جهان زیست شناسیWorld of Biology

رنگ چشم مربوط به ژنوتيپ است. (ژنوتيپ يعني مجموعه ژنهاي هر فرد) هر شخص داراي ژنوتيپ مخصوص به خود است و رنگ چشم مخصوص خود را دارد. وقتي رنگ چشمان يك فرد با هم متفاوت است، معلوم ميشود كه در بدن اين شخص دو نوع ژنوتيپ متفاوت وجود دارد. مثل اين است كه ژنوتيپ دو شخص در بدن يك شخص جمع شده است. در عالم جانوران و گياهان به اين عمل شيمر (Chimera) ميگويند. يعني فردي كه داراي دو نوع ژنوتيپ مختلف است. به عبارت ديگر بعضي از بافتهاي اين فرد، يك ژنوتيپ و بافتهاي ديگر، ژنوتيپ متفاوت دارند. در افراد معمولي تمام بافتها ژنوتيپ يكسان دارند و تمام سلولهايشان ژنهاي مشابهي را حمل ميكنند. در گياهان ميتوان به طور مصنوعي شيمر بوجود آورد. اين عمل توسط پيوند انجام ميگيرد. اگر جوانه پيوندك در اوايل رشد خود بشكند ممكن است جوانهء تازه اي از همان محل بوجودآيد كه بافتهاي پايه و پيوندك در آن به طور مشترك شركت كنند. مثال بارز اين عمل پيوند ليمو و پرتقال است كه منجر به توليد گياهي ميشود كه قسمتي از بافتها، ژنوتيپ ليمو دارند، و قسمت ديگر بافتها، ژنوتيپ پرتقال. ميوه هاي چنين درختي ممكن است ظاهري شبيه ليمو داشته باشد ولي درونش به شكل پرتقال باشد، يا برعكس آن. شيمر به طور طبيعي هم در گياهان وجود دارد. گياهان ابلق مانند شمشاد ابلق، افراي ابلق كه برگهاي دو رنگ دارند از اين دسته اند. ژنوتيپ قسمت حاشيه برگ كه به رنگ زرد است متفاوت از ژنوتيپ قسمت مركزي برگ كه سبز رنگ است ميباشد.گياه زينتي سانساوريا نيز يكي از اين گياهان شيمر است. برگهاي دراز و شمشير مانند آن گياه حاشيه اي به رنگ زرد و مركزي سبز رنگ دارد.
جالب است كه در هنگام تكثير اين گياه از طريق بذر (توليد مثل جنسي) هر دو ژنوتيپ به گياه جديد منتقل ميشود. ولي وقتي برگ اين گياه را قطع و در خاك قلمه بزنيم (توليد مثل غير جنسي) تنها يكي از ژنوتيپها به گياه جديد منتقل ميشود و تمام قسمتهاي برگ گياه جديد سبز رنگ خواهد بود. با اين شرايط معلوم ميشود كه گياه سانساوريا از دو ژنوتيپ متفاوت و قابل جدا شدن از هم بوجود آمده است. مثل اين است كه دو گياه متفاوت در كنار هم به صورت همزيست زندگي مي كنند، يكي از گياهان زرد رنگ است و گياه ديگر سبز رنگ و ما ميتوانيم آنها را از همديگر جدا كنيم. يعني بافتهاي اين دو گياه در گياه سانساوريا تنها، دركنار هم قرار گرفته اند و هيچگونه اختلاطي باهم ندارند.
شيمردر جانوران نيز وجود دارد، هم به صورت مصنوعي هم به صورت طبيعي. پيوند اعضاء خود يك نوعي شيمر است. چون دو بافت با ژنوتيپ متفاوت در بدن يك فرد جمع ميشود. اما در بدن جانوران سيستم دفاعي وجود دارد و بافتهاي غريبه را كه ژنوتيپ متفاوت دارند شناسايي كرده و دفع ميكند. اگر پيوند درمراحل اوليه دوران جنيني كه هنوز سيستم دفاعي وجود ندارد انجام گيرد، سيستم دفاعي بعد از تكميل خود، هر دو بافت را جزئي از بدن شناخته و بافت پيوندي را دفع نمي كند. در آزمايشي قسمتي از بافت جنيني بلدرچين را بر روي جنين مرغ پيوند زده اند. در نتيجه پرنده اي شبيه به مرغ با بالهاي بلدرچين بوجود آمده است. بر روي جنين توتيا كه يك جانور دريازي است آزمايشهاي زيادي انجام گرفته است. قسمتي از بافت جنيني كه توليد طناب عصبي ميكند ا زيك جنين به جنين ديگر منتقل كرده اند و جنين، بعد از رشد و بلوغ، داراي دو رشته طناب عصبي در بدن خود بوده است.

ساختار tRNA

بيماري " آلكاپتونوريا "

نوعي بيماري ژنتيكي است كه دراثرنارسايي درفرايند تجزيه‌ي اسيدآمينه‌هاي فنيل آلانين وتيروزين به وجودمي‌آيد. اين بيماري پيامدكمبودآنزيمي است كه اسيدهموجنتيسيك (آلكاپتون) رابه اسيدماليل استواستيك تبديل مي‌‌كند. دراثركمبوداين آنزيم،كه هموجنتيسيك اسيداكسيدازنام دارد،آلكاپتون دربدن بيمارانباشته مي‌شود وازراه ادرار به بيرون راه مي‌يابد . اين نارسايي به بيماري خطرناكي نمي‌انجامد، اماوقتي ادراردربرخورد با هوا قرارمي‌گيرد،آلكاپتون بااكسيژن واكنش مي‌دهدكه پيامدآن، تبديل آلكاپتون به فراورده‌‌اي تيره رنگ است واين فراورده باعث تيره شدن رنگ ادرارمي‌شود. ازاين رو، مردم عادي نوزادني راكه بااين نارسايي به دنيامي‌آمدند، انسان‌هايي سياه بخت وتيره روزمي‌پنداشتند.

