده از جنس RNA بوده ولی در همانند سازی از جنس DNA است.
4-در همانند سازی در مقابل نوکلئوتید آدنین دار ، نوکلئوتید تیمین دار قرار می گیرد در حالیکه در رونویسی در مقابل نوکلئوتید A دار ، ریبونوکلئوتیدهای U دار قرار می گیرد.
ساختار پر مانند : در فرآیند رونویسی ، RNA های ساخته شده از روی ژن ( DNA ) ساختار پر مانندی را نشان می دهند. این ساختار هم در پرو کاریوت ها و هم در یوکاریوت ها یافت می شود.با توجه به شکل خط افقی میانی نشان دهنده DNA و رشته های منشعب RNA های مشابه با طول متفاوت می باشد. ( رونویسی از سمت رشته های کوتاه به سمت رشته های بلند می باشد ).
نکته : تمامی RNA ها دارای توالی یکسان می باشد ولی چون در مراحل مختلف رونویسی می باشند طول متفاوت دارند.
رمز DNA چگونه شناخته شد :



رمز های DNA اولین بار توسط نیرنبرگ و همکارانش کشف گردید. آنها با توجه به این مطلب که در صورتیکه نوع mRNA و رشته پلی پپتیدی ساخته شده مشخص باشد ، پیام mRNA معلوم می گردد، ازمایش زیر را طراحی نمودند.
آزمایش نیرنبرگ :
او همکارانش ، رشته ی mRNA ساختند که فقط نوکلئوتید U دار داشت. مولکول ساخته شده را در لوله آزمایشی قرار دادند که دارای بیست نوع آمینواسید و مایع اسخراج شده از سیتوپلاسم سلول ( جهت تامین آنزیم های مورد نیاز ) بود. تجزیه رشته پلی پپتیدی ساخته شده ، مشخص نمود که در ساختار آن فقط آمینواسید فنیل آلانین به کار رفته است. با توجه به اینکه رمزهای وراثتی سه نوکلئوتیدی می باشند در نتیجه UUU ، رمزفنیل آلانین می باشد.
دانشمندان دیگر با انجام آزمایشاتی مشابه ، توانستند رمزهای همه 20 نوع اسید آمینه را کشف نمایند.
کدون : رمزهای سه نوکلئوتیدی mRNA.
نکته : کدون ها عمومی بوده ، یعنی در تمام جانداران یکسانند.
کدون های زیر را به خاطر داشته باشید :
UUU= فنیل آلانین UAA= پایان UAG = پایان UGA = پایان
AUG = آغاز ( متیونین ) GUA= والین AAA = لیزین UGU = سیستئین
UGC = سیستئین CUU = لوسین
در فرآیند ترجمه ، از روی mRNA پروتئین ساخته می شود:
ترجمه : فرآیندی که طی آن توالی نوکلئوتیدهای در mRNA به صورت توالی آمینواسیدی در پروتئین در می آید. علت نامگذاری تغییر زبان از نوکلئوتیدی به آمینواسیدی است.
محل پروتئین سازی در ریبوزوم ها می باشد ، بنابراین آمینواسیدها توسط tRNA به ریبوزوم آورده می شوند.
[size=18]ساختار tRNA : [/size]



مولکول tRNA ساختاری شبیه برگ شبدر دارد . مولکول tRNA تک رشته ای بوده و بخش های دو رشته ای در نتیجه تا خوردگی های مولکول tRNA روی خود حاصل شده اند. در ساختار برگ میانی سه باز وجود دارد که با هیچ یک از بازهای دیگر جفت نشده اند، که به آن آنتی کدون گویند.
نکته : آنتی کدون نوع آمینواسید حمل شده توسط tRNA را مشخص می نماید. برای هر یک از 20 نوع آمینواسید ، حداقل یک نوع tRNA وجود دارد.
در یک انتهای مولکولtRNA جایگاه پذیرنده آمینواسید قرار دارد.که دارای توالی CCA می باشد. دو حلقه کناری به نگه داری tRNA
روی ریبوزوم کمک می کنند.
نکته : ساختار سه بعدی tRNA در سلول شبیه حرف L است.
نکته : هر آنتی کدون در tRNA ، مکمل یکی از کدون های mRNA است. مثلا آنی کدون GAA ، به کدون CUU متصل می شود و ناقل لوسین است.

داروین و نظریه تکامل

چارلز داروین
چارلز داروین در سال ۱۸۶۹ (عکس از جولیا مارگارت کامرون) زادروز ۱۲ فوریه ۱۸۰۹
مونت‌هاوس، شروزبری، استان شراپ‌شایر، انگلستان درگذشت ۱۹ آوریل ۱۸۸۲ (در سن ۷۳ سالگی)
داون‌هاوس، داون، استان کِنت، انگلستان محل زندگی انگلستان ملیت بریتانیایی نقش‌های برجسته شکل‌دهی و گسترش نظریه انتخاب طبیعی آثار منشأگونه ها (۱۸۵۹)، تبار انسان (۱۸۷۱) همسر اِما داروین (در اصل اِما وجوود)(۱۸۹۶-۱۸۰۸) فرزندان ویلیام اراسموس (۱۹۱۴-۱۸۳۹)،
آنه الیزابت (۱۸۵۱-۱۸۴۱)،
مری الانر (۱۸۴۲)(فوت در نوزادی)،
هنریتا اِما(مشهور به اتی) (۱۹۲۹-۱۸۴۳)،
جرج هاورد (۱۹۱۲-۱۸۴۵)،
الیزابت (مشهور به بسی) (۱۹۲۶-۱۸۴۷)،
فرانسیس (۱۹۲۵-۱۸۴۸)،
لئونارد (۱۹۴۳-۱۸۵۰)،
هوراس (۱۹۲۸-۱۸۵۱)،
چارلز ورینگ (۱۸۵۸-۱۸۵۶) والدین رابرت داروین (پدر) و سوزانا وجوود

---

امضا

داروین ( 1882-1809 )

تعجب ندارد که مدعای اصلی کتاب ( اصل انواع ) داروین اثبات واقعیت تکامل نبوده بلکه کوششی در جهت توضیح معنی سازش و ایجاد یک نظریه عمومی تکاملی بر اساس تفسیر سازشی است. زیرا داروین نیز همانند لامارک عامل اصلی را در ظهور سازش های زیستی گزینش طبیعی می داند و نظریات وی را می توان در چهار اصل ذیل خلاصه نمود.

1- موجود زنده پویاست. گونه ها بدون توقف در حال تغییرند و تولید گونه های نوین می کنند . در همین حال گونه هایی نیز از بین می روند. مطالعه سنگواره ها ی زمین شناختی نشان می دهد که هر چند گونه ای قدیمی تر باشد به موجودات کنونی کمتر شبیه است تا آنجا که به حقایقی بر می خوریم که تنها از راه قوانین تکامل قابل تفسیرند.

2- دومین اصل لامارکی داروین این است که روند های تکاملی تدریجی اند ( عکس نظریه کوپه که فرضیه انقلاب ناگهانی را مطرح کرده است )

3- سومین اصل این است که همه موجودات با همدارای قرابت نسبی اند. یعنی دارای نیای مشترک و وحدت اجدادی اند. مثلا همه پستانداران از گروه اجدادی مشترک سرچشمه می گیرند.در این صورت حیات نیز دارای سرچشمه خواهد بود.

4- چهارمین اصل مربوط به گزینش طبیعی است. گزینش اصل اساسی نظریه تکاملی داروین است، بنظر وی تکامل نتیجه گزینش طبیعی است. گزینش طبیعی از نظر داروین شامل دو مرحله است :

الف ) مرحله پیدایش تغییرات درون جمعیتی : مانند تغییرات در رنگ ، وزن ، شکل . گرچه داروین نتوانست منشاء تغییرات را نشان دهد لیکن پیشرفت های بعدی علم ژنتیک آن را توجیه کرد. همچنین گرچه داروین گونه را واحد تکامل یابنده می دانست لیکن موفق به تعریف آن نشد و به همین خاطر نتوانست محدوده تغییرات را مشخص کند.

ب ) مرحله گزینش طبیعی : در اینجا باید دقت شود که گزینش طبیعی در رابطه با شایستگی افراد هر جمعیت از نظر شرایط محیطی است و داروین می گوید که از بین شماری از فرزندان تنها افرادی باقی می مانند و به سن بلوغ می رسند و تولید مثل می کنند که بهترین توان زیستی را داشته باشند ، گزینش در رابطه با محیط مطرح می شود . مثلا مقاومت گیاه به کم آبی نوعی تنازع بقاء و گزینش است. داروین گزینش را عامل تکامل می داند. آنچه که بعدها به نام داروینیسم معروف شد عبارت است از اینکه تغییرات وجود دارد و هرگاه این تغییرات موجب برتری گزینش افراد شود آنها را حفظ خواهد کرد.

نقاط ضعف نظریه داروین :

داروین نتوانست منشاء تغییرات را مشخص کند زیرا اطلاعی از دانش ژنتیک و قوانین آن نداشت. وی فرضیه وراثتی ویژه ای به نام پان ژنز ارائه کرد که مخالف با واقعیت بود. مطابق با این نظر ، از تمام نقاط بدن ذراتی وراثتی وارد دستگاه تناسلی شده به نسل بعد منتقل میشود. داروین این ذرات را ژمول نامید. هرگاه به گذشته باز گردیم مشاهده می شود که ذرات ژمول داروین ( پان ژنز ) با واحدهای فیزیولوژیکی هربرت اسپنسر یا پلاستدول های هکل تقریبا یک مفهوم دارند. گرچه داروین عنوان کتاب خود را منشاء انواع گذاشت ولی ساختمان گونه را نتوانسته تعریف کند. چنین تصور می شود که وی گونه ها وواریته ها را یکی تلقی نموده است و گونه زایی را دلیل عدم ثبات گونه ها تلقی کرده است.

آنزیم های محدود کننده

آنزيمهاي محدود اثر ( Restriction enzymes)

در سال 1970 كشف شد كه بعضي از نژادهاي باكتري مي توانند آنزيمهايي را توليد كنند كه قادرند مولكول DNA  خارجي را كه وارد سلول باكتريايي مي شود ، قطعه قطعه نماينده به علت آنكه اين آنزيمها داراي نقش كليدي در پديده اي به نام محدوديت ميزبان (host restriction) هستند (كه در نتيجه آن ، يك نژاد خاص باكتري مي تواند موجب كاهش و محدود شدن قابليت آلودگي توسط يك ويروس خاص شود ) لذا آنزيمهاي محدود اثر (Restriction enymes) (آنزيمهاي تحديد كننده ) مي نامند . سه نفر از دانشمندان به اسامي Arbu  و Smit Nathons كه در كشف اين آنزيمهاي محدود اثر نقش عمده داشتند ، در سال 1978 موفق به دريافت جايزه نوبل شدند . در حال حاضر بيش از 200 آنزيم محدود اثر شناسايي شده است و ضمنا يك روش استاندارد براي نامگذاري آنها نيز به وجود آمده است . براي مثال آنزيم BamHI اولين آنزيمي است كه از نژاد H از amyloliguefaciens  Bacillus  بدست آمده است و آنزيم HindIII نيز يكي از سه آنزيم حاصل از نژاد d از Haemophilus infuenae مي باشد . آنزيمهاي محدود اثر قادرند با تواليهاي بخصوصي از نوكلئوتيدها كه به نام تواليهاي قابل تشخيص (recognition sequences ) ناميده مي شود اتصال پيدا كرده و هر آنزيم بخصوص موجب قطع مولكول DNA در مكان خاص (cleavage sit) مي گردد كه اين امكان معمولا در داخل " توالي قابل تشخيص " قرار دارد . در بسياري از موارد ، تواليهاي قابل تشخيص حالت پاليندروم (palindromes) را دارند . بدين معني كه هر گاه هر دو رشته DNA را با هم در نظر بگيريم ، توالي بازها در اين دو رشته ، وقتي از چپ به راست و يا از راست به چپ قرائت شوند ، مشابه يكديگر خواهند بود . (رجوع به شكل 17 – 1 ) . در جدول 1- 2 ، مثالهايي از آنزيمهاي محدود اثر كه بكرات مورد استفاده قرار مي گيرند همراه با توالي قابل تشخيص آنها و مكان قطع مولكول نشان داده شده است . به طوري كه ملاحظه مي شود ، هر آنزيم محدود اثر داراي توالي قابل تشخيص خاص خود است و محل قطع مولكول نيز در آن اختصاصي است .

بعضي از آنزيمهاي محدود اثر از قبيل SmaI موجب قطع هر دو زنجير مارپيچ مضاعف DNA در يك نقطه مي شوند كه نتيجه آن ايجاد انتهاي بدون نوك (blunt) است . بعضي از آنزيمهاي ديگر از قبيل EcoRI موجب قطع رشته ها در دو نقطه متفاوت مي شوند كه در نتيجه آن تعدادي از نوكلئوتيدها بدون جفت باقي خواهند ماند . به علت آن كه اين نوكلئوتيدهاي جفت نشده قادرند نوكلئوتيدها مكمل خود را به طرف خود جلب نمايند لذا آنزيمهايي از قبيل EcoRI داراي توانايي ايجاد انتهاي چسبناك (sticky ends) هستند .

