استاد ايراني دانشگاه واشنگتن موفق به توليد برق از درختان شد

۰۸ مهر ۱۳۸۸

پژوهشگران دانشگاه واشنگتن به سرپرستي دكتر بابك پرويز ــ استاديار ايراني مهندسي برق اين دانشگاه - موفق شدند براي نخستين بار از درختان، جريان الكتريكي هر چند اندك ولي قابل اندازه‌گيري و به ميزان كافي براي راه‌اندازي يك مدار الكتريكي بگيرند.

به گزارش خبرنگار «علمي» خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا)، بر اساس تحقيق جديدي كه در نشريه موسسه مهندسان برق و الكترونيك (The IEEE Transactions on Nanotechnology) به چاپ رسيده، مي‌توان از درختان انرژي الكتريكي گرفت كه هر چند ميزان آن اندك است، اما توليد آن در مقادير زياد و قابل توجه امكان پذير است.

پرويز درباره اين دستاورد جديد مي‌گويد:‌ تا جايي كه ما مي دانيم اين اولين پژوهشي است كه طي آن محققان موفق شده‌اند با چسباندن الكترودها به داخل يك درخت به طور كامل از آن برق به دست بياورند.

محققان دانشگاه MIT در پژوهشي كه سال گذشته انجام شد، دريافتند زماني كه يك الكترود در درون گياه قرار گيرد و الكترود ديگر در خاك اطراف آن جاسازي شود، انرژي با ولتاژ بالاي 200 ميلي ولت از گياهان قابل دستيابي است.

اين محققان از آن زمان شركتي را راه‌اندازي كردند، كه حسگرهاي جنگلي در تعداد انبوه براي استخراج اين منبع انرژي الكتريكي جديد توليد كند .

مهندس بابك پرويز و تيم تحقيقاتي وي در دانشگاه واشنگتن هم در جست‌وجوي يك تحقيق آكادميك در حوزه استفاده از برق درختان به وسيله ساخت مدارهايي براي بيرون كشيدن اين انرژي بودند.

آنها براي نخستين بار موفق شدند يك مدار الكتريكي را تنها با استفاده از برق درخت به كار بياندازند.

اين محققان وسيله اي موسوم به «مبدل تقويتي» ابداع كرده‌اند كه مي‌تواند با همين اندك برق موجود در درخت به كار بيافتد. اين وسيله ولتاژ پايين را دريافت كرده و آن را براي توليد برق و خروجي بيشتر ذخيره مي‌كند. براي مثال اين دستگاه اگر حداقل 20 ميلي ولت ورودي برق داشته باشد، خروجي آن 1/1 ولت خواهد بود كه مي‌تواند حسگرهاي با مصرف پايين را به كار بياندازد.

به گزارش ايسنا، مهندس بابك پرويز تصريح كرد: هر چند ابزار الكتريكي معمولي با اين نوع ولتاژ و جريان برق ضعيف حاصل از درختان كه ما به آن دست يافته ايم، قابل كار كردن نيستند، اما اين ميزان برق براي ابزار در مقياس‌هاي نانو قابل بهره‌برداري و سودمند است.

وي خاطر نشان كرد: با به بازار آمدن نسل‌هاي جديد فن‌آوري‌ها تصور مي‌كنم، ضرورت دارد كه به گذشته باز گرديم تا دريابيم در زمينه‌ توليد منابع انرژي چه سيستم هاي كارآمد و چه تكنيك‌هايي ناكارآمد بوده‌اند.

مهندس پرويز تاكيد كرد: پديده تهيه برق از درخت كاملا متفاوت از آزمايشات معمولي است كه با سيب زميني يا ليمو انجام شده است.

وي يادآور شد: هنوز دقيق معلوم نيست كه اين ولتاژها از كجا مي‌آيند، اما به نظر مي‌رسد، برخي از سيگنال‌دهي‌ها در درختان شبيه به فرايند‌هايي هستند كه در بدن انسان اتفاق مي‌افتد، اما سرعت آن پايين تر است.

پرويز كه برق درختان را جايگزين انرژي خورشيدي براي بسياري از كاربردها نمي داند، ادامه داد: من مشتاق هستم كه نتايج اين تحقيق را براي بررسي نحوه عملكرد درخت‌ها در اين زمينه آزمايش و بررسي كنم.

پژوهشگران در تلاشند تا با ارسال کاوشگري به مريخ در سال 2018(1397) به جست‌وجوي DNA در سطح سياره سرخ بپردازند و به اين ترتيب، پرده از تاريخچه حيات در اين سياره بردارند.

به گزارش سرويس علمي خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، مريخ، به حالتي که امروز مي‏ شناسيم، يک سياره يخ‏زده و سترون است. اشعه فرابنفش و ذرات کيهاني با عبور از جو نازک آن، سطح مريخ را بمباران مي‌‏کنند و از آن يک سياره عاري از حيات مي ‏سازند.

اما تحقيقات اخير حاکي از احتمال وجود حيات در زير سطح مريخ هستند، جايي که ممکن است آب مايع به صورت گسترده وجود داشته باشد. همچنين کشف توده ‏هاي متان در جو مريخ نيز اين احتمال را تقويت مي‏کند چرا که برخي ميکروب‏ ها نيز توليدکننده گاز متان هستند.

اگر چه نشانه‌هاي شيميايي وجود حيات در مريخ داراي ابهامات فراوان هستند، اما برخي پژوهشگران در تلاشند تا با يافتن DNA موجودات زنده در سياره سرخ، وجود حيات در مريخ را به صورت قطعي ثابت كنند.

اين پژوهشگران عقيده دارند که روند حيات روي مريخ و زمين از ميراث تکاملي مشترکي سرچشمه مي ‏گيرند و به اين ترتيب از کدهاي ژنتيکي مشابهي برخوردارند؛ البته، برخي ديگر از دانشمندان معتقدند اين فرض بسيار محدودکننده است چرا که حيات مريخي ممکن است به صورت مستقل تکامل يافته و از اين نظر فرآيندهاي شيميايي متفاوتي بر آن حکم‏فرما باشد.

چه دليلي براي شباهت حيات روي مريخ و زمين وجود دارد؟

حدود چهار ميليارد سال قبل که حيات شروع به شکل‏گيري کرد، سنگ هاي سرگردان فراواني در منظومه شمسي وجود داشتند که به سيارات برخورد مي‏ کردند. در نتيجه اين برخوردها، تکه ‏هايي از سياره به فضا پرتاب شده و برخي از اين تکه ‏ها به صورت شهاب‏سنگ در سيارات ديگر فرود مي‏ آمدند. به اين ترتيب ميکروارگانسيم‏ هاي اوليه مي‏ توانستند توسط اين سنگ ها جدا شده، از مريخ به زمين آمده باشند و بالعکس.

احتمالا محيط مريخ در آن زمان براي تکامل و رشد حيات مناسب بوده است؛ چرا که در آن دوره، به احتمال زياد، اين سياره داري جوي ضخيم بوده و آب مايع در سطح آن جريان داشته است.

