• Advertisement

ژنتیک

مطالب مربوط به ژنتیک در این بخش قرار دارند

مدير انجمن: yasaman

ژنتیک

پستتوسط yasaman » چهارشنبه 4 فروردین 1389, 7:56 pm

ژن یا ماده وراثتی (hereditary factor)، ماده پیچیده‌ای است که در هنگام تقسیم می‌تواند همانند خود را بوجود آورد. واحدهایی از این ماده وراثتی از پدر و مادر به فرزندان انتقال می‌یابند. این واحدها دارای ویژگیهای بسیار پایدار بوده و بطور مشخص موجودی را که صاحب آن است، تحت تاثیر قرار می‌دهند. ژنها بر روی کروموزومها در جایگاههای ویژه ، مرتب شده‌اند.


پس از آنکه اسیدهای نوکلئیک بوجود آمدند، احتمال می‌رود که پیدایش جانداران جدید با سرعت بسیار زیادتری انجام گرفته باشد. این شتاب عظیم را ژنها ، که القاب کنونی اسیدهای نوکلئیک هستند امکان‌پذیر ساخته‌اند. اکنون جانداران بر طبق دستورالعمل‌هایی که ژنهایشان فراهم می‌آورند، به تولید مثل می‌پردازند و به سبب اینکه نسلهای متوالی جانداران ، ژنها را به ارث می‌برند. پدید آمدن یک جاندار جدید به صورت فرایندی کنترل شده و غیر تصادفی درآمده است. آنچه جاندار به ارث می‌برد تا حد زیادی بقای او را تعیین می‌کند، بنابراین وراثت از نظر سازگاری جانداران حائز اهمیت است.

اما چیزی که جانداران به ارث می‌برند، ماهیچه نیرومند ، برگ سبز ، خون قرمز یا مانند آن نیست، بلکه ژنها و دیگر محتویات سلولهای زاینده است. سپس در فردی که از این سلولها ناشی می‌شود، صفات قابل رویت تحت نظارت ژنهایی که به ارث برده است، پدید می‌آید. محصول این گونه وراثت موجود زنده منحصر به فردی است که در بعضی از صفات کلی خود به والدینش شباهت دارد و در بسیاری از صفات جزئی با آنها تفاوت دارد. اگر این تفاوتها کشنده نباشند یا سبب عدم باروری نشوند، جاندار حاصل می‌تواند زنده بماند و ژنهای خود را به نسلهای بعدی انتقال دهد.




تاریخچه
«ویلیام هاروی» ، در سال 1651 ، این نظریه را بیان کرد که تمام موجودات زنده از جمله ، انسان ، از تخم بوجود آمده‌اند و اسپرم فقط فرایند تولید مثل نقش دارد. هاروی همچنین تئوری اپی‌ژنز را ارئه داد که طبق این تئوری در مرحله رشد جنینی ، ارگانها و ساختمانهای جدیدی از ماده زنده تمایز نیافته ، بوجود می‌آید. پژوهشهای جدید درباره وراثت بوسیله گرگور مندل که کشیشی اتریشی بود، در نیمه دوم قرن 19 آغاز شد. وی دو قانون مهم را کشف کرد که همه پیشرفتهای بعدی علم وراثت بر پایه آنها بنا نهاده شده است.
نماد کاربر
yasaman
کاربر ممتاز
کاربر ممتاز
 
پست ها : 1504
تاريخ عضويت: شنبه 17 بهمن 1388, 5:51 pm
محل سکونت: تهران
تشکر کرده: 0 بار
تشکر دریافت کرده: 20 بار

Re: ژنتیک

پستتوسط yasaman » چهارشنبه 4 فروردین 1389, 7:57 pm

ژن به عنوان یک واحد عملکردی
تمام نوکلئوتیدها در DNA ، گهگاه دستخوش دگرگونی‌هایی می‌شوند که جهش (Mutation) نام دارد. پس از هر جهش ، ژن جهش یافته (Mutant) به جای ژن اولیه به سلولهای فرزند انتقال می‌یابد و به ارث برده می‌شود. DNA جهش یافته ، آنگاه صفات تازه‌ای بوجود می‌آورد که ارثی هستند. ژنهایی که جز ژنهای ساختمانی هستند، مسئول ساختن زنجیره‌های پلی پپتیدی هستند.

اگر جهشی در یکی از این ژنها ، روی دهد، مجموعه صفات و ویژگی‌هایی که ژن جهش یافته مسئول بخش کوچکی از آن می‌باشد، بطور مستقیم یا غیر مستقیم ، تحت تاثیر قرار خواهند گرفت و از آنجایی که بیشتر پروتئین‌ها نقش آنزیمی بر عهده دارند، این جهش بر واکنشهایی که آنزیم مربوطه در آن دخالت دارد، اثر می‌گذارد. ژنهای دیگر که نقش تنظیم کننده دارند، فعالیت ژنهای دیگری را کنترل می‌کنند و جهش در این ژنها بر کنترل ژنهای ساختمانی اثر می‌گذارد. DNA هر موجود از تعدادی ژنهای مختلف تشکیل شده است.

در هنگام رشد ، هر ژن دقیقا ژن همانند خود را پدید می‌آورد. هنگامی که یک ژن جهش می‌یابد، ژن جهش یافته در تقسیمات بعدی سلول ، ژنهای جهش یافته همانند خود را بوجود می‌آورد و اگر این ژن یک ژن ساختمانی باشد، جهش منجر به تولید پروتئین جهش یافته می‌گردد. ژن جهش یافته و ژن اولیه نسبت بهم آللومورف (Allelomorph) نامیده می‌شوند.
نماد کاربر
yasaman
کاربر ممتاز
کاربر ممتاز
 
پست ها : 1504
تاريخ عضويت: شنبه 17 بهمن 1388, 5:51 pm
محل سکونت: تهران
تشکر کرده: 0 بار
تشکر دریافت کرده: 20 بار

Re: ژنتیک

پستتوسط yasaman » چهارشنبه 4 فروردین 1389, 7:58 pm

ژن و کروموزوم
یاخته‌های یک گیاه یا یک جانور دارای تعداد معینی کروموزوم است که ویژه آن گونه گیاهی یا جانوری می‌باشد و تعداد این کروموزومها در همه یاخته‌های آن فرد پایدار و یکسان است. بنابراین همه یاخته‌های یک فرد دارای مجموعه‌های ژنی یکسانی می‌باشند، مثلا در مگس سرکه در حدود 10 هزار ژن شناخته شده است. افراد مختلف یک گونه دارای آللهای متفاوت یک ژن در سلولهای خود می‌باشند. در هر کروموزوم ، ژنها بطور خطی قرار گرفته‌اند و نظام آنها پایدار و ثابت است. جایگاه ثابت هر ژن در کروموزوم که ویژه آن ژن است، لوکوس (Locus) نامیده می‌شود.

دو ژن آلل نمی‌توانند بطور همزمان در یک جایگاه وجود داشته باشند و در یک زمان هر جایگاه می‌تواند پذیرایی تنها یکی از ژنهای آلل باشد. برخی از ژنها به ویژه ژنهایی که در ساختن RNA دخالت دارند، چندین بار در یک مجموعه کروموزومی تکرار می‌شوند. در پدیده میتوز ، پیش از تقسیم هسته ، ژنها و در نتیجه کرومزوم‌ها، دو برابر شده‌اند و هر یک از دو یاخته حاصل از تقسیم ، یکی از مجموعه‌های کروموزومی را دریافت می‌کند و از اینرو مجموعه‌های کروموزومی دو سلول دقیقا یکسان خواهد بود.
ژن و گوناگونی افراد
در یاخته‌های بدنی گیاهان و جانوران کروموزوم‌ها به صورت جفت وجود دارند و از نظر ظاهری یکسان می‌باشند (به جز کروموزوم‌های جنسی). در هر لنگه از یک جفت کروموزوم ، نظام جایگاههای ژنی ، همانند نظام جایگاههای لنگه دیگر می‌باشد و ژنهایی که در جایگاههایی همانند قرار دارند، ممکن است یکسان بوده و یا آلل یکدیگر باشند. در حالت نخست فرد از نظر دو ژن هموزیگوت و در حالت دوم هتروزیگوت می‌باشد. شماره کروموزوم‌ها در یاخته‌های حاصل از تقسیم میوز یا گامتها ، 2/1 تعداد کروموزوم‌ها در سلولهای پیکری است و در هر یک از گامتها ، تنها یک لنگه از یک جفت کروموزوم همانند ، در برخی از جایگاهها باهم متفاوت هستند.

در نتیجه گامتها نیز با هم متفاوت خواهند بود و چون توزیع کروموزومها در هر گامت از قانون احتمالات پیروی می‌کند، در نتیجه احتمال تولید گامتهای مختلف در صورتی که تعداد کروموزوم‌ها را در نظر بگیریم، خواهد بود. این حالت ، تفکیک مستقل نامیده می‌شود. تقاطع کروموزومی (Crossing-Over) نیز به ایجاد تفاوتهای بیشتر بین گامتها ، کمک می‌کند.
سازمان یابی و ساختمان ژن
در ساده‌ترین حالت ، یک ژن را می‌توان به صورت قطعه‌ای از یک مولکول DNA و حاوی رمز برای توالی اسید آمینه‌ای یک رشته پلی پپتیدی و توالی‌های تنظیم کننده لازم برای بروز آن در نظر گرفت. به هر حال این توصیف برای ژنهای موجود در ژنوم انسان ، ناکافی است، زیرا تعداد ناچیزی ژن به صورت توالی‌های رمزدار پیوسته وجود دارد. بلکه در عوض در بین اکثریت ژنها ، یک یا بیش از یک ناحیه فاقد رمز موجود است. این توالی‌های حد فاصل که اینترون (intron) نامیده می‌شوند، ابتدا در هسته به RNA رونویسی می‌شوند، اما در RNA پیامبر بالغ در سیتوپلاسم وجود ندارند.