ادامه نوشته

مکانسیم تولید ومصرف انرژی

 در این بخش بر آنیم تا روش های مختلف تولید و مصرف انرژی را در اکوسیستم های طبیعی مورد بررسی قرار دهیم برای دریافت مطلب به ادامه مطلب مراجعه نمایید

ادامه نوشته

نمونه سوالات زیست پیش دانشگاهی ( نهایی )

دانش آموزان عزیز سوالات زیست پیش دانشگاهی و سوالات کنکور سراسری در۲ اسفند ۸۹  به روز رسانی شده است جهت استفاده گزینه مربوطه را در آرشیو موضوعی انتخاب نمایید . به امید موفقیت شما در امتحانات جبرانی

الکتروفورز

 الکتروفورز ژل

از یک محیط نیمه جامد (ژل) به عنوان فاز ثابت استفاده می‌شود. این نوع الکتروفورز برحسب نوع ژل به کار گرفته شده به دو نوع الکتروفورز ژل پلی‌اکریل آمید ( PAGE) و الکتروفورز ژل آگارز تقسیم می‌شود. الکتروفورز PAGE دارای قدرت تفکیک بسیار بالائی بوده و برای تفکیک پروتئین ها و اسید های نوکلئیک به کار گرفته می‌شود. به منظور بررسی پروتئین ها با استفاده از PAGE، به سبب اینکه پروتئین ها دارای بار مختلف هستند، معمولاً برای اینکه تفکیک فقط براساس وزن مولکولی انجام شود به بافر ماده شیمیائی SDS (سدیم دو دسیل سولفات ) اضافه می‌شود. SDS مولکول بزرگی با بار منفی می‌باشد. این ماده باعث واسرشت شدن پروتئین ها شده و به آنها متصل می‌شود. به ازای هر دو اسید آمینه، یک مولکول SDS به پروتئین متصل می‌شود که باعث القاء بارمنفی متناسب با وزن مولکولی به پروتئین می‌شود. هر چه غلظت پلی اکریل آمید بیشتر باشد قدرت تفکیک ژل بیشتر خواهد بود و مولکول های دارای وزن مولکولی نزدیک به هم را بهتر تفکیک می‌نماید. برای تفکیک اسیدهای نوکلئیک در صورت امکان از ژل آگارز استفاده می‌شود. تهیه ژل مزبور به مراتب سریعتر وآسانتر از ژل پلی اکریل آمید بوده و هزینه کمتری را در بر می‌گیرد. معمولاً برای تفکیک قطعات بزرگ DNA (بزرگ‌تر از 500 جفت باز) در صورتیکه هدف صرفاً بررسی کیفی و تفکیک باشد استفاده از ژل آگارز انتخاب اول است. برای تفکیک قطعات کوچک DNA دو رشته‌ای و قطعات DNA تک رشته‌ای از ژل پلی اکریل آمید استفاده می‌شود. قدرت تفکیک ژل های مزبور ارتباط مستقیمی با غلظت آنها دارد. برای مثال، برای تفکیک قطعاتی به اندازه 100 جفت باز از آگاروز 3% و برای قطعات حدود 2000 جفت باز از آگارز 8/0 % استفاده می‌شود. در صورتیکه نیاز به تفکیک DNA به صورت تک رشته‌ای باشد، از مواد واسرشت کننده نظیر اوره، فرمالدهید یا فرمامید در ژل هم‌زمان با الکتروفورز استفاده می‌شود. به این نوع ژل ها، ژل واسرشت کننده می‌گویند. چنین ژل هائی پیچ و تاب های اسید های نوکلئیک را از هم باز کرده و بنابراین تفکیک مولکول ها فقط براساس طول و نه ساختار دوم انجام می‌شود. در این ژل ها مولکول های کوچک‌تر در مقایسه با مولکول های بزرگ‌تر سریعتر حرکت کرده و مسافت بیشتری را طی می‌کنند. از روش PAGE برای بررسی جهش‌ها و تعیین توالی دی‌ان‌ای استفاده می‌شود.

زنجیره انتقال الکترون( تنفس سلولی )

تنفس در همه موجودات عالی ، چه جانوری و چه گیاهی انجام می‌گیرد و در طی آن انرژی نهفته در بند و بستهای شیمیایی مولکولهای آلی آزاد شده و به صورت بسته‌های انرژی قابل استفاده موجود زنده ، یعنی ATP ، در می‌آید. برای تحقق این تغییر و تبدیل انرژی انجام یک سری واکنشهای زیست شیمیایی ضروری است. مقدمه واکنشهای شیمیایی لازم برای تنفس سلولی، تماما درون یاخته و در پایگاههای تنفسی یا میتوکندریها رخ می‌دهند و به پایان می‌رسند. ویژگیهای ساختاری میتوکندری همراه با آنزیمها و کو آنزیمهای موجود در غشای درونی آن نقش بسیار موثری در انجام واکنشهای مرحله به مرحله‌ای تنفس و در نتیجه آزاد شدن تدریجی انرژی شیمیایی مولکولهای آلی کربوهیدراتها و لیپیدها) و تبدیل و بسته بندی آن به صورت انرژی زیستی ATP دارند. گلوکز طی سه مرحله پیاپی به مولکولهای کوچکتر و سرانجام به ، آب و انرژی به صورت ATP تبدیل می‌گردد. در مرحله اول مولکول آلی به دو مولکول کوچکتر تجزیه می‌شود. در مرحله دوم این مولکولهای کوچکتر کربن خود را به صورت از دست می‌دهند و هیدروژن آزاد می‌کنند و بالاخره در مرحله سوم یا اکسایش نهایی الکترونها و پروتونهای موجود در اتمهای هیدروژن آزاد شده و با عبور از روی یک سری مواد ناقل الکترون ، انرژی خود را رها می‌سازند که این انرژی صرف ساختن ATP می‌گردد. تاریخچه تنفس سلولی مطالعه فرایند تنفس و تخمیر با پژوهشهای هانس و بوخنر ، در سال 1897 ، بر روی عصاره مخمر (زیماز) آغاز گردید و برای نخستین بار بطور تجربی اهمیت کاتالیزورهای زیستی و آنزیمها در این فرآیند مورد توجه قرار گرفت. پس از آن در سال 1900 ، ففر و سپس کوستیچف (1927-1922) نشان دادند که این فرایند از دو مرحله متمایز تشکیل یافته است: مرحله اول شامل مرحله بی‌هوازی و تخمیر است که آنزیم‌های این پدیده همگی درون یاخته‌ها وجود دارند. مرحله دوم مرحله استفاده از اکسیژن است که به تجزیه و اکسایش مواد حاصل از مرحله اول می‌انجامد. مطالعات و پژوهشهای بعدی به خوبی موید نظریات کوستیچف است. مکانیسم تنفس اکسایش تنفسی که منجر به تجزیه و اکسیداسیون مولکول آلی (گلوکز) و تبدیل آن به مولکولهای کوچکتر و سرانجام تولید آب ، و انرژی به شکل ATP می‌شود، در طی سه مرحله انجام می‌گیرد: گلیکولیز در مرحله اول یا مرحله گلیکولیز سوبسترای اصلی تنفسی که گلوکز است ابتدا به کمک ATP فسفریل دار شده ، تحرک پیدا می‌کند و سپس در طی واکنشهای بعدی این مرحله به دو نیمه سه کربنی اسید پیروویک تجزیه می‌شود. در طی گلیکولیز مقدار بسیار کمی انرژی (2 مولکول ATP) از طریق فسفریلاسیون سوبسترایی تولید می‌شود. چرخه کربس دومین مرحله تنفس چرخه کربس است که برخلاف چرخه کلوین ، چرخه تولید است. در طی واکنشهای دورانی چرخه کربس ، سوبسترای تنفسی حاصل از گلیکولیز که اسید پیروویک است، به تدریج اکسید و کربوکسیل زدایی می‌شود و از این رو اتمهای هیدروژن آن از طریق نوکلئوتیدهای NAD و FAD و همچنین اتمهای کربن آن به صورت آزاد می‌شوند. مرحله آخر تنفس بالاخره در مرحله سوم الکترونها و پروتونهای اتمهای هیدروژن بطور همزمان از روی زنجیره‌ای از مواد ناقل الکترون عبور می‌کنند. در طی این عبور یا انتقال ، از یک سو الکترونها تدریجا انرژی خود را از دست داده و خود را به اکسیژن در پایان زنجیره می‌رسانند و از سوی دیگر ، انرژی رها شده ضمن انتقال الکترونها ، صرف فعال شدن نقاطی از زنجیره می‌شود که این نقاط به مثابه تلمبه‌های پروتونی عمل می‌کنند و پروتونها را به فضای بیرون از غشای درونی میتوکندری می‌رانند. با خروج پروتونها اختلاف شیب غلظت یا PH ایجاد می‌شود که خود اختلاف پتانسیل الکتریکی را به همراه دارد و اختلاف شیب غلظت و پتانسیل الکتریکی در مجموع موجب بروز یک شیب الکتروشیمیایی می‌شود که این شیب عامل اصلی یا نیروی محرکه لازم جهت بازگشت پروتونها به داخل غشای درونی میتوکندری و فعال شدن سیستم آنزیمی سازنده ATP است. تولید شیمیواسمزی ATP تولید شیمیواسمزی ATP که جفت و همزمان با واکنشهای اکسایش صورت می‌گیرد، طبق نظریه میچل به این صورت است که همزمان با انتقال الکترونها ، یونهای هیدروژن نیز از ماتریکس به بیرون از غشای درونی ، یعنی فضای بین غشایی منتقل می‌شوند و این امر منجر به تجمع پروتونها و اسیدی‌تر شدن فضای بین غشایی نسبت به ماتریکس و در نتیجه ایجاد یک شیب PH در دو طرف غشای درونی می‌شود. شیب PH خود موجب بروز اختلاف پتانسیل الکتریکی غشا ، از طریق مبادله پروتونها با سایر کاتیونها ، از خلال غشای نیمه تراوای درونی ، می‌شود. شیب PH همراه با شیب الکتریکی غشا شیب الکتروشیمیایی ایجاد می‌کند که نیروی محرکه لازم جهت بازگشت پروتونها از طریق پایه آب گریز مجموعه آنزیمی ATP آز مستقر در غشای درونی را فراهم می‌سازد و موجب ساخته شدن ATP در محل گره یا سر این انزیم می‌شود. اکسایش ناقص مواد در محیط فاقد اکسیژن اکسایش ناقص مواد در محیط فاقد اکسیژن را که فقط تا پایان مرحله اول یا گلیکولیز انجام می‌گیرد و بر خلاف اکسایش کامل هوازی به و آب نمی‌انجامد، تخمیر می‌گویند. فراورده‌های تخمیری ناقص بوده و مقدار قابل ملاحظه‌ای انرژی رها نشده دارند. مهمترین فراورده‌های تخمیری الکل اتیلیک و اسید لاکتیک هستند که از احیای اسید پیروویک حاصل از گلیکولیز بوجود می‌آیند. اگر اسید پیروویک ابتدا کربوکسیل زدایی (از دست دادن ) و سپس احیا شود، الکل اتیلیک ایجاد می‌گردد (تخمیر الکلی) و اگر اسید پیروویک بدون هیچ تغییری احیا شود، اسید لاکتیک بوجود می‌آید. (تخمیر اسیدی) مواد بازدارنده تنفس بعضی مواد بازدارنده تنفسی مثل روتنون یا سیانید ، با قطع و مسدود کردن زنجیره انتقال الکترون و برخی دیگر مانند اولیگومایسین از طریق جلوگیری از فعالیت آنزیم ATP آز مانع انجام فسفریلاسیون اکسیداتیو می‌شوند. دسته‌ای از مواد نیز تحت نام مواد جدا کننده (آن کاپلرها) با جدا کردن واکنش زوجی فسفریلاسیون از اکسیداسیون فقط از انجام واکنش کاتالیز ADP یا Pi و سنتز ATP جلوگیری می‌کنند و هیچ اثری بر انتقال الکترون در طول زنجیره تنفسی ندارند.

قارچها وانواع آن

مقدمه
قارچها موجوداتی هتروتروف بوده، فاقد ریشه ، ساقه و برگ هستند و در یکی از پنج سلسله موجودات زنده قرار داده شده‌اند. این موجودات به علت فقدان کلروفیل (سبزینه) قادر به سنتز مواد آلی نیستند و در نتیجه ناگزیرند به صورت ساپروفیت بر روی مواد آلی مرده گیاهی و جانوری و یا به صورت انگل بر روی یاخته‌های زنده و یا داخل آنها زیست کنند. نوع دیگر زندگی همزیستی قارچها با دیگر موجودات است که در میکوریزا و گلسنگها دیده می‌شود.



