همه چيز در مورد علم ژنتیک

[Borna66]

تاريخچه علم ژنتيک



به عنوان مقدمه
دانش زیست شناسی یکی از قدیمی ترین علومی بوده که بشر به آن توجه داشته است. شواهد بسیار زیادی که طی کاوشهای باستان شناسی بدست آمده حکایت از آن دارد که انسانهای پیشین به دانش زیست شناسی توجه داشته اند و در این میان اصلاح نژاد دامها و پرورش گیاهان با باردهی بیشتر از دانش گذشتگان در مورد علم ژنتیک خبر می دهد. اما از حدود یک قرن پیش دانش زیست شناسی وارد مرحله جدیدی شد که بعدا آن را ژنتیک نامیده اند و این امر انقلابی در علم زیست شناسی به وجود آورد. در قرن هجدهم ، عده ای از پژوهشگران بر آن شدند که نحوه انتقال صفات ارثی را از نسلی به نسل دیگر بررسی کنند؛ این بررسی ها به نتیجه قابل ملاحضه ای ختم نشد. دو دلیل مهم آن عبارت بودند از آگاهی نداشتن به ریاضیات و دلیل دوم انتخاب صفاتی بود که برای پژوهش های اولیه ژنتیک مناسب نبودند.

اولین کسی که توانست قوانین حاکم بر انتقال صفات ارثی را شناسایی کند، کشیشی اتریشی به نام گریگور مندل بود که در سال 1865 این قوانین را که حاصل آزمایشاتش روی گیاه نخود فرنگی بود، ارائه کرد. این در حالی بودکه جامعه علمی آن دوران به دیدگاه ها و کشفیات او اهمیت چندانی نداد و نتایج کارهای مندل به دست فراموشی سپرده شد. و به نظر می رسید ، پرونده این دانش رو به بسته شدن است. در سال 1900 میلادی کشف مجدد قوانین ارائه شده از سوی مندل ، توسط درویس ، شرماک و کورنز باعث شد که نظریات او مورد توجه و قبول قرار گرفته و مندل به عنوان پدر علم ژنتیک شناخته شود.

در سال 1953 با کشف ساختمان جایگاه ژنها (dna) از سوی جیمز واتسن و فرانسیس کریک ، رشته ای جدید در علم زیست شناسی به وجود آمد که زیست شناسی ملکولی نام گرفت . با حدود گذشت یک قرن از کشفیات مندل در خلال سالهای 1971 و 1973 در رشته زیست شناسی ملکولی و ژنتیک که اولی به بررسی ساختمان و مکانیسم عمل ژنها و دومی به بررسی بیماری های ژنتیک و پیدا کردن درمانی برای آنها می پرداخت ، ادغام شدند و رشته ای به نام مهندسی ژنتیک را به وجود آوردند که طی اندک زمانی توانست رشته های مختلفی اعم از پزشکی ، صنعت و کشاورزی را تحت الشعاع خود قرار دهد و دیدگاه های مختلف عصر حاضر را به خود اختصاص دهد.

اساس مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی انتقال یک یا تعدادی از ژنهای یک ارگانیسم به درون خزانه ژنتیکی یک ارگانیسم دیگر است. به این ترتیب ارگانیسم جدید واجد ژنهایی خواهد شد که در گذشته فاقد آن بوده و اینک وادار می شود که در شرایط محیطی مناسب اقدام به بیان آن ژن نماید که محصول آن می تواند منجر به بروز صفت خاص و یا تولید فراورده ای شود.

مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی در چند سال اخیر توانسته منشأ خدمات ارزنده ای برای نوع بشر باشد. از مهمترین دستاوردهای این دانش می توان تأثیر آن را حیطه های مختلف از جمله صلاح نژادی حیوانات و گیاهان با هدف تولید فراورده های بیشتر، تهیه داروها و هورمون ها با درجه خلوص بالا و صرف هزینه های پایین ، درمان بیماری های ژنتیکی با ایجاد تغییرات در سلول تخم و موار متعدد دیگر اشاره کرد. تشخیص قبل از بارداری بیماری های ژنتیکی ، تشخیص صحت رابطه فرزند با پدر و مادر و همچنین تکنیک شناسایی مجرمان از روی بقایای باقی مانده از بدن ، مو و یا خون آنها از جمله توانایی های دیگر ژنتیک مولکولی است.

در نگاهی دیگر دورنمای دانش ژنتیک و بیوتکنولوژی بسیار زیبا جلوه می کند. تولید اعضای بدن از قلب گرفته تا چشم و دست و پا به صورت مجزا از طریق مهندسی ژنتیک و ارایه آنها به بانکهای اعضای بدن با هدف کمک به نیازمندان پیوند عضو ، یکی از این موارد است. به این ترتیب مشکل دفع پیوند حل خواهد شد و مخصوصاً در صورتی که عضو پیوندی از دارای خزانه ژنتیک همان فرد باشد هیچ آنتی ژن بیگانه ای نمیتواند عامل دفع عضو باشد. درمان بسیاری از بیماری های ژنتیکی مخصوصاً در دوره جنینی قابل درمان خواهد بود. هویت افراد از روی کارتهای شناسایی که بر پایه وراثت و ژنتیک آنها عمل می کند ممکن خواهد شد و مجرمان با گذاشتن کوچکترین اثر بیولوژیکی از خود مثل یک تار مو بسرعت شناسایی خواهند شد.

دنیای آینده در تسخیر دانش ژنتیک خواهد بود و برای این علم نمیتوان پایانی قائل شد. اگر چه به نظر می رسد مثل هر دانش دیگری، این علم هم می تواند ابزاری برای ارضاء حس قدرت طلبی بسیاری از سیاستمداران باشد و تا کنون شاهد جنجالهای بسیاری زیادی هم در این مورد بوده ایم. یکی از مهمترین موارد آن تولید گیاهان تراریخت و کلونینگ و همسانه سازی انسان بوده است.

گریگور مندل

گريگوري مندل كه او را پدر ژنتيك مي دانند در روستاي برنو كه اكنون جزوي از كشور چك است در خانواده اي تنگ دست و آلماني زبان متولد شد. پدر مندل، يك کشاورز بود كه حداقل سه روز در هفته براي مالك زمين در شرايطي بسيار سخت و طاقت فرسا كار مي كرد تا بالاخره روزي مالك یک زمين زراعي شد. مندل هم به پرورش درختان ميوه علاقه زيادي داشت و باغ ميوه كوچك خود را با پيوندهايي بهبود مي بخشيد كه كشيش شهر، پدر «شريبر»، در اختيارش مي گذاشت. يوهان جوان كه پس از راهب شدن گرگور مندل نام گرفت، در اين كار به پدرش كمك مي كرد. و به تدریج با باغباني و پرورش گل آشنا شد.

پدر شريبر در مدرسه دهكده تدريس مي كرد. كودكان در آن مدرسه نه تنها خواندن و نوشتن مي آموختند، بلكه با تاريخ طبيعي و علوم نيز آشنا مي شدند. مندل هم که شاگرد ممتازي بود ، درس را در همان مدرسه شرع کرد.
پدر مندل که مرد فقیری بود ، با وجود امكانات بسيار اندك، هر آنچه در توان داشت، به كار گرفت تا پسرش آينده بهتري داشته باشد. یوهان، تحصيلات ابتدايي را با موفقيت پشت سر گذاشت و براي رفتن به دبيرستان آماده شد. هر چند که رفتن به دبرستان برای خانواده یوهان بسیار سخت بود و والدين او نمي توانستند از نظر مالي كمك زيادي به او بكنند. به همین دلیل هم ، يوهان مجبور بود براي تأمين نيازهاي مالي خود كار كند. با وجود اين، او با موفقيت به تحصيل ادامه داد تا اين كه در شانزده سالگي پدر مندل در يك تصادف به شدت صدمه ديد و مجبور شد كار در مزرعه را رها كند. به اين ترتيب، يوهان بايد كليه مخارج تحصيل خود را به تنهايي فراهم مي كرد. او به خاطر كار زياد و سوء تغذيه، مريض شد. با وجود اين، دبيرستان را با موفقيت به پايان رساند و خود را براي رفتن به دانشگاه آماده كرد. از آن جا كه يوهان سرگرم تحصيل بود و نمي توانست در كار مزرعه به پدر كمك كند، آنتوان مندل ، پدر یوهان تصميم گرفت سرپرستي مزرعه را به دامادش واگذار كند. داماد نيز متعهد شد كه هنگام ورود يوهان به صومعه، مبلغی را به او بپردازد. تقريباً بلافاصله پس از اين كه قرارداد امضا شد، خواهر مندل سهم جهيزيه اش را به برادرش داد تا تحصيلات خود را تكميل كند. و در انتهاي آن سال، تمام بودجه خانواده به اتمام رسيد. در چنان شرايطي، تنها اميد خانواده، كشيش شدن يوهان بود! مندل اميدوار بود به عنوان كشيش، شغلي همچون معلمي در مدرسه پيدا كند و در اوقات فراغت به مطالعات علمي بپردازد. مندل در صومعه اي مشغول فعاليت شد كه داراي يك زيست شناس، يك ستاره شناس، يك فيلسوف و يك آهنگساز بود. طبق يك حكم سلطنتي، آنان مسئوليت تدريس مسائل ديني، فلسفي و رياضيات را بر عهده داشتند. در واقع صومعه بک دانشگاه کوچک بود.

این دانشگاه کوچک براي تكميل گروه كوچك استادانش به شاگرد جواني نياز داشت كه مايل به پيوستن به صومعه باشد. ازاين رو، مندل به توصيه استاد فيزيكش كه مندل را در رشته فيزيك بهترين مي دانست، به صومعه پيوست. چند سال بعد، مندل در يكي از يادداشتهايش چنين نوشت: «اين قدم، تغييري اساسي در زندگي ام به وجود آورد. احساس مي كنم به نقطه اي از زندگي رسيده ام كه ديگر به مبارزه تلخ براي زنده ماندن نيازي ندارم.» او ديگر نگران به دست آوردن لقمه ناني نبود و سرانجام مي توانست از نظر مالي به خانواده اش كمك كند و بخشش سخاوتمندانه خواهرش را با تأمين مخارج تحصيل پسرانش جبران نمايد.

مندل به عنوان كشيش ناحيه و كشيش بيمارستان به كار مشغول شد. اما كار در بيمارستان براي مندل مناسب نبود و مجاورت با انواع بيماريها او را بيمار كرد. به همين جهت، او براي تدريس به يكي از دبيرستان هاي ناحيه اعزام شد. اين شغل براي مندل بسيار مناسب بود. او رياضيات و ادبيات روم و يونان باستان تدريس مي كرد و بين دانش آموزان و اعضاي دبيرستان، شهرت و محبوبيت زيادي داشت.

مندل با كمك هاي صومعه توانست در دانشگاه وين تحصيل كند. او در كلاس هاي فيزيك تجربي آموخت كه چگونه مي توان به كمك مشاهده و تجربه، فرضيه ها را آزمايش كرد و به قوانين عمومي دست يافت. او به مطالعه آمار و احتمالات پرداخت و با نظريه اتمي در شيمي آشنا شد. همچنين در كلاس هاي زيست شناسي و فيزيولوژي گياهي شركت كرد تا دانش خود را در اين زمينه تكميل كند.

در زمان مندل نظريه توارث آميخته نظريه ای ببود افراد آن را پذبرفه بودند بر این اساس ، صفات فرزندان هميشه حد واسطي از صفات والدين است و طبق نظر لامارك محيط بر وراثت تاثير مي گذارد و ممكن است باعث تغيير صفات منتقل شده از والدين به فرزندان شود. مندل هم که مطالعاتی در این مورد انجام داده بود بر روی اصول وراثت کار کرد و در نهایت نظریه لامارک را را رد كرد. مندل در سال ۱۸۵۶، مطالعات معروفش را روي گياه نخود فرنگي آغاز كرد و پس از هفت سال موفق به كشف اصول اوليه وراثت شد. تمام فضايي كه او براي انجام آزمايشاتش در اختيار داشت، قطعه كوچكي از باغ صومعه بود كه ۳۵ متر طول و هفت متر عرض داشت. او با اين كه به طور تمام وقت تدريس مي كرد، هر گاه فرصتي مي يافت، به كار و آزمايش در باغچه اش مي پرداخت. نتايج آزمايش هاي او در سال ۱۸۶۵ منتشر شد.

مندل گیاه نخود را انتخاب کرد و از طریق دگر لقاحی در نخود سعی کرد که نخود هایی با صفات متقابل را با یکدگر آمیزش دهد و گیاهانی با صفات جدید را به وجود آورد. هر چند که هیچ گاه گیاهی با صفات جدید به وجود نیامد ، اما آزمایشات او به شناسایی اصول مهمی از وراثت ختم شد. آزمايشگاه مندل همان باغچه کلیسا بود و او آزمایشات خود را از سال 1856 تا 1863 بر روي گياه نخود انجام داد و با کمک دانش ریاضی احتمالات موفق شد نسبت های بیان صفات که به دو دسته غالب و مغلوب تقسیم بندی کرده بود را کشف کند که بعدها به قوانين وراثت مندل معروف شد. از آنجا که در آن زمان بسیاری از افراد با نفوذ همچنان نظریات داروین و لامارک را صحیح می پنداشتند حاضر به پذیرش نظریات او نشدند. و مندل در حالی که هنوز نتایج آزمایشات او در محفل علمی معتبری مطرح نشده بود درگذشت و این در حالی بود که حتی گروهی از فلاسفه علم اعتقاد داشتند که مندل به صورت غیر آگاهانه به نتایجی دست پیدا کرده و حتی میخواستند لقبی را که بعداً به عنوان پدر علم ژنتیک برای او انتخواب کردند را منکر شوند. مندل تا سال 1900 همچنان ناشناخته ماند تا این که در این سالها سه دانشجو به صورت جداگانه کارهای مندل را دنبال کردند و قوانین او را به تأیید رساندند. مندل قوانين حقيقي وراثت را كشف كرد، اما محيط فرهنگي اش مانع از آن شد كه ارزش كارهايش شناخته شود. كشف مجدد قوانين مندل تنها هنگامي ممكن شد كه سلسله اي از تهاجم هاي غيرمستقيم علمي تصورات قديمي را از اعتبار ساقط كرد. پژوهش های مندل بر روی حدود 28000 بوته نخود و در مدت 7 سال دنبال شد.

[Borna66]

تقسیم بندی علم ژنتیک

ژنتیک را می‌توان به سه گروه تقسیم بندی کرد.


ژنتیک پایه
ژنتیک پزشکی و انسانی
ژنتیک مولکولی

موضوعات مورد بحث در ژنتیک پایه


ژنتیک مندلی

ژنتیک مندلی یا کروموزومی بخشی از ژنتیک امروزی است که از توارث ژنهای موجود در روی کروموزوم‌ها بحث می‌کند، اما برعکس در ژنتیک غیر مندلی که به ژنتیک غیر کروموزومی نیز معروف است، توارث مواد ژنتیکی موجود در و میتوکندری ، مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد.

تغییرات نسبتهای مندلی

نسبتهای فنوتیپی مندلی در مونوهیبریدها (3:1) ، تحت تاثیر عوامل متعددی چون غالبیت ناقص ، هم بارزی ، ژنهای کشنده ، نافذ بودن و قدرت تظاهر یک ژن و چند آللی قرار می‌گیرد که نسبتهای مندلی را تغییر می‌دهد.

احتمالات

آشنایی با قوانین علم احتمالات ، از نظر درک چگونگی انجام پدپده‌های ژنتیکی ، پیش بینی فنوتیپی ، نتایج حاصله از یک آمیزش و برآورد انطباق نسبت فنوتیپی نسل اول و دوم ، با یکی از مکانیزمهای ژنتیکی دارای اهمیت فوق‌العاده‌ای می‌باشد.

پیوستگی ژنها

پدیده پیوستگی ژنها (Linkage) بوسیله سوتون ، در سال 1903 ، عنوان گردید. سوتون با بیان اینکه کروموزوم‌ها حامل عوامل ارثی (ژنها) هستند، روشن نمود که تعداد ژنها به مراتب بیشتر از تعداد کروموزوم‌ها بوده و بنابراین هر کروموزوم ، می‌تواند حامل ژنهای متعددی باشد.

جهش ژنی

موتاسیون ژنیرا در اصل ، بدن توجه به تغییرات ماده ژنتیکی ، برای بیان تغییرات فنوتیپی در جانوران یا گیاهان نیز بکار برده‌اند و بدان مناسبت ، موجودی که فنوتیپ آن در نتیجه موتاسیون تغییر می‌کند را موتان می‌گویند.

موضوعات مورد بحث در ژنتیک مولکولی

کشف ساختمان DNA

شناخت امروزی ما در مورد مسیرهای اطلاعاتی از همگرایی یافته‌های ژنتیکی ، فیزیکی و شیمیایی در بیوشیمی امروزی حاصل شده است. این شناخت در کشف ساختمان دو رشته مارپیچی DNA ، توسط جیمز واتسون و فرانسیس کریک در سال 1953 خلاصه گردید. .



http://pnu-club.com/imported/2009/04/1956.jpg

ژنها و کروموزومها

ژنها قطعاتی از یک کروموزوم هستند که اطلاعات مورد نیاز برای یک مولکول DNA یا یک پلی پپتید را دارند. علاوه بر ژنها ، انواع مختلفی از توالیهای مختلف تنظیمی در روی کروموزومها وجود دارد که در همانند سازی ، رونویسی و ... شرکت دارند.

متابولیزم DNA

سلامت DNA بیشترین اهمیت را برای سلول دارد که آن را می‌توان از پیچیدگی و کثرت سیستمهای آنزیمی شرکت کننده در همانند سازی ، ترمیم و نوترکیبی DNA ، دریافت. همانند سازی DNA با صحت بسیار بالا و در یک دوره زمانی مشخص در طی چرخه سلولی به انجام می رسد.

متابولیزم RNA

رونویسی توسط آنزیم RNA پلیمراز وابسته به DNA کاتالیز می‌شود. رونویسی در چندین فاز ، شامل اتصال RNA پلیمراز به یک جایگاه DNA به نام پروموتور ، شروع سنتز رونویسی ، طویل سازی و خاتمه ، روی می‌دهد. سه نوع RNA ساخته می‌شود.

متابولیزم پروتئین

پروتئینها در یک کمپلکس RNA پروتئینی به نام ریبوزوم ، با یک توالی اسید آمینه‌های خاص در طی ترجمه اطلاعات کد شده در RNA پیک ، سنتز می‌گردند.

تنظیم بیان ژن
بیان ژنها توسط فرآیندهایی تنظیم می‌شود که بر روی سرعت تولید و تخریب محصولات ژنی اثر می‌گذارند. بیشتر این تنظیم در سطح شروع رونویسی و بواسطه پروتئینهای تنظیمی رخ می‌دهد که رونویسی را از پروموتورهای اختصاصی مهار یا تحریک می‌کنند.

فناوری DNA نوترکیبی

با استفاده از فناوری DNA نو ترکیبی مطالعه ساختمان و عملکرد ژن بسیار آسان شده است. جداسازی یک ژن از یک کروموزوم بزرگ نیاز دارد به، روشهایی برای برش و دوختن قطعات DNA ، وجود ناقلین کوچک که قادر به تکثیر خود بوده و ژنها در داخل آنها قرار داده می‌شوند، روشهایی برای ارائه ناقل حاوی DNA خارجی به سلولی که در آن بتواند تکثیر یافته و کلنیهایی را ایجاد کند و روشهایی برای شناسایی سلولهای حاوی DNA مورد نظر. پیشرفتهای حاصل در این فناوری ، در حال متحول نمودن بسیاری از دیدگاههای پزشکی ، کشاورزی و سایر صنایع می‌باشد.



موضوعات مورد بحث در ژنتیک پزشکی و انسانی


مطالعه کروموزوم‌ها یا ژنتیک سلولی (Cytogenetics).


بررسی ساختمان و عملکرد هر ژن یا ژنتیک بیوشیمیایی و مولکولی.


مطالعه ژنوم، سازمان‌یابی و اعمال آن یا ژنومیک (genomics).


بررسی تنوع ژنتیکی در جمعیتهای انسانی و عوامل تعیین کننده فراوانی آللها یاژنتیک جمعیت.


بررسی کنترل ژنتیکی تکامل یا ژنتیک تکامل.


استفاده از ژنتیک برای تشخیص و مراقبت از بیمار یا ژنتیک بالینی.


مشاوره ژنتیکی که اطلاعاتی پیرامون خطر ابتلا به بیماری را ارائه می‌دهد و در عین حال ، حمایت روانی و آموزشی فراهم می‌کند، به حرفه بهداشتی جدیدی تکامل پیدا کرده است که در آن تمام کادر مشاغل پزشکی ، خود را وقف مراقبت از بیماران و خانواده‌های آنها می‌کنند.


علاوه بر تماس مستقیم با بیمار ، ژنتیک پزشکی ، از طریق فراهم سازی تشخیص آزمایشگاهی ، افراد و از طریق برنامه‌های غربالگری (Screening) طراحی شده برای شناسایی اشخاص در معرض خطر ابتلا یا انتقال یک اختلال ژنتیکی ، جمعیت را مراقبت می‌کند.

ارتباط ژنتیک با سایر علوم

ژنتیک علمی است جدید و تقریبا از اوایل سالهای 1900 میلادی با ظهور علوم سیتولوژی و سیتوژنتیک جنبه علمی‌تر به خود گرفته است. علم سیتولوژی با ژنتیک قرابت نزدیکی دارد و به کمک این علم می‌توان مورفولوژی ، فیزیولوژی و وظایف ضمائم مختلف یک یاخته را مورد بررسی قرار داد. سیتوژنتیک نیز بخشی از علوم زیستی است که روی کروموزوم ، ضمائم یاخته و ارتباط آن با پدیده‌های ژنتیکی بحث می‌کند و در واقع علم دورگه‌ای از سیتولوژی و ژنتیک به شمار می‌رود.

[Borna66]

رشد تسلسلی مفاهیم ژنتیکی

رشد و گسترش مفاهیم موجود در هر علم ، مبتنی بر واقعیتهایی است که به مرور زمان شناسایی و روی هم انباشته می‌شوند و به این ترتیب رشد تسلسلی آن را بوجود می‌آورند. موارد فهرست‌وار زیر بخشی از مراحل مختلف رشد این علم جوان را تشکیل می‌دهد:




توارث از صفات ویژه تمام موجودات زنده است، یعنی اینکه هر موجود زنده همانند خود را در یکی از مراحل زندگی خود تولید می‌کند.


در تولید مثل ، عامل یا عواملی از والدین به نتایج منتقل می‌شود. فقط در قرن اخیر بود که دانشمندان به واقعیت این امر پی بردند. پیشرفتهای حاصله در اصلاح تکنیکهای میکروسکوپی در قرن 19 روشن نمود که ماده‌ای از والدین به فرزند انتقال می‌یابد و از این تاریخ به بعد اعتقادات پیشینیان مبنی بر اینکه ، تولید مثل از پدیده‌های خارق‌العاده منشا می‌گیرد، مردود شناخته شد.


در داخل یک گونه تغییرات توارثی وجود دارد. با پیدایش مفاهیم و پدیده‌های تکاملی که توسط لامارک و داروین عنوان گردیدند، امکان وجود تغییرات توارثی بین گونه‌ها توجیه شد و تائید گردید که بدون تغییرات ژنتیکی ، تکامل گونه‌ها به این سادگی امکان‌پذیر نبوده است.


تغییرات ژنتیکی را می‌توان از تغییرات محیطی جدا نمود. صفات موجودات زنده که کلا فنوتیپ آن را تشکیل می‌دهند، تابعی از ترکیب ژنتیکی آنها (ژنوتیپ) و عوامل محیطی است که این موجود در آن زندگی می‌کند. تظاهر فنوتیپ ، تابع ژنوتیپ و عوامل محیطی است. این عوامل ممکن است فنوتیپ را تغییر دهند، ولی ژنوتیپ را تغییر نمی‌دهند. به عبارت دیگر ، محیط صحنه‌ای است که ژنوتیپ بازیگر آن می‌باشد و فنوتیپ نیز محصولی است که در نتیجه عمل متقابل ژنوتیپ و محیط بوجود می‌آید.


ماده‌ای که از یک نسل به نسل دیگر منتقل می‌شود، حامل کلیه اطلاعات و خصوصیات یک فرد به صورت رمز (Code) می‌باشد. در سالهای اخیر ماهیت ماده ژنتیکی شناخته شد و معلوم گردید که ماده منتقله از یک نسل به نسل دیگر DNA است که کلیه اطلاعات و خصوصیات یک فرد بالغ را به صورت رمز دارا می‌باشد.


تغییرات آنی ، نادر و غیرقابل پیش بینی شده‌ای در ماده ارثی یک موجود بوجود می‌آید، این تغییرات موتاسیون نام دارند.

[Borna66]

ژنتیک جمعیت


مقدمه

جمعیت از نظر ژنتیکی عبارت است از گروهی از موجودات یک گونه که با یکدیگر آمیزش پیدا می‌کنند. گروهی محدود از جمعیت که با هم ، آمیزش دارند، ژنتیک مندلی هم گفته می‌شوند. ژنتیک جمعیت ، شاخه‌ای از علم ژنتیک است که رفتار ، خصوصیات ، فراوانی و عمل متقابل ژنها را در یک جمعیت مندلی که دارای ذخایر ژنی مشترک هستند، بطور ریاضی بر اساس قانون تعادل هاردی _ وینبرگ ، مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌دهد.



http://pnu-club.com/imported/2009/04/1956.jpg

سیر تحولی

اختلاف نظر بین صاحبنظران در مورد نقشژنتیک در تکامل موجودات با پیدایش علم سنتتیک جدیدی به نام ژنتیک جمعیت (Population genetics) در دهه 1920 از بین رفت و متعاقبا دانشمندان مختلف از جمله هاردی ، ریاضیدان انگلیسی و وینبرگ در سال 1908 مطالعه نحوه رفتار ژنها و تغییرات فراوانی آنها در جمعیت و نقش آنها در تکامل موجودات زنده را دنبال و مهمترین قانون مرتبط با ژنتیک جمعیت را زیر عنوان قانون هاردی _ وینبرگ در اوایل این قرن پیشنهاد کردند. بطوری که به کمک این قانون می‌توان بسیاری از جنبه‌های مختلف ژنتیک جمعیت را مورد بحث قرار دارد.

ژن و سرنوشت آن

سرنوشت یک جفت ژن در یک جمعیت به چه صورت است؟ قدرت تولید مثل یک موجود که دارای ژن بخصوصی است، بستگی به فراوانی آن ژن در جمعیت ، و عواملی دیگری از جمله رابطه بین آن جمعیت و محیط دارد. بنابراین هر چند افراد حامل ژن می‌باشند، ولی سرنوشت این افراد و ژنی را که حمل می‌کنند، بستگی به جمعیت و عوامل موثر در آن دارد. جمعیت چه هاپلوئید و چه دیپلوئید و ... باشد، دارای دو صفت ویژه است: فراوانی ژنی و حوضچه ژنتیکی.




فراوانی ژنی عبارت است از نسبت آلل‌های مختلف یک ژن در جمعیت. جهت بدست آوردن فراوانی ژنی ، تعداد افرادی را که دارای ژنوتیپ‌های مختلف هستند، بدست آورده و نسبت فراوانی نسبی هر کدام از آلل‌ها را تخمین می‌زنیم. فراوانی یک ژن از فراوانی ژنوتیپ هموزیگوس نسبت به آن ژن به اضافه نصف فراوانی هتروزیگوس‌ها هم محاسبه می‌شود.


حوضچه ژنتیکی عبارت است از مجموع ژنهای موجود در گامتهای تولید شده توسط یک جمعیت. بنابراین رابطه ژنتیکی بین یک نسل با نسل دیگر شبیه رابطه ژنتیکی بین والد و نوزاد است.



http://pnu-club.com/imported/2009/04/1957.jpg

جمله بینومی http://pnu-club.com/imported/2009/04/153.png و ژنتیک جمعیت

در این جمله حروف a نماینده احتمال حدوث یک اتفاق ، b نماینده احتمال حدوث اتفاق دیگر و n نماینده تعداد اتفاقات است. جمله http://pnu-club.com/imported/2009/04/153.png را می‌توان برای بیان نسبت ژنوتیپی 1http://pnu-club.com/images/New-smile/N_aggressive%20%282%29.gif1 حاصل از تلاقی‌های مونوهیبریدی بکار برد. به جای a از حروف p و به جای b از حروف q استفاده می‌شود. از آنجایی که در یک مکان ژنی معمولا دو تا آلل وجود دارد، فراوانی آنها را در جمعیت مجموعا برابر واحد یک در نظر می‌گیرند. با توجه به اطلاعات فوق می‌توان ژنوتیپ‌های موجود در یک مونوهیبرید (http://pnu-club.com/imported/2009/04/154.png) را به صورت معادله http://pnu-club.com/imported/2009/04/155.png ، بیان نمود.

محاسبه فراوانی الل‌ها

هم بارزی یا غالبیت ناقص

در جمعیتهای انسانی دو تا الل اتوزومی M (http://pnu-club.com/imported/2009/04/156.png) و N (http://pnu-club.com/imported/2009/04/157.png) وجود دارند که می‌توانند آنتی ژن خون و نوع آن را تحت تاثیر قرار دارند. در جهت تعیین فراوانی الل‌های http://pnu-club.com/imported/2009/04/156.png و http://pnu-club.com/imported/2009/04/157.png مطالعه‌ای در مورد مهاجرین قفقازی کشور ایالات متحده به صورت زیر گزارش شده است:
http://pnu-club.com/imported/2009/04/158.pnghttp://pnu-club.com/imported/2009/04/159.pnghttp://pnu-club.com/imported/2009/04/160.pngژنوتیپ http://pnu-club.com/imported/2009/04/161.pnghttp://pnu-club.com/imported/2009/04/162.pnghttp://pnu-club.com/imported/2009/04/163.pngفنوتیپ130330391787تعداد


برای محاسبه فراوانی الل‌های http://pnu-club.com/imported/2009/04/156.png و http://pnu-club.com/imported/2009/04/157.png می‌توان به صورت زیر عمل کرد:



http://pnu-club.com/imported/2009/04/164.png




http://pnu-club.com/imported/2009/04/165.png




غالبیت کامل

غالب و مغلوب بودن الل‌ها ، فراوانی آنها را مستقیما تحت تاثیر قرار نمی‌دهد. فراوانی آنها مشابه الل‌های هم بارز یا الل‌های با غالبیت ناقص است. الل غالب در مقایسه با الل مغلوب ، فنوتیپ مربوطه را در توده بیشتر ظاهر می‌سازد، چرا که الل غالب اثر الل مغلوب را در حالت هتروزیگوسی نیز نهفته نگه می‌دارد. قدرت چشایی و عدم قدرت چشایی نسبت به نمک فنیل تیو کاربامید (PTC) مثال مناسبی برای مطالعه فراوانی الل‌ها در حالت غالبیت کامل است. کسانی که دارای قدرت چشایی نسبت به این نمک هستند، مزه آن را تلخ احساس می‌کنند و این صفت تحت کنترل یک ژن غالب T قرار دارد.



چند اللی

در صورتی که یک ژن بیش از دو آلل داشته باشد، با استفاده از بسط دو جمله‌ای می‌توان فراوانی‌های ژنوتیپی هر کدام از ژنوتیپ‌ها را بدست آورد. برای مثال اگر ژنی دارای سه آلل http://pnu-club.com/imported/2009/04/166.png ، http://pnu-club.com/imported/2009/04/167.png ، http://pnu-club.com/imported/2009/04/168.png با فراوانی‌های به ترتیب p ، q و r باشد، بطوری که http://pnu-club.com/imported/2009/04/169.png ، فراوانی ژنوتیپی را در حالت تعادل می‌توان از بسط سه جمله‌ای زیر بدست آورد که فراوانی‌های ژنوتیپی در گروههای خونی ABO را در انسان می‌توان با این روش نشان داد.


OOBB BOABAA AOژنوتیپ OBABAفنوتیپ http://pnu-club.com/imported/2009/04/170.pnghttp://pnu-club.com/imported/2009/04/171.pnghttp://pnu-club.com/imported/2009/04/172.pnghttp://pnu-club.com/imported/2009/04/173.pngفراوانی



وابستگی به جنس

در مورد ژنهای وابسته به جنس ، تعداد ژنوتیپ‌های ممکنه افزایش می‌یابد. علت این افزایش تفاوت کروموزومهای جنسی در جنسهای نر و ماده است. اگر ماده‌ها XX و نرها XY باشند، از نظر یک جفت ژن a و A پنج ژنوتیپ امکان‌پذیر است، سه عدد از این ژنوتیپ‌ها (AA , Aa , aa) در ماده‌ها و دو عدد در نرها (A , a) وجود خواهد داشت. اگر آمیزش به صورت تصادفی باشد، می‌توان ثابت کرد که این تعادل نسل به نسل ، باقی خواهد ماند. این تعادل بر مبنای برابر بودن فراوانی آلل‌ها در نر و ماده است. اگر تفاوتی بین فراوانی الل‌ها در دو جنس مخالف وجود داشته باشد، جمعیت در حالت تعادل نمی‌باشد.



برای مذکرها http://pnu-club.com/imported/2009/04/174.png




برای مونث‌ها http://pnu-club.com/imported/2009/04/175.png




http://pnu-club.com/imported/2009/04/1958.jpg

آمیزش‌های خویشاوندی

از انواع آمیزش‌های غیر تصادفی ، آمیزش‌های خویشاوندی یا همخونی است. در این نوع آمیزش ، افرادی که دارای قرابت و خویشاوندی هستند، با هم آمیزش پیدا می‌کنند. همخونی دارای درجات مختلفی است. نزدیکترین نوع آن خودلقاحی است که در گیاهان صورت می‌گیرد. گیاهانی که نسبت به یک جفت ژن هتروزیگوس هستند، در اثر خودلقاحی تولید نوزادانی می‌کنند که 50% آنها هموزیگوت و مابقی هتروزیگوت هستند. میزان افزایش هموزیگوسیتی در اثر ازدواجهای فامیلی را ضریب همخونی Coefficient inbreeding گویند و آن را با f نشان می‌دهند.

ضریب همخونی احتمال به ارث رسیدن دو آلل یک جایگاه ژنی در یک موجود است که منشا مشترک داشته باشند و یا به عبارت دیگر این آلل‌ها کپی یک ژن در یک والد مشترک باشد. این ضریب در مورد فرد بکار برده شده و درجه خویشاوندی بین والدین فرد را نشان می‌دهد. اگر دو والد به صورت تصادفی آمیزش پیدا کنند، ضریب همخونی نوزاد برابر این است که دو گامت به صورت تصادفی از والدین دارای ژنهای یکسان در یک جایگاه ژنی باشند.

اصل هاردی _ وینبرگ

این اصل بدین صورت بیان می‌گردد که در یک جمعیت بزرگ که آمیزش به صورت تصادفی است و مهاجرت ، جهش و انتخاب وجود ندارد، فراوانی ژنی و ژنوتیپی ، نسل به نسل ، ثابت باقی مانده و فراوانی ژنوتیپی را می‌توان به کمک فراوانی ژنی بدست آورد.

عواملی که فراوانی ژنها را تغییر می‌دهند.


موتاسیون: جهش موجب پیدایش الل‌های جدید و نهایتا تغییرات ژنتیکی می‌شود.


مهاجرت: حرکت افراد یا ژنها از یک جمعیت به جمعیت دیگر را در ژنتیک ، مهاجرت گویند.


رانش ژنتیکی: در جمعیت‌های کوچک ، فراوانی پاره‌ای از آلل‌ها ، ممکن است بطور تصادفی شدیدا تغییر یابد.


آمیزش‌های غیر تصادفی: خویش آمیزی باعث می‌شود که فراوانی پاره‌ای از ژنوتیپ‌ها از آنچه که قانون هاروی _ وینبرگ پیش بینی می‌کند، متفاوت باشد.


گزینش: گزینش با تغییر در فراوانی ژنها ، عامل مهم در تغییرات تکاملی در داخل یک جمعیت به شمار می‌رود و می‌تواند موجب جدا شدن یا تفکیک جمعیتها به نژادها و گونه‌های مختلف شود.

[Borna66]

خصوصیات یک جمعت متعادل


تمام افراد جمعیت بایستی از نظر تولید مثل باهم یکسان باشند.


جمعیت باید از تعداد زیادی افراد تشکیل شده باشد.


آمیزش به صورت تصادفی باشد.


نباید مهاجرت به درون یا به بیرون جمعیت صورت بگیرد.


بایستی جهش در حالت تعادل باشد.



نقص هر کدام از شروط بالا می‌تواند باعث تغییر فراوانی ژنها و لذا بهم خوردن تعادل ژنتیکی گردد.

خصوصیات قانون تعادل

خاصیت اول قانون تعادل

فراوانی سه ژنوتیپ AA (غالب) Aa ، aa (مغلوب) ، به صورت بسط دو جمله‌ای p+q)2 = p2 + q2 + 2pq) نشان داده می‌شود. p فراوانی آلل A و q فراوانی آلل a در استخر ژنی است و ترکیب آللها به صورت تصادفی بوده و ژنوتیپهای حاصل تصادفی هستند. احتمال ایجاد ژنوتیپ AA برابر p2 ، aa برابر q2 و Aa برابر 2pq است.

خاصیت دوم قانون

درصد ژنوتیپها از نسلی به نسل بعد تغییر نمی‌کند. یعنی هرگاه در جمعیتی که ژنوتیپهای AA , Aa , aa با نسبتهای p2 : 2pq : q2 وجود دارند، لقاح تصادفی صورت بگیرد، فروانی ژنوتیپها در نسل بعضی به صورت درصدهای نسبی ثابت خواهد ماند. معادله هاردی - وینبرگ هیچ مقدار خاصی را برای q , p مشخص نمی‌کند. فراوانی آللها در جمعیت به هر مقداری که باشد موجب فراوانی ژنوتیپی به صورت p2 : 2pq : q2 می‌شود، مادام که فراوانی آلل ثابت بماند، این فراوانیهای ژنوتیپی از نسلی به نسل دیگر ثابت خواهند بود.

نتایج قانون تعادل

اگر توان دوم فراوانی ژنوتیپی هتروزیگوتها در یک جمعیت برابر چهار برابر حاصل ضرب فراوانی دو ژنوتیپ هموزیگوت ، در جمعیت باشد، در این حالت می‌گوییم که جمعیتها به صورت متعادل است. در یک جمعیت بزرگ که آمیزشها به صورت تصادفی انجام می‌شود، و تمام ژنوتیپها از نظر قدرت زنده ماندن یکسان هستند. فراوانی ژنی در یک نسل بستگی به فروانی ژنی و نه فروانی ژنوتیپی نسل قبل دارد. جمعیتی که دارای این خاصیت باشد، اصطلاحا گویند در حالت تعادل (equilibrium) است. طبق قانون هاردی - وینبرگ اگر یک جمعیت در حال تعادل نباشد. فقط یک نسل آمیزش ، کافی است که آن را به حالت تعادل در آورد.



http://pnu-club.com/imported/2009/04/1959.jpg

کاربرد قانون تعادل

کاربرد عملی اصلی قانون هاردی - وینبرگ درژنتیک پزشکی درمشاوره ژنتیکی برای اختلالات اتوزومی مغلوب است. در مورد بیماری فنیل کتونوریا ، فروانی هموزیگوتهای مبتلا در جمعیت را می‌توان دقیقا تعیین کرد، زیرا بیماری از طریق برنامه‌های غربالگری در نوزادان شناسایی می‌شود. افراد هتروزیگوت ناقلان خاموش هستند و اندازه گیری مستقیم میزان بروز آنها در جمعیت از روی فنوتیپها غیر ممکن است. قانون تعادل هاردی - وینبرگ ، برآورد فراوانی هتروزیگوتها و استفاده از آن برای مشاوره و ژنتیکی را مقدور می‌سازد.

عواملی که تعادل هاردی - وینبرگ را بهم می‌زنند

در دنیای واقعی ژنتیک پزشکی شامل جمعیتهای انسانی و آللهای بیماری ، خصوصیات جامعه متعادل صدق نمی‌کنند ژنوتیپهای موجود در یک جمعیت ممکن است در تعادل هاردی - وینبرگ نباشند. از عوامل بر هم زننده تعادل می‌توان آمیزشهای غیر تصادم را نام برد که شامل آمیزشهای خویشاوندی و غیر خویشاوندی است. از طرف دیگر بعضی باعث تغییر فراوانی ژنهای می‌شوند که شامل موارد زیر هستند.

مهاجرت

میزان تغییر فراوانی ژنی در جمعیتی که مهاجرت در آن صورت می‌گیرد بستگی به میزان مهاجرت و تفاوت بین فراوانیهای ژنومی بومیها و مهاجریسن دارد.

جهش

اگر ژن جدیدی در اثر جهش در یک جمعیت بوجود آید احتمال بقای این ژن (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%DA%98%D9%86) بسیار کم است ولی عاملی که باعث تغییر فراوانی در اثر جهش می‌شود، فراوان بودن جهش است.

گزینش

یکی از مهمترین عوامل تغییرات فراوانی ژنها قدرت باروری حاملین آن است. انواع مکانیزمهایی که قدرت باروری یک ژنوتیپ را تغییر می‌دهد، گزینش نام دارد.

رانش یا دریفت

رانش ژنتیکی به علت اینکه جوامع از نظر اندازه محدود هستند، ایجاد می‌گردد. بطوری که خطای نمونه‌ای سبب تغییرات فراوانی آنی می‌گردد.

چشم انداز بحث

توصیف ریاضی رفتار ژنها در جمعیتها با جز مهمی در بسیاری از شاخه‌ها مانند انسان شناسی ، زیست شناسی تکاملی وژنتیک انسانی است. در ژنتیک پزشک یژنتیک جمعیت عمدتا کاربرد عملی داشته است. یعنی تعیین فراوانی آللی محاسبات خطر بیماری. با افزایش نقش آزمایشهای ژنتیکی و فناوریهای درمانی در بزرگتر جلوه دادن اثر مراقبتی ژنتیک پزشکی بر سلامت عمومی و خطر بیماریهای ژنتیکی در نسلهای بعد درک اصول ژنتیک جمعیت روز به روز مهمتر خواهد شد.

[Borna66]

عوامل موثر در تعادل ژنتیکی
اطلاعات اولیه

فراوانی نسبی اللها مانند (http://pnu-club.com/imported/2009/04/168.png و http://pnu-club.com/imported/2009/04/167.png) و ژنوتیپها (http://pnu-club.com/imported/2009/04/176.png ، http://pnu-club.com/imported/2009/04/177.png ، http://pnu-club.com/imported/2009/04/178.png) در یک جمعیت در طول چندین نسل ثابت و پایدار می‌ماند. علی‌رغم این ثبات و پایداری ، حدوث تغییرات تکاملی تحت شرایط ویژه‌ای اجتناب ناپذیر است. بنابراین قانون هاردی _ وینبرگ نمی‌تواند همواره بطور نامحدود و مطلق قابل استناد باشد و کاربرد آن فقط تحت شرایط زیر امکان‌پذیر است:





http://pnu-club.com/imported/2009/04/1.php?id=22189


موتاسیون یا باید صورت نگیرد و یا به تعادل و ثبات خود رسیده باشد.
تغییرات تصادفی در فراوانی ژنها باید بسیار جزئی و یا قابل اغماض باشد.
مهاجرت ژنها یا نباید صورت بگیرد و یا بین جمعیتها به تعادل خود برسد.
تولید مثل باید تصادفی باشد.
گزینش صورت نگیرد.



مسلم است که تحقق این شرایط به ندرت امکان‌پذیر است و یا احتمالا هرگز امکان‌پذیر نیست. بنابراین قانون هاردی _ وینبرگ فقط گرایش به تعادل را توجیه می‌کند و در واقع مسیر واقعی ژنتیکی جمعیتهای حقیقی را نشان نمی‌دهد.

تاریخچه

قانون تعادل در ژنتیک ، توسط ریاضیدان انگلیسی به نام هاردی و وینبرگ آلمانی بطور مستقل در سال 1908 ارائه گردید. آنها نشان دادند که فراوانی ژنها ارتباطی با غالبیت یا نهفته بودن آنها نداشته وتحت شرایط خاصی از نسلی به نسل بعد هیچ تغییری نمی‌کند.

عواملی که موجب بهم خوردن تعادل می‌شوند

جهش Mutation

موتاسیون موجب پیدایش اللهای جدید و نهایتا تغییرات ژنتیکی می‌شود. شدت موتاسیون در ژنهای مختلف متفاوت است، در بعضی از ژنها زیاد و در برخی دیگر کم است. موتاسیونها ، اصولا مغلوب هستند. تعیین شدت آنها در موجودات هاپلوئید بطور مستقیم آسان ، ولی در موجودات دیپلوئید مشکل است. اما بطور غیر مستقیم با استفاده از روشهای آماری و احتمالات می‌توان آن را تخمین زد. در صورتی که شدت موتاسیون ، مشخص باشد، می‌توان قانون هاردی _ وینبرگ را در مورد نقش آن در تغییرات فراوانی ژنها در هر نسل بکار برد.

یکی از دلایلی که باعث تغییر فراوانی ژن در جمعیت می‌گردد، فراوانی جهش است. مسلما اگر ژن A بطور مداوم به a جهش یابد و جهش عکس نیز وجود نداشته باشد، فراوانی a در هر نسل زیاد و فراوانی A کم می‌شود. اگر این عمل برای مدت درازی صورت گیرد، به تدریج آلل a جایگزین الل A می‌شود. برای مثال اگر فراوانی اولیه A برابر http://www.pnu-club.com/imported/2008/10/2.gif اندازه این تصویر کوچک شده است ! برای مشاهده تصویر اصلی اینجا کلیک کنید . اندازه اصلی تصویر 1020x1320 و حجم آن 1 کیلوبایت میباشد.http://pnu-club.com/imported/2009/04/179.png و شدت جهش A به a نیز برابر u باشد، نسل اول جهش باعث بوجود آمدن a با فراوانی http://pnu-club.com/imported/2009/04/180.png می‌گردد. اگر تعداد نسلهای اضافه شده به n برسد، فراوانی A برابر http://pnu-club.com/imported/2009/04/181.png می‌گردد.

همیشه جهش یک طرفه نیست. برای مثال آلل a هم ، می‌تواند با شدت V دوباره به A جهش یابد. اگر فراوانی اولیه اللهای A و a را به ترتیب با http://pnu-club.com/imported/2009/04/182.png و http://pnu-club.com/imported/2009/04/183.png نشان دهیم، تغییر فراوانی یکی از اللها را در دو نسل با q∆ نشان می‌دهیم:



http://pnu-club.com/imported/2009/04/184.png


مهاجرت Migration

حرکت افراد یا ژنها از یک جمعیت به جمعیت دیگر را در ژنتیک ، مهاجرت گویند که یک عامل مهم در عدم تعادل ژنتیکی در یک جمعیت به شمار می‌آید. مهاجرت در بعضی موارد مانند حرکت یک جانور از یک محل به محل دیگر ، قابل روئیت است. اما در موارد دیگر ، مانند انتقال گامتهای گیاهان یا گامتهای حاصل از جانوران دریایی در مراحل اولیه تشکیل آنها ، نامشهود است. اگر خصوصیات این جانور با خصوصیات جانوران دیگر مغایر باشد، در این صورت جانور جدید ، پس از آنکه به محیط جدید سازگاری کافی پیدا کرده و جفت‌گیری‌های تصادفی را انجام می‌دهد، موجب تغییر در ترکیب ژنتیکی آنجمعیت می‌شود.





http://pnu-club.com/imported/2009/04/1.php?id=22190


اثر مهاجرت خیلی ساده است. فرض کنید که یک جمعیت بزرگ شامل نسبتی برابر m مهاجر در هر نسل است. مابقی جمعیت یعنی http://pnu-club.com/imported/2009/04/185.png بومی هستند. اگر فرض کنیم فراوانی یک ژن خاص در بین مهاجران http://pnu-club.com/imported/2009/04/186.png و در بین افراد بومی برابر http://pnu-club.com/imported/2009/04/183.png باشد، در آن صورت فراوانی ژن در جمعیت یعنی http://pnu-club.com/imported/2009/04/187.png برابر است با :


http://pnu-club.com/imported/2009/04/188.png


q∆ تفاوت بین فراوانی ژن جمعیت قبل و بعد از مهاجرت است:


http://pnu-club.com/imported/2009/04/189.png


میزان تغییر فراوانی در جمعیتی که مهاجرت به آن صورت می‌گیرد، بستگی به میزان مهاجرت و تفاوت بین فراوانی‌های ژنی بومی و مهاجرین دارد.

آمیزش غیرتصادفی

بعضی از افراد که دارای ژنوتیپهای مشخص می‌باشند، بعضی مواقع به عوض اینکه با افراد مختلف آمیزش تصادفی داشته باشند، بطور غیر تصادفی و از قبل تعیین شده ، با همدیگر آمیزش می‌کنند، پدیده‌ای که آن را آمیزش غیرتصادفی می‌نامند. خویش‌آمیزی نوعی آمیزش غیرتصادفی است که از خصوصیات ویژه بسیاری از موجودات هرمافرودیت به شمار می‌رود. خویش‌آمیزی باعث می‌شود که فراوانی پاره‌ای از ژنوتیپها از آنچه که قانون هاردی _ وینبرگ پیش بینی می‌کند، متفاوت باشد. خویش‌آمیزی فراوانی اللی را تغییر نمی‌دهد، اما نسبت افراد هموزیگوس را در جمعیت افزایش می‌دهد.

[Borna66]

اصطلاحات رایج در علم ژنتیک



آلل: انواع جایگزین اطلاعات ژنتیکی در یک جایگاه ژنی خاص یا به عبارت دیگر دو شکل مختلف یک ژن را آلل گویند.


آلل نوع وحشی (wild-type allele): در مورد بسیاری از ژنها ، نگارش منفرد رایجی در اکثر افراد وجود دارد که متخصصان ژنتیک آن را آلل نوع وحشی یا آلل طبیعی می‌نامند.


آلل جهش یافته: نگارشهای دیگر ژن به غیر از آلل نوع وحشی که بواسطه جهش با آلل نوع طبیعی تفاوت دارند.


چند شکلی جایگاه ژنی: اگر در جمعیت حداقل دو آلل نسبتا رایج در یک جایگاه ژنی موجود باشند، گفته می‌شود که این جایگاه ژنی ، حالت چند شکلی را نشان می‌دهد.




http://pnu-club.com/imported/2009/04/1.php?id=20972

ژنوتیپ (Genotype): ژنوتیپ یک فرد مجموعه آلل‌هایی است که ساختار ژنتیکی او را مجموعا در تمام جایگاههای ژنی بطور معمولتر در یک جایگاه ژنی تشکیل می‌دهند.


فنوتیپ (Phenotype): فنوتیپ بروز قابل مشاهده یک ژنوتیپ به عنوان صفتی ظاهری ، بالینی با بیوشیمیایی یا مولکولی است.


اختلال تک ژنی: اختلالی است که توسط آلل‌هایی در یک جایگاه ژنی منفرد تعیین می‌شود. نوعی آلل که بر اثر جهش در گذشته بوجود آمده و بطور معمول نادرست ، جایگزین یک آلل نوع وحشی روی یک یا هر دو کروموزوم می‌شود.
هوموزیگوت: وقتی فردی یک جفت آلل یکسان داشته باشد، گفته می‌شود که او هموزیگوس (هموزیگوت) است.


هتروزیگوت:وقتی فردی یک جفت آلل متفاوت داشته باشد، گفته می‌شود که هتروزیگوس (هتروزیگوت) است.


هتروزیگوت مرکب: اصطلاح هتروزیگوت مرکب ، برای توصیف ژنوتیپی بکار می‌رود که در آن دو آلل جهش یافته مختلف از یکژن وجود داشته باشند، نه یک آلل طبیعی و یک آلل جهش یافته.
جهش (Mutation):اصطلاح جهش به دو معنی در ژنتیک پزشکی استفاده می‌شود؛ گاهی برای نشان دادن یک تغییر ژنتیکی جدید که قبلا شناخته نشده است و گاهی صرفا برای نشان دادن یک آلل مسبب بیماری.


ژنوم (Genome):یک مجموعه کامل (n) کرموزومی که به عنوان یک واحد از یک والد به ارث می‌رسد.


Holandric gene:ژنی که روی کروموزوم y قرار دارد. بنابراین این ژن از پدر به پسر به ارث می‌رسد.


همی زیگوس (Hemizygous):وضعیت و حالتی است که فقط یکی از آلل‌های یک جفت ژن وجود داشته باشد. مثل ژنهای وابسته به جنس یا در اثر کمبود.
هتروکروماتین:رنگ پذیری بعضی از قسمتهای کروموزوم شدید بوده و هترکروماتین نامیده می‌شود. تکرار شده در یوکاریوت که به ندرت ، نسخه برداری می‌گردد.
کروموزوم x:کروموزومی که در تعیین جنسیت دخالت دارد. در اکثر حیوانات ، ماده‌ها دارای دو و نرها دارای یک کروموزوم x هستند.


کروموزوم y:لنگه کرموزوم x در اکثر گونه‌های گیاهی و جانوری ، در مگس سرکه کروموزوم y از هتروکروماتین تشکیل شده ژنهای خیلی کمی را حمل می‌کند و در تعیین جنسیت دخالت ندارد. در ازای آن کرموزوم y ژنهایی را حمل می‌کند و در تعیین جنسیت نرها دخالت دارد.
یونی والانت (univalent):کروموزوم جفت نشده در میوز.
Ascertainment:روش انتخاب افراد ، جهت بررسی در یک مطالعه ژنتیکی.




http://pnu-club.com/imported/2009/04/1.php?id=20973

آتوزوم (Autosome):کروموزوم های غیر جنسی.


فرد حامل (Carricr):فردی که حامل ژن مغلوب است و اثر ژن در آن ظاهر نمی‌شود.


سانتی مورگان (Centimorgan):در پیوستگی ژنها ، واحدی است که نشان دهنده یک درصد نوترکیبی است و به آن واحد نقشه‌ای (Map unit) ، نیز می‌گویند.


سانترومر:بخشی از کروموزوم که به رشته‌های دوک در هنگام تقسیم سلولی ، متصل است.
سیسترون (Cistron):یک واحد فعال مولکول DNA است. یک سیسترون DNA مشخص کننده یک زنجیره پلی پپتیدی در سنتز protein است.
کراسینگ اور (Crassing-over):در نتیجه تقاطع یا تبادل قسمتی از کروموزوم ها مبادله ژنهای پیوسته صورت می‌گیرد که این امر سبب تولید ترکیباتی می‌شود که متفاوت با والدینشان خواهند بود. بنابراین عبارت تقاطع کروموزومی (Crassing-over) شامل ترکیبات ژنی جدید می‌شود.
دی هیبرید (Dihybrid):فردی که با داشتن دو جفت آلل به صورت هتروزیگوت باشد. نوزاد تولید شده از آمیزش دو والد هموزیگوس که نسبت به دو جفت باهم تفاوت داشته باشند.


دیپلوئید (Diploid):موجود یا سلولی که دارای دو مجموعه کروموزومی (2n) باشد.


همولوگ (Homologs):یک زوج کرموزوم که یکی از مادر و دیگری از پدر به ارث می‌رسد و در طی میوز اول باهم جفت می‌شوند و تبادل متقاطع پیدا می‌کنند و در طی میوز 2 از هم جدا می‌شوند.


فنوکپی (Phenocopy):موجودی که فنوتیپ (نه ژنوتیپ) آن بوسیله محیط عوض شده و شبیه فنوتیپ جهش یافته (Mutan) شده است.

دانشنامه رشد

[Borna66]

ژنتیک و سرطان


سرطان (Cancer) رشد خطرناک بافت بدن بوسیله تقسیم سریع سلولهای بدن است. سرطان اساسا یک بیماری ژنتیکی است.

اطلاعات اولیه

سلولهای سرطانی به دو صورت وجود دارند: اول نوعی که به آن حالت پیشرونده گویند و آن عبارت از استعداد سرایت و تخریب بافتهای مجاور است، بطور مثال سلولهای سرطانی شکم ممکن است فقط تا مثانه پیشرفت نمایند. حالت دوم ، سلولهای سرطانی که باعث ایجاد حالت ثانویه در قسمتهای مختلف بدن می‌شوند. سلولهای سرطانی از یاخته‌های رشد یافته قبلی بوجود آمده و بوسیله جریان خون به سایر اعضا و جوارح برده می‌شوند و در آنجا مجددا شروع به تقسیم نموده و ایجاد توده‌های غده‌ای شکل می‌نمایند. سرطان نزد کودکان و اشخاص بالای 40 سال ، بیشتر از سایر گروههای سنی دیده می‌شود.

سرطان یکی از شایع‌ترین و شدیدترین بیماریهای مشاهده شده در طب بالینی است. آمار نشان می‌دهد که سرطان به نوعی بیش از 3/1 جمعیت را گرفتار می‌کند، مسئول بیش از 20 درصد تمام موارد مرگ و میر است و در کشورهای پیشرفته مسئول بیش از 10 درصد کل هزینه مراقبتهای پزشکی می‌باشد. سرطان در صورت عدم درمان ، همواره کشنده است. تشخیص و درمان زودرس اهمیت حیاتی دارد و شناسایی افراد در معرض افزایش خطر سرطان پیش از ابتلا به آن ، یکی از اهداف مهم تحقیقات سرطان است.




http://pnu-club.com/imported/2009/04/1963.jpg سمبل سرطان

زیست شناسی سرطان

سرطان یک بیماری منفرد نیست، بلکه نامی است که برای توصیف اشکال بیماری‌زایی نئوپلازی بکار می‌رود. نئوپلازی نوعی روند بیماری است که با تزاید کنترل نشده سلولی منجر شونده به یک توده یا تومو ، مشخص می‌شود. به هر حال برای اینکه تومور (نئوپلاسم) را سرطان محسوب کنیم، باید بدخیم هم باشد، یعنی رشد آن دیگر کنترل شده نبوده و تومور قادر به تهاجم به بافتهای مجاور یا گسترش به نواحی دورتر یا هر دو می‌باشد.

اشکال سرطان

سارکومها (Sarcomas) ، که در آنها تومور از یک بافت مزانشیمی مانند استخوانماهیچه یاافت همبندبوجود آمده است.
کارسینومها (Carcinomas) ، که از بافت پوششی مانند سلولهای مفروش کننده روده‌ها ، نایژه‌ها و یا مجاری غدد پستانی ایجاد می‌شود.
بدخیمیهای خونی و لنفاوی مانند لوکمیها و لنفوم‌ها که در سرتاسر مغز استخواندستگاه لنفاوی و خون محیطی گسترش می‌یابند. در داخل هر یک از گروههای اصلی ، تومورها را برحسب مکان ، نوع بافتی ، تظاهر بافت شناختی و درجه بدخیمی طبقه بندی می‌کنند.

نئوپلازی که نوعی تجمع غیر طبیعی سلولهاست، به علت عدم تعادل بین تزاید و فرسایش سلولی ایجاد می‌شود. سلولها با گذر از چرخه سلولی و انجام میتوز افزایش می‌یابند، در حالی که فرسایش به علت مرگ برنامه ریزی شده سلولی ، از طریق نوعی روند طبیعی قطعه قطعه شدن DNA و خود کشی سلولی که به آن آپوپتوز اطلاق می‌‌شود، سلولها را از یک بافت خارج می‌کند.

اساس ژنتیکی سرطان

صرف نظر از اینکه آیا سرطان به صورت تک گیر در یک فرد ، یا بطور مکرر در بسیاری از افراد در داخل خانواده‌ها به صورت یک صفت ارثی رخ می‌دهد، سرطان نوعی بیماری ژنتیکی است.
انواع مختلف ژنها را در آغاز روند سرطان ، دخیل دانسته‌اند، اینها شامل ژنهای رمز گردانی کننده پروتئینها در مسیرهای پیام‌دهی برای تزاید سلولی ، اجزای اسکلت سلولی دخیل در حفظ مهار تماسی ، تنظیم کننده‌های چرخه میتوزی ، اجزای ماشین مرگ سلولی برنامه ریزی شده و پروتئینهای مسئول تشخیص و ترمیم جهشها می‌باشند.
انواع مختلف جهشها مسئول ایجاد سرطان هستند، اینها شامل جهشهایی مانند موارد زیر می‌باشند: جهشهای کسب فعالیت و فعال کننده یک آلل از یک پروتوانکوژن ، از دست دادن دو آلل یا جهش منفی غالب یک آلل از یک ژن سرکوب‌گر تومور ، جابجایی کروموزومی که باعث بروز نادرست ژنهای رمز گردانی کننده پروتئینهایی که خواص عملکردی جدیدی بدست آورده‌اند، می‌شوند.
پس از شروع ، سرطان ، از طریق جمع‌آوری صدمه ژنتیکی اضافی به واسطه جهش یا برش و چسباندن اپی ژنتیک ژنهایی که ماشین سلولی رمز گردانی کننده DNA صدمه دیده را ترمیم و حالت طبیعی ژنتیک سلولی را حفظ می‌کنند، تکامل می‌یابد.


http://pnu-club.com/imported/2009/04/1964.jpg

سرطان در خانواده‌ها

بسیاری از اشکال سرطان ، میزان بروز بالاتری در بستگان بیماران نسبت به جمعیت عمومی دارند. بارزترین این اشکال خانوادگی سرطان حدود 50 اختلال مندلی است که در آنها خطر سرطان بسیار زیاد است، مانند سرطان معده ، سرطان پوست و سرطان خون. در برخی سرطانها ، جهشهایی در یک ژن منفرد می‌تواند عامل دخیل غالب در ایجاد بیماری باشد. در برخی خانواده‌ها ، حتی در غیاب نوعی طرح توارث مندلی آشکار سرطان ، خطر این بیماری بیشتر از حد متوسط است. به عنوان مثال افزایش بروز سرطان در محدوده 2 تا 3 برابر در بستگان درجه اول بیماران مشاهده شده است و این امر چنین مطرح می‌کند که بسیاری از سرطانها ، صفات پیچیده ناشی از عوامل ژنتیکی و نیز محیطی می‌باشند.

انکوژنها

انکوژن ، نوعی ژن جهش یافته است که عملکرد یا بروز تغییر یافته آن موجب تحریک غیر طبیعی تقسیم و تزاید سلولی می‌شود. جهش فعال کننده می‌تواند در خود انکوژن ، در عناصر تنظیم کننده آن یا حتی در تعداد نسخه‌های ژنومی آن باشد و به عملکرد تنظیم نشده یا بروز مفرط فرآورده انکوژنی بینجامد. انکوژنها اثری غالب در سطح سلولی دارند، یعنی وقتی یک آلل جهش یافته منفرد فعال شود یا بروز مفرط پیدا کند، برای تغییر دادن فنوتیپ سلول از طبیعی به بدخیم ، کافی است.

