خانه / تازه‌ها / بیوتکنولوژی / مروری بر چند روش انتقال ژن

مروری بر چند روش انتقال ژن

الهه اصل سلیمانی: جهش یا موتاسین به تغییر توالی نوکلئوتیدهای تشکیل دهنده ژن‌ها گفته می‌شود. جهش‌ها منجر به بروز تغییرات ژنتیکی در موجودات می‌شود. جهش‌ها گاهی منجر به بروز سرطان می‌شوند. جهش می‌تواند سودمند نیز باشد. از انواع جهش‌ها می‌توان خود به خودی، القایی بزرگ و کوچک، نقطه‌ای حذف و اضافه ساختاری، تنظیمی، در اثر پرتو‌ها و بیماری‌های ژنتیکی را نام برد. بیماری‌های ژنتیکی در اثر وقوع انواع مختلف جهش‌ها در ژن‌ها ایجاد می‌شوند. این جهش‌ها ممکن است در توالی‌های ساختاری ژن و یا توالی‌های تنظیمی روی دهند. جهش در توالی‌های ساختاری ممکن است باعث بیان پروتئینی شود که فعالیت زیستی آن کاهش یافته و از بین رفته است.

برخی جهش‌ها در توالی‌های ساختاری باعث بیان پروتئین‌هایی می‌شوند که دارای فعالیت زیستی جدیدی هستند. این نوع جهش‌ها جهش‌های نئومورف یا نوریخت نامیده می‌شوند. در صورتی که جهش در توالی‌های تنظیمی واقع شود، میزان بیان ژن تغییر کرده و در نتیجه ژن از میزان عادی بیشتر و یا کمتر می‌شود. در برخی موارد تغییر در الگوی متیلاسیون توالی‌های تنظیمی بر میزان بیان ژن تاثیر می‌گذارد. به جهشی که باعث افزایش بیان ژن می‌شود هیپرومورف و به جهشی که منجر به کاهش بیان ژن می‌شود جهش هیپو مورف گفته می‌شود. برخی جهش‌ها در توالی‌های تنظیمی به طور کلی مانع از بیان ژن می‌شوند. این جهش آمورف یا بی‌شکل نامیده می‌شود.

Morrori Bar Chand Ravesh Enteghal Gene

تصویر: طرح مفهومی از ایجاد تغییر در دی.ان.ای. منبع: ای.دی.تی تکنولوژی.

انتقال ژن یا جذب دی. ان. ‌ای فرایندی است که قطعه مشخصی از دی. ان. ‌ای (معمولا یک ژن خارجی وارد شده در پلاسمید باکتریایی) را به درون سلول‌ها وارد می‌نماید. در اصلاح نباتات، تکنیک‌های مرتبط با انتقال ژن از طریق تکثیر جنسی و رویشی به خوبی رایج می‌باشند. هدف از این تکنیک‌ها ایجاد تنوع ژنتیکی در جوامع گیاهی، انتخاب گیاهان بر‌تر از نظر ژن‌های کنترل کننده صفات مطلوب و همچنین حفظ تنوع واریته‌های گیاهی می‌باشد.

ترانسفورماسیون ژنتیکی در گیاهان توسط روش معرفی، تلفیق و بیان ژن یا ژن‌های خارجی در گیاه پذیرنده است. گیاهانی که ژن‌های خارجی از منابع ژنتیکی دیگر را با خود حمل می‌کنند و آن‌ها را به صورت پایدار در خود جای داده‌اند گیاهان تراریخت نام دارند. تولید گیاهان تراریخت نتیجه کاربرد تلفیقی دی. ان. ‌ای نوترکیب، روش‌های انتقال ژن و تکنیک‌های کشت بافت می‌شود.

پس از انتشار تحقیقات اولیه در مورد استفاده از لیپوزم‌ها به عنوان ابزار انتقال ژن، سیل تحقیقات در مورد ژن درمانی بیماری‌های ژنتیکی توسط حامل‌های مختلف صورت گرفته است. انتقال مواد ژنتیکی به عنوان ژن درمانی بسیاری از ییماری‌ها، سه دهه قدمت دارد و توجه بسیاری از محققین را در رشته‌های مختلف بیوشیمی، شیمی فیزیک، مهندسی شیمی، مهندسی پزشکی و مهندسی ژنتیک به خود معطوف کرده است.

می‌توان انواع حاملهای ژنی را به دو گروه ویروسی و غیرویروسی طبقه بندی کرد. یکی از سیستم‌های غیر ویروسی معمول برای انتقال ژن به سلول‌های زنده استفاده از روش کلسیم فسفات است. در سیستم‌های شیمیایی این روش موفق نشان داده و انتقال ژن شماره ۶۲ ویروس واریسلا زوس‌تر با پروموتور قوی CMV به داخل سلولهای فیبروبلاست انسانی توسط رسوب کلسیم فسفات انجام گرفته است.