تصویر

ساختار قارچ
ساختار اغلب قارچها از رشته‌ها و یا ریسه‌های نخی شکل به نام هیف تشکیل شده است. در قارچهای پست ، ریسه‌ها یا هیفها فاقد دیواره عرضی هستند. انشعابات هیفها یا ریسه‌ها شبکه‌ای به نام میسیلیوم را بوجود می‌آورند. شبکه میسیلیوم را می‌توان به صورت کپک بر روی مواد آلی مختلف مشاهده کرد. آنزیمهایی که توسط قارچهای مختلف بوجود می‌آیند می‌توانند انواع مواد آلی را تجزیه کرده و به مواد ساده‌تری مبدل کنند. قارچها از لحاظ ساختار یاخته‌ای جزء یوکاریوتها هستند در اطراف هسته و دیگر اجزای یاخته‌ غشای دو لایه وجود دارد. در اطراف یاخته ، دیواره یاخته‌ای حاوی کیتین قرار می‌گیرند.

تولید مثل در قارچها
اکثر قارچها به دو طریق جنسی و غیر جنسی تکثیر می‌یابند. در قارچهای تک یاخته‌ای ، تولید مثل غیر جنسی به روش تقسیم دوتایی و جوانه زدن انجام می‌گیرد و قارچهای پر یاخته‌ای غیر از قطعه قطعه شدن ریسه یا هیف ، انواع هاگهایی از قبیل اسپورانژیوسپور (زئوسپور و آپلانسپور) گویند یا ، جنسی حاصل می‌شود. این نوع تولید مثل در قارچها به پنج روش صورت می‌گیرد.

روش ترکیب گامتهای متحرک ویژه قارچهای پست است. قارچهای پست ، یا خود تک یاخته‌ای و متحرک‌اند و یا یاخته‌های متحرک تولید می‌کنند. تماس گامتانژیایی ، آمیزش گامتانژیایی ، اسپرم‌زایی و تولید مثل جنسی توسط یاخته‌های رویشی از انواع دیگر روشهای تولید مثل جنسی در قارچها بشمار می‌روند.





تقسیم بندی قارچها
سلسله قارچها را به دو شاخه ، قارچهای حقیقی و قارچهای کاذب ، تقسیم کرده‌اند قارچهای حقیقی خود به پنج زیر شاخه تقسیم می‌شوند که عبارتند از:



زیر شاخه ماستیگو مایکوتینا
یا قارچهای زئوسپوری که ممکن است ساختار آنها و یا هاگهایی که تولید می‌کنند متحرک و دارای تاژک باشند. نوع تاژک ومحل قرار گرفتن آن در این قارچها از نظر رده بندی مهم است قارچهای این زیر شاخه از نظر نوع ساختار و تولید مثل جزء پست‌ترین قارچها بشمار می‌آیند. اشکال ابتدایی این قارچها فاقد ریسه یا هیف بوده و ساختار تک یاخته‌ای دارند که در واقع بخشی رویشی و نیز زایشی قارچ بشمار می‌آید. سپس ساختار آنها اندکی پیشرفته‌تر شده، بخش رویشی و زایشی از یکدیگر مجزا می‌شوند.

در قارچهای تکامل یافته‌تر این گروه ، ساختار ریسه یا هیف بوجود می‌آید. ریسه یا هیف آنها فاقد دیواره عرضی است. تولید مثل جنسی در این گروه نیز روند تکاملی را طی می‌کند و از ایزوگامی به آنیزوگامی و سپس ائوگامی می‌رسد. تعدادی نیز گامتهای غیر متحرک دارند و به روش تماس گامتانژیایی تولید مثل جنسی انجام می‌دهند که این قارچها تکامل یافته‌تر از دیگر قارچهای این گروه هستند. این گروه از قارچها به صورت ساپروفیت بر روی بقایای مواد آلی یا به صورت انگل داخلی و خارجی بر روی یاخته میزبان زیست می‌کنند.
زیر شاخه زیگومایکوتینا
قارچهای این گروه نیز جزء قارچهای پست بشمار می‌آیند و ریسه یا هیف آنها فاقد دیواره‌های عرضی (سپتا) است. تولید مثل غیر جنسی توسط هاگهای غیر متحرکی انجام می‌شود که معمولا در کیسه‌ای به نام اسپورانژیوم بوجود می‌آیند. تولید مثل جنسی توسط آمیزش دو گامتانژ صورت می‌گیرد. کیسه‌ای به نام اسپورانژیوم بوجود می‌آیند. در این حالت اندامهای جنسی دیده نمی‌شوند. هیف یا ریسه‌های رویشی ، گامتانژ را بوجود می‌آورند. این قارچها اغلب خاکزی هستند و غیر از خاک بر روی مواد قندی مانند نان و مربا و غیره زیست می‌کنند.
زیر شاخه آسکومایکوتینا
این گروه به علت داشتن ریسه یا هیف دیواره‌های عرضی (سپتا) هستند این قارچها جزء قارچهای عالی بشمار می‌آیند. در نتیجه تولید مثل جنسی ، هاگهایی به نام آسکوسپور در درون کیسه‌هایی به نام آسک تولید می‌کنند. کیسه‌های آسک حاوی آسکوسپورها ، اغلب توسط پوششی به نام آسکوکارپ احاطه می‌شوند. آسکوکارپها به شکلهای مختلف بسته ، نیمه باز و باز وجود دارند.

رده بندی این گروه بر اساس نوع آسکوکارپ صورت می‌گیرد. مخمرها یا بوزکها فاقد آسکوکارپند. در این قارچها تولید مثل غیر جنسی اغلب توسط هاگهایی به نام کونیدیا انجام می‌شود که بر روی هیفی موسوم به کونیدیوفور قرار می‌گیرند ولی مخمرها یا بوزکها که ساختار تک یاخته‌ای دارند به روش تقسیم دوتایی و یا جوانه زدن تولید مثل غیر جنسی انجام می‌دهند.

کاروفیتا
خصوصیات ویژه‌ای دارند که آنها را از بقیه جلبکی ، متمایز می‌سازد. علت آن شکل ظاهری و اندامهای تولید مثلی آنهاست. اولا اندامهای تولید مثلی ساختار پیچیده داشته و ثانیا توسط یاخته‌های نازا احاطه شده‌اند. همچنین چگونگی رویش تخم در آنها متفاوت است.
کریسوفیتا
رنگ این جلبکها اغلب سبز مایل به زرد ، زرد ، طلایی ، زرد مایل به قهوه‌ای است. رنگ آنها به علت وجود رنگیزه‌های کاروتن و گزانتوفیل به تعداد زیاد در کلروپلاست آنهاست. دیاتومها یا رده باسیلاریوفیته جمعیت بزرگی از جلبکها را تشکیل می‌دهند. دیاتومها دارای دیواره دو قسمتی و یا دو کفه‌ای سیلیسی هستند دیاتومها به اشکال منظم و مهندسی جزء زیباترین پلانکتونهای گیاهی بشمار می‌آیند.
جلبکهای قهوه‌ای
تال پر یاخته و ماکروسکوپی است این جلبکها تنها گروهی هستند که تال تک یاخته‌ای و کلونی در آنها وجود ندارد. حتی اشکال ریسه‌ای نیز به تعداد کم در آنها دیده می‌شود. ساختار درونی تال در جلبکهای قهوه‌ای بسیار تکامل یافته و از لایه‌های مختلف تشکیل شده. تولید مثل جنسی نیز در این جلبکها روند تکاملی را طی می‌کند جلبکهای قهوه‌ای چرخه زندگی از نوع ایزومورفیک و تولید مثل به صورت ایزوگامی است.در جلبکهای متوسط چرخه زندگی به صورت هترومورفیک و تولید مثل به روش ائوگامی صورت می‌گیرد. در جلبکهای قهوه‌ای تکامل یافته ، چرخه زندگی به صورت دیپلانتیک دیده می‌شود که در آن تنها گیاه اسپروفیت وجود دارد و گیاه گامتوفیت کاملا از بین رفته است.
جلبکهای قرمز
به علت داشتن رنگیزه‌های فیکوسیانین (سبز مایل به آبی) فیکواریترین (قرمز) به رنگهای بنفش ، سبز زیتونی ، ارغوانی و صورتی و غیره دیده می‌شوند و به خاطر داشتن این رنگیزه‌ها قادرند از اعماق آب زیست کنند. تال کوچک و ظریف دارند. فرآیند تولید مثل در جلبکهای قرمز پیچیده‌تر از جلبکهای قهوه‌ای است. از بعضی جلبکهای قرمز به عنوان منبع غذایی سرشار از پروتئین استفاده می‌کنند.
دینوفیتا
گروهی از پلانکتونهای گیاهی موجود در آبهای شورند که اکثرا تک یاخته‌ای و متحرک‌اند. وسیله حرکت آنها دو تاژک است که یکی از آنها در شیاری واقع است که مانند کمربندی در پیرامون یاخته وجود دارد و دیگری از شیار خارج می‌شود. با آنکه وجود این موجودات در زنجیره غذایی آبزیان بسیار مفید است ولی رشد و تجمع بیش از حد آنها باعث وارد ساختن سمومی در آب می‌شود

منبع : www.centralclubs.com

جلبک ها

جلبک

مقدمه
جلبکها ساده‌ترین موجودات واجد کلروفیل هستند. سه تفاوت عمده بین جلبکها و گیاهان عالی وجود دارد. اولا جلبکها فاقد ریشه ، ساقه و برگ‌ هستند، ثانیا در اطراف اندامها یا ساختارهای زایشی جلبکها یاخته‌های محافظ وجود ندارد، ثالثا جنین در جلبکها دیده نمی‌شود. در طبیعت جلبکها در محیطهای گوناگون یافت می‌شوند. آب محیطی است که بیشترین جلبکها را در خود جای داده است.

در سطح خاکهای مرطوب نیز تعداد بسیار زیادی جلبک یافت می‌شود. بخشهای هوایی درختان و همچنین سنگها و صخره‌ها محلهای دیگری هستند که جلبکها می‌توانند بر روی آنها رشد کنند. بعضی از جلبکها می‌توانند در محیطهای غیر معمولی ، مثل دریاچه‌های نمک ، چشمه‌های آب گرم و یخچالهای طبیعی و حتی در درون بدن و بافتهای موجودات زنده زیست کنند.



تصویر

مشخصات تال در جلبکها
اندازه تال در جلبکها از چند میکرون تا چندین متر می‌رسد. همچنین تال به اشکال مختلف از قبیل تک یاخته‌ای (متحرک و غیر متحرک) ، کلونی ، ریسه‌ای ، پارانشیمی و سیفونی دیده می‌شود. ساختار یاخته‌ای جلبکها نیز به دو صورت پروکاریوتی و یوکاریوتی است. ساختار پروکاریوتی مربوط به جلبکهای سبز - آبی و ساختار یوکاریوتی مربوط به بقیه جلبکهاست.
دیواره یاخته‌ای
دیواره یاخته‌ای در جلبکها بسیار حائز اهمیت است. علت آن وجود مواد مختلفی است که بعضی از آنها کاربرد صنعتی ، دارویی و پزشکی دارند. یاخته‌های زایشی از قبیل گامتها و زئوسپورها فاقد دیواره یاخته‌ای هستند. دیواره یاخته‌ای در جلبکها معمولا از 2 لایه تشکیل شده است لایه بیرونی لایه‌ای است ژلاتینی از مواد پکتینی ساخته شده و در آب گرم حل می‌شود. لزج بودن جلبکها بدلیل وجود این لایه بیرونی است. لایه درونی از جنس سلولز است که در آب گرم نامحلول است. هر دو این مواد نوعی پلی ساکارید هستند در اکثر موارد ترکیبات دیگر از قبیل پروتئین ، کربنات کلسیم ، آهن ، سیلیس ، کتین و غیره در ساختار دیواره یاخته‌ای جلبکها دیده می‌شود.



کلروپلاست یا کروماتوفور
یکی از مهمترین اجزای یاخته‌ای در جلبکها کلروپلاست یا کروماتوفور است در داخل کلروپلاست اغلب جلبکهای سبز ، اجسام کروی شکل حاوی نشاسته وجود دارد که آن را پیرنوئید می‌گویند. پیرنوئید در جلبکهای سبز وجود دارد که ممکن است در داخل یا خارج کلروپلاست قرار گیرد. به علاوه کلروپلاست جلبکهای سبز متحرک حاوی لکه نارنجی رنگی به نام استیگما (لکه چشمی) است که جهت یاخته را به سمت نور متمایل می‌سازد. در بعضی از جلبکها ممکن است لکه چشمی خارج از کلروپلاست باشد. در داخل کلروپلاست ، رنگیزه‌هایی از انواع کلروفیل ، کاروتنوئید و بیلی پروتئینها وجود دارند که باعث می‌شوند تا کلروپلاست و در نتیجه یاخته جلبکها به انواع رنگهای مختلف دیده شود.


تاژک
اغلب جلبکها یا خود متحرک‌اند و یا یاخته‌های زایشی آنها متحرک است. در بین جلبکها فقط دو گروه یعنی جلبکهای سبز - آبی و جلبکهای قرمز از این قاعده مستثنی هستند. فرمهای متحرک و یاخته‌های زایشی متحرک در آنها دیده نمی‌شود. وسیله حرکت یاخته‌ای متحرک ، تاژک نام دارد که از نظر شکل ظاهری بر دو نوع است. یکی تاژک شلاقی که سطح آن صاف و دیگری تاژک پر مانند که سطحی ناصاف و همانند پر دارد. همچنین تعداد تاژک و محل قرار گرفتن در جلبکهای گوناگون متفاوت است.