لذا اطلاعات توالی‌های اینترونی ، بطور طبیعی در فرآورده پروتئینی نهائی نمایانده نمی‌شود. اینترونها یک در میان با توالی‌های رمزدار یا اگزون (exon) که نهایتا توالی اسید آمینه‌ای پروتئین را رمز گردانی می‌کنند، قرار دارند. اگرچه تعداد کمی از ژنها در ژنوم انسان فاقد اینترون می‌باشند، اکثر ژنها حداقل یک و معمولا چندین اینترون دارند. ژن دیستروفین وابسته به جنس که حاوی 2 میلیون جفت باز است، کمتر از یک درصد آن حاوی اگزونهای رمزدار است. اینترونها در ساختار ژنها ، نقش حفاظت از اگزونها را در برابر جهشها بر عهده دارند.
نماد کاربر
yasaman
کاربر ممتاز
کاربر ممتاز
 
پست ها : 1504
تاريخ عضويت: شنبه 17 بهمن 1388, 5:51 pm
محل سکونت: تهران
تشکر کرده: 0 بار
تشکر دریافت کرده: 20 بار

Re: ژنتیک

پستتوسط yasaman » چهارشنبه 4 فروردین 1389, 7:59 pm

تعادل ژنتیکی
قانون تعادل هاردی - وینبرگ سنگ بنای ژنتیک جمعیت است، به این ترتیب بیان می‌گردد که در یک جمعیت بزرگ که آمیزش به صورت تصادفی است و مهاجرت ، جهش و انتخاب وجود ندارد فراوانی ژنی ، فراوانی ژنوتیبی ، نسل به نسل ، ثابت باقی می‌ماند. و فراوانی ژنوتیبی را می‌توان به کمک فراوانی ژنی بدست آورد. این قانون در سال 1908 توسط جفری هاردی و ویلهم وینبرگ مستقلا ارائه شد.





ژنتیک به علت تاکید آن بر خود بیمار و نیز خانواده او ، در بین شاخه‌های گوناگون پزشکی ، منحصر به فرد است. ژنتیک جمعیت ، مطالعه توزیع ژنها در جمعیت و چگونگی حفظ یا تغییر فراوانی ژنها و ژنوتیپها می‌باشد. ژنتیک جمعیت با عوامل ژنتیکی مانند جهش ، تولید مثل و نیز با عوامل محیطی و اجتماعی مانند انتخاب و مهاجرت سر و کار دارد که اینها همراه با یکدیگر فراوانی و توزیع بیماریهای ژنتیکی در خانواده‌ها و جوامع را تعیین می‌کنند.

اصل زمینه‌ای ژنتیک جمعیت ، قانون تعادل هاردی - وینبرگ است. لازم است بتوانیم با استفاده از ارقام مربوط به بروز یک بیماری ارثی یا منفعت ژنتیکی دیگر ، فراوانی ژنوتیپهای خاص را تعیین کنیم و از آنها فراوانی آللهای خاص مسئول ژنوتیپهای مختلف را استنباط کنیم. اگر جمعیتی برخی از خصوصیات را داشته باشد یک رابطه ساده ریاضی به نام قانون هاردی - وینبرگ ، برای محاسبه ژنوتیپها از روی فراوانی آللهای وجود دارد.
خصوصیات یک جمعت متعادل
• تمام افراد جمعیت بایستی از نظر تولید مثل باهم یکسان باشند.
• جمعیت باید از تعداد زیادی افراد تشکیل شده باشد.
• آمیزش به صورت تصادفی باشد.
• نباید مهاجرت به درون یا به بیرون جمعیت صورت بگیرد.
• بایستی جهش در حالت تعادل باشد.
نقص هر کدام از شروط بالا می‌تواند باعث تغییر فراوانی ژنها و لذا بهم خوردن تعادل ژنتیکی گردد.
خصوصیات قانون تعادل
خاصیت اول قانون تعادل
فراوانی سه ژنوتیپ AA (غالب) Aa ، aa (مغلوب) ، به صورت بسط دو جمله‌ای p+q)2 = p2 + q2 + 2pq) نشان داده می‌شود. p فراوانی آلل A و q فراوانی آلل a در استخر ژنی است و ترکیب آللها به صورت تصادفی بوده و ژنوتیپهای حاصل تصادفی هستند. احتمال ایجاد ژنوتیپ AA برابر p2 ، aa برابر q2 و Aa برابر 2pq است.
خاصیت دوم قانون
درصد ژنوتیپها از نسلی به نسل بعد تغییر نمی‌کند. یعنی هرگاه در جمعیتی که ژنوتیپهای AA , Aa , aa با نسبتهای p2 : 2pq : q2 وجود دارند، لقاح تصادفی صورت بگیرد، فروانی ژنوتیپها در نسل بعضی به صورت درصدهای نسبی ثابت خواهد ماند. معادله هاردی - وینبرگ هیچ مقدار خاصی را برای q , p مشخص نمی‌کند. فراوانی آللها در جمعیت به هر مقداری که باشد موجب فراوانی ژنوتیپی به صورت p2 : 2pq : q2 می‌شود، مادام که فراوانی آلل ثابت بماند، این فراوانیهای ژنوتیپی از نسلی به نسل دیگر ثابت خواهند بود.
نتایج قانون تعادل
اگر توان دوم فراوانی ژنوتیپی هتروزیگوتها در یک جمعیت برابر چهار برابر حاصل ضرب فراوانی دو ژنوتیپ هموزیگوت ، در جمعیت باشد، در این حالت می‌گوییم که جمعیتها به صورت متعادل است. در یک جمعیت بزرگ که آمیزشها به صورت تصادفی انجام می‌شود، و تمام ژنوتیپها از نظر قدرت زنده ماندن یکسان هستند. فراوانی ژنی در یک نسل بستگی به فروانی ژنی و نه فروانی ژنوتیپی نسل قبل دارد. جمعیتی که دارای این خاصیت باشد، اصطلاحا گویند در حالت تعادل (equilibrium) است. طبق قانون هاردی - وینبرگ اگر یک جمعیت در حال تعادل نباشد. فقط یک نسل آمیزش ، کافی است که آن را به حالت تعادل در آورد.




کاربرد قانون تعادل
کاربرد عملی اصلی قانون هاردی - وینبرگ در ژنتیک پزشکی در مشاوره ژنتیکی برای اختلالات اتوزومی مغلوب است. در مورد بیماری فنیل کتونوریا ، فروانی هموزیگوتهای مبتلا در جمعیت را می‌توان دقیقا تعیین کرد، زیرا بیماری از طریق برنامه‌های غربالگری در نوزادان شناسایی می‌شود. افراد هتروزیگوت ناقلان خاموش هستند و اندازه گیری مستقیم میزان بروز آنها در جمعیت از روی فنوتیپها غیر ممکن است. قانون تعادل هاردی - وینبرگ ، برآورد فراوانی هتروزیگوتها و استفاده از آن برای مشاوره و ژنتیکی را مقدور می‌سازد.
عواملی که تعادل هاردی - وینبرگ را بهم می‌زنند
در دنیای واقعی ژنتیک پزشکی شامل جمعیتهای انسانی و آللهای بیماری ، خصوصیات جامعه متعادل صدق نمی‌کنند ژنوتیپهای موجود در یک جمعیت ممکن است در تعادل هاردی - وینبرگ نباشند. از عوامل بر هم زننده تعادل می‌توان آمیزشهای غیر تصادم را نام برد که شامل آمیزشهای خویشاوندی و غیر خویشاوندی است. از طرف دیگر بعضی باعث تغییر فراوانی ژنهای می‌شوند که شامل موارد زیر هستند.
مهاجرت
میزان تغییر فراوانی ژنی در جمعیتی که مهاجرت در آن صورت می‌گیرد بستگی به میزان مهاجرت و تفاوت بین فراوانیهای ژنومی بومیها و مهاجریسن دارد.
جهش
اگر ژن جدیدی در اثر جهش در یک جمعیت بوجود آید احتمال بقای این ژن بسیار کم است ولی عاملی که باعث تغییر فراوانی در اثر جهش می‌شود، فراوان بودن جهش است.
گزینش
یکی از مهمترین عوامل تغییرات فراوانی ژنها قدرت باروری حاملین آن است. انواع مکانیزمهایی که قدرت باروری یک ژنوتیپ را تغییر می‌دهد، گزینش نام دارد.
رانش یا دریفت
رانش ژنتیکی به علت اینکه جوامع از نظر اندازه محدود هستند، ایجاد می‌گردد. بطوری که خطای نمونه‌ای سبب تغییرات فراوانی آنی می‌گردد.
توصیف ریاضی رفتار ژنها در جمعیتها با جز مهمی در بسیاری از شاخه‌ها مانند انسان شناسی ، زیست شناسی تکاملی و ژنتیک انسانی است. در ژنتیک پزشکی ، ژنتیک جمعیت عمدتا کاربرد عملی داشته است. یعنی تعیین فراوانی آللی محاسبات خطر بیماری. با افزایش نقش آزمایشهای ژنتیکی و فناوریهای درمانی در بزرگتر جلوه دادن اثر مراقبتی ژنتیک پزشکی بر سلامت عمومی و خطر بیماریهای ژنتیکی در نسلهای بعد درک اصول ژنتیک جمعیت روز به روز مهمتر خواهد شد.
نماد کاربر
yasaman
کاربر ممتاز
کاربر ممتاز
 
پست ها : 1504
تاريخ عضويت: شنبه 17 بهمن 1388, 5:51 pm
محل سکونت: تهران
تشکر کرده: 0 بار
تشکر دریافت کرده: 20 بار

Re: ژنتیک

پستتوسط yasaman » چهارشنبه 4 فروردین 1389, 8:00 pm

تنظیم بیان ژن
مقدار اطلاعات موجود در یاخته‌های یوکاریوتی خیلی بیشتر از پروکاریوتهاست. فرصت عمل در جایگاه‌های متفاوت از هسته سلول تا سیتوپلاسم برای تنظیم کننده‌ها نیز بیش از پروکاریوتهاست. اطلاعات ژنتیکی در یوکاریوتها در ساختارهای کروموزومی که اغلب پیچیدگی زیادی دارند نهفته است و رونویسی و بروز ژنها در آنها کاهش تراکم قبلی این ساختار را ایجاب می‌کند. بنابراین در یوکاریوتها سیستمهای تنظیم کننده بیشتر ، دقیقتر و بویژه پیاپی هستند. این سیستمها در جایگاهها و در حد ساختارهای متفاوت سلولی عمل می‌کنند و می‌توانند وابسته به یکدیگر باشند. به عنوان مثال تنظیم بیان ژن مالتوز در بسیاری از یوکاریوتها نیز دیده می‌شود.