ژنهای سرکوب‌گر تومور

در حالی که پروتئین‌های رمز گردانی شده توسط انکوژنها ، سرطان را عموما از طریق جهشهای کسب عملکرد یا بروز افزایش یافته یا نامناسب یک آلل از ژن پیش می‌برند، ژنهای بسیار دیگری وجود دارند که جهش در آنها از طریق مکانیزم متفاوتی ، یعنی از دست رفتن عملکرد هر دو آلل ژن ، در ایجاد بدخیمی نقش دارد. به این ژنها ، ژنهای سرکوب‌گر تومور گفته می‌شود. از آنجا که این ژنها و فرآورده‌های آنها طبیعت حفاظت کنندگی در برابر سرطان دارند، امید بر آن است که درک آنها سرانجام به بهتر شدن شیوه‌های درمان ضد سرطان منجر شود.



http://pnu-club.com/imported/2009/04/1965.jpg

تغییرات سیتوژنتیکی سرطان

تغییرات سیتوژنتیکی مانند تغییر در تعداد کروموزومها یا ساختمان کروموزوم‌ها) شاه علامتهای سرطان هستند، به ویژه در مراحل دیررس‌تر و بدخیم‌تر یا مهاجم‌تر تکامل تومور. این تغییرات ژنتیکی ، مطرح کننده آن هستند که از عناصر مهم پیشرفت سرطان ، نقایصی در ژنهای دخیل در حفظ انسجام و پایداری کروموزمی و تخمین جور شدن صحیح میتوزی است.

از کانونهای تمرکز تحقیقات سرطان ، روی تعریف سیتوژنتیکی و مولکولی این اختلالات است که بسیاری از آنها را مرتبط با پروتوانکوژنها یا ژنهای سرکوب‌گر تومور می‌دانند و احتمالا تقویت بروز پروتوانکوژنها را مقدور می‌سازند یا نمایانگر از دست رفتن آللهای ژن سرکوب‌گر تومور می‌باشند.

پرتوها

پرتوهای یونیزه کننده ، خطر سرطان را افزایش می‌دهند. داده‌های مربوط به افراد زنده مانده از بمبهای اتمی هیروشیما و ناکازاکی و سایر جمعیتهای برخورد داشته با پرتوها ، دوره نهان طولانی را نشان می‌دهند که در مورد لوکمی در محدوده 5 سال است، اما برای برخی تومورها تا 40 سال می‌رسد. این خطر وابسته به سن است و بیشترین میزان آن برای کودکان زیر 10 سال و افراد مسن می‌باشد.

پرتوتابی برای افراد دچار نقایص ذاتی ترمیم DNA به مراتب صدمه زننده‌تر از جمعیت عمومی است. هر فردی در معرض درجاتی از پرتوهای یونیزه کننده ناشی از پرتوتابی زمینه‌ای ، برخورد طبی و انرژی هسته‌ای می‌باشد. متاسفانه نقاط ابهام زیادی در مورد وسعت آثار پرتوها ، خصوصا پرتوتابی در سطح کم ، بر خطر سرطانها وجود دارد.

سرطان‌زاهای شیمیایی

امروزه نگرانی در مورد بسیاری از سرطان‌زاهای شیمیایی خصوصا توتون ، اجزای رژیم غذایی ، سرطان‌زاهای صنعتی و فضولات سمی وجود دارد. اثبات خطر برخورد اغلب دشوار است، اما سطح نگرانی در حدی می‌باشد که تمام پزشکان باید دانش کاری از این موضوع داشته باشند و بتوانند بین واقعیات اثبات شده و موضوعات مورد شک و بحث افتراق قائل شوند.

یک موضو ع مهم که در آن عوامل محیطی و ژنتیکی می‌توانند تعامل کنند تا آثار سرطان‌زای مواد شیمیایی را تقویت یا مسدود کنند، در ژنهای رمز گردانی کننده آنزیم‌هایی است که داروهای برونزاد و مواد شیمیایی را متابولیزه می‌کنند. گروهی از آنزیم‌های متابولیزه کننده داروها که توسط خانواده ژنهای سیتوکروم P450 رمز گردانی می‌شوند، مسئول سم زدایی مواد شیمیایی خارجی هستند. یکی از این آنزیم‌ها ، آنزیم آریل هیدروکربن هیدروکسیلاز (AHH) ، پروتئینی قابل القا است که در متابولیزم هیدروکربنهای چند حلقه‌ای مانند آنهایی که در دود سیگار یافت می‌شوند، دخالت دارد.

AHH ، هیدروکربن را به شکل اپوکسیدی تبدیل می‌کند که راحت‌تر از بدن دفع می‌شود، اما سرطان‌زا نیز می‌باشد. میزان متابولیزم هیدروکربن بطور ژنتیکی کنترل می‌شود و در جمعیت سالم ، تنوع چند شکل نشان می‌دهد. افراد حامل آللی با قابلیت القای زیاد ، خصوصا افراد سیگاری ، ظاهرا در معرض خطر افزایش یافته سرطان ریه می‌باشند.



http://pnu-club.com/imported/2009/04/1966.jpg

آینده بحث

سرطان نوعی اختلال ژنتیکی است که در آن ، کنترل تزاید سلولی از دست رفته است. مکانیزم پایه در تمام سرطانها ، جهش در رده زاینده یا بطور به مراتب ناشایع‌تر ، در سلولهای پیکری می‌باشد. در مورد روندهای ژنتیکی ایجاد سرطان و عوامل محیطی که DNA را تغییر می‌دهند و لذا به بدخیمی منجر می‌شوند، مطالب ناشناخته زیادی وجود دارد.

محتمل است که بینش جدید به نقش بنیادی تغییرات DNA در ایجاد سرطان ، در آینده نزدیک ، به ایجاد روشهای بهتر و اختصاصی‌تر تشخیص زود هنگام ، پیشگیری و درمان بیماریهای بدخیم منجر شود.

[Borna66]

ژنتیک پزشکی و انسانی

دید کلی

این نظر که ژنتیک پزشکی صرفا مربوط به توارث خصوصیات جزئی ، سطحی و نادر است، جای خود را به درک نقش اساسیژن در فرایندهای پایه زندگی داده است. ژنتیک پزشکی و ژنتیک انسانی ، در خط مقدم تحقیقات پیرامون تنوع و توارث انسانها قرار دارند، در حالی که در پیشرفت سریع زیست شناسی مولکولی ، یوشیمی و زیست شناسی سلولی نیز نقش دارند و از آن بهره می‌برند. بویژه ، در دهه آخر قرن 20 و شروع قرن 21 شاهد آغاز پروژه ژنوم انسانی بوده‌ایم که تلاش هدفمند در جهت تعیین محتوای کامل ژنوم انسان است.

ژنوم به زبان ساده به صورت مجموعه اطلاعات ژنتیکی گونه ما که در هر یک از سلولهای هسته‌دار بدن رمزگردانی می‌شود، تعریف می‌گردد. همگام با سایر موضوعات زیست شناسی نوین ، پروژه ژنوم انسانی از طریق فراهم سازی بینش اساسی در مورد بسیاری از بیماریها و پیشبرد تکامل ابزارهای تشخیصی به مراتب بهتر ، اقدامات پیشگیری کننده و شیوه‌های درمانی در آینده نزدیک ، در حال متحول کردن ژنتیک پزشکی و انسانی است. پس از کامل شدن ، پروژه ژنوم انسانی ، توالی کامل تمام DNA انسان را در دسترس قرار خواهد داد. آگاهی از این توالی کامل ، به نوبه خود شناسایی تمام ژنهای انسان را مقدور می‌سازد و نهایتا تعیین این موضوع را که چگونه تنوع در این ژنها در ایجاد سلامت و بیماری نقش دارد، امکان‌پذیر می‌سازد.

تاریخچه

در سال 1902 گارود (Garrod) و گالتون (Galton) ، که بنیانگذاران ژنتیک پزشکی نام گرفته‌اند، با بررسی آلکاپتون اوری اولین نمونه توارث مندلی در انسان را گزارش کردند. گارود در گزارش خود با تشکر از همکاریهای بیت سن (Bateson) زیست شناس ، نتیجه ازدواجهای فامیلی را در بوجود آمدن به اصطلاح خطاهای متابولیزم مادرزادی تاکید کرده بود. این اولین نتیجه روشن همکاری تحقیقی بین علم پزشکی و غیر پزشکی بود که تا به حال ادامه پیدا کرده و حاصل آن نیز پیشرفت سریع این علم می‌باشد.

در اواخر دهه 50 قرن بیستم ، مطالعه علمی کروموزوم‌های انسان مقدور گشت و نقش نقایص کروموزومی در عقب افتادگی رشدی و ذهنی ، عقیمی و دیگر عوارض روشن شد. جدیدا تعیین نقشه کروموزومی ژنهای انسان بر روی کروموزوم‌ها مشخص شده است. توسعه و کاربرد علم ژنتیک نتایج سودمندی برای پزشکی بالینی داشته است.





اهمیت ژنتیک در تمام جنبه‌های پزشکی

اگرچه ژنتیک پزشکی به صورت تخصصی شناخته شده در آمده است، واضحا آشکار شده که ژنتیک انسانی مفاهیم یکنواخت مهمی فراهم می‌سازد که مسیر تمام کارهای پزشکی را روشن و آنها را همسو می‌کند. برای بهره‌مند ساختن کامل بیماران و خانواده‌های آنها از دانش در حال گسترش ژنتیک ، تمام پزشکان و همکاران آنها در مشاغل بهداشتی نیاز به درک اصول پایه ژنتیک انسانی دارند.




وجود اشکال جایگزین یک ژن (آللها) در جمعیت ، پیدایش فنوتیپ‌های مشابه بوجود آمده از جهش و تنوع در جایگاههای ژنی مختلف ، اهمیت تعاملات ژنی _ ژنی و ژنی _ محیطی در بیماری ، نقش جهش پیکری در سرطان و پیری ، مقدور بودن تشخیص پیش از تولد ، امیدواری در زمینه ژن درمانی‌های قوی ، مفاهیمی هستند که امروزه در تمام کارهای پزشکی نفوذ پیدا کرده‌اند و در آینده فقط مهمتر خواهند شد.
یک جنبه از کار ژنتیک پزشکی که مربوط به تمام طب است، ارزش تاکید دارد: این علم نه تنها بر بیمار بلکه بر کل خانواده نیز متمرکز می‌باشد. تاریخچه جامع خانوادگی ، از گامهای اولیه مهم در تجزیه و تحلیل هر نوع اختلال است، صرفنظر از اینکه ژنتیکی بودن این اختلال شناخته شده یا ناشناخته باشد.
تاریخچه ژنتیکی ، از این جهت اهمیت دارد که می‌تواند نقش حیاتی در تشخیص داشته باشد، ممکن است ارثی بودن یک اختلال را نشان دهد، می‌تواند اطلاعاتی پیرامون تاریخچه طبیعی یک بیماری و تنوع در بروز آن فراهم کند و می‌تواند طرح توارث را آشکار سازد. تشخیص یک بیماری ارثی ، تخمین خطر برای سایر افراد خانواده را مقدور می‌کند تا بتوان اداره و تدیبر مناسب ، پیشگیری و مشاوره برای بیمار و خانواده او در نظر گرفت.

قوانین موجود در ژنتیک انسانی و پزشکی

ژنتیک ، موضوع پراکنده‌ای مرتبط با تنوع و توارث در تمام موجودات زنده است. در این حوزه وسیع ، ژنتیک انسانی ، داشن تنوع و توارث در انسان است. در حالی که ژنتیک پزشکی ، با زیرگروهی از تنوع ژنتیکی انسان که در کار طب و تحقیقات پزشکی حائز اهیمیت است، سروکار دارد.
در ژنتیک انسانی و پزشکی ، حوزه‌های متعدد جالبی وجود دارند که به صورت جهات گوناگون تکامل ژنتیک مشخص می‌شوند. حوزه‌های اصلی شناخته شده این تخصص عبارتند از:

مطالعه کروموزوم‌ها یا ژنتیک سلولی (Cytogenetics).
بررسی ساختمان و عملکرد هر ژن یا ژنتیک بیوشیمیایی و مولکولی.
مطالعه ژنوم، سازمان‌یابی و اعمال آن یا ژنومیک (genomics).
بررسی تنوع ژنتیکی در جمعیتهای انسانی و عوامل تعیین کننده فراوانی آللها یا [ژنتیک جمعیت
بررسی کنترل ژنتیکی تکامل یا ژنتیک تکامل.
استفاده از ژنتیک برای تشخیص و مراقبت از بیمار یا ژنتیک بالینی.


مشاوره ژنتیکی که اطلاعاتی پیرامون خطر ابتلا به بیماری را ارائه می‌دهد و در عین حال ، حمایت روانی و آموزشی فراهم می‌کند، به حرفه بهداشتی جدیدی تکامل پیدا کرده است که در آن تمام کادر مشاغل پزشکی ، خود را وقف مراقبت از بیماران و خانواده‌های آنها می‌کنند.
علاوه بر تماس مستقیم با بیمار ، ژنتیک پزشکی ، از طریق فراهم سازی تشخیص آزمایشگاهی ، افراد و از طریق برنامه‌های غربالگری (Screening) طراحی شده برای شناسایی اشخاص در معرض خطر ابتلا یا انتقال یک اختلال ژنتیکی ، جمعیت را مراقبت می‌کند.

موضوعات اخلاقی در ژنتیک پزشکی

موفقیتهای ژنتیک پزشکی ، با رشد موازی سطح نگرانی و اضطراب در مورد استفاده از دانشمان در جهت مفید (نه مضر) برای افراد ، خانواده‌هایشان و کل جامعه همراه بوده است. با شروع پروژه ژنوم انسانی در ایالات متحده ، کنگره آمریکا ، معضلات اخلاقی آسیب پذیری جدی جامعه بر اثر استفاده نادرست از این دانش بسیار توسعه یافته ژنتیک انسانی را شناسایی کرد.

کنگره کاربرد بخشی از بودجه پروژه ژنوم انسانی آمریکا برای حمایت از تحقیقات و آموزش در زمینه‌های اخلاقی ، قانونی و اجتماعی (EISI) این پروژه را الزامی ساخت. برنامه‌های مشابهی در کشورهای دیگر نیز وجود دارند. تلاش (EISI) در جهت مطالعه اثر دانش بدست آمده از پروژه ژنوم انسانی در بسیاری از حوزه‌ها مانند کار طب و سایر حرفه‌های مراقبت بهداشتی ، وضع و ارائه سیاست عمومی ، قانون و آموزش می‌باشد.

در هر بحثی از موضوعات اخلاقی در پزشکی ، سه اصل اساسی غالبا ذکر می‌شود: سودمندی ، احترام به خودمختاری فرد ، عدالت. وقتی این سه اصل در تعارض با یکدیگر باشند، موضوعات اخلاقی پیچیده‌ای بوجود می‌آید. نقش متخصصان اخلاقی پزشکی که در حد فاصل بین جامعه و ژنتیک پزشکی کار می‌کنند، سنجیدن تقاضاهای متعارض است که هر کدام بر پایه یک یا بیش از یک اصل اساسی فوق ادعای مشروعیت دارند.

[Borna66]

ژنوم در موجودات مختلف

اطلاعات اولیه

در ساده‌ترین حالت یک ژن را می‌توان به صورت قطعه‌ای از یکمولکول DNA و حاوی رمز برای توالی اسید آمینه‌ای یک رشته پلی پپتیدی و توالیهای تنظیم کننده لازم برای بروز آن در نظر گرفت. در بین جانداران دو نوع سلول یوکاریوت و پروکاریوت در نظر گرفته می‌شود. جانداران یوکاریوت به جاندارنی گفته می‌شود که سلولهای آنها دارای هسته است و مولکولهای DNA آنها در داخل ساختمانهایی به نام کروموزوم درهسته بسته بندی شده‌اند. در جانداران پروکایوت هسته مشخص و کروموزومها یافت نمی‌شوند و مولکولهای DNA در ساختارهایی به نام نوکلوئید که فاقد پروتئینهای هیستون هستند مجتمع می‌شوند. به مجموعه این ژنها در هر سلول در جانداران مختلف ژنوم آن جاندار گفته می‌شود.



http://pnu-club.com/imported/2009/04/1.php?id=20400

ژنوم ویروسها

ژنوم ویروسها ساختمان ساده‌ای دارند که معمولا فقط از مقداری اسید نوکلئیک تشکیل شده است (در ویروسهای پوشش‌دار یک لایه لیپیدی نیز وجود دارد). اسید نوکلئیک موجود در ویروسها ممکن است، %RNA یا باشد. ولی در هیچ ویروسی DNA و RNA باهم وجود ندارد. RNA و DNA موجود در ویروسها ممکن است تک رشته‌ای یا دو رشته‌ای باشند. همچنین در مورد ویروسهای DNA‌دار ممکن است ژنوم آنها به صورت خطی یا حلقوی باشد. ولی در ویروسهای RNAدار ، ژنوم همواره به صورت خطی خواهد بود. در بعضی از ویروسها برای مثال رترو ویروسها که عامل بیماری ایدزهستند، در بین آنها می‌باشد. ژنوم به صورت یک قطعه‌ای نبوده ، بلکه چند قطعه‌ای می‌باشد.

اندازه ژنوم ویروسها

اندازه ژنوم ویروسها یکسان نیست و حدودا بین 3 کیلو باز تا 200 کیلو باز متغیر می‌باشد. وزن ژنوم ویروسها در حدود 1.7 الی 106×13 می‌باشد. همانطوری که از مثالهای فوق مشخص است، تفاوت خاصی بین اندازه ژنوم ویروسهای مربوط بهپروکاریوتها و ویروسهای مربوط به یوکارویوتها وجود ندارد. نکته جالب دیگر در مورد ژنوم ویروسها این است که مولکولهای دیگری مانند پلی پپتیدها و آمینو اسیدها و قندها ممکن است به صورت کووالانسیبه اسیدهای نوکلئیک ویروسها متصل شوند.

برای مثال در باکتریوفاژ ، زوج T4 , T2 به جای سیتوزین ، 5-هیدروکسی متیل سیتوزین وجود دارد که عامل OH- ، هیدروکسی متیل سیتوزینمعمولا با قند گلوکزجایگزین می‌شود. این عمل ، محافظت ژنوم ویروس در مقابل آنزیمهای نوکلئاز میزبان را سبب می‌شود.



http://pnu-club.com/imported/2009/04/1.php?id=20401

ژنوم پروکاریوتها

ژنوم پروکاریوتها یک مولکول DNA حلقوی است که به میزان زیادی پیچ خورده و به صورت فرا پیچیده در آمده است. تا خوردن و فراپیچش برای جای گرفتن ژنوم در داخل سلول بسیار ضروری است. زیرا اندازه معمولی ژنوم در پروکاریوتها بسیار بزرگتر از اندازهسلول باکتری است. برای مثال طول DNA کامل Ecoli بدون واپیچش حدود 100mm است. در حالی که طول خود سلول Ecoli حدود 2 میکرومتر می‌باشد و جای دادن این DNA در داخل EColi به تا خوردن زیادی نیاز دارد. اندازه ژنوم معمولی باکتریها در حدود 109 الی 1010 دالتون می‌باشد.

مثلا EColi دارای ژنومی با وزن 2.7x109 دالتون و با حدود 4600 کیلو جفت باز می‌باشد. این اندازه به میزان قابل توجهی کوچکتر از ژنوم یوکاریوتها می‌باشد. ولی از اندازه ژنوم ویروسها بزرگتر است. در بسیاری از باکتریها علاوه بر ژنوم اصلی ، در حدود 20-1 مولکول کوچک DNA حلقوی وجود دارد که پلاسمید خوانده می‌شوند. اندازه پلاسمیدها کوچک بوده و در حدود اندازه ژنوم ویروسها می‌باشد. پلاسمیدها قدرت تکثیر دارند و با نظم خاصی متناسب با تقسیم باکتریها تکثیر می‌شوند.

بطوری که تعداد آنها درون سلول باکتری همواره ثابت است. مشخصه اصلی پلاسمیدها این است که اطلاعات مربوط به بعضی از خصوصیات باکتریها ، مثلا مقاومت به آنتی بیوتیکها (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D8%A2%D9%86%D8%AA%DB%8C+%D8%A8%DB% 8C%D9%88%D8%AA%DB%8C%DA%A9) یا توانایی مصرف مواد و غیره بر روی پلاسمید قرار دارند و با انتقال یک پلاسمید از یک باکتری به باکتری دیگر این خصوصیات نیز منتقل می‌شود. امروزه پلاسمیدها نقش مهمی در زمینه کارهای مهندسی ژنتیک (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%85%D9%87%D9%86%D8%AF%D8%B3%DB%8 C+%DA%98%D9%86%D8%AA%DB%8C%DA%A9) بر عهده دارند.

ژنوم میتوکندری و کلروپلاست

این ژنومها از نظر بسیاری از خصوصیات شبیه ژنوم باکتریها می‌باشد. این ژنومها نیز به صورت DNA حلقوی فرا پیچیده هستند. اندازه این ژنومها در یوکاریوتهای مختلف متفاوت است. برای مثال اندازه کلروپلاست در گیاهان مختلف حدود 120 - 20 کیلو جفت باز می‌باشد. ولی اندازه ژنوم میتوکندری محدوده وسیعتری دارد و حدود 200 - 16 کیلو جفت باز می‌باشد.

میتوکندری یوکاریوتهای عالی‌تر ژنوم کوچکتری نسبت به میتوکندری یوکاریوتهای پست دارند. برای مثال اندازه ژنوم میتوکندری انسان 16569 جفت باز می‌باشد. در حالی که اندازه ژنوم میتوکندری مخمر حدود 90000 جفت باز می‌باشد. دانشمندان علت کوچکتر شدن ژنوم میتوکندری در یوکاریوتهای عالی‌تر را خارج شدن ژنهااز میتوکندری و ورود آنها به داخل ژنوم میزبان می‌دانند. این مطلب امروزه تا حدودی به اثبات رسیده است.





http://pnu-club.com/imported/2009/04/1.php?id=20402
ژنوم یوکاریوتها
اندازه ژنوم موجودات یوکاریوت از مخمر گرفته تا انسان ، نسبت به ژنومهای قطعات مختلف DNA ، رشته‌ای است که هنگام تقسیم سلولی به صورت کروموزومها قابل مشاهده هستند. این ساختار ناشی از وجود هیستونها در داخل ژنوم یوکاریوتها می‌باشد. اندازه ژنوم یوکاریوتها 1015 - 1010 جفت باز متغیر می‌باشد که در تعداد متفاوتی از کروموزومها وجود دارند.

اندازه کروموزومها و تعداد آنها در هر گونه از یوکاریوتها ثابت می‌باشد. نکته دیگر در مورد یوکاریوتها محصور بودن ژنوم آنها در داخل هسته می‌باشد. وجود غشای هسته باعث می‌شود که اعمال همانندسازی و نسخه برداری DNA در خارج از محیط داخلی سلول صورت بگیرد که این مطلب خود یک عامل تنظیمی برای ژنها می‌باشد.

توالیهای با تکرار زیاد

نکته مهم و جالب توجه دیگر در مورد ژنوم یوکاریوتها ، وجود توالیهای تکرار شونده در ژنوم آنهاست. این توالیهای تکراری در ژنوم تمامی یوکاریوتها وجود دارد و ممکن است تا 10 میلیون بار تکرار شوند. توالی تکرار شونده ممکن است تا حدود 100 نوکلوتیدرا شامل شود. این توالیها را توالیهایی با تکرار زیاد می‌نامند. در کنار توالیهای با تکرار زیاد ، توالیهای دیگری با تکرار متوسط نیز وجود دارند که طول آنها بیشتر از طول توالیهای با تکرار زیاد می‌باشد. این توالیها معمولا تعداد کمتری (حدود 1000) دارند.

نقش توالیها با تکرار زیاد

دخالت در سازمان دهی DNA یوکاریوتها می‌باشد. برای مثال این توالیها در سانترومر وجود دارند. توالیهای با تکرار متوسط گاهی نقش ساختمانی نیز دارند. برای مثال ژنهای RNA ریبوزومی در بعضی از موجودات مثلا وزغها به صورت تکرار متوسط هستند و حدود 1000 نسخه از آن وجود دارد.

همچنین به دلیل قرار گرفتن توالیهای با تکرار متوسط در محلهای خاص نسبت به ژنهای ساختمانی ، به این توالیها نقش تنظیمی نیز نسبت داده شده است. با توجه به حجم زیاد توالیهای تکراری در ژنوم یوکاریوتها ، ژنهای ساختمانی بطور تخمینی فقط حدود 10 درصد کل DNA سلول یوکاریوتها را تشکیل می‌دهند.

__________________

[Borna66]

ژن درمانی


مقدمه

بیماریهای ژنتیکی را می‌توان در سطوح متعدد ، در مراحل گوناگون دور از ژن جهش یافته درمان کرد. فناوری DNA نو ترکیب ، مد نظر قرار دادن بیماریهای ژنتیکی در بنیادی‌ترین سطح ، یعنی ژن را امکان پذیر کرده است. یکی از این روشهای درمانی ، ژن درمانی است. هدف از ژن درمانی ، بهبود بخشیدن به سلامت بیمار از طریق اصلاح فنوتیپ جهش یافته است. برای این منظور ، تحویل ژن طبیعی به سلولهای پیکری (نه زاینده) لازم است. وارد کردن یک ژن به داخل سلولهای پیکری ممکن است به 3 منظور لازم باشد.




امکان دارد، ژن درمانی قادر به جبران کردن یک ژن جهش یافته سلولی که نوعی جهش از دست دهنده عملکرد دارد، بکار برود. مثلا برای درمان بیماری مغلوب اتوزومی فنیل کتونوریا.



http://pnu-club.com/imported/mising.jpg





می‌توان ژن درمانی را برای جایگزینی یا غیر فعال کردن یک ژن جهش یافته غالب که فرآورده غیر طبیعی آن موجب بیماری می‌شود انجام داد مانند بیماری هانتیگتون.


گسترده‌ترین کاربرد احتمالی ژن درمانی در رسیدن به اثری فارماکولوژیک ، جهت مقابله با آثار یک ژن یا ژنهای جهش یافته سلولی یا مقابله با ایجاد بیماری به طریق دیگر باشد. مبتلایان به بیماری اکتسابی از جمله سرطان ، از این روش بهره می‌برند.

حداقل شرایط لازم برای ژن درمانی اختلال ژنتیکی


شناسایی جایگاه ژنی درگیر یا حداقل اساس بیوشیمیایی آن اختلال.


بار قابل توجه تبادل توجه بیماری و نسبت مطلوب خطر.


داشتن فایده در مقایسه با درمانهای دیگر.


آگاهی کافی از اساس مولکولی بیماری.


اجزای تنظیم کننده مناسب برای ژن انتقال یافته.


یک سلول هدف مناسب با نیمه عمر ترجیحا طولانی یا قابلیت همانند سازی خوب در داخل بدن.


اطلاعات کافی از مطالعات سلولهای کشت داده شده.

خصوصیات ژن انتقال یافته

یک ژن انتقال یافته اکثرا از یک DNA مکمل تحت کنترل توالی پیشبری که ممکن است، لزوما پیشبر طبیعی ژن نباشد تشکیل شده است. عناصر تنظیم کننده باید طوری انتخاب شوند که ژن در سطوح کافی در سلولهای هدف رونویسی شود و در صورت لزوم به پیامهای تنظیم کننده ضروری پاسخ دهد.

خصوصیات سلول هدف

یکی از ملاحظات مهم در انتخاب سلول هدف مناسب این است که نیمه عمر طولانی در بدن یا قابلیت همانند سازی چشمگیر داشته باشد تا اثر زیستی انتقال ژن واجد دوام لازم باشد. سلولهای هدف ایده‌آل ، سلولهای بنیادی یا سلولهای اجدادی با قابلیت همانند سازی بالا می‌شوند که از آنها می‌توان به سلولهای بنیادی مغز استخوان اشاره کرد. همچنین سلولهای آندوتلیال ممکن است اهداف بویژه مفیدی برای انتقال ژن باشند. زیرا دیواره‌هایعروق خونی را مفروش می‌کنند. سلول هدف باید پروتئینها یا لیگاندهای دیگر لازم برای فعالیت زیستی را نیز فراهم کند.



http://pnu-club.com/imported/mising.jpg

روشهای انتقال ژن

روش اول

وارد کردن ژن به داخل سلولهای کشت داده شده از بیمار در خارج بدن و سپس وارد کردن سلولها به بدن بیمار پس از انتقال ژن است.

روش دوم

روش دوم ، تزریق کردن مستقیم ژن به داخل بافت یا مایع خارج سلولی مورد نظر از طریق ناقلهای ویروسی و ناقلهای غیر ویروسی است. فناوری ناقلهای غیر ویروسی ، هنوز در مراحل مقدماتی است.



ناقلهای ویروسی

ناقل ایده‌آل برای ژن درمانی باید بی‌خطر باشد، به راحتی ساخته شود، به آسانی وارد بافت هدف گردد، بروز مادام‌العمر ژن مورد نظر در سطوح مناسب را فراهم کند. از انواع این ناقلها می‌توان به رترو ویروسها و آدنوویروسها اشاره کرد. از مزایای ناقلهای ویروسی این است که قادرند وارد هر سلولی در جمعیت هدف شوند.

ناقلهای غیر ویروسی

اساسا جذاب هستند، زیرا فاقد مخاطرات زیستی (مانند آلودگی) مربوط به ناقلهای ویروسی هستند و تهیه آنها از نظر تئوری راحت‌تر است. این ناقلها 4 دسته هستند.


DNA برهنه ، مثلا DNA مکمل با عناصر تنظیم کننده در پلاسمید.


DNA برهنه ، بسته بندی شده در لیپوزمها.


پروتئینکه در آن DNA با پروتئینی مجموعه تشکیل می‌دهد و این پروتئین ورود مجموعه به داخل سلول یا بخشهای اجزای سلولی را تسهیل می‌کند.


کروموزومهای مصنوعی.



http://pnu-club.com/imported/mising.jpg

مخاطرات ژن درمانی


بیمار می‌تواند واکنش نامطلوبی به ناقل یا ژن انتقال یافته بدهد.


ژن انتقال یافته در DNA بیمار جای می‌گیرند و پروتوانکوژنی را فعال یا یک ژن سرکوب کننده توموررا غیر فعال می‌کند که موجب بدخیمی می‌شود.


فعال شدن درجی می‌تواند انسجام یک ژن ضروری را از بین ببرند.

بیماریهای نامزد ژن درمانی

تعداد زیادی از اختلالات تک ژنی ، نامزدهای بالقوه برای اصلاح از طریق ژن درمانی هستند. اینها شامل اختلالات خون سازی مانند تالاسمی ، هموفیلی ، انواع گوناگون کمبود ایمنی و نیز اختلالاتی مانند فنیل کتونوریا ، کمبود α1- AT که هر یک بر پروتئینهایی که درکبد ساخته می‌شوند، موثر هستند.

[Borna66]

همانند سازی ژنتیکی


مقدمه

پیشرفتهایی که در سده اخیر نصیب علم ژنتیک شده است، تا حدود زیادی مرهون مطالعه و بررسی وراثت در باکتریهاست. امروزه ثابت شده است که مکانیسمها ژنتیکی در باکتریها از نظر واکنشهای شیمیایی مشابه یاخته‌های یوکاریوت است. پروکاریوتها موجودات ساده و مناسبی برای بررسیهای ژنتیکی هستند. زیرا در آنها تنها یک مولکول DNA در هر یاخته وجود دارد و این DNA دارایساختار کروموزمی پیچیده‌ای نیست. استفاده از میکروارگانیسمها به عنوان ابزار مطالعه ژنتیکی دارای نقاط ضعفی نیز است.

اول آنکه کوچکی اندازه این موجودات بررسی ویژگیهای ظاهری هر یاخته را دشوار می‌سازد. دوم آنکه تولید مثل جنسی در این موجودات وجود ندارد و یا بطور ناقص دیده می‌شود. پس از اینکه ساختار مولکولی DNA که نخستین بار بوسیله واتسون و کریک معرفی و ارائه شد، نحوه بیوسنتز آن را نیز در یاخته مشخص کردند. در اواخر سالهای 1950 ، کریک اصل بنیادی را مطرح کرد. این اصل بیان کننده چگونگی انتقال اطلاعات ژنتیکی از مولکول DNA بهRNA و ترجمه آن در پروتئینها است.

http://pnu-club.com/imported/2009/04/192.png

همانندسازی DNA

در مطالعات اولیه برای همانندسازی سه الگو مطرح شد که شامل الگوهای حفاظتی ، نیمه حفاظتی و پراکنده است. در الگوی حفاظتی از روی مارپیچ دو رشته‌ای DNA ، یک مولکول کامل DNA ساخته می‌شود. در الگوی نیمه حفاظتی ابتدا دو رشته DNA از هم باز شده و در مقابل هر یک از رشته‌ها ، رشته مکمل ساخته می‌شود. در الگوی پراکنده ابتدا مولکول DNA به قطعاتی تقسیم می‌گردد و هر یک از قطعه رشته مکمل خود را سنتز می‌کند. واتسون و کریک با پژوهشهای خود بر روی مولکول DNA ، الگوی نیمه حفاظتی را منطقی و تنها راه همانند سازی می‌دانستند. سپس مزلسون و استال با انجام آزمایشهای بسیار ظریف و مهم ، درستی چنین الگویی را به اثبات رساندند.

آزمایش مزلسون و استال

مزلسون و استال برای اثبات فرآیند همانند سازی آزمایشی انجام دادند که به شرح زیر می‌باشد. آنها ابتدا یاخته‌های باکتری اشرشیاکلی را در محیط کشت ویژه‌ای که نیتروژن آن از نوع سنگین (N15) بود، برای زمان معین کشت دادند و سپس یاخته‌ها را به محیط کشت عادی که نیتروژن آن از نوع سبک (N14) بود، انتقال دادند و در محدوده‌های زمانی معین از یاخته‌های نسلهای اول ، دوم و سوم حاصل از محیط کشت جدید ، نمونه برداری کرده و DNA آنها را به روشهای اختصاصی جدا ساختند. نمونه‌های DNA بر روی گرادیان (شیب) چگالی کلرور منیزیم سانتریفوژ شده و در این روش ترکیبات مختلف بر اساس چگالی آنها جدا سازی می‌شوند.

بدین ترتیب DNA واجد وزنهای متفاوت از یکدیگر جدا می‌شوند. DNA معمولی که N14 دارد (DNA سبک) به علت داشتن چگالی کمتر در بالای لوله قرار می‌گیرد. در حالی که مولکول DNA با (N15 سنگین) در محلی پایین تر از DNA سبک واقع می‌شود. DNA های واجد مقادیر متفاوت N15 و N14 نیز در بینابین این دو حد جای می‌گیرند.

با کشت یاخته‌های دارای DNA واجد نیتروژن سنگین در محیط کشت حاوی نیتروژن سبک مشاهده می‌شود که مولکول DNA ماهیت سبک - سنگین پیدا می‌کند. یعنی دو رشته DNA کاملا از هم باز شده و رشته‌هایی در تکمیل هر یک از دو رشته قبل ساخته می‌شود. این رشته‌های جدید همگی دارای نیتروژن سبک (محیط کشت جدید) هستند. با ادامه کشت در نسلهای دوم و سوم ملاحظه می‌شود که از میزان DNA سبک - سنگین کم شده و به DNA سبک افزوده می‌شود.

نتیجه آزمایش مزلسون و استال

مزلسون و استال با چنین مشاهداتی نتیجه گرفتند که همانند سازی در مولکول DNA به طریق نیمه حفاظتی صورت می‌گیرد که مستلزم باز شدن دو رشته از هم و سنتز مولکول DNA جدید در مقابل هر رشته قدیم است. این پدیده به نام همانند سازی مشهور است.

آنزیمهای لازم در همانند سازی

آنزیمهای پلیمراز

آنزیمهایی هستند که پلیمر شدن زنجیره‌های پلی‌نوکلئوتیدی را کاتالیز می‌کنند. تا کنون سه نوع آنزیم پلیمراز به نامهای Ι و ΙΙ و ΙΙΙ جداسازی و مشخصات آنها ارائه شده‌اند. از بین آنها آنزیم پلیمراز ΙΙΙ نقش اصلی را در سنتز DNA دارد. از خصوصیات مهم آن ، این است که منحصرا نوکلئوتیدها را در جهت '5 به '3 بهم متصل می‌کنند و در جهت عکس نمی‌تواند عمل کند. آنزیم پلیمراز ΙΙ نیز در مرحله‌ای از سنتز DNA وارد شده و سنتز را در جهت '3 به '5 پیش می‌برد. و آنزیم پلیمراز I عمل ترمیم همانند سازی را انجام می‌دهد.

آنزیم هلیکاز

این آنزیم به مولکول DNA دو رشته‌ای متصل شده و با عمل خود موجب باز شدن دو رشته از یکدیگر می‌شود.

آنزیم لیگاز

در مرحله‌ای از سنتز DNA وارد عمل شده و دو رشته DNA را بهم پیوند می‌دهد.

آنزیم پریماز

آنزیمی است که در ساختن قطعه کوچک RNA پرایمر ، هنگام همانند سازی وارد عمل شده و نوکلئوتیدهایی از نوع اسید ریبونوکلئوتید را به یکدیگر متصل می‌کند. تعدادی پروتئینهای ویژه وجود دارند که پس از باز شدن دو رشته DNA از یکدیگر به محلهای باز شده متصل شده و مانع اتصال مجدد دو رشته به یکدیگر می‌شوند.

http://pnu-club.com/imported/2009/04/230.gif

همانند سازی متوالی

در روی مولکول DNA نقاطی وجود دارند که همانند سازی از آنها آغاز می‌شود. این نقاط مبدا همانند سازی خوانده می‌شوند. در DNA باکتریها ، یک مبدا همانند سازی و در DNA موجودات عالی ، تعدادی زیادی از این مبدا وجود دارند. هنگام همانند سازی ابتدا آنزیم هلیکاز به مارپیچ دو رشته‌ای DNA متصل شده و پیچش DNA را در آن نقطه باز می‌کند. پرتئینهای DBP به ناحیه باز شده هجوم آورده و با اتصال به DNA تک رشته‌ای مانع از جفت شدن بعدی DNA می‌شوند.

ناحیه‌ای را که هلیکاز به آن متصل می‌شود، چنگال همانند سازی می‌نامند. همانند سازی به صورت دو سویه است. آنزیم پلیمراز ΙΙΙ که اتصال نوکلئوتیدها را به یکدیگر به عهده دارد، فقط می‌تواند همانند سازی را در جهت 3 به 5 پیش ببرد. در این حالت دو رشته مولکول DNA در خلاف جهت یکدیگر هستند. در نتیحه رشته‌ای که در جهت '5 به '3 سنتز می‌شود، به راحتی سنتز DNA را آغاز کرده و پیش می‌برد. این رشته به نام رشته راهنما معروف است. در همانند سازی این رشته را متوالی می‌نامند.

همانند سازی نامتوالی

در مولکول DNA رشته‌ای که '5 آزاد دارد، سنتز DNA طبق آنچه درباره رشته راهنما ذکر شد، انجام نمی‌گیرد. دلیل آن این است که آنزیم پلیمراز ΙΙΙ نمی‌تواند نوکلئوتیدها را در جهت 3 به 5 کاتالیز کند. لذا می‌بایست مکانیسم دیگری برای سنتز این رشته از DNA وجود داشته باشد. این رشته DNA به نام رشته عمل کننده یا پیرو معروف است. در این حالت ابتدا دو رشته DNA در فواصل معینی از یکدیگر باز شده و آنزیم پریماز در آن محل قرار می‌گیرد و با استفاده از ریبونوکلئوتیدها ، RNA کوچکی ساخته می‌شود که RNA پرایمر نام دارد.

انتهای 3 این RNA کوچک که از روی الگوی DNA ساخته شده است، می‌تواند به آنزیم پلیمراز III امکان دهد تا دزاکسی ریبونوکلئوتیدها را به انتهای آن متصل کند. لذا در این رشته از مولکول DNA قطعاتی از DNA سنتز می‌شوند که قطعات اوکازاکی نام دارد. (اوکازاکی نخستین کسی بود که این قطعات سنتز شده DNA را با میکروسکوپ الکترونی مشاهده کرد).

در این حالت آنزیم پلیمراز I وارد عمل شده و به ترتیب یکی یکی ریبونوکلئوتیدها را در جهت 5 به 3 برداشته و به جای آنها نوکلئوتیدهای از انواع دزاکسی جایگزین می‌کند تا این که قطعات همه از نوع دزاوکسی شوند. سپس انتهای قطعات ساخته شده بوسیله آنزیم لیگاز به هم متصل شده و یک رشته ممتد DNA حاصل می‌شود. اندازه هر قطعه اوکازاکی حدود 1000 تا 2000 نوکلئوتید است.

[Borna66]

مهندسی ژنتیک


دید کلی

کاربردهای مهندسی ژنتیک تقریبا نامحدود به نظر می‌رسد. این علم کاربردهای زیادی در علوم پایه و همچنین تولیدات صنعتی ، کشاورزی و علوم پزشکیدارد. در زمینه علوم پایه ، بررسیهایی مانند مکانیزمهای همانند سازی DNAو بیان ژنها در پروکاریوتها ، یوکاریوتها و ویروسها و همچنین چگونگی ساخته شدن و تغییرات پروتئینهای داخلی سلول و همچنین مکانیزم ایجادسرطان از جمله کاربردهای مهندسی ژنتیک است. در زمینه کشاورزی که زمینه بسیاری از کاربردهای مهندسی ژنتیک بوده است، تولید گیاهان مقاوم به آفات گیاهی و خشکی ، تولید گیاهان پرمحصول و تولید گاوهای دارای شیر و گوشت بیشتر ، را می‌توان نام برد. در زمینه کاربردهای انسانی ، تشخیص بیماریهای ارثی ، تولید انسولین انسانی ، تولید هورمون رشد انسان و ... را می‌توان نام برد.



تاریخچه

اهمیت بعضی از اصول علمی ، در زمان کشف آنها مشخص نمی‌شود، بلکه پس از مدت زمانی که می‌گذرد ارزش آنها معلوم می‌شود. یکی از مثالهای روشن این مساله کشفساختمان سه بعدی DNA بوسیله واتسون و کریک در سال 1953 بود. این ساختمان نسبتا ساده باعث شد تا دانشمندان سیستمهای مختلف ژنتیکی را بررسی کنند. اما مطلب به همین جا ، ختم نشد و دانشمندان مختلف سعی کردند که از این اطلاعات استفاده نمایند. هدف آنها نیز بیان ساده‌ای داشت. آنها خواستند تا یک DNA را از یک موجود بگیرند و در موجود دیگر وارد نمایند تا اثرات آن ژن در موجود ثانویه بروز کند.

این علم نوین که به تدریج جای خود را در بین علوم دیگر پیدا کرد، با عناوین چون زیست مولکولی ، مهندسی ژنتیک و نهایتا DNA نوترکیب (Recombinant DNA) نامیده می‌شود. مثالی معروف از کارهای مهندسی ژنتیک تولید یک نوع باکتری اشرشیاکلی (E.Coli) است که قادر است انسولین انسانی بسازد. یا تولید گیاهان مقاوم به شوری و خشکی.

مراحل مهندسی ژنتیک

انتخاب ژن مورد نظر
جداسازی ژن مورد نظر
وارد کردن ژن مورد نظر در حامل
تکثیر ژن در میزبان مناسب
انتقال حامل ژن به سلول هدف
تکثیر سلول هدف
تولید انبوه محصول یا ایجاد صفت مورد نظر

تولید DNA نوترکیب با استفاده از آنزیمهای محدود‌الاثر(Restriction)

گروهی از آنزیم های محدود‌الاثر هنگام برش ، توالیهای مورد شناسایی‌شان را بطور نامتقارن می‌شکنند، در نتیجه در انتهای قطعات DNA حاصله رشته‌های تکی با حدود 4 نوکلئوتید بوجود می‌آید که به این انتهای تک رشته‌ای ، انتهای چسبنده (Sticky end) می‌گویند. یکی از آنزیمها ECORI نام دارد که باعث ایجاد قطعاتی می‌شود که در انتهای خود ، چسبنده می‌باشند.


حال فرض کنید که دو قطعه متفاوت DNA بوسیله یک آنزیم محدودالاثر یکسانی برش داده شده‌اند، اگر قطعات حاصل از این برش با هم مخلوط شوند و شرایط مناسب فراهم شود انتهاهای چسبناک که مکمل هم می‌باشند بهم متصل می‌شوند. سپس بوسیله آنزیم DNA لیگاز این رشته‌ها به صورت کووالانسی بهم متصل می‌شوند.


هدف اصلی برش DNA در مهندسی ژنتیک ، اتصال دو قطعه DNA به یکدیگر می‌باشد. ولی هنگام اتصال قطعات DNA ممکن است بجای اینکه قطعات DNA بهم متصل شوند، دو سر یک مولکول DNA بار دیگر بهم بچسبند و در نتیجه نوترکیب صورت نگیرد. برای جلوگیری از این کار از آنزیم فسفاتاز قلیایی استفاده می‌کنند. به این صورت که پس از برش دادن حامل بوسیله آنزیم محدودالاثر فسفاتاز را به محیط واکنش می‌افزایند و در نتیجه فسفات انتهای 5 مولکول DNA در هر دو طرف جدا می‌شود و امکان اتصال دو سر مولکول حامل ، بدون DNA تازه ، به یکدیگر از بین می‌رود.

سیستمهای کلون کردن ژن

کلون کردن یکژن خاص مهمترین مرحله مهندسی ژنتیک است. هدف از کلون کردن ژن به دست آوردن مقادیر زیادی از ژنهای خاص به صورت خالص می‌باشد. هدف اصلی کلون کردن ژن ، انتقال ژن مورد نظر از داخل یک ژنوم بزرگ و پیچیده به داخل یک حامل ساده و کوچک تکثیر آن است.

مراحل کلون کردن ژن

جداسازی و قطعه قطعه کردن منبع DNA: منبع DNA می‌تواند، ژنوم کامل یک موجود باشد که در این صورت، باید آن را بوسیله آنزیم محدودالاثر برش داد و قطعات حاصله را برای کلون کردن بکار برد.


اتصال به یک حامل کلون (Cloning Vector): حاملهای کلون ، قطعات ژنتیکی کوچکی هستند که بطور مستقل توانایی تکثیر دارند و دارای محل برش بوسیله آنزیمهای محدودالاثر می‌باشند، ولی این برش نباید در محل همانند سازی این حاملها باشد.


ورود به داخل میزبان:DNA نوترکیب حاصل به روشهای مختلف وارد باکتری یا میزبان مورد نظر می‌شود.


شناسایی و جداسازی کلون حاوی ژن مورد نظر: این مرحله شامل جداسازی میزبانهایی است که ژن مورد نظر بوسیله حامل وارد آنها شده و به نحو موثر بیان می‌شود.


تولید تعداد زیاد سلولها و یا باکتریهای حاوی ژن: این کار به منظور جداسازی و بررسی ژن مورد نظر ، انجام می‌گیرد.

حاملهای کلون (Cloning Vector)

پلاسمیدها

قطعات DNA حلقوی هستند. که در داخلسیتوپلاسم باکتریها و جدا از کروموزوم آنها قرار دارند و بطور مستقل تکثیر می‌شوند. پلاسمیدها ، خصوصیات مفیدی برای استفاده به عنوان حامل دارند مانند: اندازه کوچک ، DNA حلقوی ، همانند سازی مستقل ، تکثیر زیاد و شاخصهای مفید دیگر مانند دارا بودن ژنهای مقاومت به آنتی بیوتیک که جداسازی کلنی‌های حاوی پلاسمید را راحتتر می‌کند.

باکتریوفاژها (ویروس باکتری)

ویروسها به خاطر داشتن پروتئینهای خاص ، نفوذ بسیار موثر و اختصاصی را به داخل سلولهای میزبان انجام می‌دهند.

بعضی ویروسها در قسمتی از چرخه تکثیر خود ، نفوذ پایداری به داخل ژنوم میزبان دارند که این باعث پایداری بیان ژن در داخل سلول میزبان می‌شود.

ویروسها دارای پروموتورهای خاصی هستند که بوسیله سلولهای میزبانی شناخته می‌شوند و این باعث بیان مناسب ژنهای کلون شده می‌شود.

کازمیدها (Cosmids)

کازمیدها در حقیقت قطعات حاصل از دو انتهای ژنوم از دو انتهای ژنوم باکتریوفاژها لامبدا قرار بگیرند و در نتیجه وارد سلول Ecoli (باکتری اشرشیاکلی)شوند. در داخل سلول E.Coli این DNA به صورت حلقوی در آمده و مانند یک پلاسمید عمل می کند.

فاسمیدها

یکی دیگر از حامل‌های DNA نوترکیب هستند که ترکیبی از ژنوم باکتریوفاژ و پلاسمیدها هستند.

انتخاب میزبان مناسب

میزبان مورد نظر باید خصوصیاتی از قبیل پایداری ژنتیکی ، ژنوم کاملا شناخته شده مشخصات فیزیولوژیک معلوم ، توانایی پذیرش DNA خارجی ، داشتن یک شاخص خاص برای شناسایی در مواقع لزوم و ... را داشته باشد. یکی از شناخته شده ترین میزبانهای مورد استفاده باکتری E.Coli است. هنگام انجام کارهای ژنتیکی باید با مطالعاتی کافی یک سیستم حامل میزبان مناسب را انتخاب کرد و بکار برد. باسیلوس سوبتلیس (B.Subtilis) در مواردی که هدف از کلون کردن تولید یک پروتئین خالص می‌باشد، بر E.Coli ترجیح دارد. زیرا خصوصیات تخمیری اینباکتری برای تولیدات صنعتی مناسب تر است.

روشهای وارد کردن حاملها به داخل میزبان

ویروسها و باکتریوفاژها

برای ویروسها و باکتریوفاژها و همچنین DNA نوترکیب که در داخل کپسید ویروس ها قرار گرفته‌اند (کاسمیدها) روش ورود واضح است و همانند ورود معمولی ویروس ها در سلول های میزبان است.


ترانسفورماسیون: برای این کار DNA نوترکیب را با باکتری مجاور می‌کنند. این روش یکی از متداولترین روشهای انتقال است.


الکتروپوریشن: در این روش قطعات DNA را در یک محیط دارای بار الکتریکی در مجاورت سلولها قرار می‌دهند. بار الکتریکی باعث ایجاد منافذ ریز در غشای سیتوپلاسمی می‌شود که این خود باعث تسهیل ورود قطعات DNA به داخل سلول می‌گردد.


تفنگ ذره‌ای یا تفنگ اسید نوکلئیک: در این روش دقیقا تنگی در مقیاس میکروسکوپی وجود دارد که گلوله آن قطعات DNA می‌باشد و DNA را به داخل سلول ، شلیک می‌کند.


http://pnu-club.com/imported/2009/04/231.gif

انتخاب کلونهای تغییر یافته

پس از اینکه DNA نوترکیب ساخته شد و در داخل باکتری میزبان ، انتقال داده شد. حال نوبت به انتخاب کلونهای باکتریایی می‌رسد که DNA نوترکیب مورد نظر به داخل آن انتقال یافته و به نحو موثری در داخل آن بیان شود. 3 خصوصیت در بین حاملین مشترک است. قدرت تکثیر در میزبان ، محل ورود ژن خارجی و یک شاخص انتخابی.

شاخصهای انتخابی موجود بر روی حاملها

مقاومت به آنتی بیوتیکها

مقاومت به آنتی بیوتیکها معمولا یا بوسیله آنزیم هایی ایجاد می‌شود که باعث غیر فعال شدن آنتی بیوتیکها می‌شوند و یا با سنتز پروتئینهایی است که به روشهای مختلف باعث ممانعت از اثر آنتی بیوتیکها می‌شوند. هر دو نوع مکانیزم مقاومت فوق بوسیله قطعات ژنتیکی ، کنترل می‌شوند. این قطعات ژنتیکی را می‌توان در حاملها وارد کرد و از آنها به عنوان شاخصهای انتقال موثر استفاده کرد.

نیازهای متابولیزمی

نیازهای متابولیزمی طیف وسیعی از مواد مختلف را شامل می‌شود. برای این کار از گونه‌های خاص از میزبان استفاده می‌شود که تونایی ساختن یک ماده متابولیزمی ضروری از دست داده‌اند، در نتیجه این باکتریها بر روی محیطهای بدون این ماده متابولیزمی رشد ، نخواهد کرد. برای مثال اگر یک باکتری توانایی تولید اسید امینه لوسین را نداشته باشد. بر روی محیط فاقد لوسین رشد نخواهد کرد.

حال اگر ما از حاملی استفاده کنیم که حاوی ژن سنتز لوسین باشد، باکتریهای میزبان حاوی این حاملها بر روی محیط فاقد لوسین رشد خواهند کرد. پس از اینکه کلنی‌های حاوی ژن نوترکیب انتخاب و جدا شدند، این کلنی‌ها را به میزان دلخواه تکثیر می‌دهند و سپس ژن تکثیر شده را برای بررسیهای بعدی استخراج کرده قرار می‌دهند.

حاملهای بیان ژن (Expression Vector)

یک حامل بیان ژن حاصل است که نه تنها می‌توان از آن به عنوان حامل کلون استفاده کرد. بلکه این حامل دارای کی توالی تنظیمی می‌باشد که باعث می‌شود که بیان ژن مورد نظر تحت کنترل مهندسی ژنتیک قرار گیرد. یک حامل بیان ژن خوب باید دارای مشخصات زیرا باشد. هر چه قدر تعداد نسخه‌های یک ژن بیشتر باشد، میزان بیان آنها بیشتر خواهد بود. پلاسمیدها از این نظر مناسب هستند. قدرت آغازگری آن خوب باشد. الگوی خواندن آن مناسب باشد. بطور کلی وظیفه مهندسی ژنتیک ایجاد یک حامل مناسب است که بتوانند بطور موثری به داخل میزبان وارد شود به تعداد همانند سازی کند بطور موثر نسخه برداری شود - بطور موثر ترجمه شود.

[Borna66]

رنگ كردن الياف ابريشمي از طريق اصلاح ژنتيكي
پژوهشگران مي‌گويند بجاي زحمت بسيار رنگ كردن الياف ابريشم مي‌توان از طريق اصلاح ژنتيكي، كرم ابريشم را در تنيدن پيله‌هايي به هر يك از رنگهاي رنگين كمان ياري رساند.

به گزارش خبرگزاري فرانسه از سانفرانسيسكو، دانشمندان ژاپني از طريق مهندسي ژنتيك كرم ابريشم را وادار به تنيدن پيله‌ها به يك رنگ خاص كردند.

تاكاشي ساكودو از دانشگاه توكيو مي‌گويد درك سامانه انتقال رنگدانه كرم ابريشم مي‌تواند راه را براي دستكاري ژنتيكي رنگ و محتواي رنگدانه ابريشم هموار كند.

در طبيعت پيله كرم ابريشم به رنگهاي مختلف شامل سفيد، زرد، كهربايي، عنابي روشن، صورتي و سبز يافت مي‌شوند. رنگهاي ابريشم به علت وجود رنگدانه‌هاي طبيعي است كه هنگامي كه كرم برگهاي درخت توت را مي‌خورد جذب بدن جانور مي‌شود.

پژوهشگران ژاپني مشاهده كردند كرمهايي كه ابريشم سفيد مي‌سازند "خون زرد" يا ژن ايگرگ آنها جهش يافته است، يعني بخشي از دي ان آ حذف شده است.

ژن ايگرگ امكان استخراج تركيبات زردرنگ كاروتنوئيد را از برگهاي درخت توت ميسر مي‌سازد.

دانشمندان دريافتند جانوراني كه دچار جهش ژنتيكي شده بودند يك شكل غيركاركردي پروتيين الزام آور كارتنوئيد (‪ (CBP‬ساختند كه به جذب رنگدانه كمك مي‌كند.

محققان با استفاده از روشهاي مهندسي ژنتيك ژن‌هاي اصلي ايگرگ را در بدن جانوراني كه دچار جهش ژنتيكي شده بودند وارد كردند.

اين كرمها پروتيين ‪ CBP‬و پيله زرد رنگ ساختند.

رنگ زرد پس از چند دور پيوند زدن پررنگ‌تر شد.

الياف ابريشم را مي‌توان به رنگ قرمز نيز توليد كرد.

پژوهشگران مي‌گويند بجاي زحمت بسيار رنگ كردن الياف ابريشم مي‌توان از طريق اصلاح ژنتيكي، كرم ابريشم را در تنيدن پيله‌هايي به هر يك از رنگهاي رنگين كمان ياري رساند.

به گزارش خبرگزاري فرانسه از سانفرانسيسكو، دانشمندان ژاپني از طريق مهندسي ژنتيك كرم ابريشم را وادار به تنيدن پيله‌ها به يك رنگ خاص كردند.

تاكاشي ساكودو از دانشگاه توكيو مي‌گويد درك سامانه انتقال رنگدانه كرم ابريشم مي‌تواند راه را براي دستكاري ژنتيكي رنگ و محتواي رنگدانه ابريشم هموار كند.

در طبيعت پيله كرم ابريشم به رنگهاي مختلف شامل سفيد، زرد، كهربايي، عنابي روشن، صورتي و سبز يافت مي‌شوند. رنگهاي ابريشم به علت وجود رنگدانه‌هاي طبيعي است كه هنگامي كه كرم برگهاي درخت توت را مي‌خورد جذب بدن جانور مي‌شود.

پژوهشگران ژاپني مشاهده كردند كرمهايي كه ابريشم سفيد مي‌سازند "خون زرد" يا ژن ايگرگ آنها جهش يافته است، يعني بخشي از دي ان آ حذف شده است.

ژن ايگرگ امكان استخراج تركيبات زردرنگ كاروتنوئيد را از برگهاي درخت توت ميسر مي‌سازد.

دانشمندان دريافتند جانوراني كه دچار جهش ژنتيكي شده بودند يك شكل غيركاركردي پروتيين الزام آور كارتنوئيد (‪ (CBP‬ساختند كه به جذب رنگدانه كمك مي‌كند.

محققان با استفاده از روشهاي مهندسي ژنتيك ژن‌هاي اصلي ايگرگ را در بدن جانوراني كه دچار جهش ژنتيكي شده بودند وارد كردند.

اين كرمها پروتيين ‪ CBP‬و پيله زرد رنگ ساختند.

رنگ زرد پس از چند دور پيوند زدن پررنگ‌تر شد.

الياف ابريشم را مي‌توان به رنگ قرمز نيز توليد كرد.

اين يافته‌ها در نشريه "‪of the National Academy of Sciences‬ ‪ "Proceedings‬منتشر شده است.