تولید مثل در جلبکها
تولید مثل در جلبکها به دو روش غیر جنسی و جنسی صورت می‌گیرد. تولید مثل غیر جنسی یا رویشی توسط یاخته‌های رویشی معمولی انجام می‌شود بدون آنکه در دیواره یاخته اصلی تغییری حاصل گردد قطعه قطعه شدن کلونی ، ریسه یا بطور کلی تال ، تقسیم یاخته‌ای به صورت دوتایی و تغییر شکل یاخته‌های رویشی و تبدیل آنها به یاخته‌های مقاوم و زایشی از انواع تولید مثل رویشی بشمار می‌آیند. تولید مثل غیر جنسی ، روش معمولی و طبیعی جلبکهاست که در این حالت هاگهای متحرک به نام زئوسپور و یا غیر متحرک بنام آپلانسپور در کیسه‌هایی به نام هاگدان بوجود می‌آیند.

تولید مثل جنسی نتیجه آمیزش دو یاخته‌ جنسی نر و ماده به نام گامت است. هنگام آمیزش گامتها ، مراحلی به نام یاخته تخم ایجاد می‌گردد. گامتها ممکن است از نظر شکل و اندازه با هم برابر باشند که در این صورت آنها را ایزوگامت گویند گاهی یکی از گامتها بزرگتر از دیگری است و آنیزوگامت می‌نامند. صرف نظر از اندازه گامتها ، اگر یکی از گامتها کوچکتر و متحرک و گامت دیگر بزرگتر و غیر متحرک باشد در این صورت آنها را هتروگامت گویند. در جلبکهای تکامل یافته ، یاخته‌های زایشی در ساختارهای ویژه‌ای بوجود می‌آیند ساختاری که یاخته‌های نر را بوجود می‌آورد بنام آنتریدیوم وساختاری که یاخته‌های ماده را تولید می‌کند اوئوگونیوم نامیده می‌شود.


چرخه زندگی جلبکها
چرخه زندگی جلبکها از دو قسمت تشکیل شده. مرحله هاپلوئیدی یا گامتوفیتی که طی آن یاخته‌های نر و ماده بوجود می‌آیند و پس از ترکیب آنها با یکدیگر یاخته دیپلوئید تخم حاصل می‌شود. مرحله بعدی با ایجاد یاخته تخم آغاز می‌گردد که آن را مرحله اسپروفیتی گویند. حال اگر رویش تخم با تقسیم به روش میوز انجام گیرد مجددا مرحله گامتوفیتی یا هاپلوئیدی بوجود می‌آید در این حالت مرحله اسپورفیتی بسیار کوتاه است. در صورتی که رویش تخم با تقسیم به روش میوز همراه نباشد گیاه دیگری به نام اسپروفیت تولید می‌شود که تعداد کروموزوم آن دو برابر گیاه اول است و در نتیجه مرحله اسپروفیتی طولانی می‌گردد.



تصویر

انواع چرخه زندگی
بر حسب آنکه مرحله گامتوفیتی و یا اسپروفیتی طولانی باشد و یا گیاه گامتوفیت با گیاه اسپروفیت مشابه با یکدیگر باشند و یا نباشند، چرخه زندگی در جلبکها را به چهار گروه هاپلانتیک ، دیپلانتیک ، ایزومورفیک و هترومورفیک تقسیم می‌کنند.




رده بندی جلبکها
به منظور رده بندی جلبکها ، ویژگیهایی از قبیل ساختار تال ، دیواره یاخته ، تعداد تاژک ، نوع تاژک و محل قرار گرفتن آنها و ... در نظر می‌گیرند.
سیانوفیتا یا جلبکهای سبز – آبی
پست‌ترین جلبکها به شمار می‌روند. ساختار یاخته‌ای از نوع پروکاریوتی و بسیار شبیه به باکتریهاست. تال میکروسکوپی داشته و به اشکال تک یاخته‌ای ، کلونی ، ریسه‌ای بدون هتروسیت و ریسه‌ای دارای هتروسیت تقسیم می‌شوند. یاخته‌های هتروسیت ممکن است در ابتدای ریسه و یا در بین یاخته‌ها رویشی بوجود آیند. رنگ این یاخته‌ها سبز زیتونی و دارای دیواره‌ای دو لایه‌اند. این یاخته‌ها حاوی آنزیم ویژه‌ای هستند که می‌توانند نیتروژن موجود در هوا را به صورت نیتروژن آمونیاکی در خود تثبیت کنند. تولید مثل جنسی در جلبکهای سبز – آبی وجود ندارد و تولید مثل به صورت تقسیم دوتایی ، قطعه قطعه شدن و تشکیل هورموگونیوم و اکینیت انجام می‌شود.
جلبکهای سبز
به رنگ سبز علفی هستند تال آنها بسیار متنوع است و به اشکال تک یاخته‌ای متحرک ، تک یاخته‌ای غیر متحرک ، کلونی متحرک ، کلونی غیر متحرک ، ریسه‌ای ساده و منشعب ، پارانشیمی و سیفونی دیده می‌شوند. انواع تولید مثل رویشی غیر جنسی و جنسی در آنها متداول است. کلامیدوموناس جلبک سبزی است متحرک و دارای 2 تاژک از نوع شلاقی در ناحیه سر. کلامیدوموناس را می‌توان منشا جلبکهای سبز بشمار آورد. از تقسیمات یاخته کلامیدوموناس جلبک ریسه‌ای ساده یا اولوتریکس حاصل می‌شود.

کلادوفورا نیز از جلبکهای واجد تال ریسه‌ای منشعب است. جلبک ادوگونیوم به علت دارا بودن اندامهای جنسی آنتریدیوم و ائوگونیوم از دیگر جلبکهای ریسه‌ای کاملا متمایز است. از دیگر جلبکهای سبز اسپیروژیر است. که شناسایی آن به علت داشتن کلروپلاست مارپیچی به آسانی صورت می‌گیرد. لیکن دیگر از ویژگیهای جلبکهای سبز وجود کلروپلاست به اشکال مختلف در آنهاست.
اوگلنوفیتا
اوگلنها موجوداتی تک یاخته‌ای و متحرک‌اند. به علت نداشتن دیواره یاخته‌ای شکل ثابت ندارند. و بعضی موارد بسیار شبیه به پروتوزوآ عمل کرده و سبزینه خود را از دست داده و از مواد آلی استفاده می‌کنند.




کاروفیتا
خصوصیات ویژه‌ای دارند که آنها را از بقیه جلبکی ، متمایز می‌سازد. علت آن شکل ظاهری و اندامهای تولید مثلی آنهاست. اولا اندامهای تولید مثلی ساختار پیچیده داشته و ثانیا توسط یاخته‌های نازا احاطه شده‌اند. همچنین چگونگی رویش تخم در آنها متفاوت است.
کریسوفیتا
رنگ این جلبکها اغلب سبز مایل به زرد ، زرد ، طلایی ، زرد مایل به قهوه‌ای است. رنگ آنها به علت وجود رنگیزه‌های کاروتن و گزانتوفیل به تعداد زیاد در کلروپلاست آنهاست. دیاتومها یا رده باسیلاریوفیته جمعیت بزرگی از جلبکها را تشکیل می‌دهند. دیاتومها دارای دیواره دو قسمتی و یا دو کفه‌ای سیلیسی هستند دیاتومها به اشکال منظم و مهندسی جزء زیباترین پلانکتونهای گیاهی بشمار می‌آیند.
جلبکهای قهوه‌ای
تال پر یاخته و ماکروسکوپی است این جلبکها تنها گروهی هستند که تال تک یاخته‌ای و کلونی در آنها وجود ندارد. حتی اشکال ریسه‌ای نیز به تعداد کم در آنها دیده می‌شود. ساختار درونی تال در جلبکهای قهوه‌ای بسیار تکامل یافته و از لایه‌های مختلف تشکیل شده. تولید مثل جنسی نیز در این جلبکها روند تکاملی را طی می‌کند جلبکهای قهوه‌ای چرخه زندگی از نوع ایزومورفیک و تولید مثل به صورت ایزوگامی است.در جلبکهای متوسط چرخه زندگی به صورت هترومورفیک و تولید مثل به روش ائوگامی صورت می‌گیرد. در جلبکهای قهوه‌ای تکامل یافته ، چرخه زندگی به صورت دیپلانتیک دیده می‌شود که در آن تنها گیاه اسپروفیت وجود دارد و گیاه گامتوفیت کاملا از بین رفته است.
جلبکهای قرمز
به علت داشتن رنگیزه‌های فیکوسیانین (سبز مایل به آبی) فیکواریترین (قرمز) به رنگهای بنفش ، سبز زیتونی ، ارغوانی و صورتی و غیره دیده می‌شوند و به خاطر داشتن این رنگیزه‌ها قادرند از اعماق آب زیست کنند. تال کوچک و ظریف دارند. فرآیند تولید مثل در جلبکهای قرمز پیچیده‌تر از جلبکهای قهوه‌ای است. از بعضی جلبکهای قرمز به عنوان منبع غذایی سرشار از پروتئین استفاده می‌کنند.
دینوفیتا
گروهی از پلانکتونهای گیاهی موجود در آبهای شورند که اکثرا تک یاخته‌ای و متحرک‌اند. وسیله حرکت آنها دو تاژک است که یکی از آنها در شیاری واقع است که مانند کمربندی در پیرامون یاخته وجود دارد و دیگری از شیار خارج می‌شود. با آنکه وجود این موجودات در زنجیره غذایی آبزیان بسیار مفید است ولی رشد و تجمع بیش از حد آنها باعث وارد ساختن سمومی در آب می‌شود.

منبع: گیاهان طبیعت و محیط زیست  www. centralclubs.com

رفتار چکاوک در یادگیری اصوات

چکاوکها اصوات‌ناشناخته را فرا مي‌گيرند

چکاوکها اصوات‌ناشناخته را فرا مي‌گيرند :

جام جم آنلاين: تحقيقات متخصصان دانشگاه کانبرا نشان مي دهد که چکاوکها توانايي فراگيري اصوات ناشناخته و هشداردهنده گونه هاي مختلف را داشته و پس از يادگيري به آنها واکنش نشان مي دهند.

به گزارش مهر ، محققان به دفعات شاهد رفتاري در پرندگان يک گونه خاص بوده اند که در زمان مواجهه با خطر، صدايي هشدار دهنده از خود ايجاد مي کنند که اين صدا باعث هوشياري پرندگان از گونه هاي ديگر نيز خواهد شد. نکته مجهول در اين فرايند اين است که آيا توانايي چند زبانه بودن در پرندگان، خاص و غير طبيعي بوده و يا پرندگان طي گذشت زمان اصوات هشداري ديگر گونه ها را فرا مي گيرند.

مطالعات جديدي که در اين زمينه در دانشگاه کانبرا در استراليا انجام گرفته است نشان مي دهد که اصوات هشدار دهنده حتي در صورتي که توسط گونه هاي بسيار کمياب ايجاد شوند، مي توانند به محدوده آموخته هاي پرندگان افزوده شده و آنها را به پرندگاني چند زبانه تبديل کند.

گروهي از محققان اين دانشگاه با ضبط صداي پرندگان در گونه هاي متفاوت چکاوکها که در مکانهاي مختلفي تحت مراقبت قرار داشتند و تحت نظر گرفتن عکس العملهاي آنان اين پديده را مشاهده کردند.

بر اساس مشاهدات، دو گونه از چکاوکها که داراي اصوات هشدار دهنده مشابهي هستند، صداي يکديگر را به راحتي و سرعت شناسايي کردند اين بدان معني است که چکاوکي که در گونه fairy-wren قرار داشت تنها با شنيدن صداي هشدار چکاوکي از گونه خود عکس العمل نشان داده و نسبت به هشدار ديگر گونه ها که با آنها ناآشنا بود رفتاري بي تفاوت نشان مي داد.

اين پديده بيانگر اين موضوع خواهد بود که چکاوکهاي fairy-wren براي شناختن و درک هشدار گونه هاي ديگر بايد از قبل آن را شنيده باشند و حس خطر را از آن دريافته باشند.

همچنين چکاوکهاي fairy-wren نسبت به هشدار ناآشناي گونه اي کمياب از اين پرندگان که براي مدتي در يک مکان زندگي مي کردند، از خود واکنش نشان مي دهند به اين معني که چکاوکها توانايي يادگيري هشدارهاي ناآشنا و متفاوت را، از ديگر گونه ها دارند.

بر اساس گزارش نيوساينتيست، به گفته محققان، جانوراني که مورد هجوم شکارچيان قرار مي گيرند، نياز به تطبيق خود با علائمي که آنها را از حضور شکارچيان آگاه مي کنند، خواهند داشت و اين فراگيري آنها را در مقابل تغييرات محيطي حساس و ايمن خواهد کرد.

دانشمندان بر اين باورند که اين تحقيقات به محافظان محيط زيست در حفظ گونه هاي مختلف ياري خواهد رساند. اين گروه ها مي توانند با آموزش هشدارهاي مختلف گونه هاي جانوري موجود در منطقه به گونه هايي که در معرض انقراض قرار دارند، خطر نابودي آنها را کاهش دهند.