پروموترهای یوکاریوت اغلب شامل چندین جایگاه اتصال برای فعال کننده‌ها هستند و در بسیاری از موارد ، فعال سازی به توالیهایی نیاز دارد که از نقطه شروع نسخه برداری فاصله زیادی دارند. فقط تعداد کمی از ژنهای یوکاریوتی بوسیله رپرسور کنترل می‌شوند و نسخه برداری اکثر ژنهای یوکاریوتی ، در عدم حضور یک فعال کننده انجام پذیر نیست. در پروکاریوتها ، معمولا پروتئینهای تنظیمی و جایگاههای اتصال آنها هر دو شناخته شده است. در حالی که در یوکاریوتها در بسیاری از موارد فقط توالیهای تنظیم کننده DNA مورد شناسایی قرار گرفته است. تنها در موارد معدودی ، پروتئینهای تنظیمی یوکاریوتی و مکانیسم تنظیم نسخه برداری ، مورد بررسی قرار گرفته است.
توالیهای شناسایی شونده بوسیله فعال کننده‌ها
تاکنون دو نوع معمول از توالیهای DNA یوکاریوتی که بوسیله فعال کننده‌ها باند می‌شود، شناخته شده است. یک نوع توالی فعال (Upstream Activating Sequenc) یا UAS می‌باشد که در ناحیه Upstream بسیاری از ژنهایی که فعال کننده آنزیمهای متابولیک در یوکاریوتهای تک سلولی ، مانند مخمر یافت شده است. این توالیها بوسیله فعال کننده‌هایی که سرعت شروع نسخه برداری از پروموتوهای مربوطه را به شدت افزایش می‌دهند، باند می‌شوند.

نوع دیگری از توالیهای فعال ، Enhancer می‌باشد که در یوکاریوتهای چند سلولی یافت می‌شود. برخلاف UAS ، Enhancerها می‌توانند در '5 یا '3 یک ژن قرار گیرند و حتی در صورت فاصله زیاد از جایگاه شروع نسخه برداری قادرند نسخه برداری را تحت تاثیر قرار دهند.
تنظیم متابولیسم گالاکتوز در مخمرها
یکی از ژنهای یوکاریوتیک که توالی UAS و پروتئینهای باند شونده به آن ، هر دو مورد شناسایی قرار گرفته است، ژنی است که توسط پروتئین GAL4 در ساکارومایسین سروزیه کنترل می‌شود. پروتئین GAL4 مونومری است با وزن مولکولی 99000 که نسخه برداری حداقل 5 ژن را کنترل می‌نماید. از آن جمله می‌توان ژنهای GAL10 و گالاکتوز پرمه‌آز را کد می‌نمایند.

در ژنوم مخمر ، این ژنها در دو طرف UAS قرار دارند و در دو جهت مخالف نسخه برداری می‌شوند. پروموترهای این دو ژن در یک ناحیه 680 جفت بازی که دو ژن را از یکدیگر جدا می نمایند، قرار گرفته‌اند. همچنین در ناحیه بین دو پروموتر، یک UAS جای گرفته است. با اتصال پروتئین GAL4 به UAS ، UAS نسخه برداری هر دو ژن GAL1 و GAL10 را 1000 برابر افزایش می‌دهد.
قسمتهای تشکیل دهنده UAS
UAS گالاکتوز از چهار جایگاه جداگانه مخصوص اتصال GAL4 تشکیل یافته است که به ترتیب از شماره I تا IV شماره گذاری شده است. هر یک از این جایگاه‌های اتصال ، از یک توالی 17 جفت بازی مشابه تشکیل یافته است و دارای تقارن دو طرفی است. میل ترکیبی GAL4 برای پیوند با هر یک از جایگاههای اتصال یکسان نیست و اتصال بین حداقل دو جایگاه (IV,III) به صورت همکاری انجام می‌گیرد.

هر چند آزمایشات نشان می‌دهند که سرعت نسخه برداری ژنهای GAL1 و GAL10 ، با تعداد مولکولهای GAL4 باند شده به UAS ارتباط مستقیم دارد، فعالیت نسخه برداری به اشغال هر چهار جایگاه اتصال بوسیله GAL4 نیازی ندارد. بنابراین اثر GAL4 یک اثر اضافی است به این صورت که هر مولکول GAL4 بطور مستقل در تحریک نسخه برداری شرکت دارد.
قسمتهای تشکیل دهنده GAL4
GAL4 از دو domain تشکیل شده است، یکی مسئول باند شدن به DNA و دیگری مسئول تحریک نسخه برداری ژنهای ناحیه down stream می‌باشد. همانند اپرونهای کد کننده آنزیمهای متابولیک در پروکاریوتها ، ژنهای GAL10 , GAL4 تنها در حضور سوبسترا که در این مورد گالاکتوز می‌باشد، نسخه برداری می‌شوند.

در عدم حضور گالاکتوز ، GAL4 از طریق domain مسئول باند به DNA به UAS گالاکتوز متصل می‌شود ولی domain مسئول تحریک نسخه برداری آن ، بوسیله یک پروتئین تنظیم کننده منفی به نام GAL80 باند می‌شود. اتصال Gal80 به GAL4 از فعال سازی نسخه برداری GAL10 , GAL1 توسط GAL4 جلوگیری به عمل می‌آورد. با این حال در حضور گالاکتوز ، گالاکتوز به GAL80 باند سبب جدا شدن آن از GAL4 می‌شوند. در این حالت GAL4 قادر است نسخه برداری GAL10 , GAL1 را فعال نماید.
ممانعت از نسخه برداری بوسیله گلوکز
هر چند، هر دو ژن GAL10 , GAL1 در حضور گلوکز نیز به صورت منفی تنظیم می‌شوند، کنترل این ژنها پیچیده تر از اینهاست این ممانعت از نسخه برداری بوسیله گلوکز ، مشابه جلوگیری کاتابولیتی در پروکاریوتهاست و در صورت حضور هر دو نوع قند (گلوکز و گالاکتوز) GAL10 , GAL1 در سرعتهای پایین ، نسخه برداری می‌شوند. گلوکز ، نسخه برداری GAL10 , GAL1 را از طریق جلوگیری از باند شدن GAL4 به UAS گالاکتوز بلوکه می‌کند.

اینکه آیا گلوکز عملا به GAL4 باند می‌شود یا GAL10 , GAL1 بوسیله یک متابولیسمی از گلوکز تحریک می‌شوند، هنوز نامشخص است. بطور کلی domainهای فعالیت پروتئینهای یوکاریوتیک ، مانند GAL4 خیلی کم مورد شناسایی قرار گرفته ولی آنها را در سه طبقه تقسیم می‌نمایند.

1. تعدادی از domoianهای فعالیت ، شامل نواحی طویلی هستند که یک آلفا هلیکس آمفی پاتیک با بار منفی را تشکیل می‌دهند. یک مثال از این نوع پروتئینها GAL4 می‌باشد. برای فعال سازی نسخه برداری ، domain فعالیت GAL4 لازم و ضروری است.
2. تعدادی از domainهای فعالیت ، پروتئینهای غنی از گلوتامین هستند. پروتئین SP1 دارای domain از این نوع است قدرت فعال کردن نسخه برداری SP1 با برداشتن دو domain غنی از گلوتامین آن ، به شدت کاهش می‌یابد.
3. تعدادی از domainهای فعالیت ، پروتئینهایی غنی از پرولین هستند. پروتئین CTF شامل domainای از این نوع است چگونگی تحریک نسخه برداری توسط domainهای فعالیت ، هنوز ناشناخته است ولی ممکن است، از طریق درگیر کردن پروتئینهای دیگر نزدیک RNA پلی مراز П ، اثر خود را اعمال نمایند. به عنوان مثال آزمایشات انجام شده در مخمرها نشان می‌دهند که GAL4 مستقیما با RNA پلی مراز П وارد واکنش نمی‌شود بلکه اثر خود را از طریق پروتئین دیگری اعمال می کند.
کنترل بیان ژن توسط توالیهای افزایش دهنده یا (Enhancers)
Enhancer نوع دوم از توالیهای فعال می‌باشد که در ارتباط با بسیاری از ژنهای کلاس П یافت شده‌اند. این توالیهای DNA بوسیله سه خصوصیت مشخص می‌گردند:

1. Enhancerها اغلب در هر جهتی فعال هستند.
2. Enhancer قادرند نسخه برداری را حتی در صورتی که از نقطه شروع آن هزاران جفت باز فاصله داشته باشند، تحت تاثیر قرار دهند. آنها بعضی اوقات در یک انترون یا در انتهای '3 یک ژن قرار دارند.
3. Enhancer ها، نسخه برداری هر ژنی در مجاورشان را تحت تاثیر قرار می‌دهند.
بررسیها نشان می‌دهند که Enhancerها ، بسیاری از ژنهای ویروسی را نیز فعال می‌نمایند. این نوع Enhancerها که تحت عنوان ، Enhancerهای ویروسی شناخته می‌شوند، برای انجام عمل خود به فعال کننده‌های خاصی نیاز دارند. این ، خودش توجیهی است بر این سوال که چرا بعضی از ویروسها ، تنها در میزبانهای خاصی قادر به رشد هستند.
روشهای عمل Enhancer
به نظر می‌رسد که Enhancerها در 4 روش متفاوت عمل می‌کنند.