[Borna66]

پیوستگی ژنتیکی
● تمام اشکال حیات از حیاتی از همان نوع
مقصود ما از پیوستگی ژنتیکی این است که نه تنها تمام زندگی از زندگی زاییده می شود («قانون زیست زایی») بلکه خاص تر از این که هر موجود زنده ای از یک یا دو والد هم گونه خویش پدید می آید. از این رو خصوصیات خود را در یک دودمان بی وقفه از نیاکان خویش، تا شروع گونه مربوطه در زمین و نظریه تکامل، از شروع تمام اشکل حیات در زمین ارث برده است.
نظر مربوط به پدیدآمدن ابنای موجودات زنده از والدینی از نوع خود، نظری به قدمت خود بشر است، اما طی سده های بسیار این اعتقاد که آنها تنها از هیمن راه به وجود می آیند تردید وجود داشت. در سفر پیدایش، به وقت نقل داستان خلقت چنین آمده است که هر موجودی «از همان نوع خودش پدید می آید». ارسطو در نوشته های خویش که قدمت آنها به چهارمین سده پیش از میلاد مسیح می رسد، نظر ویژه تری دارد. در اثر خویش موسوم به تولید جانوران می نویسد:
«در جریان عادی طبیعت، زاده هایی که یک نر و ماده از همان نوع تولید می کنند موجود نر یا ماده از همان نوع است ـ برای مثال زاده سگ نر یا سگ ماده سگی نر یا ماده است».
اما کتاب مقدس به این اعتقاد عمومی توسل می جوید که اشکال ابتدایی حیات می توانند از راهی دیگر پدید آیند، مانند زمانی که شمشون «زنبورها» را در جسد شیری می یابد که خود کشته بود. ارسطو نیز به زایش خودبخودی موجودات زنده اعتقاد داشت، آنجا که در تاریخچه جانوران می گوید:
برخی گیاهان از دامنه گیاهان به وجود آمده اند، در حالی که سایر گیاهان از شکل گیری برخی عناصر اصلی مشابه دانه به وجود می آیند... پس در رابطه با جانوران، برخی از حانوران والد مطابق نوع خود سرچشمه می گیرند در حالی که بقیه به طور خودبخودی و نه از نسل موجود پدید می آیند؛ و برخی از این موارد پیدایش خودبخودی از مواد گیاهی و یا خاک در حال فساد پدید می آید و این در مورد پیدایش خودبخود تعدادی از حشرات مصداق دارد. در حالی که بقیه از راه زایش خودبخودی در درون بدن جانوران از ترشحات چندین اندام آنها پدید می آیند.
پیش از پذیرش این دیدگاه که وراثت از نوعی مکانیسم زیست شناختی نتیجه می شود، شبح زایش خودبخودی باید پایین کشیده می شد. از نظر ارسطو (بزرگترین زیست شناسی روزگار باستان) و تمام آنهایی که بدون شک تا سال ۱۶۰۰ یا دیرتر از نظریه های وی پیروی کردند، الگوی تحول را با علت غایی و علت صوری تبیین می کردند، که اولی نهایت آنچه موجود زنده برای آن وجود داشت و دومی لوگوس یا سرشت ذاتی آن بود. از چهار علت (ذکر شده) توسط فیلسوف یونانی، علت مادی توسط والد ماده و علت انگیزه (مؤثر) توسط والد پدری فراهم می شد. این دو علت مواد و انرژی برای موجود فراهم می کنند؛ ولی هیچ نشانه ای از اینکه علت صوری به طریقی از والدین منتقل شود وجود ندارد. بلکه بیشتر همبسته علت غایی است و در خود سرشت چیزها وجود دارد. از این رو با فرض وجود علل مادی و فاعلی مناسب با قدرت یک جانور خاص باید به همان سادگی که از کثافت و لجن یا ماده در حال فساد منشأ می گیرد از مواد و نیروی انرژی زای فراهم شده توسط والدینی از همان گونه منشأ گیرد.
ابطال عملی نظریه زایشی خودبخودی نیازمند مجموعه ای از تحقیقات بود که بیش از دو سده طول کشید و با تجربیات فرانچسکو ردی در سال ۱۶۶۸ آغاز می شود و با آزمایش های پاستور در سال های ۶۴ ـ ۱۸۶۰ پایان می پذیرد. ردی توانست نشان دهد که لاروهای مگس گوشت از تخم هایی که حشره در گوشت می ریزد پدید می آید و در غیاب این تخم ها، با آن که گوشت همچنان فاسد می شود، هیچ لاروی و در نتیجه هیچ مگسی نمو نمی کند. روش وی ساده بود و یک مورد مثال عالی از یک آزمایش علمی است که در آن نمونه شاهد به کار رفته است. برخی از لوله های آزمایش حاوی انواع گوشت، در باز رها شدند، در حالی که بقیه با کاغذ پوشیده و کاملاً مسدود شدند. در لوله های در باز مگس ها تخم ریزی کردند و لاورها نیز به موقع ظاهر شدند؛ ولی لوله های در بسته همچنان بدون کرم ماندند. سپس برای پاسخ به این ایراد که بستن لوله ها از ورود آزادانه هوا به درون آنها جلوگیری کرده است، ردی آزمایش های کنترل شده دیگری ترتیب داد که در آنها لوله های پیچیده ای را به کار برد که با وجود آن که اجازه عبور هوا می داد از ورود مگس ها جلوگیری می کرد. وی در برخی آزمایش ها با افزودن یک توری اضافی حفاظت دوگانه ای در برابر ورود مگس ها فراهم کرد. مگس ها بر روی این توری ها تخم ریزی کردند و با آن که تخم ها به شکل لاور درآمدند به خاطر اینکه توری ظریف تر از آن بود که اجازه عبور مگس ها را بدهد حتی یک مگس در گوشت در حال فساد پیدا نشد.
با وجود این یافته ها، ردی هنوز بر این باور بود که در برخی حالات خاستگاه انگل های درون بدن انسان و جانوران و یا کرم حشره موجود در پوست بلوط ـ باید زایش خود به خودی در کار باشد. با این حال کم کم شواهدی بر علیه این دیدگاه ها جمع آوری شد. در ۱۶۷۰ میلادی یان سوامردام، از پژوهشگران چرخه زندگی حشرات پیشنهاد کرد که کرم های حشره موجود در پوست بلوط به خاطر تغذیه در آنجا گرد آمده اند و لابد از حشراتی پدید آمده اند که نطفه و یا تخم های خود را درون این گیاهان ریخته اند. در ۱۶۸۷ آنتونی وان یهونهوک، دریکی از نامه های مشهور خویش به انجمن سلطنتی لندن که تازه تأسیس شده بود، از بافت های بریده شده ای می گوید که یکی از جراحان از پای یک بیمار برای وی آورده بود. در این بافت ها کرم هایی وجود داشت که جراح فکر می کرد با زایش خودبه خودی به وجود آمده اند. لیونهوک به آسانی آنها را لارو حشره تشخیص داده، به روی تکه ای گوشت گوساله انتقال داد و مشاهده کرد که آنها رشد یافته، به شکل شیره تغییر شکل داده و نهایتاً به شکل مگس ها درآمدند. مگس ها پس از آمیزش تخم های باروری تولید کردند که لاروهای شبیه انواع اصلی از آنها تکوین یافتند، هر چند لیونهوک آزمایش مهمی برای آزمون باور خویش انجام نداد، قویاً زایش خودبه خودی تک یاخته ای ها و باکتری های میکروسکوپی را که کشف کرده بود نفی کرد. او در سال ۱۶۹۴ (در نامه ۸۳) نوشت که «هیچ موجودی بدون تولیدمثل به وجود نمی آیند».
به علاوه آنتونیو والیسزی ـ در خلال ۱۱ ـ۱۷۰۰ ـ که از شاگردان کالبدشناس مارچلومالپیگی (۹۴ ـ ۱۶۲۸) بود به مطالعه طبیعت زخم های (Gall) گیاهی پرداخت و ثابت کرد که سوامردام در فرض خویش کاملاً حق داشته است، به درستی که زخم های پوست گیاهان از نیش زنبورهای ماده تخم گذار بر روی بافت های پوست درخت به وجود امده و تخم ها نهایتاً پس از رشد کامل به شکل زنبورهای بالغ تغییر شکل می دهند، هر چند معمای زایش کرم های روده ای و کیسه ای تخم کرم های پهن تا ۱۸۳۲ روشن نشد، می توان گفت که ردی، لیونهوک، سوامردام، مالپیگی و والیسنری تحولی در تفکر زیست شناسی پدید آوردند که کمابیش هم ارز نظریه تکاملی آلی بود که در سده نوزدهم ارائه شد. گرچه هنوز هم اعتقاد به زایش خودبخود در بین عامه و برخی دانشمندان وجود داشت، اصل آن ابطال شده و در تمامیت این تردید وجود داشت. پیوستگی ژنتیکی به عنوان امری طبیعی، اگر نه به عنوان تنها الگوی حیات، برقرار نشد. موجودات جوان در حال رشد درست شبیه والدین خویش به شکل بالغ رشد کردند. پس احتمالاً آنها برخی بنیان عنصری را به ارث می برند که آنها را در قالب الگوی از نمو قرار می دهد.
تجربیات بعدی، به ویژه آنهایی که توسط توربرویل نیدهام انجام شد، رضایت بخش نبودند. او با استفاده از عصاره گوشت جوشانیده و خیسانیده دانه های جوشانیده این نوع آزمایش ها را بارها و بارها تکرار کرد (۵۰ـ۱۷۴۸). او برای پوشاندن لوله ها از چوب پنیه استفاده کرد. نتایج این بود که هم در لوله های دربسته توسط چوب پنیه و نیز لوله های در باز باکتری ها ظاهر شدند. بنابراین، زایش خودبه خودی حداقل باکتری ها، همچنان سؤال بدون پاسخ باقی ماند. کمی بعد در همان سده هجدهم، سال ۱۷۶۵، آبه لازارو اسپالانزانی، شاید بزرگترین زیست شناس تجربی آن عصر دوباره کارهای نیدهام را با روش های بهتری انجام داد. او دریافت که خیسانده دانه ها، حتی وقت با نهایت دقت هم پوشیده شده باشند، برای آن که میکروب ها در آنها رشد نکند باید مدتی طولانی (مثلاً ۴۵ دقیقه) بجوشند. نیدهام علاوه بر استفاده از چوب پنبه برای بستن سر لوله ها آنها را با صمغ چسبانید و کار آزمایش را فقط در کنار شعله آتش که فکر می کرد برای کشتن تمام موجودات میکروسکوپ کافی است، انجام داد. سپالانزانی ظرف های شیشه ای به کار گرفت که گردن آنها را می توانست در برابر شعله جوش دهد و آنها را با اطمینان کامل مسدود کند. سپس ظرف های حاوی خیسانده را به مدت ۴۵ دقیقه در آب جوش غوطه ور ساخت. این ظرف های کاملاً بسته پاک و عادی از موجودات زنده ماندند، در حالی که محتوی ظرف های شاهد با رشد باکتری ها کدر شدند. ولی هنوز بحث پایان یافته نبود. نیدهام بر این باور بود که گرمای شدید قابلیت خیسانده ها را در حمایت حیات از بین برده است. سپالانزانی پیروزمندانه گردن لوله های جوش داده شده را شکست و نشان داد که رشد باکتریایی خیلی زود در آنها ظاهر می شود. نیدهام باز هم و کاملاً به درستی، استدلال کرد که حرارت دادن قبل از حوش دادن گردن لوله ها موجب انبساط هوا می شود و در نتیجه پس از سرد کردن فشار هوا در لوله ها کم شده، یا خلاً نسبی در آنها به وجود خواهد آمد. وقتی گردن لوله های جوش داده شده شکسته شود، می توان در واقع صدای سوت وارد شدن هوا را شنید. نیدهام مدعی بود که هوا برای تولید حیات ضروری است و بنابراین آزمایش های اسپالانزانی شواهد قطعی به حساب نمی آیند. سپس موضوع تا مدتی مسکوت ماند.
در دهه ۱۸۳۰ که میکروسکوپ های با عدسی اکروماتیک و قدرت تفکیک خوب در بزرگنمایی ۴۰۰ امکان پذیر شد، توجه معطوف گویچه هایی شد که همیشه در لیکور در حال تخمیر دیده می شد. مفهوم اولیه از سرشت تخمیر، از آنتونی لاووازیه تا برزلیوس و لیبیگ آن بود که تخمیر فرآیندی صرفاً شیمیایی است. سپس بین سال های ۱۸۳۵ تا ۱۸۳۸، چارلز کاگینارددلاتو، و تئودور شوان مستقل از هم گزارش کردند که تخمیر الکلی بدون استثنا با حضور سلول های میکروسکوپی مخمر همراه و وابسته به آنها است. این سلول ها قابلیت تولیدمثل دارند و به عنوان سلول های گیاهی شناخته می شوند. آنها تا وقتی که زنده اند موجب تخمیز قند می شوند، زیرا شووان نشان داد که جوشاندن آنها را می کشد و اگر هوای گرفته شود توسط لوله پیش از ورود حرارت داده شود، پس از جوشاندن تخمیر و فساد در محیط رخ نمی دهد. در آزمایشی مشابه اف.اف شولز ازاسید سولفوربک برای پالایش هوایی که وارد لوله می شود،استفاده کرد،ودرسال ۱۸۵۴ اچ.ج.اف.شرودر و ت.فون دوچ استفاده از درپوش پنبه ای را ابداع کردند که معلوم شد با تصفیه مکانیکی از ورود هوا به درون لوله های سترون به طور مؤثر جلوگیری می کند. برزلیوس شیمی دان، فردریش ولر و ج.لیبیگ هنوز راضی نبودند. (اعتقاد بر این بود که) حرارت، مواد شیمیایی قوی و یا حتی تصفیه مکانیکی به نحوی طبیعت هوا را تغییر می دهند. هر چند لیبیگ پذیرفت که مخمر دارای نقش است، بر این نکته پافشاری می کرد تخمیر توسط برخی مواد محلول تشکیل شده از تجزیه انجام می شود. لویی پاستور بین سال های ۱۸۵۷ تا ۱۸۶۰، در مورد خصوصیت حیاتی تخمیر در برابر خصوصیت صرفاً شیمیایی آن بالیبیگ درگیر بحث و جدل بود.
در همین ایام اف.آ.پوشه باکتری شناس ادعا کرد که او منشأ خودبه خودی میکروب ها را در طول تخمیر و فساد در واقع نشان داده است. خود پاستور بر آن شد ه در مورد اساس این جر و بحث قدیمی به آزمایش بپردازد. از ۱۸۶۱ تا ۱۸۶۴ آزمایش های مهم خویش را انجام داد. او به مشاهده میکروسکوپی ذراتی پرداخت که از هوا گرفته شده بودند و نشان داد که اجسام زیادی به طور شناور در هوا وجود دارند که قادر به رشد هستند. او آزمایش های شوان را با هوای حرارت دیده تأکید کرد. قانع کننده تر از همه او ظرف هایی با گردن مارپیچ S ـ شکل ساخت که نوکشان به هوا باز می شد و نشان داد که محیط کشت مایع حامی رشد باکتری ها در چنین ظرف هایی پس از جوشانیدن ستروم می ماند مگر آن که قطره ای از محیط در مارپیچ انتهایی گردن لوله، جایی که ممکن است غبار جمع شده باشد، باقی بماند و به درون ظرف برگردد. او هوای یخچال طبیعی واقع در مون بلان را آزمایش کرد و دریافت که عاری از باکتری های شناور است. برخی از این ظرف ها که محتوی آنها همچون سترون است در انستیتو پاستور پاریس حفظ شده است. ظرف های مشابه در مواجهه با هوای شهر شدیداً آلوده شدند. حتی خون، هم که با کمال احتیاط برای جلوگیری از آلودگی باکتریایی جمع آوری شده، سترون باقی ماند.
از طرف دیگر روش های پاستور در سترون سازی با اقدام واحدی از مواجهه با دمای جوش همیشه مؤثر نبود؛ و پوشه وقتی به عنوان محیط کشت به جای آبگوشت مغذی از خیسانده علف استفاده می کرد در صورت از دست ندادن ایمان و شهامت خویش، می توانست ـ حداقل تا مدتی ـ نظر خویش را اثبات کند. جان تیندال در سال ۱۸۷۷ پدیده ای را که هم اینک توصیف شد انجام داد و دریافت آنجا که یک بار جوشانیدن در سترون سازی کارآمد نیست، با جوشانیدن در حد فاصل دوره های متناوب ۱۲ ساعته حتی کمتر از یک دقیقه، می توان محیط را سترون کرد. سپس او به فرضیه وجود «میکروب های» بسیار مقاوم رسید. فردبنالد کوهن، با استفاده از روش هایی مشابه تشکیل هاگ های باسیلوس سوبنیلیس را در خیسانده یونجه کشف کرد و نشان داد که یکباره جوشاندن هاگ ها را نمی کشد و پس از آن که اینها رویش یافتند حتی یک مواجهه کوتاه با دمای بالا تمام ارگانیسم های موجود را خواهد کشت. تبندال که فیزیک دان بود به کمک روش های نوری نشان داد که در آرام ترین هوا هم غبار وجود دارد و اظهار کرد جایی که هوا است میکروب هم هست.
پس برقراری نظریه میکروبی بیماری ها رابطه عمیقی با برقراری نهایی واقعیت پیوستگی ژنتیکی دارد. اما این واقعیت که پیوستگی ژنتیکی وجود دارد، این سؤال را پیش می آورد که مکانیسم آن چیست؟ پیروان سده هجدهمی نظریه پیش تشکیلی، از جمله اسپالانزانی و دوستش چارلز بونه، از مکانیست های عصر خود بودند. از نظر آنها ایده ذرات مغذی و یا موروثی، برگرفته از محیط و یا والدین ارگانیسم که با آنها هماهنگ باشد و در پیچیدگی موجود زنده سازمان یابد امری نامعقول بود. چیزی از پیش سازمان یافته باید خود از والدین (یا والد) به زاده ها انتقال یابد تا به عنوان زیر ساختار و راهنما در نمو عمل کند. از این رو پیروان نظریه پیش تشکیلی ـ که در بین زیست شناسان سده هیجدهم اکثریت بزرگی داشتند ـ اعتقاد داشتند که تخمک یا اسپرم حاوی نطفه موجود بعدی است، درست مثل حالتی که رویان کوچک گیاهی در درون دانه یافت می شود. از نظر برخی پیروان نظریه پیش تشکیلی، این اعتقاد به معنی حضور آدمک ریز در سر اسپرم بود، در حالی که والد ماده صرفاً تنها غذای لازم برای رشد نسل بعدی را فراهم می کند. در برابر اینها، تخمک باوران بر این باور بودند که نطفه یا رویان در تخمک وجود دارد و مایع منی و یا اسپرم نر فقط در فعال سازی تکوین رویان نقش دارد. پیروان دیدگاه پیچیده تر از پیش تشکیلی، مانند بونه، هر چند ابتدا به شکل ایده ای جالب از بیکرانگی یا تقریباً بیکران جلوه می کرد، این بود که مجموعه ای از رویان ها یکی در درون دیگری از همان ابتدا در درون تخمک حوا و یا نخستین فرد از جنس ماده هر گونه وجود دارد؛ ولی با توجه به شواهد آشکار تولید، مانند جوانه زدن، چنین مفهومی از پیش تشکیلی هرگز پذیرفته نشد.
در واقع مشاهده تشکیل جوانه های هیدر، پولیپ کوچک آب های شیرین که پسرعموی بونه به نام ابراهام ترمبلی کشف کرد، بونه را واداشت به استنتاج عام تری فکر کند. جوانه هیدر در هر کجای بدن رشد کند و آشکار است که هیچ جزئی در درون آن، مانند یک جوانه گیاهی که برای رشد و شکفتن تماماً آماده است، وجود ندارد. این فقط یک برآمدگی و آماس است. معهذا به موازات افزایش اندازه، شاخک های حیسش تشکیل می شود و بین آنها دهان تکوین می یابد و به پولیپ کامل از همان گونه والدی تبدیل می شود. پس بونه استدلال کرد که باید چیزی در بین باشد که موجب این رویداد شود، چیزی که قابل شروع رشد جوانه داشته باشد ـ ذراتی معین که طوری سازمان یافته اند که پولیپ کوچک از نمو آنها پدید می آید چون پولیپ می تواند خود را از هر جزء بدن خویش پدید آورد، ذرات از پیش سازمان یافته باید به طور کامل در هر جزء بدن وی وجود داشته باشد. پس «نطفه» ضرورتاً مینیاتوری از ارگانیسم نیست، بلکه نطفه عبارت است از «هر حکم، هر نوع اجزاء از پیش تشکیل شده ای که خود قابلیت تعیین به وجود آمدن گیاه یا جانور را دارد». این نکات در گفته های بعدی بونه آمده است.
بنیاد اولیه ای که مولکول های مغزی بر روی آنها عمل می کنند تا ابعاد اجزاء را در هر جهت افزایش دهند. این یک شبکه است، که عناصر آن توری ها را می سازند. مولکول های مغزی، با وارد ساختن خویش به درون این توری ها موجب رشد آنها می شوند.
آشکار است که عقاید واقعی بونه با دیدگاه مضحکی که به وی نسبت داده می شود بسیار متفاوت است. او ضرورت وجود الگوی عنصری را که از شروع هر زندگی باید دوره ارثی نمو آن را کنترل کند و ضرورتاً از نسل والدی به زاده ها منتقل شود به وضوح می دید. اما در اینجا شکل حل نشده ای وجود داشت.
در سال ۱۷۴۵ این معما را پیرلوئی دماپورتو، از همعصران بونه، به روشن ترین شکل ابراز کرد. شواهد زیادی وجود دارد که گونه های با تولیدمثل چنین زاده ها خصوصیات هر دو جنس والدی را به ارث می برند. در واقع درست همان صفت می تواند در یک و همان خانواده، گاهی توسط جنس ماده و زمانی توسط جنس نر، انتقال یابد. ماپورتو وراثت چندانگشتی (پلی داکتیلی) را در چهار فصل یک خانواده برلینی مطالعه کرد و این موضوع را به روشنی نشان داد. پس چگونه جنین از پیش تشکیل شده و یا حتی سیستم ذره ای از قبل سازمان یافته می تواند در این امر دخالت کند؟ هر آنچه از والدین به زاده ها انتقال یافته باشد باید توسط هر دو والد نر و ماده به طور برابر فراهم شده باشد.
این واقعیت ها ما پرتو را به نظر جسورانه ای رهنمون شد. او نوشت که بیاید تصور کنیم که ذرات مطابق با هر جزء بدن زاده ها توسط هر یک از والدین فراهم می شود و در تولید رویان آنها در سایه تمایل شیمیایی بین ذرات مشابه راه خود را به سوی محل های مربوطه پیدا می کنند. سپس ذرات مشابه با هم متحد می شوند و آنهایی که باید برای تشکیل مناسب یک جزء کنار یکدیگر قرار گیرند به سوی هم جلب و با اتحاد خویش از اجتماع اجزای نامناسب جلوگیری می کنند. پس رویان با همان الگوی ارثی درست گونه خویش ساخته می شود، ولی چون اینک ذرات مادری و پدری به کار گرفته می شوند، خصوصیت ارثی می تواند شبیه حالت هر یک از والدین باشد.
نظریه ذره ای وراثت ما پرتو در آن زمان پذیرفته نشد، چون ایده جذب موادشیمیایی مشابه براساس تمایل ترکیبی آنها هنوز نو بود. قدر مسلم این است که ما پرتو ذرات موروثی را با اثراتی که آنها تولید می کنند و بخش هایی که تکوین آنها را کنترل می کنند خلط کرد. از این جهات بونه بصیرت روشنتری داشت، اما مهم تر اینکه زمان تقریباً یک سده پیش از فرمولبندی نظریه سلولی و یا شناخت عناصر میکروسکوپی بود که وراثت باید بدان ها وابسته باشد. در نهایت وراثت باید به نوعی حافظه شیمیایی و آلی وابسته باشد و این قابلیت به ذرات مجزایی وابسته باشد که به هنگام ترکیب طبیعت ذاتی خود را حفظ کنند، خود به قدر کافی خارق العاده بود. وانگهی این ایده بنیادی سبب می شود ماپرتو پیشنهاد کند تکوین ناقص ـ که منجر به شکل گیری هیولاها می شود ـ باید از فزونی تعداد و یا کمبودهای ذرات باشد؛ و ذرات امکان دارد با تغییرات جدید منجر به انواع موروثی جدید شود؛ و حتی جدا شدن این اشکال در بخش های مختلف زمین منشأ گونه های جدید باشد.
گرچه ایده های ماپرتو در مورد وراثت از ایده رایج تر مخلوط شدن خصوصیات والدی و از دست یافتن گوناگونی در جمعیت از طریق عمل صرف درون زاد آوری و دورگه گیری بسیار پیشرو بود، که کشف جدیدی نبود و بنابراین ارزش چندانی نداشت؛ یعنی انگیزه چندانی برای انجام آزمایش فراهم نکرد. در غیاب دانش شیمیایی و یا معلول شناختی درباره اساس فیزیکی وراثت نمی شد در مورد آنها آزمونی ترتیب داد و به زودی فراموش شدند. به همین ترتیب می توان گفت که ایده های بونه حاکی از برخی ایده های نوین مهم از رابطه الگوی ژنتیکی، ژنوتیپ و دوره تکوین و یا تولید یک فنوتیپ یا جمع شدن خصوصیات نهایی بود، باز هم تا توسعه نهایی جنین شناسی تجربی هیچ راهی برای آزمون چنین ایده هایی وجود نداشت همین طور به جرأت می توان گفت که اگر داروین و همعصران وی دانش مناسبی از ایده های ماپرتو و بونه داشتند، نظریه پردازی های تئوریک بی ثمر در مورد وراثت به عمل نمی آمد.
چیزی که عمومیت این اصل را بر هم زند پدید نیامده است. وقتی که ویروس های باکتریایی، جانوری و گیاهی کشف شدند (۱۹۱ـ ۱۸۹۲)، توسط برخی که از رها شدن ویروسی ها از ارگانیسم های سالم گیج شده بودند، شبح زایش خودبه خودی زنده شد. اما بررسی های بعدی نشان داد که بسیاری از ویروس ها علاوه بر شکل بیماری زای خویش، یعنی حالت عفونی، می توانند با سازگاری و موفقیت در سلول های بدن میزبان خویش به شکل غیر بیماری زا، همزیست و یا حالت کمون به سر برند و در شرایط مناسب که می تواند پس از زمان طولانی باشد از آن رها شوند.
در برخی موارد ویروس های در حال ممکن است توسط سلول های جنسی و یا جوانه هایی که زاده ها را به وجود می آورند از یک نسل میزبان به نسل بعد منتقل شوند. پس گویی آنها در اصل به شکل صفتی ارثی در گونه میزبان در آمده اند. معهذا در مورد ویروس ها نیز، زنده از زنده زاییده می شود.

[Borna66]

● هر سلول از سلول پدید می آید
فرمول بندی اولیه نظریه سلولی، به ویژه در شکل کلاسیک آن که ماتیاس شلایدن و تئودور شوان به سال ۱۸۳۹ ارائه کردند. برای توسعه مفهوم پیوستگی ژنتیکی چندان مفید نبود. در سال های اولیه سده نوزدهم (۱۸۰۲) ک.اسپرنگل تصور می کرد که سلول ها به شکل دانه ها یا حبابچه هایی در درون سلول های دیگر شکل می گیرند. او احتمالاً دانه های نشاسته را به جای سلول های جدید در حال تشکیل اشتباه گرفت. معهذا و علی رغم انتقادهای دیگران این ایده اشتباه توسط دیگران نیز اقتباس شد و حتی توسط خود شلایدن تا سال ۱۸۴۹ مورد پذیرش بود. همین طور در مورد توان، چنین به نظر می رسد که ایده هایش را در مورد تشکیل سلول های جدید از نقطه نظرات کریستیا فردریش ولف در یک سده پیش تر (۱۷۶۸؛۱۷۵۹) برگرفته است. به طور خلاصه، شوان فکر می کرد که سلول های جدید باید بیرون از سلول های موجود از میان مواد زمینه ای که تصور می رفت در بین سلول ها وجود دارند و یا از درون سلول های قدیمی با نوعی تبلور از شیره مادر به وجود می آیند. ایده های بهتر در مورد پیوستگی ژنتیکی سلول ها بر پایه کشف رابرت براون (۱۸۳۱) مبنی بر اینکه هسته خصوصیت معمول هر سلول در گیاه گلدار است، پا گرفت. (رابرت براون، برخلاف اینکه اغلب گفته می شود هسته سلول ها را کشف نکرد. هسته ها پیش از وی نیز بارها و بارها دیده شده بودند. آنچه او واقعاً انجام داد توسعه مفهوم عمومی از ضرورت هسته برای سلول بود». کار شلایدن و شوان در مورد سلول های جانوری، مانند سلول های طناب پشتی (نوتوکورو) و غضروف در حال رشد جنین ها اجازه داد تا این مفهوم به سلول های جانوری و نیز گیاهی بسط داده شود.
تقسیم سلولی در آن زمان به دقت و موشکافانه توسط تعدادی از پژوهشگران مشاهده شده بود؛ ج.پ.اف.تورپین (۱۸۲۶)، بی.سی.دومورتیه (۱۸۲۳) در جلبک های رشته ای، توسط هوگوفون مول(۳۹ـ۱۸۳۵) در جلبک های رشته ای و در گیاه پنجه گرگ آنتوسروس؛ توسط ج.مین (۱۸۳۰) در جلبک های سبز و ریسه های کپک ها و جوانه های انتهایی و نوک ریشه های گیاهان گلدار؛ و توسط سی.جی.ارنبرگ (۱۸۳۳) در تقسیم دوتایی تک سلولی های گوناگون، به ویژه مین وفون مول بودند که استوارتر از همه در برابر دیدگاه های عنوان شده توسط شلابدن و شوان ایستادند و بر این باور بودند که سلول ها از تقسیم خود آنها به وجود می آیند. بیش از دو دهه، از ۱۸۴۰ تا ۱۸۶۰، این دیدگاه ها در اردوی گیاه شناسی، توسط اف.یونگر و کارل ناگلی و اردوی جانورشناسی توسط ا.کولیکر، آر.رماک و رودلف ویرشو جانبداری می شدند. این مردان ابتدا پذیرفتند که سلول ها در واقع از راه تقسیم نیز به وجود می آیند و نهایتاً پذیرفتند که تنها از همین راه به وجود می آیند. کلمه قصار ویرشو که اغلب نقل قول می شود (Omnis cellula e cellula) بر جدل دیرینه ای نقطه پایان گذاشت. نکته بسیار مهم این است که رماک و ویرشو هر دو مخالف نظر تشکیل سلول آزاد شلایدن و شوان بودند، زیرا آن را همسنگ (نظریه) زایش خودبه خودی می دانستند.
تغییرات بزرگ در دیدگاه ها ناگهانی رخ نمی دهد، گرچه دیدگاه های ویرشو و رماک نهایتاً پیروز شدند و اساس پیوستگی سلولی را که لازمه اساسی پیوستگی ژنتیکی کلی است بنا گذاشتند این بحث ها تا مدت ها پس از سال ۱۸۵۵ همچنان ادامه یافت. هنوز زیست شاسانی با این باور وجود داشتند که اگرچه سلول ها باید از تقسیم سلول های از پیش موجود زاییده شوند، می توانند از راه تشکیل سلول آزاد نیز منشأ گیرند. اما به تدریج سنگینی شواهد و عقاید عملی بر این باورها چیره شد.
یکی از مهمترین مشاهدات اولیه ای که در مورد طبیعت تقسیم سلولی به عمل آمد، این مشاهده ناگلی بود که هسته های دو سلول جدید از تقسیم هسته والدی پدید می آیند.(او این پدیده را در موهای پرچم گیاه برگ بیدی تراوسانتیا دید، که همچنان نمونه کلاسیک برای مشاهده تقسیم میتوز برای تمام دانش آموزان و دانشجویان زیست شناسی به شمار می رود). اما ناگلی تصور می کرد که تقسیم هسته یک استثنا است. در سایه کارهای پرزحمت و دقیق، کارل ویلهلم خهوفمایستر (در سال های ۹ـ۱۸۴۸)؛ استفاده از همان نمونه در هم ریختن غشای هسته را پیش از تقسیم سلول تشخیص داد و به وضوح به حضور دسته ای آنچه بعدها معلوم شد کروموزوم ها هستند پی برد. بر طبق مشاهدات وی اینها را می شد به دو گروه تقسیم کرد که هر یک از آنها در یکی از دو هسته جدید دوباره سازمان می یافتند. با توجه به اینکه تمام اینها بدون بهره برداری از رنگ آمیزی و میکروسکوپ های ابتدایی آن زمانه مشاهده شدند در واقع یک موفقیت فوق العاده بود، اما این واقعیت که دیگران نمی توانستند تمام آنچه را او می دید ببینید در مورد درستی کار هوفمایستر قانع نشدند.
چون حانورشناسان با سلول های منفرد در حال تقسیم مانند سلول های خونی در جنین جوجه و یا سلول های در حال تقسیم تخم های لقاح یافته جدید بی مهرگان دریایی کار می کردند، نخستین زیست شناسانی بودند که قانع شدند تقسیم هسته ای جزء همیشگی از تقسیم سلولی است. رماک سلول های خونی را در آخرین مراحل تقسیم، زمانی که با یک ساقه باریک به یکدیگر مربوط بودند و نیز هسته ای در حال تقسیم را که با یک رشته ظریف به هم متصل اند مشاهده کرد. او همچنین ساختارهای ستاره ای شکل را در برخی از سلول های در حال تقسیم دید. برخی از سلول شناسان جانوری متقاعد شدند که هسته اولیه در طول هر تقسیم سلولی حل می شوند و هسته ای جدید در درون سلول های جدید دوباره تجدید سازمان می یابند؛ تا سال ۱۸۵۲ رماک به این استنتاج رسید که مواد هسته ای در واقع از یک نسل سلولی به بعدی استمرار دارند. قابل توجه ترین شکست در تفسیر در آن ایام به ا.ج.بالیبانی مربوط می شود که یکی از نخستین زیست شناسانی بود که مواد تثبیت کننده و سپس رنگ کارمین را برای رنگ آمیزی انتخابی اجزاء متفاوت سلول به کار بست. با مشاهده تک سلولی های مژه دار در خلال تصریف، به اشتباه آنها را به عنوان جانورانی با دستگاه های عضوی شبیه جانوران پرسلولی فرض کرد. پس او هسته کوچک را به عنوان «بیضه» تک سلولی تفسیر کرد و اهمیت مشاهده نمونه های زیبای تقسیم های میتوزی را که می دید و ترسیم می کرد کاملاً از دست داد.
برای جمع بندی، تا سال ۱۸۷۰ عموماً پذیرفته شده بود که سلول ها جز از سلول های والدی منشأ نمی گیرند اما به خاطر در هم ریختن و ناپدید شدن هسته والدی در طول تقسیم سلولی، منشأ هسته های جدید در ابهام ماند. آنچه لازم بود علامت روشن و غیرقابل اشتباه از اجسام اصلی درون هسته، یعنی کروموزوم ها بودند که خود پیوستگی ژنتیکی خویش را برداشتند.
هر کروموزوم از یک کروموزوم، در برقراری مفهوم پیوستگی ژنتیکی، دهه پس از ۱۸۷۳ دوره مهمی بود. طی این سال ها جزئیات تقسیم میتوزی، مرحله به مرحله توسط تعداد زیادی از سلول شناسان، از جمله ادوراد استراسبرگرد والتر فلمینگ که به ترتیب بر روی مواد گیاهی و جانوری کار می کردند که از رهبران این جریان بودند، معلوم شد. تعدادی از این پژوهشگران به طور نزدیک درگیر مطالعه رویدادهای گامت زایی و لقاح بودند. ما در اینجا فقط به کشف توالی رویدادها تقسیم سلولی و هسته می پردازیم که دستاورد مهم زیست شناسی سده نوزدهم و به همان اهمیت خود نظریه سلولی است. می توان این پیشرفت قابل توجه علوم زیستی را با ظهور ژنتیک مندلی و یا نظریه داروینی منشأ انواع از راه انتخاب طبیعی مقایسه کرد که هر دو دستاورد عمدتاً حاصل کار یک نفر بودند، در حالی که در گشودن رازهای اساسی تقسیم میتوز سلول بیشتر نظیر پیشرفت های ژنتیک در سده بیستم است که در آن نظریه کروموزومی وراثت و روشن کردن نقش های DNA و طبیعت رمز ژنتیکی مستلزم کار فرادی بسیاری بود، گرچه برخی از آنها در نقش رهبران و یا مبتکران ظاهر شدند.
در سال ۱۹۰۰ سلول شناس امریکایی اِ.ب.ویلسون، که کار خود وی در پیوستگی ژنتیکی بسیار ثمربخش بود در نخستین ویرایش سلول در نمو و وراثت (صفحه۴۶) نوشت: «فقط در سال ۱۸۷۳ راه برای درک بهتر موضوع باز شد. در این سال کشف های انتون اشنایدر ک سریعاً توسط دیگران در همان جهت توسط بوچلی، هرمن فول، ادوارد استراسبرگر، ادوارد ون بندن، فلمینگ و هرتویگ دنبال شد نشان داد دکه تقسیم سلولی فرآیندی بس پیچیده تر از آن چیزی است که تصور می شد...».
یعنی توسط رماک و سایرین که فکر می کردند تقسیم سلول و هسته صرفاً شامل تنجیدگی هسته و جسم سلول است.
نخست معلوم شد که تقسیم سلولی همواره با تشکیل شکل رنگ ناپذیر موسوم به درک همراه است. فول شروع تشکیل و رشد دوآستر (اجسام ستاره ای شکل) را در تخم در حال تقسیم توتیای دریایی دید و اتوبوچلی یک ساختار رنگ ناپذیر دوکی شکل را مشاهده کرد که بین استرها تشکیل می شود و نهایتاً با یک انقباض یا شیار پیشرونده در ناحیه صفحه استوایی دوک بریده می شود. تا سال ۱۸۷۵ استراسبرگر نشان داده بود که این رویدادها در سلول مشخص گیاهی تا حدودی به طور متفاوت پدید می آیند. دستگاه دوک در واقع تشکیل می شود، اما ممکن است استرها در قطب های آن وجود نداشته باشد و هیچ شیاری در معلول در حال تقسیم تشکیل نشود. در عرض یک صفحه سلولی از میان استوای دستگاه دوک تشکیل می شود و به تدریج فراتر از دستگاه دوک ادامه می یابد و از تمام جهات به دیواره های سلول قدیمی می رسد. سپس دیواره سلولی سخت جدیدی که دو سلول دختری را از هم جدا می سازد به شکل لایه هایی در هر دو طرف صفحه سلولی رسوب می کند.
فول همین طور در مورد خود عناصر هسته ای مشاهده کرد که پس از در هم ریختن غشای هسته ای آنها دوباره پدیدار می شوند و در سال ۱۸۷۳ اشنایدر و کمی بعد آی.شیستاکوف توانستند اجسام مشخصی را که همان کروموزم ها بودند، رنگ آمیزی کنند و ببیند. این ساختارهای سلولی به ویژه در بررسی های استراسبرگر درباره سلول های گیاهی در حال تقسیم و توسط بالبیانی در سلول های ملخ به خوبی مشاهده شدند. ساختارهای رنگ آمیزی شده که در ملخ میله ای شکل و در سلول های گیاهی V شکل بودند به شکل مجموعه ای در مرکز دستگاه دوک دیده می شوند. سپس آنها تقسیم شدند ـ که استراسبرگر فکر می کرد عرضی است و دو بخش تشکیل شده به قطب های مقابل دستگاه دوک حرکت کردندو اسکارهرتوبگ نشان داد که این دو گروه کروموزوم هسته سلول های جدید را به وجود می آورند؛ و استراسبرگر نشان داد که در سلول های گیاهی مورد بررسی اش، پیش از آن که دستگاه دوک تشکیل شود، کروموزم ها در درون هسته به شکل رشته های دوگانه در هم تابیده دیده می شوند که سپس کوتاهتر و ضخیم تر می شوند.
والتر فلمینگ تأیید کرد که این از خصوصیات سلول های حانوری نیز هست و در سال ۱۸۷۹ مشاهده بس مهم تری از اضافه کرد؛ تقسیم هر کروموزوم عرضی نیست و در واقع طولی (در تمام طول آن) است. توالی رویدادهای میتوزی که از مواد تثبیت شده و رنگ آمیزی شده استنتاج شده بود با مشاهده تقسیم سلولی در سلول های زنده توسط فلمینگ و دبلیو.اشنایدر تأیید شد تا سال ۱۸۸۰ و ۱۸۸۲ وقتی سومین ویرایش ساختار سلولی و تقسیم سلولی استراسبرگر و اثر فلمینگ تحت عنوان ماده سلولی، هسته و تقسیم سلولی به ترتیب منتشر شدند داستان تقسیم میتوز تقریباً کامل شده بود. شاهد نهایی که دو نیمه از طول تقسیم شده هر کروموزوم از هم جدا شده و به قطب های مخالف سلول حرکت می کنند توسط بندن در سال ۱۸۸۳ در سلول های جانوری و اف.هیوسر در سال ۱۹۸۴ در سلول های گیاهی فراهم شد.
جالب اینکه دو تن از گشایندگان راز ماهیت سیرمیتوز، یعنی استراسبرگر و فلمینگ، بانی اشتباه جدی بودند که تا سال های سال پژوهندگان بعدی را گمراه کرد. خطای استراسبرگر، یعنی مفهوم تقسیم عرضی کروموزوم ها، مانع جدی در برابر این شناخت بود که عناصر ارثی به طور خطی در کروموزوم ها مرتب شده اند؛ زیرا اگر واقعاً کروموزوم ها به طور عرضی تقسیم می شدند، دو بخش آن از نظر ژنتیکی متفاوت می بودند و با هر کروموزوم می توانست تنها یک عنصر ژنتیکی واحد داشته باشد که پس از دو تا شدن به سلول های دختری داده شوند اما استراسبرگر چند سال بعد به خطای خویش پی برد. از طرف دیگر فلمبیگ به این دیدگاه خطای خود که تمام کروموزوم ها ابتدا با هم به شکل یک رشته طویل که آن را "Spireme" نامید متحد بوده و بعد به شکل کروموزوم های جداگانه شکسته می شوند پای فشرد. این مفهوم که صرفاً بر پایه مشاهدات ناکافی در مورد تعداد انتهاهای آزاد کروموزوم ها در هسته ای اوایل پروفاز استوار بود کمتر با اصول ژنتیک ناسازگار بود و در نتیجه دوام طولانی تری داشت. حتی در اواسط سده بیستم همچنان کتاب های درسی و معلمینی را می شد یافت که به این مفهوم تأکید داشتند؛ علی رغم اینکه با نگاهی دقیق به شکل های خود فلمبیگ در هسته های اولیل پروفاز به روشنی می توان دید که در هسته های پروفازی گوناگون بیش از دو انتهای کروموزونی قابل مشاهده اند.
هر کروموزوم از یک کروموزوم ـ این پیوستگی با تقسیم توده سیتوپلاسم که ممکن است بسیار از نظر مقدار نابرابر باشد، سخت در تناقص است؟ اهمیت این دریافت بلافاصله آشکار شد. ویلهلم روکس در سال ۱۸۸۳ پیشنهاد کرد که شکافتن طولی کروموزوم ها دلالت بر حضور آرایشی خطی از «کیفیات» ارثی متفاوت در طول هر کروموزوم دارد.
در سال ۱۸۸۴ کارل ناگلی گیاه شناس با ذکر کارهایش در فیزیولوژی گیاهی و دورگ گیری گیاهان به نظریه ای که از قبل فرض شده و او آن را «نظریه مکانیستی ـ فیزیولوژیک اصل و نسب» می نامید، استناد می کند. از یک جهت او در پی انتقاد از نظریه انتخاب طبیعی داروین بود اما از طرف دیگر در پی فراهم کردن طرح مفهومی برای سیستم فیزیکی در توجیه وراثت بود. به طور عجیب و غیر مسئولانه ای، همان طور که کشف های مندل را نادیده گرفته بود، تمام پیشرفت های معاصر در معرفت مربوط به نقش هسته های سلول های جنسی در لقاح و نیز تمام نشانه های اهمیت ژنتیکی کروموزوم ها را که از تقسیم میتوزی می توان استنتاج کرد، نیز نادیده گرفت. در عوض با استدلال اینکه اسپرم و تخمک علی رغم تفاوت اندازه در تعیین صفات موروثی زاده ها (به موپرتو نگاه کنید) سهم برابر دارند، ناگلی نتیجه گرفت که مواد ارثی نه تمام مواد تخمک بلکه فقط بخش ویژه ای از آن را تشکیل می دهد. او این ماده محدود ارثی را «ایدیوپلاسم» نامید. او تصور کرد که ماده ارثی باید نوعی شبکه باشد که در کل ماده سلول، هسته و سیتوپلاسم به طور یکسان، پخش است. با تقسیم تخمک لقاح یافته به سلول های جنین، ایدیوپلاسم در هر یک از سلول های جدید تقسیم شده و صفت ارثی خاص آن را پدید می آورد. تصور می رفت که تکامل از تغییراتی که در ایدیوپلاسم پدید می آید رخ داده باشد، تغییراتی که پیوسته ادامه دارد و توسط نوعی نیروی ذاتی در ایجاد تغییر چاره ناپذیر پیش می رود. برای فردی چون او که مصرانه ادعا می کرد زیست شناس مکانیست هم است این ناهماهنگی واقعاً نظرگیر است، اما به نظر نمی رسید که ناگلی توجه داشته باشد که در این دیدگاه کمترین منطقی وجود ندارد.
شاید لازم باشد ک اشاره ای هم به گزارش حجیم و درازمدت قیاس هایی بکنیم که بین وراثت و حافظه وجود دارد و این نکته بهتر از همه در یکی از سخنرانی های ایوالد هرینگ فیزیولوژیست در سال ۱۸۷۰ به عمل آمده است. دیالکتیک از این ایده که حافظه باید یک پایه آلی، یا ماده، ناهشیار داشته باشد تا ایده مشابهی که پایه مادی باید در انتقال «حافظه» از نسلی به نسل دیگر موجودات زنده دخالت داشته باشد، پیش می رود. ضعف این دیدگاه از مکانیسم کاملاً نظری آن به آسانی پیداست، که درست مثل دیدگاه ناگلی کشف های سلولی دست اول آن زمان را که اساس محکمی برای طبیعت واقعی پیوستگی ژنتیکی فراهم می کرد نادیده گرفت. دلیل آن را به آسانی می توان دریافت. هرینگ امیدوار بود که برای اعتقاد لامارکی خود که خصوصیات اکتسابی می تواند به ارث برسند، اساس مادی فراهم کند. در بین دیگران ارنست هگل در سال۱۸۷۶، ساموئل باتلر در ۱۸۷۸، اچ.ب. آدر ۱۸۹۳ و نهایتاً آر.سیمون در ۱۹۰۴ همه با همان فراموشی و نادیده گرفتن حیرت آور دانش رو به گسترش تقسیم سلولی، استمرار و فردیت کروموزوم ها و نظریه کروموزومی وراثت. به نظرپردازی های ماهرانه ای در مورد وارثت پرداختند. مثل داروین، در تلاش برای شرح اثرات ارثی فرضی محیط، آنها وجود «پلاستیدول ها» و یا واحدهای زنده دیگری را فرض کردند که می توانست در اجزای مختلف بدن تغییر و تبدیل یافته و سپس توسط سلول های تولیدمثلی به افراد نسل بعدی منتقل شوند. اما درست برخلاف داروین حتی یکی از آنها هم در پی آزمون نظریه خویش به کمک آزمایش های دیگر برنیامد. در واقع هیچ یک از آنها روشنی استدلال ها و دقت آزمون های موپرتو را در بیش از یک سده پیش در برابر واقعیات شناخته شده نداشت. بعکس به نظر می رسد که این فیلسوفان حیات از این نکته غافل بودند که حافظه در نهایت قیاس ضعیف از وراثت است، چون حافظه به طور آشکار تنها در جانوران دیده می شود، در حالی که وراثت خصوصیتی است که در گیاه و جانور هر دو به یکسان وجود دارد. هربرت اسپنسر در اثر خویش، با عنوان اصول زیست شناسی (۱۸۶۴) به همان اندازه نظرپردازانه و راکد بود. در فرضیه واحدهای زیستی تعیین کننده تحول، به روشنی نشانه کمتری از دانش و هوشمندی زیست شناختی او دیده می شود که چارلزبونه یک سده پیشتر نشان داده بود.
آگوست وایزمن، که زمانی دانشجوی ناگلی بود، هدف ارتباط دادن درست مفهوم ناگلی از ایدیوپلاسم را به پیشرفت های معاصر سلول شناسی در پیش گرفت. در نخستین مقاله مشهور خویش در مورد موضوع وراثت به سال ۱۸۸۳ وایزمن ژرم پلاسم را به عنوان دودمان پیوسته ای از سلول ها تعریف کرد که تخم لقاح یافته ای را که منشأ فرد جدید است با گامت های خود آن فرد که از اتحاد آنها تخم های لقاح یافته نسل بعد به وجود می آید مرتبط می سازند. او می نویسد «ما وسیله ای آشکار داریم که توسط آن وراثت تمام ویژگی ای انتقال یافته انحام می گیرد، یعنی از پیوستگی مواد سلول های زایشی یا ژرم پلاسم». وایزمن به دو اصل در مورد ژرم پلاسم تأکید کرد. اصل اول پیوستگی ژرم پلاسم است. طبق این مفهوم ماده بدن (سوماتوپلاسم) موجود در هر نسل همچون انشعابی از ژرم پلاسم، یا دودمان زایشی، به وجود می آید؛ بنابراین تمام خصوصیاتی ک به ارث می رسند باید وایزمن چنین بیان می کند که «تغییر در اجزای بدنی فقط زمانی پدید می آید که تغییرات مطابق آن در ژرم پلاسم مقدم بر آن رخ داده باشد». او همچنین استنتاج کرد که خصوصیات کسب شده توسط سلول های بدنی نمی توانند به نسل بعد منتقل شوند مگر آنکه مکانیسمی فیزیکی برای انتقال ذرات یا مواد اصلی از سلول های بدنی به ژرم پلاسم در بین باشد. وایزمن بر این باور بود که انتقال ذرات بسیار غیرمحتمل است و در سال های بعد خود وی با ترتیب دادن آزمایش هایی در پی آزمودن وراثت صفات اکتسابی برآمد. تمام کارهای بعدی وی غیر ارثی بودن هر خصوصیت کسب شده توسط سلول های سومایی را تأیید کد و از این تجربیان دومین اصل عمده خویش، یعنی جدایی ژام پلاسم را استنتاج کرد. با این اصل مقصود وی این بود که اثرات محیطی که به ارث می رسند باید مستقیماً در ژرم پلاسم اعمال شده باشند و نمی توانند در بافت های بدنی تولید شوند و از آنجا به ژرم پلاسم منتقل شده باشند.
وایزمن، مثل هرتویگ و استراسبرگر، ایدیوپلاسم ناگلی را با کروموزم ها یکی می دانست ولی این مفهوم را بسط داده و فرض را بر این گذاشت که هر کروموزوم از عناصر موروثی که آنها را «اید» id نامید، ساخته شده اند و خود اینها مرکب از تعیین کننده های موروثی هر صفت هستند. طی تکوین بدن، ایدها تعیین کننده های خود را رها کرده و سپس مورد استفاده قرار می گیرند. تنها در سلول های زایشی است که تمام مجموعه ایدها به طور کامل حفظ می شود. به علاوه از نظر وایزمن هر کروموزوم شبیه هر یک از کروموزوم های دیگر بود. علی رغم شواهد فزآینده فردیت کروموزوم ها و نیز تقسیم طولی آنها که قبلاً بدان اشاره شد وایزمن در برابر تمام دیدگاه های مخالف طرح خویش ایستادگی کرد. اینجا ما مثالی عالی از دانشمندی را داریم که با بصیرت زیاد عمل می کند، ولی در دلبستگی به مدل مفهومی مطلوب خویش یا جزم اندیشی در برابر تمام شواهدی که او را به تغییر دیدگاه هایش می خوانند مقاومت می ورزد.
نظریه ای بسیار مشابه دیدگاه های امروزی در سال ۱۸۸۹ توسط هوگودو وربس تحت عنوان «تمام زایی درون سلولی» ارائه شد. هوگودو وربس می خواست عناصر موروثی، یا آنچه او آنها را پان ژنز می نامید، به هسته و کروموزوم ها و نیز فعالیت های آنها را به سلول خاص که در آن قرار دارند محدود سازد. این چیزی بود که وی آن را «درون سلولی» می نامید. پان ژنزهای دووریس از مفهوم ژن های سده بیستم کمی تفاوت داشت: در دیدگاه وی آنها کروموزوم ها را می ساختند، اما در عین حال به سیتوپلاسم انتقال می یابند و در آنجا فعال شده، در نتیجه تکوین سلول را کنترل می کنند. اما گروه نماینده از آنها همیشه می توانند در درون هسته باقی مانده تا با تقسیم میتوزی هم به سلول های بدنی و هم سلول های جنسی منتقل شوند. آیا تشابه بنیادی بین این پان ژنزها که تصور می رفت بر روی کروموزوم ها جای دارند و مفهوم امروزی ژن ها که از DNA (داکسی ریبونوکلئیک اسید) ساخته شده محدود به کروموزوم ها هستند و از طرف دیگر این تشابه این فرض که پان ژنزها برای تنظیم تکوین و کنترل خصوصیات ارثی از هسته به سیتوپلاسم می روند یا دیدگاه های امروزی در مورد RNA (ریبوکوکلئیک اسید) مایه اعجاب نیست؟ چون پان ژنزها محدود به سلول اند، یک به یک مطابق خصوصیات ارثی ویژه هستند و چون همیشه توانایی کامل در هسته وجود داشتند مدل مفهومی توسعه یافته توسط هوگود و وریس در برابر اصل جداسازی ژرم پلاسم و عدم توارث خصوصیات اکتسابی سازگاری داشت. متأسفانه استفاده از واژه «پان ژنز» موجب شد همه نظریه جدال برانگیز وراثت خصوصیات اکتسابی تداعی کنند که در سایه کار داروین دامن زده شد. در نتیجه دوریس، توسط افرادی که هرگز کتاب حجیم وی در مورد تمام زایی درون سلولی را نخوانده اند، به داشتن دیدگاه هایی کاملاً مخالف دیدگاه های خود وی مشهور شده است.
در آغاز قرن [بیستم] که با کشف درباره کارل مندل در واقع ژنتیک جدید پا به عرصه گذاشت، اساس سلول شناختی پیوستگی ژنتیکی برقرار شده بود.

[Borna66]

هر ژن از یک ژن
خط تفکری که تاکنون در مورد پیوستگی ژنتیکی ارائه شد، در تولید اشکال حیات دائماً دقیق تر شده است. زیست زایی تولیدمثل نام می گیرد؛ تولیدمثل در سطح سلولی توصیف می شود؛ تقسیم سلولی میتوز نام می گیرد؛ کروموزوم ها تقسیم طولی می یابند و یا دقیق تر همتاسازی می کنند چرا که هر کروموزوم جدید نیم کروموزوم نیست بلکه کروموزوم کامل است؛ و در نهایت عناصر سازنده کروموزوم ها، که کروماتیدهای قابل مشاهده و یا ژن های غیرقابل مشاهده باشد می توانند همتای خویش را بسازند. طی دوره ای طولانی بین سال های ۱۸۸۳ تا ۱۹۵۳، یعنی مدت هفتاد سال، پیشرفت چندانی در گسترش این مفهوم حاصل نشد. پیشرفت دانش ژنتیک به درستی روشن ساخت که می توان گفت: «هر ژن از یک ژن به وجود می آید».
اما این قیاس بر پایه شواهدی بود که نشان می داد پیوستگی ژنتیکی با تقسیم سلول ها و یا وقتی سلول های جنسی تشکیل و یا لقاح فرد جدیدی را می سازند، گسسته نمی شود. با این سطح دانش می شد گفت که یک ژن بر روی کروموزومی خاصی جای دارد ولی هنوز کسی نمی دانست که سرشت ژن چیست. ژن و همتاسازی آن مفاهیمی کاملاً انتزاعی بودند.
● هر مولکولdna از یک مولکولdna
در دهه پس از سال ۱۹۴۴، وقتی معلوم شد که ماده فیزیکی وراثت بر خلاف تصور عمومی اولیه نه پروتئین بلکه داکسی ریبونوکلئیک اسید (dna) است همه چیز یکسره تغییر کرد. وقتی ج.د.واتسون و اف.اچ.سی کریک در سال ۱۹۵۳، بر پایه شواهد شیمیایی و داده های مبتنی بر پراش پرتو X اعلام کردند که مولکولdna یک مارپیچ دوگانه است مسئله همتاسازی دوباره جان گرفت. دو رشته Dna ستون فقره قند ـ فسفات ـ قند ـ فسفات دارند که از آنها بازهای پورین و پیریمیدن به سمت داخل و محور ماریپچ امتداد می یابند و با پیوند هیدروژنی بی بازهای آدنین دیستمین و گوانین و سیتوزین دو رشته با هم جفت می شوند. در اینجا معلوم شد که مسئله اصلی پیوستگی ژنتیکی سرشت مکانیسمی است که توسط آن Dna همتاسازی می کند.
به چند جنبه از مدل Dna و همتاسازی آن باید تأکید کرد. نخست اینکه دو رشته مارپیچ Dna مکمل هم هستند. آنها یکسان نیستند. بخشی از یک رشته که توالی ـ Catcatcat ـ دارد در رشته مقابل توالی مکمل ـ Gtagtagta ـ را خواهد داشت و از هر جهتی که آن را بخواهیم از توالی رشته اول کاملاً متفاوت خواهد بود. تعادل میزان آدنین در برابر تیمینی و گوانین در برابر سیتوزین در تمام مولکول های Dna، صرف نظر از نسبت At Gc: At، ویژگی Dna دو رشته ای و نه تک رشته ای است. به همین ترتیب برابر بازهای پورین در برابر بازهای پیریمیدن از خواص Dna دورشته ای و نه تک رشته ای است. خود همتاسازی فرآیندی نیست که بتواند در یک مرحله با Dna تک رشته ای انجام شود. Dna تک رشته ای قالبی برای رشته مکمل می سازد و جهت آن در طول مولکول معکوس است چون پیوندهای ۵-۳ فسفات در دو رشته معکوس هم قرار می گیرند. به عبارت درست تر همتاسازی تنها توسط مارپیچ دورشته ای Dna انجام می شود که به دنبال جدا شدن رشته ها و تشکیل دو رشته مکمل در برابر آنها دو مارپیچ دوگانه به وجود می آیند.
واتسن و کریک بر پایه شواهدی معین این امکان را که دو پنجره پلی نوکلئوتیدی مولکولdna به شکل پارانمیک، یعنی به نحوی که به آسانی می توانند به درون و بیرون یکدیگر بلغزند، پیچ خورده اند رد کردند. در عوض آنها به طور پلکتونیک، یعنی مانند رشته های در هم تابیده یک طناب پیچ خورده اند، و از این رو برای جدا شدن آنها در واقع ابتدا باید از تابیدگی درآیند. چون آنها در حال در هم تابیده مارپیچ، که با پیوندهای هیدروژنی تک تک بازها یا مکمل خویش به هم پیوسته اند، نمی توانند همانندسازی کنند باید پیش از همانندسازی از تاب خوردگی درآیند و دو رشته از هم جدا شوند. به عنوان مهمترین بخش نظریه شان در باب ساختار Dna واتسن و کریک فرض کردند که قبل از همانندسازی دو رشته از هم باز می شوند تا بتوانند بازهای آزاد موجود در سلول در طول همانندسازی استفاده کنند. این نوکلئوتیدها پس از جفت شدن با بازهای مکمل توسط پیوندهای فسفات استر به یکدیگر وصل می شوند تا رشته جدیدی بسازند که در هم تابیدن آن با رشته اصلی دوباره یک مارپیچ دوگانه را به وجود می آورد. پس هر یک از رشته های جدا شده از مارپیچ دوگانه اصلی به عنوان قالب عمل کرده و دو مارپیچ دوگانه جدید تولید می شوند.
رفته رفته شواهدی یافتند که درسیتی این فرضیه را تقویت می کرد. یکی از شواهد اولیه مهم این کشف آرتور کورنبرگ (۱۹۵۶) بود که برای سنتز آزمایشگاهی Dna باید ذخیره ای از نوکلئوتیدتری فسفات ها در محیط وجود داشته باشد که پیوندهای فسفاته پر انرژی موجود در آنها امکان تشکیل پیوندهای استری فسفات ها را در طول زنجیره فراهم سازد. محاسبات سیروس لیونتال و اچ.آروکرین و دیگران نشان داد که انرژی لازم برای در هم تابیدن مولکول بسیار درازdna به نحوی که از هم باز نشود خیلی زیاد نیست و فقط بخش کوچکی از انرژی در دسترس نوکلئوتیدهای تری فسفات سلول است، در حالی که زمان لازم برای این کار کوتاه است، مدلی پیشنهاد شد که مارپیچ دوگانه از یک انتها به شکل پیشرونده ای از هم باز می شود و در همان حال که باقی مولکول همچنان دست نخورده مانده است، همانندسازی رشته های از هم جدا شده شروع می شود. پل دوتی و ج.مارمور مستقل از هم دریافتند که قرار دادن Dna در معرض دمای بخرانی بالا موجب تفکیک رشته های مارپیچ دوگانه می شود و اینکه اگر این عمل با سرد کردن تدریجی دنبال شود دو رشته دوباره به هم می پیوندند. بدین ترتیب معلوم شد که هنگام سردکردن مخلوطی از آنها می توان از انواع معینی از Dna دو رگه را به وجود آورد.
آزمایش مشهور ام.مزلسون و اف.دبلیو.استال در سال ۱۹۵۸ شواهد بسیار متقاعدکننده ای مبتنی بر درستی فرضیه واتسن ـ کریک فراهم آورد. ابتدا باکتری اشریشیا کلی در محیط حاوی نیتروژن سنگین(۱۵n) کشت و رشد داده شد تا تمام Dna توسط این ایزوتوپ نشان داده شود. سپس سلول ها برای دوره های زمانی معادل یک نسل سلولی و دو نسل دو سلولی به محیط کشت حاوی نیتروژن معمول انتقال داده شوند. از نمونه سلول های اصلی کشت شده در محیط ۱۵dna N استخراج شده، در شیب غلظت سزیم کلراید، که مولکول ها را بر اساس وزن از هم جدا می سازد. در معرض اولتراسانتریفوگاسیون قرار داد. Dna در محلی اختصاصی یک باند منفرد تشکیل داد. Dna استخراج شده از نمونه کشت شده برای یک بار تقسیم سلولی باند منفردی در محل متفاوت تشکیل داد و Dna نمونه کشت شده برای دو بار تقسیم سلولی دو باند به وجود آورد یکی در همان محل مربوط به Dna پس از اولین همانندسازی و دیگری باندی جدید که بین دو باند اولیه قرار می گرفت. تفسیر این مشاهده آسان به نظر می رسد. همانندسازی مولکول های Dna نشان دار شده با ۱۵n در محیط کشت معمول حاوی ۱۴n موجب تشکیل مولکول های Dna جدید دو رگه، در نتیجه تنها یک باند به وجود می آید که باید و همین طور هم هست ـ درست بین محل های مربوط به Dna خالص نشان دار شده با ۱۵n و Dna خالص نشان دار شده با ۱۴n قرار می گیرد. پس از تقسیم دوم جداسازی مارپیچ های دوگانه در هر مورد موجب تشکیل یک رشته قالب سنگین (۱۵n) و یک رشته قالب سبک (۱۴n) می شود. از این رو پس از همانندسازی مارپیچ هایی تشکیل می شود که نیمی از آنها حاوی یک رشته سنگین و یک رشته سبک و نیم دیگر حاوی دو رشته معمولی سبک خواهند بود. مولکول های دسته اخیر باندی تشکیل می دهد که اختصاصی مولکول هایی است که در محیط حاوی نیتروژن معمولی همانندسازی کرده اند.
این آزمایش نه تنها به خوبی فرضیه همانندسازی واتسن ـ کریک را تأیید می کند، بلکه نشان می دهد که فرآیند «نیمه حفاظتی» است و می توان آن را چنین تعریف کرد: همین که همتاسازی در محیط معمولی انجام می گیرد و همیشه برخی مارپیچ های دوگانه حاوی یک رشته سنگین و یک رشته سبک وجود خواهند داشت ولی نسبت آن از یک درصد در نسل اول سلول های حاصل از تقسیم در نسل بعدی به نصف و نسل پس از آن به یک چهارم و به همین ترتیب کمتر و کمتر خواهد شد. اگر چنین باشد، رشته اولیه ای که به عنوان قالب عمل می کند دست نخورده می ماند. با این حال از مطالعات هربرت تایلور می دانیم که کروموزوم اولیه همیشه دست نخورده نمی ماند و در واقع ممکن است در یک یا چند محل با کروماتید خواهری جدید قطعاتی Dna را مبادله کند. پس در اینجا یک تفاوت آشکار دیده می شود؛ اما باید تأکید کرد در مقایسه مارپیچ دوگانهdna و کروموزوم تغییر عظیمی در ابعاد دیده می شود، قطر مارپیچ دوگانه Dna ۲۰ آنگلستروم(a) ولی قطر یک کروموزوم کاملاً بدون تاب حداقل ۵۰۲ میکرون (یاa۲۰۰۰) است. پس پیش از آن که در مورد ساختمان درونی کروموزوم ها و آرایش دقیق مولکول های Dna در آنها این تفاوت صدمرتبه ای در ابعاد (با دو مرتبه بزرگی) چشم اندازهای زیادی هم در مورد نحوه آرایش مولکول ها و نیز تصور ما فراهم می کند. در توجیه اینکه چرا همتاسازیdna ، برخلاف همتاسازی کروموزوم ها، نیمه حفاظتی است مدل های متعددی پیشنهاد شده است.
در این نوشته ما در پی معنایی گسترده از تولیدمثل هستیم. ما با این ایده شروع کردیم که تمام اشکال زندگی این نوع گونه خود پدید می آید و در نهایت به اینجا رسیدیم که مولکول Dna همانندسازی می کند. با تغییر جهت بحث می بینیم که کل پیوستگی ژنتیکی در واقع در همین نکته است. چون هر مولکول Dna می تواند خود را همتاسازی کند. هر ژن و کروموزومی دستخوش همتاسازی می شود. چون هر بار که کروموزوم تقسیم می شود، کروماتیدهای خواهری از هم جدا شده، توسط مکانیسم رشته های دستگاه دوک به سلول های دختری انتقال می یابند؛ بدین ترتیب هر سلول از سلول قبلی به وجود می آید که در آن همان ماده موروثی ژنتیکی حضور دارد، چون سلول ها از راه میتوزی از سلول های والدی پدید می آیند و چون هر فرد از یک یا مجموعه ای از سلول های مشتق از یک یا دو والد پدید می آید. تمام زندگی از زندگی از نوع خود به وجود می آید.
حال آنچه می ماند قرار دادن این مفهوم، یعنی پیوستگی ژنتیکی در چهارچوب اجتماعی است. ایده های علمی ممکن است به کاربردهای فنی (تکنولوژیکی) بینجامد که قدرت انسان را افزایش و سیر تمدن را تغییر می دهند. سرانجام این مفهوم که پیوستگی ژنتیکی نهایتاً در رشته های همتاساز مارپیچ دوگانه خلاصه می شود ممکن است به یاری روش های دستکاری و جراحی ماده ژنتیکی بیاید که توسط آنها روزی انسان بر فزایند تکامل کنترل کامل یابد و خصوصیات ارثی را در جهانی گزینشی تغییر دهد. آن زمان هنوز نرسیده است از طرف دیگر بیشترین تأثیر مفاهیم علمی ممکن است نه در قلمرو کاربردهای تکنولوژیک، بلکه در تغییر بنیادی دیدگاه های فلسفی انسان درباره طبیعت، حیات و خرد انسان دیده شود. نگرانی نهایی انسان را می توان در پرسش دیرین وی دید، از کجا آمده ایم؟ به کجا می رویم؟
در بازسازی دیدگاه انسان در مورد جهان، پالایش مفهوم پیوستگی ژنتیکی تا جایی که معلوم شد در همتاسازی های نوع قابل توجهی از مولکول ها قرار دارند، نشان دهنده مرحله نهایی تأیید «ماشین انسانی» ج.او . دولامتریس است. این نهایت کاهش سطح یگانه ترین خاصیت ویژه حیات یعنی تولیدمثل، به رفتار فیزیکی و شیمیایی مولکول هاست. تمام خصوصیات و توانانی های منتقل شده ارثی، چه آنهایی که تعیین کننده یک گونه، چه آنهایی که موجب تمایز فردی است در توالی نوکلئوتیدی مولکول های Dna به رمز درآمده اند و با کنترل ساختن هزاران هزار پروتئین در سلول های پیکر در حال رشد جنین تولید می شوند. مانند نظریه تکامل آلی، نظریه انتخاب طبیعی، تفسیر کامل پیوستگی ژنتیکی نیز بر دیدگاه انسانی در مورد خود و حیات تأثیر بنیادی داشته است.
اما این راز کاملاً از بین نرفته است و به طور کامل با ماشین انسانی جایگزین نشده است، باید به خاطر داشت که مارپیچ دوگانه Dna نمی تواند بیرون از پیچیده ترین محیط زنده اطراف آن همتاسازی کند. این مولکول نمی تواند بیرون از سیستمی که ترکیبات ضروری چون تری نوکلئوتید و منابع ضروری انرژی مانند آدنوزین تری فسفات (atp) دارد، همتاسازی کند؛ همین طور نمی تواند بدون کمک آنزیم های ویژه، که خود پروتئینی است که تحت شرایط خاص از برخی بخش های مولکول های Dna موجود پدید می آیند، همتاسازی کند. در نهایت حیات، تولیدمثل، و مولکول های همتاساز اجزاء لازم یک سیستم پیچیده اند؛ و این سیستم است که زندگی می کند، تولیدمثل کرده و رمز ژنتیکیش را همتاسازی می کند. در اینجا به آن اندازه راز در کار است که هر کسی تأمل کند و بپرسد از کجا آمده است به کجا می رود؟
اصل پیوستگی ژنتیکی در پالایش نهایی آن می تواند به معنی به وجود آمدنی دنیایی از گونه های لایتغیر و جمعیت های دارای افراد یکسان باشد، اما دنیای واقعی پر از گونه های متفاوت و جمعیت هایی از آن گونه ها هستند که تفاوت های دائمی نشان می دهند. نماینده های گونه انسان تقریباً به همان اندازه که شبیه هم به نظر می رسند از هم تفاوت دارند. پس دیدگاه ما در باب جهان باید با حضور خصوصیات ارثی نو در کنار کهنه سازگار باشد و جایگاه نهایی جهش های ژن ها و کروموزوم هایی که دیده می شود باید به برخی تغییرات اجزای Dna و یا بردار خطاهایی درفرآیند همتاسازی دقیق باشد. بروز این تغییرات در رمز ژنتیکی ماده ای فراهم می کند که «انتخاب طبیعی» می تواند بر روی آن عمل کند. پس در دیدگاه نهایی ما پیوستگی ژنتیکی و تکامل دو مضمون بزرگ حیات اند که از راه جهش و انتخاب طبیعی به هم پیوند می خورند. پیوستگی ژنتیکی دلالت بر آن دارد که همتاسازی خطاهای تصادفی در کنار تداوم اشکال اصلی مورد آزمون قرار گرفته و نهایتاً خصوصیات منطقاً موفق تری پایدار بماند. پیوستگی ژنتیکی هم عنصر پایدار در سرشت انسان (و سایر گونه های زنده) و نیز اساس این امید ماست که تغییر ممکن است ادامه یابد و به سازگاری های تازه بینجامد و در انتها موجودی پیشگوتر از ما پدید آید.