                                                                 

-زنبورها خودخواه هستند-لمورها براي جفت خود، آوازهاي عاشقانه مي‌خوانند-تشخيص‌انسان‌خوب از بد توسط پرندگان-زنبورها کليد پايداري محصولات کشاورزي-بررسي رفتارهاي تغذيه اي حيوانات -زندگی گروهی در جانوران-پژواک سازی در خفاش ها -زندگي خانوادگي لك لك ها-مشاهده ي تكامل پروانه حين وقوع-فرهنگ ارتباطي شامپانزه ها-زبان ارتباطي ميمون ها -نيكول ، كوسه ی عاشق پيشه - زندگي از نگاه حشرات- دلفين ها مانند انسان با بردن نام يكديگر ارتباط برقرار مي كنند -موريانه ها غذاي خود را با گوش دادن انتخاب مي كنند- شامپانزه‌ها قبل از عبور از خيابان فكر مى‌كنند! -عادی شدن ( خوگیری )- الگوی عمل ثابت ، نوعی رفتار غریزی در جانوران - حشرات از درخشش كرم شب تاب مي ترسند! -نحوه تشخيص آواز پرندگان را در مغز پرنده جستجو کنيد-ميمون ها لهجه دارند -

                                

منبع : زیست پیام

درخت تبار زایشی

درخت تبارزايشي :                                        منبع :گروه زيست شناسي كرمان به نقل از زیست پیام

در این دیاگرام  تعداد اسیدهای آمینه متفاوت در یک زنجیره پلی پپتیدی هموگلوبین در بین چندجاندار

بررسی شده و با انسان مقایسه گردیده است.اگر بخواهیم تغییرات نوکلئوتیدها را در طول ژن همو گلوبین  بررسی کنیم همین دیاگرام بدست می آید(مطلب ارائه شده در کتاب پیش دانشگاهی) البته بايد يه  ازاء هر آمینو اسید سه نوکلئوتید در نظر گرفت(کدون مربوط به هر آمینو اسید سه حرفی است).این گونه دیاگرام ها ارتباط تکاملی جانداران را نشان می دهد.جهت کسب اطلا عات بیشتر در این زمینه و نحوه انجام این مطالعات مقایسه ای به آدرس زیر مراجعه نمائید.http://www.bio.miami.edu/dana/160/160S06_3.html در کتاب پیش دانشگاهی درخت تبار زایشی رسم شده است که در آن ۵ حیوان با هم مقایسه شده اند هر چه طول شاخه ها(و نه تنه)بیشتر باشد یعنی تفاوت نوکلئو تیدهای ژن هموگلوبین آن حیوان نسبت به یک جاندار دیگر(به عنوان ملاک مقایسه که احتمالا انسان بوده و درتصویر کتاب حذف شده است زیرا باید در راس تنه کشیده می شدو طول شاخه اش صفر می بود)بیشتر است .تعداد نوکلئو تیدهای  متفاوت در  ژن همو گلوبین(ویا تعداد اسید های آمینه متفاوت در ملکول هموگلوبین) نسبت به انسان به ترتیب درلامپری قورباغه ماکیان موش و گوریل میباشد( و احتمالا در کتاب طول شاخه ماکیان و موش بر عکس رسم شده است) و در راس هم انسان(مبدا مقایسه).دیاگرا م بالا نیز همین مطلب را نشان می دهد.  در کتاب پیش طول شاخه ها تعداد تغییرات نوکلئو تیدها در ژن هموگلوبین است اما در اینجا اعداد نمایانگر اسید های آمینه متفاوت در ملکول هموگلوبین نسبت به انسان است که در اصل قضیه تفاوتی ایجاد نمی کند.رسم ماکیان در سمت راست و بقیه ي حیوانات در سمت چپ در کتاب نیز احتمالا دلیل خاصی نداشته باشد . شکل فوق در حقیقت نشان دهنده تجانس ملکولی و کاربرد آن در تعیین میزان قرابت موجودات می باشد

تكنولوژي هاي جديد اين امكان را براي ما فراهم مي كند كه بتوان ميزان تشابه ترتيب بازها در دي ان آ و آر ان آ موجودات را محاسبه نمائيم و اين تشابه نشان دهنده ميزان قرابت و خويشاوندي موجودات مي باشد.تجانس ملكولي همچنين استفاده وسيعي در اين مورد دارد كه بخواهيم تعيين كنيم كه موجودات در چه زماني يك گونه مشترك بوده  و سپس از هم مشتق شده اند(جد مشترك).تجانس ملكولي      همچنين براي تعيين ميزان تشابه ترتيب اسيد هاي آمينه در ملكول همو گلوبين در حيوانات مختلف  نيز

  مورد استفاده قرار مي گيرد

بیماری هرپس

 هرپس

هرپس تناسلي يك بيماري مقاربتي به شدت واگيردار مي باشد . تظاهرات اين بیماري شامل درد ، خارش و زخم در نواحي تناسلي مي باشد .گونه اي از ويروس هرپس سيمپلكس (  HSV  ) عامل بيماري هرپس تناسلي است كه از طريق شكاف هاي كوجك روي پوست يا غشاء مخاطي وارد بدن مي شود. اصلي ترين راه انتشار ويروس تماس جنسي است

براي اين عفونت عود كننده هيچ درماني وجود ندارد و اين امر سبب ايجاد فشارهاي روحي و شرمندگي در افراد مي شود

ابتلا به هرپس تناسلي دليلي براي اجتناب از سكس يا منصرف شدن از فكر روابط نمي باشد . اگر شما يا شريك جنسي تان به اين عفونت آلوده شده ايد مي توانيد با رعايت نكاتي انتشارHSV  را كنترل نموده و خودتان و شريك جنسي تان را حفاظت نماييد

 علائم و نشانه ها

اكثريت كساني كه آلوده به ويروس HSV مي شوند هرگز از داشتن بيماري آگاه نمي شوند چرا كه اين افراد هيچ علامت و نشانه اي ندارند. علائم و نشانه هاي HSV مي تواند چنان خفيف باشد كه مورد توجه افراد قرار نگيرد. معمولا اولين بروز، بدترين بروز در وقوع بيماري است و برخي از افراد هرگز براي دومين بار بيماري را تجربه نمي كنند. اما سايرافراد حتي پس از 40 سال از بروز اوليه بيماري، مجددا بيماري را تجربه مي كنند

نشانه هاي هرپس تناسلي مي تواند شامل :

	برآمدگيهاي كوچك قرمز ، تاولهاي كوچك يا زخم هاي باز در ناحيه تناسلي ، مقعد و نواحي اطراف
	درد يا خارش اطراف ناحيه تناسلي ، كفل ها و داخل رانها

   

اولين نشانه هرپس تناسلي معمولا درد يا خارش است كه در عرض چند هفته پس از مواجهه با شريك جنسي آلوده شروع مي شود پس از چندين روز ممكن است برآمدگيهاي كوچك قرمز ظاهر شود سپس آنها پاره مي شوند و تبديل به زخم هايي مي گردند كه ترشح يا خونريزي دارند در نهايت روي زخم ها دلمه تشكيل مي شود و بهبود مي يابند

در زنها زخم ها مي توانند در ناحيه واژن ، آلت تناسلي خارجي ، كفل ها ، مقعد يا دهانه رحم قرار گيرند. در مردها زخم ها مي توانند روي آلت تناسلي ، كيسه بيضه ، كفل ها ، مقعد ، رانها يا درون پيشابراه ظاهر شوند

اگر فردي زخم داشته باشد ممكن است در حين ادرار كردن درد داشته باشد همچنين شخص ممكن است پس از برطرف شدن عفونت، درد و حساسيت را در ناحيه تناسلي تجربه كند. در طول اولين بروز بيماري فرد ممكن است علائم و نشانه هاي شبيه آنفلوانزا داشته باشد نظير سردرد ، دردهاي عضلاني ، تب و نيز غدد لنفاوي متورم در ناحيه كشاله ران

 عود

هرپس تناسلي در هر شخصي متفاوت است و علائم و نشانه ها ممكن است براي سالها تكرار شود. بعضي افراد بروزهاي متعددي را در هر سال تجربه مي كنند اما در بسياري از افراد با گذشت زمان  ميزان تكرار بيماري كمتر مي شود. فاكتورهاي زيادي مي توانند بروز مجدد بيماري را تسهيل كنند مثل: استرس ، قاعدگي ، ضعف سيستم ايمني حاصل از داروها مثل استروئيدها و شيمي درماني ،يا ناشي از عفونتها مثل ايدز ، بيماري ،جراحي ، خستگي ، سايش نظير آنچه كه در نزديكي جنسي خشن اتفاق مي افتد

در بعضي موارد حتي وقتي كه ضايعات وجود ندارند عفونت مي تواند فعال و مسري باشد

علل

آلودگي با دو نوع ويروس هرپس سيمپلكس مي تواند سبب هرپس تناسلي شود

HSV نوع يك – اين نوع معمولا سبب زخم هاي سرد يا تب خال اطراف دهان مي شود اگرچه مي تواند در حين سكس دهاني به نواحي تناسلي نيز منتشر شود

HSV نوع دوم – اين نوع معمولا سبب هرپس تناسلي مي شود. ويروس از طريق تماس جنسي و تماس پوست با پوست منتشر مي شود. HSV2 خيلي شايع است و شديدا مسري مي باشد چه زخم باز موجود باشد چه نباشد اما عفونت در بسياري از مردم علائم و نشانه هاي غير قابل تشخيص ايجاد مي كند و مي تواند همچنان به يك شريك جنسي منتقل شود

از آنجائيكه ويروس در خارج از بدن به سرعت مي ميرد تقريبا غير ممكن است از طريق تماس با توالت ، حوله و ساير لوازم شخصي فرد آلوده، مبتلا شد

 غربالگري و تشخيص

اگر به داشتن هرپس تناسلي مشكوك هستيد به پزشك مراجعه كنيد پزشك معمولا مي تواند توسط گرفتن نمونه يا كشت از تاول ها يا زخم هاي اوليه جهت انجام آزمايشات، هرپس را تشخيص دهد. آزمايش خون نيز مي تواند عفونت با هرپس را مشخص كند

از آنجائيكه افراد مبتلا به هرپس معمولا داراي ساير بيماريهاي منتقله از راه جنسي نظير كلاميديا ،سوزاك و ايدز مي باشند پزشك مي بايست براي اين بيماريها نيز فرد را مورد بررسي قرار دهد. اگر مشكوك هستيد كه قبلا به بيماري هرپس مبتلا شده ايد تست خون مي تواند مواجهه قبلي با عفونت HSV نوع اول يا دوم را تاييد نمايد

 عوارض

در بالغين سالم هرپس تناسلي معمولا به غير از زخم، عوارض دائمي جدي ديگري ايجاد نمي كند.ولي اين عوارض ممكن است رخ دهند

	ابتلا به سايرSTD ها – ابتلا به هرپس تناسلي مي تواند خطر انتقال يا ابتلا به ساير بيماريهاي مقاربتي نظير ويروس ايدز را افزايش دهد
	عفونت نوزادي - مادري با زخم هاي باز مي تواند در حين عبور نوزاد از كانال زايمان آلودگي را به نوزادش انتقال دهد هرپس تناسلي مي تواند سبب آسيب مغزي ، كوري يا مرگ نوزاد شود

 مادراني كه اولين بروز هرپس را در زمان زايمان تجربه مي كنند بيشترين احتمال را براي انتقال عفونت به نوزادشان دارند

 درمان

هيچ درمان قطعي ( بهبودي ) براي هرپس تناسلي وجود ندارد اما درمان هرپس تناسلي شامل داروهاي ضد ويروسي خوراكي مثل آسيكلووير، فام سيكلووير و دالا سيكلووير به بهبود سريعتر زخم ها و كاهش دفعات عود كمك مي كند. اين داروها اگر روزانه مصرف شوند همچنين ممكن است شانس عفونت شريك جنسي شما را به ويروس هرپس كاهش دهند

 پيشگيري

توصيه ها براي پيشگيري از هرپس تناسلي همانند توصيه هاي پيشگيري از ساير بيماريهاي مقاربتي است. نكته كليدي براي اجتناب از ابتلا به HSV اين است كه اين بيماري شديدا مسري است بويژه وقتي كه ضايعات وجود دارند. پرهيز از فعاليت جنسي يا محدود كردن تماس جنسي فقط با يك نفر كه فاقد عفونت مي باشد بهترين راه براي پيشگيري از عفونت است. خلاصه آنچه كه مي توان انجام داد :

	استفاده از كاندوم لاتكس حين هر تماس جنسي يا داشتن شريكي كه از آن استفاده كند
	محدود كردن تعداد شركاي جنسي
	اجتناب از نزديكي با شريكي كه در مرحله بروز هرپس در ناحيه تناسلي يا ساير نواحي مي باشد

