کتاب زیست سلولی وملکولی لودیشتفنگ ژنی
تفنگ ژنی :
این وسیله پیشرفته مشكلات انتقال ژن از عرض دیواره سلولی را حل كرده است.
تفنگ ژنی در سال 1979 توسط John Stanford در دانشگاه Cornell ساخته شد و روش جدیدی برای آسانتر نمودن انتقال ژن به سلولهای گیاهی كه آن زمان از ویروس ها و یا اگروباكتریوم(پلازمید Ti) استفاده می شد، مطرح ساخت.
امروزه تفنگ ژنی موارد استفاده متعددی دارد، این وسیله انتقال ژن به باكتری ها، مخمرها، سلولهای پستانداران و مخصوصا سلولهایی كه انتقال ژن به آنها غیر ممكن بود را امكان پذیر ساخت. این وسیله بصورت اختصاصی برای انتقال ژن به كلروپلاست بسیار مهم است، زیرا هیچ باكتری یا ویروسی شناخته نشده است تا بتواند كلروپلاست را آلوده نماید. بنابراین برای انتقال ژن خارجی به كلروپلاست این روش بسیار مفید به نظر می رسد.
سه روش عملی در مهندسی ژنتیك وجود دارد:
1- روش پلازمید. 2- روش وكتور. 3- روش تفنگ ژنی(Biolistic).
یكی از شناخته شده ترین این روشها، روش استفاده از پلازمید است. در این روش بصورت عمومی از میكرواورگانیسم های تغیییر شكل یافته نظیر باكترها استفاده می شود. روش وكتور بسیار مشابه روش پلازمید است، با این تفاوت كه در این روش ژنوم مستقیما به یك وكتور ویروسی اضافه شود.
مكانیسم عمل تفنگ ژنی:
تفنگ ژنی قسمتی از روشی است كه به آنBiolistic ) ( گویند. این روش Bioballistic نیز گفته می شود. در این روش تحت شرایط خاص، قطعاتی از DNA یا RNA با دنباله چسبناك را وارد اتم های فلزاتی نظیر طلا یا تنگستن می نمایند.
كمپلكسی از ذرات حاوی DNA را در خلا شتاب داده و با شتاب بسمت بافت هدف شلیك می كنند. برای ایجاد DNA پوشش دار،DNA را درحلالی كه حاوی ذرات فلزی است قرار می دهند، عوامل ژنتیكی كه به این صورت تولید می شوند،
داخل فشنگ هایی قرار می گیرند، بعد از شلیك، یك صفحه سوراخدار از حركت فشنگ ها جلوگیری می كند اما به ذرات طلا اجازه عبور می دهد تا به بافت مورد نظر اصابت نماید. سلولها عموما تمایل به بازجذب ژنهایی دارند كه دارای نشانه خاصی(ماركر) باشند( در سلولهای گیاهی بصورت عمومی از GUS استفاده می كنند)، سپس در محیط كشت ژنها تكثیر كرده و ممكن است، كلون شوند. بیشترین كاربرد متد Biolistic افزودن ژنهای به گیاهان استكه بتوانند در برابر قارچهاكشها و حشرات كشها مقاومت نمایند. برای شتاب دادن به ذرات طلا روشهای متعددی بكار می رود كه عبارتند از: مركز گرایی، نیروهای مغناطیسی و الكتریكی، تفنگهای افشانه ای یا واكسنی و یا دستگاههایی كه اساس شتابدهی آنها، امواج شوكی هستند، همانند استفاده از تخلیه الكتریكی) 1992). روشهای عملی متعددی كه كاملا كنترل شده هستند، برای حداكثر كارآیی انتقال ژن بكار گرفته شده اند. میزان پاسخ این روش به عواملی مانند تعداد ذرات DNA پوشش دار، دما، تعداد سلولهای بافت هدف، توانایی جذب DNA توسط سلول هدف و همچنین به نوع تفنگ مورد استفاده وابسته است.
نحوه عملكرد تفنگ ژنی كه با گازهلیوم كارمی كند و ذرات پوشش دار DNA را بسمت بافت هدف شلیك می كند. از موارد بسیار مهمی كه باید در استفاده از تفنگ ژنی در نظر گرفت، انتخاب اندازه ذرات پرتابی و سرعت شلیك آنها بسمت بافتها است. بعنوان مثال بافتهای نرم را نباید در معرض بمباران ذرات پوشش دار با سرعت بالا قرار داد. این فرآیند تنظیمی كاملا وابسته به جنس ذرات فلزی حاوی مولكولهای DNA و نوع سلولهایی كه برای انتقال ژن در نظر گرفته شده اند، وابسته است.
استفاده دیگر تفنگ ژنی انتقال اندامك هایی نظیر كلروپلاست و میتوكندری به سلولهای مخمر می باشد. توانایی انتقال این اندامك ها بصورت معنی داری در تحقیقات مربوط به مقاوم سازی بعضی از گیاهان زراعی نسبت به حشره كش ها و قارچ كشها بسیار مهم است. همچنین نتایج تحقیقات جدید كه منجر به كشف روشهای جدیدی كه توسط آن ایمنی زایی ژنتیكی با واكسیناسیون DNA، ژن درمانی، ویروس شناسی گیاهی و درمان تومورهای سرطانی انجام پذیرفته است.
عمده ترین محدودیتهای این روش:
1- درصد پذیرش ذرات محتوی DNA توسط سلولها.
2- مرگ سلولهای دریافت كننده ذرات پوشش دار.
3- عدم پذیرش DNA توسط كروموزومهای سلولها.
4- عدم فعالیت DNA ایی كه دریافت شده است.
5- مواد، ابزارو دستگاههای مورد استفاده در این روش بسیار گران قیمت می باشند.
یكی از دلایل مخالفت با این روش اینستكه ژنهای اضافه شده به مولكول DNA گیاه و موجودات دیگر سبب نگرانی عممومی شده است، زیرا این ژن جدید باید به گیاهان اضافه شود تا بتواند ژنهای مقاوم را به دانه های خود انتقال دهد و استفاده از این دانه ها برای انسان و موجودات دیگر خطرناك باشد.
منبع :daneshju.ir.
لیزرتراپی