نویسنده: بنتلی - گلس
مترجم: علی - فرازمند
منبع: سایت - باشگاه اندیشه - به نقل از فرهنگ تاریخ اندیشه ها، جلد دوم، چاپ اول ۱۳۸۵

[Borna66]

مارکرهای مولکولی: اطلاعات کلی

امروزه از مارکرهای مولکولی و به ویژه مارکرهای مبتنی بر DNA به طور گسترده ای در بسیاری زمینه ها از قبیل نقشه یابی و ردیابی ژن ها، تعیین جنسیت، بررسی تنوع ژنتیکی یا روابط ژنتیکی به کار می روند. در ژنتیک جمعیت مارکهای مبتنی بر پروتئین (آلوزایم ها) اولین مارکرهایی بودند که به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفتند. روشهای مبتنی بر DNA امروزه بهترین روش هایی هستند که برای تمایز بین موجودات بسیار نزدیک به هم انتخاب می شوند. استفاده از مارکر های مبتنی بر DNA حتی امکان مقایسه های کارآمدی را نیز فراهم می نماید.
1- 1 تعریف ها

بر اساس تعریفی که استنزفلد در 1986 ارایه داد، واژه مارکر معمولاً برای مارکر لوکاس به کار می رود. هر ژنی جایی در طول کروموزوم به نام لوکاس دارد. ژن ها می توانند از طریق جهش به چندین شکل متفاوت تبدیل شوند که آلل (یا شکل های آللی) نامیده می شوند. تمامی شکل های آللی یک ژن در یک جایگاه در کروموزوم های هومولوگ قرار می گیرند. هنگامی که شکلهای آللی یک لوکاس یکسان باشند، گفته می شود که ژنوتیپ، هوموزایگوت (در این لوکاس) است، در حالی که شکلهای آللی متفاوت، هتروزایگوت را ایجاد می نمایند. در موجودات دیپلویید، ژنوتایپ با دو شکل آللی کروموزوم های هومولوگ ایجاد می گردد. بنابراین مارکرهای مولکولی عبارتند از تمامی مارکرهای لوکاس های مربوط به DNA (مارکرها میتوانند بیوشیمایی یا مورفولوژیک نیز باشند).

1-2 مارکر مولکولی مناسب برای ژنتیک جمعیت کدام است؟

یک مارکر مولکولی مناسب باید:

1-1. توارث مندلی داشته باشد: یعنی از نسلی به نسل دیگر منتقل شود.

1-2. پلی مورفیک باشد: یعنی آلل های متعددی را در لوکاس مورد بررسی نشان دهد.

1-3. هم بارز باشد: یعنی بتوان هوموزایگوت و هتروزایگوت را از هم تشخیص داد.

1-4. خنثی باشد: یعنی همه آلل ها شایستگی یکسانی داشته باشند.

1-5. اپیستازی نداشته باشد: یعنی بتوان بدون توجه به سایر لوکاسها ژنوتیپ هر فنوتیپی را تعیین نمود.

1-6. مستقل از محیط باشد: یعنی فنوتایپ از محیط تأثیری نپذیرد.

1-7. در طول ژنوم زیاد تکرار شود.

1-8. تکرارپذیری بالایی داشته باشد.

مارکرهای پرکاربرد در ژنتیک جمعیت عبارتند از: آلوزایم ها، RAPD، RFLP، AFLP، انگشت نگاری مینی ستلایت ها، مایکروستلایت ها و SSR.

انتخاب یک مارکر مولکولی به مناسب بودن آن برای پاسخ دادن به یک پرسش اکولوژیک بستگی دارد. بنابراین آنها برای تخمین جریان ژنها بین جمعیت ها مثلاً به منظور بررسی تنوع مناسبترند یا ترجیح داده می شوند. از طرف دیگر مارکرهای غالب می توانند ژنوتیپ را تخمین بزنند اما نمی توانند فراوانی های آللی را تخمین بزنند. مارکرهای غالب ترجیحاً برای انگشت نگاری به کار رفته و می توانند در شناسایی کلون ها مفید باشند.

برای بررسی تنوع ژنتیکی Cirsium arense از مارکر جدیدی به نام AFLP استفاده شد. این مارکر تمامی ویژگی های یک مارکر های مولکولی مناسب را غیر از همبارز بودن دارد. مارکرهای AFLP مارکرهای غالب هستند. با این حال به علت پلی مورفیسم بالایی که مارکرهای AFLP تشخیص می دهند کارآمدترین مارکر هستند. به خصوص در جایی که روابط نزدیکی وجود دارد. به علاوه از نگاه تکنیکی هیچ اطلاعاتی از توالی DNA نیاز نیست، مارکرهای زیادی را می توان در مدت کوتاهی بررسی نموده و تنها مقدار کمی DNA لازم است.

2. AFLP

پلی مورفیسم طول قطعات تکثیر شده تکنیک جدیدی در انگشت نگاری DNA است که توسط زابیو و ووس (1993) ابداع شد البته به ووس و همکاران (1995) و ووس و کویپر (1997) نیز مراجعه کنید. این روش مبتنی بر تکثیر قطعات برش یافته انتخابی حاصل از هضم کلی DNA ژنومی با PCR است. محصولات تکثیر که قبلاً نشاندار شده اند از طریق الکتروفورز از هم تفکیک می شوند. طول قطعات DNA حاصل بین 60 تا 500 جفت باز است. برای قابل مشاهده نمودن پلی مورفیسم DNA که معمولاً از قطعات کوچک چند جفت بازی DNA (حداکثر تا 500) تشکیل شده ابتدا این قطعات باید تکثیر یابند. این تکثیر اغلب از طریق PCR انجام می گیرد. روش PCR می تواند قطعات خاصی از DNA را طی آغاز دقیق واکنش پلی مریزاسیون که در دو انتهای DNA مورد نظر اتفاق می افتد تکثیر یابد. این آغاز دقیق توسط توالی های الیگونوکلئوتیدی کوتاهی (پرایمرها) انجام می شود که می تواند DNA الگو را در ناحیه مورد نظر ذوب نماید. پرایمرها بین 18 تا 24 جفت باز طول داشته و در آزمایشگاه و مطابق توالی DNA مکمل خود که در ناحیه باز شده رشته سنگین DNA مورد نظر سنتز می شود. PCR ابتدا با یک فاز حرارتی بالا (واسرشت سازی) آغاز می شود که طی آن DNA تک رشته ای تولید می شود. آنزیم تک پلی مراز هر یک از رشته های DNA دو رشته ای را به صورت نقطه آغازی برای سنتز شناسایی کرده و با رسیدن دما به 72 درجه سانتیگراد واکنش پلمریزاسیون را در جهت 5' 3' ادامه می دهد (دمای بهینه طویل شدن). بنابر این برای طراحی پرایمرهای اختصاصی باید توالی های نواحی بازشدگی DNA مورد نظر را بدانیم. در نتیجه اطلاعات ما درباره ژنوم بیشتر شده و مطالعات بسیار دقیق تری می توان انجام داد. این مرحله نیاز به تجهیزات کامل آزمایشگاهی داشته و اغلب بسیار وقت گیر است. اساس روش AFLP طراحی و سنتز پرایمرهای اختیاری و سپس اتصال آنها به قطعاتDNA هدف است. پرایمرهای اختیاری AFLP آداپتور نامیده شده و از توالیهای 20 نوکلئوتیدی شناخته شده ای تشکیل شده اند. توالی های DNA هدف، قطعات DNA حاصل از آنزیم های برشی هستند. این قطعات از هضم کلی DNA ژنومی از اثر ترکیبی دو آنزیم برشی ایجاد می گردند. سپس آداپتورها با کمک آنزیم لیگاز به دو سر قطعات برش یافته متصل می شوند. سرانجام طی یک مرحله PCR آداپتورها به عنوان جایگاه های آغاز تکثیر قطعات برش یافته به کار می روند. مارکرهای AFLPپلی مورفیسم جایگاه برش را آشکار نموده و باید به عنوان مارکرهای غالب در نظر گرفته شوند. زیرا نمی توان هوموزایگوت ها و هتروزایگوت ها را از هم تشخیص داد، مگر این که مطالعات اصلاح نژادی و شجره ای انجام شود تا الگوهای توارث هر قطعه مشخص شود. اما بسیاری از قطعات تخمین هایی از تنوع را در سراسر ژنوم نشان می دهند. بنابراین نمایی کلی از سطح تنوع ژنتیکی موجود مورد مطالعه را نشان نشان می دهند.

2-2- مراحل اصلی انگشت نگاری با AFLP

2-2-1- استخراج DNA

DNA خالص و با وزن مولکولی بالا برای AFLP ضروری است. در اینجا DNA با روش دایل و دایل استخراج شده است(Doyle and Doyle, 1988). این روش بر اساس فرآیند CTAB انجام می شود. برای جزئیات بیشتر به بخش های پروتوکل (3-3) و عیب یابی (4-3) مراجعه نمایید.

2-2-2- هضم با آنزیم های برشی

قطعات برش یافته DNA ژنومی با استفاده از دو آنزیم برشی مختلف به دست آمده اند: یک آنزیم برشی فراوان (آنزیم برشی چهار بازی MseI) و یک آنزیم برشی نادر (آنزیم برشی شش بازی EcoRI). آنزیم رایج تر برای ایجاد قطعات کوچک که به خوبی تکثیر شده و برای تفکیک روی ژل الکتروفورز مناسب ترند در حالی که آنزیم نادرتر تعداد قطعاتی را که را باید تکثیر شوند محدود می نماید.

2-2-3- اتصال آداپتورهای الیگونوکلئوتیدی

آداپتورهای دو رشته ای از یک توالی مرکز و یک توالی اختصاصی برای هر آنزیم تشکیل شده اند. بنابراین آداپتورها برای جایگاه برش هر یک از آنزیم های EcoRI و MseI اختصاصی عمل می کنند. معمولاً مراحل برش آنزیمی و اتصال به آداپتورها در یک مرحله صورت می گیرد. اتصال آداپتور به DNA برش یافته جایگاه برش را دچار تغییر می کند تا از برش ثانویه پس از اتصال آداپتورها جلوگیری نماید. توالی مرکزی آداپتورها از یک توالی شناخته شده 20 نوکلئوتیدی تشکیل شده که بعداً در PCR به عنوان پرایمر به کار می رود.

2-2-4- تکثیر اولیه

این مرحله یک PCRمعمولی است که در آن از آداپتورها به عنوان پرایمر استفاده شده است. این PCR اولیه تکثیر اولیه نیز نامیده می شود که امکان انتخاب اولیه قطعات را از طریق تکثیر قطعات برش یافته DNA که به دو انتهای آن آداپتور متصل است فراهم می نماید. علاوه بر توالی های آداپتورها، پرایمرهای به کار رفته برای تکثیر اولیه یک باز اضافی هم دارند. این باز اضافی امکان یک گزینش مضاعف را از طریق تکثیر یک چهارم از قطعاتی که یک آداپتور به هر یک از دو سر آن متصل است مقدور می نماید. این سه مرحله (استخراج DNA، هضم آنزیمی / اتصال آداپتورها و تکثیر اولیه) را می توان روی یک ژل آگاروز 6/1% الکتروفورز و قابل مشاهده نمود.

2-2-5- تکثیر انتخابی

هدف از انجام این مرحله محدود کردن سطح پلی مورفیسم و نشاندار کردن DNA است. برای انجام این تکثیر، سه نوکلئوتید به انتهای َ3 توالی پرایمر به کار رفته در تکثیر اولیه (= توالی آداپتور + 3 نوکلئوتید). این دو نوکلئوتید اضافی تکثیر را گزینشی تر نموده و تعداد قطعات برش یافته ای که تکثیر می شوند (پلی مورفیسم) را کاهش می دهد. به علاوه یکی از پرایمرها (معمولاً پرایمر EcoRI) با یک ماده فلورسانت نشاندار شده و می توان حرکت DNA را در الکتروفورز ردیابی نمود.

[Borna66]

آشنایی با ژنومیک
آشنایی با ژنومیک: دکتر مصطفی رونقی

ترجمه : حسین پژم


اولين کتاب حيات کامل شد! کتابی که بيان می کند ژنوم انسان از 3.2 ميليارد حرف تشکيل شده است و الفبای آن 4 نوع است : A,C,G,T . اين حروف با نظم در طول رشته يک متری DNA، که درون هر يک از سلول های يک جاندار وجود دارد، بارها و بارها تکرار شده اند. برای زيست شناسان، اين کد(برای دسترسی) آسان و پرفروش است. اين کتاب انقلابی در زيست شناسی بر می انگيزد.

بيو تکنولوژی، شيوه ای که مولکولهای زيستی را به کار بندد، علمی تازه و نو نيست. بلکه انسان ها از هزاران سال گذشته آن را به کار بستند. تاريخ دقيقي برای مشخص کردن زمانی که انسان ها قادر به ساختن نان و ماست بودند وجود ندارد، اما امروزه چه چيز بيو- تکنولوژی را مهم و هيجان انگيز ساخته است؟ Genomics! علمی که بر هم کنش بين ژنها را مشخص می کند. تکنولوژيهای ژنوميک به ما توانايي رمزگشايي کدهای ژنتيکی را داده اند، توانی که ما را به درکی جديد در زيست شناسی می رساند. ما اکنون در درون يک انقلاب هستيم، انقلابی در علوم زيستي!

Genomics علمی است در مورد ژنوم، درباره اين که ژنها چگونه بر يکديگر اثر می گذارند. ژنوم از رشته های همانند يک متری DNA که در هر يک از سلول ها وجود دارد، از تقريبا 30000 ژن که بر روی آن قرار دارد، تشکيل شده است. در بهار سال 2003، اولين ژنوم کامل يک انسان منتشر شد، کتابی با ضخامت 200 دفتر راهنمای تلفن! اين کتاب، برای همه 6 ميليارد انسان روی زمين در %99.9 موارد مشابه خواهد بود، ولی تفاوتهای اندک آن باعث ايجاد تفاوتهای فردی منحصر به فرد آن خواهد شد. در آينده کتابخانه ای جهانی ساخته خواهد شدکه در بردارنده ی همه ی 6 ميليارد کتاب جمع آوري شده از هر گروه و زير گروهی خواهد بود. تفاوتها در اين کتاب که کمتر از 0.1% است به ما خواهد گفت چرا مستعد بيماري های فراوانی هستيم، چرا رفتاری متفاوت و گونه گون داريم و چرا متفاوت به نظر می رسيم؟ در بعضی موارد يک تفاوت کوچک در حرف G يک ژن خاص، که در همسايه ما C است می تواند آثار کاملا متفاوتی داشته باشد. موسسه سلامتی ملی (NIH)، 100 ميليون دلار برای تحقيقاتی که گوناگونی های ژنتيکی صدها نفر از مردم جمعيت های مختلف را مشخص می کند، اعطا کرده است. اين کمک هنگفت به دانشمندان در پيدا کردن ژنهای مرتبط با بيماريهای مختلف کمک شايانی خواهد کرد. وقتی تمام تلاشها به سمت مراحل ژنوميک است، علوم ديگر نيز اکنون به فرصت هايي برای توسعه يافتن در اين زمينه مي انديشند. اين امر در بردارنده ی علوم کامپيوتر، رياضيات، مهندسی الکترونيک و ... به منظور توليد ابزارهای جديد برای پاسخ دادن به پرسشها و نيازهای پزشکی اکولوژی و مهندسی محيط زيست است.



آيا بيولوژی هسته نهايي يکپارچگی علوم است؟



توجه انسان ها بيشتر در مورد سلامتی خودشان است که در نهايت وقتی پي می برند که شايد از يک بيماری رنج می برند، هر قيمتی برای سلامتی می پردازند. احتمالا به خاطر همين امر است که اقتصاد اين زمينه را بسيار فعال دانسته و در دهه های آينده، همگرايي علوم ديگر بر مسئله زيست شناسی را خواهيم ديد. به عنوان مثال زيست شناسی و الکترونيک در دانشگاه های متعدد حضوری طولانی دارند.

مولکولهای زيستی (مانند DNA و Protein ) تقريبا اندازه چندين نانومتری دارند و بخاطر اينکه فيزيکدانها و شيميدانها اکنون آموخته اند که چگونه وسيله های الکترونيکی کاملا در مقياس اين مولکولها بسازند، اين دانشگاهها

. در نتیجه آن وسايل دیگری، است که توانايي مولکولهاي زيستی برای ترکيب انتخاب با ديگر مولکول ها را با توانايي نانو الکترونيک تلفيق می کنند تا فورا تغييرات کوچک الکتريکي را که با هر جفت شدن ايجاد می شود، شناسايي کنند. آنچه واقعا جالب است اين می باشد که اين مولکولهای زيستی در طبيعت غيرزيستی محسوب می شود يعنی می توانند از اتصال اجزای غير زيستی تشکيل شده باشند که می تواند درون يک چيپ الکترونيکی جايگذاری شود. شما احتمالا در مورد چيپ های DNA و Protein چيزهايي شنيده ايد. اين چيپ ها از سيليکون يا شيشه و DNA روی آنها ساخته شده اند. چيپ های پايه نيم رسانا، با روشهای گران قيمت الکترونيکی برای مشخص کردن و Signal processing می توانند کشف و توالی يابی حساس DNA را انجام دهند. در دهه آينده دستگاههای نانو الکترونيکی در دهه آينده ساخته خواهند شد که شناسايي يک مولکول درون خون يا بزاق را امکان پذير خواهندکرد. چون اين مولکولها دارای بار الکتريکی هستند لزومی برکاربرد روشهای پيچيده نشانه گذاری يا نوری برای تشخيص نيست و بررسی مستقيم مولکول های زيستي کافی خواهد بود. انتظار می رود که با کوچک کردن اين کونه روشهای فوق حساس که قابل اسقرار بر روی تراشه ها هستند کاربرد وسيعی در تشخيص فراهم آيد. به طور مثال با قرار دادن اين تراشه ها بر روی تجهيزات مخابراتی يا تلفن های همراه مستقيما باکتری های خطرناک، ويروسها و اجزای خاصی از ژنها را شناسايي کرد. همچنين می توان جهت دريافت تاثير يک دارو، تنوع ژنتيکی انسانی را بررسی کرد و در تنظيم مقدار يک دارو و مدت استفاده آن از اين روش بهره گرفت، در حال حاضر اين عمل تنها در حيطه اختيارات پزشکان است. پيش بينی می شود که طی بيست سال آينده نيازی به مراجعه به دکتر عمومی نداشته باشيم و تنها تخصصهای اندکی برای معالجه بيماريها به کار خواهند آمد.



ماورای علم ژنومیک



ژنوميک پيش آهنگ ديگر مباحث بیوتکنولوژی است، ما اکنون شاهد پيدايش زمينه های ديگری مانند Proteomics (علم پروتئين) Meta Bolemics (علم متابوليت ها) Transcriptomics (علم ترجمه) Systemics (علم سيستم زيستی) و اصطلاح هایی مانند Bibleamics که يعنی خواندن آثار ادبی، هستيم. اين علوم به ما کمک می کند که بفهميم چه چيز در ژنوم به رمز در آمده است. بعضی از آنها سرچشمه ای قابل پيگيری در زمينه صنعت خواهند بود و ديگران شايد به شناخت بهتر ژنوم کمک می کنند و شايد بعد از مدتی ناپديد شوند. Metabolo احتمالا در زمينه های بيشتری پديدار خواهد شد زيرا جواب نهايي در مورد اينکه چه چيز در ارگانيسم صورت می گيرد، عرضه می کند و Nano electronics نيز مولکولهای مجزا را اندازه گيري می کند.



چشم اندازی از صنعت ژنوميک



اينک، بازار صنعت داروسازی در حدود 400 ميليارد دلار است. صنعت ژنوميک که خريد و فروش دارويي را عرضه می کند، اکنون در حدود 7-6 ميليارد دلار است. در هر صورت اين بازار ملزم به رشد تا 180 ميليارد دلار در 20 سال آينده است. اکنون همه آن 3.2 ميليارد کد ژنوميکی که ژنوم انسان را ساخته رمز گشايي شده است، صنعت ژنوميک به وجود آمده است تا بر اينکه کی و کجا اين ژن ها فعالند و مشخص کردن توانايي پروتئينهايي که اين ژن ها به رمز در آورده اند، سرمايه گذاری کند. برای مثال ژنوميک می تواند پيش بينی هايي در مورد رسميت داده ها کرده و هدف های بهتری برای داروها پيدا کند. هزينه فرآوری يک دارو از آغاز تا ارائه به بازار در حدود 800 ميليون دلار است. پيش بينی می شود که ژنوميک زمان عمل آوری دارو و همچنين هزينه آن را تا حدود 200 ميليون دلار کاهش خواهد داد. وقتی اين هزينه کاهش پيدا می کند، داروهای خاص، برای توليد قابل توجيه اقتصادی خواهند بود. دارو وقتی برای يک جمعيت يا هر شخص سازگار شده باشد عوارض جانبی کمتری خواهد داشت و کاهش شگرفی در تعداد مرگهايي که به علت اثرات جانبی داروهاصورت می گیرد، خواهيم داشت. (اينک اثر جانبی داروها رتبه 4 دلايل مرگ در آمريکا به حساب می آيد). همچنين انتظار می رود که تعداد داروها از صدها به ده ها هزار در چند دهه ی آينده افزايش پيدا می کند.

Microelectronics سريع و ارزان دنيای محاسبات و فناوری اطلاعات را دگرگون خواهد کرد. شايد Nano electronic بتواند تحولی در زيست شناسی ايجاد کند ولی شکاف بين الکترونيک و زيست شناسی در حال بسته شدن است، و به خصوص پس از شکست .comها دانشمندان ديگر علوم به بیوتکنولوژی می نگرند و علوم چند رشته ای با تمرکز بر زيست، در دهه ی آينده سرمايه گذاری پر شوری خواهد داشت.

به نقل از http://biotech.schoolnet.ir/resources

[Borna66]

تفنگ ژنی در مهندسی ژنتیک ...

http://pnu-club.com/imported/2009/04/232.gif

اين وسيله پيشرفته مشكلات انتقال ژن از عرض ديواره سلولي را حل كرده است.



تفنگ ژني در سال 1979 توسط John Stanford در دانشگاه Cornell ساخته شد و روش جديدي براي آسانتر نمودن انتقال ژن به سلولهاي گياهي كه آن زمان از ويروس ها و يا اگروباكتريوم(پلازميد ‏‏Ti) استفاده مي شد، مطرح ساخت.





امروزه تفنگ ژني موارد استفاده متعددي دارد، اين وسيله انتقال ژن به باكتري ها، مخمرها، سلولهاي پستانداران و مخصوصا سلولهايي كه انتقال ژن به آنها غير ممكن بود را امكان پذير ساخت. اين وسيله بصورت اختصاصي براي انتقال ژن به كلروپلاست بسيار مهم است، زيرا هيچ باكتري يا ويروسي شناخته نشده است تا بتواند كلروپلاست را آلوده نمايد. بنابراين براي انتقال ژن خارجي به كلروپلاست اين روش بسيار مفيد به نظر مي رسد.





سه روش عملي در مهندسي ژنتيك وجود دارد:





1- روش پلازميد. 2- روش وكتور. 3- روش تفنگ ژني(Biolistic).






يكي از شناخته شده ترين اين روشها، روش استفاده از پلازميد است. در اين روش بصورت عمومي از ميكرواورگانيسم هاي تغييير شكل يافته نظير باكترها استفاده مي شود. روش وكتور بسيار مشابه روش پلازميد است، با اين تفاوت كه در اين روش ژنوم مستقيما به يك وكتور ويروسي اضافه شود.




مكانيسم عمل تفنگ ژني:





تفنگ ژني قسمتي از روشي است كه به آنBiolistic ) ( گويند. اين روش Bioballistic نيز گفته مي شود. در اين روش تحت شرايط خاص، قطعاتي از DNA يا RNA با دنباله چسبناك را وارد اتم هاي فلزاتي نظير طلا يا تنگستن مي نمايند.






كمپلكسي از ذرات حاوي DNA را در خلا شتاب داده و با شتاب بسمت بافت هدف شليك مي كنند. براي ايجاد DNA پوشش دار،DNA را درحلالي كه حاوي ذرات فلزي است قرار مي دهند، عوامل ژنتيكي كه به اين صورت توليد مي شوند،






داخل فشنگ هايي قرار مي گيرند، بعد از شليك، يك صفحه سوراخدار از حركت فشنگ ها جلوگيري مي كند اما به ذرات طلا اجازه عبور مي دهد تا به بافت مورد نظر اصابت نمايد. سلولها عموما تمايل به بازجذب ژنهايي دارند كه داراي نشانه خاصي(ماركر) باشند( در سلولهاي گياهي بصورت عمومي از GUS استفاده مي كنند)، سپس در محيط كشت ژنها تكثير كرده و ممكن است، كلون شوند. بيشترين كاربرد متد Biolistic افزودن ژنهاي به گياهان استكه بتوانند در برابر قارچهاكشها و حشرات كشها مقاومت نمايند. براي شتاب دادن به ذرات طلا روشهاي متعددي بكار مي رود كه عبارتند از: مركز گرايي، نيروهاي مغناطيسي و الكتريكي، تفنگهاي افشانه اي يا واكسني و يا دستگاههايي كه اساس شتابدهي آنها، امواج شوكي هستند، همانند استفاده از تخليه الكتريكي) 1992). روشهاي عملي متعددي كه كاملا كنترل شده هستند، براي حداكثر كارآيي انتقال ژن بكار گرفته شده اند. ميزان پاسخ اين روش به عواملي مانند تعداد ذرات DNA پوشش دار، دما، تعداد سلولهاي بافت هدف، توانايي جذب DNA توسط سلول هدف و همچنين به نوع تفنگ مورد استفاده وابسته است.






نحوه عملكرد تفنگ ژني كه با گازهليوم كارمي كند و ذرات پوشش دار DNA را بسمت بافت هدف شليك مي كند. از موارد بسيار مهمي كه بايد در استفاده از تفنگ ژني در نظر گرفت، انتخاب اندازه ذرات پرتابي و سرعت شليك آنها بسمت بافتها است. بعنوان مثال بافتهاي نرم را نبايد در معرض بمباران ذرات پوشش دار با سرعت بالا قرار داد. اين فرآيند تنظيمي كاملا وابسته به جنس ذرات فلزي حاوي مولكولهاي DNA و نوع سلولهايي كه براي انتقال ژن در نظر گرفته شده اند، وابسته است.






استفاده ديگر تفنگ ژني انتقال اندامك هايي نظير كلروپلاست و ميتوكندري به سلولهاي مخمر مي باشد. توانايي انتقال اين اندامك ها بصورت معني داري در تحقيقات مربوط به مقاوم سازي بعضي از گياهان زراعي نسبت به حشره كش ها و قارچ كشها بسيار مهم است. همچنين نتايج تحقيقات جديد كه منجر به كشف روشهاي جديدي كه توسط آن ايمني زايي ژنتيكي با واكسيناسيون DNA، ژن درماني، ويروس شناسي گياهي و درمان تومورهاي سرطاني انجام پذيرفته است.





عمده ترين محدوديتهاي اين روش:






1- درصد پذيرش ذرات محتوي DNA توسط سلولها.



2- مرگ سلولهاي دريافت كننده ذرات پوشش دار.



3- عدم پذيرش DNA توسط كروموزومهاي سلولها.



4- عدم فعاليت DNA ايي كه دريافت شده است.



5- مواد، ابزارو دستگاههاي مورد استفاده در اين روش بسيار گران قيمت مي باشند.






يكي از دلايل مخالفت با اين روش اينستكه ژنهاي اضافه شده به مولكول DNA گياه و موجودات ديگر سبب نگراني عممومي شده است، زيرا اين ژن جديد بايد به گياهان اضافه شود تا بتواند ژنهاي مقاوم را به دانه هاي خود انتقال دهد و استفاده از اين دانه ها براي انسان و موجودات ديگر خطرناك باشد.

[Borna66]

کاربرد های مهندسی ژنتیک ...



با استفاده از فن‌آوری DNA نوترکیب ، مطالعه ساختمان و عملکرد ژن بسیار آسان شده است و جداسازی یک ژن از یک کروموزوم بزرگ نیاز دارد به:






روشهایی برای برش و دوختن قطعات DNA



وجود ناقلین کوچک DNA که قادر به تکثیر خود بوده و ژنهایی در داخل آنها قرار داده شود.



روشهایی برای ارائه ناقل حاوی DNA خارجی به سلولی که در آن بتواند تکثیر یافته و کلنی‌هایی را ایجاد کند.



روشهایی برای شناسایی سلولهای حاوی DNA مورد نظر.





پیشرفتهای حاصل در این فن‌آوری ، در حال متحول نمودن بسیاری از دیدگاه‌های پزشکی ، کشاورزی و سایر صنایع می‌باشد.





پیشرفتهای حاصل از دهها سال کار هزاران دانشمند در زمینه‌های ژنتیک ، بیوشیمی ، بیولوژی سلول و شیمی فیزیک در آزمایشگاههای متعدد گرد هم آمدند تا فن‌آوریهایی برای تعیین موقعیت ، جداسازی ، آماده سازی و مطالعه قطعات DNA مشتق از کروموزومهای بسیار بزرگتر را ایجاد نمایند. تاکنون فن‌آوریهای کلون سازی DNA ، فرصتهای غیر قابل تصوری را برای تعیین هویت و مطالعه ژنهایی فراهم نموده‌اند که تقریبا در هر فرآیند بیولوژیک شناخته شده ، نقش دارند. این روشهای جدید ، تحقیقات پایه ، کشاورزی ، پزشکی ، اکولوژی ، پزشکی قانونی و بسیاری از زمینه‌های دیگر را دگرگون کرده‌اند.





تخمیرهای میکروبی





تعدادی از محصولات مهم صنعتی بوسیله میکروارگانیزمها ساخته می‌شوند که از بین آنها ، آنتی بیوتیکها مهمترین گروه می‌باشند. بوسیله مهندسی ژنتیک می‌توان میکروارگانیزمهایی ایجاد کرد که آنتی بیوتیک بیشتری تولید کنند و یا مشتقی از آنتی بیوتیک اولیه را بسازند.



واکسنهای ویروسی





واکسن ماده‌ای است که می‌تواند سیستم ایمنی را بر علیه یک عامل عفونی تحریک کند. معمولا از ویروسهای کشته شده به عنوان واکسن استفاده می‌شود، ولی همواره یک خطر احتمالی وجود دارد که ویروس بطور کامل غیر فعال نشده باشد. از آنجایی که معمولا قسمت فعال و ایمنی‌زایی ویروس ، پروتئینهای پوشش آن هستند، می‌توان پروتئینهای پوششی را به تنهایی و بدون قسمتهای دیگر تهیه کرد. برای این کار ژن مربوط به پروتئین پوششی را در یک باکتری و یا در یک ویروس غیر بیماری‌زا کلون می‌کنند و از آنها به عنوان واکسنهای بی‌خطر استفاده می‌نمایند.



تولید پروتئینهای خاص





تولید پروتئینهای خاص از نظر پزشکی و تجاری ارزش دارد. تولید تجاری پروتئینهای انسان از طریق استخراج از بافتها یا مایعات بدن غیر ممکن یا بسیار گران است. با کلون کردن ژنهای مربوط به این پروتئینها در باکتریها تولید تجاری این پروتئینها ، امکان‌پذیر می‌گردد.





حیوانات و گیاهان تغییر یافته






علاوه بر تولید محصولات ارزشمند بوسیله میکروبها ، از مهندسی ژنتیک می‌توان به منظور ایجاد گیاهان و جانوران تغییر یافته استفاده کرد. به این گیاهان و جانوران بطور کلی تغییر یافته ژنتیکی (Trasgenetic) ، گفته می‌شود. تغییرات ژنی این موجودات ، مواردی چون تولید محصولات بیشتر ، تغییر کیفیت گوشت و سبزیجات و تولید پروتئینهای خاص که بوسیله باکتریها ، نمی‌توان تولید کرد، را دربر می‌گیرد. این کار بطور کلی از طریق وارد کردن ژنهای نوترکیب در دوران جنینی به جانوران و در کشت بافت به گیاهان انجام می‌شود.





بیوتکنولوژی محیط زیست





باکتریها به دلیل تنوع متابولیزمی گسترده ، دارای یک خزانه ژنتیکی بسیار غنی می‌باشند. در بعضی موارد در این خزانه ژنهایی یافت می‌شوند که مواد آلوده کننده محیط زیست را تجزیه می‌کنند. ژنهای تجزیه بیولوژیکی بسیاری از مواد زاید فاضلابهای شهری و پسابهای صنعتی ، از باکتریهای موجود در طبیعت جدا شده‌اند. از این ژنها می‌توان برای کاهش آلودگیهای محیط زیست استفاده کرد.





مثالی از این کار ، ژنهای تجزیه کننده حشره کشهای کلردار ، مانند 5,4,2- تری کلروفنوکسی استیک اسید ، کلروبنزن ، نفتالین ، تولوئن ، آنیلین و هیدروکربنهای مختلف دیگر می‌باشد. ژنهای مورد نظر از باکتریهای پسدوموناس ، آلکالیژنس و تعدادی از باکتریهای دیگر جدا شده و در پلاسمیدهای مختلف وارد شده است. همچنین پلاسمیدهایی ایجاد شده است که ژنهای تجزیه کننده چند ماده مختلف را بطور همزمان بر روی خود دارند.






تنظیم ژنها و ژن درمانی






استفاده اولیه مهندسی ژنتیک در تولید محصولات مفید صنعتی و یا بهبود تولید بود، ولی مطالعات اخیر بر روی کنترل ژنهای خاص بنا شده است. امروزه قسمت اعظم تحقیقات پایه در مهندسی ژنتیک بر روی Antisense RNA که نقش مهمی در تنظیم ژنتیکی بیان ژنها به عهده دارد، پایه گذاری شده است. همچنین مطالعات گسترده‌ای بر روی امکان درمان بیماریهای ژنتیکی از طریق وارد کردن ژن سالم یعنی ژن درمانی در حال انجام است.




تولید پروتئینها و هورمونهای کاربردی





یکی از کاربردهای عملی اولیه مهندسی ژنتیک تولید پروتئینهای مورد نظر بوسیله میکروارگانیزمهای سریع‌الرشد و تولید ارزان قیمت این پروتئینها بود. بسیاری از پروتئینها و پپتیدهای پستانداران ارزش دارویی زیاد دارند، ولی معمولا در مقادیر بسیار ناچیزی در بافتهای طبیعی وجود دارند و استخراج آنها مقرون به صرفه نمی‌باشد. این پروتئینها را می‌توان به راحتی در میکروارگانیزمها تولید کرد.




تولید هورمونها





بسیاری از هورمونها ، پپتیدها و یا پروتئینهای کوچک هستند. این هورمونها در کنترل متابولیزم بدن پستاندارن و مخصوصا انسان استفاده‌های خاص و مهمی دارند. یکی از مثالهای این تولیدات ، تولید هورمون انسولین می‌باشد. هورمون انسولین انسانی اولین داروی تولید شده بوسیله مهندسی ژنتیک بود که مصرف عمومی پیدا کرد. انسولین هورمونی است که بوسیله غده لوزوالمعده ترشح می‌شود و کمبود آن باعث بیماری دیابت می‌گردد.





بیماری دیابت گریبانگیر میلیونها نفر در سراسر جهان است که روش استاندارد درمان آن ، تزریق منظم انسولین است. چون انسولین پستانداران مختلف تقریبا مشابه می‌باشد، در ابتدا از انسولین جدا شده از لوزوالمعده گاو و یا خوک استفاده می‌شد، ولی انسولین غیرانسانی به اندازه انسولین انسانی موثر نیست و هزینه خالص سازی نیز گران می‌باشد، لکن امروزه این هورمونها توسط مهندسی ژنتیک تولید می‌شوند.





لازم به ذکر است که تولید هورمونهایی مانند انسولین یک کار ساده مهندسی ژنتیک نیست که فقط شامل وارد کردن ژن مربوطه به داخل حامل و کلون کردن آن باشد، زیرا بسیاری از هورمونها فقط قطعات کوچکی از پلی پپتیدهای بزرگ تولید شده بوسیله ژنها می‌باشند.





چشم انداز





محصولات فن‌آوری DNA نوترکیب ، از پروتئینها تا موجودات مهندسی شده متفاوت می‌باشد. با این فن‌آوریها می‌توان مقادیر زیاد پروتئینها را برای مقاصد تجارتی تولید نمود. از میکروارگانیزمها می‌توان برای انجام کارهای اختصاصی استفاده نمود. با استفاده از مهندسی ژنتیک ، می‌توان صفاتی را در گیاهان و جانوران ایجاد کرد که برای کشاورزی و پزشکی مفید باشند. بعضی از محصولات این فن‌آوری برای استفاده مورد تائید قرار گرفته و تعداد زیادی در حال تکامل هستند. در طی چند سال اخیر ، مهندسی ژنتیک از یک فن‌آوری وعده دهنده به یک صنعت چند بیلیون دلاری تبدیل شده و بیشتر رشد آن در صنعت دارویی بوده است.

[Borna66]

ژنتیک و شبیه سازی...

http://pnu-club.com/imported/2009/04/1974.jpg

شاید این روزها كه اخبار متفاوت و گسترده ای از كاربرد این تكنولوژی در رسانه ها می شنوید، كنجكاو شده باشید كه این كار چگونه انجام می شود و ثمرات آن چیست؟ این پرونده پاسخی است به كنجكاوی شما.





اگر چه ممكن است كمی عجیب به نظر برسد ولی بد نیست بدانید كه موجودات شبیهسازی شده، همیشه در میان ما وجود داشتهاند. البته نساخته شده در آزمایشگاه و با استفاده از تكنولوژی ، بلكه منظورهمان دوقلوهای مشابهی است كه به طور طبیعی خلق شدهاند.



شاید شما اولینبار نام تكنولوژی شبیهسازی را زمانی كه گوسفندی به نام دالی در سال ۱۹۹۷ با استفاده از این تكنولوژی به دنیا آمد شنیده باشید ولی بشر از مدتها قبل از به دنیا آمدن دالی، از این تكنولوژی استفاده كرده است.






حدود ۵ هزار سال قبل از میلاد مسیح، انسانهای اولیه متوجه شدند اگر دانههایی را كه توسط گیاهان غنیتر و مقویتر تولید میشوند، بكارند، میتوانند پس از مدتی عین همان غله غنی و مقوی را برداشت كنند. این كار اولین قدم در دستكاری زندگی یك موجود زنده برای برآوردن نیازهای انسانی بود. موضوعی كه هدف اصلی و نهایی شبیهسازی است.






پس از گذشت حدود ۷ هزار سال و پیشرفت روزافزون علم، دانشمندان به فكر همانندسازی مهرهداران افتادند. سال ۱۹۵۲، دو دانشمند به نامهای رابرت بركینز و توماس كینگ موفق به شبیهسازی بچه قورباغههایی شدند كه درست مثل حیوان اصلی و اولیه بودند. این بچه قورباغههای كوچك به عنوان نخستین حیوانات شبیهسازی شده در تاریخ مشهورند. پس از آن تحقیقات در این زمینه سرعت بیشتری گرفت.






سال ۱۹۹۶ و پس از گذشت چیزی حدود ۴۴ سال، تلاشهای وسیع دانشمندان برای تولید اولین پستاندار شبیهسازی شده به نتیجه رسید و گوسفندی به نام دالی در جولای آن سال به دنیا آمد. این كاررا دكتر جانویلیوت و همكارانش در موسسه روزلین اسكاتلند و با استفاده از هسته یك سلول از سلولهای پستانی یك میش بالغ و جایگزین كردن آن با هسته یك سلول تخمك انجام دادند. در همین زمان و با بروز نگرانیهایی در جامعه از امكان شبیهسازی انسانی و خطرات ناشی از آن، بیلكلینتون رئیس جمهور وقت آمریكا دستورالعمل ممنوعیت استفاده از بودجههای دولتی برای انجام تحقیقات شبیهسازی انسانی را صادر كرد.






با این وجود، سال ۲۰۰۱ دكتر پانابیوتیس زاووس از متخصصان مشهور باروری در آمریكا و تیم تحقیقاتی وی اعلام كردند كه صدها نفر از مردم برای انجام آزمایش به منظور تولید بچههای شبیهسازی شده داوطلب شدهاند. این موضوع باعث شد تا سایر كشورها نیز به فكر قانونمند كردن عمل شبیهسازی انسان بیفتند.






در این میان، انگلستان اولین كشوری بود كه عمل شبیهسازی انسان را به طور موثری قانونمند كرد البته طی این مدت ، تولید سایر حیوانات شبیهسازی شده در كشورهای مختلف ادامه یافت و حیواناتی نظیر اسب، گاو، موش، سگ و گربه همانندسازی شدند. سال ۲۰۰۳، اولین پستاندار به دنیا آمده با استفاده از تكنولوژی همانندسازی یعنی دالی در ۶ سالگی و به دلیل ابتلا به یك بیماری ریوی با انجام تزریق كشنده فوت كرد، ولی تكنولوژی همانندسازی همچنان راه خود را ادامه میدهد.






● اسرار همانند سازی



برای انواع مختلف شبیهسازی، تكنولوژیهای متفاوتی وجود دارد. تكنیك انتقال هسته سلول سوماتیك (ScNT) تكنیكی است كه بیشتر از همه برای شبیهسازی تولید مثلی پستانداران استفاده میشود. در این روش موجود تولید شده، همان مواد ژنتیكی هستهای حیوان اولیه را خواهد داشت.





دالی، اولین پستاندار شبیه سازی شده، با استفاده از تكنولوژی انتقال هسته سلول سوماتیك به دنیا آمد. برای فهم بهتر این تكنولوژی باید مروری به سیستم تولید مثل در موجودات زنده داشته باشیم. در بدن هر پستاندار زنده، تخمك در جنس مونث و اسپرم در جنس مذكر، تنها سلولهایی هستند كه نقش تولید مثلی دارند و به عنوان سلولهای تولید مثلی یا سلولهای جنسی معروفند. به تمامی سلولهای غیر از آنها، سلول سوماتیك یعنی سلول غیرتولید مثلی یا سلول بدنی گفته میشود.





هر سلول سوماتیك دارای دو سری كامل از كروموزومهاست، در حالی كه سلولهای تولید مثلی هر كدام فقط یك سری دارند. پس از لقاح و آمیزش، اسپرم و تخمك با هم یكی میشوند و سلول تخم را به وجود میآورند. سلول تخم، دارای دو سری كامل از كروموزومهاست كه یك سری را از اسپرم (پدر) و یك سری را از تخمك (مادر) گرفته است.





برای ساختن دالی با استفاده از تكنولوژی انتقال هسته سلول سوماتیك، دانشمندان یك سلول سوماتیك را از بافت پستان یك گوسفند بالغ جدا كردند. آنها سپس هسته آن سلول را به یك سلول تخمكی كه هستهاش را قبلا برداشته بودند، منتقل كردند.





هسته هر سلول در حقیقت مغز یك سلول را تشكیل میدهد و حاوی تمام مواد ژنتیكی و اطلاعاتی است كه سلولها برای زندگیشان لازم دارند. درواقع تفاوت در همین مواد ژنتیكی است كه موجب میشود هر كدام از ما منحصر به فرد بوده و با سایرین تفاوت داشته باشیم.



در مرحله بعد، دانشمندان سلول تخمك را - كه دارای هسته جدید (از سلول دهنده) است - به كمك مواد شیمیایی و جریان الكتریكی به تقسیم سلولی تحریك كردند. پس از چند تحریك شیمیایی، سلول تخمك با هسته جدیدش درست شبیه سلول تخمی كه بهتازگی بارور شده باشد، عمل كرد. بعد از آنكه رویان شبیهسازی شده به مرحله مناسب و خوبی رسید، آن را به رحم یك میزبان ماده منتقل كردند تا در آنجا به تكاملش تا هنگام تولد ادامه دهد.





در نهایت، دالی به همین ترتیب در سال ۱۹۹۶ به دنیا آمد. او یك كپی ژنتیكی دقیق و كامل از گوسفند ماده بالغی بود كه هسته سلول سوماتیكش را جایگزین هسته یك سلول تخمك كرده بودند. دالی اولین پستانداری بود كه از یك سلول سوماتیك بالغ شبیهسازی شده بود.





نكته مهمی كه دانشمندان به آن اشاره میكنند، این است كه دالی یا هر موجود دیگری كه با استفاده از تكنولوژی انتقال هستهای تولید شده، ۱۰۰ درصد مشابه موجود اولیه نیست. این شباهت چیزی در حد ۹۹/۷ درصد است، زیرا در این تكنولوژی تنها هسته سلول دهنده وارد تخمك بدون هسته میشود، حال آنكه مقداری از مواد ژنتیكی مهم در خارج از هسته و داخل میتوكندریها وجود دارند.





میتوكندریها قسمتی از سلول هستند كه خارج از هسته و داخل سیتوپلاسم یك سلول قرار دارند و به عنوان منابع تولید قدرت، انرژی و متابولیزم سلولی عمل میكنند. میتوكندریها دارای قطعات كوچكی از DNA هستند و برخی از مواد ژنتیكی در فرآیند شبیهسازی از میتوكندریهای سیتوپلاسم میآیند. اینكه این موضوع به چه مقدار تغییرات در یك موجود شبیهسازی شده منجر میشود، در حال بررسی است.





● شبیه سازی با روش های معمولی تولید مثل چه تفاوتی دارد؟



بارور شدن یك تخمك به وسیله یك اسپرم (روش معمولی تولید مثل) و روش انتقال هسته سلول سوماتیك هر دو منجر به یك نتیجه میشوند و آن به وجود آمدن رویان است. یك رویان از سلولهایی كه دو سری كامل كروموزوم دارند، تشكیل شده است. تفاوت این دو روش در منشا آن دو سری كروموزوم است.





در باروری معمولی، اسپرم و تخمك هر كدام دارای یك سری كروموزوم هستند و زمانی كه این دو به هم متصل میشوند، تخم بارور دارای رشته های كروموزومی خواهد بود كه یك سری از پدر (اسپرم) و یك سری از مادر (تخمك) گرفته شدهاند ولی در روش انتقال هسته سلول سوماتیك برای انجام شبیهسازی، هسته سلول تخمك - كه دارای تنها یك سری از كروموزومها است - برداشته و با هسته سوماتیك - كه دارای دو سری كامل از كروموزومهاست ، جایگزین میشود. بنابراین، رویان حاصل شده از این روش هر دو سری كروموزمهایش را فقط از یك سلول سوماتیك منفرد گرفته است.





● شبیهسازی چه خطراتی دارد؟



شبیهسازی تولید مثلی موجودات زنده در حال حاضر یك عمل گران و غیرموثر است. بیش از ۹۵ درصد تلاشهای شبیهسازی برای تولید یك موجود زنده شكست میخورند و ممكن است بیش از ۱۰۰ فرآیند انتقال هستهای برای تولید یك موجود شبیهسازی شده، لازم باشند. دالی پس از ۲۷۶ مرتبه تلاش برای عوض كردن هسته تخمك، به دنیا آمد. این ۲۷۶ تخمك در مجموع ۲۹ رویان تولید كردند و از میان آنها تنها دالی زنده ماند.





علاوه بر این، تنها ۷۰ گوساله پس از ۹هزار مرتبه تلاش برای همانندسازی به دنیا آمدند. یك سوم از این گوسالهها طی مدت كوتاهی جان خود را از دست دادند و بسیاری از آنها در هنگام مرگ به طور غیرعادی بزرگ بودند. بد نیست بدانید كه اولین اسب شبیهسازی شده یعنی پرومته پس از ۳۲۸ بار تلاش به دنیا آمد.علاوه بر شانس موفقیت كم، بررسیها نشان دادهاند حیوانات همانندسازی شده غالبا عملكرد ایمنی مختل شده بیشتر و میزان بالاتری از ابتلا به انواع عفونت، سرطان و سایر اختلالات را دارند.





برخی دانشمندان علت مرگ اولین پستاندارد شبیهسازی شده (دالی) را پیری زودرس ناشی از شبیهسازی میدانند ولی دكتر یان ویلموت معتقد است كه مرگ زودرس دالی ارتباطی با شبیهسازی نداشته و به دلیل یك عفونت تنفسی شایع در میان گوسفندها بوده است.یك مشكل اصلی در شناخت عواقب شبیهسازی آن است كه متاسفانه بسیاری از حیوانات شبیهسازی شده به اندازه كافی زنده نماندهاند. این موضوع باعث شده است تا دانشمندان اطلاعات كافی در مورد اینكه حیوانات شبیهسازی شده چگونه زندگی كرده و پیر میشوند، به دست بیاورند.سالم به نظر رسیدن در سن كم به تنهایی یك نشانه خوب برای بقای طولانی مدت موجودات شبیهسازی تلقی نمیشود.





در حقیقت این حیوانات به دلیل مردن اسرارآمیزشان شهرت دارند. به عنوان مثال، نخستین گوسفند شبیهسازی شده استرالیایی پیش از مرگ كاملا سالم و سرحال به نظر میرسید و نتایج كالبدشكافیها نتوانستند علت مرگش را مشخص كنند.در سال ۲۰۰۲، پژوهشگران موسسه وایتهد در ماساچوست آمریكا اعلام كردند كه رگهای موشهای همانندسازی شده دارای اشكالاتی هستند. آنها در تجزیه و تحلیل بیش از ۱۰/۰۰۰ سلول كبد و جفت موشهای همانندسازی شده، متوجه شدند كه در حدود ۴ درصد از عملكرد ژنها غیرعادی بوده است. به عقیده دانشمندان تغییراتی در فعالیت طبیعی آنها و یا بروز یك سری ژنهای خاص علت بروز این اشكالات هستند.





یك مشكل دیگر به ویژه در مورد همانندسازی گونههای منقرض شده آن است كه در این موارد به طور طبیعی نمونه منفرد شبیهسازی شده به تنهایی قادر به خلق یك جمعیت بارور كننده دیگر نخواهد بود. علاوه بر این، حتی در صورتی كه هر دو جنس مذكر و مونث آن موجود زنده وجود داشته باشند، معلوم نیست كه آیا آنها در غیاب والدینی كه بایستی به آنها رفتار طبیعیشان را بیاموزند قادر به زندگی خواهند بود یا خیر.غیر از موارد فوق، ممكن است همانندسازی برخی از حیوانات منقرض شده نظیر دایناسورها در آینده دور خطرات بالقوه زیادی را برای انسانها داشته باشند. فیلم پارك ژوراسیك كه صرفا یك فیلم علمی - تخیلی بود مو را بر تن راست میكرد. حال فكر كنید اگر این علم و تخیل به واقعیت تبدیل شود چه اتفاقاتی ممكن است در جهان روی دهد.





● شبیهسازی حیوانات منقرض شده



كسانی كه كتاب پارك ژوراسیك را خوانده و یا فیلم آن را دیدهاند بیشتر از سایرین با این مورد استفاده شبیهسازی آشنایی دارند. بازسازی مواد ژنتیكی گونههای منقرض شده از مدتها قبل مدنظر دانشمندان بوده است. یكی از مواردی كه اخیرا دانشمندان در حال كار بر روی آن هستند، یك نوع ماموت پشمالو است.





متاسفانه تلاشها برای گرفتن مواد ژنتیكی از ماموتهای یخ زده تاكنون موفقیتآمیز نبودهاند. مشكل اصلی این است كه در این گونه موارد سلول تخمك و رحمی كه قرار است سلول همانندسازی شده در آن كاشته شوند از گونههای متفاوتی هستند. این موضوع امكان موفقیت عمل شبیهسازی را بسیار مشكل ساخته است. علاوه بر این، برای همانندسازی گونههای منقرض شده باید یك DNA سالم و كامل وجود داشته باشد. با این وجود درحال حاضر یك تیم روسی ـ ژاپنی در حال بررسی و كار بر روی همانندسازی ماموتها هستند.





● استفاده از تكنولوژی شبیهسازی درمانی در انسان



ممكن است روزی از تكنولوژی شبیهسازی درمانی در انسانها برای تولید اعضای بدن از یك سلول استفاده شود. همچنین شاید بتوان با كمك این تكنولوژی سلولهای سالمی را تولید و آنها را جایگزین سلولهایی كه در اثر بیماریهای تحلیل برنده مثل آلزایمر یا پاركینسون خراب شدهاند ،كرد. دانشمندان امیدوارند روزی بتوانند از شبیهسازی درمانی برای تولید اعضا و بافتها به منظور پیوند استفاده كنند. برای انجام این عمل، DNA باید از فردی كه به پیوند نیاز دارد گرفته شده و وارد یك سلول تخمك بدون هسته شود. پس از تقسیم تخمك حاوی مواد ژنتیكی بیمار، سلولهای بنیادی حاصله كه قابلیت تبدیل به هر گونه بافتی را دارند كشت داده میشوند.

[Borna66]

شبیه سازی درمانی ...


http://pnu-club.com/imported/2009/04/1975.jpg




شبیه سازی باز تولیدی بسیار گران است و امید انجام مطلوب آن بسیار كم است. علاوه برآن رشد تومورها در آن به سرعت انجام می شود و كوچكترین بیماری برای این نوع حیوانات، می تواند منجر به مرگ شود. اكثر این حیوانات رشد غیرطبیعی دارند و گاه به دلایل نامشخص به یك باره می میرند .




شبیه سازی(cloning)یكی از پیشرفته ترین دست یافته های بشر در زمینه علم پزشكی و مهندسی ژنتیك است كه هر مرحله پیشرفت آن جنجال های بسیار زیادی را به همراه دارد. صرف نظر از پیامدهای اخلاقی شبیه سازی كه در این مجال مورد بحث ما نیست، در این مقاله سعی شده است بیشتر به خود شبیه سازی و روش های آن پرداخته شود. روش هایی كه شبیه سازی انسان فقط بخشی از آنهاست و حوزه بسیار گسترده ای را شامل می شود.






امكان شبیه سازی انسان زمانی مطرح شد كه دانشمندان اسكاتلندی در مؤسسه روسلین، «دالی» را تولید كردند. «دالی» كه به «دالی گوسفنده» شهرت داشت گوسفندی بود كه تولید آن در سراسر دنیا با عكس العمل های متفاوتی از لحاظ علمی و اخلاقی مواجه شد. این كار كه در سال ۱۹۹۷ از سوی مجله نیچر به عنوان مهم ترین تحقیق علمی سال برگزیده شد، در كنار نگرانی های اخلاقی بسیار زیادی كه در برداشت- چه از سوی علمای مسیحیت و اسلام و چه از سوی مقامات كشورهای مختلف- افق جدیدی در علم ژنتیك پیش روی دانشمندان گشود و امیدواری های زیادی برای بهبود زندگی بشر ایجاد كرد. به دلیل حساسیتی كه تولید دالی در برداشت، رسانه ها توجه خاصی به پدیده شبیه سازی نشان دادند، اما این نوع شبیه سازی تنها یك نوع خاص از چندین روش شبیه سازی موجود در علم پزشكی و ژنتیك است كه به شبیه سازی بازتولیدی مشهور است. علاوه بر این نوع شبیه سازی، چند نوع دیگر شبیه سازی هم وجود دارد كه می توان از آن ها علاوه بر باز تولید یك ارگانیزم خاص در انجام دیگر تحقیقات پزشكی هم استفاده كرد.









در این مقاله به طور كلی در مورد سه نوع شبیه سازی بحث خواهیم كرد:






۱ - شبیه سازی دی ان ای یا فناوری دی ان ای باز تركیب شده



۲ - شبیه سازی باز تولیدی



۳ - شبیه سازی درمانی






●فناوری دی ان ای باز تركیب شده







در این قسمت می توان فناوری دی ان ای باز تركیب شده، شبیه سازی دی ان ای، شبیه سازی مولكولی یا شبیه سازی ژنی را در كنار هم دسته بندی كرد، چون همه از یك پروسه مشترك پیروی می كنند. انتقال دستواره (تكه ای از دی ان ای اصلی كه برای تكثیر از آن جدا می شود) از یك ارگانیزم به یك عنصر ژنتیك خود همانندساز مانند پلازمید باكتریایی.




دانشمندانی كه بر روی یك ژن خاص كار می كنند معمولاً از پلازمید باكتریایی برای تولید كپی های چند گانه همان ژن استفاده می كنند. پلازمیدها كروموزوم های اضافی خود همانندساز مولكول دایره ای دی ان ای هستند كه جدا از ژنوم های معمولی باكتریایی هستند. پلازمیدها و دیگر گونه های ناقل شبیه سازی، توسط محققان ژنوم انسان برای تكثیر ژن ها و دیگر تكه های كروموزوم كه مواد شناسایی كافی برای تحقیق بیشتر تولید می كنند استفاده می شوند. برای شبیه سازی یك ژن، یك تكه از دی ان ای كه ژن مورد نظر را شامل می شود از دی ان ای كروموزومی توسط آنزیم های محدود كننده جدا می شود و سپس با یك پلازمید كه توسط همان آنزیم های محدود كننده جدا شده است، تركیب می شود. هنگامی كه یك تكه از دی ان ای كروموزومی به ناقل شبیه سازی در آزمایشگاه وصل می شود، به آن مولكول دی ان ای بازتركیب شده گفته می شود. با انتقال این مولكول به سلول میزبان مناسب، دی ان ای باز تركیب شده در كنار دی ان ای سلول میزبان باز تولید می شود.