اگر باردار هستيد و از ابتلا خود مطمئن هستيد به پزشك خود بگوئيد كه مبتلا به HSV هستيد و اگر مطمئن نيستيد بخواهيد كه براي HSV آزمايش شويد. در طول حاملگي مراقب علائم و نشانه هاي HSV باشيد پزشك ممكن است پيشنهاد كند كه مصرف داروهاي ضد ويروسي هرپس را در اواخر حاملگي شروع كنيد تا سعي شود از وقوع بيماري در حول و حوش زمان زايمان جلوگيري شود. اگر فرد با بروز بيماري در هنگام زايمان روبرو شود پزشك احتمالا روش سزارين را توصيه خواهد كرد تا خطر انتقال ويروس به بچه كاهش يابد

 مراقبت از خود

اگر شما مبتلا به يك عفونت فعال هستيد :

	از سكس اجتناب كنيد
	زخم ها را تميز و خشك نگه داريد
	از لمس كردن زخم ها پرهيز كنيد و پس از تماس با زخم ها دستهايتان را بشوئيد

بخاطر داشته باشيد كه ويروس حتي وقتي كه نشانه اي وجود ندارد مي تواند انتشار يابد. قبل از اينكه فعاليت جنسي را از سر بگيريد صبر كنيد تا همه زخم ها بطور كامل بهبود يابند و هميشه براي كاهش شانس آلوده كردن شريك خود از كاندوم لاتكس استفاده كنيد  

منبع : صدای سلامتی

تکنولوژی DNAنوترکیب

تكنولوژی نوتركیبDNA یاRecombinant DNA Technology مجموعه ای از تکنیک های مرتبط با DNA است که با وارد شدن در عرصه دانش بیولوژی در اوایل دهه1970 میلادی، انقلابی در تحقیقات علوم پایه زیستی و نیز بیوتكنولوژی بوجود آورده است. تکنیک همانند سازی ژن یا Gene Cloning هسته مركزی تكنولوژی نوتركیب DNAرا تشكیل می دهد كه با استفاده از آن می توان یك ژن بیگانه را در یک سلول زنده كپی و تكثیر كرده و سپس با بیان آن، پروتئین مرتبط با آن ژن را که اصطلاحأًَ پروتئین نوترکیب (Recombinant Protein) نامیده می شود، در مقادیر زیاد تولید نمود.
امروزه اهمیت کاربردی تکنولوژی نوترکیب در زمینه ساخت دارو و واكسن، درمان و تشخیص بیماری ها و نیز بهبود کمی و کیفی محصولات كشاورزی و غذایی بیش از پیش آشکار شده است. بر این اساس اغلب کشورهای جهان جهت بسط و اعتلای فعالیت های آموزشی و کاربردی خود در این زمینه برنا مه ریزی و سیاست گذاری کرده اند. در کشور ما نیز از نزدیک به یک دهه پیش برنامه های مدونی تهیه و به معرض اجرا گذارده شده که هم اکنون شاهد به بار نشستن برخی از آن ها هستیم.
هدف اصلی گروه نوترکیب مرکز تحقیقات نانوتکنولوژی پژوهشکده فن آوری های نوین علوم پزشکی جهاد دانشگاهی، ابن سینا، اعتلای جایگاه این تکنولوژی نوین در کشور است. در این راستا گروه نوترکیب سعی کرده است با تربیت نیروهای متخصص در قالب پذیرش دانشجویان دیگر مراکز علمی- پژوهشی جهت انجام دادن پایان نامه های تحصیلی، برگزاری کارگاه های تخصصی و نیز به انجام رساندن پروژه های تحقیقاتی هدف خود را دنبال نماید.

محورهای اصلی فعالیت های تحقیقاتی گروه به شرح زیر است:

1. تخلیص پروتئین ها و اسید های نوکلئیک
2. تولید پروتئین های نوترکیب دارویی
3. آنالیزهم زمان تمامی پروتئین های یک سلول (پروتئومیکس)
4. تولید آنتی بادی های نوترکیب تک زنجیره انسانی با استفاده از تکنیک Phage Display

نانو تکنولوژی زیستی

نانو تكنولوژی به معنی به كارگیری روش‌های دقیق فیزیكی شیمیایی و دانش برگرفته از علم مواد در تولید ساختارهای در اندازه نانو(9-10متر) است. بر این اساس، ساختارهای در اندازه نانو موجود در طبیعت جزئی از فن‌آوری نانو محسوب نمی‌گردند. فن‌آوری نانو با ایجاد خواص جدید و یا بهبود خواص، موجب كاربری‌های نوین و یا ارتقاء كارآیی مواد شده است.
از مهم‌ترین كاربردهای نانوتكنولوژی، كه محور اصلی فعالیت‌های گروه نانوتكنولوژی را تشكیل می‌دهد، استفاده از نانوذرات در بیوتكنولوژی و هم‌چنین تشخیص و درمان بیماری‌ها است. امروزه بیوتكنولوژی مسیر موفقی را در تولید و تخلیص پروتئین‌های نوتركیب دارویی طی می‌نماید و به كارگیری فن‌آوری نانو می‌تواند در زمینه خواص مواد و رزین‌های مورد استفاده در بیوتكنولوژی كمك شایانی نماید. علاوه بر این، نانوذرات مغناطیسی و نیز نانوذرات فلوئورسانت به دلیل مزایای متعدد نسبت به ذرات دیگر، امكان تشخیص زودرس بیماری‌ها را فراهم می‌نمایند. لذا برخی طرح‌های تحقیقاتی گروه بر تولید این نانوذرات، افزودن گروه‌های عامل، اتصال نانوذرات حاصله به بیومولكول‌ها و بهینه‌سازی آن متمركز است.

منبع : پژوهشکده نانو تکنولوژی زیستی

ژن درمانی

ژن درمانی شامل وارد کردن یک ژن به داخل یک سلول با هدف رسیدن به نوعی اثر درمانی است با انتقال نسخه‌های واجد عملکرد ژن مربوط به بیمار اصلح خصوصیات برگشت پذیر فنوتیپ جهش یافته امکان پذیر می‌شود.

مقدمه

بیماریهای ژنتیکی را می‌توان در سطوح متعدد ، در مراحل گوناگون دور از ژن جهش یافته درمان کرد. فناوری DNA نو ترکیب ، مد نظر قرار دادن بیماریهای ژنتیکی در بنیادی‌ترین سطح ، یعنی ژن را امکان پذیر کرده است. یکی از این روشهای درمانی ، ژن درمانی است. هدف از ژن درمانی ، بهبود بخشیدن به سلامت بیمار از طریق اصلاح فنوتیپ جهش یافته است. برای این منظور ، تحویل ژن طبیعی به سلولهای پیکری (نه زاینده) لازم است. وارد کردن یک ژن به داخل سلولهای پیکری ممکن است به 3 منظور لازم باشد.

• امکان دارد، ژن درمانی قادر به جبران کردن یک ژن جهش یافته سلولی که نوعی جهش از دست دهنده عملکرد دارد، بکار برود. مثلا برای درمان بیماری مغلوب اتوزومی فنیل کتونوریا.
  
  

• می‌توان ژن درمانی را برای جایگزینی یا غیر فعال کردن یک ژن جهش یافته غالب که فرآورده غیر طبیعی آن موجب بیماری می‌شود انجام داد مانند بیماری هانتیگتون.
  
  
• گسترده‌ترین کاربرد احتمالی ژن درمانی در رسیدن به اثری فارماکولوژیک ، جهت مقابله با آثار یک ژن یا ژنهای جهش یافته سلولی یا مقابله با ایجاد بیماری به طریق دیگر باشد. مبتلایان به بیماری اکتسابی از جمله سرطان ، از این روش بهره می‌برند.

حداقل شرایط لازم برای ژن درمانی اختلال ژنتیکی

• شناسایی جایگاه ژنی درگیر یا حداقل اساس بیوشیمیایی آن اختلال.
  
  
• بار قابل توجه تبادل توجه بیماری و نسبت مطلوب خطر.
  
  
• داشتن فایده در مقایسه با درمانهای دیگر.
  
  
• آگاهی کافی از اساس مولکولی بیماری.
  
  
• اجزای تنظیم کننده مناسب برای ژن انتقال یافته.
  
  
• یک سلول هدف مناسب با نیمه عمر ترجیحا طولانی یا قابلیت همانند سازی خوب در داخل بدن.
  
  
• اطلاعات کافی از مطالعات سلولهای کشت داده شده.

خصوصیات ژن انتقال یافته

یک ژن انتقال یافته اکثرا از یک DNA مکمل تحت کنترل توالی پیشبری که ممکن است، لزوما پیشبر طبیعی ژن نباشد تشکیل شده است. عناصر تنظیم کننده باید طوری انتخاب شوند که ژن در سطوح کافی در سلولهای هدف رونویسی شود و در صورت لزوم به پیامهای تنظیم کننده ضروری پاسخ دهد.

خصوصیات سلول هدف

یکی از ملاحظات مهم در انتخاب سلول هدف مناسب این است که نیمه عمر طولانی در بدن یا قابلیت همانند سازی چشمگیر داشته باشد تا اثر زیستی انتقال ژن واجد دوام لازم باشد. سلولهای هدف ایده‌آل ، سلولهای بنیادی یا سلولهای اجدادی با قابلیت همانند سازی بالا می‌شوند که از آنها می‌توان به سلولهای بنیادی مغز استخوان اشاره کرد. همچنین سلولهای آندوتلیال ممکن است اهداف بویژه مفیدی برای انتقال ژن باشند. زیرا دیواره‌های عروق خونی را مفروش می‌کنند. سلول هدف باید پروتئینها یا لیگاندهای دیگر لازم برای فعالیت زیستی را نیز فراهم کند.

روشهای انتقال ژن

روش اول

وارد کردن ژن به داخل سلولهای کشت داده شده از بیمار در خارج بدن و سپس وارد کردن سلولها به بدن بیمار پس از انتقال ژن است.

روش دوم

روش دوم ، تزریق کردن مستقیم ژن به داخل بافت یا مایع خارج سلولی مورد نظر از طریق ناقلهای ویروسی و ناقلهای غیر ویروسی است. فناوری ناقلهای غیر ویروسی ، هنوز در مراحل مقدماتی است.

ناقلهای ویروسی

ناقل ایده‌آل برای ژن درمانی باید بی‌خطر باشد، به راحتی ساخته شود، به آسانی وارد بافت هدف گردد، بروز مادام‌العمر ژن مورد نظر در سطوح مناسب را فراهم کند. از انواع این ناقلها می‌توان به رترو ویروسها و آدنوویروسها اشاره کرد. از مزایای ناقلهای ویروسی این است که قادرند وارد هر سلولی در جمعیت هدف شوند.

ناقلهای غیر ویروسی

اساسا جذاب هستند، زیرا فاقد مخاطرات زیستی (مانند آلودگی) مربوط به ناقلهای ویروسی هستند و تهیه آنها از نظر تئوری راحت‌تر است. این ناقلها 4 دسته هستند.

• DNA برهنه ، مثلا DNA مکمل با عناصر تنظیم کننده در پلاسمید.
  
  
• DNA برهنه ، بسته بندی شده در لیپوزمها.
  
  
• پروتئین که در آن DNA با پروتئینی مجموعه تشکیل می‌دهد و این پروتئین ورود مجموعه به داخل سلول یا بخشهای اجزای سلولی را تسهیل می‌کند.
  
  
• کروموزومهای مصنوعی.

مخاطرات ژن درمانی

• بیمار می‌تواند واکنش نامطلوبی به ناقل یا ژن انتقال یافته بدهد.
  
  
• ژن انتقال یافته در DNA بیمار جای می‌گیرند و پروتوانکوژنی را فعال یا یک ژن سرکوب کننده تومور را غیر فعال می‌کند که موجب بدخیمی می‌شود.
  
  
• فعال شدن درجی می‌تواند انسجام یک ژن ضروری را از بین ببرند.

بیماریهای نامزد ژن درمانی

تعداد زیادی از اختلالات تک ژنی ، نامزدهای بالقوه برای اصلاح از طریق ژن درمانی هستند. اینها شامل اختلالات خون سازی مانند تالاسمی ، هموفیلی ، انواع گوناگون کمبود ایمنی و نیز اختلالاتی مانند فنیل کتونوریا ، کمبود α₁- AT که هر یک بر پروتئینهایی که در کبد ساخته می‌شوند، موثر هستند.

آینده بحث

تعداد زیادی کارآزمایی بالینی برای ارزیابی بی‌خطر بودن و کارآیی درمان با انتقال ژن در دست انجام است. نتایج اصلی میزگرد سال 1995 موسسه ملی سلامت در مورد وضعیت و آینده ژن درمانی هنوز صادق است. پیشرفت در این زمینه آهسته بوده. تاکید تحقیقات همواره مناسب نبوده وادعاهای اولیه در مورد کارآیی آن مبالغه آمیز بوده است. با وجود این ، میزگرد به این نتیجه رسید که ژن درمانی برای درمان بیماریهای انسانی در دراز مدت ، بسیار امیدوار کننده است.

انواع ار ان ای

ساختمان ار ان ای

 مخفف اسید ریبونوکلئیک است که یکی از انواع اسیدهای نوکلئیک می‌باشد. در داخل سلول انواع مختلف RNA وجود دارد که هر کدام از آنها وظایف مخصوص به خود را دارند.