1. ممکن است، یک فعال کننده به یک Enhancer متصل و تحریک نسخه برداری را سبب شود، یا اینکه به جذب RNA پلی مراز به پروموتر ، کمک نماید. Enhancerهایی که به عنوان عناصر حساس به هورمون شناخته شده‌اند، به این روش عمل می‌نمایند.
2. حضور Enhancerها ممکن است ساختمان DNA را در مجاورت ژنی که نسخه برداری می‌شود، تحت تاثیر قرار دهد. بنابراین این ناحیه از DNA را بیشتر در دسترس RNA پلی مراز قرار می‌دهند. مشاهده نسبتهای متفاوتی از پیریمیدین/ پورین در بسیاری از این Enhancerها که پذیرش ترکیب ساختمانی غیر طبیعی را در Invivo سبب می‌شود، این تئوری را حمایت می‌کند.
3. Enhancerها ممکن است در جایی از DNA که به ماتریکس هسته ، متصل می‌باشد، قرار داشته باشند. بنابراین نگهداری DNA در این قسمت و افزایش غلظت موثر RNA پلی مراز را سبب می‌شوند.
4. Enhancerها ممکن است، یک جایگاه بزرگ هدف ایجاد نمایند که RNA پلی مراز یا تعداد دیگری از پروتئینهای ضروری ، قبل از مهاجرت به پزوموتر ، در آن ناحیه با DNA باند می‌شوند. بر اساس این نوع مکانیسم ، مشاهده شده است. زمانی که یک جایگاه به پروتئین متصل شوند، در بین بعضی از Enhancerها و پروموترها قرار می‌گیرند، از عمل Enhancer جلوگیری به عمل می‌آید. به نظر می‌رسد که پروتئین باند شده ، مهاجرت پروتئین دیگر را Enhancer به پروموتر بلوکه می‌کند.
آزمایشات نشان می‌دهد که بعضی از Enhancerها تنها در یک بافت خاص هستند. به عنوان مثال در موش Enhancerهای ژنهای ایمونوگلولین ، تنها در سلولهای لمفوئید موثر می‌باشند. اینگونه مشاهدات ، موید این موضوع است که Enhancerهای خاص ، ممکن است بوسیله یک پروتئین تنظیم کننده باند شده به DNA که تنها در گلبولهای سفید خون یافت می‌شوند، تشخیص داده شوند.
نماد کاربر
yasaman
کاربر ممتاز
کاربر ممتاز
 
پست ها : 1504
تاريخ عضويت: شنبه 17 بهمن 1388, 5:51 pm
محل سکونت: تهران
تشکر کرده: 0 بار
تشکر دریافت کرده: 20 بار

Re: ژنتیک

پستتوسط yasaman » چهارشنبه 4 فروردین 1389, 8:01 pm

مبانی مولکولی جهش

جهش یعنی تغییر در توالی نوکلئوتیدها در ساختمان DNA. جهش رویدادی شیمیایی است که بدون توجه به تاثیر بالفعل مثبت یا منفی برای جاندار رخ میدهد.





تغییرپذیری ماده ژنتیکی یکی از خواصی بود که دانشمندان همواره برای ماده ژنتیک فرض می‌کردند. جهش پدیده‌ای تصادفی است یعنی تغییر در تمام نوکلئوتیدهای ژنوم ، کم و بیش یکسان است. بر اثر انتخاب طبیعی جهش یاخته‌های زیانبار کمتر تولید مثل می‌کنند یا اصلا تولید مثل نمی‌کنند. جهش یافته‌هایی با جهش سودمند بیشتر تولید مثل می‌کنند و در نسل‌های بعد فراوانتر می‌شوند.

جهش یاخته‌ها مهمترین ابزار ژنتیک بوده‌اند. میزان جهش در پروکاریوتها و یوکاریوتها یک نوکلئوتید در هر نوکلئوتید در هر چرخه سلولی است. برای موجودات زنده‌ای که از راه جنسی تولید مثل می‌کنند تنها جهش‌هایی که در سلول‌های جنسی رخ داده‌اند به نسلهای بعد منتقل می‌شوند. جهش در سلول غیر جنسی فقط در دودمان همان سلول در فرد جهش یافته تاثیر می‌گذارد.
تقسیم بندی جهش‌ها
یک نوع تقسیم بندی جهش‌ها بر حسب خودبخود بودن یا القایی بودن آنهاست.
جهش خودبخودی
جهشهای خودبخودی بر اثر عوامل و شرایط روز مره زندگی جاندار رخ می‌دهند. جهش‌های خودبخودی میزان زمینه‌ای جهش را تعیین می‌کنند. مثلا جهشهای که بر اثر تابش‌های فرابنفش که از خورشید به زمین می‌رسد یا بر اثر کیفیت عملکرد DNA پلیمراز در همانند سازی DNA. یکی از جهشهای معمول خودبخود ، حذف گروه آمین از با سیتوزین و تبدیل آن به یوراسیل است.
جهش القایی
در اثر استفاده از مواد جهش‌زا بوجود می‌آید. و باعث افزایش مقدار زمینه‌ای جهش می‌شوند. بعضی مواد شیمیایی ، تابش‌های فرابنفش و اشعه ایکس از عوامل جهش‌زا به شمار می‌آیند. جهش القایی بر رابطه مکملی نوکلئوتید تاثیر می‌گذارد پرتو ایکس و گاما در DNA شکستگی ایجاد می‌کند تابش فرابنفش باعث پیوند کووالان بین دو تیمین مجاور در یک رشته DNA می‌شوند و مسیرهای تیمین اشکالاتی را در همانند سازی DNA بوجود می‌آورند.

از دیدگاه دیگر می‌توان جهشها را به جهشهای بزرگ و کوچک تقسیم کرد.

جهش‌های بزرگ
جهش‌هایی هستند که با میکروسکوپ نوری می‌توان تاثیر آنها را بر ماده ژنتی تشخیص داد این جهش باعث تغییر در تعداد یا شکل کروموزوم‌ها می‌شوند این جهش‌ها بر فنوتیپ تاثیر دارند و این جهشهای اساس ملکولی دارند.




جهش‌های کوچک
جهشهایی هستند که بر فنوتیپ تاثیر می‌گذارند و تشخیص تغییر ایجاد شده در آنها تقریبا دشوار است. و جهشهایی هستند که اساس مولکولی دارند. جهشهای کوچک خود به چند دسته تقسیم میشوند.
جهش نقطه‌ای
فراوانترین جهشهای کوچک هستند. در اثر این جهش‌ها یک جفت نوکلئوتید جایگزین یک جفت نوکلئوتید دیگر می‌شود. یکی از دلایلی که جهش‌ها می‌توانند بی‌تاثیر باشند تکراری بودن رمزگان ژنتیک است. که تبدیل رمز یک اسید آمینه را به رمز دیگری برای همان اسید آمینه ممکن می‌سازد. به همین علت تشخیص آنها دشوار است همچنین امکان دارد بر اثر جهش نوکلئوتید یا اسید آمینه جدیدی در RNA یا پروتئین محصول ژن جهش یافته وارد شود بدون اینکه تغییری در فعالیت محصول ژن ایجاد کند.

برای مثال یک اسید آمینه جایگزین اسید آمینه‌ای با همان بار الکتریکی می‌شود. یک سری نقطه‌ای هم وجود دارد که تشخیص آنها راحت‌تر است بعنوان مثال برای ژنهای پروتئین ساز. جهشهای نقطه‌ای رمز یک اسید آمینه را به رمز اسید آمینه دیگر ، رمز اسید آمینه را به رمز پایان پروتئین سازی یا رمز پایان پروتئین سازی را به یک اسید آمینه تبدیل می‌کنند. و در حالت اخیر طول پروتئین به ترتیب کوتاه‌تر یا بلندتر می‌شود. جهشهای نوع اول اثر نامطلوب بر فعالیت پروتئین دارند ولی گاهی پروتئینی بوجود می‌آید که بهتر از پروتئین طبیعی عمل می‌کند.
جهش حذف و اضافه
این جهش‌ها اثر نامطلوبی دارند. اگر تعداد مضرب اسید آمینه در سطح نوکلئوتیدهای حذف اضافه شده سه یا مضربی از سه باشد به تعداد مضربها اسید آمینه در پروتئین حذف یا اضافه می‌شود. رمزها از جایگاه جهش به بعد تغییر می‌کنند. و پروتئین حاصل از توالی جهش یافته فعالیت نخواهد داشت مگر در مواردی که فقط تعداد کمی اسید آمینه در انتهای کربوکسیل پروتئین عوض شده باشد. این نوع جهشها ، جهش تغییر چارچوب می‌نامند.
جهش ساختاری
جهشهایی هستند که باعث تغییر در توالی اسیدهای آمینه در ملکول پروتئین شده‌اند. برای مثال ، جهشهای نقطه‌ای حذف و اضافه ، جهش‌هایی که توالی نوکلئوتیدها را در RNAهایی که ترجمه نمی‌شوند تغییر می‌دهند مانند rRNAها و tRNAها نیز جهش ساختاری دارند.
جهش‌های تنظیمی
توالی نوکلئوتیدها را در بخش‌های تنظیمی مانند راه اندازها و جایگاه اتصال ریبوزوم در mRNA تغییر می‌دهند این جهش‌ها بر میزان تجلی تاثیر می‌گذارند. به این معنی که تجلی ژن مربوط را زیاد ، کم یا ناهمگن می‌سازد.




جهش در اثر پرتوها
پرتو فرابنفش عامل جهش‌زای بسیار موثری است. پرتوهای فرابنفش با طول موج 260 نانومتر بوسیله بازهای DNA به شدت جذب می‌شوند و این امر به ایجاد تغییرات شیمیایی در رشته DNA می‌انجامد معروفترین و شناخته شده‌ترین اثر پرتوفرابنفش بر روی بازهای رشته DNA این است که موجب ایجاد پیوندهای دو تایی (دیمر) بین مولکول تیمین مجاور هم می‌شود نسخه‌برداری غیر طبیعی از این قسمتها که حاوی تیمین دیمر است موجب جهش خواهد شد.