براي يافتن DNA موجودات احتمالي روي مريخ، ناسا پروژه‏اي را به نام «جست‌وجو براي ژنوم فرازميني» (Search for Extraterrestrial Genome) آغاز کرده است. به نوشته نجوم، پروژه SETG که تا کنون دو ميليون دلار بودجه هم دريافت کرده است، احتمالا منتهي به ارسال يک کاوشگر به سمت مريخ در سال 2018 خواهد شد.

براي يافتن DNA موجودات در سطح مريخ، كاوشگر بايد چهار مرحله آماده‏سازي نمونه‏ هاي خاک و يخ جمع‌آوري شده، شناور كردن نمونه‌ها در آب و مخلوط كردن آن با ماده رنگي فلوئورسان و شناسايي پرتو احتمالي ناشي از امتزاج ماده فلوئورسان با DNA موجود در نمونه‏‌ها توسط يک تراشه الکترونيکي و تقويت

نور حاصل به منظور شناسايي توسط ابزارهاي کاوشگر را انجام دهد.

براي مشخص کردن اينکه آيا حيات زميني و مريخي ريشه ‏هاي مشترکي دارند يا خير، پژوهشگران روي مريخ به دنبال ژن بخشي از سلول مي ‏گردند که در همه موجودات زنده زميني وجود دارد. در صورتي که اين محققان موفق به شناسايي اين ژن يا ژن‏هاي مشابه شوند، قدم بعدي کدگشايي از ژن يافت‏شده و معين کردن ارتباط آن با ژن هاي مشابه در موجودات زميني است.

قبل از ارسال کاوشگر به سطح مريخ، پژوهشگران روش پيشنهادي خود را روي زمين آزمايش خواهند کرد. به عنوان مثال قرار است طي سه سال آينده آزمايش ‏هايي در مجاورت يک کوه آتشفشان در آرژانتين يا دره‏ هاي خشک قطب جنوب صورت گيرد.

نظر منتقدان

البته هستند دانشمنداني که با ديده انتقاد به اين پروژه نگاه مي ‏کنند. به عقيده يکي از اين محققان، اين پروژه از نظر تکنولوژي امکان پذير است، اما بايد وقتي دنبال شود که نشانه‌هاي حيات روي سطح مريخ آشکارا يافت شده‏ باشند. علاوه بر آن، به عقيده اين پژوهشگر در صورتي که به دنبال روشن کردن تاريخچه حيات در مريخ هستيم، DNA گزينه مناسبي نيست زيرا به مدت طولاني دوام نمي‏ آورد. بنابراين پروژه SETG تنها قادر به يافتن آثار حيات متاخر روي مريخ خواهد بود که در بهترين حالت، يك ميليون سال قبل از بين رفته باشد.

به همين دليل اين دانشمندان بر اين نظرند که براي يافتن حيات فرازميني، بايد به دنبال مشخصه‏ هاي کلي ‏تري از موجودات زنده گشت. البته مسوولان پروژه SETG همه اين انتقادات را رد مي‏ کنند چرا که به عقيده آن‏ها، تلاش براي يافتن DNA در مريخ ارتباط تنگاتنگي با جست‌وجوي نشانه‏ هاي کلي‏ تري از حيات دارد. همچنين آن‏ها معتقدند که تلاش آن‏ها در نهايت منجر به رد يا پذيرش قطعي اين فرضيه مي‏ شود که زمين و مريخ در گذشته ‏هاي دور به تبادل حيات پرداختند، حياتي که هم ‏اکنون نيز در مريخ وجود دارد.

تعدادي از فاكتورها، نسخه برداري دقيق كروموزومهاي در حال تقسيم را كه سپس به سلول هاي دختر راه مي يابند ، كنترل مي كنند. چسبندگي كروموزومي در طي همانندسازي كروموزوم در طي فاز S وجود دارد.

اين اتصال بين كروماتيد هاي تازه سنتز شده توسط يك كمپلكس چند زير واحدي موسوم به كوهِسين Cohesin صورت مي گيرد. اين كمپلكس يك ساختار حلقوي بزرگ را كه در اطراف كروماتيد هاي خواهري حلقه مي زند ، را تشكيل مي دهد. كروماتيد هاي خواهري در مرحله آنافاز از سيكل سلولي جدا مي گردند كه اين جدايي به برداشته شدن كمپلكس كوهِسين از كروموزوم ها مربوط مي شود. در بي مهرگان ، جدا شدن اين كمپلكس حداقل طي دو مرحله صورت مي گيرد. در "مسير پروفاز" توده اصلي كوهِسين طي پروفاز و پرومتافاز از كروموزوم ها برداشته مي شود. در طي "متافاز" بخش كمي از كوهِسين كه فقط در اطراف سانترومر است جدا مي گردد. فاكتورهاي مخصوص سانترومر نظير شوگوشين Shugoshin ، از چسبندگي بين سانترومر هاي خواهري در طي پروفاز محافظت مي كنند. در حين انتقال از متافاز به آنافاز ، توسط يك اندوپپتيداز وابسته به سيستئين درشت بنام سپاراز Separase ، زير واحدي از كوهِسين موسوم به كليسين Kleisin ، برش مي خورد (Scc1/Rad21 در ميتوز و Rec8 در ميوز). اين برش براي جداسازي سانترومر ها و درنتيجه انجام آنافاز الزامي است.

   در بيشتر طول مسير چرخه سلولي ، توسط اتصال يك چاپرون مهار كننده بنام سكورين Securin و يا با تشكيل يك كمپلكس وابسته به فسفوريلاسيون CDK1 ، از فعاليت سپاراز جلوگيري مي گردد.

   سكورين و يا زير واحد سايكلين Bي Cdk1 ، نهايتاً بوسيله يك پروتئوليز وابسته به يوبيكيتين بنام فاكتور پيشبرنده آنافاز يا سيكلوزوم  (Cyclosome  (APC/C و كوفاكتور آن Cdc20 ، تجزيه گرديده و سپاراز فعال مي شود.

   بنابراين ، سكورين يك سوبسترات كليدي براي APC/C^CDC20 محسوب مي گردد. اگرچه اصل مسير ثابت است ولي توالي سيكورين در شاخه هاي موجودات زنده ميتواند متفاوت باشد.

در اين مقاله كه در پايگاه اينترنتي  PlosBiology منتشر شده است، نشان داده مي شود كه سكورين براي پايداري كروموزومي انسان ضروري نيست بلكه آن مكانيسم ديگر يعني CDK1 صورت مي گيرد. زيرا در سلول هاي موتاسيون يافته انساني كه فاقد ژن توليد كننده سكورين يعني hsecurin بودند ، فعاليت طبيعي سپاراز و برش مؤثر Scc1 وجود داشت

مطالب

گروهی از محققان بین المللی جهش ژنی را شناسایی کرده اند که موجب اختلال در حرکت چشم می شود.