مقدمه

RNA صرف نظر از انواعی که دارای ساختمان خاصی است. برخلاف DNA که ساختمان مارپیچ دو رشته‌ای دارد RNA معمولا یک رشته‌ای و تقریبا صاف و بدون تاخوردگی و یا به صورت کلاف است. علت اصلی عدم تشکیل مارپیچ دو رشته‌ای RNA مزاحمت فضایی گروه OH متصل به کربن شماره 2- قند ریبوز است که مانع پیچش لازم می‌شود. زیرا گروه OH به طرف داخل محور مارپیچ قرار می‌گیرد و مانع فرم پایدار می‌گردد.

بنابراین حتی در مقابل DNA الگو که دقیقا مکمل RNA است، RNA نمی‌تواند به شکل مارپیچی به آن متصل شود. همین خاصیت RNA باعث عدم پایداری آن در محیط قلیایی می‌شود، بطوری که در محیط قلیایی ، RNA به مونونوکلئوتیدها تجزیه می‌شود، در حالی که DNA در محیط قلیایی فقط به صورت تک رشته‌ای درمی‌آید ولی تجزیه نمی‌شود.

انواع RNA

mRNA

mRNA یا RNA پیک به صورت تک رشته‌ای است. وظیفه اصلی پروتئین سازی را به عهده دارد و حاوی کدهای ژنتیکی برای ساخت پروتئین می‌باشد. پایداری آن کم است بطوری که گاهی پس از دو دقیقه بوسیله RNAase تجزیه می‌شود و به همین دلیل استخراج mRNA مشکل می‌باشد. گاهی هنوز ترجمه قسمت انتهایی mRNA تمام شده است که ابتدای mRNA تجزیه می‌شود. ولی در یوکاریوتها با مکانیسمهای خاص پایداری mRNA افزایش یافته است بطوری که گاهی پایداری mRNA در سلولهای یوکاریوت به 10 ساعت می‌رسد.

rRNA

rRNAها یا RNA های ریبوزومی اصلی‌ترین اجزای تشکیل دهنده ریبوزومها می‌باشند و نام ریبوزوم نیز از ریبونوکلوئیک اسید (RNA) گرفته شده است. RNAهای ریبوزومی نسبت به mRNAها پایدارترند. همچنین پروتئینهای ریبوزومی نیز به آنها متصل می‌شوند و باعث پایداری و عدم تجزیه rRNAها در مقابل RNase ها می‌شوند. rRNAهای پروکاریوتی شامل 16s ، 23s و 5.8s و rRNAهای یوکاریوتی شامل 18s ، 28s ، 5s و 5.8s می‌باشند.

tRNA

tRNAها یا RNA های ناقل مولکولهای RNA کوچک به طول 75 تا 85 نوکلوئید هستند که وظیفه آنها انتقال اسید آمینه‌ها به داخل جایگاه خاص ریبوزوم می‌باشد. در واقع عمل اصلی ترجمه در پروتئین سازی را tRNA به عهده دارد، زیرا از یک طرف یک کد سه تایی روی mRNA را تشخیص می‌دهد و از طرف دیگر نیز اسید آمینه خاص مربوط به این کد سه تایی را حمل می‌کند که به زنجیره پلی پپتیدی اضافه می‌شود. در داخل سلولهای مختلف ، تعداد متفاوتی از tRNA یافت می‌شود، ولی حداقل 20 خانواده از tRNA ها وجود دارد که هر خانواده یک اسید آمینه را حمل می‌کند. شکل کلی tRNA به صورت برگ شبدر می‌باشد. اتصال اسید آمینه به tRNA بوسیله آنزیم خاصی به نام آمینو اسیل - tRNA سنتتار انجام می‌شود.

hnRNA

این نوع RNA مخصوص سلولهای یوکاریوت می‌باشد که در آنها مواد ژنتیکی در داخل هسته قرار دارند در داخل هسته ، RNA در ابتدا به صورت رشته‌های حاوی نواحی کد کننده و غیر کد کننده ساخته می‌شود. به نواحی کدکننده اگزون و به نواحی غیر کد کننده ، انترون گفته می‌شود. این RNA برای تبدیل شدن به mRNA باید فرآیندهای خاصی را پشت سر بگذارد و قسمتهای انترون آن حذف شود به این RNA حاوی نواحی اضافی hnRNA گفته می‌شود که پس از اتمام فرآیند اصلاح تبدیل به mRNA می‌شود.

snRNA

snRNA قطعات کوچک RNA هستند که در داخل هسته وجود دارند و وظایف مختلفی را به آنها نسبت می‌دهند. گروهی معتقدند که این RNA ها همان پرایمرهای شروع همانند سازی RNA در سلول هستند و گروهی دیگر عمل دخالت در فرآیند اصلاح RNA را به آنها نسبت می‌دهند. گروهی نیز این قطعات را حاصل از اینترونها می‌دانند.

scRNA

scRNAها قطعات کوچک RNA موجود در سیتوپلاسم سلول می‌باشند که مانند scRNA عمل اصلی آنها هنوز مشخص نیست، ولی گروهی از دانشمندان معتقدند که scRNAها به عنوان قسمتی از بعضی آنزیمها عمل می‌کنند. برای مثال در پروتئین S.R.P وجود دارند.

ساختمان RNA پلی مراز

عمل نسخه برداری نیاز به آنزیم خاصی دارد. از آنجایی که سنتز RNA به صورت متصل کردن نوکلوئیدهای مختلف به یکدیگر یا به عبارتی ، پلی مریزه کردن آنها می‌باشد ، به این آنزیم خاص RNA پلی مراز می‌گویند. ساختار این آنزیم در موجودات مختلف نسبت متفاوت است، ولی اصول کلی ساختار آن ثابت می‌باشد. شناخته شده ترین RNA پلی مراز مطالعه شده ، RNA پلی مراز E.Coli است. این آنزیم دارای چهار زیر واحد اصلی و تعدادی زیر واحد فرعی می‌باشد.

زیر واحدهای اصلی آن شامل دو عدد زیر واحد α ، یک زیر واحد β و یک زیر واحد β می‌باشد. به مجموع این چهار زیر واحد که به صورتα²ββ نشان داده می‌شود، قسمت تنه آنزیم گفته می‌شود. دو زیر واحد فرعی مربوط به RNA پلی مراز ، زیر واحد σ و زیر واحد NuSA می‌باشند. این زیر واحدها در مواقع خاصی به RNA پلی مراز متصل می‌شوند و سپس از آن جدا می‌شوند وزن مولکولی آنزیم RNA پلی مراز در باکتریهای مختلف متفاوت است ولی تعداد زیر واحدها و نوع آنها مشابه RNA پلی مراز E.Coli می‌باشد.

انواع RNA پلی مراز در یوکاریوتها

1. RNA پلی مراز I ، وظیفه آن ساخت rRNA می‌باشد.
2. RNA پلی مراز II ، وظیفه آن ساخت mRNA و تعداد کمی RNA های کوچک مانند SnRNA می‌باشد.
3. RNA پلی مراز III ، وظیفه آن ساخت tRNA و rRNA های کوچک می‌باشد.
   
   

ساختمان RNA پلی مراز E.Coli به صورت α²ββ می‌باشد که این ساختمان نسبت به ساختمان DNA پلی مراز ساده است و بسیاری از قسمتهای مربوط به DNA پلی مراز را ندارد و بنابراین باید تمامی اعمال خودش را به تنهایی انجام دهد. به همین دلیل عمل نسخه برداری در مقایسه با عمل همانند سازی کندتر صورت می‌گیرد.

برگرفته از وبلاگ دانشسرا

کاربردهای مهندسی ژنتیک

با استفاده از فن‌آوری DNA نوترکیب ، مطالعه ساختمان و عملکرد ژن بسیار آسان شده است و جداسازی یک ژن از یک کروموزوم بزرگ نیاز دارد به:

 روشهایی برای برش و دوختن قطعات DNA

 وجود ناقلین کوچک DNA که قادر به تکثیر خود بوده و ژنهایی در داخل آنها قرار داده شود.

 روشهایی برای ارائه ناقل حاوی DNA خارجی به سلولی که در آن بتواند تکثیر یافته و کلنی‌هایی را ایجاد کند.

 روشهایی برای شناسایی سلولهای حاوی DNA مورد نظر.

 پیشرفتهای حاصل در این فن‌آوری ، در حال متحول نمودن بسیاری از دیدگاه‌های پزشکی ، کشاورزی و سایر صنایع می‌باشد.

 پیشرفتهای حاصل از دهها سال کار هزاران دانشمند در زمینه‌های ژنتیک ، بیوشیمی ، بیولوژی سلول و شیمی فیزیک در آزمایشگاههای متعدد گرد هم آمدند تا فن‌آوریهایی برای تعیین موقعیت ، جداسازی ، آماده سازی و مطالعه قطعات DNA مشتق از کروموزومهای بسیار بزرگتر را ایجاد نمایند. تاکنون فن‌آوریهای کلون سازی DNA ، فرصتهای غیر قابل تصوری را برای تعیین هویت و مطالعه ژنهایی فراهم نموده‌اند که تقریبا در هر فرآیند بیولوژیک شناخته شده ، نقش دارند. این روشهای جدید ، تحقیقات پایه ، کشاورزی ، پزشکی ، اکولوژی ، پزشکی قانونی و بسیاری از زمینه‌های دیگر را دگرگون کرده‌اند.

تخمیرهای میکروبی

تعدادی از محصولات مهم صنعتی بوسیله میکروارگانیزمها ساخته می‌شوند که از بین آنها ، آنتی بیوتیکها مهمترین گروه می‌باشند. بوسیله مهندسی ژنتیک می‌توان میکروارگانیزمهایی ایجاد کرد که آنتی بیوتیک بیشتری تولید کنند و یا مشتقی از آنتی بیوتیک اولیه را بسازند.

 واکسنهای ویروسی

واکسن ماده‌ای است که می‌تواند سیستم ایمنی را بر علیه یک عامل عفونی تحریک کند. معمولا از ویروسهای کشته شده به عنوان واکسن استفاده می‌شود، ولی همواره یک خطر احتمالی وجود دارد که ویروس بطور کامل غیر فعال نشده باشد. از آنجایی که معمولا قسمت فعال و ایمنی‌زایی ویروس ، پروتئینهای پوشش آن هستند، می‌توان پروتئینهای پوششی را به تنهایی و بدون قسمتهای دیگر تهیه کرد. برای این کار ژن مربوط به پروتئین پوششی را در یک باکتری و یا در یک ویروس غیر بیماری‌زا کلون می‌کنند و از آنها به عنوان واکسنهای بی‌خطر استفاده می‌نمایند.

 تولید پروتئینهای خاص

تولید پروتئینهای خاص از نظر پزشکی و تجاری ارزش دارد. تولید تجاری پروتئینهای انسان از طریق استخراج از بافتها یا مایعات بدن غیر ممکن یا بسیار گران است. با کلون کردن ژنهای مربوط به این پروتئینها در باکتریها تولید تجاری این پروتئینها ، امکان‌پذیر می‌گردد.

 حیوانات و گیاهان تغییر یافته

علاوه بر تولید محصولات ارزشمند بوسیله میکروبها ، از مهندسی ژنتیک می‌توان به منظور ایجاد گیاهان و جانوران تغییر یافته استفاده کرد. به این گیاهان و جانوران بطور کلی تغییر یافته ژنتیکی (Trasgenetic) ، گفته می‌شود. تغییرات ژنی این موجودات ، مواردی چون تولید محصولات بیشتر ، تغییر کیفیت گوشت و سبزیجات و تولید پروتئینهای خاص که بوسیله باکتریها ، نمی‌توان تولید کرد، را دربر می‌گیرد. این کار بطور کلی از طریق وارد کردن ژنهای نوترکیب در دوران جنینی به جانوران و در کشت بافت به گیاهان انجام می‌شود.

 بیوتکنولوژی محیط زیست

باکتریها به دلیل تنوع متابولیزمی گسترده ، دارای یک خزانه ژنتیکی بسیار غنی می‌باشند. در بعضی موارد در این خزانه ژنهایی یافت می‌شوند که مواد آلوده کننده محیط زیست را تجزیه می‌کنند. ژنهای تجزیه بیولوژیکی بسیاری از مواد زاید فاضلابهای شهری و پسابهای صنعتی ، از باکتریهای موجود در طبیعت جدا شده‌اند. از این ژنها می‌توان برای کاهش آلودگیهای محیط زیست استفاده کرد.

 مثالی از این کار ، ژنهای تجزیه کننده حشره کشهای کلردار ، مانند 5,4,2- تری کلروفنوکسی استیک اسید ، کلروبنزن ، نفتالین ، تولوئن ، آنیلین و هیدروکربنهای مختلف دیگر می‌باشد. ژنهای مورد نظر از باکتریهای پسدوموناس ، آلکالیژنس و تعدادی از باکتریهای دیگر جدا شده و در پلاسمیدهای مختلف وارد شده است. همچنین پلاسمیدهایی ایجاد شده است که ژنهای تجزیه کننده چند ماده مختلف را بطور همزمان بر روی خود دارند.

