زیست شناسی تربت حیدریه

جدول 1-2 : مثالهايي از آنزيمهاي محدود اثر (Restriction enzymes )كه رايج مي باشند . براي مشاهده ليست كامل از اين آنزيمها مي توان به مرجع ( 1983 ) Robert مراجعه نمود . دقت كنيد كه هر توالي قابل تشخيص داراي وضعيت پاليندروم است .

هر گاه يك آنزيم محدود اثر خاص به نمونه از مولكول DNA افزوده شود ، اين مولكول در كليه نقاطي كه حاوي مكان شكستگي براي آن آنزيم باشد ، قطع خواهد شد . در اين صورت مي گويند كه مولكول DNA بوسيله آنزيم محدود اثر به چند قطعه هضم (digested) شده است .

به علت آن كه مكانهاي قطع در طول مولكول DNA در فواصل مساوي از يكديگر واقع نيستند لذا قطعات حاصل از هضم ، معمولا از لحاظ طول و وزن مولكولي با يكديگر متفاوتند . هر گاه مخلوطي از قطعات DNA را در يك انتهاي ژل آگاروز (ogarose gel) قرار داده ، الكتروفورز در آن انجام گيرد ، اين قطعات در طول ژل با سرعتي كه رابطه معكوس با لگاريتم وزن آنها دارد ، حركت خواهند كرد . بنابراين مدت زماني پس از برقراري ميدان الكتريكي ، تعداد نوارهاي متفاوتي كه در ژل ظاهر مي شوند برابر با تعداد قطعات متفاوتي خواهند بود كه در مخلوط اوليه وجود داشته است . ضمنا محل نسبي هر يك از نوارها ، نمايانگر وزن هر قطعه خواهد بود .

شكل 1-2 : در اين شكل ، دو باكتريوفاژ كامل لامدا ( ) در بالا مشاهده مي شود . در قسمت پايين ، يك مولكول مارپيچ مضاعف DNA حاصل از باكتريوفاژ لامداي سوم مشاهده مي گردد . دو انتهاي مولكول DNA به وضوح قابل رويت است .

بانك ژن يا كتابخانه ژن (Gene banks or libraries)

در قسمتهاي گذشته نشان داديم كه چگونه مي توان بخش معيني از مولكول DNA   را جدا كرده و آنرا تكثير نمود . اكنون اين كار را يك مرحله جلوتر مي بريم و نحوه كلون كردن تمامي مولكول DNA حاصل از يك مرغ و يا گاو را مورد بررسي قرار خواهيم داد .

فرايندهاي اساسي در اين عمل بصورت دياگرام در شكل 8-2 نشان داده است . در مرحله اول ، تمامي DNA موجود در ژنوم را با كمك يك يا چند آنزيم محدود اثر هضم مي نمائيم كه در نتيجه آن تعداد زيادي قطعات DNA با اندازه هاي متفاوت حاصل خواهند شد . به علت اينكه اين فرايند شباهت به شليك تفنگ با ساچمه پران دارد كه سوي يك بشقاب انجام مي گيرد .

شكل 9- 2  : مقدار DNA موجود در يك سلول هاپلوئيد در گروههاي مختلف جانداران .

تعداد جفتهاي نوكلئوتيدي در كليه پستانداران تقريبا با يكديگر برابر است و در حدود  جفت باز يا  جفت كيلو باز مي باشد .

لذا آن را روش شليك پران (shotgun procedure) مي نامند . سپس قطعات DNA حاصل را با حاملهاي مناسب تركيب نموده و وارد سلولهاي ميزبان مي نمائيم  و آنها را بصورت كلينهايي ( colony) نگهداريم (يك دسته كامل از اين كلينها كه از يك فرايند شليك حاصل شده اند بايستي حاوي تمامي DNA موجود در يك جانداري باشد كه در ابتدا نمونه DNA از آن اخذ شده بود .

با استفاده از اين روش ، بانكهاي متعدد ژني (gene banks) كه آنها را كتابخانه (libraries) نيز مي نامند براي گونه هاي مختلف جانداران از كلي باسيل تا انسان منجمله تعدادي از حيوانات اهلي تهيه شده است . كاربرد بانك ژن بصورت يك مثال در بخش 7-2 توضيح داده شده است .

