قالب وردپرس درنا توس
خانه / تازه‌ها / بیوتکنولوژی / مروری بر چند کاربرد بیوتکنولوژی

مروری بر چند کاربرد بیوتکنولوژی

Mororri bar Chand Karbord Biotechnology

تصویر مفهومی از گیاهان تراریخته. منبع: آیستاک.

فاطمه وهابی پور: مهندسی ژنتیک  شامل روش های مبتنی بر ژنتیک سلولی و مولکولی، نشانگرهای مولکولی، کشت سلول و بیوشیمی می باشد. این فناوری امکان شناسایی مسیرهای بیوشیمیایی و ژن های دخیل در این مسیرها، افزایش بیان این ژن ها، دستورزی آن ها و انتقال آنها را از موجودی به موجود دیگر فراهم می نماید.

از جمله روشهای مهندسی ژنتیک می توان به استفاده از  تداخل ژنی اشاره کرد. تداخل ژنی یک وسیله مهم دفاعی در زیست شناسی مولکولی و به خصوص در ارگانیسم های رده پایین است که در آن قطعات مشخصی از ار.ان.ای دو رشته ای در بیان یک ژن خاص مداخله می کنند. توانایی قابل توجه خاموشی ار.ان.ای، طیف وسیعی از کاربرد بیوتکنولوژی را در بیولوژی مولکولی و ژن درمانی در موجودات فراهم کرده است.

تداخل ار.ان.ای فرآیندی است که طی آن یک مولکول ار.ان.ای دو رشته ای از بیان ژن معینی جلوگیری می کند. این ژن، ضرورتا از نظر توالی با ار.ان.ای دو رشته ای همولوگ است. مهار بیان ژن، از طریق تجزیه ار.ان.ای پیام رسان  انجام می شود و به همین دلیل این فرآیند را نوعی مکانیسم خاموشی بعد از ترجمه ژن می نامند.

خاموشی ار.ان.ای ابتدا در آزمایش هایی برای تولید گیاهان اطلسی تراریخت با رنگ تغییریافته دیده شد. برای رسیدن به این هدف، کپی های اضافه تری از ژن کد کننده رنگ دانه به گیاه وارد شد، ولی دانشمندان در کمال تعجب مشاهده کردند که اغلب اطلسی ها که انتظار می رفت ارغوانی تیره یا قرمز تیره باشند، کاملا سفید یا تا حدودی سفید بودند. آن ها با بررسی های دقیق تر، متوجه شدند که هر دو نوع ژن، ژن گیاه و ژن ارائه شده به آن، خاموش شده اند.

همچنین مشاهده شد، گیاهانی که پروتئین های مخصوص ویروس را بیان می کنند یا با گونه ملایم تری از هم خانواده آن ویروس آلوده شده باشند، مقاومت بیشتری در برابر عفونت ویروسی دارند، آن ها برخلاف انتظار مشاهده کردند گیاهانی که دارای ناحیه کوچکی از ار.ان.ای ویروسی باشند هم، مقاومت در برابر ویروس نشان می دهند. پس نتیجه گرفتند، احتمال ار.ان.ای ویروسی که به وسیله یک ژن خارجی در گیاه بیان شده است، می تواند به ژنوم ویروس حمله کند و از تکثیر آن جلوگیری نماید. پس از کشف تداخل ار.ان.ای، این پژوهش سرآغازی برای فعالیت و تحقیقات بعدی شرکت های دارویی و زیست فناوری شد. تحقیق آن ها می تواند منجر به ابداع روش هایی برای متوقف کردن تظاهر ژن ها در بیماری هایی مثل سرطان شود و در نهایت باعث کند شدن رشد تومور ها شود.

 از دیگر کاربردهای بیوتکنولوژی می توان به کشت درون شیشه گیاهان دارویی اشاره کرد. گیاهان دارویی از هزاران سال پیش به عنوان یکی از مهمترین منابع دارویی کاربرد داشته اند. کشت سلول، بافت ها و اندام های گیاهی امکان تکثیر سریع و انبوه بسیاری از گیاهان دارویی مهم را فراهم نموده است. گیاهان تکثیر شده از طریق کشت های درون شیشه عاری از بیماری و از لحاظ ژنتیکی و کیفی یکنواخت می باشند. انتقال ژن یک ابزار قوی جهت افزایش بازدهی و تولید متابولیت های ثانویه ای است که محدودیت بازدهی دارند. نشانگرهای مولکولی به دلیل عدم وابستگی به سن، شرایط فیزیولوژیکی و محیطی گیاه، ابزاری قدرتمند جهت شناسایی دقیق گونه های مهم دارویی، بررسی تنوع ژنتیکی، طبقه بندی ذخائر توارثی و تعیین نقشه ژنتیکی آنها می باشند.

تولیدات این گیاهان به شدت وابسته به محیط و همچنین قارچ های همزیست است. غلظت پایین این ترکیبات در گیاه، محدودیت منابع طبیعی، تخریب روزافزون جنگل ها، مراتع و فضای سبز، نابودی گونه های متنوع گیاهی و جانوری، مشکلات مرتبط با اهلی نمودن وکشت زراعی این گیاهان، توجه محققین را به استفاده از راهکارهای فناوری زیستی جهت افزایش تولید و بهره وری گیاهان دارویی معطوف نموده است. زیست فناوری با بهره گیری از علوم مختلف مانند بیولوژی، بیوشیمی، ژنتیک و غیره و با استفاده از راهکارهای کشت سلولها، اندامها و بافتها، مهندسی ژنتیک، نشانگرهای مولکولی، بررسی مسیرهای موثر در تولید آن ها و افزایش بیان ژن قادر است کارآیی گیاهان را به عنوان منابع تجدیدپذیر جهت تولید دارو افزایش دهد.با استفاده از کشت درون شیشه گیاه، علاوه بر دسترسی به منبع اولیه دارو در شرایط کنترل شده و مستقل از محیط، افزایش تولید ترکیبات نسبت به گیاه و تولید ترکیبات جدید نیز امکان پذیر میگردد.