به گزارش پايگاه زيست شناسي ايران بنقل از باشگاه خبرنگاران دانشجویی ایران "ایسکانیوز"، این جهش ژن باعث به وجود آمدن سندرم دوئن(Duane) ودر نتیجه محدود شدن حرکت چشم می شود.
سندرم دوئن ،یک اختلال حرکتی چشم است که در رشد عصب های چشم تاثیر می گذارد و بیمارانی که به این سندرم مبتلا شوند در حرکت چشم به سمت گوش ها وبینی دچار اختلال می شوند.
پژوهشگران برای جدا کردن سندرم دوئن ،DNA را که از بزاق دهان ویا خون اعضای چندین خانواده گرفته بودند مورد مطالعه قرار داده اند. آنان جهشی را در ژن CHN1 کشف کردند . این ژن مولکول سیگنالی را می پوشاند و باعث نقص در رشد عصب می شود.
پژوهشگران اظهار کردند :این یافته های جدید نشان می دهد ،بسیاری از اختلالات حرکتی بر اثر گسترش نقص های عصبی درمردمک چشم به وجود می آید.
سندرم دوئن معمولا باعث مشکلات بینایی می شود.این وضعیت در اکثر بیماران در 10 سالگی شناسایی می شود و اغلب در زنان در چشم چپ آنان شایع است. طبق گزارشات حدود 500 هزار نفر در جهان به این بیماری مبتلا هستند.
محققان خاطر نشان کردند ،این یافته ها می تواند تاثیر بسزایی در درمان اختلالات چشم داشته باشد.

عکس های ؟؟؟؟

انواع نشانگر ها

تاريخچه RFLP ‌
RFLP‌‌‌‌ اولين‌ بار در سال‌ 1974 به‌ عنوان‌ يك‌ ماركر ژنتيكي‌ توسطGrodzicker ‌ و همكاران براي‌ تعيين‌ جهش‌ در ويروس‌ به‌ كار گرفته‌ شد. استفاده‌ ازRFLPبه‌ عنوان‌ ماركر بيماري‌ ژنتيكي‌اولين‌ بار توسطKon ‌و Dozy (1974) براي‌ آناليز بيماري‌ كم‌ خوني‌ داسي‌ شكل‌ به‌ كار گرفته‌ شد.Botstein و همكاران‌ 1980تئوري‌ پايه‌ اين‌ روش‌ را براي‌ نقشه‌يابي‌ ژنهاي‌ مرتبط‌ با بيماري‌ درانسان‌ مطرح‌ كردند. Southern روش‌ انتقال‌ الگويDNA ‌ و پروب‌ (كاوشگر) از ژل‌ به‌غشاء نيتروسلولزي‌ درRFLPرا ابداع‌ كرد.
Backman‌‌‌‌ (1986) براي‌ اولين‌ بار استفاده‌ از اين‌ نشانگر را مطرح‌ نمود. كاربردهاي‌ مهم همچون‌ نقشه‌يابي‌ و دستكاري‌ مكانهاي‌ ژنهاي‌ كنترل‌ كننده‌ صفات‌ كمي‌ با استفاده‌ ازRFLPدر سال‌1983 توسطBackman‌ وSoller بيان‌ گرديد. با گسترش‌ كاربرد اين‌ نشانگر قدرتمند چند ژن‌ يا ژنوم‌آناليز شدند تعدادي‌ از گونه‌هاي‌ دام‌ چون‌ گاو، گوسفند، بز، اسب، خوك‌ و جوجه‌ نيز با استفاده‌ از اين‌نشانگر آناليز شدند

كليات‌ تكنيك‌
‌‌‌‌مشخص‌ شده‌ است‌ كه‌ ژنوم‌ موجودات‌ به‌ طور طبيعي‌ داراي‌ تفاوتهائي‌ در رديف‌ بازهاي‌ خطي مي‌باشند اين‌ تغييرات‌ طبيعي‌ كه‌ سبب‌ گوناگوني‌ در افراد يك‌ جمعيت‌ مي‌شود چند شكلي‌ ژنتيكي‌نام‌ دارد. اگر اين‌ چند شكلي‌ در رديف‌ بازهايDNA ‌ در جايگاه‌ شناسائي‌ آنزيم‌ محدودكننده‌ ايجادشده‌ باشند به‌ راحتي‌ قابل‌ رديابي‌ استRFLP . وجود الگوهاي‌ غيريكسان‌ است‌ كه‌ بر اثر هضم‌آنزيمي‌ يك‌ ناحيهِ خاص‌ ازDNA بوسيلهِ آنزيمهاي‌ محدود كننده‌ مشخص‌ مي‌شود. اين‌ الگوهاي‌غيريكسان‌ به‌ علت‌ تفاوتDNA ‌ بسته‌ به‌ حضور يا عدم‌ حضور جايگاه‌ آنزيمهاي‌ محدود كننده‌بوجود مي‌آيد اين‌ الگوها را به‌ دو شكل‌ مي‌توان‌ مشخص‌ كرد .
- هضم‌ آنزيمي‌ و سپس‌ الكتروفوز و استفاده‌ از لكه‌گذاري‌ ساترن
PCR فطعه‌ مورد نظر و هضم‌ آنزيميRFLP‌‌‌‌ مستقيما روي‌ تظاهر ژن‌ از طريق‌ تغيير در شكل‌گيريmRNA ‌و ميزان‌ و تعداد نسخه‌برداري‌ تاثير مي‌گذارد.

آنزيمهاي‌ محدودگر
‌‌‌‌آنزيمهاي‌ برشي‌ دسته‌اي‌ از آنزيمهاي‌ آندو نوكلئاز به‌ شمار مي‌روند كه‌ يك‌ رديف‌ اختصاصي از بازها را در درون‌ مولكولDNA ‌ دو رشته‌اي‌ شناسائي‌ مي‌كنند .
‌‌‌‌در سال‌ 1970 سويه‌هاي‌ معيني‌ از باكتري‌ كه‌ قادرندDNA خارجي‌ را كه‌ وارد سلول‌ آن شده‌ تجزيه‌ كنند، كشف‌ گرديد. چون‌ با اين‌ آنزيمها، سويه‌هاي‌ ويژه‌اي‌ از باكتري‌ قادر بودند كه‌ آلوده‌كنندگي‌ فاژ يا ويروس‌ را كاهش‌ دهند و در واقع‌ زمان‌ ميزباني‌ باكتري‌ را محدود كنند به‌ اسم‌ آنزيم‌محدودگر ناميده‌ مي‌شذتد. به‌ دليل‌ اهميت‌ اين‌ پديده‌ و نقش‌ كليدي‌ آن‌ در پيشرفت‌ ملكولي‌ كاشفين‌اين‌ آنزيمهاي‌ محدودگر سه‌ نفر به‌ اسم‌ آلبر(Albet) )، اسميتSmith)) ‌)، ناتنز (Nathan)بودند كه‌ موفق‌ به‌ دريافت‌ جايزهِ نوبل‌ شدند ‌‌‌‌در بيشتر مواقع‌ توالي‌ شناخته‌ شده‌ اين‌ آنزيمها يك‌ پاليندروم‌ است‌ كه‌ معمولاإ شامل‌ چهار شش‌ جفت‌ باز داراي‌ تقارن‌ دو طرفي‌ است، يعني‌ از چپ‌ و راست‌ به‌ يك‌ صورت‌ خوانده‌ مي‌شود.
‌‌‌‌زماني‌ كه‌ يك‌ آنزيم‌ برشي‌ بهDNA ‌ اضافه‌ مي‌شودDNA از بسياري‌ از مكانها كه‌ از آنها قبلاعنوان‌ سايت‌ برشي‌ ياد شد، شكاف‌ برمي‌دارد و در اصط‌لاح‌ هضم‌ مي‌شود. حاصل‌ فرآيند هضم،تعدادي‌ قطعه‌ است، در ذيل‌ چند مثال‌ از آنزيمهاي‌ برشي‌ آورده‌ شده‌ است:
‌‌‌‌در روشRFLP ‌ ابتدا نمونه‌اي‌ ازDNAرا با يكنوع‌ آنزيم‌ برشي، هضم‌ مي‌كنند كه‌ در نتيجه تعداد زيادي‌ قطعه‌ با طول‌ متفاوت‌ بدست‌ مي‌آيد، سپس‌ اين‌ قطعات‌ با استفاده‌ از ژل‌ آگارز ازهمديگر جدا مي‌شوند شناسائي‌ وتشخيص‌ يك‌ قطعه‌خاص‌ با استفاده‌ از كاوشگرها امكانپذير است‌كه‌ اين‌ عمل‌ با استفاده‌ از تكنيك‌ ديگري‌ تحت‌ عنوان‌ لكه‌گذاري‌ ساترن صورت‌ مي‌گيرد.

پروب‌ يا كاوشگر
‌‌‌‌قطعهِ خاصي‌ ازDNAرا كه‌ متعلق‌ به‌ توالي‌ از يك‌ ژن‌ خاص‌ ياcDNA مي‌باشد، بوسيله آنزيمهاي‌ برشي‌ خاص‌ هضم‌ و قطعات‌ حاصل‌ در حاملهايي‌ پلاسميد كه‌ توسط‌ همان‌ آنزيم‌محدودگر برش‌ داده‌ شده‌اند جاگذاري‌ مي‌شود. اين‌ پلاسميدها جهت‌ تكثير و نگهداري‌ به‌ باكتريهاي‌آزمايشگاهي‌ كه‌ اغلب‌ اشريشا كلي‌ هستند منتقل‌ مي‌شوند. كلونهاي‌ ياد شده‌ توسط‌ راديو ايزوتوپها يامواد شيميايي‌ چون‌ بيوتين‌ نشاندار مي‌شود. در صورت‌ وجود همگني‌ رديف‌ بازي‌ مشابه‌ بين‌ پروب‌وDNA هضم‌ شده‌ اتصال‌ بين‌ اين‌ دو برقرار خواهد گرديد.

لكه‌گذاريSouthern‌‌ ‌
‌‌‌‌براي‌ انجام‌ عمل‌ هيبرايداسيون‌ لازم‌ است‌ كه‌ علاوه‌ بر قطعه‌ كاوشگر، قطعاتDNA ‌هضم شده‌ نيز تك‌ رشته‌اي‌ شوند لذا ابتداDNA روي‌ ژل‌ آگارز كه‌ حاوي‌ قطعات‌ هضم‌ شده‌ است‌ درمحلولهاي‌ قليائي‌ مثل‌ اوره‌ يا فرمالدئيد يا هيدروكسيدسديم‌ تك‌رشته‌ مي‌نمايند. سپس‌ صفحه‌اي‌ ازغشاء نيترو سلولزي‌ را روي‌ قسمت‌ فوقاني‌ ژل‌ قرار داده‌ و روي‌ آن‌ غشاء مقداري‌ كاغذ جاذبه‌ الرطوبه‌مي‌گذارند محلول‌ بافر تانك‌ الكتروفوزر بوسيله‌ فشار اسمزي‌ كاغذ فوقاني‌ بالا كشيده‌ مي‌شود و حين‌عبور از ژل‌ به‌ غشاء نيترو سلولزي‌ كه‌ داراي‌ بار مثبت‌ است‌ منتقل‌ مي‌گردد. با تسهيل‌ عمل‌هيبريداسيون‌ بين‌ كاوشكر و قطعاتDNA ‌ هضم‌ شده‌ در معرض‌ پروب‌ نشاندار راديواكتيو در نقاطي‌كه‌ همولوژي‌ وجود دارد هيبريد مي‌گردد. قطعاتي‌ كه‌ هيبريداسيون‌ در آنها صورت‌ نگرفته‌ است‌ ازمحيط‌ شسته‌ مي‌شوند و سپس‌ از غشاي‌ نيترو سلولزي‌ در مجاورت‌ فيلم‌ عكاسي‌ اتوراديوگرافي‌بعمل‌ مي‌آيد پس‌ از ظهور و ثبوت‌ فيلم‌ قطعات‌ ويژه‌اي‌ ازDNA كه‌ با پروب‌ هيبريد هستند به‌صورت‌ يك‌ باند مرئي‌ ديده‌ مي‌شود شكل‌ زير مراحل‌ انجام‌ لكه‌گذاريSouthern ‌ را نشان‌ مي‌دهد.مزايايRFLP ‌ عبارت‌ است‌ از موارد زير مي‌باشد:
- تحت‌ تاءثير محيط‌ نيست‌ و صددرصد ژنتيكي‌ است‌
- همبارز است‌
- تكرار پذيري‌ آن‌ بالاست‌

PCR-RFLP) PBR)
‌‌‌‌در روش‌ دومRFLP ‌، ابتدا قطعه‌ حاوي‌ جايگاه‌ چند شكلي‌ را با واكنش‌ زنجيرهِ پلي‌مراز واستفاده‌ از دو پرايمر مخصوص‌ كه‌ به‌ همين‌ منظور طراحي‌ شده‌ تكثير مي‌نمايند و پس‌ از هضم‌آنزيمي، الكتروفوز مي‌كنند. درPBR جهشهائي‌ از نوع‌ نقطه‌اي‌ و حذف‌ و اضافه‌ كه‌ باعث‌ تغيير درسطح‌ قطعه‌ آنزيمي‌ مي‌گردند قابل‌ تشخيص‌ است‌

‌‌فرق‌ لكه‌گذاري‌ ساترن وPBR
‌‌‌‌در RFLPساترن تنوعDNA‌در داخل‌ يك‌ منطقهKb ‌30 محصور توسط‌ پروب‌ تعيين مي‌گردد در حاليكه‌ درPBR تنوع‌ در داخل‌ منطقه‌اي‌ كه‌ از دو طرف‌ به‌ پرايمر ختم‌ شده‌ تعيين‌مي‌شود اين‌ ناحيه‌ معمولاKb2-0.5است. علاوه‌ بر اين‌ درPBRمزايائي‌ چون‌ سادگي، سرعت‌زياد، عدم‌ نياز به‌ مواد راديواكتيو و تكرارپذيري‌ بالا مطرح‌ مي‌باشد
‌‌‌‌ميزان‌ پلي‌مورفيسم‌ و تعداد آللها درPBR كمترازRFLPساترن مي‌باشد عباسي‌ (1376)نشانگرPBRبراي‌ تشخيص‌ پلي‌مورفيسم‌ در ژن‌ هورمون‌ رشد گاوهاي‌ هلشتاين‌ استفاده‌كرد Aggrey‌‌‌‌و همكاران‌  1999 از ماركرPBR براي‌ تشخيص‌ پلي‌ مورفيسم‌ در ناحيهِ مجاور ژن‌ گيرنده‌ هورمون‌ رشد در گاوهاي‌ هلشتاين‌ كانادا استفاده‌ نمودند و الگوهاي‌ باندي‌ مختلفي‌ را درروي‌ ژل‌ مشخص‌ نمودند

PCR-SSCP
‌‌‌‌اين‌ روش‌ در سال‌ 9891 ابداع‌ شد. زماني‌ كهDNA‌دو رشته‌اي‌ در روي‌ ژل‌ الكتروفوز حركت داده‌ مي‌شود. حركتDNA ‌ به‌ اندازه‌ قطعه‌ بستگي‌ دارد بطوريكه‌ مولكولهاي‌ كوچك‌ از منافذ ژل‌ به‌آساني‌ عبور مي‌كنند. در الكتروفوزSSCPابتدا از يك‌ مادهِ دناتوره‌ كننده‌ (واسرشت‌ كننده) مانند اوره‌براي‌ تبديلDNA ‌ دو رشته‌اي‌ به‌ تك‌ رشته‌اي‌ استفاده‌ مي‌شود.
‌‌‌‌در هنگام‌ راندنDNA ‌ تك‌ رشته‌ در ژل، اثر متقابل‌ داخل‌ مولكولي‌ روي‌ مي‌دهد. به‌ عبارت ديگرDNA رشته‌ قادر است‌ در بخشهائي‌ با خود باند تشكيل‌ دهد بنابراين‌ حركت‌ مولكولها دراين‌ حالت‌ بيشتر به‌ ساختار مولكوليDNA‌ تك‌ رشته‌ نيز وابسته‌ است‌ (ساختمان‌ سوم)
‌‌‌‌ساختمان‌ سوم‌ در قطعه‌ تك‌ رشته‌ وابسته‌ به‌ توالي‌ كل‌ قطعه‌ است‌ اگر جهش‌ در تواليA ‌ رخ‌ دهد ساختار قطعه‌ تغيير مي‌يابد. اگر پلي‌ مورفيسم‌ در قسمت‌ آغازين‌ محصولPCR ‌ باشدشناسائي‌ آن‌ باSSCP بسيار راحت‌تر است.

PCR-DGGE
DGGE‌‌‌‌ يكي‌ از روشهاي‌ مناسب‌ براي‌ آشكار سازي‌ جهشها است. اين‌ روش‌ بررسي فرآورده‌هاي‌ زنجيره‌ پلي‌مراز صورت‌ مي‌گيرد. در صورتيكه‌ قطعات‌ رشتهDNA ‌در يك‌ نوكلئوتيد باهم‌ متفاوت‌ باشند، الگوي‌ واسرشت‌ شده‌ متفاوتي‌ را نشان‌ مي‌دهند. در اين‌ روش‌ دو نمونهDNA ‌ دردو ستون‌ جداگانه‌ از يك‌ ژل‌ پلي‌اكريلاميد كه‌ داراي‌ نسبتي‌ از غلظت‌ ماده‌ واسرشت‌ كننده‌ (معمولافرماميد) است، مورد الكتروفورز قرار مي‌گيرد. وقتي‌ مولكولها به‌ سطح‌ بحراني‌ دناتوره‌ مي‌رسند، دورشتهDNA ‌ شروع‌ به‌ جدا شدن‌ مي‌كنند در اين‌ حالت‌ كاهش‌ معني‌داري‌ در حركت‌ قطعات‌ ايجادمي‌شود. اين‌ نقطه‌ به‌ عنوان‌ نقطه‌ ذوب‌ عمل‌ مي‌كند و باعث‌ تاءخير در حركت‌ مولكولDNA ‌ جهش‌يافته‌ نسبت‌ به‌ فرم‌ وحشي‌ مي‌گردد
DGGE‌‌‌‌ به‌ مواد راديواكتيو و مواد شيميائي‌ سمي‌ احتياج‌ ندارد ولي‌ ابزار پيشرفته‌مي‌خواهد درصد تعيين‌ موتاسيون‌ در اين‌ روش‌ خيلي‌ نزديك‌ به‌ 100% است. نوع‌ مشابه‌اي‌ از اين‌روشTGGEمي‌باشد كه‌ در آن‌ از حرارت‌ بجاي‌ غلظت‌ مواد شيميائي‌ در ژل‌ استفاده‌ مي‌شود. شكلهاي‌ پيوست‌ چگونگي‌ انجام‌ تكنيكDGGE ‌ را نشان‌ مي‌دهد.‌‌‌‌بهترين‌ طول‌ قطعات‌ برايDGGE ‌بينbp ‌150-1500مي‌باشد. براي‌ واسرشت‌ شدن‌ كامل قطعات‌ حاصل‌ از زنجيرهِ پلي‌مراز از يك‌ ناحيه‌ حاوي‌ بالاترين‌ دماي‌ ذوب‌ مصنوعي‌ به‌ نام‌GC-clamp استفاده‌ مي‌شود نمونه‌اي‌ از استفاده‌ از ماركرDGGEراي‌ يافتن‌ پلي‌ مورفيسم‌ دراگزون‌ ده‌ گيرندهِ هورمون‌ رشد توسط‌ جيGe و همكاران‌ (1999) انجام‌ شده‌ است‌

PCR-ARMS
‌‌‌‌روشARMS ‌ روش‌ سريعي‌ براي‌ تعيين‌ جهشهاي‌ نقطه‌اي‌ و حذف‌ و اضافه‌ها است. اين‌ روش‌ اولين‌ بار توسطNewton ‌ و)Groham 1994 (براي‌ آناليز بازهاي‌ متفاوت‌ دروالدين‌ حاوي‌ كمبود آنتي‌ترپيسين‌ و همچنين‌ براي‌ تشخيص‌ والدين‌ ناقل‌ بيماري‌ سيستيك‌فيبروزيس‌ و بتاتالاسمي‌ بكار گرفته‌ شد.
‌‌‌‌اين‌ تكنيك‌ براساس‌ طراحي‌ پرايمرهاي‌ اختصاصي‌ آللها درPCRمي‌باشد. براي‌ تشخيص يك‌ جهش‌ ويژه، دو پرايمر كنترل‌ در نزديكي‌ محل‌ موتاسيون‌ براي‌ اطمينان‌ از عمل‌ صحيحPCR ‌ طراحي‌ مي‌شود. براي‌ تكثير منطقهِ حاوي‌ جهش‌ نيز يك‌ پرايمر مشترك‌ براي‌ الل‌ موتانت‌ و وحشي‌طراحي‌مي‌گردد. دو پرايمر باقي‌ مانده‌ همان‌ پرايمرهايARMS‌ مي‌باشد كه‌ باز َ3 آنها به‌ترتيب‌ مكمل‌ توالي‌ الل‌ موتانت‌ و الل‌ وحشي‌ هستند. چنانچه‌ پرايمرARMSداراي‌ َ3 مكملDNA ‌الگو بود، همراه‌ با پرايمر مشترك‌ قطعه‌ ما بين‌ دو پرايمر تكثير مي‌گردد و ما در روي‌ ژل‌ دو باند رامشاهده‌ مي‌نمائيم.
‌‌‌‌اگر پرايمرARMSداراي‌ َ3 مكملDNA ‌ الگو نبود، فقط‌ يك‌ باند در روي‌ ژل‌ كه‌ حاصل‌ تكثيرمنطقه‌ بين‌ دو پرايمر كنترل‌ مي‌باشد، مشاهده‌ مي‌گردد. زيرا انتهاي‌ َ3 ناجور جفت‌ شدگي‌ دارد وباعث‌ جلوگيري‌ از عمل‌ پلي‌ مراز به‌ جهت‌ دور شدن‌ َ3 آغازگر ازDNA مي‌شود آقائي‌(1376) اولين‌ بار در ايران‌ از اين‌ نشانگر براي‌ شناسائي‌ جهشهاي‌ ژن‌ كاپاكازئين‌ در گاوهاي‌ بومي‌ايران‌ استفاده‌ نمودند

AFLP
Zabeau‌‌‌‌ و همكاران-‌ 1993روش‌ جديدي‌ را تحت‌ عنوان‌ تكثير قطعات‌ برش‌ يافتهِ انتخاب ابداع‌ كردند كه‌ حاصل‌ آنAFLP ‌است. اين‌ روش‌ تركيبي‌ ازPCR وRFLPمي‌باشد. درسال‌1995،Vosو همكاران‌ از اين‌ روش‌ براي‌ انگشت‌ نگاري‌ ژنومهائي‌ كه‌ از لحاظ‌ چند شكلي‌ در طول‌قطعات‌ حاصل‌ از هضم، بسيار بهم‌ نزديك‌ بودند استفاده‌ نمودند

مزايايAFLP ‌
نياز به‌ پروب‌ ندارد
دماي‌ اتصال‌ پرايمر به‌ الگو بسيار بالاست‌
معمولا غالب‌ است‌ و زماني‌ همبارز است‌ كه‌ سايت‌ برشي‌ پلي‌ مورفيك‌ كاملا داخل‌ قطعه‌باشد

ريزماهواره‌ها
‌‌‌‌واژه‌ ريزماهوار در سال‌ 1985 بوسيلهJeffery ‌ مطرح‌ گرديد و مفهوم‌ آن‌ تواليهاي‌ كوتاه‌ تكرارشونده‌ در ژنوم‌ موجودات‌ مي‌باشد. ريزماهواره‌ها توزيع‌ وسيعي‌ را در اكثر گونه‌هاي‌ مهره‌داران‌ به‌خود اختصاص‌ داده‌اند معمولترين‌ تكرارها در ژنوم‌ پستانداران، تكرارهاي‌ دو نوكلئوتيدي‌CA)n و(CT)n وdG - dT)n ) مي‌باشد.
‌‌‌‌تعداد باز موجود در هر رديف‌ تكرار شونده‌ ممكن‌ است‌ دو، سه، چهار يا حتي‌ بيشتر با براي‌ طراحي‌ پرايمر از خود اين‌ نوكلئوتيدهاي‌ تكراري‌ استفاده‌ مي‌شود.
‌‌‌‌كاربرد ميكروساتليتها به‌ عنوان‌ آغازگر اولين‌ بار توسط‌ ليكفدت‌ و همكاران‌ بحث‌ شده‌ است چون‌ ميكروساتليت‌ها چند شكلي‌ بالائي‌ دارند مي‌توانند به‌ آساني‌ درPCRرديابي‌ شوند. ‌‌‌‌نقشه‌يابي‌ ژن‌ با اين‌ ماركر در گونه‌هائي‌ مانند گاو كه‌ بيش‌ از 400ميكروساتليت‌ شناخته‌ شدهدارد، سريعتر صورت‌ خواهد گرفت‌ ‌‌در حالي‌ كه‌ هر دو الل‌ يك‌ مكان‌ ژني‌ را مي‌توان‌ باRFLPمورد تجزيه‌ قرار داد، در ميكروساتليت‌بندرت‌ مي‌توان‌ تعيين‌ كرد يك‌ قطعه‌ خاص‌ در حالت‌ هموزيگوت‌ يا هتروزيگوت‌ بوجود آمده‌ است.
از ميكروساتليت‌ براي‌ كشف‌ اشتباهات‌ موجود در ثبت‌ والدين‌ براي‌ نتاج‌ در مراكز اصلاح‌ نژاداستفاده‌ مي‌شود و در پيش‌بيني‌ ارزشها اصلاحي‌ بكار گرفته‌ مي‌شود. بعضي‌ از مشكلات‌ استفاده‌ ازماهواركها به‌ شرح‌ زير است.
‌‌‌‌عمليات‌ شناسائي‌ ريز ماهواره‌ها، تعيين‌ توالي‌ بازي‌ آنها و طراحي‌ و ساخت‌ آغازگرها
تهيه‌ نقشه‌ ژنتيكي‌ بسيار پيچيده‌ بوده‌ و مستلزم‌ صرف‌ وقت‌ و هزينه‌ فوق‌العاده‌ است.
‌‌‌‌به‌ علت‌ پلي‌مورفيسم‌ زيادتر از حد ريز ماهواره‌ها كاربرد آنها فقط‌ در رده‌بندي‌هاي‌ درون گونه‌اي‌ پيشنهاد مي‌گردد Lucy و همكاران‌ (1998) از اين‌ ماركر براي‌ بررسي‌ پلي‌مورفيسم‌ در ناحيه‌ پيش‌بر(پروموتور) ژن‌ گيرندهِ هورمون‌ رشد استفاده‌ نمودند

STS وALP
‌‌‌‌وجود اختلاف‌ در اندازهِ قطعات‌ حاصل‌ ازPCR كه‌ در آن‌ دو پرايمر هدفمند از توالي‌ ژن بكار رفته‌ است‌ راALP گويند. اين‌ اختلاف‌ بيانگر وقوع‌ پديده‌ حذف‌ يا اضافه‌ شدن‌ اين‌ نشانگراست‌ كه‌ اولين‌ بار بوسيله Olson ‌(1989) مطرح‌ گرديد.‌‌‌‌براي‌ مشاهده‌ پلي‌ مورفيسم‌ از نوع‌ حذف‌ و اضافه‌ در ALP لازم‌ است‌ كه‌ حداقل‌ 10 جفت‌ بازدر اين‌ نوع‌ جهش‌ شركت‌ داشته‌ باشند.

نشانگرRAPD
‌‌‌‌در سال‌ 1990 دو گروه‌ تحقيقاتي‌ همزمان‌ روشي‌ را براي‌ سنجش‌ ميزان‌ چند شكلي ابداع‌ كردند يك‌ گروه‌ در شركت‌ دوپونت كه‌ روش‌ خود راRAPD ناميدند و گروه‌ ديگر در موِسسه‌تحقيقات‌ زيست‌ شناسي‌ كاليفرنيا كه‌ روش‌ خود را واكنش‌ زنجيرهِ پلي‌ مراز با پرايمر تصادفي‌Arbitrarily Primed PCR ناميدند.‌‌‌‌در اين‌ روش‌ يك‌ آغازگر چند نوكلئوتيدي‌ كوتاه‌ كه‌ بطور تصادفي‌ از تواليهاي‌ بازيA ‌ انتخاب‌ شده‌ است‌ در مجاور ساير مواد لازم‌ براي‌ تكثير درPCR قرار مي‌گيرد. در اين‌ تكنيك‌ چندشكلي‌هايDNA ‌ يا از اختلافات‌ موجود در تواليDNA ‌ در مكانهاي‌ اتصال‌ آغازگر يا از طريق‌دگرگونيهائي‌ كه‌ در اثر اضافه‌ شدن‌ و حذف‌ و انورسيون‌ در نواحي‌ تكثير شده‌ روي‌ داده‌ است‌مشاهده‌ مي‌گردد.‌‌‌‌‌‌اگر مكانهاي‌ اتصال‌ آغازگر روي‌ دو رشته‌ الگو، در فاصلهِ مناسبي‌ قرار گرفته‌ باشند،DNA پليمراز قادر به‌ طي‌ كردن‌ فاصله‌ دو پرايمر اتصالي‌ خواهد بود. در اين‌ روش‌ بطور كلي‌ ازآغازگرهائي‌ با طول‌ 9-10نوكلئوتيد با حداقل‌ محتواي‌ 50 GC%استفاده‌ مي‌شود.
‌‌‌‌ماركرRAPDيك‌ ماركر غالب‌ است‌ و در آن‌ ژنوتيپ‌ افراد هتروزيگوت‌ رانمي‌توان‌ تشخيص داد. اين‌ مسئله‌ باعث‌ كم‌ ارزش‌ شدن‌ آن‌ درF2شده‌ است‌ ‌‌‌‌كاربردRAPDدرگونه‌هاي‌ پستاندار محدوداست‌ وكمتر درمطالعات‌ حيواني‌ استفاده‌ مي‌شودعلاوه‌بر غالبيت، دماي‌ اتصال‌ پايين‌ به‌ علت‌ كوتاهي‌ پرايمرها احتمال‌ وقوع‌ اتصالات‌ اشتباهي‌ را بالامي‌برد. ميرحسيني‌ و همكاران‌ (1374) از ماركرRAPDبراي‌ تعيين‌ چند شكلي‌ در لاين‌هاي‌ كرم‌ابريشم‌ ايران‌ استفاده‌نمود
‌‌‌‌آزادي‌ (1378) با استفاده‌ از اين‌ ماركر فاصله‌ ژنتيكي‌ پنج‌ نژاد گوسفند ايراني‌ را بررسيكرد (3). ولي‌الهي‌ و همكاران‌ (1379) ازماركرRAPD اولين‌ بار براي‌ مطالعه‌ گونه‌اي‌ برخي‌ باربوس‌ماهيان‌ ايران‌ استفاده‌ نمودند

DAF
‌‌‌‌در سال‌ 1991 اين‌ تكنيك‌ توسطCaetano-Anolles ‌ پيشنهاد شده‌ است. اين‌ نشانگر از نظراصول‌ مشابه‌ با روشRAPD ‌ مي‌باشد و تفاوتهاي‌ آن‌ با روشRAPD ‌ در طول‌ آغازگر، سيكل‌حرارت‌ مورد استفاده‌ درPCR ، نوع‌ ژل‌ و رنگ‌ آميزي‌ مي‌باشد.

SCAR
Michelmore‌‌‌‌ و همكاران‌ (1993) نوع‌ جديدي‌ از نشانگرهاي‌ مولكولي‌ را كه‌ از روش RAPD مشتق‌ شده‌ بود و مشكلات‌ مربوط‌ به‌ آنها را نداشت‌ ابداع‌ نمودند.‌‌‌‌در اين‌ روش‌ قطعات‌ حاصل‌ ازRAPDرا كلون‌ و تعيين‌ توالي‌ مي‌كنند و در مرحله‌ بعد آغاز24وكلئوتيدي‌ را كه‌ مكمل‌ انتهاي‌ قطعهِ توالي‌ يابي‌ شده‌ مي‌باشد را طراحي‌ مي‌نمايند. وقتي‌ اين‌آغازگر باDNA الگوي‌ اصلي‌ درPCRبه‌ كار رود يك‌ مقرر ژني‌ كه‌ اصط‌لاحاإ اسكار(SCAR)ناميده‌مي‌شود تكثير مي‌شود

منبع : كتاب مهندسي ژنتيك، ترجمه دكتر منصور مشرقي و پرهام جبارزاده

نگاهی به ادبیات

-در بيت «گفتم ببينمش مگرم درد اشتياق ساكن شود بديدم و مشتاق‌تر شدم» ضمير «م» در مگرم، متعلق به كدام واژه است.

الف)درد

ب)اشتياق

ج)مگر

د)شود

2-كدام گزينه عنصر اصلی حماسه است.

الف)قهرمانی بودن

ب)ملی بودن

ج)داستانی بودن

د)خارق‌العاده بودن

3-در بيت «نخستين بار گفتش كز كجایی / بگفت از دار مُلك آشنایی» منظور از دارالملك آشنایی چيست.

الف)كشور همسايه

ب)پايتخت عشق

ج)قبيله دوست

د)سرزمين محبوب

4-همه منظومه‌ها جز منظومه …………… از آثار حماسي طبيعي است.

الف)اديسه، هومر

ب)انه‌ايد، ويرژيل

ج)شاهنامه، فردوسي

د)گرشاسب‌نامه، اسدی‌توسی

5-در عبارت «به دار ظيف اميری از امرای حيّی نزول كردم، سياهی ديدم مغلول و مسلسل، مرا گفت اين، غلامي است حاری كه صوتی خوش دارد.» املای چند واژه نادرست است.

الف)يك

ب)دو

ج)چهار

د)سه

6-اگر بيت «داد معشوقه به عاشق پيغام / كه كند مادر تو با من جنگ» اولين بيت يك منظومه باشد قالب آن چيست.

الف)رباعی

ب)قطعه

ج)غزل

د)مثنوی

7-كدام گزينه برای سرودن مطالب بلند و داستان‌های طولانی مناسب است.

الف)قصيده

ب)ترجيع‌بند

ج)قطعه

د)مثنوی

8-مبتكر فن مناظره در زبان فارسی كيست.

الف)پروين اعتصامی

ب)اسدی

ج)نظامی

د)هاتف اصفهانی

نکته هایی از فصل 1پیش

چند نکته از فصل اول

 

×اولين اظهارنظر را در مورد چگونگي فعاليت ژن ها در سال 1909 يك پزشك انگليسي به نام "سرآرچيبالد گرو" مطرح كرد. در آن زمان ژن واژه جديدي بود كه هيچكس در مورد ماهيت شيميايي و ساختمان آن اطلاعاتي نداشت. تصور گرو براين بود كه ژنها از طريق آنزيم فعاليت مي كنند.

×بعضي از امراض ارثي در انسان موجب نقص هاي بيوشيميايي مي شوند. براي مثال بيماري آلكاپتونوريا يك نوع بيماري ارثي (از نوع اتوزومي مغلوب) است كه ادرار افراد مبتلا به اين بيماري در مجاورت هوا سياه مي شود. علت سياه شدن وجود ماده اي در ادرار به نام هموجنتيسيك اسيد است.

 

آقاي گرو پي برو كه در افراد سالم اين اسيد وجود ندارد. چون آنزيمي به نام هموجنيتسيك اسيد اكسيداز آن را تجزيه مي كند. بنابراين در افراد بيمار ژن توليد كننده آنزيم هموجنتيسيك اسيد اكسيداز داراي نقص مي باشد و آنزيم موردنظر توليد نخواهد شد.آقاي گرو با بررسي و مشاهدات خود توانست انديشه هاي اوليه نظريه يك ژن ـ يك آنزيم را شكل دهد.

×نظريه يك ژن ـ يك آنزيم: هر ژن از طريق توليد يك آنزيم تأثير خود راعمل مي كند.

×آزمايشهايي را كه منجر به تأئيد و ارائه نظريه يك ژن ـ يك آنزيم شد دو دانشمند به نام هاي جورج بيدل و ادوارد تيتوم انجام دادند. تا زمان بيدل وتيتوم بيشتر آزمايش ها روي صفات فنوتيپي بود . مثلاً ژنهاي كنترل كننده رنگيزه در گياهان را  پژوهشگران انگليسي تحقيق كردند.

پژوهش آنان مربوط به رنگيزه آنتوسيانين موجود در گياه پامچال بوده است. در اين گياه سه ژن، هر كدام با تأثير بر رنگيزه آنتوسيانين موجب رنگهاي متفاوت در اين گياه مي شود (قرمز، صورتي، گل سرخي) . همچنين آزمايش هاي ديگري روي ژنهاي كنترل كننده رنگ چشم در مگس سركه بوده است كه اين آزمايش ها نيز فنوتيپي بوده است.

×آقاي بيدل و تيتوم جهش هابي را بررسي كردند كه برروي ژنهاي كنترل كننده واكنش هاي مهم متابوليك از قبيل توليد ويتامين و آمينواسيد بود. اين دو محقق برروي هاگهاي كپك نوروسپورا كراسا براي بررسي عمل ژن استفاده كردند.

×كپك نوروسپورا از دسته قارچ هاي آسكوميست (فصل 11 كتاب پيش دانشگاهي) مي باشد كه داراي چرخه زندگي هاپيوئيدي است. قارچ هاي آسكوميست در چرخه توليد مثل جنسي خود 8 هاگ هاپلوئيد درون هر هاگدان (آسك) توليد مي كنند. اين قارچ چون داراي سرعت توليد مثلي بالائي است در مطالعات وراثتي انتخاب مي شود.

×كپك نوروسپورا در لوله آزمايشي حاوي نمك ها، كمي شكر و يك نوع ويتامين (بيوتين؛ يكي از ويتامين هاي خانواده B) قادر به كشت دادن مي باشد. مجموع اين مواد را محيط كشت حداقل مي نامند.آقاي بيدل وتيتوم هاگهاي اين كپك را در معرض اشعه X قرار دادند به اميد اينكه تغييراتي در توانايي اين قارچ ها در ساختن موادآلي ايجاد كنند (جهش) . آنها مشاهده كردند كه بعضي از هاگهاي پرتو ديده در محيط كشت حداقل قادر به رشد نخواهند بود، ولي چنانچه مواد غذايي اضافي از قبيل اسيدها ي آمينه و ويتامين به محيط كشت حداقل اضافه مي شد اين هاگها نيز قادر به رشد بودند. البته مي دانيم هرگونه تغيير در ماده وراثتي راجهش گويند. ولي آقاي بيدل و تيتوم از جهش و چگونگي انجام آن اطلاعي نداشتند، جهش از ديدگاه آنان يعني عدم رشد كپك نوروسپورا در محيط كشت حداقل بوده است.

اين دو محقق روشي را ابداع كردند كه در اين روش به محيط كشت حداقل انواع ويتامين ها و اسيدهاي آمينه اضافه شد و يك محيط كشت كامل(غني شده) به دست آمد. هاگهاي پرتو ديده نمي توانستند در محيط كشت حداقل رشد كنند ولي درمحيط كشت كامل قادربه رشد بودند.

بعضي مواد (ويتامين ، اسيدآمينه) + محيط كشت حداقل = محيط كشت كامل

×با انجام آزمايش هاي مختلف به تدريج معلوم شد كه عملاً هر ماده اي را كه قارچ درحالت طبيعي توسط مي سازد  تحت كنترل وراثتي است و با اشعه X و يا فرا بنفش مي توان ژنها را طوري تغيير داد كه قادر به عمل نباشند.

 

آقاي بيدل و تيتوم با روش مشابهي با روش فوق تأثير جهش را درسنتز اسيدآمينه نيز پيدا كردند. جهش هاي متعددي در نوروسپورا كشف شد. گروهي از اين جهش يافته ها براي رشد نياز به آمينواسيد آرژينين داشتند. مسير بيوسنتزي براي ساخت اسيد آمينه آرژينين به قرار زير است:

 

 

                               ژن۳                        ژن۲                        ژن۱

پیش ماده X                             آرژینین         <-----    سیترولین        <----      اورنیتین        <------     

     

×پيش ماده X مربوط به محيط كشت حداقل مي باشد.

×آقاي بيدل و تيتوم مشاهده كردند كه جهش يافته هاي نيازمند به آرژينين سه دسته اند:

×در  جدول زير سه نوع جهش يافته و دليل عدم رشد در محيط حداقل را مشاهده مي كنيد.

جهش یافته	امکان رشد	دليل عدم رشد در محيط كشت حداقل
اول	محيط كشت حداقل + اورنيتين ،‌سيترولين يا آرژينين	نقص ژن 1
دوم	محيط كشت حداقل + سيترولين يا آرژينين	نقص ژن 2
سوم	محيط كشت حداقل + آرژينين	نقص ژن 3

×همانطور كه درجدول مشخص است در جهش يافته هاي اول ژن 1 نقص دارد. با نقص ژن 1 آنزيم 1 توليد نخواهد شد. عدم حضور آنزيم 1 پيش ماده (X) به محصول (اورني تين) تبديل نخواهد شد و در صورت فعال بودن آنزيم 2 و 3 ستيرولين وآرژينين نيز توليد نمي شود.

×در جهش يافته دوم ژن 2 نقص دارد. با نقص ژن 2 آنزيم 2 توليد نخواهد شد. عدم حضور آنزيم 2 اورنيتين به سيترولين تبديل نخواهد شد و درصورت فعال بودن آنزيم 3 آرژينين نيز توليد نمي شود.

×در جهش يافته سوم ژن 3 نقص دارد. با نقص ژن 3 آنزيم 3 توليد نخواهد شد. عدم حضور آنزيم 3 ، سيترولين به آرژينين تبديل نخواهد شد و آرژينين توليد نمي شود.

آیا می دانید .......