دندریمر نیز به عنوان یکی دیگر از سیستمهای غیرویروسی معرفی شده و به پلیمرهای مصنوعی کروی و به شدت شاخه دار اطلاق می‌شود. دندریمر‌ها علاوه بر شرایط آزمایشگاهی در بدن موجود زنده هم مورد بررسی قرار گرفته‌اند. لیپوزم‌های کاتیونی ذرات لیپید لیپو پلی آمین‌ها و سایر پلی کاتیون‌ها مانند پلی لایزین و پلی آمیدوآمین پپتید کاتیونی یا آمفی پاتیک و یا ترکیبی از آن‌ها با هدف انتقال ژن درم قالات مختلفی گزارش شده است. انواع لیپوزم‌های آنیونی نیز قادر به انتقال ژن به درون بدن موجود زنده هستند.

امروزه اطلاعات روزافزونی در مورد روشهای غیرویروسی جمع آوری شده است و کنترل موضع و عملکرد ژن در موجود زنده ممکن شده است. جالب‌تر اینکه سیستمهای تحویل داروی پیشرفته متعددی که در چند ساله اخیر توسعه یافته است، مصرف مستقیم و شتاب دهنده در توسعه سیستم‌های انتقال ژن غیرویروسی دارند. ژن درمانی وعده‌های بزرگی برای درمان انواع بیماریهای ژنتیکی و حتی اکتسابی داده است در مراحل اولیه عمده روشهای انتقال ژن براساس حاملهای ویروسی بود.

در اصلاح گیاهان، از تکنیک‌های مهندسی ژنتیک این امکان را فراهم شده تا ارقام گیاهانی با خصوصیات جدید تولید گردد. گزارشات متعددی در خصوص انتقال ژن به گیاهان به منظور تولید آن‌ها با صفات جدید نظیر تغییر در ترکیبات روغن، تحمل در برابر علفکش‌ها، اصلاح ترکیب پروتئینی و مقاومت به حشرات وجود دارد. کشت بافت و کارایی گزینش گیاهان تراریخت دو جز اساسی در اصلاح مولکولی می‌باشد. تکنیک‌های متعددی نظیر بمباران ذره‌ای، الکتروپوریشن و استفاده از اگروباکتریوم جهت انتقال ژن به برخی گیاهان ارائه شده است اما از روش اگروباکتریوم که روشی آسان و موثر است بیشتر استفاده می‌شود.

قدرت تهاجم اگروباکتریم با استفاده از استوسیرینگون که یک ترکیب فنولیک است افزایش یافته و امروزه به عنوان یک روش عمومی در انتقال ژن بکار می‌رود. انتقال ژن توسط اگروباکتریوم نیازمند باززایی بالا در گیاه است. بیشتر تحقیقاتی که تاکنون در ایران بر روی باززایی و انتقال ژن به گیاهان صورت گرفته بر روی ارقامی است که کاربرد آزمایشگاهی داشته و با شرایط آب و هوایی ایران کمتر سازگاری دارند و عملا نمی‌توانند در شرایط مزرعه‌ای کشت شوند.

 منابع:

حدادی مسعود، بابایف مجنون، قاسمی معرفت، قلی اف رئوف. جهش و انتقال ژن در بهبود گیاهان زراعی. علوم زیستی: زمستان ۱۳۹۰، دوره ۵، شماره ۴ (جلد دوم) ; از صفحه ۴۱ تا صفحه ۶۱.

خسروی دارانی کیانوش، صادقی‌زاده مجید. مقایسه انواع سیستم‌های غیر ویروسی به عنوان ابزار انتقال ژن. مجله تحقیقات علوم پزشکی زاهدان (طبیب شرق): تابستان ۱۳۸۴، دوره ۷، شماره ۲ ; از صفحه ۱۴۹ تا صفحه ۱۵۸.

مشایخی محسن، شکیب علی محمد*، جلالی جواران مختار، سهیلی وند سعید، موسوی امیر. مطالعه قابلیت انتقال ژن به ارقام تجاری کلزا در ایران. زراعت (پژوهش و سازندگی): بهار ۱۳۹۱، دوره ۲۵، شماره ۱ (پیاپی ۹۴) ; از صفحه ۳۲ تا صفحه ۴۰.

این نوشته هم جالبه!

توربین بادی

ایجاد نیروگاه‌های بادی در آبهای عمیق اقیانوس‌ها

دانشمندان بر این باور هستند که امکانات مناسبی برای ایجاد نیروگاه‌های بادی در اقیانوس‌ها وجود …

پاسخ دهید

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