بمنظور دستيابي به ميزان وسعتي كه يك بانك ژن مي تواند داشته باشد لازم است اولا بدانيم اندازه كل يك ژنوم هاپلوئيد در جانداران مختلف چقدر است ، ثانياً طول تقريبي هر يك از قطعات حاصل از روش شليك ، چقدر مي باشد . در شكل 9-2 ، دامنه اندازه ژنوم براي بسياري از گونه ها نشان داده شده است . تعداد قطعات حاصل از روش شليك ، بستگي به تعداد آنزيمهاي متفاوت بكار رفته دارد و اينكه آيا عمل هضم بطور كامل و يا بطور ناقص انجام گرفته است . براي ايجاد بانك ژن پستانداران ، اغلب هضم ناقص با دو آنزيم (HaeIII , AluI) انجام مي گيرد كه منجر به توليد قطعاتي مي گردد كه اكثريت آنها در حدود 20 كيلو جفت باز طول دارند . با در نظر گرفتن مقدار تقريبي  كيلو جفت باز در يك ژنوم هاپلوئيد پستاندار (شكل 9-2)  ، لازم خواهد بود حداقل تعداد  يعني 150000 كلني ميزبان داشته باشيم تا بتوانيم بطور تقريب  كليه قطعات حاصل از DNA يك پستاندار را در يك بانك ژن داشته باشيم بمنظور حصول اطمينان بيشتر براي داشتن كليه قطعات ، لازم است تعداد كلينهاي ميزبان در حدود  الي  باشد ، براي توضيح كاملتر نحوه تشكيل بانك ژن در يك حيوان اهلي (مرغ در اين مورد خاص ) به مرجع Dodgson etal , 1979  مراجعه شود .

روش توليد واكسن براي بيماري تب برفكي

(Production of  fott – and – mouth – disease vaccine)

تب برفكي ( FMD) در ميان انواع بيماريهاي دامي ، يكي از مهمترين آنها بشمار مي رود . امروزه در سطح جهان ، هر ساله ميزان واكسن توليد شده براي آن از هر بيماري ديگري بيشتر است. براي درك وسعت مشكلي كه در اين بيماري وجود دارد كافیست اشاره شود كه كشورهاي آمريكايي جنوبي هر ساله به 500 ميليون دوز از اين واكسن نياز دارند . در روش معمول براي توليد اين واكسن از ويروس غير فعال استفاده مي شود ولي توليد انبوه آن هميشه توام با موفقيت نبوده است. در بعضي موارد نمونه هايي از اين واكسن كه حاوي ويروسهاي زنده هستند بطور غير عمد توليد مي شوند و اين امر موجبات شيوع بيماري را فراهم مي نمايد . براي اجتناب از مشكل فوق كافيست واكسن توليد شده منحصرا بر مبناي بخش آنتي ژنيك ويروس ( بخشي كه موجب تحريك و توليد آنتي بادي مي شود ) ساخته شود . اين نوع واكسن هيچ وقت نمي تواند موجب بروز بيماري گردد .

بمنظور نشان دادن كاربرد عملي تكنولوژي DNA نو تركيب ، در اينجا روش توليد واكسن غير بيماري زاي تب برفكي را بطور خلاصه مرور خواهيم كرد .

ژنوم ويروس تب برفكي از يك مولكول تك رشته اي RNA به طول تقريبي 8000 باز تشكيل يافته است . اين مولكول RNA علاوه بر ژنهاي دیگر حاوی رمز ژنتیکی برای تولید چهار نوع پلی پپتید ساختمانی به اسامی VP1  ، VP2 ، VP3 و VP4 می باشد که مجموعا پوشش پروتئینی این ویروس را که کپسید (capsid) نامیده می شود به وجود می آورند . کلید استفاده از DNA نو ترکیب برای تولید واکسن غیر بیماری زای تب برفکی آن است که پلی پپتید VP1 ، بخش آنتی ژنیک ویروس را تشکیل می دهد . نتیجتا این امکان وجود دارد که از راه کلونینگ و تولید انبوه ژن تولید کننده VP1 بتوان واکسن مطمئن و موثری را عرضه نمود . برای راحتی کار در این جا به روش کار یک آزمایشگاه در آلمان ( kupper etal 1981) می توان مراجعه کرد .

مرجع : زیست تکوینی