بسیاری از ارگانیسم‌ها دارای آنزیمهای ترمیم کننده‌ای هستند که می‌توانند آسیبهای ناشی از پرتو را ترمیم کنند علاوه بر این ، پرتو فرابنفش می‌تواند موجب تغییرات دیگر در رشته DNA شود ولی چگونگی وقوع این اثر گذاری مشخص نیست. پرتوهای یونیزه کننده ، مانند پرتو ایکس و پرتوهای اتمی ، نیز جهش‌زا هستند و چگونگی عمل آنها متفاوت است این پرتوها می‌توانند در بازهای رشته DNA موجب تغییرات شیمیایی شوند و یا باعث شکسته شدن رشته DNA یا حذف یک یا چند باز از رشته گردند.
ترمیم جهش
مجموع روندهای سلولی بکار رفته در مرمت تغییرات وارد شده به ماده ژنتیک را ترمیم می‌گویند. جهش‌های زیادی روزانه رخ می‌دهند اما اغلب این جهش‌ها پایدار نیستند زیار ترمیم می‌شوند. یقینا بدون دستگاه ترمیم طول عمر سلول‌های موجودات خیلی کمتر می‌بود. تعداد زیادی پروتئین در پروکاریوتها و یوکاریوتها در ترمیم فعالیت داند در معمولترین روند ترمیم نوکلئوتید تغییر یافته از یک رشته DNA حذف و از رشته مقابل به عنوام الگوی برای بازسازی منطقه حذف شده استفاده می‌شود.
نماد کاربر
yasaman
کاربر ممتاز
کاربر ممتاز
 
پست ها : 1504
تاريخ عضويت: شنبه 17 بهمن 1388, 5:51 pm
محل سکونت: تهران
تشکر کرده: 0 بار
تشکر دریافت کرده: 20 بار

Re: ژنتیک

پستتوسط yasaman » چهارشنبه 4 فروردین 1389, 8:02 pm

رمزگشایی ماده ژنتیکی

رمز ژنتیکی تعداد نوکلئوتیدهایی است که برای ساختن یک اسید آمینه لازم است. برای تعیین تعداد این نوکلئوتیدها آزمایشهای زیادی صورت گرفت و مشخص شد که تعداد نوکلئوتیدها برای ساختن یک اسید آمینه 3 عدد می‌باشد.


از سال 1953 که ساختار مولکولی DNA به صورت مارپیچ مضاعف مطرح شد و DNA به عنوان مرکز اطلاعات یاخته و نیز واسطه انتقال اطلاعات از نسلی به نسل دیگر یاخته‌ای مورد تاکید قرار گرفت. مساله اصلی چگونگی دخالت این مولکول در عملکردهای یاخته‌ای بود. از همان زمان این نظر قوت گرفت که سنتز پروتئینها مثل دیگر فرآیندهای زیستی یاخته‌ها تحت کنترل ماده ژنتیکی باشد.

پیشرفتهای حاصل نشان داد که عمل پروتئین سازی در واقع نوعی ترجمه است که طی آن زبان اطلاعاتی DNA و RNA به زبان اسیدهای آمینه تبدیل می‌شود. توالی اسیدهای آمینه بوسیله RNA پیک (mRNA) تعیین می‌شود و به عبارت دیگر رمز مربوط به اسیدهای آمینه بر روی mRNA قرار دارد. اما مشخص کردن این امر دشوار و حتی غیر ممکن بنظر می‌رسید زیرا هیچ روشی برای ایجاد ارتباط مستقیم بین رمز اسیدهای آمینه و mRNA وجود نداشت.




سیر تحولی
• در اوایل دهه 1950 پائول زامک نیک آزمایشاتی را برای تعیین محل سنتز پروتئین در داخل سلول انجام داد و تعیین کرد که سنتز پروتئین در اندامکهایی به نام ریبوزوم صورت می‌گیرد.
• دومین پیشرفت کلیدی توسط مالون هاگلند بدست آمد که نشان داد اسیدهای آمینه برای شرکت در پروتئین سازی در ریبوزومها ، باید به RNA محلول که بعدها RNA ناقل نامیده شد، متصل شوند.
• سومین پیشرفت کلیدی زمانی حاصل شد که کریک نحوه کد شدن اطلاعات ژنتیکی در زبان 4 حرفی نوکلئوتیدها به زبان 20 حرفی پروتئینها را مورد بررسی قرار داد. لازم به یادآوری است که فقط 20 اسید آمینه در ساختار پروتئینها شرکت دارند.این سه پیشرفت بزودی منجر به شناسایی مراحل اصلی سنتز پروتئین و نهایتا رمز گشایی ماده ژنتیکی گردید که هر اسید آمینه را مشخص می‌کند.
رمز ژنتیکی (Genetic Code)
در بین RNA های مختلف فقط RNA پیک حاوی رمز ژنتیکی برای سنتز پروتئینها می‌باشد. بازهای سازنده RNA پیک فقط 4 نوع هستند در حالی که پروتئینها از 20 نوع اسید آمینه ساخته شده‌اند. بنابراین باید بین بازهای موجود در مولکول RNA پیک و اسیدهای آمینه رابطه‌ای وجود داشته باشد تا بتوان رمز 4 حرفی RNA پیک را به رمز 20 حرفی پروتئینها ترجمه کرد. اگر یک نوکلئوتید نماینده یک اسید آمینه فرض شود در این صورت فقط رمز ترجمه چهار اسید آمینه بدست می‌آید (41).

اگر دو نوکلئوتید برای یک اسید آمینه در نظر گرفته شود در این صورت رمز ترجمه 16 (42) اسید آمینه بدست می آید که البته با مقایسه 20 اسید آمینه کافی نیست. اگر 3 نوکلئوتید را رمز ترجمه یک اسید آمینه فرض کنیم در این صورت 64 (43) رمز برای 20 اسیدآمینه بدست می آید. رمز سه نوکلئوتیدی ، رمز بازهای سه گانه (Triplet) نامیده می شود. RNA حامل ، واسط بین اسیدهای آمینه و بازهای سه گانه RNA پیک در پروتئین سازی است.




آزمایش نیرنبرگ برای تعیین رمز اسید آمینه
برای این که بتوان مکانیسم بیوسنتز پروتئینها را مطالعه کرد. نخست باید مخلوط مناسبی از مواد مختلف داخل سلولی تهیه نمود و با افزایش اسیدهای آمینه رادیواکتیو در این محیط واکنشهای سنتز پروتئینها را روشن ساخت. نیرنبرگ 20 نمونه از این مخلوط تهیه کرد و به هر یک از این نمونه‌ها مقداری پلیمر اسید اوریدیلیک و تنها یکی از 20 اسید آمینه را به صورت رادیواکتیو افزوده و نمونه‌ها را در دمای 37 درجه سانتیگراد قرار داد، رسوب حاصل فقط حاوی اسید آمینه فنیل آلانین است. بنابراین رمز فنیل آلانین در پلی u وجود دارد و باز سه گانه مربوطه uuu است. نیرنبرگ با تکرار آزمایش و انتخاب پلیمرهای مصنوعی دیگر ، بازهای سه گانه ccc را برای رمز پرولین و AAA را برای لیزین تعیین کرد.
روش شیمیایی شناسایی رمزهای سه گانه
نیرنبرگ و یکی از همکاران او به نام لدر با استفاده از روشهای شیمیایی تری‌نوکلئوتیدهای مختلفی را که ردیف بازهای آنها کاملا معلوم بود تهیه نموده و آنها را به جای پلی‌نوکلئوتیدهای مصنوعی در تجربه فوق مورد استفاده قرار دادند. به کمک این تجربیات دانشمندان فوق به این نتیجه رسیدند که هر باز سه گانه بر روی ریبوزوم قرار گرفته و با یک RNA ناقل که حامل اسیدهای آمینه مربوط به این باز سه گانه است پیوند می‌یابد. این ترکیب را می‌توان با روش صاف کردن روی نیترات سلولز ، به صورت خالص جدا ساخته و اسید آمینه و باز سه گانه موجود در آن را تعیین کرد و رمز مربوطه را شناخت.




رابطه رمز ژنتیکی با سنتز پروتئینها
از 64 باز سه گانه یا کدون سه کدون به کدونهای بی‌معنی (Nonsense) معروف هستند، فاقد هر گونه رمز برای اسیدهای آمینه هستند اما دست کم دو تا از آنها حاوی علایم پایانی سنتز پروتئینی می‌باشند به این معنی که نقطه پایان پلیمر شدن اسیدهای آمینه به صورت پروتئین را تعیین می‌کنند. 61 کدون باقیمانده حاوی رمزهایی برای انتخاب 20 اسید آمینه هستند و این خود به این معنی است که در رمزهای ژنتیکی بعضی از رمزها تکراری هستند یعنی چند کدون حاوی رمز یک اسید آمینه واحد می‌باشند.
ویژگیهای عمومی رمزهای ژنتیکی
• رمزهای ژنتیکی گسسته نیستند. یعنی بین آخرین نوکلئوتید یک رمز و اولین نوکلئوتید رمز بعدی فاصله‌ای وجود ندارد به عبارت دیگر بین دو رمز ژنتیکی ، نوکلئوتیدی بدون رمز وجود ندارند.
• رمزهای ژنتیکی منحصر به فرد و در عین حال مترادف هستند. به این معنی که از یک سو یک رمز ژنتیکی برای اسید آمینه‌ای هم در پروکاریوتها و هم در یوکاریوتها رمزی برای همین اسید آمینه است و به جز متیونین و تریپتوفان هر اسید آمینه بیش از یک رمز دارد (رمزهای مختلف).
• در بین ترادفهای هر رمز ژنتیکی ، تفاوت بطور معمول مربوط به نوکلئوتید سوم است. کمتر اختصاصی بودن باز سوم ، عاملی برای سهولت باز شدن پیوند بین رمز و ضد رمز هنگام سنتز پروتئین است. پدیده تغییر پذیری باز سوم ، انعطاف پذیری نام دارد. پدیده انعطاف پذیری یا لرزش موجب می‌شود برخی جهشهای ژنی که منجر به تغییر در سومین باز رمز می‌شوند، اثر نامناسبی در سنتز پروتئین بر جای نگذارند.
نماد کاربر
yasaman
کاربر ممتاز
کاربر ممتاز
 
پست ها : 1504
تاريخ عضويت: شنبه 17 بهمن 1388, 5:51 pm
محل سکونت: تهران
تشکر کرده: 0 بار
تشکر دریافت کرده: 20 بار

Re: ژنتیک

پستتوسط yasaman » چهارشنبه 4 فروردین 1389, 8:04 pm

ژنتیک پایه
علم ژنتیک یکی از شاخه‌های علوم زیستی است. بوسیله قوانین و مفاهیم موجود در این علم می‌توانیم به تشابه یا عدم تشابه دو موجود نسبت به یکدیگر پی ببریم و بدانیم که چطور و چرا چنین تشابه و یا عدم تشابه در داخل یک جامعه گیاهی و یا جامعه جانوری ، بوجود آمده است. علم ژنتیک علم انتقال اطلاعات بیولوژیکی از یک سلول به سلول دیگر ، از والد به نوزاد و بنابراین از یک نسل به نسل بعد است. ژنتیک با چگونگی این انتقالات که مبنای اختلالات و تشابهات موجود در ارگانیسم‌هاست، سروکار دارد. علم ژنتیک در مورد سرشت فیزیکی و شیمیایی این اطلاعات نیز صحبت می‌کند.




منبع گوناگونی ژنتیکی چیست؟
چگونه گوناگونی در جمعیت توزیع می‌گردد؟ البته تمام اختلافات ظاهری موجودات زنده توارثی نیست، عوامل محیطی و رشدی موجود نیز مهم بوده و بنابراین برای دانشمندان ژنتیک اهمیت دارد. مدتها قبل از اینکه انسان در مورد مکانیزم ژنتیکی فکر کند، این مکانیزم در طبیعت به صورت موثری عمل می‌کرده است. جوامع گوناگونی از حیوانات و جانوران بوجود آمدند که تفاوتهای موجود در آنها ، در اثر همین مکانیزم ژنتیکی بوجود می‌آمد.

تغییراتی که در اثر مکانیزم ژنتیکی و در طی دوران متمادی در یک جامعه موجود زنده تثبیت شده، تکامل نامیده می‌شود. تغییرات وسیعی نیز در اثر دخالت بشر در مکانیزم ژنها بوجود آمده که برای او مفید بوده است. جانوران و گیاهان وحشی ، اهلی شده‌اند، با انتخاب مصنوعی ، موجودات اهلی بهتر از انواع وحشی در خدمت به بشر واقع شده‌اند.
تاریخچه
علم ژنتیک در اواخر قرن 19 با آزمایشات مندل در نخود فرنگی ، شروع گریدید. با اینکه پیشرفت در اوایل کند بود، ولی در اوایل قرن 20 ، جایگاه مهم خود را در علوم جدید پیدا کرد. آزمایشات متعددی که در این قرن ابتدا در مگس سرکه توسط مورگان و ذرت و سپس میکروارگانیزم‌ها انجام گرفت، طیف این دانش را به حدی وسیع نمود که امروزه در بیشتر شاخه‌های علوم ، از سطح مولکولی گرفته تا محاسبات پیچیده ریاضی ، مورد بررسی قرار می‌گیرد. با کمک مهندسی ژنتیک انتقال صفات بین گونه‌ها و جنسها امکان‌پذیر شده و این شاخه جدید ژنتیک گره گشای بسیاری از مسائل پزشکی و کشاورزی گردیده است.




رشد تسلسلی مفاهیم ژنتیکی
رشد و گسترش مفاهیم موجود در هر علم ، مبتنی بر واقعیتهایی است که به مرور زمان شناسایی و روی هم انباشته می‌شوند و به این ترتیب رشد تسلسلی آن را بوجود می‌آورند. موارد فهرست‌وار زیر بخشی از مراحل مختلف رشد این علم جوان را تشکیل می‌دهد:

• توارث از صفات ویژه تمام موجودات زنده است، یعنی اینکه هر موجود زنده همانند خود را در یکی از مراحل زندگی خود تولید می‌کند.
• در تولید مثل ، عامل یا عواملی از والدین به نتایج منتقل می‌شود. فقط در قرن اخیر بود که دانشمندان به واقعیت این امر پی بردند. پیشرفتهای حاصله در اصلاح تکنیکهای میکروسکوپی در قرن 19 روشن نمود که ماده‌ای از والدین به فرزند انتقال می‌یابد و از این تاریخ به بعد اعتقادات پیشینیان مبنی بر اینکه ، تولید مثل از پدیده‌های خارق‌العاده منشا می‌گیرد، مردود شناخته شد.
• در داخل یک گونه تغییرات توارثی وجود دارد. با پیدایش مفاهیم و پدیده‌های تکاملی که توسط لامارک و داروین عنوان گردیدند، امکان وجود تغییرات توارثی بین گونه‌ها توجیه شد و تائید گردید که بدون تغییرات ژنتیکی ، تکامل گونه‌ها به این سادگی امکان‌پذیر نبوده است.
• تغییرات ژنتیکی را می‌توان از تغییرات محیطی جدا نمود. صفات موجودات زنده که کلا فنوتیپ آن را تشکیل می‌دهند، تابعی از ترکیب ژنتیکی آنها (ژنوتیپ) و عوامل محیطی است که این موجود در آن زندگی می‌کند. تظاهر فنوتیپ ، تابع ژنوتیپ و عوامل محیطی است. این عوامل ممکن است فنوتیپ را تغییر دهند، ولی ژنوتیپ را تغییر نمی‌دهند. به عبارت دیگر ، محیط صحنه‌ای است که ژنوتیپ بازیگر آن می‌باشد و فنوتیپ نیز محصولی است که در نتیجه عمل متقابل ژنوتیپ و محیط بوجود می‌آید.
• ماده‌ای که از یک نسل به نسل دیگر منتقل می‌شود، حامل کلیه اطلاعات و خصوصیات یک فرد به صورت رمز (Code) می‌باشد. در سالهای اخیر ماهیت ماده ژنتیکی شناخته شد و معلوم گردید که ماده منتقله از یک نسل به نسل دیگر DNA است که کلیه اطلاعات و خصوصیات یک فرد بالغ را به صورت رمز دارا می‌باشد.
• تغییرات آنی ، نادر و غیرقابل پیش بینی شده‌ای در ماده ارثی یک موجود بوجود می‌آید، این تغییرات موتاسیون نام دارند.



*ژنها واحدهای ارثی هستند.

• عوامل ارثی یا ژنها روی کروموزوم‌ها قرار دارند.
• وظیفه یک ژن تولید یک نوع پروتئین یک یک نوع آنزیم می‌باشد.
موضوعات مورد بحث در ژنتیک پایه
ژنتیک مندلی
ژنتیک مندلی یا کروموزومی بخشی از ژنتیک امروزی است که از توارث ژنهای موجود در روی کروموزوم‌ها بحث می‌کند، اما برعکس در ژنتیک غیر مندلی که به ژنتیک غیر کروموزومی نیز معروف است، توارث مواد ژنتیکی موجود در کلروپلاست و میتوکندری ، مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد.
تغییرات نسبتهای مندلی
نسبتهای فنوتیپی مندلی در مونوهیبریدها (3:1) ، تحت تاثیر عوامل متعددی چون غالبیت ناقص ، هم بارزی ، ژنهای کشنده ، نافذ بودن و قدرت تظاهر یک ژن و چند آللی قرار می‌گیرد که نسبتهای مندلی را تغییر می‌دهد.
احتمالات
آشنایی با قوانین علم احتمالات ، از نظر درک چگونگی انجام پدپده‌های ژنتیکی ، پیش بینی فنوتیپی ، نتایج حاصله از یک آمیزش و برآورد انطباق نسبت فنوتیپی نسل اول و دوم ، با یکی از مکانیزمهای ژنتیکی دارای اهمیت فوق‌العاده‌ای می‌باشد.
پیوستگی ژنها
پدیده پیوستگی ژنها (Linkage) بوسیله سوتون ، در سال 1903 ، عنوان گردید. سوتون با بیان اینکه کروموزوم‌ها حامل عوامل ارثی (ژنها) هستند، روشن نمود که تعداد ژنها به مراتب بیشتر از تعداد کروموزوم‌ها بوده و بنابراین هر کروموزوم ، می‌تواند حامل ژنهای متعددی باشد.
جهش ژنی
موتاسیون ژنی را در اصل ، بدن توجه به تغییرات ماده ژنتیکی ، برای بیان تغییرات فنوتیپی در جانوران یا گیاهان نیز بکار برده‌اند و بدان مناسبت ، موجودی که فنوتیپ آن در نتیجه موتاسیون تغییر می‌کند را موتان می‌گویند.




ارتباط ژنتیک با سایر علوم
ژنتیک علمی است جدید و تقریبا از اوایل سالهای 1900 میلادی با ظهور علوم سیتولوژی و سیتوژنتیک جنبه علمی‌تر به خود گرفته است. علم سیتولوژی با ژنتیک قرابت نزدیکی دارد و به کمک این علم می‌توان مورفولوژی ، فیزیولوژی و وظایف ضمائم مختلف یک یاخته را مورد بررسی قرار داد. سیتوژنتیک نیز بخشی از علوم زیستی است که روی کروموزوم ، ضمائم یاخته و ارتباط آن با پدیده‌های ژنتیکی بحث می‌کند و در واقع علم دورگه‌ای از سیتولوژی و ژنتیک به شمار می‌رود.
نماد کاربر
yasaman
کاربر ممتاز
کاربر ممتاز
 
پست ها : 1504
تاريخ عضويت: شنبه 17 بهمن 1388, 5:51 pm
محل سکونت: تهران
تشکر کرده: 0 بار
تشکر دریافت کرده: 20 بار

Re: ژنتیک

پستتوسط yasaman » چهارشنبه 4 فروردین 1389, 8:05 pm

ژنتیک مولکولی
ژنتیک و زیست شناسی مولکولی دو موضوع کاملا مرتبط بهم هستند و اگر چه تفاوتهایی بین آنها موجود است، ولی بهتر است که آنها را در یک قالب مطرح کرد. به این دلیل اصطلاح ژنتیک مولکولی امروزه اغلب برای تشریح شاخه‌ای از زیست شناسی بکار می‌رود که مربوط به مطالعه همه جنبه‌های یک ژن است.