شبیه سازی باز تولیدی شبیه سازی بازتولیدی فناوری است برای تولید یك حیوان كه از همان هسته دی ان ای بهره می برد كه حیوانی دیگر در همان زمان یا پیش از آن، آن هسته دی ان ای را داشته یا دارد. دالی گوسفند معروف اسكاتلندی ها با همین روش شبیه سازی شده بود. در این پروسه كه انتقال هسته سلول تكثیر شونده نام دارد، دانشمندان مواد ژنتیك هسته یك سلول بالغ اهدا كننده را به یك تخم كه هسته و همین طور مواد ژنتیك آن جدا شده اند منتقل می كنند. این تخم كه دی ان ای یك سلول اهدا كننده را در خود دارد باید با جریان های شیمیایی یا الكتریكی مراقبت شود تا برای تقسیمات سلولی تحریك شود. هنگامی كه جنین شبیه سازی شده به سطح مناسبی از پیشرفت می رسد به رحم یك میزبان مؤنث منتقل می شود جایی كه تا تولد به پیشرفت خود ادامه می دهد. موجودی كه با روش انتقال هسته تولید می شود، نمونه شبیه سازی شده واقعی حیوان اهدا كننده نیست و فقط دی ان ای كروموزومی و هسته ای آن همانند حیوان اهدا كننده است. در این زمینه موفقیت پروژه دالی بسیار چشمگیر است چرا كه اثبات كرد مواد ژنتیك یك سلول بالغ می توانند برای تولید یك ارگانیزم جدید كامل مورد استفاده قرار گیرند. پیش از این دانشمندان بالاتفاق تصور می كردند هنگامی كه سلولی به كبد، قلب، استخوان یا هر نوع دیگری از بافت های بدن تخصیص داده می شود، دیگر استفاده از آنها در بافت های دیگر امكان ندارد و دیگر ژن هایی كه در سلول بودند و نیازی به آنها نبود غیرفعال می شوند. برخی محققین براین باورند كه اشتباه یا كامل انجام ندادن پروسه باز برنامه ریزی، سبب مرگ، نقص عضو و معلولیت حیوانات شبیه سازی شده خواهد شد.









●شبیه سازی درمانی



این شبیه سازی كه به شبیه سازی جنینی هم معروف است در واقع تولید جنین های انسانی برای استفاده در تحقیقات است. هدف از انجام این شبیه سازی تولید انسان های شبیه سازی شده نیست، بلكه هدف كشت سلول هایی است كه می توانند در تحقیقات پیشبردی انسان و همچنین درمان بیماری ها مورد استفاده قرار گیرند. این سلول ها برای محققان بیومكانیك بسیار با اهمیت هستند برای این كه می توان از آن ها برای تولید هر نوع سلولی كه در بدن انسان وجود دارد استفاده كرد. این سلول ها پس از گذشت ۵ روز از تقسیم تخم، از آن استخراج می شوند. پروسه استخراج باعث از بین رفتن جنین می شود كه این مسأله نگرانی های اخلاقی فراوانی را در پی دارد. محققان امیدوارند روزی این سلول های ساختگی، جایگزین مناسبی برای سلول هایی شوند كه بر اثر بیماری هایی نظیر آلزایمر، سرطان و… از بین رفته اند. پس از آشنایی جزیی با روش های مختلف شبیه سازی، این سؤال مطرح می شود كه اصلاً چرا انسان باید شبیه سازی شود؟ و یا این كه آیا تا به حال هیچ انسانی شبیه سازی شده است؟ در مورد شبیه سازی انسان باید گفت كه تا به حال هیچ انسانی از كشت سلول های یك انسان دیگر تولید نشده است. اما در مورد این كه چرا انسان باید شبیه سازی شود، این گروه از دانشمندان موارد ذیل را ذكر می كنند. یكی از كاربردهای شبیه سازی می تواند برای زوج ناباروری اتفاق بیفتد كه تمایل بسیار زیادی به بچه دارند. این بچه كه از یكی از والدین شبیه سازی می شود، مسلماً در دوران كودكی فشارهای فیزیولوژیكی بسیار زیادی را متحمل خواهد شد. كاربرد دیگر شبیه سازی می تواند شبیه سازی استعدادهای بشری برای چند نسل باشد. مثلاً می توان با استفاده از دی ان ای اینشتین، وی را شبیه سازی كرد، اما هیچ تضمینی نیست كه اینشتین جدید همانند آلبرت با هوش ما همان راهی را برگزیند كه اینشتین به خاطر آن به شهرت رسیده است. یكی دیگر از موارد شبیه سازی، تولید جنین های تحقیقاتی است كه پیش تر بدان اشاره شد. با همه علاقه ای كه بشر به شبیه سازی دارد، این پدیده دارای خطرات و ایراداتی است كه به صورت مختصر به آنها اشاره خواهد شد. شبیه سازی باز تولیدی بسیار گران است و امید انجام مطلوب آن بسیار كم است. نزدیك به ۹۰ درصد اقدام های شبیه سازی در این زمینه به نتیجه نمی رسند و برای انجام یك شبیه سازی موفق، باید نزدیك به ۱۰۰ بار انتقال هسته ای صورت گیرد و در همین یك مورد موفق هم، حیوان شبیه سازی شده نسبت به عفونت ها بسیار غیرمقاوم است. نمونه آن هم دالی بود كه بر اثر عفونت ریه مرد. علاوه برآن رشد تومورها در آن به سرعت انجام می شود و كوچكترین بیماری برای این نوع حیوانات، می تواند منجر به مرگ شود. اكثر این حیوانات رشد غیرطبیعی دارند و گاه به دلایل نامشخص به یك باره می میرند.






از میان حیواناتی كه تاكنون شبیه سازی شده اند، می توان به گوسفند ها، موش ها، گاو ها و حیوانات خانگی از قبیل گربه اشاره كرد. اما یكی از وسوسه انگیزترین شبیه سازی ها، شبیه سازی حیوانات ما قبل تاریخ مانند دایناسورها است، بدین ترتیب كه با استفاده از دی ان ای بازمانده از آنها در سنگواره ها، آن ها را شبیه سازی كرد. هنگامی كه این فرضیه مطرح شد، موافقت ها و مخالفت های زیادی با آن شد، اما این التهابات به زودی فروكش كرد، چون این موجودات بیش از ۶۵ میلیون سال پیش از بین رفته اند و این در حالی است كه دی ان ای، فقط ۱۰ هزار سال عمر می كند. نظریه بعدی شبیه سازی ماموت ها بود كه كمتر از ۱۰ هزار سال پیش زندگی می كرده اند. با این حال پیدا كردن دی ان ای مناسب ماموت ها غیرممكن به نظر می رسد. با این تفاسیر شبیه سازی موجودات منقرض شده فعلاً امكان ناپذیر است. البته شاید روزی فرزندان شبیه سازی شده دانشمندان امروزی بتوانند دایناسورها را هم اهلی كنند.


__________________

[Borna66]

تکنیک های ژنتیک و همانند سازی در پستانداران ...





!!!!

http://pnu-club.com/imported/2009/04/1976.jpg





حیوانات كلون شده اجازه پیشرفت سریع در درك مكانیسم روشن و خاموش كردن ژن ها را می دهند و به وسیله استفاده از حیوانات همانندسازی شده و یكسان از لحاظ ژنتیكی دانشمندان قادرند نتایج سریع و دقیقی را به دست آوردند چرا كه تفاوت ژنتیكی در این موجودات به حداقل ممكن خود رسیده است




در روند تكامل، تولیدمثل جنسی موجودات عالی به عنوان راهی برای حفظ تنوع ژنتیكی جمعیت ها انتخاب شده است كه بقای آن موجود در مواجهه با شرایط مختلف را امكان پذیر می سازد. در این نوع تولیدمثل هریك از این نطفه ها حامل نیمی از ژن های والدین نر و ماده است كه به فرزندان منتقل می شود. تا قبل از كشف روش كلون سازی تصور بر این بود كه سلول های سوماتیك پس از تمایزیافتن قادر به برگشت به حالت اولیه (تمایز نیافته) نیستند. به عبارت دیگر تصور قبلی بر این پایه بود كه سلول های سوماتیك با وجودی كه تمامی ژن ها را در هسته همراه دارند، قادر به تولید موجودی كامل نیستند. كلون كردن به معنی تكثیر غیرجنسی است.



نمونه عملی آن تكثیر گیاهان است و یا در حشراتی مانند زنبورعسل و خزندگان و ماهی ها و آبزیانی همانند آرتمیا پدیده ای به نام بكرزایی (Parthenogenesis) وجود دارد كه می توان آن را پدیده ای مشابه كلون سازی دانست. كشف بافت گیاهی فرآیندی است كه در آن قطعات كوچكی از بافت زنده گیاهی جدا شده و به مدت نامحدودی در یك محیط مغذی سترون رشد داده می شود. كلون سازی از طریق مهندسی ژنتیك در گیاهان، حیوانات و یا حتی باكتری ها برای تولید انبوه با كیفیت خاص صورت می گیرد. از طریق این تكنولوژی می توان نسل های در حال انقراض را نجات داد. از مزایای شبیه سازی در پرورش دام های اهلی می توان به استفاده از تعداد محدودی از حیوانات پرتولید با هزینه نگهداری كمتر و افزایش سریع پیشرفت ژنتیكی گله اشاره كرد. با توجه به اینكه فنوتیپ افراد عمدتاً تحت تاثیر مشترك وراثت و محیط است هیچ گاه حتی در دوقلوهای یكسان، دو فرد كاملاً شبیه به هم نخواهند بود. نتیجتاً در شبیه سازی ژنوتیپ افراد كاملاً مشابه است اما دو فرد مذكور فنوتیپ یكسانی نخواهند داشت.









● روش های كلون سازی






شبیه سازی با روش های گوناگون و با اهداف متفاوت انجام می پذیرد كه به طور كلی سه روش كلی در این مورد وجود دارد:






الف- كلون سازی رویانی



این روش روشی است كه در طبیعت در تولد دوقلوها یا چندقلوها رخ می دهد. در این روش در شروع مراحل تقسیم جنینی بعد از لقاح، یعنی زمانی كه هنوز سلول های جنینی تمایز نیافته اند یك سلول را جدا و با تحریكات، این سلول را به ادامه تقسیم تا حد به وجود آمدن یك جنین مستقل وادار می كنند.






ب- كلون سازی تولیدمثلی



هدف از این روش، تولید موجودات زایا با استفاده از سلول های سوماتیك است. در این روش در مرحله خاصی از تقسیم سلولی، هسته سلول های سوماتیك را كه حاوی تمامی ژن های موجود هستند جدا كرده و پس از تیمار الكتریكی یا شیمیایی این هسته را در داخل یك تخم لقاح نیافته كه هسته آن قبلاً خارج شده قرار می دهند سپس مجموعه حاصل را در رحم مادری كه به طور مصنوعی شرایط آبستنی در آن القا شده لانه گزینی می كنند كه در نهایت موجود جدید كاملاً شبیه فردی خواهد شد كه سلول سوماتیك از آن اخذ شده است.






ج- كلون سازی درمانی



(Therapeutic Cloning)



در این روش ابتدا با استفاده از سلول های سوماتیك یك فرد، شبیه سازی انجام می شود و در مرحله اولیه جنینی از رویانی كه حاوی چند سلول است تعدادی سلول جدا و در محیط كشت اختصاصی، سلول، بافت یا اندام مورد نظر تكثیر می شود. هدف از این روش تولید بافت یا عضوی است كه فرد از دست داده است مثل پوست تحلیل رفته در نتیجه سوختگی، كلیه، كبد، مغز استخوان، قلب، سلول های عصبی یا عضلانی. واضح است پیوند اعضای تولید شده به خود شخص، به دلیل قرابت ژنتیكی به مراتب موفقیت آمیزتر است و بعد از پیوند نیازی به مصرف داروهای مضر به منظور جلوگیری از دفع پیوند به مدت طولانی وجود ندارد.






● مزایا و معایب كلون سازی






حیوانات كلون شده اجازه پیشرفت سریع در درك مكانیسم روشن و خاموش كردن ژن ها را می دهند و به وسیله استفاده از حیوانات همانندسازی شده و یكسان از لحاظ ژنتیكی دانشمندان قادرند نتایج سریع و دقیقی را به دست آوردند چرا كه تفاوت ژنتیكی در این موجودات به حداقل ممكن خود رسیده است. از دیگر مزایای تكنیك كلون سازی سلول های حیوانی این است كه به ما اجازه می دهد گونه هایی از موجودات زنده را كه در خطر انقراض قرار دارند نجات دهیم.از اهداف كلون سازی در آزمایشگاه های كشورهای مختلف می توان به امكان بازیابی جوانی، كمك به پیشگیری حملات قلبی، استفاده از سلول های بنیادی برای ترمیم سلول های مغز و بافت های سوخته، درمان نازایی، درمان ژن های معیوب، درمان سرطان و كاربردهای محرمانه نظامی اشاره كرد.از معایب این روش ها این است كه دانشمندان هنوز به حیات طولانی مدت و سلامت حیوانات كلون شده اطمینان ندارند.









این به دلیل آن است كه سلول هایی كه عمر بالایی دارند و در معرض اشعه تیمار می شوند ممكن است حاوی جهش های مضر در ژنوم شوند. بعضی متخصصان بر این باورند كه با وجودی كه گله های یكسان حاصل از كلون سازی تولید مناسبی را خواهند داشت اما به علت كاهش شدید تنوع امكان هر نوع نتایج غیرقابل پیش بینی وجود خواهد داشت. در نهایت اعداد و ارقام ناشی از همانندسازی نیز همواره نشان می دهد كه احتمال موفقیت در همانندسازی در بهترین حالت ۵ الی ۱۰ درصد است و در حدود ۷۵ درصد كلون ها در دو ماه اول زندگی از بین می روند. دستیابی به تكنیك های این روش به دست بزهكاران نیز تهدید جدی و نگران كننده عمده ای است كه ممكن است جهان را با نابودی مطلق روبه رو كند.









●● جمع بندی



كلون كردن به معنی تكثیر غیرجنسی است. كلون سازی از طریق مهندسی ژنتیك در گیاهان، حیوانات و یا حتی باكتری ها برای تولید انبوه با كیفیت خاص صورت می گیرد. از طریق این تكنولوژی می توان نسل های در حال انقراض را نجات داد. از مزایای شبیه سازی در پرورش دام های اهلی می توان به استفاده از تعداد محدودی از حیوانات پرتولید با هزینه نگهداری كمتر و افزایش سریع پیشرفت ژنتیكی گله اشاره كرد. در بهمن ماه ۱۳۸۱ انجمن ژنتیك ایران طی بیانیه ای ضمن تاكید بر حقوق اساسی انسان ها و احترام به خانواده و حقوق آن به عنوان بنیادی ترین نهاد مدنی، كاربرد صحیح و قانونمند دستاوردهای علمی چون كلون سازی در راستای بهبود درمانی و سلامت انسان را لازم دانست.

[Borna66]

کاربرد ها و اهمیت شبیه سازی ...



http://pnu-club.com/imported/2009/04/1977.jpg







شبیه سازی به معنی تولید مثل به روش غیرجنسی از افراد انتخاب شده به گونه ای است که نسل ایجاد شده از آنها از نظر محتوای ژنتیکی کاملا شبیه همتای خود باشد. اساس شبیه سازی ، انتقال هسته سلول (پیکری یا بنیادی) به تخمک بدون هسته می باشد.فرآیند انتقال

هسته شامل ۲قسمت اساسی است:





۱) خروج هسته از تخمک



۲) جایگزین کردن آن با سلول دهنده.این تکنیک برای اولین بار در سال ۱۹۳۸ میلادی از سوی هانس اسپمن انجام شد. مشکلات بسیاری در راه شبیه سازی پستانداران وجود داشت تا آن که محققان اسکاتلندی توانستند گوسفند کلون شده به نام دالی (Dolly) را تولید کنند. به این ترتیب آنچه در ذهن محققان و دانشمندان غیر ممکن می نمود، امکان پذیر شد و شبیه سازی آرام آرام مسیر ترقی و پیشرفت خود را طی کرد.






● انواع شبیه سازی







۲ نوع شبیه سازی وجود دارد:



۱) شبیه سازی تولید مثلی که باهدف بقای نسل و دارا شدن فرزندی همتای والد (از نظر محتوای ژنتیکی) صورت می گیرد. در این روش از سلول سوماتیک یا پیکری برای انتقال هسته استفاده می شود.






۲) شبیه سازی درمانی که هدف اصلی آن به دست آوردن سلول بنیادی جنینی است که بتوان از آن در درمان ناتوانی ها و بیماری ها (بخصوص بیماری های تحلیل برنده) استفاده کرد. از آنجا که سلول بنیادی (سلولهای تمایز نیافته ای که با شرایط مناسب دارای توانایی تمایز به انواع سلولهای بالغ هستند) چند ظرفیتی است ، به نظر می رسد شبیه سازی با استفاده از چنین سلولهایی برای به دست آوردن بافتها یا اندام های دچار مشکل ، بتواند چشم اندازی روشن از آینده ای زیباتر برای این بیماری فراهم کند.






اگرچه در ابتدای امر ، ورود شبیه سازی درمانی از نوع پیوند عضو از گونه ای دیگر ، به قلمرو پزشکی غیرممکن می نمود ، اکنون این روش به اندازه ای قدرتمند می نماید که خارج از مرزهایی که پیش از این طب را محدود کرده بود ، فعالیت می کند و امیدوار است که خدمت ارزنده ای را به بشریت تقدیم کند.






● کاربردها و اهمیت شبیه سازی



▪ کاربرد در علوم پایه:



یکی از کاربردهای شبیه سازی در بیولوژی یا زیست شناسی تکوینی است که در آن بدقت ، روند تکوین جنین بررسی می شود و با بررسی تمایز زدایی از سلولها ، تشخیص روند تشکیل سلولهای تمایز یافته مشخص خواهد شد.






▪ کاربرد در درمان:



تولید جنین کلون تا مرحله بلاستوسیت (مرحله ۱۶ سلولی) به منظور تولید سلولهای بنیادی جنینی که سلولهایی با توانایی بالا برای تبدیل به بافتهای مختلف و تکثیر نامحدود هستند.






▪ کاربرد اقتصادی:



عمده ترین کاربردهای شبیه سازی از نظر اقتصادی در شبیه سازی حیوانات مزرعه متبلور می گردد که عبارتند از:







۱) تکثیر صفات ممتاز طبیعی: یک اسب قهرمان را می توان با این تکنیک تکثیر کرد.



۲) تکثیر صفات مصنوعی: به عنوان مثال گوسفند یا بزی ایجاد نمایند که در شیر آن آلبومین یا انسولین انسانی وجود داشته باشد و صدها مثال دیگر (این حیوانات را ترانس ژن گویند).



۳) نجات و حفظ گونه های در حال انقراض: با کمک شبیه سازی می توان گونه های در حال انقراض را نجات داد.







● کلیات فرآیند شبیه سازی



شبیه سازی حیوانات ، یک فرآیند چند مرحله ای است که شامل:






۱) سلول اهداء کننده هسته شامل:






سلولهای کومولوس (توده اپی تلیال اطراف فولیکول تخمدان) ، سلولهای سرتولی (سلولهای نگهدارنده اسپرم) ، فیبروبلاست جنینی ، سلولهای گرانولوزا، سلولهای به دست آمده از موجودات کلون شده (سلولهای نسل دوم) و سلولهای بنیادی هستند.







۲) سلول گیرنده






در حال حاضر ، تخمک به عنوان تنها گیرنده هسته و منبع مهیاکننده سیتوپلاسم (چه در لقاح طبیعی یا شبیه سازی) است.






۳) خروج هسته از تخمک گیرنده



روش بی هسته سازی با سوزن بسیار ظریف مخصوصی در شرایط آزمایشگاهی انجام می شود و هسته تخمک خارج شده و به یک تخمک بدون هسته تبدیل می شود.







۴) فرآیند انتقال هسته



فرآیندی است که اجازه انتقال هسته یک سلول (سلول دهنده) را به دیگری (سلول گیرنده) میدهد. سلول گیرنده اغلب تخمک بالغ پستانداران است که کروموزوم آن خارج شده و در واقع حکم سیتوپلاست را داراست.







۵) کشت و انتقال جنین



جنینهای بازسازی شده ، حداقل به مدت ۵روز در محیط کشت جنین نگهداری شده تا به میزان قابل قبولی از تکامل برسد و در صورت امکان ، اجازه انتقال آن به روش غیرجراحی صادر شود. در چنین فرآیندهایی ، جنین به روش لاپاراتومی و از طریق لوله رحمی به رحم منتقل می شود. بنابراین لازم است جنین مراحل ابتدایی تکامل یعنی مرحله هشت سلولی را طی کرده باشد.







● شبیه سازی حیوانات اهلی موقعیت کنونی و روند آینده



می توان انتظار داشت الگویی که در آینده برای فناوری شبیه سازی مورد استفاده قرار خواهد گرفت ، در همان نخستین گام از سوی ۲ فاکتور اساسی تحت تاثیر قرار گیرد:






۱) میزان گستردگی تکنیک های حاضر (کنونی)



۲) میزان پذیرش چنین تکنیک هایی از سوی مصرف کنندگان همگام با روند پیشرفت شبیه سازی ، دانشمندان به منظور بهره وری بیشتر ، تغییرات دلخواه (شامل حذف یا اضافه کردن) ژنهای بیماری زا را در ژنوم هسته سلول دهنده ایجاد کردند. این تکنیک که هدف قرار دادن ژنها یا ترانس ژنیک خوانده می شود، خدمات ارزنده ای را در زمینه های پژوهش ، تشخیص و درمان بیماری ها ارائه می کند.

[Borna66]

روش های شبیه سازی

http://pnu-club.com/imported/2009/04/1978.jpg


دانش شبیه سازی همانند سایر فناوری ها دانشی خنثی است، به این معنی كه شبیه سازی مانند چاقویی تیز و برنده است، چاقویی كه می تواند ابزار جنایت باشد یا ابزاری مفید برای كارهایی سودمند. با وجود این شبیه سازی برخلاف دورنمای منفی كه برای آن تصور می شود، قابلیت های مثبت فراوانی دارد.



كلون كردن به معنی تكثیر غیرجنسی است. كلونینگ از طریق مهندسی ژنتیك در گیاهان، حیوانات و باكتری ها برای تولید انبوه با كیفیت خاص انجام می گیرد. با استفاده از فناوری شبیه سازی می توان نسل های درحال انقراض را نجات داد، از مزایای شبیه سازی در پرورش حیوانات اهلی می توان به استفاده از تعداد محدودی از حیوانات پرتولید با هزینه نگهداری كمتر و افزایش سریع پیشرفت ژنتیكی اشاره كرد. از اهداف شبیه سازی در آزمایشگاه های كشورهای مختلف می توان به امكان بازیابی جوانی، كمك به پیشگیری از حملات قلبی، استفاده از سلول های بنیادی برای ترمیم سلول های مغز و بافت های سوخته، درمان نازایی، درمان ژن های معیوب، درمان سرطان و كاربردهای نظامی اشاره كرد.










شبیه سازی (cloning) یكی از پیشرفته ترین یافته های بشر در زمینه علم پزشكی و مهندسی ژنتیك است كه هر مرحله از پیشرفت آن با جنجال های فراوانی همراه بوده است.







امكان شبیه سازی انسان از زمانی در مجامع علمی مطرح شد كه دانشمندان اسكاتلندی در مؤسسه روسلین «دالی» را تولید كردند. این گوسفند شبیه سازی شده كه به «دالی گوسفنده» مشهور شده بود، گوسفندی بود كه تولید آن در سراسر دنیا با عكس العمل های متفاوتی از جنبه های علمی و اخلاقی مواجه شد.







این كار كه در سال ۱۹۹۷ از سوی مجله نیچر به عنوان مهم ترین دستاورد علمی سال انتخاب شده بود، افق جدیدی درعلم ژنتیك درپیش روی دانشمندان گشود و امیدواری های فراوانی را برای بهبود زندگی انسان ها ایجاد كرد.







به دلیل حساسیت های فراوانی كه تولد دالی دربرداشت، رسانه ها و مطبوعات توجه خاص وفراوانی را به پدیده شبیه سازی نشان دادند، اما این نوع از شبیه سازی تنها یك نوع خاص از روش های موجود شبیه سازی است.







● تاریخچه شبیه سازی



اصل دانش مهندسی ژنتیك كه اوج آن را می توان شبیه سازی انسان دانست به انقلاب میكروبیولوژی بازمی گردد كه با كشف فرمول DNA یعنی همان ساختار بنیادین حیات و عامل پیوند و تركیب ژن آغاز می شود. این فرمول را فرانسیس كریك و جیمز واتسن از محققان دانشگاه كمبریج در سال ۱۹۵۳ كشف كردند.






استنلی كوهن از دانشگاه كالیفرنیا و هربرت بویر از دانشگاه سانفرانسیسكو توانستند به كشف امكان شبیه سازی ژن ها دست یابند كه این كشف در سال ۱۹۷۰ اتفاق افتاد. در سال ۱۹۷۵ گروهی از دانشمندان هاروارد موفق به جداسازی ژن پستاندار از هموگلوبین خرگوش شدند و ۲ سال بعد یعنی در سال ۱۹۷۷ نخستین ژن مصنوعی انسان ساخته شد. پس ازاین كشف بسیاری از شركت های داروسازی برای تأمین مالی این تحقیقات به تلاش های فراوانی دست زدند.






در اواخر دهه ۸۰ دانشگاه هاروارد بودجه گزافی را برای تحقیقات در رشته همانندسازی اختصاص داد تا زمینه های پیشرفت را در این رشته فراهم كند تا این كه در سال ،۱۹۸۸ تولد موشی را كه به روش شبیه سازی تولیدشده بود جشن گرفت.






پس از این موفقیت های چشمگیر دولت آمریكا گروهی از دانشمندان را به سرپرستی جیمز واتسن مأمور بررسی و تعیین موقعیت هشتادهزار ژن كه از جمله ژن های اصلی در حیات انسان هستند، كرد.






در سال های بعد با كمك گرفتن از ابر رایانه ها بخش مهمی از رشته رمزهای تمامی ژن های انسان استخراج و در یك بانك اطلاعات (Data Base) جمع آوری شد و این نخستین گام ها در راهی طولانی برای رسیدن به انسان هایی مصنوعی بود.






● كلون سازی



كلون سازی به معنای به وجود آوردن موجوداتی است كه ازنظر ژنتیكی مشابه یكدیگر باشند كه این كار از دو طریق قابل انجام است:






۱) تقسیم جنینی



در این گونه از تقسیم، جنین درمراحل اولیه رشد خود به دو یا چند قسمت تقسیم می شود و هر قسمت تقسیم شده به یك موجود مستقل تبدیل می شود. هر تكه از جنین قابلیت تبدیل شدن به یك جنین كامل را دارد. به همین روش دوقلوهای تك تخمی به وجود می آیند كه از نظر ژنتیكی كاملاً به یكدیگر شبیه اند.







این گونه از كلون سازی در حیواناتی مانند موش، میمون و گوسفند انجام می شود. از همین روش در انسان تا قبل از مرحله اتصال جنین به دیواره رحم استفاده شده است. اخیراً دانشمندان كشورهای مختلف اعلام كرده اند كه این روش از كلون سازی یك روش پزشكی است كه باید تحت كنترل اخلاقی شدید قرار بگیرد.







۲) انتقال هسته سلولی



در این روش از كلون سازی، هسته سلول به بستری كه از قبل فراهم شده است، انتقال می یابد و با توجه به آماده بودن این بسته برای رشد و تكثیر سلول هسته سلول تكثیر شده و موجود جدید به وجود خواهدآمد.







● سلول بنیادی



سلول بنیادی به سلولی اطلاق می شود كه توانایی تقسیم شدن و تبدیل به سلول های جداگانه را داشته باشد كه تخمك لقاح یافته این توانایی را درحدبالایی دارد. زیرا می تواند تقسیم شده و به صورت یك موجود زنده كامل تكوین یابد.







تخمك لقاح یافته چندظرفیتی است، بدین معنی كه از هر نظر توانایی رشد و تكامل را دارد.



این توانایی بعد از تقسیم شدن تخمك به دو یا چند سلول به قوت خود باقی است به گونه ای كه هركدام از سلول های تقسیم شده پس از جداشدن قادر به رشد و تبدیل به یك جنین كامل هستند.






سلول های بنیادی یا همان Stemcellها در كودكان و بزرگسالان وجوددارد كه این سلول ها در مغز استخوان و در خون افراد یافت می شود.







● روش های شبیه سازی






هم اكنون شبیه سازی به ۳ روش در مراكز تحقیقاتی و پژوهشی دنیا قابل انجام است.



۱) شبیه سازی DNA افراد بالغ (Reproduction cloning)



۲) شبیه سازی رویانی (Embryonic cloning)



۳) شبیه سازی درمانی (Therapeutic cloning)






▪ شبیه سازی DNA



هدف از این روش در شبیه سازی تولید موجوداتی با توانایی تولیدمثل است. در این روش در مرحله خاصی از تقسیم سلولی، هسته سلول های سوماتیك را كه هسته آن ها حاوی تمامی ژن های موجود است، جداكرده و پس از تیمار الكتریكی یا شیمیایی، این هسته را در داخل یك تخم لقاح نیافته كه هسته آن از قبل خارج شده است، قرارمی دهند و سپس مجموعه حاصل را در رحم مادری كه به طور مصنوعی شرایط آبستنی درآن تلقیح شده لانه گزینی می كنند. در نهایت موجود جدید كاملاً شبیه فردی خواهدبود كه سلول سوماتیك از آن گرفته شده است.






▪ شبیه سازی رویانی



این روش همان روشی است كه در طبیعت در تولد دوقلوها یا چندقلوها اتفاق می افتد. در این روش در شروع مراحل تقسیم جنینی پس از لقاح یعنی قبل از جداشدن سلول های جنینی یك سلول را جدا و با تحریكات فراوان این سلول را به ادامه تقسیم تا حد به وجود آمدن یك جنین مستقل وادار می كنند.






▪ شبیه سازی درمانی



در این شیوه از شبیه سازی، ابتدا با استفاده از سلول های سوماتیك شبیه سازی انجام می شود و در مرحله اول جنینی از رویانی كه حاوی چندسلول است تعدادی سلول جدا و در محیط كشت ایزوله سلول موردنظر تكثیر می شود. هدف از این روش از كلونینگ تولید بافتی است كه فرد از دست داده است.







● مراحل شبیه سازی






۱) هسته زدایی ازتخمك گیرنده



۲) انتقال سلول دهنده به درون تخمك گیرنده



۳) ایجاد پیوستگی میان سلول دهنده و تخمك گیرنده



۴) كشت درانكوباتور



۵) انتقال رویان درحال رشد به داخل رحم






● كاربردهای شبیه سازی







۱) تولید فرآورده های دارویی



ژن پروتئین در یكی از مراحل شبیه سازی وارد ژنوم جاندار می شود. فرآورده این ژن را می توان از شیر جاندار یا تخم آن استخراج كرد.



۲) تولید اندام پیوندی



با دستكاری ژنتیكی می توان جانداری تولیدكرد كه اندام هایش برای پیوند به انسان مناسب باشد و پس از پیوند توسط دستگاه ایمنی پیوندگیرنده، اندام پیوند زده شده پس زده نشود.



۳) انقلاب در دامپروری



با شبیه سازی یك گوسفند شیرده می توان گله ای از گوسفندهای شیرده تولیدكرد.



۴) تولید جانوران آزمایشگاهی



اگر انسان توانایی خلق جانورانی را داشته باشد كه از بدو تولد حامل بیماری های انسانی باشند امكان مطالعه بیماری و تأثیر داروها برآن ها در مقیاس فراوان فراهم خواهدشد و بدین وسیله در درمان بیماری ها تحول عظیمی به وجود خواهد آمد.



۵) جلوگیری از تولد نوزادان ناقص الخلقه



اگر پدر و مادر هر دو باهم حامل ژنی نهفته و معیوب باشند احتمال به دنیا آمدن نوزادی بیمار در آن ها بسیار بالا خواهدبود. اما شبیه سازی از یكی از والدین احتمال داشتن نوزادی سالم را افزایش خواهدداد.



۶) امكان باروری



افرادی كه با روش های عادی امكان بچه دار شدن را ندارند می توانند از شبیه سازی كمك گرفته و بچه دار شوند.



۷) نجات جانوران درحال انقراض



با استفاده از شبیه سازی می توان حیواناتی را كه نسل آن ها درحال انقراض است شبیه سازی بدین ترتیب از انقراض آنها جلوگیری كرد.



۸) بازسازی سلول ها



با استفاده از شبیه سازی می توان برای بازسازی سلول ها یا بافت هایی كه براثر بیماری یا جراحت صدمه دیده اند، سودجست.



۹) تولید اندام كامل



با بهره گیری از شبیه سازی می توان یك اندام كامل را در آزمایشگاه پرورش داد و آن را جایگزین اندام آسیب دیده كرد

[Borna66]

کلون سازی چیست ؟





http://pnu-club.com/imported/2009/04/1979.jpg




مراد از كلون سازى به وجود آوردن موجوداتى است كه از نظر ژنتيكى مشابه يكديگرند. از دو طريق ايجاد چنين نمونه اى امكان پذير است: تقسيم جنينى يا انتقال هسته سلولى. در تقسيم جنينى، جنين در مراحل اوليه رشد خود به دو يا بيش از دو قسمت تقسيم شده و هر قسمت تبديل به يك موجود مستقل مى شود. هر تكه از جنين قابليت آن را دارد كه به يك بلاستوسيست و از آن طريق به يك جنين كامل تبديل شود. از همين طريق است كه دوقلوهاى تك تخمى به وجود مى آيند كه از نظر ژنتيكى با يكديگر تفاوتى ندارند. كلون سازى از طريق تقسيم جنين در حيواناتى نظير گوسفند، موش و ميمون صورت گرفته است. از همين شيوه در انسان تا قبل از مرحله اتصال جنين به ديواره رحم استفاده شده است. اخيراً انجمن پزشكى توليدمثل آمريكا اعلام كرده است كه كلون سازى انسان از طريق تقسيم جنينى يك روش پزشكى است كه مى بايست تحت كنترل اخلاقى قرار گيرد چرا كه تعداد بلاستوسيست هاى قابل لانه گزينى در برخى از شيوه هاى درمان نابارورى از اين طريق افزايش مى يابد. در هر حال بايد در نظر داشت تعداد دفعاتى كه مى توان يك جنين را تقسيم كرد محدود است. علاوه بر اين در اين شيوه، موجود كلون شده فقط يك توده سلولى است و هيچ شباهتى به موجود بالغ زنده ندارد. در شيوه دوم كلون كردن يا انتقال سلولى از اين محدوديت ها خبرى نيست. انتقال هسته سلولى (يا دقيق تر انتقال هسته سلول هاى غيرزايا(جسمى) به طور نظرى شيوه ساده اى است. محتويات هسته يك تخمك خارج شده و محتويات هسته يك سلول سوماتيك (سلول بدنى يا غيرجنسى) به جاى آن وارد مى شود حاصل اين تعويض ايجاد يك زيگوت يا سلول تخم است كه مى تواند تبديل به يك موجود كامل شود. چنين زيگوت بازسازى شده اى قابليت آن را دارد كه از طريق تقسيم سلولى به يك بلاستوسيست تبديل شده و پس از آن در ديواره رحم لانه گزينى كند. اگر انسانى از اين طريق به وجود آيد دقيقاً شبيه به انسانى خواهد بود كه صاحب سلول هاى سوماتيك بوده است. دو شيوه اساساً متفاوت كلون سازى انسانى وجود دارد: كلون سازى توليد مثلى و كلون سازى درمانى. به وجود آوردن يك نوزاد شبيه به موجود ديگرى كه وجود دارد موضوع مجادلات اخلاقى و حقوقى متعددى است. با وجود اين برخى از پزشكان اين شيوه را به عنوان آخرين ابزار براى زوج هايى توصيه مى كنند كه به هيچ وسيله ديگر نمى توانند صاحب نوزاد شوند. هدف از كلون سازى درمانى ايجاد سلول هاى بنيادى است كه مشابه سلول هاى بنيادى خود بيمار است. اين سلول هاى بنيادى مى توانند بعداً جانشين سلول هاى سوماتيكى شده تا بيمارى هاى منجر به تخريب سلولى را معالجه كنند. اعتراضات متعدد علمى و اخلاقى بر هر دو شيوه كلون سازى وجود دارد كه موضوع اين نوشته است. علاوه بر اين اعتراضات اخلاقى و مذهبى ديگرى در مورد كلون سازى وجود دارد كه از حوصله اين مقاله خارج است.





• كلون سازى توليدمثلى






نخستين مهره دار كلون شده (از طريق انتقال هسته سلولى) يك دوزيست بوده است. موفقيت هاى اوليه در سال ۱۹۵۲ صورت گرفت و بعدها معلوم شد كه مواد منتقل شده به هسته تخم پس از تقسيم سلولى منتهى به، به وجود آمدن يك موجود كامل مى شود. در دهه هاى ۷۰ و ۸۰ ميلادى انتقال مواد هسته سلولى در پستانداران آغاز و در سال ۱۹۹۶ منجر به كلون سازى اولين پستاندار شد. در سال ۱۹۹۷ مجله نيچر خبر به دنيا آمدن «دالى» اولين گوسفند كلون شده را منتشر كرد و بلافاصله مباحثه جهانى مربوط به كلون سازى انسانى آغاز شد. تاكنون تجربه بر روى گوسفند، گاو، موش، گربه و خوك به طور موفقيت آميز صورت گرفته است. تجارب صورت گرفته بر روى اين پستانداران نشان مى دهد كه نهايتاً انجام اين كار در مورد انسان نيز عملى است. در هر حال غالب دانشمندانى كه كلون سازى پستانداران را تجربه كرده اند در پرتو مشكلات مربوط به تكوين تخم كلون شده و همچنين ساير مشكلات مرفولوژيك و فيزيولوژيك با انجام چنين اقدامى در مورد انسان مخالفند. اولين مشكلى كه در مورد كلون كردن وجود دارد كارايى بسيار پايين اين روش است. نوعاً براى هر كلون سازى موفقيت آميز از مرحله انتقال هسته سلول تا وضع حمل به ۱۰۰ سلول تخم نياز است به عبارت ديگر مى بايست ۱۰۰ بار سلول تخم را تخليه و هسته سلول سوماتيك را به آن تزريق كرده و ساير مراحل را طى كرد تا بتوان يك بار موفق بود. بنابراين كارايى اين روش تنها يك درصد است. در ميان پستانداران مختلف كارايى كلون سازى در بهترين شكل خود از سه درصد بيشتر نيست چنانچه كلون كردن انسانى نيز داراى اين معضل باشد مى بايست سلول هاى تخم فراوانى براى اين منظور در نظر گرفت. در هر حال بايد در نظر داشت كه در ساير شيوه هاى IVF (لقاح در لوله آزمايش) نيز تعداد قابل توجهى سلول تخم مورد نياز است و از آنجا كه در هر بار عمل جراحى نمى توان بيش از ۱۰ الى ۱۵ تخمك را از تخمدان جدا كرد ممكن است بيمار چندين بار مورد عمل جراحى قرار گيرد. بنابراين اگر ما بپذيريم كه شيوه هاى IVF براى حاملگى مورد قبولند بحث ناكارآمد بودن كلون سازى انسان چندان اعتبارى نخواهد داشت. دومين مشكل علمى كه در فرآيند كلون سازى انسان وجود دارد فراوانى نقص عضوهاى تكوينى است كه در ساير پستانداران مشاهده شده است. اخيراً در كنفرانس آكادمى ملى علوم آمريكا تعميم اطلاعات به دست آمده از كلون سازى پستانداران به انسان مورد بحث قرار گرفته است. دانشمندانى كه در اين كنفرانس با كلون سازى انسان مخالفت ورزيدند مدعى بودند كه قريب به ۳۰۰ درصد پستاندارانى كه از طريق كلون سازى به دنيا آمده اند داراى نقص عضو بوده اند. غالب اين نقص عضوها از گروه نشانگان نوزادان درشت (LOS) هستند. اين دانشمندان معتقدند كه ممكن است انسان كلون شده نيز دچار عوارضى شود. اين سندرم مشتمل بر مجموعه عوارضى است كه عموماً شامل بزرگ شدن اعضاى بدن و همچنين مشكلات تنفسى و گردش خون است. به زعم برخى ديگر از دانشمندان هر يك از ۳۰ هزار ژن انسانى ممكن است در فرآيند كلون سازى دچار اين مشكلات شده و عوارض سندرم نوزادان درشت را موجب شود. از طرف ديگر آن دسته از دانشمندانى كه موافق كلون سازى انسان هستند معتقدند كه بسيارى از نقص عضو هاى مشاهده شده در پستانداران كلون شده ناشى از شرايط نامناسب كشت بافت است. همين گروه از دانشمندان برآنند كه طى ۲۳ سال تجربه IVF و ساير تكنيك هاى توليدمثلى شرايط كشت بافت بهبود قابل توجهى يافته است. اين گروه از دانشمندان نشان داده اند كه وقوع نقص عضو LOS در پستانداران همبستگى قدرتمندى با حضور نوعى ژن (RI2GF) دارد كه در انسان و ساير انسانريخت ها وجود ندارد. شواهد تجربى به دست آمده از تجارب IVF در انسان و ساير پستانداران مويد اين نظريه است. علاوه بر اين در رزوس كلون شده تاكنون هيچ گونه نقص عضوى مشاهده نشده است. شواهد به دست آمده نشان مى دهد كه احتمالاً انسان و ساير انسانريخت ها در مقايسه با ساير پستانداران شانس براى مبتلا شدن به نشانگان LOS خواهند داشت. نسبت وقوع نقص عضو در موش هاى كلون شده ۱۲ درصد و در بزها ۳۸درصد است. بنابراين بسيارى از دانشمندان معتقدند كه شانس نقص عضو در پستانداران به طور عموم ۳۰ درصد است. اگر بپذيريم كه وقوع اين نواقص با تظاهرات ژنى در ارتباط است كه در انسان وجود ندارد بنابراين مى بايست شانس وقوع نقص عضو در انسان هاى كلون شده بسيار كمتر از ۳۰ درصد باشد. احتمال وقوع نقص عضو در افرادى كه به طور معمول توليدمثل مى كنند ۳ درصد است. اين نسبت در افرادى كه سن شان از ۴۰ سال مى گذرد به طور معنى دارى بيشتر مى شود. واضح است كه بسيارى از اين افراد اين مخاطره را مى پذيرند و در سنين بالا اقدام به بچه دار شدن مى كنند. اگر كلون سازى انسان تنها به دليل آنكه شانس بيشترى براى ايجاد نقص عضو در نوزادان را به وجود مى آورد غيرقانونى اعلام شود در آن صورت ممكن است برخى ديگر از تكنيك هاى رايج IVF نيز غيرقانونى اعلام شوند. هرگونه قانونگذارى در اين زمينه مى بايست با دقت فراوانى طراحى شود تا امكان استفاده درمانى از اين شيوه را در انسان از ميان نبرد.






• درمان با كلون سازى



كلون سازى درمانى عبارت است از به وجود آمدن بلاستوسيست بيمارى كه داراى عارضه تخريب سلولى است. اين بلاستوسيست كه اساساً يك توده سلولى است مى تواند كشت داده شده و تبديل به سلول هاى بنيادى شود. يك سلول بنيادى سلولى است كه مى تواند به طور دائم رشد كرده و به انواع متفاوتى از سلول ها انشقاق يابد. برخى از اين سلول ها و مواد حاصله از آنها مى توانند استخراج شده و به بيمارانى كه دچار ضايعه تخريب سلولى هستند تزريق شوند. فايده چنين تكنيكى آن است كه به لحاظ مشابهت سلول هاى تزريق شده سيستم ايمنى بيمار هيچ گونه مقاومتى نسبت به آنها ايجاد نمى كند. بيمارى هايى كه مى توانند از اين طريق مورد معالجه قرار گيرند عبارتند از بيمارى هاى قلبى، ديابت، پاركينسون و بسيارى ديگر از بيمارى هايى كه موجب تخريب سلولى مى شوند. مخالفت اصلى كه با اين شيوه از مداوا صورت مى گيرد از اين واقعيت ناشى مى شود كه اين شيوه متضمن به وجود آوردن يك جنين انسان و سپس از بين بردن آن براى به دست آوردن سلول هاى بنيادى است. اين مخالفين معتقدند كه گزينه هاى ديگرى براى به دست آوردن سلول هاى بنيادى وجود دارد كه متضمن از بين بردن جنين نيست. مجادلات علمى پيرامون كلون سازى انسان بر حول محور حقوق يك فرد نازا يا يك زوج كه خواهان بچه دار شدن بدون دخالت دولت هستند، دور مى زند. در اين ميان دولت يا سيستم هاى قانون گذار از حقوق كودكى دفاعى مى كنند كه ممكن است با مخاطره قابل توجه نقص عضو ناشى از اقدامات مربوط به كلون سازى روبه رو شوند واضح است آنچه مخاطره قابل توجه اطلاق مى شود مفهوم دقيق علمى ندارد. افرادى كه ممكن است والدين بالقوه اى باشند تحت شرايط مختلف ادراك متفاوتى از مخاطره توليدمثل خواهند داشت. درك يك زوج چهل سال به بالا از مخاطره به دنيا آوردن يك نوزاد ناقص الخلقه از ادراك يك زوج ۲۰ ساله متفاوت است. اگر ثابت شود كه مخاطره داشتن نوزاد ناقص الخلقه پس از كلون سازى كمتر از ۳ درصد است در آن بخش بزرگى از مخالفت هاى علمى با اين روش متوقف خواهد شد ولى بدون شك مخالفت هايى كه جنبه هاى مذهبى و اخلاقى دارند همچنان باقى خواهند ماند. يك راه حل قاطع براى از ميان بردن ترديد علمى در مورد اين تكنيك اين خواهد بود كه آزمايشات جامعى در زمينه كلون سازى انسانريخت ها صورت گيرد. بدون شك در حال حاضر شواهد علمى لازم براى تائيد و رد اين تكنيك در دست نيست. مجادله علمى درباره كلون سازى درمانى انسان بر حول محور منافع پزشكى اين شيوه در مقابل هزينه هاى از ميان بردن يك جنين در مراحل اوليه تكوين آن دور مى زند. بسيارى برآنند كه جنين يك انسان است و بنابراين تمام حقوق انسانى را بدان نسبت مى دهند. از ديدگاه اين گروه از ميان بردن يك جنين جنايت است. در هنگام مجادله درباره حقوق جنين چندين نكته مى بايست در نظر گرفته شود. مراحل اوليه جنين در پستانداران توده اى سلولى است كه حتى فاقد سلول هاى اوليه عصبى است. بنابراين به سادگى نمى توان حقوق اساسى فرد را به اين توده سلولى بخشيد. حقوق مربوط به سقط جنين در بسيارى از كشورها زوجين را در سقط جنين مجاز شمرده است. بيش از ۷۰ درصد از جنين هايى كه محصول روابط جنسى طبيعى اند شانس اتصال به ديواره رحم را پيدا نمى كنند. اگر هر يك از اين جنين ها صاحب حقوق اساسى انسانى بودند مى بايست شكست تلاش هاى پزشكى در بقاى آنها را معادل جنايت تعريف كرد. اين واقعيتى است كه ملاحظات اخلاقى مى بايست واقعيت هاى جامعه را درك كند. ارزش كدام يك از اين دو در يك جامعه بيشتر است. زندگى يك فرد بالغ يا كودكى كه از بيمارى هاى تخريب كننده سلولى رنج مى برد يا جنين ۵روزه اى كه چيزى بيشتر از يك توپ پر از سلول نيست؟ به طور خلاصه بايد در نظر داشت كه ريسك كلون سازى در انسان به طور كامل مشخص نشده است. بدون شك تحقيقات آتى مى توانند ايمنى روش هاى كلون سازى براى مادر و نوزاد را مشخص سازند، وليكن ساير اعتراضات به ويژه اعتراضات دينى و اخلاقى باقى خواهند ماند. دانش ما در حال حاضر نشان مى دهد كه كلون سازى درمانى بسيار موثرتر از شيوه هاى ديگر براى به دست آوردن مواد مورد نياز براى مقابله با بيمارى هاى كشنده است، رها كردن اين شيوه از درمان به معناى ناديده گرفتن پيشرفت هاى قابل توجه علمى و همچنين تسليم ميليون ها بيمار به مرگ زودرس، بدبختى و ذلت پايان ناپذير است. آيا اين دنياى جسور نويى است كه در آينده در آن خواهيم زيست.






Byrne, J.A, Gurdon, J.B.2002.Commentary on human Cloning Differentiation

[Borna66]

انتخاب جنسیت فرزند به روش علمی ...

گفت‌وگو با دكتر ملك‌منصور اقصي، متخصص بيماري‌هاي زنان و زايمان و نازایی



http://pnu-club.com/imported/2009/04/1980.jpg




نخستين نوزاد انتخاب جنسيت‌شده با روش تشخيص ژنتيكي پيش از لانه‌گزيني (PGD) در كشورمان پسري است كه به‌تازگي تولد يك‌سالگي‌اش را جشن گرفته است. دكتر ملك‌منصور اقصي، متخصص بيماري‌هاي زنان و زايمان، عضو هيئت علمي دانشگاه علوم پزشكي تهران و عضو گروه عمل لقاح خارج رحمي (IVF) بيمارستان مهر تهران، علت تأخير در اعلام خبر موفقيت پژوهشگران ايراني در تشخيص ژنتيكي جنسيت جنين‌هاي انتقالي به روش لقاح خارج رحمي را اطمينان از سلامت كامل نوزاد بيان مي‌كند. هم‌اكنون نوزادان دختر و پسر ديگري هم متولد شده‌اند كه با استفاده از اين روش جنسيت آنها انتخاب شده. چند مادر هم در انتظار تولد فرزندان با جنسيت انتخابي هستند. اما برخلاف انتظارِ اغلب خانواده‌ها، اين روش كه حدود دو سال است در برخي از كشورهاي پيشرفته استفاده مي‌شود براي تحقق خواستة والدين در داشتن فرزند دختر يا پسر نيست و عمدتاً با هدف انتخاب جنسيت فرزندان زوج‌هايي مورد استفاده قرار مي‌گيرد كه در معرض ابتلا به بيماري‌هاي ژنتيكي وابسته به جنس نظير هموفيلي هستند. چرا نمي‌توان از اين روش براي تعيين جنسيت فرزند استفاده كرد؟ از لحاظ اخلاقي درست است كه والدين جنسيت فرزندشان را خودشان تعيين كنند؟ تعيين جنسيت نوزاداني كه متولد مي‌شوند اِعمال نوعي تبعيض جنسي در جامعه نخواهد بود؟ دكتر اقصي موفقيت در اين روش را حاصل تلاش گروه عمل لقاح خارج رحمي بيمارستان مهر تهران مي‌داند، شاملِ دو متخصص ديگر بيماري‌هاي زنان و زايمان (دكتر مهرا كتابي و دكتر شهرزاد انصاري)، يك متخصص جنين‌شناسي (ليلا باجلان)، و يك متخصص ژنتيك (دكتر سعيدرضا غفاري). دكتر اقصي در اين گفت‌وگو به سؤالات مطرح در زمينة تولد فرزندان با جنسيت منتخب پاسخ داده است.



ý آقاي دكتر، منظور از انتخاب جنسيت فرزند چيست و چه اهميتي دارد كه والدين جنسيت فرزندشان را خودشان انتخاب كنند؟



○ به‌طور طبيعي تخمك‌ها هميشه يك كروموزوم X دارند؛ اما اسپرم‌ها بعضي داراي كروموزوم X و برخي داراي كروموزوم Yاند. اگر يك اسپرم حاوي كروموزوم X با يك تخمك تركيب شود، جنيني به‌وجود مي‌آيد با دو كروموزوم X يعني كودك دختر است و اگر يك اسپرم حاوي كروموزوم y با تخمك تركيب شود، كودك داراي الگوي كروموزومي XY، يعني پسر خواهد بود. در واقع كروموزوم جنسي تخمك‌ها هميشه X است و اين اسپرم‌ها هستند كه ممكن است X يا Y داشته باشند. در حالت طبيعي، در حدود 49 درصد كودكان دختر و 51 درصدشان پسر مي‌شوند. از قرن‌ها پيش اين بحث مطرح بوده است كه آيا مي‌توان جنسيت كودك را انتخاب كرد. در گذشته و حال معمولاً هدف از اين انتخاب جنسيت كودك تمايل والدين به فرزند پسر يا دختر بوده است. مثلاً خانواده‌اي چند فرزند پسر داشته است و ترجيح مي‌داده دختر داشته باشد يا برعكس. اما در قرن بيستم ميلادي انتخاب جنسيت فرزند ابعاد ديگري يافت. ديگر مسئله فقط ترجيح دادن جنسيتي خاص از سوي پدر و مادر نبود. برخي از بيماري‌هاي ژنتيكي وابسته به جنس‌اند يعني فقط يك جنس به اين بيماري‌هاي مبتلا مي‌شود. مثلاً بيماري هموفيلي يا بيماري تحليل عضلاني دوشِن. در خانواده‌اي مي‌بينيم كه دو پسر وجود دارد كه هر دو به بيماري دوشن مبتلايند. آنها به فلج پيش‌رونده دچار مي‌شوند و در نوجواني مي‌ميرند. در اين خانواده اگر فرزند سوم هم پسر شود، به وضعيت ساير فرزندان دچار مي‌شود. بنابراين تنها راه داشتن فرزند سالم براي اين خانواده آن است كه دختر باشد.



ý انتخاب جنسيت فرزند به روش علمي اولين بار چگونه انجام شد؟



○ اولين بار خانم كرن و رابرت وينستون براي چند زوجي كه فرزندان مبتلا به دوشن داشتند، طي عمل لقاح خارج رحمي، جنسيت جنين‌ها را تعيين كردند. اين شروع ماجرا بود. به‌تدريج تعيين جنسيت جنين ابعاد ديگري پيدا كرد و موضوع از تعيين كروموزوم‌هاي جنسي فراتر رفت. متخصصان مي‌توانستند يكي از سلول‌هاي جنين را جدا كنند، بعد هستة آن سلول را خارج و كروموزوم‌ها و ژن‌هايش را بررسي و مطالعه كنند. در نتيجه علم جديدي پايه‌گذاري شد به نام تشخيص ژنتيكي پيش از لانه‌گزيني. بنابراين يك موضوع سادة انتخاب جنسيت ابعاد وسيعي پيدا كرد.



ý چه روش‌هايي براي تعيين جنسيت جنين استفاده مي‌شود؟



○ بيش از يك روش براي تعيين جنسيت جنين وجود ندارد. اين تصور قديمي عامه كه اگر فلان كار را انجام دهند فرزندشان دختر يا پسر مي‌شود، درست نيست. خانم پروفسور ساندرا كارسون مطلعات زيادي در اين زمينه انجام داده است. او چند سال قبل رئيس انجمن نازايي امريكا بود و براساس مطالعاتش، توصيه‌هايي كه بسياري از مردم به آنها عمل مي‌كنند مثل فلان غذا را خوردن، فلان زمان آميزش كردن، يا با فلان ماده بدن را شست‌وشو دادن در جنسيت جنين تأثيري ندارد. تنها روشي كه براي اين كار وجود دارد، تشكيل جنين‌ها و انتقال جنين‌هاي با جنسيت منتخب از بين آنها به داخل رحم است. با اين روش، جنسيت جنين قطعي است. اما احتمال موفقيت بارداري موضوع ديگري است، مانند ساير موارد لقاح خارج رحمي.



ý يعني با تشخيص ژنتيكي پيش از لانه‌گزيني، شانس موفقيت باروري تغيير مي‌كند؟



○ اخيراً در مجلة پزشكي نيوانگلند، كه شايد معتبرترين نشرية پزشكي جهان باشد، مقاله‌اي در اين زمينه منتشر شد. در مطالعه‌اي در 500 نفر از زنان با سن بالا كه قصد بچه‌دار شدن داشتند، تشخيص ژنتيكي انجام شده بود تا ببينند كه آيا اينها از نظر كروموزومي مشكلي دارند يا خير. مشاهده شده بود زماني كه سلول از جنين برداشت مي‌شود، درصد زيادي از جنين‌ها خراب مي‌شوند و در نتيجه باروري درصد كمي از اين زنان موفقيت‌آميز است. يك هفته بعد، پروفسور ژاك كوهن در نيوجرسي امريكا، يكي از شاخص‌ترين افراد در تشخيص ژنتيكي پيش از لانه‌گزيني، نقد تندي عليه اين مقاله نوشت. وي ادعا كرد كه در تحقيق مذكور افرادي كه اين تشخيص انجام داده بودند تجربة كافي براي اين كار را نداشتند و نبايد اين‌همه جنين از بين برود.



ý بنابراين، تنها روش علمي مورد تأييد براي تعيين جنسيت جنين تشخيص ژنتيكي پيش از لانه‌گزيني است و هيچ روش سنتي ديگري وجود ندارد؟



○ بله، كاملاً درست است.



ý پس اين آرزوي پدر و مادرها كه بتوانند خودشان جنسيت فرزندشان را تعيين كنند هنوز هم محقق نشده است؟



○ متأسفانه ذهنيتي كه بسياري از مردم ما از تعيين جنسيت دارند غيرعلمي است. فكر مي‌كنند علم به جايي رسيده است كه بتوانند به‌سهولت همة ويژگي‌هاي فرزندشان را تعيين كنند. جنسيت، رنگ چشم و… يعني بتوانند بچه‌شان را خودشان طراحي كنند. البته درحال‌حاضر تمام اين دستكاري‌ها ممكن است، ولي اصلاً كار آساني نيست و جنبة تفنني هم ندارد. روش‌هايي كه براي اين منظور به‌كار مي‌رود بسيار پرهزينه و حساب‌شده است.



ý يعني همه نمي‌توانند از اين روش استفاده كنند؟



○ البته ما تعيين جنسيت جنين را براي همه انجام نمي‌دهيم. خانواده‌اي به ما مراجعه كردند كه سه دختر و يك پسر داشتند. پسر جوان آنها در اثر تصادف فوت كرده بود و زندگي اين خانواده داشت از هم مي‌پاشيد. پدر و مادر خانواده با مرگ فرزند تعادل روحي‌شان را كاملاً از دست داده بودند. ما با آنها صحبت كرديم كه بالاخره سه بچة ديگر هم دارند. اما پدر و مادر فكر مي‌كردند كه همة مشكلاتشان با تولد يك پسر برطرف مي‌شود. ما جنين پسري را از ميان جنين‌هاي تشكيل‌شده انتخاب كرديم و در رحم گذاشتيم. اما فرض كنيد كه زن و مرد تازه‌ازدواج‌‌كرده‌اي بيايند و فرزند پسر يا دختر بخواهند. براي آنها تعيين جنسيت جنين را انجام نمي‌دهيم.



ý تعيين جنسيت جنين قبل از تولد چه جنبه‌هاي اخلاقي مثبت و منفي دارد؟



○ اخيراً خانم پروفسور ساندراپارسون در كنگره‌اي دربارة جنبه‌هاي اخلاقي تعيين جنسيت سخنراني كرد. در بخشي كه مربوط به پيشگيري از ابتلا به بيماري‌ها مي‌شود، جاي هيچ‌گونه ترديدي نيست و همه موافق‌اند كه بايد از اين روش استفاده شود. اما فرض كنيد كه زوجي يك پسر دارد و حالا مي‌خواهد فرزند دومش دختر باشد. فرزند بعدي را به دنيا مي‌آورد كه باز هم پسر است، فرزند سوم و چهارم هم پسر است. در چنين مواردي تا چه اندازه مي‌توان از روش تعيين جنسيت سود جست؟ دو بحث وجود دارد. اول آنكه انسان حق انتخاب دارد. علم پزشكي روش‌هايي را جلو بيمار مي‌گذارد و او مي‌تواند انتخاب كند. مثلاً براي به دنيا آوردن بچه مي‌توان سزارين كرد يا زايمان طبيعي. امروزه اين حق را براي بيمار قائل مي‌شوند كه بتواند روش درماني، بيمارستان يا پزشك معالج خود را انتخاب كند. البته ابعاد اخلاقي انتخاب جنسيت فرزند در مقابل مباحثي مانند تخمك اهدايي، رحم اهدايي، جنين اهدايي، انجماد جنيني، پيوند اعضا، سلول‌هاي بنيادي يا مرگ مغزي بسيار كوچك‌تر است، يعني تصميم‌گيري در موردش نسبتاً ساده‌تر است. بحث دوم، امكان استفاده از شيوة تعيين جنسيت براي كمك به تنظيم خانواده در برخي جوامع است. درحال‌حاضر كه تعيين جنسيت جنين به روش تشخيص ژنتيكي پيش از لانه‌گزيني چندان آسان نيست، جايگاه مقبولي در تنظيم خانواده ندارد. ولي در آينده ممكن است اين روش به‌راحتي انجام شود.



ý چه قوانيني براي آن وجود دارند؟



○ ببينيد، قوانيني كه درحال‌حاضر براي لقاح خارج رحمي در امريكا و اروپا وجود دارد كاملاً متفاوت‌اند. در آلمان، انجماد جنين ممنوع است، اما در فرانسه نه. در ايتاليا، از چند سال گذشته، اهداي تخمك و جنين و استفاده از رحم اجاره‌اي ممنوع شده است و قوانين سختي براي آن وجود دارد، حال آنكه در 60 كشور اين كار مجاز است. در مقاله‌اي خواندم كه در ژاپن انتقال تخمك يا جنين به زنان يائسة بدون شوهر ممنوع است. اما در سايت‌هاي خبري ديدم كه اولين زن ژاپني بدون شوهر در 60 سالگي با جنين اهدايي باردار شده است. او براي اين منظور به امريكا رفته است. هر كشوري قوانين جامعه‌اش را با شرايط بومي‌اش تعيين مي‌كند.