 تنظیم ژنها و ژن درمانی

استفاده اولیه مهندسی ژنتیک در تولید محصولات مفید صنعتی و یا بهبود تولید بود، ولی مطالعات اخیر بر روی کنترل ژنهای خاص بنا شده است. امروزه قسمت اعظم تحقیقات پایه در مهندسی ژنتیک بر روی Antisense RNA که نقش مهمی در تنظیم ژنتیکی بیان ژنها به عهده دارد، پایه گذاری شده است. همچنین مطالعات گسترده‌ای بر روی امکان درمان بیماریهای ژنتیکی از طریق وارد کردن ژن سالم یعنی ژن درمانی در حال انجام است.

 تولید پروتئینها و هورمونهای کاربردی

یکی از کاربردهای عملی اولیه مهندسی ژنتیک تولید پروتئینهای مورد نظر بوسیله میکروارگانیزمهای سریع‌الرشد و تولید ارزان قیمت این پروتئینها بود. بسیاری از پروتئینها و پپتیدهای پستانداران ارزش دارویی زیاد دارند، ولی معمولا در مقادیر بسیار ناچیزی در بافتهای طبیعی وجود دارند و استخراج آنها مقرون به صرفه نمی‌باشد. این پروتئینها را می‌توان به راحتی در میکروارگانیزمها تولید کرد.

 تولید هورمونها

بسیاری از هورمونها ، پپتیدها و یا پروتئینهای کوچک هستند. این هورمونها در کنترل متابولیزم بدن پستاندارن و مخصوصا انسان استفاده‌های خاص و مهمی دارند. یکی از مثالهای این تولیدات ، تولید هورمون انسولین می‌باشد. هورمون انسولین انسانی اولین داروی تولید شده بوسیله مهندسی ژنتیک بود که مصرف عمومی پیدا کرد. انسولین هورمونی است که بوسیله غده لوزوالمعده ترشح می‌شود و کمبود آن باعث بیماری دیابت می‌گردد.

 بیماری دیابت گریبانگیر میلیونها نفر در سراسر جهان است که روش استاندارد درمان آن ، تزریق منظم انسولین است. چون انسولین پستانداران مختلف تقریبا مشابه می‌باشد، در ابتدا از انسولین جدا شده از لوزوالمعده گاو و یا خوک استفاده می‌شد، ولی انسولین غیرانسانی به اندازه انسولین انسانی موثر نیست و هزینه خالص سازی نیز گران می‌باشد، لکن امروزه این هورمونها توسط مهندسی ژنتیک تولید می‌شوند.

 لازم به ذکر است که تولید هورمونهایی مانند انسولین یک کار ساده مهندسی ژنتیک نیست که فقط شامل وارد کردن ژن مربوطه به داخل حامل و کلون کردن آن باشد، زیرا بسیاری از هورمونها فقط قطعات کوچکی از پلی پپتیدهای بزرگ تولید شده بوسیله ژنها می‌باشند.

 چشم انداز

محصولات فن‌آوری DNA نوترکیب ، از پروتئینها تا موجودات مهندسی شده متفاوت می‌باشد. با این فن‌آوریها می‌توان مقادیر زیاد پروتئینها را برای مقاصد تجارتی تولید نمود. از میکروارگانیزمها می‌توان برای انجام کارهای اختصاصی استفاده نمود. با استفاده از مهندسی ژنتیک ، می‌توان صفاتی را در گیاهان و جانوران ایجاد کرد که برای کشاورزی و پزشکی مفید باشند. بعضی از محصولات این فن‌آوری برای استفاده مورد تائید قرار گرفته و تعداد زیادی در حال تکامل هستند. در طی چند سال اخیر ، مهندسی ژنتیک از یک فن‌آوری وعده دهنده به یک صنعت چند بیلیون دلاری تبدیل شده و بیشتر رشد آن در صنعت دارویی بوده است.

 daneshju.ir

 

 

تفنگ ژنی

اين وسيله پيشرفته مشكلات انتقال ژن از عرض ديواره سلولي را حل كرده است.

 تفنگ ژني در سال 1979 توسط John Stanford در دانشگاه Cornell ساخته شد و روش جديدي براي آسانتر نمودن انتقال ژن به سلولهاي گياهي كه آن زمان از ويروس ها و يا اگروباكتريوم(پلازميد ‏‏Ti) استفاده مي شد، مطرح ساخت.

 امروزه تفنگ ژني موارد استفاده متعددي دارد، اين وسيله انتقال ژن به باكتري ها، مخمرها، سلولهاي پستانداران و مخصوصا سلولهايي كه انتقال ژن به آنها غير ممكن بود را امكان پذير ساخت. اين وسيله بصورت اختصاصي براي انتقال ژن به كلروپلاست بسيار مهم است، زيرا هيچ باكتري يا ويروسي شناخته نشده است تا بتواند كلروپلاست را آلوده نمايد. بنابراين براي انتقال ژن خارجي به كلروپلاست اين روش بسيار مفيد به نظر مي رسد.

 سه روش عملي در مهندسي ژنتيك وجود دارد:

 1- روش پلازميد. 2- روش وكتور. 3- روش تفنگ ژني(Biolistic).

 يكي از شناخته شده ترين اين روشها، روش استفاده از پلازميد است. در اين روش بصورت عمومي از ميكرواورگانيسم هاي تغييير شكل يافته نظير باكترها استفاده مي شود. روش وكتور بسيار مشابه روش پلازميد است، با اين تفاوت كه در اين روش ژنوم مستقيما به يك وكتور ويروسي اضافه شود.

 مكانيسم عمل تفنگ ژني:

 تفنگ ژني قسمتي از روشي است كه به آنBiolistic ) ( گويند. اين روش Bioballistic نيز گفته مي شود. در اين روش تحت شرايط خاص، قطعاتي از DNA يا RNA با دنباله چسبناك را وارد اتم هاي فلزاتي نظير طلا يا تنگستن مي نمايند.

 كمپلكسي از ذرات حاوي DNA را در خلا شتاب داده و با شتاب بسمت بافت هدف شليك مي كنند. براي ايجاد DNA پوشش دار،DNA را درحلالي كه حاوي ذرات فلزي است قرار مي دهند، عوامل ژنتيكي كه به اين صورت توليد مي شوند،داخل فشنگ هايي قرار مي گيرند، بعد از شليك، يك صفحه سوراخدار از حركت فشنگ ها جلوگيري مي كند اما به ذرات طلا اجازه عبور مي دهد تا به بافت مورد نظر اصابت نمايد. سلولها عموما تمايل به بازجذب ژنهايي دارند كه داراي نشانه خاصي(ماركر) باشند( در سلولهاي گياهي بصورت عمومي از GUS استفاده مي كنند)، سپس در محيط كشت ژنها تكثير كرده و ممكن است، كلون شوند. بيشترين كاربرد متد Biolistic افزودن ژنهاي به گياهان استكه بتوانند در برابر قارچهاكشها و حشرات كشها مقاومت نمايند. براي شتاب دادن به ذرات طلا روشهاي متعددي بكار مي رود كه عبارتند از: مركز گرايي، نيروهاي مغناطيسي و الكتريكي، تفنگهاي افشانه اي يا واكسني و يا دستگاههايي كه اساس شتابدهي آنها، امواج شوكي هستند، همانند استفاده از تخليه الكتريكي) 1992). روشهاي عملي متعددي كه كاملا كنترل شده هستند، براي حداكثر كارآيي انتقال ژن بكار گرفته شده اند. ميزان پاسخ اين روش به عواملي مانند تعداد ذرات DNA پوشش دار، دما، تعداد سلولهاي بافت هدف، توانايي جذب DNA توسط سلول هدف و همچنين به نوع تفنگ مورد استفاده وابسته است.

 نحوه عملكرد تفنگ ژني كه با گازهليوم كارمي كند و ذرات پوشش دار DNA را بسمت بافت هدف شليك مي كند. از موارد بسيار مهمي كه بايد در استفاده از تفنگ ژني در نظر گرفت، انتخاب اندازه ذرات پرتابي و سرعت شليك آنها بسمت بافتها است. بعنوان مثال بافتهاي نرم را نبايد در معرض بمباران ذرات پوشش دار با سرعت بالا قرار داد. اين فرآيند تنظيمي كاملا وابسته به جنس ذرات فلزي حاوي مولكولهاي DNA و نوع سلولهايي كه براي انتقال ژن در نظر گرفته شده اند، وابسته است.

 استفاده ديگر تفنگ ژني انتقال اندامك هايي نظير كلروپلاست و ميتوكندري به سلولهاي مخمر مي باشد. توانايي انتقال اين اندامك ها بصورت معني داري در تحقيقات مربوط به مقاوم سازي بعضي از گياهان زراعي نسبت به حشره كش ها و قارچ كشها بسيار مهم است. همچنين نتايج تحقيقات جديد كه منجر به كشف روشهاي جديدي كه توسط آن ايمني زايي ژنتيكي با واكسيناسيون DNA، ژن درماني، ويروس شناسي گياهي و درمان تومورهاي سرطاني انجام پذيرفته است.

 عمده ترين محدوديتهاي اين روش:

 1- درصد پذيرش ذرات محتوي DNA توسط سلولها.

 ۲- مرگ سلولهاي دريافت كننده ذرات پوشش دار.

 3- عدم پذيرش DNA توسط كروموزومهاي سلولها.

 4- عدم فعاليت DNA ايي كه دريافت شده است.

 5- مواد، ابزارو دستگاههاي مورد استفاده در اين روش بسيار گران قيمت مي باشند.

 يكي از دلايل مخالفت با اين روش اينستكه ژنهاي اضافه شده به مولكول DNA گياه و موجودات ديگر سبب نگراني عممومي شده است، زيرا اين ژن جديد بايد به گياهان اضافه شود تا بتواند ژنهاي مقاوم را به دانه هاي خود انتقال دهد و استفاده از اين دانه ها براي انسان و موجودات ديگر خطرناك باشد.

 daneshju.ir

 

 

 

برخی بیماریهای انسان ( دیستروفی عضلانی - هانتینگتون .....)

 

معرفي برخي از بيماريهاي انسان

رتينيت پيگمانته ( رنگدانه اي شدن شبكيه ) :

اين بيماري هر سه نوع ارثي را دارد ( غالب اتوزومي – مغلوب اتوزومي و وابسته به جنس ) .

در اين بيماري لايه مكلانين شبكيه ملانين زيادي مي سازد و به مرور زياد مي گردد . در ابتدا ديد بوده و سپس نقاط سياهي در شبكيه گسترش يافته و به تدريج ديد كاهش مي يابد و ديدشان اصطلاحاً لوله تنفگي مي شود . در سن شانزده سالگي ديد خود را به علت پيگمانته شدن لكه زرد از دست مي دهند .

اين بيماري به علت ازدواج فاميلي زياد در كشور آل سعود بسيار شايع است . لازم به ذكر است كه افراد مبتلا به اين بيماري هنگام مشاهده يك تصوير سر خود را جابجا كرده تا تصوير بر روي نقاط سالم شبكيه بيافتد تا قادر به ديدن شيئ مورد نظر شوند .

ديستروفي دوشن ( تحليل عضلاني دوشن ) :

اين بيماري وابسته به جنس بوده و پروتئيني به نام ديس تروفين در سلول آسيب ديده و مانع از ورود كلسيم به سلول شده و موجب از كار افتادن اكتين و ميوزين مي گردد .

اين افراد در اندامهاي تحتاني خود داراي ضعف در حركت بوده بطوريكه موقع نشستن و ايستادن دچار مشكل شده و هنگام راه رفتن و دويدن مانند اردك حركت مي كنند . در سن بيست سالگي از ويلچر جهت جابجايي استفاده مي كنند و چون ساق پاي آنها به دليل تحليل عضله و انباشته شدن چربي فراوان كلفت گرديده است به آنان پهلوان پنبه مي گويند .

اين افراد به دليل گرفتار شدن ديافراگم به اين بيماري و ضعف در سرفه كردن  با ورود ميكروب به ريه به خوبي عمل دفاع صورت نگرفته و شخص در سن بالاتر از بيماري ذات الريه و ضعف تنفسي مي ميرند .

سيستيك فيبروزيس (CP  )  :

اين بيماري اتوزومي مغلوب است . در بالاي بخش اپيتليال مجاري تنفسي ميزان كلر زياد بوده و ترشحات غليظ و چسبناك مي باشد لذا عمل تصفيه ب خوبي انجام نشده و اين افراد در سن پايين به عفونت ريه دچار مي شوند . بااندازه گيري مقدار كلر عرق مي توان به اين بيماري پي برد . عمر افراد مبتلا به اين بيماري در صورت استفاده از آنتي بيوتيك 20-30  سال مي باشد .

هانتينگتون : اين بيماري اتوزومي غالب است . در اين بيماري مناطق مخچه و ساب تالاموس آسيبب ديده و از سن 30-40 سالگي علائم بيماري آغاز مي گردد . از جمله اين علائم مي توان به رفتارهاي نامتجانس و نا مشخص پرخاشگري – انگيزه جنسي بالا – افسردگي و دائم الرقص (كره) اشاره نمود .

در بين اين افراد احتمال خود كشي به دليل افسردگي بسيار بالا مي باشد .