ماهیت مولکولی ماده ژنتیکی چیست؟ چطور اطلاعات ژنتیکی از یک نسل به نسل بعد با صحت بالا انتقال می‌یابد؟ تغییرات نادر در ماده ژنتیکی که ماده خام تکامل می‌باشد، چگونه ایجاد می‌شوند؟ چطور اطلاعات ژنتیکی نهایتا به شکل توالیهای اسید آمینه‌ای مولکولهای پروتئینی متنوع موجود در یک سلول زنده ، بیان می‌شود؟ و ... . واحد پایه اطلاعات در سیستمهای زنده ، ژن می‌باشد.

از نظر بیوشیمیایی یک ژن به صورت قطعه‌ای از DNA تعریف می‌شود که اطلاعات مورد نیاز برای ایجاد یک محصول دارای فعالیت بیولوژیک راکد می‌کند. محصول نهایی معمولا یک پروتئین است. ممکن است محصول ژنی وظیفه‌ای یکی از انواع RNA باشد. ذخیره ، حفظ و متابولیزم این واحدهای اطلاعاتی موضوعات بحث را در ژنتیک مولکولی تشکیل می‌دهند. پیشرفتهای اخیر در ژنتیک مولکولی ، منجر به مطرح شدن سه فرآیند اصلی در استفاده از اطلاعات ژنتیکی شده است.

• اولین فرآیند ، همانند سازی DNA یا نسخه برداری از DNA مادری و تولید مولکولهای DNA با توالیهای نوکلئوتیدی یکسان می‌باشد.
• دومین فرآیند سنتز RNA از روی DNA است، که طی قسمتهایی از پیام ژنتیکی کد شده در DNA دقیقا به صورت RNA ، نسخه برداری می‌شود.
• سومین فرآیند ، ترجمه می‌باشد که به موجب آن پیام ژنتیکی کد شده در RNA پیک بر روی ریبوزومها به پلی‌پپتیدی با توالی مشخص از اسیدهای آمینه ترجمه می‌شود.




وقایع مهم در ژنتیک مولکولی تا سال 1944
• شروع ژنتیک توسط گرگور مندل و با مقاله‌ای بود که وی در سال 1866 در مجموعه مقالات انجمن علوم طبیعی در مورد نخود فرنگی ، به چاپ رساند.
• تا سال 1900 طول کشید تا سایر زیست شناسان مانند هوگو ، کورنس و شرماک اهمیت کار مندل را درک کنند و این علم پس از رکورد طولانی توالی دوباره یافت.
• در سال 1903 ، ساتن پیشنهاد کرد که ژنها روی کروموزومها قرار دارند.
• در سال 1909 ، یوهانس پیشنهاد کرد که عوامل مندلی ژن نامیده شدند.
• در سال 1910 ، مورگان آزمایشهای زیادی بر روی مگس سرکه انجام داد.
• در سال 1927 ، مولر کشف کرد که اشعه ایکس ایجاد موتاسیون (جهش) در مگس سرکه می‌نماید.
• در سال 1941 ، بیدل و تاتوم پیشنهاد کردند که هر ژن فعالیت یک آنزیم را کنترل می‌کند.
• در سال 1944 ، کتاب زندگی چیست توسط یک فیزیکدان به نام شرودینگر انتشار یافت.
کشف ساختمان DNA
شناخت امروزی ما در مورد مسیرهای اطلاعاتی از همگرایی یافته‌های ژنتیکی ، فیزیکی و شیمیایی در بیوشیمی امروزی حاصل شده است. لین شناخت در کشف ساختمان دو رشته مارپیچی DNA ، توسط جیمز واتسون و فرانسیس کریک در سال 1953 خلاصه گردید. فرضیه ژنتیکی ، مفهوم کد نمودن توسط ژنها را مشخص نمود. با استفاده از روشهای فیزیکی ، تعیین ساختمان مولکولی DNA بوسیله آزمایش انکسار اشعه ایکس ممکن گردید. شیمی نیز ترکیب DNA را آشکار نمود. ساختمان مارپیچی دو رشته‌ای DNA ، چگونگی نسخه برداری آن را نشان داد، نحوه تولید RNA و سنتز پروتئین از روی آن را شفاف کرد.




ژنها و کروموزومها
ژنها قطعاتی از یک کروموزوم هستند که اطلاعات مورد نیاز برای یک مولکول DNA یا یک پلی پپتید را دارند. علاوه بر ژنها ، انواع مختلفی از توالیهای مختلف تنظیمی در روی کروموزومها وجود دارد که در همانند سازی ، رونویسی و ... شرکت دارند. کروموزومهای یوکاریوتی دارای دو توالی مهم تکراری DNA می‌باشند که عمل اختصاصی را انجام می‌دهند؛ سانترومرها که نقاط اتصالی برای دوک تقسیم هستند و تلومرها که در دو انتهای کروموزوم وجود دارند. کروماتین در یوکاریوتها به صورت واحدهای نوکلئوزومی قرار دارد.
متابولیزم DNA
سلامت DNA بیشترین اهمیت را برای سلول دارد که آن را می‌توان از پیچیدگی و کثرت سیستمهای آنزیمی شرکت کننده در همانند سازی ، ترمیم و نوترکیبی DNA ، دریافت. همانند سازی DNA با صحت بسیار بالا و در یک دوره زمانی مشخص در طی چرخه سلولی به انجام می رسد. همانند سازی نیمه حفاظتی است، بطوری که هر رشته آن به عنوان قالبی برای تولید رشته جدید DNA مورد استفاده قرار می‌گیرد. سلولها دارای سیستمهای متعددی برای ترمیم DNA هستند. توالیهای DNA در طی واکنشهای نوترکیبی ، در فرآیندهایی که شدیدا هماهنگ با همانند سازی یا ترمیم DNA هستند، نو آرایی می‌شوند.
متابولیزم RNA
رونویسی توسط آنزیم RNA پلیمراز وابسته به DNA کاتالیز می‌شود. رونویسی در چندین فاز ، شامل اتصال RNA پلیمراز به یک جایگاه DNA به نام پروموتور ، شروع سنتز رونویسی ، طویل سازی و خاتمه ، روی می‌دهد. سه نوع RNA ساخته می‌شود؛ RNA پیک که برای ساختن پلی پپتیدها مورد استفاده قرار می‌گیرد. RNA ناقل که در انتقال اسیدهای آمینه بر روی ریبوزومها برای پروتئین سازی ، شرکت دارند و RNA ریبوزومی که در ساختار ریبوزوم شرکت دارند. این RNA ها به صورت پیش ساز ساخته می‌شوند که طی فرآیندهای آنزیمی بالغ می‌شوند.
متابولیزم پروتئین
پروتئینها در یک کمپلکس RNA پروتئینی به نام ریبوزوم ، با یک توالی اسید آمینه‌های خاص در طی ترجمه اطلاعات کد شده در RNA پیک ، سنتز می‌گردند. اسیدهای آمینه‌ای که توسط کدونهای RNA پیک مشخص می‌گردند، از کلمات سه حرفی نوکلئوتیدی تشکیل شده‌اند. برای ترجمه نیاز به مولکولهای RNA ناقل می‌باشد که با شناسایی کدونها ، اسیدهای آمینه را در موقعیتهای متوالی مناسب خود در داخل زنجیر پلی پپتیدی قرار می‌دهند. بعد از سنتز بسیاری از پروتئینها به موقعیتهای خاص خود در داخل سلول هدایت می‌شوند.




تنظیم بیان ژن
بیان ژنها توسط فرآیندهایی تنظیم می‌شود که بر روی سرعت تولید و تخریب محصولات ژنی اثر می‌گذارند. بیشتر این تنظیم در سطح شروع رونویسی و بواسطه پروتئینهای تنظیمی رخ می‌دهد که رونویسی را از پروموتورهای اختصاصی مهار یا تحریک می‌کنند. اثر مهارکننده ها را تنظیم منفی و فعال شدن را تنظیم مثبت گویند. پروتئینهای تنظیمی ، پروتئینهای اتصالی DNA هستند که توالیهای اختصاصی از DNA را شناسایی می‌کنند. هورمونها بر روی تنظیم بیان ژن تأثیر دارند. موجودات یوکاریوت و پروکاریوت دارای مکانیزمهای متفاوتی برای تنظیم بیان ژنهای خود دارند.
فناوری DNA نوترکیبی
با استفاده از فناوری DNA نو ترکیبی مطالعه ساختمان و عملکرد ژن بسیار آسان شده است. جداسازی یک ژن از یک کروموزوم بزرگ نیاز دارد به، روشهایی برای برش و دوختن قطعات DNA ، وجود ناقلین کوچک که قادر به تکثیر خود بوده و ژنها در داخل آنها قرار داده می‌شوند، روشهایی برای ارائه ناقل حاوی DNA خارجی به سلولی که در آن بتواند تکثیر یافته و کلنیهایی را ایجاد کند و روشهایی برای شناسایی سلولهای حاوی DNA مورد نظر. پیشرفتهای حاصل در این فناوری ، در حال متحول نمودن بسیاری از دیدگاههای پزشکی ، کشاورزی و سایر صنایع می‌باشد.
نماد کاربر
yasaman
کاربر ممتاز
کاربر ممتاز
 
پست ها : 1504
تاريخ عضويت: شنبه 17 بهمن 1388, 5:51 pm
محل سکونت: تهران
تشکر کرده: 0 بار
تشکر دریافت کرده: 20 بار

Re: ژنتیک

پستتوسط yasaman » چهارشنبه 4 فروردین 1389, 8:06 pm

نقشه برداری ژنی به معنای تعیین محل کردن ژنها بر روی کروموزومها و تعیین پیوسته یا ناپیوسته بودن آنها بهم می‌باشد. کاربرد اصلی نقشه برداری ژنی در ژنتیک پزشکی ، تعیین محل و شناسایی ژنهای بیماری می‌باشد.