ý در كشور ما، قانون مشخصي براي تعيين جنسيت جنين وجود دارد؟



○ خير، البته بحث حقوقي اين مسئله بسيار آسان‌تر از موضوعاتي نظير جنين اهدايي است. در اين مورد زن و مردي كه قصد دارند جنسيت فرزندشان را تعيين كنند و مي‌شود اين كار را برايشان انجام داد كاملاً مشخص و محدودند. به عبارتي ديگر، تعداد افرادي كه براي تعيين جنسيت به ما مراجعه مي‌كنند زياد نيستند. در مقايسه، تعداد زناني كه با سن بالاي 50 سال براي باردار شدن مراجعه مي‌كنند خيلي بيشتر است. در ايران هيچ محدوديت سني در اين مورد نداريم. براي تعداد جنين‌هايي كه بايد به داخل رحم منتقل شوند هم محدوديتي نداريم، درحالي‌كه در تمام كشورها محدوديت‌هاي قانوني وجود دارد زيرا بارداري‌هاي چندقلويي پرعارضه‌اند. در زمينة استفاده از سلول‌هاي بنيادي انساني و كاربرد آنها در انسان زنده هم در بسياري از كشورها ممنوعيت وجود دارد. اما ما محدوديتي از اين بابت نداريم و شايد قضية تعيين جنسيت جنين از نظر قانوني در اولويت آخر باشد.



ý در كشور ما، در همة مراكزي كه عمل لقاح خارج رحمي انجام مي‌شود، تعيين جنسيت جنين امكان‌پذير است؟



○ دقيقاً اطلاع ندارم، ولي فكر مي‌كنم همة مراكز بتوانند اين كار را انجام دهند. روند كار به‌طور خلاصه آن است كه ما براي تعيين جنسيت جنين با روش لقاح آزمايشگاهي جنين‌هايي را درست مي‌كنيم. هستة يكي از سلول‌هاي جنين را جدا مي‌كنيم و مي‌فرستيم براي متخصص ژنتيك. متخصص ژنتيك با امكاناتي كه دارد مي‌تواند كروموزوم‌هاي آن هسته را ببيند؛ مثلاً مي‌تواند كروموزوم 21 را ببيند كه آيا به‌جاي دو تا، سه تا نشده است كه اگر سه تا باشد، سندروم داون مطرح است و جنين را از بين مي‌برد. متخصص ژنتيك مي‌تواند كروموزوم‌هاي جنسي را ببيند و تشخيص دهد كه جنين دختر است يا پسر. حتي اين متخصص ژن‌ها را مي‌بيند. در بيمارستان مهر تهران، مي‌توانيم كروموزوم‌هاي 16، 18، 21 و كروموزم‌هاي جنسي را ببينيم. در مورد كروموزوم‌هاي ديگر، بايد دستگاه‌هاي لازم خريداري شوند. درحال‌حاضر، در جهان مطالعه بر روي 16 كروموزوم‌ اصلي انجام مي‌شود. توجه داشته باشيد كه اين كار بايد بسيار سريع انجام شود و فقط حدود 24 ساعت براي آن وقت هست، نمي‌توان جنين را روزها بيرون از رحم نگه داشت. البته فقط يك جنين هم نيست. براي هر زوج، متخصص ژنتيك بايد در عرض 24 ساعت 16 زوج كروموزوم هستة هفت سلول را بررسي و اعلام كند كه كدام جنين خوب است و كدام جنين بد. اين كار بايد خيلي سريع انجام شود. فكر مي‌كنم فقط چهار، پنج مركز در دنيا با چنين توان و قدرتي وجود داشته باشد. البته پيشرفت بسيار سريع است.



ý چه آينده‌اي را براي روش ژنتيكي پيش از لانه‌گزيني پيش‌بيني مي‌كنيد؟



○ فكر مي‌كنم كه در پنج سال آينده اتفاقات عجيبي در اين زمينه خواهد افتاد. ارزش اين روش در اين نيست كه بگويد جنين پسر است يا دختر، بلكه اهميتش آن است كه بتوانيم يك سلول را از جنين جدا كنيم، هسته‌اش را بيرون بياوريم، كروموزوم‌هايش را ببينيم. بعد جنين را بگذاريم در رحم و بچة سالم به دنيا بيايد.



ý زوج‌هايي كه براي بچه‌دار شدن به مراكز شما مراجعه مي‌كنند تا چه اندازه تمايل دارند كه خودشان جنسيت فرزندشان را تعيين كنند؟



○ خيلي از زوج‌ها چنين تمايلي دارند. البته ما براي آنها توضيح مي‌دهيم كه براي زوجي كه اصلاً بچه‌اي ندارند بي‌معني است كه چنين درخواستي داشته باشند، چون ممكن است جنين‌هايي در حين تعيين جنسيت از بين بروند. اما فرض كنيد كه با خوردن يك قرص مي‌توانستيم جنسيت جنين را تعيين كنيم. در اين صورت، مسلماً برخورد ما هم متفاوت بود. اگر روش موجود در آينده ساده‌تر شود، مطمئناً درخواست براي آن هم بيشتر خواهد شد. اما درحال‌حاضر وقتي كه پيچيدگي‌هاي اين كار را براي زوج‌ها توضيح مي‌دهيم، ديگر علاقه‌اي به آن نشان نمي‌دهند.



ý تعيين جنسيت جنين چقدر هزينه‌بر است؟



○ به‌طوركلي هزينة لقاح خارج رحمي در امريكا ده برابر ايران است. هزينة جهاني اين عمل در حدود 10 هزار دلار، 5 هزار يورو يا 3 هزار پوند است. هر چقدر عملياتي كه در اين ضمن انجام مي‌شود پيچيده‌تر باشد، هزينه بالاتر مي‌رود. استفاده از روش تشخيص ژنتيكي پيش از لانه‌گزيني در خارج از ايران مبلغي در حدود 5 تا 10 هزار دلار به مبلغ گفته‌شده اضافه مي‌كند، اما در ايران باز هم نسبت يك به ده است.



ý به زوج‌هايي كه به تعيين جنسيت فرزندشان علاقه‌مندند چه توصيه‌اي داريد؟



○ توصيه مي‌كنم كه تصور درستي دربارة تعيين جنسيت جنين داشته باشند. هدف اصلي در استفاده از روش تشخيص ژنتيكي پيش از لانه‌گزيني مطالعة كروموزوم‌هاي جنين با هدف تولد فرزندي سالم است و درحال‌حاضر آن‌قدر ساده و سهل‌الوصول نشده است كه زوج‌ها بتوانند به‌راحتي بگويند دختر مي‌خواهند يا پسر.■

[Borna66]

چه عواملی باعث جهش های ژنی میشوند ؟ (قسمت اول)

http://www.pnu-club.com/imported/2008/10/2.gif This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 800x600.http://pnu-club.com/imported/2009/04/1981.jpg







نوشته : ليد يا شيندلر - دونا کريگان و جين کلي



ترجمه : دکتر منوچهر کيهاني



دکتر حسن جلائي خو



١- فهميدن آزمايش هاي ژني





در اين مبحث درباره ژن هـا و اين که چه عواملي باعث جهش هاي ژني مي شوند و چگونگي تشخيص اين عوامل مطـالبـي درج شـده اسـت . در ضمـن فـايـده و محـدوديـت آزمون هاي ژني براي تشخيص سرطان و اختلال ژنتيک و ساير بيماري ها مورد بحث قرار مي گيرد. شماره هاي يک تا چهل مربوط به آموزش ژنتيک مي باشد.





٢- ژن در اخبار



- بيش ترين عنـوان درشـت روزنامـه هـا يافتن ژن هاي جديد سـرطان اسـت. جـاي تعجـب نيسـت کـه مـردم بـا بسيــاري سئوال هـاي بي جواب رهـا مي مانند کـه چـه ارتبـاطي بين سـرطان و ژن هــاي يـافته شــده اســت و چـه تـاثيري در تشــخيص ودرمـان سـرطان دارد. جــواب بـه ايـن ســوال و سـاير سـئـوال هـا در مـورد ژن در گــرو فهم کـشفيـات، علوم، آزمايش ژنتيک و توانائي محققـين درمشـخص کردن تغيـيـرات ژني کـه مي تـواننـد پيـش بيني بــروز بيمــاري مشخص را بکند يـا تشخيص دهـد و يا روزي درمان و يـا جلـوگيري از بيماري خاصي را باعث شود .





٣- جهش هاي اکتسابي


-جهش هاي اکتسابي تغييرات DNA هستند که در طول زندگي شخص پديدار مي شوند. اگر چه در DNA مخصوصا در موقع تقسيم سلولي مکررا خطا اتفاق مي افتد ولي سلول قابليت قابل ملاحظه اي در ترميم آنها دارد . اگــر مهندسي ترميم DNA ناموفق بماند جهش ايجاد شــده مي تواند به اعقاب سلول جهش يافته انتقال يابد .





٤- بنيان هاي شيميائي





DNA داراي ٢ رشته مارپيچي طولاني جفت هم به صورت حلزون پيچ خـورده معـروف DNA مي باشد .هر رشتــه از ميليون ها تکه هاي شيميائي که بنيان ناميده مي شود ساختـه شـده است .فقط چهـار بنيان مختـلف در DNA وجـود دارد (آدنين- تايمين- سيتوزين و گوانين) که مي تواند به دنبـال هم به تعداد بيشمــار قـرار گيـرند . آرايـش بنيـان ها به دنبال هم مشخصه پيامي است که انتقال داده مي شود .





٥ - مولکول ها





سلول هاي انساني ( بجزء گلبول قرمز رسيـده که فاقـد هستـه مي باشـد ) از يک نـوع DNA و يِِِِِـا بِِه عبـارت ديگر DNA يکسـان تشکيل شده است.هر سلول داراي ٤٦ مولکول جفت مارپيچي DNA است و هر مولکول DNA از٥٠ تا ٢٥٠ ميليون بنيان.





٦- واحدهاي ژني





آن واحد فعاليت مولکول DNA مي باشد. ژني که درقسمت هاي مختلف DNA قــرار گــرفتـه حمـل کننده دسته اي از اطـلاعـات مخصوص است که به سلول اجازه ميدهد تا محصول خاصي را بسازد (مخصوصا و معمولا يک نوع پروتئين مثل آنزيم). حدود٥٠٠٠٠ تـا ١٠٠٠٠٠ ژن وجـود دارنـد و هر يـک از آن ها از هزاران و يا صدها هزار بنيان شيميائي ساخته شده است .





٧ - RNA مي دهد DNA مي دهد پروتئين





براي اين که يک سلول پروتئين توليد کند، اطلاعات مربوط از ژن بنياني DNA دانه به دانه به يک رشته به نام RNA پيغـام بـر کپي مي شود. RNA پيغـام بر از هسته بـه داخل سيتوپلاسم مي رود و داخـل ريبـوزوم مي شود و در آن جا RNA پيغام بر دنبال هم قرارگرفتن اسيد آمينه ها را هدايت مي کند تا مولکول پروتئين کامل تشکيل شود .





٨ - ژن گوناگون - اعمال گوناگون





اگـر چـه هر سلـولي بالقـوه قـادر به ساختن همـه انـواع پروتئين هاي انساني است اما سلول ها ژن ها را انتخاب استفـاده مي کنند. بعضي از ژن ها سازنـده پروتئين هايي هستند کـه براي اعمـال اساسي سلول ضـروري است و اين ژن ها در هر سلولي فعال باقي مي مانند. في الواقع هر سلول ژني را فعال مي کند که در آن زمـان به کـار آن محتاج است و بقيه را متوقف مي کند . انتخاب خاص ژن ها توسط هر سلول شخصيت متفاوتي به هر سلول مي دهد . مثلا يک سلول مغزي را از يک سلول است.





٩ - جهش ژني و بيماري





بدن سالم نتيجه تاثير متقابل و دائمي هزاران پروتئين است که با هم با اندازه هاي کافي در محل مشخص است مي باشد. هـر پروتئين فعـال سالم محصول يک ژن کامـل مي باشد . اکثـرا ولي نه همه بيماري ها ريشه در ژن هاي ما دارند.





١٠- جهش ژني





ژن ها مي توانند در حالات متفاوت تغيير يا جهش يا بند.شايع ترين تغيير ژني ناجوري يک بنيان يا غلط خواندن يک بنيان يـا جاسازي غلط يک بنيان در DNA مي باشد. يک بنيان ممکن است گهگاه جا افتاده يـا اضافه شده باشد و گاهي نيز يک قسمت بزرگ DNA به غلط تکرار يا نفي شده است.





١١- DNA دگرگون مساوي با پروتئين دگرگون





در حالي کـه يک ژني جهـش يافتـه است پروتئيني کـه آن ژن رمـز آن را مي دهد قـاعـدتا غير طبيعـي خواهــد بـود. گـاهي پروتئيــن مي توانـد اعمـال زيستي خـود را انجـام دهــد. ولي ناکامل است و گاهي کاملا ناتوان است .نتيجه نهائي منوط به آن است کـه اين پروتئين چـه تغييري يافته و يـا چه اهميتي در اعمال حياتي دارد .





١٢ - جهش هاي ارثي





جهش هاي ژني مي تواند از يک والــد به ارث برسـد يـا اکتسابي باشـد. جهش هـاي



ارثي DNA در سلول تخم حمل مي شود. آن گاه کـه سـلول هـاي تخم والـديـن بـا هم جمـع مـي شونـد تـا اخلاف را پديد آورند. جهش ارثي در همه سلول هاي بدن وجود دارد.





١٣ - جهش هاي اکتسابي





جهـش هـاي اکتسـابي تغييـرات DNA هستنـد که در طـول زندگـي شخص پـديـدار مي شونـد اگـر چـه در DNA مخصوصا در موقـع تقسيم سلـولي خطا مکررا اتفـاق مي افتد ولي سلـول قابليت قابـل ملاحظه اي در ترميـم آن هـا دارد. اگـرمهندسي ترميم DNA نـاموفق بمانـد جهـش ايجادشده مي تواند به اعقاب سلول جهش يافتـه انتقال يابد.





١٤ - کروموزوم هاي انسان





سلول هاي انسان از دو گروه کروموزوم که يک گـروه ازمـادر و ديگري از پدراست را به ارث مي رسد. هـر گـروه کـروموزوم از ٢٣ کـروموزوم تنها تشکيل شــده (٢٢ کـروموزوم غيـر جنسي و يک کـروموزوم جنسي که يا به صورتY و يا به صورت X مي باشد). گروه کروموزومي که در شکل ديده مي شود مربوط بـه مـرد اسـت. بخاطـر ايـن کـه شامـل کـرومـوزوم( X (XY و کروموزوم Y مي باشد. اگر گروه کروموزوم مربوط به زن بـاشـد گـروه کروموزومي شامـل کـرومـوزوم X و مجددا کروموزوم X خواهد بود (XX) .





١٥- همتاها





ژن هـا جفت جفت هستند و يک همتا از هـر والـد بـه ارث مي رسد. بسياري از ژن ها به اشکال متفاوت بـه نام همتـا بـه ارث مي رسند. يـک نمونـه غالب بر حيات سلول سايه مي افکند يک ژن مغلوب اگر نمونه ديگرآن در ژن متقابل خنثي شود يا نباشد فعال مي گردد .





١٦ - تغيير در ژن هاي غالب





در بيماري هاي ژنتيکي با ژن غالب يکي از والدين دچار بيماري است کـه حمل کننده ژن غير طبيعي غالب بر ژن طبيعي است .هر فرزند در اين نوع بيماري پنجاه درصـد شانس حمل ژن تغيير يافته و بيماري را دارد .





١٧ - تغيير در ژن هاي مغلوب





در بيماري هائي کـه در ارتباط با تغيير در ژن هاي مغلـوب مي باشند والدين (اگر چه خود فاقد بيماري هستند). هر کدام يک نيمـه طبيعـي ژن و يـک نيمـه تغييـر يافتـه ژن را حمـل مي کنند. هـر بچه يک چهـارم شانس براي حمل هر دو ژن تغيير يافته را که باعث بروز بيماري را مي شود دارد. يک چهارم شانس براي حمل دو ژن طبيعي و دو چهارم شانس براي حمل يک ژن طبيعي و يک ژن تغيير يافته را دارد که دو چهارم بچـه ها فقط حمل کننده ژن تغيير يافته مي باشـد ( بيماري ندارند ).





١٨ - توارث بيماري ها پيچيده است.





بيشتر بيمـاري هـا وراثت ســاده ندارند. عوامـل بيشمــاري تأثير گذاربـر قدرت ژن در ساختن مي باشند . جهش هـاي متعـدد در يک ژن اثـرات متعددي ايجـاد مي کنند. مثلا در بيماري سيستيک فيبروزيس ريه ژني که کنترل توليد مخاط را دارد مي تواند سيصـد نوع متفـاوت جهـش داشتـه باشــد.بعضي علائم شـديـد بعضي ضعيف و برخي اصلا علامتـي ايجاد نمي کنند.





١٩ - روش آزمايش ژنتيک: سه روش متداول





آزمــايـش ژنتـيـک معمـولا بــر روي DNA شخص کـه از سلول هــاي خوني وي گرفتـه شـده اسـت انجـام مي شـود کـه مي تـواند اشـاره بـه وجود يـک اختلال يـا بيمـاري بخصوص داشته باشـد. بعضي از آزمايش هــاي ژنتيک تغييرات در کـل کروموزوم ها را نشان مي دهند. بعضي ديگر از آزمـايش ها قسمت مشخصي ازکروموزوم را بررسي مي کند که تکه اي از DNA نزديـک بـه ژن مبتلا است.





٢٠ - بـررسي ژنتيک منظـورهاي متفـاوتي را برآورد مي کند.



بررسـي هـاي متفـاوت ژنتيک نتـاـيج مـورد نيـاز متفـاوتـي را مشـخص مـي کــننـد.در نـوزاد ايـن بـررسي هــا موجـب تشخيـص بسياري از بيماري هاي نادر مي شوند بررسي حامل هاي ژن به والدين اجازه ميدهد بدانند که آيــا ژن بخصوصـي معيوبـي را دارا هستنـد و مي تواننـد آن را بـه اولاد خـود انتقـال دهند يـا خيــر. مثلا يـک نيمــه ژن معيـوب سيسـتيـک فيـبـروزس ريــه را دارا هستنـد يــا خيــر. در تحقيـقـات ژنتيک مي توان تغييرات ژنتيـک در سلول هاي سرطاني يا بيش سرطاني شناسـايي کرد بيش تر هيجانات امروزي آزمون ژنتيـک در يـافتـن کسـاني اسـت کـه آمــادگـي ژنتيـک براي ابتـلا يـک بيمــاري را دارنـد حتي وقتي علائمي هم ندارند.






٢١ - تحقيقات شناسائي ژن هاي انساني سعي در شناختن ژن همراه بيمـاري منجـر بـه شناسـائي بنيـان هاي شيميائي حـدود ٥٠ هـزار تا يکصد هزار ژن انساني و فواصل بين آن ها شده اسـت اين کـار را نقشـه برداري ژن هـاي انساني مي نامند. يک گروه همکار بين المللي پروژه شناسائي ژنوم انساني را به عهده دارند. دانشمنـدان نقشه هايي که در آن هـا ژن هـاي انسـانـي مشخص شــده انـد و آن جـا کـه هــر کـرومـوزوم شخـص مي گــردد دارنـد. نقشـه مقابل بيمـاري هـايي کـه اشـکال ژنتيک آن بـر روي کرموزوم X قرار دارد نشان مي دهد .








٢٢- مشخص کردن بنيان هاي DNA




بـراي آن که بنيـان هــاي ژني DNA مشخص گردد دانشمنـدان از نقشه هايي که مشخصـه هاي ژني در آن هـا شناسـائي شـده اســت استـفـاده مـي کننـد تـا ژن ها را در يک کروموزوم بيايند. دانشمندان کپي محـل هـاي مشخـص را بدسـت مي آورنـد و آن را مکـررا در طـول يک رشته تکــرار مي کنند و نگه مي دارند وقتي فهميدند که يک اختلال در يک کپي مشخص وجود دارد. آن را دوباره بررسي مي کنند و بالاخره توالي ژنتيک آن را مشخص مي سازنـد و هر بنيان ژني آن را شناسائي مي کنند .

[Borna66]

چه عواملی باعث جهش های ژنی میشوند ؟ (قسمت دوم)

http://pnu-club.com/imported/2009/04/1982.jpg


٢٣ - مطالعه در باره بيماري هاي فاميلي





دانشمندان که در باره ژن معيوب مطالعه مي کنند اغلب شروع کـار خود را بـا مطالعه نمونه هـاي DNA از بيماري هاي فاميلي شروع مي نمايند.در اين خانواده ها معمولا تعدادي زيادي از اقوام طي نسل هاي متوالي دچاربيماري شده اند .






٢٤ - مشخصه هاي ژني



دانشمندان در آغاز به مشخصه هاي ژني که آسان يافت مي شونـد توجه کـردند که تکـه هاي DNA در نزديـک محل ژن معيوب هستند و واضحا به توسط شخصي کـه بيمـاري را دارد بـه ارث مي رسنـد و در منسوبيـن هـم يافت مي شوند و بيمار نيستند و بـا پشت کار محـل دقيق ژن معيـوب را پيدا کردند و بـالاخره بنيان نقص يافتـه را که جهش را پديد آورده اند يافتند .








٢٥ - شاخص براي مشخصه هاي ژني






حتي قبل از آن کـه محل يک جهش شـناخته شـده باشـد مي تـوان شـاخصي بـراي آن سـاخت کـه آن را بيـابـد يک نمـونه شـاخص DNA عبـارت اسـت از يک تکه DNA راديواکتيو که مي تواند به محل ژن جهش يـافته بچسبد. اشعه انتشـار يافته از محـل عبـور و روي فـيلم حســاس راديـولـوژي تصـوير گـرفته مي شـود و محل جهش را نشان مي دهد.



٢٦-آزمايش ژنتيک مشخص بيماري ها






به زودي و يا همين حالا موجود اسـت. آزمـايش هـاي ژنتيک مشخــص بسـيـاري از بيمــاري هــا هميـن حـالا موجود است مانند بيماري هاي کشنـده فييـروزسيستيک و تي سـاچ. بعضي از سرطان ها نيز ژن هاي مخصوص دارنـد و بعضي از سرطـان هاي نـادر بـا آن هـــا بـه راحتـي تشـخيـص داده مي شوند. جديدا دانشمندان جهش هاي ژنـي کـه تمـايـل بـه بـروز بعضـي از سـرطان هــا مانند کـولون و پستان را بيشتر مي کند يافته اند .








٢٧- بسياري از جهش هاي ژني مولد سرطان هستند .



همه سـرطان ها از جهش هاي ژني پديد مي آيند که بـه توسـط ژن هـاي تغييـر يافتـه پديد مي آينـد بدين ترتيب کـه ژن هــاي مهـار کننـده توليد سلـول صدمـه مي بينند و سـلول بـدون وقفه توليد مي شـود. سرطان معمــولا در يـک سـلول تـوليـد مي شــود. سـلـول از طبيعي به سـرطاني شدن و سپس متاسـتاز دادن پله پله پيش مي رود که هر مرحله با يک ژن يا ژن هاي يک گروه اداره مي شوند.



٢٨ - بسياري از سرطان ها ارثي نيستند.








اگر چه همه سرطان ها ژنتيک هستند تعـداد کمي ٥ تا ١٠ درصد ارثي مي باشند. بيش تر سرطان هـا از جهش اتفاقي که در يک سلول بدن در طول زندگي پديد مي آيد آغاز مي شوند که به علت خطا در مـوقع تقسيم است يا در ارتباط با صدمه از محيط اطـراف مي باشد مـانند در معرض اشعه X يا مواد شيميائي قرار گرفتن سلول .






٢٩ -آزمايش ژنتيک جهش را مي يابد نه بيماري را.



آزمـايش ژنتيک دقيق مي تواند بگويد که جهش اتفـاق افتـاده است يا خير ولي نمي تواند پيش بيني کنـد کـه بيماري حتما بـروز مي کند. مثلا بانوان داراي ژن BRCA 1 سـرطان پسـتان ٨٠ درصد سـرطان پسـتان تـا سن ٦٥ سالگي مي گيرند. البته خطر بالا است ولي حتمـي نيست و اشخـاص فـاميل فـاقـد ايـن ژن نيـز در معرض خطر سرطان پستان قرار دارند. آن ها نيز در گـذشـت زمـان مي تـواننـد مبتـلا بـه تغيـيـرات ژنتيـک سرطان پستان شوند . همان قدر که کـل جامعه بانـوان در معرض سرطان پستان هستند .



٣٠ - فوايد آزمايش ژنتيک



آزمـون ژن چندين فـايده دارد . آزمـايش منفي بـراي يـک ژن بيمـاري زا احسـاس آرامـش ايجـاد مي کند. بررسي و آزمايش هاي مکـرر را کـه در خـانـواده هــاي داراي ژن سرطـان متــداول اسـت مـورد نياز نيست. حتي يـک نتيجه مثبت نيز ممکن است شخص را از سرگرداني نجات دهد و امکان تصميم عاقلانه براي آينده را بدهد هم چنين وجود يک آزمـايش مثبت مي توانـد شخص را بـه کاهش خطرات قبل از آن که بيماري آشکار شود ترغيب کند .



٣١ - محدوديت هاي آزمايش هاي ژنتيک



محدوديت آزمايش هاي ژنتيک متعدد است. مثلا بعضي از اختلالات که در خـانواده ها بروز مي کند مربوط به در معرض مـواد در محيط اطراف بـودن تا اختلال ژنتيک است از طرف ديگر جهش هـاي يافت شده در آزمايش ممکن است هرگـز به بيماري بخصوصي منتهي نشـود. از طرف ديگـر اگـر فقط بـه جهش هــاي واضـح ژني نگـاه کنيم بسـيـاري از جهش هاي بيماري زا از چشم پنهان مي مانند.











- محدوديت هاي مهم بررسي ژنتيک








احتمالا مهم ترين محدوديت آزمـون ژن ها آنست که نتايج آزمايش با تشخيص بيماري و نتايج درماني مطابقت نـدارد در اختيار داشتن نتايج آزمايشي که درماني بـراي بيماري تشخيص داده شده وجود ندارد غم انگيز است.








٣٣ - نتايج رواني






اگـر چه بـررسي ژنتيـک خطـرات بدني ندارد و فقط دادن يـک نمونـه خـون اغلب کافي اسـت ولـي در زندگـي بسيـار تاثير گـذار است. يـک آزمـايش مثبت کـه مشخصه بروز ارثي يک بيماري خطرناک است نتايج روان آزاري عميق دارد .








٣٤ - چه کسي بايد بداند؟








چون آزمايش ژنتيک تنها اطلاعات راجع به خود شخص نمي دهد بلکه در بـاره اقوام و آيندگـان نيز اطلاعات مي دهـد بنابراين مهم است که چه کساني بايد نتايج اين آزمـايش ها را بدانند.








٣٥ - اهميت اختفاء يافته ها



اطلاعات بدست آمـده ژنتيک اهميـت بسيـار دارد و بـايـد حفظ شود و در اسـرار



بماند بسيـاري از اشخاص بـه علـت اين که دانستـه انـد داراي ژن هــاي بيمــاري زاي مشخص هستند نمي توانند بيمه عمر بگيرند. شغل خـود را از دست مي دهند و حتي بـه فـرزندي پذيرفتـه نشـده اند زيـرا ژن آن هـا دانسته شده است .








٣٦ - تصميم مشکل



تصميم گرفتن به آزمايش ژنتيک مشکل است. در سال ١٩٩٤ (١٣٧٣)‌ از يک گروه اشخاص سئوال شد کـه آيـا مي خواهند تحت آزمايشي قـرار گيرند تـا بيماري هـايي کـه در آينده به آن مبتلا مي شوند بدانند به آن ها گفته نشــد کـه مي تـوان اين گونـه بيمـاري هــا را پيشگيري با درمان کرد نيمي مي خواستند که آزمايش شوند در حالي که نيمي ديگر مايل به آزمايش نبودند.








٣٧ - تصميم شخصي








تصميم بـه اين کـه تحت آزمـايش ژنتيـک قــرار بگيريم خيلي خصوصي است و کارشناسان مي گويند که بايد کاملا داوطلبانه باشد. پس از مشـاوره ژنتيـک فقط وقتي بايد انجام شود که شخص بخواهد اطلاعات به اقوام ، پزشکان يا شخص ديگر داده شود.انجام آن فقط وقتي دلخواه است که پيشگيري ، درمان براساس تشخيص زودرس باشد .








٣٨ - اهميت مشاورين ژنتيک



مشاور ژنتيک اهميت اساسي در بررسي ژنتيک دارد. اين مشاورين کارشناس بايد اطلاعات کافي براي حمـايت اشخاص تحت آزمـايش داشته باشند تـا بتواننـد اطلاعات کافي در هفته و ماه هـاي پس از آزمـايش در اختيار بيماران قرار دهند .



٣٩ - داوطلبين آزمايش ژنتيک








آزمـايش ژنتيک براي يافت اشخاص داراي يک ژن جهش يافته است بنابراين اولين گروه کساني هستند که بـا فرد مبتـلا بـه جهـش قرابت نزديـک دارنـد. سپس همين آزمـايـش مي تواند در افرادي که مشکوک هستند به عمل آيد و آن گـاه مي تـوان يـک قطره خون را بـراي انـواع جهش هـا مطالعه کرد.











٤٠ - مشکلات انجام آزمايش ژنتيک



قبل از آن که يک آزمايش ژنتيک براي عموم مفيد باشد بايد جامعه از فشارهاي مالي ، اخلاقي و کـاربردي آن آگـاه گردد . وقتي کـه آزمايش ژنتيک يـک حقيقـت شـود مي تـوان آزمـايـش هــاي ســاده با ارزش و دقيق ابداع کرد کـه بتوان ميليـون هـا را بررسي کرد. اين کار آزمايشگاه هاي جديد، کارکنان جـديد و بالاخـره مشاورين بسيار مي خواهـد و بايد بسياري از کساني که در امور بهداشت و درمان کار مي کنند با اين آزمايش ها آشنا شوند تا بتوان از نتايج آزمايش بهره کافي برد .



__________________

[Borna66]

ظهور ژن درمانی و امیدهای تازه ای برای بیماران








http://pnu-club.com/imported/2009/04/1983.jpg





تعدادی از بیماریهای مهم انسان در اثر ناتوانی بدن در ساختن پروتئین بخصوصی ایجاد می‌شود که معمولاً در بافت یا عضو خاص یا در مایعات بدن مانند خون اتفاق می‌افتد و این امر می‌تواند سبب بیماری شدیدی شود که در تمام طول عمر شخص همراه او خواهدبود. بسیاری از بیماریهای ژنتیک از این جمله است مانند: آنمی سیکل سل، هموفیلی، دیسترفی عضلانی دوشن (‏DMD‏)، تالاسمی و غیره.




اولین وعدة زیست فناوری (بیوتکنولوژی) جداکردن و تولید این پروتئینها از طریق مهندسی ژنتیک و فناوری نوترکیبی بود تا آنها را در اختیار بیمارانی قراردهد که فاقد آن پروتئینها بود. حال اگر این پروتئینها به‌صورت داروهای خوراکی استفاده می‌شد هضم شده و بی اثر می‌گشت. برخی از محصولات به‌ وسیله تزریق به بدن می‌رسید، تزریقهای مکرری که روزانه، هفتگی یا ماهیانه یا توسط خود بیمار انجام می‌شد(مثل انسولین) یا توسط پزشک. اما این کارهم خالی از اشکال نبود، زیرا بسیار سخت است که سطح مناسبی از دارو( پروتئین ) را در فواصل بین تزریقها برقرارکرد. از طرفی برخی سلولها نظیر سلولهای مغزی به علت وجود سد خونی مغزی ( ‏BBB‏ ) ممکن است نتوانند مقدار مناسبی از دارو را دریافت کند.






با ظهور ژن درمانی امیدهای تازه ای برای این بیماران فراهم شده است. ژن درمانی تحویل خودِ پروتئینِ درمانی نیست بلکه ژن آن پروتئین را تحویل بیمار می‌دهد. این ژن وارد سلولهای بدن شده و آنها را به کارخانه‌های کوچکی تبدیل می‌کند که پروتئین موردنیاز بیمار را تا مدتی طولانی برایش می‌سازد.






همچنین با استفاده از ژن درمانی اقدام به درمان سرطان کرده‌اند زیرا برخی ژنها باعث می‌شود که سلولهای سرطانی پروتئین خاصی را بیان کند که به داروها حساس‌تر شده یا توسط سلولهای ایمنی بهتر شناسایی شود. این استراتژی باعث می‌شود که شیمی درمانی یا پاسخ ایمنی خودِ بیمار، موثرتر عمل کند.






برای انتقال ژن درمان کننده از روشهای مختلفی استفاده می‌شود. ازجمله تزریق فیزیکی توسط میکرواینجکشن، انتقال توسط لیپوزومها، و انتقال توسط ویروسها که مورد اخیر موضوع بحث ما است. در انتقال ویروسی از ویروسهای مختلف نظیر رترو ویروسها، آدنو ویروسها، لنتی ویروسها، هرپس ویروسها و ‏AAV‏ ویروسها (‏Adeno-Associated Virus‏) استفاده می‌شود.



در روش استفاده از ویروسِ ‏AAV‏ ، ژنهای ویروس از یک ویروس بی خطر به نام “‏AAV‏ ویروس” خارج شده و سپس ژنِ درمان کننده به‌جای آن جایگزین می‌شود. بعد از تزریق این ویروسها به بیمار “‏AAV‏ ویروس ها” می‌تواند ژنِ درمان کننده را به سلولها انتقال دهد. حال پروتئین موردنیاز توسط سلولهای خودِ بیمار ساخته خواهد شد، همان‌گونه که اگر خود سلول ‏DNA‏ مربوطه را می‌داشت عمل می‌کرد. این پروتئین یا وارد غشاء سلول می‌شود تا مورد استفادة خود سلول قرارگیرد یا توسط سلول ترشح می‌شود که مورد استفادة سلولهای دیگر قرارگیرد.






● ویروس ‏AAV‏ (‏Adeno-Associated Virus‏)




‏




‏”‏AAV‏ ویروس” یک ویروس خیلی ساده از شاخه های خانوادة ‏parvoviridae‏ است و جزء ویروسهای بدون پوشش وکوچک است. “‏AAV‏ ویروس” نامش را به این علت گرفته است که در ۴۰ سال پیش آن را در جریان آلودگی یک نمونة بالینی مبتلا به آدنوویروس کشف کردند. بدین ترتیب نام ‏Adeno-Associated Virus‏ به آن اطلاق شد. به هر حال “‏AAV‏ ویروس” در هیچ یک از خواص ویروسی با آدنوویروسها مشترک نیست و در حقیقت ژنهایشان (‏DNA‏) با هم هیچ شباهتی ندارد و این موضوع مهم است چرا که بر خلاف آدنوویروسها، “‏AAV‏ ویروس” در انسان پاتوژن نیست.






● وکتورهای ‏AAV‏ ‏






وکتورهای ‏AAV‏ مشتق از ویروسِ ‏AAV‏ که از عملکرد طبیعی خودشان استفاده کرده و ژنها را به سلول تحویل می‌دهد. جهت تولید یک وکتور ‏AAV‏ ، ویروس ‏AAV‏ را با خارج کردن ژن ویروسی و جایگزین کردن آن با ژن درمان کننده (برای تولید پروتئین مربوط) تغییر می‌دهند.









‏DNA‏ متعلق به “‏AAV‏ ویروس” تک رشته‌ای است و فقط شامل ۲ ژن است. یکی به نام ژن ‏Rep‏ که پروتئینهای مربوط به همانندسازی ‏DNA‏ را کد می‌کند و دیگری به نام ژن ‏Cap‏ که از اسپلایسینگ افتراقی استفاده می‌کند و اجازه می‌دهد که سه پروتئین را کد کند که پروتئینهای پوشش(‏coat‏) ویروس را می‌سازد.









با استفاده از این روش در حالی که هیچ‌‏‎ ‎کدام از ژنهای ویروسی وجود ندارد اتصال سلولی کارا و ساز و کار ورود ژن بوسیلة پروتئین پوششی “‏AAV‏ ویروس” مهیا می‌شود. فقط قسمتی کوچکی از ‏DNA‏ متعلق به ‏AAV‏ در طرفین این قطعة ژنی درمان کننده در وکتور باقی می‌ماند که حاوی قطعات خودکامل شونده ‏DNA‏ ملقب به ‏ITR‏ ها (‏Inverted Terminal Repeats‏ ) است و این ژنها برای تامین سطح بالایی از بیانِ ژنِ درمان کننده‌ای که وکتور آن را حمل می‌کند، لازم است.




‏




هر وکتور ‏AAV‏ فقط از ۴ نوع مولکول تشکیل شده است. سه وکتور، دقیقاً در ارتباط با پروتئین‌هایی است که پوشش ویروس را می‌سازد و یک قطعة تک رشته ای ‏DNA‏ ژن درمان کننده و دیگر عناصر تنظیم کننده را کد می‌کند.






سادگی این سیستم باعث می‌شود که گیرندگان وکتورهای ‏AAV‏ در معرض حداقل مقدار مواد خارجی (بیگانه) قرار گیرند. در مقابل دیگر وکتورهای ویروسی که برای ژن تراپی استفاده می‌شود، مانند آنهایی که با استفاده از آدنو ویروس‌ها، لنتی ویروس‌ها، رترو ویروسها، و هرپس ویروس‌ها درست شده‌اند، به‌طور بارزی بزرگتر و پیچیده‌تر است و بنابراین احتمال آن که به پاسخ ایمنی منجر شده و واکنش‌های زیان آوری را برای استفاده های بعدی درپی داشته باشد، بسیار بیشتر است.






عقیده بر این است که وکتورهای ‏AAV‏ خواص مطلوب وکتورهای ویروسی و وکتورهای غیر ویروسی را ترکیب می‌کند و ممکن است نسبت به دیگر وکتورهای ژن درمانی چندین مزیت بالقوة ارائه دهد. این مزایا عبارتند از:






▪ تحویل موثر ژن‏‌ها به هر دو نوع سلول هدف در حال تقسیم و آنهایی که تقسیم نمی شود،



▪ عدم حضور ژنهای ویروسی که می‌تواند مسؤول ایجاد پاسخ ایمنی ناخواسته باشد،



▪ کاربرد ‏in-vivo‏ در بیماران،



▪ میزان بالای بیان ژن



▪ پایداری عالی که اجازه می‌دهد وکتورهای ‏AAV‏ همانند بیشتر محصولات دارویی رایج تولید و ذخیره شده و مورد استفاده قرار گیرد. ‏



محمدرضا حیدرزاده



‎کارشناس آزمایشگاه سازمان انتقال خون گیلان



مجله مهندسی پزشکی و تجهیزات آزمایشگاهی

[Borna66]

اولین تغییر جنسیت

http://pnu-club.com/imported/2009/04/1984.jpg



این یادداشت توضیح مختصری درباره تغییر جنسیت در ایران است و اگرچه در آن از برخی شخصیت‌های سیاسی نام برده می‌شود، ولی نویسنده فاقد مسؤولیت سیاسی است و تنها به عنوان یک پژوهش‌گر این موضوع را مورد بررسی قرار می‌دهد.




● تغییر جنسیت



تغییر جنسیت تقریباً مفهوم روشنی دارد و به نظر نگارنده عبارت است از تبدیل مرد به زن، یا تبدیل زن به مرد، یا تبدیل خنثی (khonsa) و یا دو جنسی (Hermaphrodite) به مرد یا زن، و نیز تبدیل مرد یا زن به خنثی.






البته در یک مفهوم وسیع‌تر، تغییر جنسیت شامل تغییر جنسیت در حیوانات و یا گیاهان نیز می‌شود.






● اولین تغییر جنسیت در ایران



اولین تغییر جنسیت در ایران در سال ۱۹۳۰ میلادی اتفاق افتاد که بر اساس آن پزشکی به نام دکتر خلعتبری پسر هیجده ساله‌ای را با عمل جراحی به یک دختر تبدیل کرد. این مسأله در آن زمان سر و صدای زیادی ایجاد کرد. البته این تغییر جنسیت در مورد یک جوان ترانس سکشوال (Transsexual) بود که از نظر جسمی کاملاً مرد بود، ولی از نظر روحی و روانی خود را زن می‌دانست و با اصرار و رضایت فراوان خواهان تغییر جنسیت بود. وی می‌گفت: اگر تغییر جنسیت صورت نگیرد خودکشی خواهم کرد.






قبل از این تاریخ، تغییر جنسیت دو جنسی‌ها کم و بیش وجود داشت، ولی تغییر جنسیت یک فردی که از نظر ظاهر سالم بود، چیز عجیب و جدیدی محسوب می‌شد.



اولین تغییر جنسیت در انگلستان در فاصله سال‌های ۱۹۴۲-۱۹۴۸ میلادی اتفاق افتاد که دختری به نام لورا دیلون تغییر جنسیت داد و پسر شد و نام مایلک دیلون را برای خود انتخاب کرد.



سابقه تغییر جنسیت در آمریکا، به عنوان یک موضوع پزشکی، به سال ۱۹۵۲ میلادی باز می‌گردد و نخستین تغییر جنسیت در کشور مصر در سال ۱۹۸۲ میلادی اتفاق افتاد، که جوان نوزده ساله‌ای به نام عبدالله تغییر جنسیت داد و نام سالی را برای خود انتخاب کرد.






● افراد خواهان تغییر جنسیت:



افرادی که ممکن است خواهان تغییر جنسیت باشند، حداقل یکی از دو گروه زیر هستند:






۱) دو جنسی‌ها (Hermaphrodite):



این افراد دارای آلت تناسلی از هر دو جنس هستند؛ از این رو، دارای اختلال هویت جنسی یا ابهام در جنسیت هستند. در جراحی تغییر جنسیت، یکی از دو آلت تناسلی که ضعیف، کوچک و یا غیر مناسب تشخیص داده شود، حذف و آلت دیگر تقویت و جایگزین می‌شود. در این حالت بیمار دو جنسی به یکی از دو جنس مذکر یا مؤنث تبدیل می‌شود. این نوع تغییر جنسیت‌ها از گذشته تاکنون وجود داشته و اساساً برای آن هیچ مخالفتی وجود ندارد؛ چون بیماری آنان محرز و ثابت است و حتی حقوق‌دانان سنّی و کلیسای مسیحی که با تغییر جنسیت مخالف هستند، با تغییر جنسیت این گروه مخالفتی ندارند و در واقع تغییر جنسیت به عنوان معالجه و خروج دو جنسی‌ها از بلاتکلیفی جنسی است.






۲) ترانس سکشوال‌ها (Transsexual):



برخی بیماران روحی خود را متعلق به جنس مخالف می‌دانند. این‌جانب(نویسنده متن) با تعداد قابل توجهی از این افراد گفت‌وگو داشته و گزارش‌هایی را تهیه کرده‌ام. امروز ما با برخی بیماران روحی و روانی روبه‌روییم که از نظر فیزیکی هیچ‌گونه اختلال جنسیتی ندارند، ولی حاضر به پذیرش جنسیت فعلی خود نیستند. به عبارت دیگر این گروه بیماران روانی، مردانی هستند که خود را زن می‌دانند، و یا زنانی هستند که خود را مرد می‌پندارند. این بیماری تقریباً در بیشتر کشورهای دنیا مشاهده شده و مخصوص جغرافیای خاصی نیست. گاه این بیماران به خودکشی دست می‌زنند که حداقل سه مورد آن در ایران گزارش شده است. به گفته برخی روان‌شناسان، برای برخی از این بیماران هیچ راه درمانی جز تغییر جنسیت وجود ندارد.



تغییر جنسیت در بیماران ترانس سکشوال مورد اختلاف شدید صاحبنظران است. تقریباً همه فقیهان سنی و نیز کلیسای مسیحی با این عمل جراحی مخالفند. از نظر آنان این کار تغییر در خلقت خداست، اما عده زیادی از فقیهان شیعه با این کار موافقند و از نظر آنان بیماران ترانس می‌توانند تغییر جنسیت دهند. البته از نظر فقیهان شیعه برای تغییر جنسیت حداقل باید دو شرط زیر وجود داشته باشد؛






شرط اول) بیماری ترانس سکشوال، واقعی و قطعی باشد؛ بنابراین افرادی که بیماری آنان مشکوک است، مجاز به تغییر جنسیت نیستند.



شرط دوم) تغییر جنسیت باید به صورت کامل صورت بگیرد؛ یعنی مرد پس از تغییر جنسیت کاملاً به زن تبدیل شود، یا زن پس از تغییر جنسیت کاملاً به مرد.






● دلیل فقیهان شیعه



از نظر فقیهان شیعه دلیل شرعی از قرآن کریم یا روایات اسلامی مبنی بر حرام بودن تغییر جنسیت نداریم. همچنین کسانی که خواهان تغییر جنسیت هستند، به بیماری شدید جسمی و روحی مبتلا شده‌اند و تغییر جنسیت راهی برای معالجه و درمان این‌گونه بیماران است. بنابراین، تغییر جنسیت، تغییر در خلقت خدا محسوب نمی‌شود.






● تغییر جنسیت از نظر حقوق ایران



امام خمینی(ره) اولین فقیه و دانشمند مسلمان است که مسائل فقهی و حقوقی تغییر جنسیت را بیان کرده است. وی معتقد است که تغییر جنسیت حرام نیست.



توضیح این‌که در سال ۱۹۶۴ میلادی، امام خمینی(ره) از سوی شاه ایران به ترکیه تبعید شد. وی به مدت حدود یک سال در شهر بورسای ترکیه ساکن بود و در این مدت یک کتاب فقهی به نام تحریرالوسیله نوشت. او در این کتاب مسائل فقهی و حقوقی تغییر جنسیت را بیان داشته است. دیدگاه امام خمینی(ره) در این کتاب مهم‌ترین منبع فقهی برای تبیین جایگاه حقوقی تغییر جنسیت در پس از انقلاب شده است. امام خمینی(ره) می‌گوید: تغییر جنسیت مرد به زن، یا تغییر جنسیت زن به مرد، و نیز تغییر جنسیت خنثی (Khonsa) یا دو جنسی (Hermafrodit) به مرد یا زن حرام نیست.»



پس از انقلاب اسلامی ایران و در سال ۱۹۸۵ میلادی مردی به نام فریدون، که دچار بیماری شدید ترانس سکشوال بود، پیش امام خمینی(ره) رفت و خواهان دریافت مجوز شرعی برای تغییر جنسیت شد. امام خمینی(ره) در فتوای خویش برای این بیماری چنین نوشت: «تغییر جنسیت با تجویز طبیب مورد اعتماد اشکالی شرعی ندارد … .»






بعد ازفتوای ایشان،‌ به‌تدریج عمل‌های تغییر جنسیت با مجوزهای قانونی و حقوقی انجام شد. از سال ۱۹۸۵ میلادی تاکنون ده‌ها تغییر جنسیت با اجازه دادگستری و پزشکی قانونی جمهوری اسلامی ایران انجام شده که افراد پس از تغییر جنسیت، شناسنامه جدید دریافت می‌کنند و از حمایت‌های قانونی و شرعی برخوردار می‌شوند.






همچنین از نظر رهبر مذهبی و سیاسی ایران یعنی حضرت آیت الله خامنه‌ای، تغییر جنسیت برای افراد بیماری جسمی و روحی مجاز اعلام شده است. افزون براین، از نظر ده تن از فقیهان شیعه مانند حضرت آیت الله سیستانی در عراق، تغییر جنسیت برای بیماران روحی مجاز است.



بر این اساس یک رویه فقهی و قانونی به وجود آمده است که افراد بیمار جسمی یا روحی زیرنظر پزشکان می‌توانند تغییر جنسیت داده و از حمایت‌های قانونی بهره‌مند شوند و این در حالی است که تغییر جسنیت از نظر کلیسای مسیحی و نیز فقیهان اهل سنت غیر مجاز اعلام شده است.






● تأثیر تغییر جنسیت بر زندگی فردی و اجتماعی



تغییر جنسیت تأثیر زیادی بر زندگی فردی و اجتماعی شخص می‌گذارد. اگر تغییر جنسیت پس از ازدواج باشد، ازدواج سابق باطل و منحل می‌شود؛ چون ازدواج دو مرد یا دو زن از نظر اسلام حرام و ممنوع است. بلکه مرد پس از تغییر جنسیت و تبدیل شدن به یک زن می‌تواند با یک مرد دیگر ازدواج کند. نیز یک زن پس از تغییر جنسیت و تبدیل شدن به یک مرد می‌تواند با یک زن دیگر ازدواج کند.



اگر هر یک از برادر یا خواهر تغییر جنسیت دهد و به جنس مخالف در آید، نسبت خانوادگی میان آن دو عوض می‌شود؛ یعنی برادر، خواهر می‌شود و خواهر، برادر و اگر عمو تغییر جنسیت دهد، به عمه بدل می‌شود و اگر عمه تغییر جنسیت دهد، به عمو. همچنین با تغییر جنسیت، دایی به خاله و خاله به دایی تغییر می‌کند.



توجه به این نکته ضروری است که پدر با تغییر جنسیت، هیچ‌گاه به مادر تبدیل نمی‌شود و نیز مادر پس از تغییر جنسیت به عنوان پدر شناخته نمی‌شود.






● نتیجه



نتیجه این‌که بیماری ترانس سکشوال (Teranssexual) یک بیماری روحی و روانی شدید است که بیمار، خواهان تبدیل به جنس مخالف است. گاه هیچ راه درمانی برای این بیماران، جز تغییر جنسیت وجود ندارد. از این رو امام خمینی(ره) و اکثر فقیهان شیعه، حق تغییر جنسیت را برای این بیماران به رسمیت شناخته‌اند. می‌توان گفت که یکی از مصادیق حقوق بشر و حق تعیین سرنوشت، حق تغییر جنسیت برای بیماران ترانس سکسشوال است.






البته این تغییر جنسیت باید با دقت نظر و با مراقبت‌های ویژه پزشکی همراه باشد، تا تنها بیماران خاص که راه درمان دیگری برای آنان وجود ندارد، تغییر جنسیت دهند و باید جلوی تغییر جنسیت‌های غیر مجاز گرفته شود.

[Borna66]

آشنایی با بیماری های ژنتیکی


http://www.pnu-club.com/imported/2008/10/2.gif This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 2048x1536.http://pnu-club.com/imported/2009/04/1985.jpg




مطالعات روي نيروهاي موثر بر الگوهاي تغييرات ژنتيکي انساني ، دلايل بسيار محکمي را بر اثر انتخاب طبيعي بر اين تغييرات ارائه کرده است.




اين بررسي احتمالا به درک اين موضوع منتهي خواهد شد که چرا بعضي از افراد در معرض خطر تعدادي از بيماري ها قرار دارند و تعدادي ديگر خير. اين نظريات در شماره ماه سپتامبر مجله کتابخانه عمومي علم زيست شناسي (public library of Science Biology) با عنوان تاريخ بشر و انتخاب طبيعي الگوهاي تغيير ژنتيکي در 132 ژن به چاپ رسيده است. در اين پژوهش ، تکامل مولکولي 132 ژن در 24 جمعيت آفريقايي امريکايي و 23 جمعيت اروپايي امريکايي از طريق تعيين توالي مجدد آنها مورد مطالعه قرار گرفته است.






نتايج اين پژوهش نقش قوي و موثر انتخاب طبيعي در 8 ژن جمعيت اروپايي امريکايي را به اثبات مي رساند. اين دلايل از طريق بررسي شرايط محيطي مختلفي را که حدود 25 هزار تا 50 هزار سال پيش هنگام مهاجرت به اروپا با آن روبه رو شدند توضيح مي دهد. پروفسور جاشوا آکي ، يکي از نويسندگان اين مقاله و يکي از اعضاي گروه علوم ژنوم دانشگاه واشنگتن سياتل در اين خصوص گفته است: نتايج ما نشان داد که مهاجرت بشر از آفريقا به مناطق جديد به خارج از آن با سازگاري با نيروهاي انتخابي همراه بوده است.






اگر شما ژنوم 2 فرد را که به صورت تصادفي انتخاب شده اند با يکديگر مقايسه کنيد به اين موضوع خواهيد رسيد که ژنوم آنها مشابه نيست و به طور متوسط در هر 1000 جفت باز داراي تغييراتي نسبت به هم هستند. فراوان ترين شکل اين تغييرات از نوع تک نوکلئوتيدي يا SNP است. بندرت SNP هاي جديد به اشخاص خاصي در يک جمعيت اجازه مي دهد که سالم تر باشند و بچه هاي بيشتري توليد کنند. فراواني اين تغييرات در نتيجه انتخاب طبيعي افزايش مي يابد. اگرچه علاقه ملاحظه اي ميان پژوهشگران براي يافتن مناطقي از ژنوم انسان که هدف انتخاب طبيعي قرار دارند وجود دارد، ولي امکانات و منابع لازم براي پژوهش در اين خصوص بتازگي در دسترس پژوهشگران قرار گرفته است.






در اين مقاله ، وسيع ترين محل اثر انتخاب طبيعي که تاکنون کشف شده ، توضيح داده شده است. قسمتي از 4 ژن که روي کروموزوم 7 به طور متوالي قرار گرفته اند، زماني که مردم اروپا شروع به نوشيدن شير گاو و بز کرده اند دچار تغيير شده است. در نتيجه افرادي که تغييرات معيني از اين ژن ها را به ارث مي برند، براي جذب کلسيم توسط بدن سازگاري بهتري دارند. يکي از اين ژن ها به نام TRPV6 است که در بروز يا شدت سرطان پروستات نقش دارد. اين ژن به همراه يکي ديگر از ژن هاي اين ناحيه به نام TRPV5 در جذب کلسيم در کليه ها، روده و جفت نقش دارد. دانشمندان قبلا دريافته بودند که تغيير ژنتيکي ايجاد شده در يک ژن که باعث بروز تحمل به لاکتوز در جمعيت اروپايي شيرنوش مي شود، حدود 10 هزار تا 20 هزار سال پيش تحت تاثير انتخاب طبيعي قرار گرفته است. به نظر مي رسد کشف اخير اين يافته را نيز تکميل مي کند، زيرا بدن انسان نه تنها احتياج به داشتن تحمل لاکتوز دارد، بلکه بايد توانايي جذب کلسيم نيز داشته باشد.






محيط امروز انسان به طور قابل ملاحظه اي نسبت به زماني حدود 10 هزار سال پيش که اجداد ما مي زيستند تغيير کرده است. اکنون بشر دسترسي نامحدودي به غذا و ديگر مواد مصرفي دارد. اگر چه نظريه Thrifty geneتا اندازه اي ساده انگارانه به نظر مي آيد، ولي بايد متوجه بود اين باور اساسي که يک تغيير ژنتيکي که زماني به ما کمک مي کرده و اکنون عليه ما کار مي کند شايد درخصوص بعضي از ژن هاي مستعد کننده بيماري هاي پيچيده نيز صادق باشد. اگر اين موضوع صحت داشته باشد، يافتن ژن هايي که تحت تاثير انتخاب طبيعي قرار گرفته اند مي تواند ما را در يافتن ژن هاي جديد مربوط به بيماري هاي پيچيده ژنتيکي کمک کند. در اين مقاله آکي و همکاران چند ژن ديگر را که تحت تاثير انتخاب طبيعي قرار گرفته اند توضيح داده و ارتباط ميان انتخاب طبيعي و تعدادي از بيماري ها نظير فشار خون ، بيماري کليوي ، حساسيت به عفونت ، آسم و آلزايمر را نشان داده اند.


__________________

[Borna66]

دوقلوها چگونه همسان يا غير همسان مي شوند؟

دوقلوها چگونه همسان يا غير همسان مي شوند؟

http://pnu-club.com/imported/2009/04/1986.jpg

چه زماني و چگونه مي توانم بفهمم كه آيا بيش از يك جنين در شكم دارم؟

چند دهه پيش، اكثر خانمهايي كه چندقلو حامله بودند تا زمان زايمان از اين مطلب اطلاع پيدا نمي كردند. اما امروزه ديگر چنين غافلگيري هايي به ندرت پيش مي آيند. اين خانمها به طور معمول در آزمايش سونوگرافي كه اغلب در سه ماهه اول حاملگي انجام مي شود، از اينكه دو يا چندقلو حامله هستند، مطلع مي شوند.











در صورتي كه اندازه شكم شما بيش از حد معمول بزرگ شده باشد، پزشك به شما توصيه مي كند كه يك آزمايش سونوگرافي در سه ماهه اول حاملگي بدهيد. البته به احتمال زياد، شما يا پزشكتان در تعيين تاريخ دقيق آبستن شدن، اشتباه كرده ايد. آزمايش سونوگرافي مشخص خواهد كرد كه چقدر از زمان آبستني شما مي گذرد و آيا بزرگي اندازه شكم شما بواسطه چندقلو حامله بودن است يا خير.









اگر شما با استفاده از روشهاي درمان ناباروري مانند استفاده از داروي كلوميد (clomid)، گنادوتروپين، يا باروري آزمايشگاهي (IVF) حامله شده ايد، احتمالا در هشت هفته اول از آزمايش سونوگرافي استفاده خواهيد كرد تا مشخص شود كه چند جنين در رحم شما كاشته شده اند. آزمايش سونوگرافي (خصوصا پس از هفته هاي ششم تا هشتم)، تقريبا به صورت قطعي مي تواند مشخص كند كه آيا بيشتر از يك جنين در رحم شما در حال رشد است يا خير. با اين حال، هر چه تعداد جنينها بيشتر باشد، احتمال اينكه يكي از آنها در آزمايش سونوگرافي مخفي بماند افزايش مي يابد.











دوقلوها چگونه همسان يا غير همسان مي شوند؟



دوقلوهاي غير همسان در اثر آزاد شدن دو تخمك و بارور شدن همزمان آنها ايجاد مي شوند. اين دوقلوها را به عنوان دو تخمكي يا دي زيگوتيك (DZ) نيز مي شناسند. دوقلوهاي همسان از يك تخمك كه بارور شده و سپس تقسيم مي شود پديد مي آيند و به همين دليل به عنوان يك تخمكي يا مونوزيگوتيك (MZ) نيز شناخته مي شوند.











به هر حال، از آنجا كه دوقلوهاي همسان از يك تخمك به بار مي آيند، DNA يكساني دارند؛ اما با اين كه به آنها دوقلوهاي همسان گفته مي شود، دقيقا مشابه با يكديگر نيستند. هرچند ژنهاي آنها يكسان هستند، اما ممكن است برخي ويژگيهاي آنها نيز متفاوت باشد كه در نتيجه والدين مي توانند بين آنها تمايز گذاشته و آنها را از يكديگر تشخيص دهند. اين تفاوتها ممكن است بواسطه اثرات محيطي، يا در درون رحم و يا در خارج از رحم باشد. همچنين، برخي ژنهاي خاص ممكن است نهايتا به شكلهاي متفاوتي در اين دوقلوها بروز پيدا كنند.











چه زماني و چگونه مي توانم بفهمم كه آيا دوقلوهاي من همسان يا غير همسان هستند ؟



از لحاظ تئوريك، آزمايشهاي دوران حاملگي مانند CVS و آمنيوسنتز مي توانند اين مورد را به صورت دقيق مشخص نمايند. اما انجام اين آزمايشها در چندقلوها مي تواند پر دردسر بوده يا نتايج چندان دقيقي به دست ندهد و شما ممكن است نتوانيد از DNA همه جنينها نمونه برداري كنيد.









اگر شما نتوانيد يا نخواهيد از اين آزمايشها استفاده كنيد، آزمايش سونوگرافي در اغلب موارد (بر حسب اينكه آيا آنها از يك جفت استفاده مي كنند يا دو جفت؛ و اينكه آيا همجنس هستند يا غير همجنس) مي تواند مشخص كند كه آيا نوزادان شما همسان هستند يا غير همسان.











اگر يك متخصص حرفه اي، سونوگرافي واژينال را بين هفته هاي 9 تا 14 انجام دهد، مي تواند تقريبا 100% مشخص نمايد كه آيا نوزادان شما از يك جفت به صورت مشترك استفاده مي كنند يا خير. اگر اين آزمايش در سه ماهه دوم انجام شود، ميزان دقت آن به 90% افت مي كند، زيرا محيط داخل رحم تنگ تر شده و تشخيص جفت نيز دشوارتر مي شود.











در صورتي كه نوزدان شما از يك جفت به صورت مشترك استفاده كنند، همسان هستند. در صورتي كه آنها از دو جفت استفاده كنند، ممكن است همسان يا غير همسان باشند. همه دوقلوهاي غير همسان و 20 تا 30 درصد از دوقلوهاي همسان ، از جفت هاي مجزا استفاده مي كنند.









در 18 تا 20 هفتگي، در صورتي كه هر دو جنين به صورتي در رحم قرار گرفته باشند كه تكنيسين بتواند اندامهاي جنسي آنها را از طريق سونوگرافي ببيند، مي توان جنسيت هر دو كودك را مشخص نمود. در صورتي كه آزمايش سونوگرافي به وضوح نشان دهد كه شما يك پسر و يك دختر داريد، در اين حالت كودكان شما غير همسان هستند. دوقلوهاي همسان تقريبا در همه موارد، جنسيت مشابه دارند.









در صورتي كه در آزمايش سونوگرافي مشخص شود كه دو جفت وجود دارد و كودكان از يك جنس هستند، يا اينكه اگر نتيجه سونوگرافي واضح و دقيق نباشد، شما احتمالا بايد تا زمان تولد بچه ها براي پاسخ اين سوال منتظر بمانيد. پس از تولد، پزشك مشخص مي كند كه آيا دوقلوها از يك جفت به صورت مشترك استفاده مي كرده اند يا خير. از آنجا كه جفت هاي مجزا نيز در برخي موارد به هم چسبيده و به شكل يك جفت ظاهر مي شوند، ممكن است براي تعيين تعداد دقيق جفتها به آزمايش در آزمايشگاه مجهز نياز باشد.









اگر بررسي و آزمايش جفتها نيز جواب سوال را مشخص نكند، شما مي توانيد از آزمايش DNA استفاده كنيد؛ اما بايد يك تا دو هفته براي مشخص شدن نتيجه، منتظر بمانيد. همانگونه كه در بالا ذكر شد، دوقلوهاي همسان تقريبا در همه موارد DNA يكساني دارند، اما در دوقلوهاي غير همسان فقط 50% از DNA بين دو نوزاد مشابه و مشترك است.






هنگامي كه نوزادها بيشتر رشد كنند، احتمالا با نگاه كردن به آنها نيز به آساني مي توان مشخص كرد كه آنها چه نوع دوقلويي هستند. اگر آنها آنقدر به هم شبيه باشند كه افراد ديگر نتوانند آنها را از هم تشخيص دهند، مي توان گفت كه مسلما همسان هستند. اگر رنگ مو، رنگ چشم يا خصوصيات صورت آنها با هم تفاوت مشخصي داشته باشد، بدين معناست كه آنها غير همسان هستند.









دانستن اينكه دوقلوها همسان يا غير همسان هستند، چه اهميتي دارد؟



اين موضوع صرفا براي ارضاي حس كنجكاوي نيست. دانستن اين نكته، ممكن است به خاطر برخي دلايل پزشكي نيز اهميت داشته باشد.








يك مورد آن است كه دوقلوهاي همسان كه از يك جفت به صورت مشترك استفاده مي كنند، ممكن است در طول دوران حاملگي با يك خطر خاص در زمينه سلامتي خود مواجه باشند. حدود 15 درصد از اين دوقلوها به سندرم انتقال خون بين دوقلوها در رحم (TTTS) مبتلا مي شوند؛ حالت خطرناكي كه در آن، يكي از دوقلوها بخشي از مايعات خود را به ديگري مي دهد. دوقلويي كه مايع را دريافت مي كند، احتمالا سريعتر از دوقلوي دهنده، رشد خواهد كرد.








در صورتي كه اين عارضه درمان نشود، معمولا براي هر دو جنين كشنده است. در صورتي كه دوقلوهاي شما از يك جفت به صورت مشترك استفاده مي كنند، پزشك شما، ميزان وزن اضافه كردن دو جنين را تحت نظر قرار داده و ساير نشانه هاي احتمالي TTTS را نيز بررسي مي كند. در صورتي كه پزشك به بروز اين عارضه مشكوك شود، درمان فوري ممكن است جلوي عوارض احتمالي را گرفته و كودكان شما را سلامت نگه دارد.









حتي پس از اينكه كودكان شما رشد كردند، دانستن اينكه آيا همسان هستند يا غير همسان ، باز هم اهميت دارد. به عنوان مثال، اگر دوقلوها همسان بوده و مشخص شود كه يكي از دوقلوها از يك بيماري ژنتيكي رنج مي برد، دوقلوي ديگر نيز قطعا به همين بيماري مبتلاست. اما در مورد دوقلوهاي غير همسان ، ممكن است يكي از آنها به يك بيماري ژنتيكي مبتلا باشد ولي ديگري از اين لحاظ سالم باشد.






يك دليل ديگر هم براي دانستن همسان يا غير همسان بودن دوقلوها وجود دارد: همه در اين باره از شما سوال خواهند پرسيد (از دوستان و آشنايان، تا غريبه هايي كه در خيابان مي بينيد). دوقلوها براي مردم جذاب هستند، پس بهتر است در طول حاملگي و تا چندين سال بعد، براي پاسخ دادن به سوالات مكرر آنها آماده باشيد.

[Borna66]

شکست ممنوعیت جنین انسان-حیوان


http://pnu-club.com/imported/2009/04/1987.jpg




منتقدان می گویند که دستکاری جنین انسان “غیراخلاقی” است



تلاشی از سوی گروهی از نمایندگان پارلمان بریتانیا برای غیرقانونی کردن تحقیقاتی برای خلق جنین های انسان-حیوان با 336 مقابل 176 رای شکست خورده است.



نمایندگان مخالف پیشتر استدلال کرده بودند که تحقیقات سلوله پایه با استفاده از ترکیب جنین انسان و حیوان “قدمی فراتر از حد است که باید ممنوع شود.”



ادوارد لِی، نماینده ارشد حزب محافظه کار در مجلس عوام، گفت که “تاکنون هیچ شاهدی به دست نیامده” که ادعاها دایر بر منجر شدن این تحقیقات به یافتن معالجه برای پارکینسون و آلزایمر را “تایید” کند.



گوردون براون، نخست وزیر بریتانیا، نمایندگان را ترغیب کرده بود از این تحقیقات حمایت کنند، چرا که می گوید این “تلاشی اخلاقی” است که می تواند در آینده جان هزاران نفر را نجات دهد.



نمایندگان هم اکنون در حال بحث درباره یک رشته اصلاحات بر قوانین جنین شناسی هستند که اصلا در 1990 تصویب شده بود. بند مربوط به جنین انسان-حیوان اولیه اصلاحیه ای بود که به رای گذاشته می شد.



هدف این تدابیر که بخشی از “لایحه باروری انسانی و جنین شناسی” است، روزآمد کردن قوانین با تازه ترین پیشرفت ها و یافته های پزشکی است.



باقی این اصلاحات طی روزهای دوشنبه و سه شنبه در مجلس عوام پارلمان بریتانیا به رای گذاشته خواهد شد.



آقای لِی وزیر سابق که هدایت نبرد علیه صدور مجوز خلق جنین های “مخلوطی” (نیمه حیوان نیمه انسان) را به عهده دارد، گفت این کار “از لحاظ اخلاقی غلط است و تقریبا به طور حتم از نظر پزشکی بی فایده.”



این لایحه، تحقیقات زیر نظر دولت را با استفاده از جنین های ترکیبی که در آن هسته یک سلول انسانی در دل تخمک حیوانی کاشته می شود مجاز می کند.



جنینی که به این ترتیب به دست آمده است برای حداکثر 14 روز زنده نگاه داشته می شود تا سلول های پایه از آن استخراج شود و بعد نابود خواهد شد.



اما آقای لی گفت: “ما عقیده نداریم که نظارت دولت کافی است. ما معتقدیم که این گامی فراتر از حد (مجاز) است که باید ممنوع شود.”



سر جرالد کافمن، وزیر سابق حزب کارگر، در تایید این سخنان گفت: “تا کجا پیش خواهید رفت؟ کجا دست می کشید؟ حدود و مرزهای این کار چیست؟”



“اگر خلق جنین ترکیبی را اجازه دهید، بعد از آن اجازه چه کاری را خواهید داد، حتی اگر مطلقا ندانید که به کجا ختم می شود.”



استدلال موافقان



اما کریس برایانت از حزب کارگر که خود قبلا روحانی مسیحی بوده است گفت که استدلال های آقای لی مانند استدلال های رهبران کلیسا علیه واکسن آبله است.



وی گفت: “آنها اشتباه می کردند و من فکر می کنم شما هم امروز اشتباه می کنید.”



اوان هریس، از حزب لیبرال دموکرات، گفت که پیشنهادها در مورد تحقیقات جنین “انحراف اخلاقی” از نظام فعلی نیست و تحقیقات همچنان “شدیدا تحت نظر و مقررات خواهد بود.”



خانم دان پریمارولو وزیر بهداشت در حمایت از این اصلاحیه گفت: “این تحقیقات در داخل محدوده ای مشخص به دانشمندان این توانایی را می دهد که فناوری هایی را که می تواند به یافتن معالجات بیماری های دیژنراتیو (تحلیل برنده) …. کمک کند توسعه دهند.”



وی افزود که هیچ جنینی که ترکیب انسان و حیوان باشد هرگز در رحم یک زن کاشته نخواهد شد.



بیش از ۲۰۰ سازمان خیریه پزشکی در بریتانیا در ماه مارس از اعضای پارلمان این کشور خواستند که از لایحه تحقیقاتی شامل جنین ترکیبی حمایت کنند.



این سازمان ها که عضو انجمن سازمان های پزشکی خیریه بریتانیا هستند، شامل بنیاد قلب و سازمان تحقیقات سرطان این کشور می شدند.



خلق اولین جنین ترکیبی



ماه گذشته دانشمندان بریتانیایی اعلام کردند که برای اولین بار موفق شده اند جنین های آزمایشگاهی خلق کنند که از انسان و حیوان ترکیب شده است. این جنین ها تنها سه روز زنده نگاه داشته شده و بعد نابود شدند.



دانشمندان دانشگاه نیوکاسل انگلستان برای خلق جنین های پیوندی، دی ان ای به دست آمده از سلول های پوست انسان را به تخمک های گرفته شده از تخمدان گاو تزریق کردند. پیش از تزریق دی ان ای، دانشمندان تقریبا تمام ژن های موجود در تخمک های گاو را از آنها تخلیه کرده بودند.



آنچه از ترکیب دی ان ای سلول های پوست انسان و تخمک های گاو حاصل می شود جنینی است که برای همه منظورهای پزشکی و تحقیقاتی حکم جنین انسان را دارد؛ محققان می توانند از این جنین ها سلول پایه استخراج کنند؛ سلول های پایه ممکن است امکان درمان بسیاری از بیماری ها را که انسان با آن دست به گریبان است، فراهم کند.



سلول های پایه که از جنین استخراج می شود توان بالقوه برای بدل شدن به انواع بافت های بدن را دارند که به آنها اهمیت تحقیقاتی بسیار بالایی می بخشد.



در حال حاضر، دانشمندان مجبورند برای کسب این سلول ها به تخمک انسانی که از معالجات باروری به جا مانده تکیه کنند، اما در این زمینه کمبودهایی وجود دارد و به علاوه کیفیت آنها همیشه خوب نیست.



نیل بودلر، گزارشگر بی بی سی، می گوید مخلوط کردن انسان و گاو شاید خیلی عجیب به نظر برسد اما محققان دانشگاه نیوکاسل می گویند که دسترسی به تخمک های گاو در مقایسه با تخمک های انسان راحت تر است.



پرفسور جان بورن، از اعضای تیم تحقیقی دانشگاه نیوکاسل، گفت آنها با اجازه و تائید مسئولان این جنین های آزمایشگاهی را خلق کرده اند اما آینده این تحقیقات به تصویب لایحه ای بستگی دارد که اکنون در پارلمان بریتانیا در دست بررسی است.



قوانین حاکم بر تحقیقات جنین در بریتانیا متعلق به 18 سال پیش است و مشمول موضوع خلق جنین پیوندی نمی شود.

[Borna66]

شايد عجيب باشد كه بخواهيم در مورد خوردن باقلا هم هشدار بدهيم.



ولي عجيب‌تر از آن اين است كه حتي لمس كردن اين ماده در خيلي از كودكان علائم بيماري‌اي را ظاهر مي‌كند كه براي خيلي از خانواده‌ها ناآشناست: فاويسم.



فاويسم يك بيماري فصلي، ‌ارثي و تغذيه‌اي است كه به‌شكل كم خوني و بيشتر در اثر خوردن باقلاي سبز خام و گاهي فريز شده و يا در اثر مصرف برخي از داروها و مواد شيميايي اكسيد‌كننده در افراد حساس اتفاق مي‌افتد.



در ايران، فاويسم، بومي سواحل خزر، است. كانون‌هايي از بيماري هم در سواحل خليج فارس به‌ويژه مناطق جنوب و جنوب شرقي ماهدشت، فسا و فيروزآباد فارس و روستاهاي شمالي ايرانشهر در استان سيستان و بلوچستان نيز ديده مي‌شود.



در سواحل درياي خزر خطر ابتلا به بيماري از هفته اول ارديبهشت تا هفته دوم خرداد، ساكنان منطقه را تهديد مي‌كند ولي بحراني‌ترين زمان هفته دوم خرداد است. بعد از اين هفته هم، بيماري به‌طور موقت فروكش مي‌كند به‌طوري كه تا سال بعد بيماري حالت ركود را طي خواهد كرد. سن شيوع اين بيماري هم يك تا 10 سالگي است اما بيشتر مبتلايان در رده سني زير 5 سال قرار دارند. در كودكان زير يك سال نيز ممكن است بيماري از طريق خوردن شير مادر اتفاق بيفتد.



دكتر مينا ايزد‌يار، متخصص خون و رئيس انجمن تالاسمي ايران، در اين گفت‌وگو در مورد اين بيماري و نحوه شروع علائم آن، توضيح مي‌دهد.



او معتقد است كه فاويسم يك مشكل پزشكي حاد قلمداد نمي‌شود كه بخواهيم خانواده‌ها را نسبت به آن بترسانيم ولي آگاهي دادن به والدين كودكان مبتلا به اين بيماري در مورد واكنش صحيح به علائم آن، يكي از ضروري‌ترين اقدامات است.



خانم دكتر، شروع بيماري فاويسم در كودكان به‌چه‌صورت است؟



فاويسم يا كمبود آنزيمي به نام گلوكز6 فسفات دي هيدروژناز (G6pd) به‌صورت ارثي معمولا از مادر به پسر منتقل مي‌شود . ژن اين آنزيم روي كروموزوم X سوار مي‌شود ولي اگر در اين امر خللي پيش بيايد، فرد، مبتلا به فاويسم خواهد شد.



با اين حال چرا بيشتر مبتلايان به اين بيماري پسر هستند؟



اين بيماري در پسرها شايع‌تر است چون پسرها فقط داراي يك كروموزوم X و دختران داراي دوتا از اين كروموزوم هستند. بنابراين اگر ژن آنزيم نام برده شده نقص داشته باشد، پسران را بيشتر گرفتار مي‌كند.



اين يعني دختران اصلا به فاويسم مبتلا نمي‌شوند؟



چرا، اگر دوتا كروموزوم X دختران گرفتار نقص اين ژن باشد، يا اگر كروموزوم X سالم شان نتواند دختر را در مقابل X معيوب، سالم نگه‌دارد، دختران هم مبتلا به اين بيماري مي‌‌شوند.



ولي تعداد مبتلايان پسر خيلي بيشتر است.



در بين مواد مصرفي، باقلا بيشتر از همه منجر به بروز علائم اين بيماري در كودك مي‌شود، مگر اين ماده چه خاصيتي دارد؟



باقلا از جمله مواد اكسيدان است يعني موادي كه اكسيژن در آنها زياد توليد مي‌شود. همين امر باعث مي‌شود كه گلبول‌هاي قرمز فاويسمي‌ها مقابل مواد اكسيدان از بين بروند يا پاره شوند.



اين بيماري به‌صورت چه علائمي خودش را نشان مي‌دهد؟



حاصل اين فرآيند به‌صورت كم‌خوني شديد، اسهال و استفراغ، تهوع، زردي سفيده چشم، زردي پوست و خوني شدن رنگ ادرار خواهد بود.



علاوه بر باقلا، چه مواد اكسيدان ديگري در اين امر دخيلند؟



داروهاي اكسيدان مثل كوتريموكسازول و آسپيرين، ويتامين K، سولفاميدها، داروهاي ضد‌مالاريا، نفتالين، استامينوفن، حنا و داروهاي متفرقه ديگر ممكن است در اين بيماران باعث هموليز يا همان شكسته شدن گلبول‌هاي قرمز شوند.



هميشه همه علائم اين بيماري كه به آنها اشاره كرديد به اين روشني هستند كه خانواده‌ها سريعا متوجه آنها شوند؟



به هيچ وجه، علائم اين بيماري گاهي اوقات به اين صراحت و واضحي نيست. حتي ممكن است اين بيماري با زردي، هپاتيت و كم‌خوني‌هاي ديگر اشتباه شود.



خب اين اشتباه را پزشكان هم ممكن است بكنند؟



بله، در خيلي از مواقع به‌خصوص در فصل بهار پزشكان هم كم‌خوني‌هاي ديگر را با فاويسم اشتباه مي‌گيرند و به كودك خون تزريق مي‌كنند. چندين نمونه از كودكان اين چنيني را هم ديده‌ايم، به‌طوري كه مدت‌ها بعد از اين تزريق پزشكان پي به تشخيص اشتباه در اين كودكان برده‌اند. در حالي‌كه ما هميشه مي‌گوييم تزريق كار ساده‌اي نيست و حتي براي خود پزشكان نيز همراه با استرس است به‌خصوص اگر خون آلوده باشد و خطر انتشار عفونت‌هاي مختلف را تسهيل كند.



ممكن است كودكان با هر بار مصرف موادي كه از آنها ياد كرديد دچار اين علائم شوند؟



نه، خيلي از خانواده‌ها مي‌گويند قبلا كه كودكشان مثلا داروي كوتريموكسازول يا باقلا مصرف مي‌كرده اين مشكل را نداشت، اين درست است، ما هم مي‌گوييم نبايد خانواده‌ها را نسبت به اين بيماري ترساند. چون با اينكه اين بيماري تا آخر عمر همراه فرد است، ولي اين علائم ممكن است فقط يك بار به سراغ او بيايد. بنابراين ما فقط به خانواده‌ها آگاهي مي‌دهيم يعني بايد به آنها گفت كه اگر كودكشان اين بيماري را دارد، حتي از كنار مزارع باقلا هم رد نشوند چون همين كار مي‌تواند باعث هموليز و شكننده شدن گلبول‌هاي قرمز كودك شود. فاويسمي‌ها همچنين در منزل از نفتالين و حشره كش نبايد استفاده كنند.



با وجود اين واكنش‌ها، حتي اگر كودك نياز به مصرف داروي كوتريموكسازول يا ساير داروها داشت، شما والدين را از خوراندن آنها به كودك منع خواهيد كرد؟



اصلا، اگر كودكي نياز به داروي كوتريموكسازول داشت و مبتلا به فاويسم بود، نبايد اين دارو را در او قطع كرد بلكه كودك بايد اين دارو را تحت نظر پزشك و با احتياط حتما مصرف كند. داروي ضد‌مالاريا در بيماراني كه مجبور به استفاده از آن مي‌شوند هموليز ايجاد مي‌كند ولي ما مجبوريم دوز اين داروها را پايين آوريم و به بيمار بدهيم.



با اين حال و با تعريفي كه از علائم بيماري داشتيد، چاره‌اي جز رساندن كودك به مراكز اورژانس و اقدامات اورژانسي روي كودك نيست. كمي در اين مورد توضيح مي‌دهيد؟



اگر در اين شرايط به كودك رسيدگي نشود، ممكن است در اثر كم‌خوني دچار نارسايي قلبي شود و يا حتي خطرات خيلي جدي‌تر شود. بنابراين كودك به محض شروع اين علائم بايد سريعا براي تزريق خون به اورژانس ارجاع داده شود. خيلي از اين بيماران هم حتي تا چند روز در بيمارستان بستري هستند.



مي‌توانيم بگوييم كه زردي دوران نوزادي با اين بيماري ارتباط دارد؟



البته كمبود آنزيم گلوكز6 فسفات دي هيدروژناز در دوره نوزادي باعث زردي نوزادان مي‌شود. براي همين در شرح حال اين كودكان بيمار، بايد از خانواده‌ها بپرسيم كه فرزندشان در دوره نوزادي مبتلا به زردي بوده يا نه؟ يكي از كارهايي هم كه اخيرا تحت نظر وزارت بهداشت به‌صورت غربالگري نوزادان انجام مي‌شود، همين مسئله است.



چند درصد اين زردي‌ها را مي‌توان به فاويسم نسبت داد؟



شايد حدود 20 تا 30 درصد مربوط به اين بيماري است. البته اگر زردي بالا برود و لازم باشد نوزاد بايد در بيمارستان‌ بستري شود چون به هر حال بيش از 70 تا 80 درصد نوزادان ابتداي تولد مبتلا به زردي هستند.



نكته ديگري باقي مانده؟



فقط مردم بايد به اين نكته توجه داشته باشند كه فاويسم يك بيماري جداگانه است. يعني كساني كه فاويسمي هستند، فكر نكنند كه در مقابل غذاهاي ديگر هم حساسند يا آلرژي دارند. آلرژي نسبت به مواد غذايي كاملا با فاويسم فرق دارد. علاوه بر اين فاويسم به‌عنوان يك مشكل مهم پزشكي نيست كه مردم را بخواهيم بترسانيم. كم‌خوني‌هاي ديگري مثل تالاسمي ماژور نياز به پيشگيري دارند ولي اين بيماري مشكل خاصي ندارد چون فرد ممكن است در طول عمر فقط يك بار دچار بحران هموليز شود.



منبع:همشهری آنلاین

[Borna66]

خلق اولین جنین انسان - حیوان در بریتانیا ...


http://pnu-club.com/imported/2009/04/1988.jpg



دانشمندان در بریتانیا موفق شده اند برای اولین بار در این کشور جنین های آزمایشگاهی خلق کنند که از انسان و حیوان ترکیب شده اند. این جنین های آزمایشگاهی، که با انگیزه کمک به مطالعات پزشکی خلق شده بوده اند، سه روز زنده ماندند.این موفقیت در حالی رخ داده که قرار است یک ماه دیگر نمایندگان پارلمان بریتانیا درباره آینده این گونه آزمایش ها و تحقیقات تصمیم گیری کنند. کلیسای کاتولیک تحقیق و خلق جنین های ترکیب شده از دی ان ای انسان و تخمک حیوانات را عملی “نفرت انگیز” توصیف کرده است اما سازمان های بهداشت و درمانی و گروه های مدافع حقوق بیماران معتقدند که این تحقیقات برای درک و درمان امراض حیاتی است.







آنها استدلال می کنند که به ثمر رسیدن تحقیق در مورد جنینهای پیوند شده از انسان و حیوان ممکن است راه را برای رسیدن به درمان های پزشکی جدید، از جمله بیماری پارکینسون و آلزایمر هموار کند.








کمبود تخمک






اگر با میکروسکوپ به این جنین ها نگاه کنیم تفاوتی با یک جنین عادی سه روزه ندارند. اما در واقع آنها بخشی انسان و بخشی حیوان هستند.



برای خلق جنین های پیوندی دانشمندان دانشگاه نیوکاسل انگلستان، دی ان ای به دست آمده از سلول های پوست انسان را به تخمک های گرفته شده از تخمدان گاو تزریق می کنند. پیش از تزریق دی ان ای، دانشمندان تقریبا تمام ژن های موجود در تخمک های گاو را از آنها خارج کرده اند.








آنچه از ترکیب دی ان ای سلول های پوست انسان و تخمک های گاو حاصل می شود جنینی است که برای همه منظورهای پزشکی و تحقیقاتی حکم جنین انسان را دارد؛ محققان می توانند از این جنین ها سلول پایه استخراج کنند؛ سلول های پایه ممکن است امکان درمان بسیاری از بیماری ها را که انسان با آن دست به گریبان است، فراهم کند.








سلول های پایه که از جنین استخراج می شود توان بالقوه برای بدل شدن به انواع بافت های بدن را دارند که به آنها اهمیت تحقیقاتی بسیار بالایی می بخشد.






در حال حاضر، دانشمندان مجبورند برای کسب این سلول ها به تخمک انسانی که از معالجات باروری به جا مانده تکیه کنند، اما در این زمینه کمبودهایی وجود دارد و به علاوه کیفیت آنها همیشه خوب نیست.








نیل بودلر، گزارشگر بی بی سی، می گوید مخلوط کردن انسان و گاو شاید خیلی عجیب به نظر برسد اما محققان دانشگاه نیوکاسل می گویند که دسترسی به تخمک های گاو در مقایسه با تخمک های انسان راحت تر است.







آنها همچنین تاکید دارند که هدف از خلق این جنین ها صرفا تحقیقات پزشکی است و این جنین ها همواره در حد توده ای از سلول باقی می مانند و به چیز دیگری تبدیل نخواهند شد.






پرفسور جان بورن، که یکی از اعضای تیم تحقیقی دانشگاه نیوکاسل است، می گوید آنها با اجازه و تائید مسئولان این جنین های آزمایشگاهی را خلق کرده اند اما آینده این تحقیقات به تصویب لایحه ای بستگی دارد که پارلمان بریتانیا سرگرم بررسی آن بوده است.








سازمان ناظر بر مقررات “باروری انسانی و جنین شناسی” (اچ اف ایی ای) سال گذشته میلادی گفت دانشمندانی که خواستار استفاده از جنین ترکیبی هستند باید به طور منفرد برای این کار تقاضانامه پر کنند. در حال حاضر در بریتانیا دو دانشگاه، یکی نیوکاسل و دیگری دانشگاه گینگز از این سازمان مجوز دریافت کرده اند.








قوانین حاکم بر تحقیقات جنین در بریتانیا قدیمی است و مشمول موضوع خلق جنین پیوندی نمی شود.

[Borna66]

مادر Rh مثبت، نوزاد Rh منفی
http://pnu-club.com/imported/2009/04/1990.jpg

فردی كه توانست از همان آغاز كار كه به سال ۱۳۶۹ برمی گردد تا ۹۹ درصد میزان موفقیت داشته باشد. در همین راستا گزارشی را با این عضو هیات علمی دانشگاه تهران هماهنگ كرده ایم كه از نظرتان می گذرد.


تجزیه گلبول های قرمز جنین در داخل رحم تحت تاثیر عوامل مختلف می تواند كم خونی جنین را به دنبال داشته باشد. بسته به شدت تجزیه گلبولی درجات كم خونی جنین ها متفاوت می شود. یكی از شایع ترین عوامل تاثیرگذار ناسازگاری های گروههای خونی می باشد. به گفته دكتر نیرومنش چنانچه مادری Rh منفی بوده و همسرش Rh مثبت باشد در صورت مثبت بودن Rh جنین آنتی ژن های خون جنین از طریق جفت وارد بدن مادر شده و منجر به تولید آنتی بادی در مادر می شوند. آنتی بادی ها در بدن مادر باقی مانده و در حاملگی بعدی منجر به تجزیه گلبول های قرمز جنین فعلی می شوند كه در نهایت كم خونی جنین را با درجات مختلف ایجاد می كند و گاهی حتی مرگ در داخل رحم یا پس از تولد رخ می دهد. در واقع میزان آنتی بادی كه وارد بدن جنین می شود تعیین كننده عوارضی است كه در جنین ایجاد می شوند. اگر این میزان بالا باشد كم خونی شدید رخ داده و در صورت عدم درمان (كه امروزه با تزریق خون قابل اصلاح است.) جنین دچار عارضه های متعددی چون؛ نارسایی قلبی، نارسایی كبد، ورم شدید كلیه قسمتهای بدن، آسیت (تجمع مایع در شكم) می شود و حتی همان طور كه قبلاً گفته شد امكان مرگ داخل رحمی نیز وجود دارد. كه البته تشخیص به موقع و درمان مناسب در ۹۰ درصد موارد منجر به تولد یك نوزاد سالم می شود كه زندگی سالم و طبیعی نظیر سایر افراد خواهد داشت.


(IUT) تزریق خون به جنین در داخل رحم


دكتر نیرومنش درباره نحوه انجام این عمل می گوید كه جنین هایی كه شرایط كم خون شدن برای آنها مهیا می باشد در هفته های ۱۹ تا ۲۰ حاملگی تحت كنترل سونوگرافی ۱۰ سی سی مایع آمینوتیك جنین برداشت می شود و از طریق آزمایشگاه میزان بیلی روبین موجود در مایع آمینوتیك مورد بررسی قرارمی گیرد. (بیلی روبین ماده ای است كه در صورت تجزیه گلبول قرمز در داخل خون و مایع آمینوتیك مشهود می شود به طوری كه با افزایش تجزیه گلبول قرمز با افزایش میزان این ماده روبه رو می شویم.) اگر بررسی ها كم خونی شدید را گزارش دهند تزریق خون به جنین داخل رحم آغاز می شود. دكتر نیرومنش توضیح می دهد: جهت تزریق خون بین هفته ۲۰ تا ۲۲ بارداری اقدام می كنیم. بدین ترتیب كه خون Oمنفی به صورت packed cell (خونی كه فقط گلبول های قرمز دارد) تحت سونوگرافی در شرایط استریل با بی حسی موضعی توسط سوزنی بنام shiba در حالی كه مادر در وضعیت به پشت خوابیده قرار دارد داخل شكم (صفاق) یا عروق بندناف جنین تزریق می شود. این عمل كه حدوداً یك ساعت طول می كشد باید حداقل هر دو هفته یك بار تكرار شده و تا هفته ۳۴ الی ۳۶ حاملگی ادامه پیدا كند. در تمام این مدت مادر با سونوگرافی هفتگی پیگیر می شود تا اگر خون توسط جنین جذب خوبی داشته باشد تزریق های مجدد هر ۲ هفته یك بار تكرار شود و در صورت بحرانی بودن وضعیت جنین هفته ای یك بار و یا حتی دو بار تزریق خون ضرورت پیدا می كند. در ادامه این بحث گفتنی است نوزادانی كه با این مشكل روبه رو هستند باید زودتر از موعد متولد شوند به همین جهت در این مادران حاملگی در هفته ۳۴ الی ۳۶ خاتمه داده می شود. پس از پایان حاملگی نوزاد در بخش مراقبتهای ویژه بستری می شود. چرا كه معمولاً این نوزادان مبتلا به زردی می شوند و نیاز به فوتوتراپی پیدا می كنند و گاهی حتی تعویض خون های مكرر نیاز می شود.
(البته در تمامی این موارد جز حالتهای خاص نوزاد با شیر مادر تغذیه می شود.)


روش زایمان


زایمان مادرانی كه طی حاملگی IUT (تزریق خون به جنین داخل رحم) استفاده كرده اند در ۹۹درصد موارد به صورت سزارین انجام می گیرد. این متخصص زنان و زایمان می گوید: از آنجا كه چنین مادرانی حاملگی های مكرر ناموفق را تجربه كرده اند وارد آوردن استرس به آنها صحیح نمی باشد از طرفی چون این نوزادان آسیب پذیری بالایی دارند باید به دور از هرگونه صدمه و فشاری متولد شوند. در نتیجه سزارین زایمان انتخابی می باشد.


شیوع


از آنجا كه ۱۵ درصد افراد جامعه دارای Rh منفی هستند و از این تعداد نیمی مرد و نیمی زن هستند با این سؤال روبه رو می شویم چند درصد جنین ها با كم خونی روبه رو هستند. در پاسخ به این سؤال دكتر نیرومنش ضمن اشاره به نبود آمار دقیقی در این مورد در ایران اظهار امیدواری كرد كه در سال های اخیر به دلیل استفاده از درمان های پیش گیری كننده با كاهش این بیماری روبه رو بوده ایم.


عوارض IUT


متخصص زنان و زایمان ضمن تاكید بر اهمیت تجربه در كار IUT تصریح كرد: IUT كار دشوار و وقت گیری است كه بندرت در صورت عدم تجربه كافی پزشك عوارض را برجا می گذارد كه در این صورت با عوارض زیر روبه رو می شویم:


- آسیب به احشاء و ارگان های داخلی جنین
- خونریزی جنینی
- پارگی زودرس پرده های آمینون و در نتیجه شروع زایمان پیش از موعد- عفونت در مادر و جنین


پیشگیری از كم خونی جنینی


امروزه جهت پیشگیری از كم خونی جنینی آمپولی به نام روگام طی حاملگی به مادر تزریق می شود. این آمپول در مادرانی استفاده می شود كه Rh منفی هستند و همسرانشان Rh مثبت دارند.
زمان تزریق آمپول روگام
مادران واجد شرایط تزریق روگام چنانچه عارضه هایی چون لكه بینی، خونریزی و علایم تهدید به سقط داشته باشند در اولین مراجعه خود یك عدد آمپول روگام دریافت می كنند در غیر این صورت تزریق در هفته ۲۸ تا ۳۲ حاملگی انجام می شود. علاوه بر این، پس از زایمان چنانچه نوزاد Rh مثبت باشد طی ۷۲ ساعت اول پس از زایمان تزریق روگام به مادر مجدداً ضرورت پیدا می كند. در همین راستا متخصص زنان و زایمان به برخی شرایط استثنایی اشاره كرد كه روگام بیش از یك عدد باید به مادر تزریق شود.


كه این شرایط شامل موارد زیر می باشد:


- حاملگی دوقلویی
- خونریزی بیش از اندازه
- جداشدگی زودرس جفت
- سزارین


میزان مورد نیاز روگام پس از زایمان


پس از زایمان جهت برآورد میزان مورد نیاز روگام جهت تزریق به مادر طی آزمایشی به نام Betkee میزان خونی كه از جنین وارد بدن مادر شده مورد بررسی قرار می گیرد.
براساس نتایج به ازاری هر ۳۰ سی سی خون منتقل شده از جنین به مادر یك عدد آمپول روگام به مادر تزریق می شود.

[Borna66]

جنسیت جنین

http://pnu-club.com/imported/2009/04/1989.jpg

جنسیت جنین همیشه مورد توجه خاص خانواده ها در سراسر دنیا بوده است و هم اکنون نیز گاهی یکی از معضلات بارداری تطابق جنین موجود در رحم با جنسیت مورد درخواست پدر و مادر است.
از نظر طبیعی در مقابل هر ۱۰۰ دختر ، حدود ۱۰۲ تا ۱۰۵ پسر به دنیا می آیند. در این میان اگرچه در جوامع پیشرفته تعیین جنسیت جنین اغلب موضوع مهمی نیست ، ولی در بعضی مواقع و حتی در میان تحصیلکردگان علاقه به یک جنس گاهی بیشتر است.
با توجه به اهمیت این موضوع برای خانواده ها ، محققان ایرانی همگام با پژوهشگران کشورهای پیشرفته جهان به تکنیک پیشرفته تشخیص ژنتیکی جنسیت جنین قبل از انتقال و تولد نخستین نوزاد تعیین جنسیت شده در ایران دست یافته اند.
به این ترتیب امکان انتخاب جنسیت جنین های انتقالی به روش IVF-PGD فراهم و گامی تازه در توسعه تکنیک های تشخیص ژنتیکی بیماری های پیش از انتقال جنین در کشور برداشته شده است.
پسره یا دختره؟ این اگر اولین سوالی نباشد که پدر بچه از پرستار خوش خبر می پرسد، قطعا دومین سوال است.




چراکه از گذشته های دور بسیاری از مردم ، آرزو داشته اند بتوانند جنسیت فرزندشان را خودشان تعیین کنند و در واقع این یک آرزوی دیرینه جامعه بشری و بسیاری از انسان ها بوده است.
در این میان زن و شوهرهایی هستند که مثلا ۷تا دختر دارند و همیشه در انتظار یک پسر هستند و معمولا همه کارها و اقداماتی که به آنها پیشنهاد می شود را تجربه کرده اند. البته باید گفت که هیچ کدام از این کارها مبنای علمی ندارد و به نظر نمی رسد موفقیتی در پی داشته باشد. به طور کلی برای پسر یا دختر شدن کودک نمی توان غذا یا روش خاصی را پیشنهاد کرد و در اصل این کارها هیچ کمکی نمی کنند. حتی بعضی ها با همین روشها ادعا می کردند که به موفقیت هایی دست یافته اند و اعدادی هم ارائه می کردند، اما علم آمار ثابت کرد این آمارهای گزارش شده غیرواقعی هستند. در این میان در حال حاضر در دنیا کارهای خاصی در این زمینه انجام شده که نتایج خوبی هم در پی داشته اند. محققان ایرانی نیز همگام با پژوهشگران کشورهای پیشرفته جهان به تکنیک پیشرفته تشخیص ژنتیکی جنسیت جنین قبل از انتقال و تولد نخستین نوزاد تعیین جنسیت شده در ایران دست یافته اند. به این ترتیب امکان انتخاب جنسیت جنین های انتقالی به روش IVF-PGD فراهم و گامی تازه در توسعه تکنیک های تشخیص ژنتیکی بیماری های پیش از انتقال جنین در کشور برداشته شده است البته به گفته دکتر ملک منصور اقصی ، عضو هیات علمی دانشگاه علوم پزشکی تهران و متخصص زنان و زایمان و عضو تیم IVF بیمارستان مهر تهران که با موفقیت از این تکنیک بهره گرفته اند ، نخستین نوزاد تعیین جنسیت شده با روش IVF-PGD یک سال پیش متولد شده است.
اقصی می افزاید: با وجود این که تجارب ۱۰ساله استفاده از این تکنیک در خارج کشور، ایمنی کامل آن را اثبات کرده است ولی با توجه به پیچیدگی و حساسیت بالای این روش ، حدود یک سال صبر کردیم تا از سلامت کامل نوزاد مطمئن شویم که خوشبختانه این اطمینان حاصل شد البته علاوه بر این نوزاد یک ساله که پسر است ، دو نوزاد دختر و پسر دیگر هم به این روش متولد شده اند و هفت مادر باردار نیز که از این تکنیک استفاده کرده اند در انتظار تولد فرزندانشان هستند. دکتر اقصی با اشاره به این که هیچ یک از مادرانی که از تکنیک تعیین جنسیت با روش IVF-PGD استفاده کرده اند ، مشکل ناباروری نداشته اند، درباره علت استفاده از چنین روشی اظهار کرد: این تکنیک که از حدود ۱۰سال پیش در برخی کشورهای پیشرفته استفاده می شود، عمدتا با هدف انتخاب جنسیت فرزندان زوجهایی که در معرض بیماری های ژنتیکی وابسته به جنس نظیر هموفیلی که در پسران بروز می کند به کار می رود و تعیین جنسیت جنین به صرف تمایل زوجها به داشتن نوزاد پسر یا دختر در بسیاری از کشورها معمول نیست و با مخالفت هایی مواجه است البته در نقطه مقابل ، کسانی هم با انتخاب جنسیت جنین حسب علاقه زوجین در شرایط خاص موافقند و معتقدند در شرایطی که برخی زوجها به دلیل علاقه به داشتن دختر یا پسر، بارها صاحب فرزند می شوند ولی موفق به داشتن فرزند با جنسیت دلخواه نمی شوند، استفاده از چنین شیوه ای می تواند در جلوگیری از افزایش جمعیت به این دلیل ، موثر باشد.




● تعیین جنسیت در آزمایشگاه
دکتر اقصی درباره نحوه تعیین جنسیت جنینی به شیوه PGD می افزاید: در این روش به دلیل نیاز به بررسی جنین ناچاریم با وجود بارور بودن زوجین از روش IVF در آنها استفاده کنیم به این ترتیب که جنین هشت سلولی از لقاح آزمایشگاهی حاصل شده و سپس ، پیش از انتقال آن به رحم یکی از سلولها را جدا کرده و توسط یک متخصص ژنتیک که در این زمینه مهارت دارد ، بررسی و تشخیص جنسیت می کنیم و سپس جنین مناسب را به رحم مادر انتقال می دهیم.




این روش به هیچ وجه ساده نبوده و در هر یک از مراحل متعدد انجام آن ، ممکن است مشکلات مختلفی بروز کند که مانع از حصول نتیجه می شود لذا این تصور که با دستیابی به تکنیک تشخیص جنسیت به روش PGD زوجها می توانند به سهولت جنسیت نوزاد خود را انتخاب کنند درست نیست.
در پاسخ به این سوال که آیا با جدا کردن یک سلول از جنینی که تنها ۸ سلول دارد ، احتمال صدمه دیدن به آن وجود نخواهد داشت هم باید گفت مطالعات ۱۰ ساله نشان داده جدا کردن یک سلول لطمه ای به جنین نمی زند ، چون کل سلولهای جنینی ، یک شکل و تمایز نیافته هستند با این حال دقت و حساسیت این کار بسیار بالاست و جای هیچ خطایی وجود ندارد چون ما تنها مجاز به جدا کردن یک سلول هستیم و حتی اگر سلول جدا شده دچار مشکل شود ، به هیچ عنوان نمی توانیم سلول دیگری را از جنین جدا کنیم البته ممکن است هنگام جدا کردن همان یک سلول نیز کل جنین خراب شود و همین ظرافت و حساسیت است که دستیابی به جنین تکنیکی را با اهمیت کرده و راه را برای کارهای پیشرفته تر بویژه در زمینه تشخیص ژنتیکی بیماری های مختلف پیش از انتقال جنین همچنان که در بسیاری کشورها مرسوم است هموار می کند.دکتر اقصی در ادامه با بیان این که دستیابی به روش تعیین جنسیت جنین قبل از انتقال به رحم ، حاصل تلاشی گروهی بوده است ، می گوید: تیم فعال در این زمینه شامل ۳ متخصص زنان دکتر ملک منصور اقصی ، دکتر مهرا کتابی و دکتر شهرزاد انصاری یک متخصص جنین شناسی لیلا باجلان و یک متخصص ژنتیک دکتر سعید رضا غفاری بوده است.


● جنبه اخلاقی
IVF

را ما به طور کلی به عنوان یک روش درمانی ناباروری می شناسیم.
اما آیا درست است خانمی را که می تواند یک باروری عادی و طبیعی داشته باشد ، تنها برای تعیین جنسیت تحت IVF قرار داد؟ اقصی در پاسخ به این سوال می گوید: در این مورد حرف و حدیثها زیاد است.


اساسا این سوال مطرح است که آیا درست است که ما جنسیت نوزاد را تعیین کنیم؟ باید به این سوال این طور پاسخ داد که با تعیین جنسیت می توانیم جلوی ابتلا به بیماری هایی نظیر هموفیلی را بگیریم اما اگر یک نفر بدون هیچ بیماری خاصی و تنها به علت تمایل شخصی بخواهد جنسیت فرزندش را تعیین کند زیر سوال است.


ما با یکی از دانشگاه های انگلستان در حال انجام یک طرح تحقیقاتی مشترک هستیم تا ببینیم دیدگاه مردم نسبت به این مساله چیست و در جوامعی مثل ایران و انگلستان که از نظر فرهنگی با یکدیگر تفاوت های قابل توجهی دارند ، نظر مردم عادی نسبت به این مسائل چطور است البته تاکنون در کشورهایی مثل آلمان ، ایتالیا و امریکا مطالعات مشابهی انجام شده است اما هیچکدام مطالعات درست و کاملی نبوده اند و برای همین ما یک مطالعه دقیق طراحی کرده ایم که مشکلات و نقایص مطالعات قبلی را نداشته باشد. به طور کلی درباره جنبه های اخلاقی کاربرد این روش باید گفت این مساله هم مثل موضوعاتی چون تحقیقات سلولهای بنیادی جنینی از مقولات مورد مناقشه در دنیاست که در برخی کشورها آزاد و در برخی دیگر ممنوع است.
مخالفان تعیین جنسیت آن را مقدمه ایجاد نوعی تبعیض جنسی در جامعه می دانند و در مقابل موافقان ، انتخاب فرزند را از حقوق طبیعی والدین دانسته ، مضافا این که آن را در تنظیم خانواده کمک کننده می دانند. اقصی در این زمینه می گوید: به اعتقاد من باید در هر جامعه بر حسب شرایط و خواست عمومی به این قضیه نگاه کرد همان طور که نمی توان در مورد کاربرد سلولهای بنیادی حکم واحدی برای تمام دنیا صادر کرد.اقصی در پاسخ به این سوال که استفاده از این روش که مبتنی بر IVF است ، تا چه حد مشکلات ناشی از آن از جمله افزایش احتمال دو یا چند قلوزایی را نیز در پی خواهد داشت ، می افزاید: از آنجا که در مرکز ما مثل مراکز معتبر دنیا ، در IVF بیش از دو جنین منتقل نمی شود و اساسا احتمال این که در بین جنینهای انگشت شمار گرفته شده ، دو یا چند جنین با جنسیت دلخواه داشته باشیم ، بسیار اندک است ، لذا احتمال دوقلوزایی در این روش بسیار کم است.


دکتر اقصی در پایان با اشاره به این که اهمیت دستیابی به این روش که بخشی از تکنیک های روز PGD به شمار می رود، همگام با پیشرفت های صورت گرفته دنیاست ، اظهار کرد: اهمیت این روش صرفا در انتخاب جنسیت نوزاد از لحاظ پیشگیری از تولد نوزادان مبتلا به بیماری های وابسته به جنس نیست ، بلکه فراتر از آن می تواند گامی در جهت دستیابی به تکنیک های پیشرفته تر تشخیص ژنتیکی بیماری های کروموزومی قبل از انتقال جنین باشد.


تکنیک دیگری که طی سالهای اخیر در دنیا مطرح شده و به نظر می رسد ۵ تا ۶ سال دیگر بتوان از آن هم استفاده کرد ، تکنیک فلوسیتومتری است.
در این تکنیک اسپرم های X و Y را از هم جدا می کنند و به این ترتیب می توان جنس اسپرم را که هنگام انجام IVF لازم است انتخاب و سپس تزریق کرد. به هر حال این تکنیک هم محدودیت ها و مشکلات خاصی به همراه دارد. مثلا این که جدا کردن اسپرم های X و Y صددرصد نیست ، در ضمن ممکن است تعداد اسپرم هایی که جدا می شوند به میزان کافی نباشد. مشکلات به طور کلی زیاد است ، اما امید می رود طی چند سال آینده این روش هم بتواند به زوجین کمک کند.


گزارش: روزنامه جام‌جم

[Borna66]

چندقلوزایی چه عوارضی را برای مادر به همراه دارد؟


http://pnu-club.com/imported/2009/04/233.gif


به دنبال استفاده از روشهای تحریک گذاری و شیوه های درمان ناباروری مثل IVF ، درصد دوقلو یا چندقلوزایی افزایش می یابد که خود می تواند عوارض و مشکلات بارداری را در مادر افزایش دهد.
بعلاوه خطر سقط جنین یا زایمان زودرس نیز در چندقلوزایی افزایش می یابد. براین اساس ، تکنیکی ارائه شده است که کاهش انتخابی جنین ها نامیده می شود.


ما نیز به این بهانه با دکتر محسن معینی ، متخصص زنان و عضو هیات علمی مرکز درمان ناباروری ابن سینا درارتباط با این شیوه به گفتگو نشسته ایم.


● شیوه های معمول جلوگیری از چندقلوزایی چه هستند؟


علت ایجاد چندقلویی ها در دهه گذشته استفاده از داروهای تحریک تخمک گذاری است. در روشهای تحریک تخمک گذاری با روش طبیعی ، برای جلوگیری از چندقلویی شدن می توان تخمدان های فرد را با سونوگرافی مورد بررسی قرار داد و در صورت تشکیل فولیکول های متعدد که خطر چندقلویی شدن را افزایش می دهد ، فرد را از تلاش برای باردار شدن منع کرد.


در روشهای تحریک تخمک گذاری با روشهای آزمایشگاهی مثل IVF ، برای جلوگیری از چندقلو شدن باید تعداد جنین های کمتری را به رحم بیمار منتقل کرد که متقابلا شانس باردار شدن بیمار را نیز کاهش خواهد داد. امروزه در کشورهای غربی به خانمهای زیر ۳۵ سال که از روش IVF استفاده می کنند ، فقط یک جنین انتقال داده می شود و به بالای ۳۵ سال حداکثر ۲ جنین. در ایران نیز برای انتقال جنین ، محدودیت خاصی وجود ندارد.


● چندقلوزایی چه عوارضی را برای مادر به همراه دارد؟


در حاملگی های چندقلویی تقریبا خطر ایجاد همه عوارض و مشکلات بارداری در مادر افزایش می یابد. به عنوان مثال فشار خون حاملگی ، کم خونی ، مسمومیت حاملگی ، دیابت بارداری ، خونریزی های دوران بارداری و پارگی کیسه آب را می توان نام برد. حاملگی های چندقلویی به خودی خود پرخطر هستند و به مراقبت های ویژه نیاز دارند. این حاملگی ها برای خود جنین ها نیز عوارض بیشتری به دنبال دارند. خطر مرده زایی ، مرگ پس از تولد و نوزادان CP که دچار عقب ماندگی ذهنی هستند ، بخصوص زایمان های زودرس در این حاملگی ها بیشتر است.
بسیاری از چندقلوها به علت زایمان زودرس به بستری شدن طولانی مدت در NICU نیاز دارند که برای خودشان خطر عوارض بعدی و برای پدر و مادر مشکلات روحی و مخارج و هزینه های بالا را دربر دارد.


● تشخیص چندقلویی در چه مقطعی از بارداری ممکن است؟


بهترین زمان برای تشخیص چندقلویی ها در ۳ ماهه اول بارداری با سونوگرافی است. بارها شنیده شده است که مادری باردار بوده و تا پس از تولد از چندقلو بودن جنین ها اطلاعی نداشته است.
سونوگرافی در ۳ ماهه اول بخصوص در حدود ۸ تا ۱۰ هفته اگر با دقت کافی انجام شود ، چندقلویی را مشخص و از عوارض بعدی آنها نیز جلوگیری خواهد کرد. تعداد جنین ها اگر از ۲ تا بیشتر باشد ، عوارض بیشتری را در پی خواهد داشت.


مطالعات نشان داده است ، دوقلوها ۸برابر بیشتر از یک قلوها خطر CP دارند ، در صورتی که این میزان در سه قلوها ۴۸ برابر بیشتر است.


چرا کاهش تعداد جنین های چندقلو اهمیت دارد؟ این کاهش با چه تکنیک هایی ممکن است؟
کاهش تعداد جنین ها در رحم مادر ، باعث کاهش عوارض حاملگی های چندقلویی شده و از زایمان زودرس مادر یا خطر سقط شدن زودرس همه جنین ها می کاهد و به سلامت حاملگی با تعداد جنین های کمتر کمک می کند. این روش از سالها پیش در کشورهای غربی انجام می شده ولی در سالهای گذشته با بهبود روش انجام آن خطر سقط پس از آن نیز کاهش یافته است.
در مواردی در چند قلویی ها ممکن است یک یا دو جنین ناهنجاری های مادرزادی داشته باشند یا دچار اختلال کروموزمی باشند که در این صورت می توان فقط آن را پس از تشخیص قطعی کاهش داد و جنین های سالم را نگه داشت.


به عنوان مثال سال گذشته در ۳ مورد بارداری دوقلویی مادران برای بررسی سلامت جنین ها ارجاع شده بودند ، بیماری منگولیسم یا سندرم داون در یکی از جنین های آنها تشخیص داده شد و تشخیص بیماری با کشت مایع جنینی آنها قطعی شد.


پس جنین هایی که بیمار بودند کاهش داده شدند ولی جنین های سالم دست نخورده باقی ماندند. این روش درمانی طبق اطلاعات موجود برای اولین بار در ایران انجام می شود و کاهش انتخابی جنین ها selective reduction نامیده می شود.


از جزییات این تکنیک برایمان بگویید. مراحل آن چگونه و در چه مقطع از بارداری انجام می گیرد؟
این تکنیک در کاهش جنین ها از طریق شکم یا واژینال انجام می شود. در این روش ابتدا طریقه قرار گرفتن ساکهای (جنین اولیه) حاملگی در رحم مادر با سونوگرافی به دقت بررسی می شود. پس زمان انجام عمل که بهترین زمان برای دستیابی به جنین های موردنظر بدون آسیب به ساکهای حاملگی دیگر است ، تعیین می شود. در زمان انجام عملی که بین هفته های ۹ تا حداکثر ۱۳ حاملگی است جنین های مورد نظر تحت کنترل سونوگرافی با استفاده از بی حسی موضعی در مادر، با به کار بردن سوزن های بسیار بلند و تزریق داروهای خاص کاهش داده می شوند و همیشه نتیجه عملی به پدر و مادر نشان داده می شود.


● آیا اجرای این تکنیک عوارضی به همراه ندارد؟


انجام آن با خطرات و عوارضی می تواند همراه باشد ، چرا که از سوزن های بسیار بلندی که وارد شکم مادر شده و سپس وارد رحم می شود استفاده می شود و این سوزنها می تواند در مسیر خود باعث صدمات جانبی به احشائ دیگر مادر شود. بنابراین توصیه می شود فقط افرادی که انجام تکنیک های مشابه را از قبل دارند، از این عمل استفاده کنند. تنها عارضه ای که مادران مورد درمان در معرض آن هستند ، سقط حاملگی است که در مطالعات بین المللی میزان آن ۶ تا ۱۲ درصد ذکر شده و برای بیماران آمار قابل توجهی است ، چرا که بیشتر آنها هزینه های هنگفتی را صرف کرده اند تا از روشهای لقاح آزمایشگاهی باردار شوند و حال باید به طور مجدد در خطر ۶ تا ۱۲ درصد سقط قرار گیرند تا تعداد جنین های آنها کاهش داده شود.


خوشبختانه تجربیات ما در مرکز ناباروری ابن سینا در این مورد بی نظیر است و درصد موفقیت ما پس از کاهش جنین ها بسیار بالاست بدین معنی که تا به حال سقط مستقیم پس از انجام کاهش جنین ها نداشته ایم.


از مواردی که در دنیا بی نظیر است ، کاهش جنین ها در یک بارداری ۱۱ قلویی است که ۹ عدد جنین کاهش داده شده و ۲ عدد باقی ماندند ، همچنین کاهش انتخابی جنین هایی که ناهنجاری مادرزادی یا اختلال کروموزومی دارند در این مرکز امکان پذیر است.


توصیه می کنم مادرانی که نگران ایجاد حامگی های چندقلویی هستند ، باید آن را با پزشک خود در میان گذارند و پزشکان می توانند در روشهای تحریک تخمدانی از روش طبیعی در صورت زیاد بودن تخمک ها ، بیمار را از تلاش برای باردارشدن منع کنند و در روشهای تحریک تخمدانی آزمایشگاهی اگر بیمار نگران چند قلویی است ، باید در انتقال بیش از ۲ جنین به رحم خودداری کرد.


روزنامه جام‌جم

[Borna66]

علت هموفیلی

هر فردی از والدین خود دو کروموزوم جنیست به نام های X و Y می گیرد. جنس مونث دارای دو کروموزوم X است که یکی را از مادر و دیگری را از پدر دریافت می کند. در جنس مذکر یک کروموزوم X از مادر و یک کروموزوم Y از پدر وجود دارد.

هموفیلی بیماری است که روی کروموزوم X حمل می شود. در بعضی موارد، هموفیلی در بین نسل ها به صورت نهفته باقی می ماند و ظهور نمی کند، یعنی فرد حامل ژن هموفیلی به شکل نهفته است. در این موارد، ژن هموفیلی به وسیله ی جنس مونث از نسلی به نسل دیگر منتقل می شود و بیماری پنهان می ماند، زیرا جنس مونث جفت درگیر کروموزوم را دارد که سالم و طبیعی است و دستور ساخت فاکتورهای انعقادی را صادر می کند.




http://pnu-club.com/imported/2009/04/1991.jpg



تصویر اول نشان می دهد که اگر پدر هموفیلی و مادر سالم باشد، دو پسر سالم و دو دختر حامل ژن نهفته ی هموفیلی به وجود می آیند.

تصویر دوم نشان می دهد که اگر پدر سالم و مادر حامل ژن نهفته هموفیلی باشد، یک پسر سالم، یک پسر هموفیلی، یک دختر سالم و یک دختر حامل ژن نهفته ی هموفیلی به وجود می آیند .


http://pnu-club.com/imported/2009/04/1992.jpg
موارد دیگری نیز وجود دارد که سابقه ی هموفیلی در بین شجره نامه ی فامیلی وجود ندارد و بروز بیماری هموفیلی به دلیل تغییرات و جهشی است که در کروموزوم X به وقوع پیوسته است.

علایم و درمان خون ریزی های حاصل از هموفیلی کدامند؟
1. کبودی ها
اکثر نوزادان هموفیل حین زایمان مشکل خاصی ندارند و به ندرت علایم خون ریزی بروز می دهند، به جز عمل ختنه که موجب خون ریزی طولانی می شود.

کودک هموفیل در ماه های اول زندگیش، چون توانایی کمی در حرکت دارد، با مشکلات چندانی رو به رو نیست. اما هنگامی که راه رفتن را می آموزد، برآمدگی های کوچک و کبودی های سطحی بسیار روی بدنش ظاهر می شود. خون ریزی های داخل بافت های نرم ماهیچه ها، بازوها و پاها مستمر رخ می دهند که به طور معمول شدید نیستند. کبودی، برجسته و به آسانی قابل رویت است و احتمالاً گرمای بیش تری نسبت به بافت های مجاور دارد. کبودی های ظاهری و کوچک نیازی به درمان ندارند، اگر چه باید طی یکی دو روز آن را به دقت زیر نظر گرفت تا معلوم شود که آیا توسعه یافته است یا خیر؟

در صورتی که توده بزرگ شده باشد، کودک را به درمانگاه ببرید.

والدینی که تجربه ی کافی در تشخیص صحیح خون ریزی ندارند، باید خیلی سریع به درمانگاه هموفیلی مراجعه کنند و هرگز نباید فکر کنند که خون ریزی بدون درمان و خود به خود بهبود می یابد یا در صورت مراجعه به درمانگاه های عادی، وقت خود و پرسنل درمانگاه را تلف می کنند.

2. خون ریزی های ماهیچه ای
اولین علامت خون ریزی ماهیچه ای، ناتوانی در حرکت دادن عضو خون ریزی کننده است. با ادامه ی خون ریزی، کودک نا آرام و بی تاب می شود. با مشاهده ی این علایم در کودک، عضوی را که حرکت نمی کند، بررسی کنید. اگر کودک نا آرامی کرد، آن را حرکت ندهید، بلکه هم زمان با عضو مقابل آن از لحاظ میزان گرمی پوست و تورم ظاهری مقایسه کنید. برای تشخیص صحیح، همیشه کودک را به درمانگاه هموفیلی ببرید.

شکایت از درد گرفتگی عضلات در کودکان بزرگ تر را باید به دقت بررسی کنید، زیرا این درد اغلب با درد خون ریزی ماهیچه ای اشتباه می شود. همیشه درد گرفتگی عضلات را باید به منزله ی خون ریزی ماهیچه ای در نظر گرفت، تا زمانی که که خلافش ثابت شود.

ممکن است خون ریزی ماهیچه ای بدون این که توجه والدین را به خود جلب کند، در طول ماهیچه پخش شود. بر اثر خون ریزی، در ماهیچه های ساعد، ساق پا و کشاله ی ران تورم ایجاد می شود. در نتیجه، به اعصاب آن نواحی فشار می آورد، به طوری که باعث بی حسی، درد و ناتوانی در حرکت دادن عضو می شود. بنابراین، والدینی که تجربه ی کافی در تشخیص صحیح خون ریزی ندارند، باید خیلی سریع به درمانگاه هموفیلی مراجعه کنند و هرگز نباید فکر کنند که خون ریزی بدون درمان و خود به خود بهبود می یابد یا در صورت مراجعه به درمانگاه های عادی، وقت خود و پرسنل درمانگاه را تلف می کنند.

اکثر خون ریزی های ماهیچه ای به تزریق اضافی و معاینه ی پزشک نیاز دارند. گاهی نیز استفاده از نوارهای مخصوص نگهداری عضو آسیب دیده، چوب زیربغل یا آتل تا چند روز بعد از خون ریزی مفید خواهد بود.

[Borna66]

بيماري‌ تاي‌ ساكس‌ tay sachs disease


بيماري تاي ساكس عبارت است از يك اختلال ارثي و نادر دستگاه عصبي مركزي در شيرخواران و كودكان كم سن كه باعث اختلال پيشرونده و مرگ زودرس مي گردد.

علايم شايع

كودك در بدو تولد، طبيعي به نظر مي رسد. بين 6-3 ماهگي علايم زير ظاهر مي شوند:
از دست دادن آگاهي و تأخير تكامل ذهني
از دست دادن قدرت عضلات مثلاً مشكل در نشستن يا چرخيدن
كري
كوري
يبوست شديد ناشي از عصب دهي مختل به كولون
تشنج

علل

يك بيماري ارثي ناشي از يك ژن مغلوب كه باعث كمبود آنزيم مي گردد. اگر هر دو والد ژن را داشته باشند، كودك آنها به احتمال 25% مبتلا به بيماري تاي ساكس مي گردد. اگر تنها يك والد، ناقل باشد، كودك مبتلا نخواهد شد. در يهوديان اشكنازي يا كانادايي هاي فرانسوي تبار، از هر 60 نفر يك نفر داراي اين ژن است .

عوامل افزايش دهنده خطر

عوامل ژنتيك . بيشتر والديني كه داراي ژن مغلوب هستند، از يهوديان اروپاي شرقي (اشكنازي ) يا كانادايي هاي فرانسوي تبار هستند.

پيشگيري

در خانواده هاي مبتلا به تاي ساكس ، كودكان را از لحاظ ژنتيك غربالگري كنيد.
اگر شما يا همسرتان سابقه خانوادگي تاي ساكس را داشته باشيد، مشاوره ژنتيك انجام دهيد.
اگر در انتظار يك كودك هستيد و سابقه خانوادگي تاي ساكس را داريد، براي تشخيص ابتلاي جنين ، آمنيوسنتز را مدنظر قرار دهيد.
عواقب مورد انتظار
مرگ معمولاً قبل از 5 سالگي رخ مي دهد.
عوارض احتمالي
پنوموني (ذات الريه )
زخم هاي فشاري

درمان


اصول كلي
در صورتي كه والدين قادر به فراهم كردن تسهيلات مراقبتي گسترده ، براي مراقبت هاي پايه نباشند، ترتيب آن را فراهم نماييد.
روان درماني يا مشاوره براي والدين و فرزندان . ياد بگيرند با زجر حاصل از اين بيماري كنار بيايند.
جستجوي گروه هاي حمايتي براي خانواده قربانيان تاي ساكس



داروها
ضد تشنج ها براي كنترل تشنج
ملين ها و مسهل ها براي برطرف كردن يبوست
ساير داروها براي كنترل عوارض در صورت ظهور



فعاليت
در مراحل اوليه كودك را تشويق كنيد تا در حدامكان فعاليت كند. افزايش نقايص ذهني ، عصبي و عضلاني سرانجام كودك را در اكثر مواقع زمين گير خواهد كرد.



رژيم غذايي
مايعات كافي و رژيم غذايي طبيعي و پر فيبر براي به حداقل رساندن يبوست فراهم كنيد. با پيشرفت بيماري معمولاً تغذيه با لوله معده ضرورت مي يابد.
در اين شرايط به پزشك خود مراجعه نماييد


اگر در مورد تكامل ذهني و فيزيكي شيرخواران خود نگران شده ايد.
اگر گمان مي كنيد كه شما يا يكي از اعضاي خانواده شما حاصل يك ژن غيرطبيعي هستيد. يك مشاور ژنتيك مي تواند به شما كمك كند كه چگونه از داشتن كودك مبتلا به اين بيماري جلوگيري كنيد.

[Borna66]

نشانگان‌ مارفان‌ marfan syndrome


نشانگان مارفان يك اختلال ارثي نادر كه بافت همبند بدن را درگير مي سازد. اين اختلال از ابتداي تولد وجود داشته و گاهي در نوزادان قابل تشخيص است . با اين حال ، علايم آن گاهي تا نوجواني يا جواني ظاهر نشده و شدت علايم نيز بسيار متغير است . شيوع آن در خانم ها و آقايان برابر است .