همچنین می توان به کاربردهای وسیع نشانگرهای مولکولی اشاره کرد. نشانگرهای مولکولی ابزاری مفید و دقیق جهت بررسی روابط خویشاوندی و روند تکاملی، شناخت تنوع ژنتیکی، طبقه بندی ذخائر توارثی و تعیین نقشه ژنتیکی جهت مطالعات ژنتیکی پایه و روشن شدن عمل ژن و تنظیم بیان ژن می باشند. همچنین ردیابی صفات مطلوب و سهولت انتخاب به کمک نشانگرها از طریق تعیین پیوستگی آنها با صفات مهم زراعی امکان گزینش سریع و دقیق ژنوتیپهای مطلوب را در مراحل اولیه رشد فراهم کرده و طول دوره به نژادی را کوتاه می نماید. شناسایی مسیرهای موثر در تولید ماده مورد نظر ، افزایش بیان ژن های مورد نظر و خاموشی یا کنترل ژن های دیگر از مواردی است که بنظر می رسد می توانند بخش بزرگی از نیازهای جامعه بشری را رفع نماید.۲

بیوتکنولوژی و آبزی پروری فرآیند قابل ملاحظه ای را در دهه های گذشته داشته است. افزایش موجودات آبزی در طول دو دهه از طریق کاربرد بیوتکنولوژی نشان دهنده این موضوع است که در طی دهه های آتی بر فناوری های سنتی و مرسوم فائق خواهد آمد. آبزی پروری مدرن به سرعت در حال پذیرفتن روشهای بیوتکنولوژی مانند تغییر ژن (جهت افزایش تبدیل خوراک و غذا)، یا جلوگیری و پیشگیری از بیماریها و تعیین ژنتیکی (نشانگر ژنتیکی) است.

همچنین بیوتکنولوژی پتانسیلی را برای بالا بردن تکثیر و پرورش ماهی و موجودات دارا می باشد. بیوتکنولوژی نه تنها میتواند در افزایش سطح قابلیتها و توانمندی های بخشهای مختلف جامعه مؤثر باشد، بلکه میتواند منجر به بهبود مناسب روشها و فرآیند های متنوع تولیدی و خدماتی در زیر بخشهایی چون کشاورزی و پزشکی گردد و همچنین باعث توسعه مقاومت در برابر بیماریها (مقاوم سازی گونه های ماهی در برابر بیماریها) می شود. ب

یوتکنولوژی پیشرفته منجر به بهبود در تکنیکهای پرورش می شود و اجازه به دستکاری و انتقال ژن بین گونه ها می دهد. یکی از منابع با ارزش پروتئین حیوانی، گوشت ماهی است که به علت داشتن اسیدهای آمینه های ضروری، قابلیت هضم و جذب بالا، غنی بودن از نظر مواد معدنی و ویتامین و کاهش بعضی از بیماریها به وسیله بخش زیادی از جمعیت جهان مصرف می شود. صید بیرویه باعث صدمه یافتن اکوسیستم های دریایی شده و حتی منجر به از بین رفتن برخی گونه ها شده است، به همین دلیل و با افزایش رشد جمعیت و نیاز به منابع دریایی، رویکرد به آبزی پروری نیز فزونی یافته است. برای اجتناب از این مشکلات، تحقیق بیشتر در خصوص آبزی پروری نوین از طریق فنون بیوتکنولوژی، می تواند راه گشا و مفید باشد.

منابع:

فاطمه قلی زاده. خاموشی ژن ها و بیوتکنولوژی . تازه های بیوتکنولوژی سلولی مولکولی : زمستان ۱۳۹۰, دوره ۲, شماره  ۵; از صفحه ۶۷ تا صفحه ۷۳.

امیدی منصور, فرزین نرجس . راهکارهای بیوتکنولوژی در افزایش کارآیی گیاهان دارویی. ژنتیک نوین : پاییز ۱۳۹۱, دوره ۷, شماره ۳ (پیاپی ۳۰); از صفحه ۲۰۹ تا صفحه ۲۲۰ .

قاسملونیا نشتیمان, گلزاری اعظم . عوامل موثر در توسعه بیوتکنولوژی در شیلات ایران. پژوهش های ترویج و آموزش کشاورزی بهار ۱۳۹۳ , دوره ۷ , شماره  ۱ (پیاپی ۲۵) ; از صفحه ۲۱ تا صفحه ۳۱ .

فاطمه وهابی پور. مروری بر چند کاربرد بیوتکنولوژی. ۱۳۹۵٫ اردیبهشت ماه. بنیاد تک. http://taq.ir/1395/02/10

درباره فاطمه وهابی پور

این نوشته هم جالبه!

یماری کروهن

روشی نوین برای درمان بیماری کورهن با استفاده از باکتری‌ها

پژوهشگران دریافتند که آنزیم تولید شده توسط فلورمیکروبی نامتوازن در دستگاه گوارش انسان به بیماری …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *