خانه / تازه‌ها / بیوتکنولوژی / القا خاموشی ژنی پس از ترانویسی

القا خاموشی ژنی پس از ترانویسی

 

 

تداخل ژنی یک وسیله مهم دفاعی در زیست شناسی مولکولی و به خصوص در ارگانیسم‌های رده پایین است که در آن قطعات مشخصی از ار.ان.ای دو رشته‌ای در بیان یک ژن خاص مداخله می‌کنند. تداخل ار.ان.ای اخیرا به عنوان یک تکنیک آزمایشی موفق به منظور تعیین عملکرد ژن‌ها از طریق تخریب ژن‌ها در مدل‌های موجودات به کار رفته است. تداخل ار.ان.ای فرآیندی است که طی آن یک مولکول ار.ان.ای دو رشته‌ای از بیان ژن معینی جلوگیری می‌کند. این ژن، ضرورتا از نظر توالی با ار.ان.ای دو رشته‌ای همولوگ است.

 

Elgha Khamoosh Gene Bad Az Taranevisi

تصویر: طرح مفهومی از خاموشی ژن. منبع: دوشه زنترن.

 

مهار بیان ژن، از طریق تجزیه ار.ان.ای پیک انجام می‌شود و به همین دلیل این فرآیند را نوعی مکانیسم خاموشی بعد از ترجمه ژن می‌نامند. کشف تکان دهنده تداخل ار.ان.ای، حاصل نتایج غیر منتظره از آزمایشاتی بود که توسط گیاه شناسان انجام شد. هدف از این آزمایشات تولید گله‌ای اطلسی بود که رنگ گلبرگ در آنها بهبود یافته شده باشد که کپی‌های اضافه‌تری از ژن کد کننده رنگ دانه به گیاه تزریق شد. ولی برخلاف انتظارات که می‌بایست ارغوانی یا قرمز تیره شود، همگی سفید شدند. اینجا بود که متوجه شدند که هر دو نوع ژن، یعنی ژن گیاه و ژن ارائه شده خاموش شده بودند. پس نتیجه گرفتند، احتمالا ار.ان.ای ویروسی که به وسیله یک ژن خارجی در گیاه بیان شده است، می‌تواند به ژنوم ویروس حمله کند و از تکثیر آن جلوگیری نماید. در همین راستا آزمایشات معکوسی نیز انجام شد، که در آن‌ها، قطعات کوتاهی از ژن‌های گیاهان در ویروس‌های گیاهی قرار داده می‌شود. پس از عفونت گیاهان با این ویروس‌های دست کاری شده بیان ژن‌های گیاه خاموش می‌شود که این پدیده را خاموشی ژن توسط القای ویروسی نامیدند.

بیان ژن رمز کننده آنزیم ار.ان.ای پلیمراز وابسته به ار.ان.ای (RDR) بر اثر آلودگی گیاه میزبان به ویروس تحریک شده و به نظر می‌رسد در مقاومت گیاه میزبان به بعضی از ویروس‌ها دخالت دارد. از آنجایی که که میزان بیان آنزیم ار.ان.ای پلیمراز وابسته به ار.ان.ای در گیاهان آلوده بـه ویـروس افـزایش می‌یابد نتیجه گیری شد که ار.ان.ای پلیمراز وابسته به ار.ان.ای در تکثیر ویروس دخالت دارد. پس از این که مـشخص شـد ژنـوم ویـروس توسـط آنزیم ار.ان.ای پلیمر از وابسته به ار.ان.ای رمز شده توسط ژنوم خود ویروس همانند سازی می‌شود. که البته اشتباه بودن این نظریه ثابت شد. برای دفاع عمومی گیاه به ویروس، سیگنال خاموشی از طریق پلاسمودسماها و آوندهای آبکشی در کل گیاه پراکنده می‌شود. ماهیت دقیق سیگنال خاموشی نـامعلوم اسـت ولـی احتمالاً ار.ان.ای های کوچک مداخله گر نقش مهم و اساسـی در آن دارند. ژنوم ویروس و ار.ان.ایهای کوچک مداخله گر حاصل از ویروس، همزمان وارد سلول نواحی دورتر از شروع آلودگی می‌شوند که گیاهــان بــا اســتفاده از راهبردهــای مختلــف بــه ویروس‌ها مقاومت نشان می‌دهند. علاوه بر راهبرد مقاومت بر اساس خاموشی ار.ان.ای یکی دیگر از این راهبردها پاسخ فوق حساسیت به ویروس است. در نتیجه سبب جلوگیری از آلودگی بیشتر می‌شوند. این پدیده معمولا به وسیله ژن غالب کنترل می‌شود.

در تحقیق دیگری قطعه‌ای دی.ان.ای از یک دی.ان.ای مکمل (cDNA) ژنوم کامل ویروس برگ قاشقی سیب زمینی (PLRV) که بخشی از ژن رپلیکاز ویروس را شامل می‌شود، به وسیله واکنش زنجیره‌ای پلی مراز (PCR) تکثیر گردید. قطعه حاصل به حالت سنس (Sense) به درون یک پلاسمید ناقل در محل همسانه سازی چند اتصالی آن که از هر دو طرف به وسیله یک پیش بر احاطه شده است الحاق گردید. بدین ترتیب نسخه برداری همزمان سنس و آنتی سنس ار.ان.ای پیک صورت می‌پذیرد. گیاهان توتون و سیب زمینی با استفاده از آگروباکتریوم با سازه مورد نظر تراژن شده و گیاهان کامل باززایی شدند. با آلوده سازی مصنوعی گیاهان ترا ریخته توتون (مایه زنی با شته) و سیب زمینی (با استفاده از پیوند) مقاومت به ویروس برگ قاشقی سیب زمینی در آنها ارزیابی شد. ۵۹ درصد از لاین های ترا ریخته توتون که با سازه مورد نظر تر اریخت شده بودند عیار کمتری از ویروس را دارا بودند در حالی که لاین های ترا ریخته با سازه‌هایی که تنها حالت سنس یا آن تی سنس ژن مورد نظر را بیان می‌کردند دارای عیار بالاتری بودند. در گیاهچه های تراریخته شده سیب زمینی که با پیوند مایه زنی شدند هیچ یک از لاین ها مقاومتی در برابر ویروس نشان ندادند. با استفاده از یکی از آغازگرها در ترانویسی معکوس، بیان ترادف مورد نظر به صورت سنس و آن تی سنس در لاین های تراریخت شده توتون نشان داده شد. این نخستین باری است که چنین ساختاری، قادر به بیان ار.ان.ای پیک از هر دو جهت ژن، آزمایش می‌شود. به نظر می‌رسد که بیان همزمان سنس و آن تی سنس ار.ان.ای پیک از ژن مورد نظر و به دنبال آن تشکیل ار.ان.ای دو رشته توانسته است خاموشی ژن پس از ترانویسی را القا نماید.

منابع:

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

شمس بخش مسعود. افزایش مقاومت توتون به برخی ویروس های گیاهی با خاموشی ژن رمز کننده آنزیم آر ان ا پلی مراز وابسته به RNA 1. بیماریهای گیاهی : ۱۳۹۰ , دوره  ۴۷ , شماره  ۳ (پیاپی ۱۸۷) ; از صفحه ۲۳۹ تا صفحه ۲۴۸ .

نیکان جعفر, مک گیهی کارا, بارکر هیو. تحریک خاموشی ژن با استفاده از سازه با قابلیت ترانویسی از دو جهت. بیماریهای گیاهی : زمستان ۱۳۸۹ , دوره ۴۶ , شماره  ۴ (پیاپی ۱۸۴) ; از صفحه ۱۱۷ تا صفحه ۱۲۳ .

این نوشته هم جالبه!

باسیلوس سابتیلیس

ویزیکول‌های غشایی می‌توانند در درمان بیماران سرطانی مورد استفاده قرار گیرند

بسیاری از باکتری‌ها وزیکول‌های غشایی رها می‌سازند. این وزیکول‌ها، گلوله‌های نانومتری از غشای سلولی بوده …

پاسخ دهید

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