آرچيبلدگرود باپژوهش گسترده‌اي كه روي اين بيماري انجام داد، به اين نتيجه رسيدكه اين نارسايي، به علت يك عامل ژني نادر (باتوارث مندلي) رخ مي‌دهد و ازدواج بستگان درجه‌ي اول، زمينه‌ي بروزاين صفت نهفته ونادر را آماده مي‌سازد. براي اين پژوهش بودكه نظريه‌ي " يك ژن، يك آنزيم " ، با نام اين پژوهشگرگره خورد. البته، همان‌طوركه درادامه مي‌خوانيد، و ي باگردآوري وتفسيرداده‌هاي به دست آمده ازپژوهش‌هاي دانشمندان ديگري،  به اين مفهوم پايه‌اي دست پيداكرد.

درپژوهش‌هاي گرود،كم‌ترباطراحي آزمايش روبه‌رومي‌شويم. درحقيقت، اوبامشاهده وگردآوري اطلاعات ، توانست فرضيه‌هاي خودرا تااندازه‌اي اثبات كند. سرانجام، زيست‌شيمي‌دان‌ها با پژوهش‌هايي كه طي نيم سده انجام دادند، توانستند تصويردقيق‌تري ازاساس بيماري آلكاپتونوريا عرضه كنند.

به نام آفريدگار مهربان

 واكنش زنجيره‌اي پليمراز يا PCR                          

متخصصين ژنتيك مولكولي با دو مشكل اساسي براي انجام تحقيقات خود در ارتباط با اساس مولكولي بيماري‌هاي وراثتي برخورد كرده‌اند. اولين مسأله به دست آوردن مقادير كافي DNA و RNA مورد نظر براي انجام بررسي‌هاي مربوطه مي‌باشد. زيرا هر سلول عموماً تنها دو كپي از يك ژن دارد؛ همچنين برخي ژن‌ها يا به ميزان پاييني كپي برداري مي‌شوند يا تنها در بافت‌هاي خاصي بيان مي‌شوند و يا هر دو حالت اتفاق مي‌افتد كه در نتيجه تنها مقدار كمي RNA پيامبر (mRNA) فراهم مي‌گردد. مشكل ديگر خالص سازي توالي مورد نظر از ميان ديگر قطعات مولكول‌‌‌‌‌هاي DNA يا mRNA موجود در سلول مي‌باشد. از زمان كشف ساختار دو رشته‌اي DNA توسط واتسون و كريك در حدود پنجاه سال قبل، سرعت پيشرفت علوم زيست‌شناسي به طور شگفت‌انگيزي افزايش يافته است. اختراعات و اكتشافات مختلف اين علم شناخت ما را در زمينه اسرار حيات دگرگون كرده است. در سه دهه گذشته ما شاهد انقلاب بزرگي در تكنولوژي بوده‌ايم كه هر دو مسأله مقدار و خالص سازي توالي خاصي از DNA يا RNA را حل نموده است. اين دو تكنولوژي مكمل، واكنش زنجيره‌اي پليمراز و كلون سازي مولكولي مي‌باشند. به كمك اين پيشرفت‌ها توانايي بشر در زمينه دستكاري ژنتيكي موجودات متحول شده و مبناي پيدايش بيوتكنولوژي نوين و مهندسي ژنتيك گرديده است‌‌.

به گزارش خبرنگار دانش هاي روز باشگاه خبرنگاران، در صورت خطر، سلولی بنام 113 که سیستم اورژانسی دارد که به سازماندهی واکنش نسبت به حملات خارجی از مواد خطرناک برای محافظت از یکپارچگی DNA و دیگر مولکولهای بنیادی برای بقای سلول ها كاربرد دارد.

سیستم اورژانس سلولی به دلیل بسیار خاص بر مولکول RNA حامل تأثیر دارد در مورد زنجیره کوچک RNA که به شکل شبه است و نقش مهمی در سنتر پروتئین دارد چرا که آنها بلوک های ساختمانی مورد نیاز برای ایجاد اسیدآمینه تا مونتاژی که در آن سنتر انجام می گیرد یعنی ریبوزوم مورد نیاز است سلولی که 113 نام گرفته مولکولی است که هنگامی که سلولها در تماس با مواد خطرناک مانند آرسینک سفیدکننده کلر، پر اکسید هیدروژن قرار می گیرند به طور جدی خطر یکپارچگی DNA و سپس زنده نماندن سلول را به دنبال دارند.

تحت تغییرات شیمیایی خاص و در نتیجه کنترل پروتئین، القای تولید بیشتر مفید برای معکوس کردن آسیب شناسی از مواد سمی است.
به گفته محققان این مکانیسم ممکن است در پاسخ به هر نوع محرک و از جمله هورمونهای مواد مغذی فعال شود.