دو روش اساسا متفاوت برای جمع بندی نقشه‌های ژنی کروموزومهای انسان وجود دارد. نقشه برداری فیزیکی و نقشه برداری ژنتیکی. نقشه برداری فیزیکی با استفاده از سنجشهایی که نمایانگر فاصله فیزیکی بین ژنهای می‌باشند، محل ژنها را روی جایگاههای خاص در طول کروموزوم تعیین می‌کند. نقشه برداری ژنتیکی از شیوه تجزیه و تحلیل پیوستگی برای تعیین فواصل بین ژنها استفاده می‌کند. همانطور که اشاره شد کاربرد نقشه برداری ژنی بیشتر در مورد تعیین جایگاه ژنهای بیماری می‌باشد. آنگاه نشانگرهای پیوسته به ژنهای بیماری می‌توانند به عنوان علامتهایی برای نقشه‌های فیزیکی مورد استفاده جهت دودمان بندی ژنهای مسئول بیماریهای ژنتیکی عمل کنند.

آگاهی از محل نشانگرهای چند شکل مورد استفاده در تجزیه و تحلیل پیوستگی روی نقشه فیزیکی ، به نقشه برداری ژنتیکی کمک می‌کند. تلاشهای نقشه برداری فیزیکی برای تعیین دقیق محل یک ژن را می‌توان از طریق وجود تبادلات متقاطع میوزی خاص که به عنوان بخشی از تجزیه و تحلیلهای پیوستگی شناسایی می‌شوند و می‌توانند حدود محل قرارگیری ژن بیماری را تعیین کنند، هدایت کرد. نقشه‌های ژنتیکی و نقشه‌های فیزیکی به یکدیگر وابسته و مکمل هم هستند.




نقشه برداری ژنهای بیماری بوسیله تجزیه و تحلیل پیوستگی
اهمیت مطالعات خانوادگی
نقشه برداری ژنهای بیماری با شناسایی و ثبت نام چندین خانواده به تعداد کافی جهت تعیین پیوستگی آغاز می‌شود. افراد خانواده را با دقت بررسی می‌کنند تا تعیین شود چه کسی مبتلا به بیماری است. برای تهیه DNA از گویچه‌های سفید خون استفاده می‌شود. وقتی وضعیت تمام اعضا از نظر ابتلا به بیماری مشخص شد، از نمونه‌های DNA برای یافتن ژنوتیپ آنها در تعدادی از نشانگرهای چند شکل ژنوم استفاده می‌شود آنگاه می‌توان ژن مسئول فنوتیپ بیماری را از نظر پیوستگی به هر یک از نشانگرهای چند شکل مورد تجزیه و تحلیل قرار داد.
حد 10 سانتی‌مورگان
در عمل در ژنتیک انسانی می‌توان امیدوار به یافتن پیوستگی صرفا در فاصله‌ای حدود 10 سانتی‌مورگان یا کمتر بود. زیرا در فواصل بیشتر موارد خانوادگی کافی جهت ایجاد شواهد حائز اهمیت برای پیوستگی وجود ندارد. به عبارت دیگر ، یک نشانگر چند شکل عموما باید در محدود فاصله‌ای حدود 7.5 میلیون جفت باز از ژن بیماریزایی مورد نظر داشته باشد تا پیوستگی شناسایی شود. برای صفت اتوزومی ، 7.5 میلیون باز تقریبا برابر 400/1 ژنوم است که بطور متوسط 400/1 نشانگرهای چند شکل با فاصله مناسب ، به عنوان گروه نشانگرهای کافی جهت آزمایش پیوستگی در مجموعه خانواده عمل می‌کند.




نقشه برداری با قدرت تفکیک زیاد
فنون مورد استفاده در نقشه برداری فیزیکی می‌توانند محل ژنها را روی مناطقی که اندازه آنها از یک کروموزوم کامل گرفته تا یک قطعه کروموزومی به طول حدود 350 هزار جفت باز یا تقریبا 0.7 - 0.1 درصد طول خطی یک کروموزوم معمول است، تعیین کنند.افزایش دقت جهت تعیین دقیق محل ژنهای مسئول بیماری و مقدور ساختن شناسایی و جدا سازی آنها ، نیاز به روشهای نقشه برداری با قدرت تفکیک بالا دارد تا نواحی DNA تا حد نوکلئوتیدی که قدرت تفکیکی کمتر از محدوده روشهای ژنتیک سلولی پیوستگی است، نقشه برداری و دودمان بندی شوند.
کانتینگهای کروموزومهای مصنوعی
نقشه برداری با قدرت تفکیک زیاد ، متکی بر جداسازی گروهی از قطعات بزرگ همپوشانی کننده DNA است که کانتینگ نامیده می‌شوند که در تمام قطعه ممتد DNA حاوی ژن مورد نظر و نیز نشانگرهای ژنتیکی مورد استفاده برای نقشه برداری این ژن ، گسترده شده است. کروموزومهای مصنوعی مخمر حاوی قطعاتی تا طول هزار کیلوباز می‌باشند. جداسازی یک کانتینگ از این کروموزوم ، حاوی تمام نشانگرهای مجاور ژن مورد نظر ، روش سریعی برای جدا کردن طول قابل توجهی از DNA ژنومی به شکل دودمان بندی شده مناسب جهت تجزیه و تحلیلهای جزئی بعدی است. با این روش می‌توان حتی توالی واقعی DNA شامل جهشهای مسئول بیماری را تعیین کرد.
نقشه برداری ژنی انسان و شناسایی ژن بیماری
کاربرد نقشه برداری ژنی در ژنتیک پژشکی با موفقیتهای زیادی همراه بوده است. استراتژی کلی یعنی نقشه‌برداری از محل یک ژن بیماری به کمک تجزیه و تحلیل پیوستگی جهت تعیین نشانگرها برای استفاده در تشخیص بیماری و مشاوره ژنتیکی و سپس تلاش در جهت دودمان بندی ژن بر پایه محل آن در نقشه ، به بهترین وجه با مثالهای خاص توضیح داده می‌شود.
بیماری دیستروفی ماهیچه‌ای دوشن
ژن دیستروفی ماهیچه‌های دوشن (DMD) وابسته به جنس است که جهشهای آن باعث دیستروفی ماهیچه‌ای دوشن می‌شود. یکی از اولین ژنهای بیماری بود که مکان آن توسط تجزیه و تحلیل پیوستگی ژنتیکی تعیین شد و یکی از اولین ژنهای دودمان بندی شده به روش مکانی بود. با روش تجزیه و تحلیل پیوستگی ، محل ژن در روی بازوی کوتاه کروموزوم 21 تعیین شد. دودمان بندی ژن متکی بر رویدادهایی است که از DNA بیماران نامعمول مبتلا به DMD که بیماریشان نتیجه اختلالات ساختمان کروموزوم x بود، استفاده می‌کردند. دودمان بندی ژن DMD مطالعه این اختلال و نقص پایه آن را مقدور ساخته است. اکثر جهشها در DMD به علت حذف شدگیهای نسبی ژن می‌باشد.
بیماری رتینیت پیگمنتوزا
این بیماری یکی از علل اصلی نابینایی در انسان است. نقشه برداری ژن این بیماری اتوزومی غالب روی بازوی بزرگ کروموزوم 3 ، ژن نامزدی را برای جایگاه این بیماری مطرح کرد: ژن رودوپسین که نوعی پروتئین مهم حساس به نور در گیرنده‌های نوری استوانه‌ای شبکیه چشم می‌باشد. جهش ژن رودوپسین را مسئول این بیماری می‌دانند.




رویکرد به ژن نامزد
شناسایی رودوپسین به عنوان ژن زمینه ساز حداقل یکی از اشکال رتینیت پیگمنتوزا اتوزومی غالب ، نشان می‌دهد که چگونه ژنهایی با عملکرد شناخته شده می‌توانند نامزدی قوی برای جایگاههای بیماری باشند. موفقیت رویکرد ژن نامزد ، ارزش نقشه برداری ژنی را به زیبایی نشان می‌دهد. رویکرد ژن نامزد ، مطرح کردن و آزمایش فرضیه‌ها در مورد علت یک بیماری ارثی را بر پایه فنوتیپ بیماری ، مکانهای جایگاه بیماری و ژن نامزد در نقشه و نقش پروتئینهای نامزد در بافت مربوطه را مقدور می‌سازد.
چشم انداز بحث
با تمرکز پروژه ژنوم انسانی بر نقشه برداری و تعیین توالی انسانی ، نقشه‌ای از 50 هزار ژن تخمینی انسان شامل توالی کاملی از حداقل یک ژنوم انسان بدست آمد. رویکرد ترکیبی تجزیه و تحلیل پیوستگی جهت تعیین محل یک ژن خاص برای نوعی بیماری ارثی روی یک ناحیه کروموزومی خاص و سپس روشهای ژن نامزد یا دودمان بندی مکانی جهت شناسایی ژن مسئول و اثبات نقص یا نقایص مولکولی باید ادامه یابد تا به بار بنشیند.
نماد کاربر
yasaman
کاربر ممتاز
کاربر ممتاز
 
پست ها : 1504
تاريخ عضويت: شنبه 17 بهمن 1388, 5:51 pm
محل سکونت: تهران
تشکر کرده: 0 بار
تشکر دریافت کرده: 20 بار

بعدي

بازگشت به ژنتیک

چه کسي حاضر است ؟

کاربران حاضر در اين انجمن: بدون كاربران آنلاين و 1 مهمان

  • Advertisement
حمایت از انجمن
cron