علايم شايع

علايم استخواني عضلاني :
قامت بلند و بدن لاغر و كشيده (طول اندام ها نسبت به تنه نامتناسب است )
انگشتان باريك و بلند (انگشتان عنكبوتي )
شكل غيرطبيعي قفسه سينه
بلندي قوس كام
مفصل دوگانه ؛ ضعف يا نرمي مفصل
علايم قلبي عروقي :
نارسايي دريچه آئورت ؛ شكافت آئورت
پرولاپس يا نارسايي دريچه ميترال

چشم ها:
جابجايي عدسي چشم ، معمولاً به سمت بالا
نزديك بيني
جداشدگي شبكيه (ناشايع )
گلوكوم (آب سياه) و يا كاتاراكت (آب مرواريد)

ساير علايم :
كبود شدن آسان پوست (ناشايع )
خونريزي بيش از حد معمول (ناشايع )

علل
حدوداً در 85% موارد يك اختلال ارثي عامل آن است . ژن معيوب مسؤول اين اختلال بر روي كروموزوم 15 قرار دارد. در ساير موارد، اين اختلال خودبه خود و بدون علت شناخته شده رخ مي دهد.

عوامل افزايش دهنده خطر

در مواردي از بيماري كه عامل ارثي واضحي وجود ندارد، سن بالاي پدر مي تواند يك عامل خطرساز باشد.
سابقه خانوادگي نشانگان مارفان .

پيشگيري

در حال حاضر هيچ روش تشخيصي قبل از تولد در مورد اين بيماري وجود ندارد.
در صورت مبتلا بودن يكي از والدين ، احتمال درگيري هريك از فرزندان 50% خواهد بود. البته با توجه به متغير بودن شدت علايم اين بيماري در بيماران مختلف ، شدت علايم در فرزندان مبتلا ممكن است بيشتر يا كمتر از والدين باشد.
در صورتي كه دچار اين بيماري بوده يا سابقه خانوادگي آن را داريد قبل از ازدواج ؛ مشاوره ژنتيك را حتماً مدنظر داشته باشيد.

عواقب موردانتظار

عوارض قلبي عروقي اين بيماري مي تواند تهديدكننده حيات باشد. قبل از پيدايش جراحي اصلاحي معمول بيشتر بيماران دچار اين بيماري تا قبل از سن 35 سالگي فوت مي كردند.
با مداخله جراحي ، بيشتر بيماران طول عمر طبيعي خواهند داشت .
عوارض احتمالي
آندوكارديت باكتريايي
شكافت آئورت
نارسايي دريچه آئورت يا ميترال
جداشدگي شبكيه

درمان


اصول كلي
- آزمايش تشخيصي خاص براي شناسايي نشانگان مارفان وجود ندارد. اكوكارديوگرافي براي شناسايي اختلالات دريچه اي قلب و معاينه چشم ممكن است انجام شود. عكس ساده مهره ها در طي سنين رشد جهت شناسايي اسكوليوز ضروري است .


- درمان طبي اين بيماري مستلزم يك رويكرد گروهي در قالب مراقبت هاي چشمي ، قلبي و ارتوپدي است . معاينه مكرر (حداقل دو بار در سال ) در طي سنين رشد با تمركز ويژه بر دستگاه قلبي عروقي و اسكوليوز حايز اهميت است .
- اكوكارديوگرافي ساليانه در همه بيماران از دوره نوجواني جهت شناسايي عوارض قلبي پيش از علامتدار شدن آنها، توصيه مي شود.
- معاينه چشم براي همه بيماران توصيه مي گردد. براي موارد جابجايي عدسي ممكن است جراحي چشم لازم

باشد.
- اكثر بيماران سرانجام به جراحي اصلاحي قلب نياز پيدا مي كنند.
- خانم هاي باردار دچار نشانگان مارفان بايد به عنوان بيماران پرخطر مورد مراقبت قرار گيرند



داروها


درمان طبي خاصي براي اين اختلال وجود ندارد؛ با اين حال ، به منظور پيشگيري از برخي عوارض داروهايي تجويز مي شود.
هورمون هاي جنسي اغلب قبل از بلوغ براي بيماران تجويز مي گردد.
درمان آنتي بيوتيكي ممكن است براي برخي بيماران توصيه گردد.



فعاليت


تا آنجا كه علايم بيماري به شما اجازه مي دهد فعال باشيد.
افراد دچاراين اختلال به احتمال خطر بروز مرگ ناگهاني بايد از شركت در ورزش هاي هوازي خودداري كنند.
رژيم غذايي
رژيم خاصي نياز نيست .
در اين شرايط به پزشك خود مراجعه نماييد
مشاهده علايم نشانگان مارفان در كودك توسط والدي

[Borna66]

فيبروز كيستيك
cystic fibrosis

فيبروز كيستيك عبارت است از يك بيماري ارثي غدد توليدكننده مخاط و ساير غدد برون ريز بدن . در اثر اين بيماري ، راه هاي هوايي در ريه ها دچار انسداد مي شوند و لوزالعمده نمي تواند آنزيم هاي ضروري براي هضم چربي ها را به درون روده ها ترشح كند.

علايم شايع

دوره نوزدادي :
مدفوع ضخيم و چسبناك (مكونيوم )، كه ممكن است باعث انسداد روده شود. در مراحل بعدي :
خوب وزن نگرفتن بچه علي رغم اشتهايي خوب
مدفوع چرب و بدبو با حجم زياد
گاهي به علت اين كه هوا به تدريج در قفسه سينه حبس مي شود، قفسه سينه كودك ظاهري شبيه بشكه پيدا مي كند.

سرفه مزمن
بروز مكرر عفونت هاي شديد تنفسي كه خلط چسبانكي توليد مي كنند كه به سختي با سرفه بيرون مي آيد.
عرقي كه نمك آن زياد است .
بزرگ شدن كبد و طحال

علل

عوامل ژنتيكي . بسياري از مردم حامل ژن فيبروز كيستيك هستند. وجود ژن هاي معيوب باعث توليد مخاط غيرطبيعي در دستگاه تنفسي و گوارشي و غدد عرق مي شوند. وجود مخاط غيرطبيعي نيز به نوبه خود باعث انسداد مجاري هوايي در ريه و بروز عفونت ، و نيز هضم و جذب ناكافي غذا مي شود.
عوامل افزايش دهنده خطر
سابقه خانوادگي فيبروز كيستيك . اگر هم مادر و هم پدر از خانواده اي باشند كه فيبروز كيستيك در آن وجود داشته است ، شانس بروز بيماري در كودك آنها 1 به 4 است .

پيشگيري
اگر سابقه خانوادگي فيبروز كيستيك داريد، پيش از ازدواج مشاوره ژنتيكي انجام دهيد.
عواقب مورد انتظار
اين بيماري در حال حاضر علاج ناپذير است و غالباً بيمار در همان بچگي فوت مي كند. مراقبت دقيق و درازمدت توسط والدين و تيم پزشكي به كودك كمك مي كند تا زندگي تقريباً راحتي داشته باشد. البته كودكاني كه دچار انواع خفيف تر بيماري هستند تا دوران بزرگسالي زنده مي مانند، خصوصاً اگر اين بيماري زود تشخيص داده شود. ميانه طول عمر 28 سال است .
محققان ژن مسؤول بيماري فيبروز كيستيك را كشف كرده اند. هم اكنون در مورد روش هاي نوين پيشگيري و درمان اين بيماري كارهاي زيادي در حال انجام هستند.

عوارض احتمالي

ذات الريه
برونشيت مزمن
برونشكتازي
اختلالات آب و الكتروليت ، به خصوص در هواي گرم
سوءتغذيه
پوليپ بيني
افتادگي يا بيرون زدن راست روده از مقعد

درمان


اصول كلي
- بررسي هاي آزمايشگاهي براي تجزيه و تحليل عرق ، مدفوع ، و مايعات گوارشي براي تأييد تشخيص
- رويكرد تيمي براي كمك به مراقبت از كودك (درمانگر تنفسي ، پرستار، متخصص تغذيه ، فيريوتراپ ، مشاور، مددكار اجتماعي )
- اهداف درمان عبارتند از پيشگيري و درمان نارسايي تنفسي و عوارض ريوي
- تا جايي كه مي توانيد اطلاعات خود را در مورد اين بيماري بالا ببريد. توجه داشته باشيد كه رژيم غذايي ، دارو، و تشخيص زودهنگام عفونت بسيار مهم هستند.
- روش تخليه روزانه مخاط ريه ها با تغيير وضعيت بدن و نيز ضربه زدن به قفسه سينه براي تكان دادن و نرم كردن تكه هاي مخاطي چسبناك ، به شما ياد داده خواهد شد.
- هر گاه كودك علايم تنفسي دارد، از دستگاه بخور استفاده كنيد. رطوبت به نازك كردن مخاط كمك مي كند و بنابراين مخاط راحت تر با سرفه خارج مي شود. دستگاه بخور را هر روز تميز كنيد.
- واكسيناسيون كودك خود را به روز نگاه داريد. كودك بايد واكسن آنفلوانزا نيز دريافت كند.
- كودك خود را تشويق كنيد تا زندگي طبيعي و فعال تا حدي كه مي تواند داشته باشد.
- پيوند ريه نيز تدريجاً به جرگه روش هاي درماني پيوسته است .



داروها


آنزيم هاي گوارشي
آنتي بيوتيك براي عفونت تنفسي
با استفاده از دستگاه ريز قطره ساز آنزيم ها به صورت استنشاقي وارد دستگاه تنفس مي شود تا ترشحات ريوي نرم شوند.



فعاليت


تا حدي كه بيماري اجازه مي دهد.



رژيم غذايي


كودك شما بايد يك رژيم كم چرب با پروتئين كافي دريافت كند. براي دستورالعمل هاي اختصاصي با يك متخصص تغذيه مشورت كنيد. مصرف مكمل هاي ويتاميني و معدني نيز ممكن است لازم باشد. كودك خود راتشويق كه مايعات به مقدار بيشتري مصرف كند. اين كار باعث مي شود مخاط نرم شود.
در اين شرايط به پزشك خود مراجعه نماييد
اگر شما شك كرده ايد كه كودكتان فيبروز كيستيك دارد.
اگر پس از تشخيص اين بيماري ، فرزندتان دچار تب ، سرفه اي كه روز به روز بدتر مي شود، يا دردهاي عضلاني شود.

[Borna66]

پورفيري porphyria


پورفيري گروهي از اختلالات نادر ارثي كه مشخصه آنها توليد و دفع بيش از حد پورفيرين ها (مواد شيمايي كه در همه موجودات زنده يافت مي شود. مي باشد. اين بيمار اغلب با اختلالات رواني اشتباه گرفته مي شود. در هر دو جنس ديده مي شود ولي در جنس مؤنت شايع تر و شديدتر بوده و احتمال بروز آن در سنين بالا كمتر است . در خانم هاي مبتلا به نوع شديد بيماري بارداري توصيه نمي شود. هر فرد داراي سابقه خانوادگي پورفيري قبل از تشكيل خانواده بايد اقدام به مشاوره ژنتيك كند.

علايم شايع

درد شكم و قفسه سينه
تغييرات رواني ، از جمله افسردگي و مانيا (شيدايي )
تغييرات پوستي ، از جمله خارش و تاول
درد پا
انقباضات و ضعف عضلاني
كرختي و گزگز دست و پا
رشد بيش از حد مو


علل

يك اختلال ارثي در سوخت و ساز پورفيرين ها
عوامل افزايش دهنده خطر
سابقه خانوادگي پورفيري

پيشگيري

اين بيمار در حال حاضر قابل پيشگيري نيست . براي كاهش تناوب و شدت حملات اقدامات زير توجيه مي شود:
اجتناب از مصرف هر نوع دارو، شامل داروهاي بدون نسخه ، مگر با توصيه پزشك
خودداري از مصرف قرص هاي ضد بارداري
دوري از نور مستقيم خورشيد.

عواقب مورد انتظار

اين بيماري در حال حاضر غير قابل علاج محسوب مي شود ولي بسياري از بيماران سالها با اين اختلال زنده مي مانند. علايم بيماري با درمان قابل تسكين يا كنترل است .
تحقيقات علمي درباره علل و درمان اين بيماري ادامه داشته و اميد است كه درمان هايي مؤثرتر و نهايتاً علاج بخش عرضه شوند.
عوارض احتمالي
عوارض بسياري ممكن است با اين اختلال همراه باشند. اكثر اين عوارض برگشت پذير هستند ولي برخي از آنها ممكن است دايمي باشند. عوارض اين بيماري مي تواند هم باعث اختلالات فيزيكي و هم رواني گردد.

درمان


اصول كلي
تشخيص بيماري بر اساس اندازه گيري آزمايشگاهي پورفيرين ها در خون ، ادرار و مدفوع صورت مي گيرد.
روان درماني يا مشاوره با متخصص مربوطه ممكن است توصيه شود.
مراقبت در منزل معمولاً كافي است ، ولي بستري در بيمارستان ممكن است در طي حملات لازم باشد.
از نور مستقيم خورشيد اجتناب كنيد. اگر مجبور به قرار گرفتن در زير نور مستقيم خورشيد هستيد، از كلاه و لباس هاي محافظ استفاده كنيد.



داروها


بدون توصيه پزشك هيچ دارويي مصرف نكنيد.
تجويز گلوكز وريدي يا خون ممكن است به جلوگيري يا درمان حملات حاد كمك كند.
داروهاي آرامبخش براي كاهش اضطراب ممكن است تجويز شود. در اين باره كلروپرومازين ممكن است كمك كننده باشد.
داروهاي مهاركننده تخمك گذاري ممكن است به كاهش حملات قبل از قاعدگي كمك كند.



فعاليت
محدوديتي وجود ندارد مگر محدوديت در قرارگيري در معرض آفتاب



رژيم غذايي


رژيم غني از كربوهيدرات
در اين شرايط به پزشك خود مراجعه نماييد
اگر شما يا يكي از اعضاي خانواده تان داراي علايم پورفيري باشيد.
تيره شدن رنگ ادرار يا ساير علايم نشان دهنده عود حمله بيماري

[Borna66]

تاریخچه ژنتیک

علم زیست شناسی ، هرچند به صورت توصیفی از قدیم ترین علومی بوده که بشر به آن توجه داشته است ؛ اما از حدود یک قرن پیش این علم وارد مرحله جدیدی شد که بعدا آن را ژنتیک نامیده اند و این امر انقلابی در علم زیست شناسی به وجود آورد. در قرن هجدهم ، عده ای از پژوهشگران بر آن شدند که نحوه انتقال صفات ارثی را از نسلی به نسل دیگر بررسی کنند؛ ولی به 2دلیل مهم که یکی عدم انتخاب صفات مناسب و دیگری نداشتن اطلاعات کافی در زمینه ریاضیات بود، به نتیجه ای نرسیدند.

اولین کسی که توانست قوانین حاکم بر انتقال صفات ارثی را شناسایی کند، کشیشی اتریشی به نام گریگور مندل بود که در سال 1865 این قوانین را که حاصل آزمایشاتش روی گیاه نخود فرنگی بود، ارائه کرد. اما متاسفانه جامعه علمی آن دوران به دیدگاه ها و کشفیات او اهمیت چندانی نداد و نتایج کارهای مندل به دست فراموشی سپرده شد.

در سال 1900 میلادی کشف مجدد قوانین ارائه شده از سوی مندل ، توسط درویس ، شرماک و کورنز باعث شد که نظریات او مورد توجه و قبول قرار گرفته و مندل به عنوان پدر علم ژنتیک شناخته شود. در سال 1953 با کشف ساختمان جایگاه ژنها (dna) از سوی جیمز واتسن و فرانسیس کریک ، رشته ای جدید در علم زیست شناسی به وجود آمد که زیست شناسی ملکولی نام گرفت . با حدود گذشت یک قرن از کشفیات مندل در خلال سالهای 1971 و 1973 در رشته زیست شناسی ملکولی و ژنتیک که اولی به بررسی ساختمان و مکانیسم عمل ژنها و دومی به بررسی بیماری های ژنتیک و پیدا کردن درمانی برای آنها می پرداخت ، ادغام شدند و رشته ای به نام «مهندسی ژنتیک» را به وجود آوردند که طی اندک زمانی توانست رشته های مختلفی اعم از پزشکی ، صنعت و کشاورزی را تحت الشعاع خود قرار دهد.

پایه اصلی مهندسی ژنتیک بر این اصل استوار است که با انتقال ژنی به درون ذخیره ژنی یک ارگانیسم ، آن ارگانیسم را وادار می کند که در شرایط محیطی مناسب برای بیان آن ژن به دستورات آن ژن که می تواند بروز یک صنعت یا ساختار شدن یک ماده بیوشیمیایی و… باشد ، عمل کند. امروزه مهندسی ژنتیک خدمات شایان ذکری را به بشر ارائه کرده که در تصویر دیروز او نمی گنجیده و امری محال محسوب می شد.

از برجسته ترین خدمات این علم در حال حاضر می توان موارد زیر را برشمرد:

اصلاح نژادی حیوانات و نباتات که باعث بالا رفتن سطح کیفیت و کمیت فرآورده های غذایی استحصال شده از آنان گردیده است .
تهیه داروها و هورمون ها با درجه خلوص بالا و صرف هزینه های پایین درمان بیماری های ژنتیکی با ایجاد تغییرات در سلول تخم که از جدیدترین دستاوردهای مهندسی ژنتیک محسوب می شود و بسیار محدود است .
پیش بینی محدود بیماری ها در فرزندان آینده یک زوج که از این طریق به زوجهای جوانی که می خواهند با یکدیگر ازدواج کنند خدمات مشاوره ژنتیک می دهند و آنها را از وضعیت جسمانی فرزندان آینده شان مطلع می سازند.
اما اگر بخواهیم دورنمای مهندسی ژنتیک را ترسیم کنیم ، تمامی موارد زیر قابل تصورند: اعضای بدن انسان از قلب گرفته تا چشم و دست و پا به صورت مجزا از طریق مهندسی ژنتیک تولید می شوند و بانکهای اعضای بدن به نیازمندان پیوند عضو ، عضو جدید عرضه می کنند و هر فرد می تواند عضوی که دقیقا مشابهت ژنتیکی با خودش را دارد، خریداری کند و از این طریق مشکل دفع پیوند که به دلیل شباهت نداشتن رموز ژنتیکی ، فرد دهنده و گیرنده عضو ناشی می شود، مرتفع خواهد شد در نتیجه آمار مرگ و میر انسان نیز پایین خواهد آمد. تمامی بیماری های ژنتیکی حتی در دوره جنینی نیز قابل درمان خواهد بود. از جهشهای متوالی عوامل بیماریزا که عامل اصلی فناناپذیر بودنشان است ، جلوگیری به عمل می آید و درصد بالایی از بیماری های شناخته شده ریشه کن خواهد شد. کارتهای شناسایی افراد ژنتیکی خواهد شد که برای هر 2فردی روی کره زمین (بجز 2قلوهای همسان و کلونها) متفاوت خواهد بود و دقیقا هویت هر فرد را تعیین می کنند. مجرمان با گذاشتن کوچکترین اثر بیولوژیکی از خود مثل یک تار مو بسرعت شناسایی خواهند شد. می توان سرعت رشد موجودات مختلف را افزایش داد که خود این امر مزایای بسیاری را فراهم می آورد که از آن جمله می توان به پرورش سریع حیواناتی همچون گاو و گوسفند اشاره کرد که می توانند نیازهای غذایی یک جامعه را تا حد زیادی مرتفع کنند.

به نظر می رسد ژنتیک بخش بسیار عظیمی از آینده را به خود اختصاص خواهد داد و شاید یکه تاز زمان باشد. البته برای این علم جنجال برانگیز پایانی نمی توان متصور شد. تمامی مواردی که در بالا ذکر شد، از لحاظ نظری امکانپذیر است ؛ ولی نیاز به تحقیق ، مطالعات و آزمایشات فراوان دارد که بشر بتواند به آنها دست یابد و چون مسلط بودن بر این علم نیاز به پشتوانه قوی علومی همچون بیولوژی سلولی ملکولی ، بیوشیمی ، فیزیولوژی و آمار و احتمالات دارد ، باید زحمات فراوانی برای دستیابی به ویژگی های این رشته از علم متحمل شد.

دانشمندان می توانند ژنی را از یک گونه بگیرند و آن را وارد گونه دیگری کنند، تا مشخصه جدیدی در گونه دوم ایجاد شود. مثلا می توان ژنی را که مواد شیمیایی سمی برای حشرات تولید می کند، به یک سلول گیاه گوجه فرنگی منتقل کرد. این سلول به صورت یک گیاه گوجه فرنگی در می آید که مواد شیمیایی سمی تولید می کند و در نتیجه حشرات آن را نمی خورند. این مثالی از مهندسی ژنتیک است.


انتقال ژن: گیاه گوجه فرنگی که با مهندسی ژنتیک تولید شده است توسط یک ژن جدید از خورده شدن توسط حشرات محافظت می شود.

جنسیت چگونه تعیین می شود؟

جنسیت یک جانور توسط یک جفت کروموزوم، که کروموزوهای جنسی هستند، تعیین می شود. در پستانداران، جنس ماده دو کروموزوم جنسی همانند دارد، که به دلیل شکلشان، کروموزوم x نامیده می شوند. بنابراین جنس ماده xx است. جنس نر یک کروموزوم x و یک کروموزوم کوتاهتر به نام y دارد. بنابراین نرها xy هستند. تخمکهایی که توسط جنس ماده ساخته می شوند دارای یک کروموزوم x هستند. اسپرمهایی که توسط جنس نر ساخته می شوند دارای یک کروموزوم x یا y هستند. اگر تخمک توسط اسپرمی که دارای کروموزوم x است بارور می شود، فرزند ماده خواهد بود و اگر توسط اسپرمی با کروموزوم y بارور شود، فرزند نر خواهد بود.

ساخته شدن سلولهای جنسی

سلولهای جنسی توسط نوع خاصی از تقسیم سلولی به نام میوز ساخته می شوند. این تقسیم فقط در اعضای تناسلی، یعنی بیضه ها و تخمدانها در جانوران، و بساکها و تخمکهای گیاهان، انجام می شود. سلولهای جنسی فقط یک مجموعه کروموزوم دارند، در حالی که همه سلولهای دیگر یک موجود زنده دو مجموعه کروموزوم دارند. وقتی تخمک جنس ماده و اسپرم جنس نر در عمل لقاح با هم ترکیب می شوند، تبدیل به یک سلول می شوند که دوباره همان دو مجموعه کروموزوم را دارد. این سلول تبدیل به یک موجود زنده جدید می شود.

dna همه امور یک سلول را، از طول عمر آن تا واکنشهایی که در آن رخ می دهد، کنترل می کند.

ژنها و dna

کروموزوها عمدتا از dna (دئوکسی ریبو نوکلئیک اسید) تشکیل می شوند. مولکول dna تا حدی شبیه یک نردبان طنابی بسیار بلند مارپیچی است. هر «پله» این نردبان از یک جفت باز تشکیل می شود (باز نوعی ماده شیمیایی است). این بازها c , t , a و g نام دارند a همیشه با , t و c همیشه با g جفت می شود. این جفت بازها دو رشته مارپیچ دو تایی را به هم متصل می کنند. بخشهای مختلف این نردبان، با شاید چندین هزار جفت باز، هر ژن را تشکیل می دهند. ژنها واحد وراثت هستند. آرایش ژنتیکی یک موجود زنده (ترکیب ژنهای آن)، تعیین کننده مشخصات آن، مانند رنگ چشمهای یک جانور یا بوی گل یک گیاه، است.

منبع : رشد

[Borna66]

اصول مشاوره ژنتيک

-مشاور ژنتيك مثل همه مشاوره‎هاي پزشكي يك فرآيند ارتباطي شامل تشخيص، توضيح وراهنمائي، براي انتخاب بهترين گزينش است.

-نتيجه مشاوره ژنتيك ممكن است بجز شخص مشورت جو بر سلامت ساير افراد خانواده نيز تاثير بگذارد.

-مشاور ژنتيك مثل همه مشاوره‎هاي پزشكي يك فرآيند ارتباطي شامل تشخيص، توضيح وراهنمائي، براي انتخاب بهترين گزينش است.

-نتيجه مشاوره ژنتيك ممكن است بجز شخص مشورت جو بر سلامت ساير افراد خانواده نيز تاثير بگذارد.

-اساس مشاوره، بحث درباره يك اختلال ژنتيكي خاص است كه به درك اطلاعات وروياروئي با مشكل كمك ميكند.

-پزشك مشاور ژنتيك مي‎تواند براي حل مشكل يا مشكلات شايع به بهترين نحو مشاوره را انجام دهد.

-مراجعات مكرر بيماران واعضاي خانواده آنها بااين دسته از پزشكان، همبستگي، آشنائي واحترام متقابل بين آنها ايجاد ميكند، اين پزشكان از آرزوها، اميال ونيازهاي بيماران خود بخوبي آگاهند لذا تشريح مشكل ودرك آن بوسيله آنها وخانواده‎هايشان وانتقال اطلاعات واطمينان از، حمايت‎هاي بعدي براحتي صورت ميگيرد.




http://pnu-club.com/imported/2009/04/1993.jpg



تعريف مشاوره ژنتيك:

بطور كلي يك فرآيند ارتباطي براي كمك به بيمار يا خانواده او تعريف ميشود. اين فرآيندبه بيمار وخانواده اش كمك ميكند تا:

1- واقعيت‎هاي پزشكي مربوط به خود را درك نمايد.

2- سهم توارث دربيماري خود واحتمال بروز مكرر آنرا درخويشاوندان بداند.

3- راه هاي موجود براي روياروئي با مشكل را بشناسد (روشهاي تشخيص قبل از تولد و…)

4- بتواند راهي را كه با اهداف، ارزشهاواعتقادات او سازگار است، انتخاب نمايد.

5- بتواند درحد امكان با بيماري خود كنار بيايد وتبعات آن را تحمل كند.

چه موقعي مشاوره ژنتيك ضروري است؟

 نگراني از خطر بروز مكرر بيماري فاميلي  ابهام تناسلي واختلال دربلوغ

 نقايص متعدد مادر زادي  نازايي، عقيمي وسقط هاي مكرر

 عقب ماندگي ذهني  روياروئي با مواد تراتوژن و موتاژن  بيماريهاي عصبي مزمن وپيشرونده

حاملگي درسنين بالاتر از 35 سال

اختلالات عصبي وعضلاني  ازدواج با خويشاوندان

 كوتولگي و اختلال رشد

 سرطان، ديابت، بيماريهاي قلبي و…

 اختلالات متابوليك  كسب اطمينان از ناقل نبودن براي يك ژنتيكي شايع درجمعيت (تالاسمي، هموفيلي) شكل وقيافه غيرطبيعي (ديس مورفي)

روند مشاوره ژنتيك چگونه است؟

اصولاً سير مشاوره ژنتيك شامل چهار بخش اصلي است:

1-مشاوره تشخيص

2-مشاوره آگاهي بخشي

3-مشاوره حمايتي

4-پيگيري

توجه ! علم ژنتيك برخلاف ساير تخصصها اغلب به پيشگيري بيشتر از درمان مي پردازد وهدف آن دربيشتر موارد نه تنها خود فرد مبتلا به بيماري ژنتيك ، بلكه تمام افراد خانواده است.

دكتر سيد رمضان محسن پور

پزشك خانواده ومشاور ژنتيك مركز خدمات مشاوره اي شركت ملي نفت ايران

آن كس خوب زندگي ميكند كه خوب ياد گرفته باشد. آموزش ويادگيري نردبان تكامل وترقي انسان است.

[Borna66]

هموفيلي hemophilia


هموفيلي عبارت است يك نوع كمبود ارثي يكي از فاكتورهاي انعقادي خون ( فاكتور هشت ) كه منجر به وقوع خونريزي هاي خطرناك مي شود. اين كمبود در يك نفر از هر ده هزار مرد وجود دارد و در همان اوايل كودكي خود را نشان مي دهد.


علايم شايع


دردناك و متورم شدن مفاصل يا تورم در پا يا دست (خصوصاً زانو يا آرنج )
خونمردگي هاي مكرر
خونريزي زياد از بريدگي هاي مختصر
خونريزي خود به خودي از بيني
وجود خون در ادرار


علل


نقص ژنتيكي علت كمبود فاكتور 8 است . ژن فاكتور 8 روي كروموزم X قرار دارد و در صورتي كه مردي دچار هموفيلي باشد، اين ژن در تنها كروموزوم X وي معيوب بوده و به تمام دخترانش ارث مي رسد، اما چون پسرانش كروموزم Y را از وي به ارث مي برند، هيچ كدام از پسرانش از وي دچار هموفيلي نمي شوند. اين در حالي است كه دختران وي همگي حامل ژن معيوب هستند. بعضي از پسران زناني كه حامل ژن معيوب هستند ممكن است دچار هموفيلي شوند و بعضي از دختران زناني كه حامل ژن معيوب هستند ممكن است حامل ژن هموفيلي شوند.
عوامل افزايش دهنده خطر
سابقه خانوادگي هموفيلي


پيشگيري


در حال حاضر نمي توان از اين بيماري پيشگيري به عمل آورد. اگر در خانواده شما سابقه هموفيلي وجود دارد، قبل از بچه دار شدن براي مشاوره ژنتيكي مراجعه كنيد.
خطر مبتلا شدن به ايدز يا هپاتيت در اثر تزريق خون يا محصولات خوني اهدايي ، با عرضه فاكتور 8 ساخته شده توسط مهندسي ژنتيك كمتر خواهد شد.


عواقب مورد انتظار


اين بيماري در حال حاضر غيرقابل معالجه است ، اما مرگبار نيست . اگر بتوان خونريزي را كنترل كرد، مي توان انتظار عمري نزديك به عمر طبيعي را داشت .
تحقيقات علمي در زمينه علل و درمان هموفيلي ادامه دارند، بنابراين اميد مي رود كه روز به روز درمان هاي مؤثرتري عرضه شوند و نهايتاً بتوان اين بيماري را معالجه نمود.


عوارض احتمالي


خونريزي خطرناك كه نيازمند درمان اورژانس باشد.
معلوليت دايمي مفصل در اثر خونريزي مداوم در مفصل
سردرد، فلج يا اغما در اثر خونريزي به درون مغز




درمان

اصول كلي
هموفيلي با آزمايشات انعقادي تشخيص داده مي شود كه نشان دهنده فعاليت پايين فاكتور 8 خواهند بود.
علايم خونريزي را ياد بگيريد تا مراقب بروز آن باشيد.
خونريزي را معمولاً مي توان با تزريق فاكتور 8 در منزل كنترل كرد.
اگر خونريزي شديد يا غيرمعمول باشد، امكان دارد بستري كردن براي كنترل خونريزي ضروري باشد.
هميشه يك دست بند يا گردن آويز كه نشان دهنده بيماري شما باشد به همراه داشته باشيد، تا در موارد اورژانس بهتر و سريع تر بتوان به شما كمك كرد.
بهتر است قبل از ازدواج يا بچه دار شدن براي مشاوره ژنتيكي مراجعه نماييد.


داروها


خونريزي را مي توان با تزريق فاكتور 8 تغليظ شده كنترل نمود. فاكتور 8 بايد در زودترين زمان ممكن پس از آغاز خونريزي داده شود. ضمناً مي توان دوزهايي از فاكتور 8 را به عنوان پيشگيري مصرف كرد و بيماران خود مي توانند تزريق را فرا گيرند.
امكان دارد داروهايي براي كاهش درد مفصل تجويز شوند.
آسپيرين مصرف نكنيد، زيرا ممكن است خونريزي را زيادتر كند.


فعاليت


سعي كنيد هر اندازه كه مي توانيد زندگي عادي داشته باشيد. حفظ آمادگي جسماني مهم است .
از انجام فعاليت هايي كه باعث وارد آمدن آسيب مي شوند خودداري كنيد، مثلاً ورزش هاي پر برخورد. شنا، دوچرخه سواري يا راه رفتن بهترين ورزش ها براي شما هستند. غير از موارد ذكر شده ، محدوديتي براي فعاليت وجود ندارد.


رژيم غذايي


رژيم خاصي توصيه نمي شود.


در اين شرايط به پزشك خود مراجعه نماييد


اگر شما يا يكي از اعضاي خانواده تان علايم هموفيلي را داريد.
اگر يكي از موارد زير پس از تشخيص رخ دهد:
ـ آسيب همراه با تورم . اين ممكن است نشاندهنده خونريزي در زير پوست باشد.
ـ خونريزي كه به سرعت نتوان آن را كنترل نمود.
ـ دردناك و متورم شدن مفاص

[Borna66]

كم خوني سلول داسي شكل يك اختلال خوني ارثي كه باعث كم خوني ، حملات درد شديد، كاهش مقاومت بدن نسبت به عفونت و وضعيت نامطلوب سلامت به طور مزمن مي گردد. اين بيماري سرطاني نيست . اين اختلال مغز استخوان ، غدد لنفاوي طحال ، كبد و تيموس را درگير مي سازد، معمولاً حوالي 6 ماهگي بارز شده و در تمام طول زندگي تداوم مي يابد.




علايم شايع


كم خوني با علايم كوتاهي نفس ، تُندي ضربان قلب ، خستگي و يرقان ( زردي )
حملات درد مفاصل ـ قفسه سينه ، شكم و پشت
عفونت هاي مكرر، به ويژه پنوموني (ذات الريه)


اختلال عصبي


تأخير رشد و نمو
زخم هاي پوستي ، به ويژه در ناحيه ساق ها


علل


اين بيماري يك اختلال ارثي است . گلبول هاي قرمز اين بيماران حاوي يك نوع غيرطبيعي هموگلوبين به نام هموگلوبين s هستند. افراد داراي هموگلوبين s ممكن است اين خصوصيت ارثي را به فرزندان خود منتقل سازند. گلبول هاي قرمز حاوي اين هموگلوبين از شكل طبيعي گرد به صورت داسي شكل تغيير مي يابند كه در مويرگ ها گير كرده و باعث انسداد مي شوند. كاهش ميزان اكسيژن بافت ها تا حدي مسؤول اين تغيير شكل است . همين تغيير است كه در جريان حملات درد و ناتواني (حملات داسي ) رخ مي دهد. اين بيماري اغلب در سياهپوستان ديده مي شود.


عوامل افزايش دهنده خطر


سابقه خانوادگي كم خوني سلول داسي شكل . علايم بيماري ممكن است در شرايط زير تشديد شود:
صعود به ارتفاعات بالا مثلاً در طي كوهنوردي يا مسافرت هوايي
بارداري
جراحي
آسيب ديدگي
عفونت



پيشگيري


اگر شما داراي سابقه خانوادگي كم خوني سلول داسي شكل هستيد، از پزشك خود بخواهيد شما را از اين بابت ارزيابي كند. در صورت ابتلا به اين بيماري ، قبل از تشكيل خانواده اقدام به مشاوره ژنتيك كنيد. حالت خفيف تر اين اختلال موسوم به â«صفت سلول داسي شكل â» نيز ممكن است وجود داشته باشد كه منجر به بيماري نمي گردد ولي مشاوره ژنتيك در مورد آن نيز توصيه مي گردد.
بررسي در اوايل بارداري به منظور تعيين وجود ژن مبتلا در جنين (يك ژن معيوب منتقل شده از هريك از والدين حامل ژن معيوب ) توصيه مي شود.


عواقب موردانتظار


كم خوني سلول داسي شكل غيرقابل علاج بوده و طول عمر را كاهش مي دهد. با اين حال با پيشرفت درمان هاي مؤثر، مدت عمر تا بالاي 40 سال به تدريج افزايش يافته است . اكثر اين بيماران تا قبل از رسيدن به سن بلوغ در اثر عفونت يا سكته مغزي فوت مي كنند.


عوارض احتمالي


خطر مرگ ناگهاني در افراد داراي صفت سلول داسي شكل در حين شركت در ورزش هاي پرتحرك محتمل است .
عفونت هاي ريوي و استخواني
نارسايي كليه
درگيري چشمي
سكته مغزي




درمان

اصول كلي
- بررسي هاي تشخيصي ممكن است شامل آزمايش هاي خون ، راديوگرافي ، ام آرآي يا سي تي اسكن استخوان ها و ريه باشد. آزمون هاي بيماريابي ساده نيز در اين زمينه موجود است . در صورت وجود سابقه خانوادگي اين بيماري ، آزمون هاي مذكور ممكن است در بدو تولد انجام مي شوند.
- اگر كودكي دچار اين بيماري باشد، ارجاع وي به يك پزشك داراي تخصص در اين زمينه ، توصيه مي گردد.


- درمان در منزل شامل حفظ سلامت عمومي و اقدام فوري براي درمان حملات بيماري مي باشد.
- بستري در بيمارستان در حملات شديد بيماري جهت تجويز مايعات وريدي ، اكسيژن و گاهي تزريق خون ممكن است لازم گردد.
- در طي حمله بيماري ، بيمار را گرم نگه داريد و از كمپرس گرم بر روي ناحيه دردناك استفاده كنيد.
- واكسيناسيون بيمار شامل واكسن ضد پنوموني(ذات الريه) را به موقع انجام دهيد.
- بدون وجود كپسول اكسيژن از مسافرت هوايي حتي با هواپيماهاي داراي تنظيم فشار داخلي خودداري كنيد. اين موضوع را قبل از سفر با شركت هواپيمايي مورد نظر خود مطرح كنيد.
- از يك دستبند يا گردنبند هشداردهنده طبي كه نشان دهنده بيماري شما باشد استفاده كنيد.


داروها


در حال حاضر هيچ دارويي براي كنترل اين بيماري وجود ندارد. در حملات شديد ممكن است از مايعات وريدي ، تزريق خون ، آنتي بيوتيك ها و مسكن ها استفاده شود. تجويز پني سيلين به عنوان پيشگيري از عفونت ممكن است از دوره شيرخواري شروع شود. نشان داده شده است كه در موارد عود مكرر حملات دردناك ، هيدروكسي اوره تعداد حملات را كاهش مي دهد.
فعاليت
از ورزش هاي سخت و مواجهه با سرما بپرهيزيد. در طي حملات در بستر استراحت كنيد.
فعاليت ممكن است در اثر كم خوني مزمن و تكامل ضعيف عضلات تا حدودي محدود گردد.




رژيم غذايي


در صورت وجود تب ، روزانه حداقل 8 ليوان يا بيشتر مايعات مصرف كنيد. اين اقدام به جلوگيري از تجمع گلبول هاي قرمز و در نتيجه انسداد مويرگ ها كمك مي كند.


در اين شرايط به پزشك خود مراجعه نماييد


وجود علايم كم خوني سلول داسي شكل در كودك شما
اگر شما بخواهيد بدانيد كه آيا داراي ژن اين بيماري هستيد يا خير
عود علايم پس از دوره اي از فروكش بيماري يا بروز تب يا عفونت

[Borna66]

حیات مصنوعی در آزمایشگاه

دانشمندان آمریکایی می گویند گام مهمی به سوی تولید یک ارگانیسم زنده مصنوعی در آزمایشگاه با کمترین مصالح اولیه برداشته اند. پایگاه اینترنتی بی بی سی در این باره میگوید :


دکتر کریگ ونتر طی مقاله ای در نشریه “ساینس” می گوید تیم او با موفقیت یک ژنوم کامل - مجموعه منفرد کاملی از کروموزم ها با ژن های مرتبط با آنها - را از یک سلول باکتریایی به دیگری پیوند زده است.وی می گوید امیدوار است در نهایت با استفاده از همین تکنیک بتواند میکروب های تعریف شده ای بیافریند. چنین میکروب هایی را ممکن است بتوان برای ساخت سوخت مصنوعی یا کمک به پاک کردن زباله های سمی به کار گرفت.دکتر ونتر از پیشگامان پروژه تهیه نقشه ژنوم انسان بود.




ابزار ارگانیکی


هدف نهایی دانشمندان ریختن کروموزم ها، پروتئین ها و سایر مصالح ساختمانی حیات که جملگی آنها به طور مصنوعی تولید شده اند در داخل یک به اصطلاح “سوپ ابتدایی” است تا سپس شاهد جوشش میکروب های بدوی و پیدایش حیاب باشند.دکتر ونتر اذعان دارد که احتمالا راه درازی تا محقق شدن این هدف باقی مانده، اما می گوید گام کلیدی مهمی در جهت آن برداشته است.کاری که تیم دکتر کریگ انجام داده در واقع تخلیه ژنتیکی شکلی از حیات و دمیدن کد ژنتیکی کاملا تازه ای در کالبد به جا مانده است.این کار به گفته او، ابزاری کلیدی در تست کردن کروموزم های مصنوعی - یا دی ان اِی - است که او می خواهد بیافریند.


دکتر ونتر توضیح داد: “آنچه در این مقاله می خوانید نتیجه برداشتن یک کروموزوم بومی از یک گونه و پیوند زدن آن، وارد کردن آن از طریق دیواره های سلولی و غشاء سلولی به یک گونه دوم است و پس از چند روز رشد و تقسیم سلولی، کروموزم اصلی در سلول (گونه دوم) ناپدید شده و آنچه به جا می ماند سلول هایی است که تنها حاوی کروموزوم پیوندی است.”




نگرانی ها


اما کسانی هستند که رویه های مورد استفاده دکتر ونتر آنها را نگران می کند.برخی می ترسند از این فناوری برای ایجاد سلاح های بیولوژیکی استفاده شود یا اینکه پدیده ای پیش بینی نشده از آزمایشگاه سر بر آورد.سایرین نگرانند که تلاش های موسسه او برای کسب پروانه انحصاری برای تکنیک هایش، می تواند پیشرفت های علمی در سایر موسسات را محدود کند.اما دکتر ونتر می گوید آنچه او انجام می دهد فرقی با عملکرد سایر موسسات ندارد. وی گفت: “طی چندین سال گذشته ما مجبور بوده ایم تکنیک ها و رویکردهای بدیعی که قبلا وجود نداشته ابداع کنیم، چرا که این رشته قبلا وجود نداشته است.”


“موسسه ونتر و کمپانی ژنومیک مصنوعی (Synthetic Genomics Company) همان کاری را می کنند که اکثر موسسات عمده دیگر انجام می دهند - یعنی ثبت این تکنیک های انحصاری در قالب پروانه.”

__________________

[Borna66]

هموفيلي نوعي بيماري ارثي اختلال در سيستم انعقاد خوني است . در حالت طبيعي بدن به کمک مواد مختلفي از جمله « فاکتورهاي انعقادي » در مواقع خونريزي با منعقد کردن خون مانع ادامه خونريزي مي شود .



همچنين اين فاکتورها باعث جلوگيري از خونريزي در مفاصل و عضلات در طي فعاليتهاي روزمره مي شوند . در بيماريهاي هموفيلي به علت کمبود نوعي از اين فاکتورهاي انعقادي ، خونريزي ديرتر بند آمده و بيشتر از حد طبيعي به طول مي انجامد .



به طور کلي دو نوع هموفيلي وجود دارد که نوع اول يا هموفيلي A ، کمبود فاکتور ۸ و نوع دوم آن هموفيلي B ، کمبود فاکتور ۹ انعقادي مي باشد .



چه کسي به هموفيلي مبتلاست ؟



به طور کلي هموفيلي تقريبآً هميشه در مردان ديده مي شود . در يک سوم افراد هموفيلي سابقه خانوادگي هموفيلي وجود ندارد .

از هر ۵۰۰۰ نوزاد پسر که متولد مي شوند يک نفر به هموفيلي مبتلاست . در حال حاضر حدود ۴۰۰۰ بيمار هموفيلي در کشورمان شناسائي شده اند .

به طور کلي علائم هموفيلي بيشتر پس از راه افتادن در کودکان بروز مي کند . در اين موارد به دنبال زمين خوردن کودک ، خونمردگي در پوست يا خونريزي از لب يا زبان ايجاد مي شود .

از سن ۳-۲ سالگي ممکن است خونريزيهاي عضلاني و يا مفصلي و به دنبال آن بي حرکتي اندام کودک بروز کند .

تزريق هاي داخل عضلاني نيز در اين سن مي تواند باعث خونريزي شود .

هموفيلي چگونه به ارث مي رسد ؟

ژن سازنده فاکتورهاي ۸ و ۹ بر روي کروموزوم X يعني همان کروموزوم تعيين جنسيت وجود دارد .

در خانم ها به علت اينکه ژن دوم X معمولاً سالم است ، لذا دخترها اکثراً در صورت انتقال ژن معيوب ناقل ژن هموفيلي خواهند شد . اما در پسرها به علت اينکه تنها يک کروموزم X وجود دارد در صورت انتقال ژن معيوب حتماً پسر مبتلا خواهد شد .

آيا آزمايشي براي يافتن ناقلين وجود دارد ؟

در آزمايشگاههاي تخصصي در صورت اندازه گيري سطح فاکتور انعقادي و کمبود آن و نيز بررسي سوابق شخصي و خانوادگي فرد تا حدود ۸۵٪ افراد ناقل را مي توان يافت . امروزه با روش هاي بررسي مستقيم کرموزومومي افراد ناقل بيشتري را مي توان يافت . نرمال بودن سطح فاکتور انعقادي لزوماً ناقل بودن را رد نمي کند .

شدت هموفيلي :

بر اساس ميزان فاکتور انعقادي و کمبود آن هموفيلي را به ۳ نوع شديد ، متوسط و خفيف تقسيم مي کنند .

هموفيلي شديد :

ميزان فاکتور انعقادي کمتر از ۱٪

با هر ضربه مختصر و ضعيف خونريزي رخ مي دهد .

گاهي خونريزي خودبخود نيز ايجاد مي شود .

متوسط :

ميزان فاکتور انعقادي بين ۱ تا ۵٪

به دنبال آسيبهاي جزئي و نيز اعمال جراحي خونريزي شديد ايجاد مي شود .

خفيف :

ميزان فاکتور انعقادي بيشتر از ۵٪

معمولاً فقط به دنبال آسيب هاي جدي ، خونريزي شديد ايجاد مي شود .

عوارض هموفيلي :

از محل هاي خونريزي مي توان از مفاصل ، عضلات ، مغز ، گردن و حلق و نيز لثه ها و بيني نام برد . خونمردگي در پوست اين بيماران با شيوع نسبتاً بالائي ديده مي شود .

در افراد مبتلا به هموفيلي چه نکاتي را رعايت کنيم ؟

براي کودک اسباب بازي هاي نرم و بدون لبه هاي تيز بخريد .

به خود کودک و اطرافيان او در مورد بيماري او توضيح دهيد .

واکسيناسيون را طبق برنامه انجام دهيد ولي واکسن هاي عضلاني بايد زيرپوست تزريق شود .

واکسن هپاتيت را حتماً تزريق کنيد زيرا خطرات احتمالي ناشي از تزريق خون آلوده کاهش مي يابد .

از لحاظ بدني فعال باشيد . فعاليت هائي همچون شنا و پياده روي بسيار مفيد است .

انجام ورزش هائي همچون بوکس و راگبي و ورزش هاي رزمي ممنوع است .

به علت ايجاد اختلال در انعقاد خون پس از مصرف آسپيرين افراد هموفيلي نبايد مسکن هايي همچون آسپيرين را مصرف کنند . مصرف استامينوفن در مواقع درد مؤثر خواهد بود .

در مواقع زير بايد به بيمارستان مراجعه کنيد :

هنگام بروز درد در مفاصل و عضلات تا بروز تورم صبر نکنيد .

به هنگام بند نيامدن خونريزي زخم

ديدن خون در ادرار يا مدفوع

پس از ضربه شديد به سر و يا زماني که سردرد با تهوع و استفراغ همراه است .

خونريزي يا تورم درگردن

درد شکم بدون علت واضح

درمان :

در حال حاضر درمان مشخصي به جز تزريق فاکتور دچار کمبود جهت بيماران هموفيلي وجود ندارد .

گاهاً از برخي داروهاي ديگر همچون دسموپرسين ( جهت آزاد شدن ذخائر فاکتور ۸ در هموفيلي A ) و يا عوامل ضد فيبرينوليز ( ضد تخريب لخته خون ) نيز استفاده مي شود .

Ref.irib.ir

[Borna66]

گفتگو با دكتر ملك منصور اقصی متخصص بيماريهاي زنان و زايمان



آقاي دكتر، از گذشته‌هاي دور بسياري از مردم، آرزو داشته‌اند كه بتوانند جنسيت فرزندشان را خودشان تعيين كنند. براي همين از رژيم‌هاي غذايي و كارهاي سنتي خاص مثل بستن سنگ‌هاي ويژه به شكم استفاده مي‌كردند. آيا به نظر شما اين قبيل كارها در پسر يا دختر شدن نوزاد مي‌تواند تاثير داشته باشد؟


‌ همان‌طور كه شما گفتيد اين يك آرزوي ديرينه جامعه بشري و بسياري از انسان‌ها بوده است. زن و شوهرهايي هستند كه مثلا 7 تا دختر دارند و هميشه در انتظار يك پسر هستند. اينها معمولا همه اين كارها را تجربه كرده‌اند، اما بايد گفت كه هيچ‌كدام از اين كارها مبناي علمي ندارد و به نظر نمي‌رسد كه موفقيتي را در پي داشته باشد. به طور كلي براي پسر يا دختر شدن كودك نمي‌توان غذا يا روش خاصي را پيشنهاد كرد و در اصل اين كارها هيچ‌ كمكي نمي‌كنند. حتي بعضي‌ها با همين روش‌ها ادعا مي‌كردند كه به موفقيت دست يافته‌اند و اعدادي هم ارائه مي‌كردند اما علم آمار ثابت


كرد كه اين آمارهاي گزارش شده غيرواقعي هستند.
و بعضي‌ها در مورد تاثير زمان مقاربت مي‌گويند…
نه، واقعيت اين است كه اينها اكثرا خرافات هستند. زمان مقاربت هم نمي‌تواند تاثير چنداني در جنسيت نوزاد داشته باشد. حداقل از نظر علمي تا حالا چنين چيزي ثابت نشده است.
پس به نظر شما هيچ‌كاري نمي‌شود براي افرادي كه تمايل دارند فرزندشان پسر يا دختر باشد انجام داد؟


چرا، در حال حاضر در دنيا كارهاي خاصي مي‌توان انجام داد و پيشرفت‌هاي خوبي انجام شده است.
مثلا چه كاري؟


مثلا باروري آزمايشگاهي يا آي.وي.اف، از نظر علمي كاملا شدني است و ما هم در ايران امكان انجام اين كار را داريم. ما در اين روش زن را تحريك مي‌كنيم تا با استفاده از برخي داروها چندين بار تخمك‌گذاري كند. بعد از آميزش، اين تخمك‌ها بارور مي‌شوند. ما پس از گذشت مدتي مي‌رويم و نمونه‌هايي از سلول‌هاي اين چند جنين را بر مي‌داريم و با تكنيك‌هاي آزمايشگاهي خاصي ، كروموزوم‌هاي آنها را مورد بررسي قرار مي‌دهيم. هر كدام از آن چند جنين را كه جنسيت مورد نظر را داشته باشند برمي‌داريم و بقيه را كنار مي‌گذاريم‌. بدين ترتيب جنسيت نوزادي كه به دنيا خواهد آمد هماني است كه مطلوب پدر و مادر است.


خب اين به شرطي است كه چند تخمك و چند جنين باشد. اگر يكي بود چطور؟
البته اين ديگر شانس مريض است كه اين يك تخمك همان جنسي را كه او مي‌خواهد داشته باشد يا خير. مثلا من همين امروز يك مريضي داشتم كه فقط يك تخمك داشت. حالا اين ديگر بستگي به شانس ‌آن پدر و مادر دارد كه آيا اين جنين همان جنسيت مطلوب آنها را داشته باشد يا خير.
يعني در حال حاضر تنها راه موجود آي.وي.اف است؟


در حال حاضر بله، اما يك تكنيك ديگر هم هست كه طي سال‌هاي اخير دارند روي آن كار مي‌كنند و فكر مي‌كنم كه 5 تا 6 سال ديگر بتوان از آن هم استفاده كرد و آن تكنيك فلوسيتومتري است. در اين تكنيك مي‌آيند اسپرم‌هاي X و‌y را از هم جدا مي‌كنند و بدين‌ترتيب مي‌توانند انتخاب كنند كه در هنگام انجام آي.وي.اف كدام جنس اسپرم را تزريق كنند. به هر حال اين تكنيك هم محدوديت‌ها و مشكلات خاصي به همراه دارد. مثلا اينكه ما مي‌گوييم اسپرم‌هاي x و y را از هم جدا مي‌كنيم، 001 در صد نيست. شايد تعداد اسپرم‌هايي كه بتوانيم جدا كنيم به ميزان كافي نباشد و مشكلات به طور كلي زياد است، اما به هر حال اميد مي‌رود كه طي چند سال آينده اين روش هم بتواند به ما كمك كند.
‌‌ آي.وي.اف را ما به طور كلي به عنوان يك روش درماني ناباروري مي‌شناسيم.آيا به نظر شما درست است خانمي را كه مي‌تواند يك باروري عادي و طبيعي داشته باشد، تنها جهت تعيين جنسيت تحت آي.وي.اف قرار داد؟


در اين مورد حرف و حديث‌ها زياد است. اساسا اين سوال مطرح است كه آيا درست است كه ما جنسيت نوزاد را تعيين بكنيم؟ بايد به اين سوال اين طور پاسخ داد كه با تعيين جنسيت مي‌توانيم جلوي‌ ابتلا ‌به ‌بيماري‌هايي نظير هموفيلي را بگيريم. اما اگر يك نفر بدون هيچ بيماري خاصي و تنها به علت تمايل شخصي بخواهد كه جنسيت فرزندش را تعيين كند زير سوال است. ما با يكي از دانشگاه‌هاي انگلستان در حال انجام يك طرح تحقيقاتي مشترك هستيم. تا ببينيم كه ديدگاه مردم نسبت به اين مسئله چيست و در جوامعي مثل ايران و انگلستان كه از نظر فرهنگي‌ با يكديگر تفاوت‌هاي قابل توجهي دارند، نظر مردم عادي نسبت به اين مسائل چطور است.البته تاكنون در كشورهايي مثل آلمان، ايتاليا و آمريكا مطالعات مشابهي انجام شده است. اما هيچكدام مطالعات درست و كاملي نبوده‌اند و براي همين ما يك مطالعه دقيق طراحي كرده‌ايم كه مشكلات و نقايص مطالعات قبلي را نداشته باشد.


به نظر خود شما اين كار درست است يا غلط؟


ببينيد اين كار يك سري موافقان و مخالفاني دارد. مخالفان اين روش مي‌گويند كه اين كار ممكن است تعادل جنسيتي را در جامعه به هم بزند. اما جواب آن اين است كه اين كار نمي‌تواند تعادل جنسيتي جامعه را به هم بزند چون ما براي انجام اين كار مجبوريم كه آي.وي.اف ‌انجام بدهيم و تنها تعداد معدودي از زوج‌ها هستند كه به انجام آي.وي.اف براي تعيين جنسيت نوزاد تن درمي‌دهند كه اين تعداد اندك تاثيري در تعادل جنسيتي جامعه نخواهد گذاشت. به طور كلي داوطلبان اين روش كم است و در مقياس 6 ميليارد جمعيت دنيا خطري نخواهد داشت و بالانس و تعادل را به هم ‌نمي‌زند. نه الان بلكه 05 سال ديگر هم اين خطر را نخواهد داشت.مسئله ديگري كه مطرح مي‌كنند اين است كه اين كار نوعي تبعيض است. يك جنسي را انتخاب مي‌كني چون آن را بيشتر دوست داري و اين باعث مي‌شود كه تبعيض جنسيتي ايجاد شود.


در مورد موافقان اين روش چيزي نگفتيد.
بله. موافقان مي‌گويند كه اين نوعي روش كنترل جمعيت است. مثلا در نظر بگيريد كه يك خانواده تمايل دارد كه يك پسر داشته باشد و يك دختر. حالا فرزند اول پسر مي‌شود اگر فرزند دوم دختر نشود باز اقدام به بارداري سوم مي‌كند كه شايد سومي دختر شود. اگر سومي هم نشود اين كار را ادامه مي‌دهد و همين باعث افزايش جمعيت مي‌شود. حالا اگر شما در همان بارداري دوم بتوانيد جنسيت را انتخاب كنيد و دختر براي آنها ايجاد كنيد، مشكلات حل مي‌‌شود و از چند بارداري ناخواسته و نامطلوب ديگر جلوگيري مي‌كنيد. به هر حال بحث اين دو گروه هنوز ادامه دارد و به نتيجه مشخصي نرسيده است. براي همين در بعضي كشورها اگر آي.وي.اف صرفا به اين دليل انجام شود، غيرقانوني محسوب مي‌شود.
در كشور ما چطور؟


ما در كشور خودمان در اين زمينه قانون خاصي نداريم.
نه، ما تا حالا عارضه خاصي از اين كار نديده‌ايم. البته آي.وي.اف به هرحال مشكلا‌ت خاص خودش را دارد.


پس آيا شما انجام آن را به خانواده‌هايي كه اين مشكل را دارند توصيه مي‌كنيد؟
ببينيد مريض‌هاي زيادي با اين مشكل به ما مراجعه مي‌كنند. من خودم شخصا نگاه مي‌كنم و مي‌بينم كه مسئله در خانواده آنها چقدر حاد است. به طور كلي اين كار را نمي‌توان به همه توصيه كرد و اصولا كار درستي به نظر نمي‌رسد و به همه هم تاكيد مي‌كنم كه كار خوبي نيست. اما گاهي اوقات اين مشكل خيلي جدي است و مثلا ثبات زندگي به آن بستگي دارد. مثلا با گفتگو نمي‌توان فكر زن و شوهر را عوض كرد. در اين مواقع كه بسيار نادر هم هستند گاهي اوقات اين كار را مي‌كنيم. اما به طور معمول افرادي را كه با اين مشكل مراجعه مي‌كنند با گفتگو مجاب مي‌كنيم و مي‌گوييم كه واقعا پسر يا دختر شدن مهم نيست. اما اگر واقعا مشكل اساسي باشد و حتي گاهي در مورد آن بيماري‌هاي ژنتيكي كه گفتم اگر لازم باشد به طور نادر اين كار را انجام مي‌دهيم. گاهي اوقات زندگي فرد در حال از هم پاشيدن است و در اين موارد ما سعي مي‌كنيم كه حداقل با اين كار جلوي اين اتفاق را بگيريم.


در كل چه زماني مي‌توان جنسيت كودك را تعيين كرد؟
در حال حاضر با استفاده از تكنيك‌هاي سونوگرافي مي‌توان از حوالي هفته 41 بارداري جنسيت كودك را تعيين كرد.


قبل از آن اين امكان وجود ندارد؟
چرا، اما ديگر كار سخت‌تر مي‌شود. مثلا بايد از تكنيك‌هاي آمنيوسنتز استفاده كرد كه با يك سوزن وارد مايع كيسه آب مي‌شوند و از آن نمونه‌برداري مي‌كنند كه كار سختي است. تكنيك‌هاي سونوگرافي راحت هستند اما قبل از هفته 41 معمولا قادر به تعيين جنسيت نيستند.
آيا اگر جنسيت مطلوب والدين نبود ممكن است والدين كودك را سقط كنند؟


به هيچ وجه! اين كار اصلا درست نيست. در كشور ما كه از نظر قانوني اين كار ممنوع است و به طور كلي از نظر شرعي و اخلاقي اصلا كار درستي نيست. در كشورهاي ديگر كه اين كار ممنوع نيست هم پزشكان اين كار را توصيه نمي‌كنند، چون از نظر علمي كار درستي نيست. خطر بروز عوارض به دنبال سقط جنين زياد است و مخصوصا جنيني كه به سن 41 هفتگي رسيده است خطر سقط آن بسيار زياد است و مي‌تواند با عوارض ناخوشايندي همراه باشد. خطر زيادي مادر را تهديد مي‌كند، حالا هر روشي كه مي‌خواهد به كار رود فرقي ندارد اما به هر حال خطر زيادي مادر را تهديد مي‌كند. مثلا در بعضي كشورها حتي متخصصان سونوگرافي را از تعيين جنسيت منع كرده‌اند تا مادران را از خطر اين سقط‌هاي تحريك شده به علت جنسيت نامطلوب نجات دهند.


گاهي اوقات مي‌بينيم كه سونوگرافي جنسيت را مذكر گزارش كرده اما نوزاد دختر مي‌شود، اين خطا‌ها ناشي از چيست؟


ببينيد اين خطا‌ها معمولا ناشي از خطاي دستگاه نيستند. چون دستگاه‌ها در حال حاضر دقت بسيار بالايي دارند. اما معمولا خطا از كسي است كه سونوگرافي را انجام داده است و بنابراين بهترين راه اين است كه سونوگرافي وتعيين جنسيت توسط سونوگرافيست با تجربه‌اي انجام شود.‌‌
نقل از هفته نامه سلامت

[Borna66]

آزمایش ژنتیکی نوزادان ‘بی خطر است


محققان می گویند خطر انجام آزمایش های ژنتیکی بر روی نطفه انسان بیشتر از لقاح خارج از رحم (آی وی اف) نیست. دانشگاه بروکسل (Free University)، در آخرین تحقیقات خود، 583 کودکی را تحت بررسی قرار داده که پیش از کاشتن نطفه در رحم مورد آزمایش های ژنتیکی قرار گرفته بودند. بی بی سی در این باره میگوید : این آزمایش ها، پی جی دی (Preimplantation genetic diagnosis)، برای ردیابی عیوب احتمالی در نطفه ها صورت می گیرد.برخی محققان در مورد امن بودن این آزمایش ها ابراز تردید کرده اند چون مدت کوتاهی است که مورد استفاده هستند و برای انجام آن باید شماری از سلول ها از نطفه سه روزه جدا شود.نتیجه تحقیق جدید، در جلسه “انجمن اروپایی مطالعه ژنتیک در انسان”، ارائه شده است.روش پی دی جی، برای اولین بار در سال 1990

مورد آزمایش قرار گرفت.


پزشکان با استفاده از روش پی دی جی تخمک بارور شده را مورد آزمایش قرار می دهند تا اگر نطفه عیب ژنتیکی نداشته باشد مانند روش لقاح خارج از حم (آی وی اف)، آن را در رحم مادر بکارند. سازمان نظارت کننده بر روش های بارورسازی زنان در بریتانیا، استفاده از پی دی جی را برای ردیابی پنجاه نوع نقص ژنتیکی مجاز دانسته است. محققان در سراسر جهان، نوزادانی را که پیش از تولد تحت آزمایش ژنتیکی پی دی جی بوده اند، تحت نظر دارند تا ببینند که تاثیر این آزمایش در دراز مدت به چه گونه است.




اطلاعات


از 583 نوزاد تحت مطالعه در تحقیقات دانشگاه بروکسل بلژیک، 563 نوزاد زنده به دنیا آمده اند. وزن این نوزادان در بدو تولد با نوزادانی که پس از استفاده از لقاح خارج از رحم (آی وی اف) به دنیا آمده بودند، برابر بود. نوزادان پی دی جی، در دو ماهگی و بعد از آن در دو سالگی مورد بررسی قرار گرفتند و میزان سلامت آنها با نوزادان آی وی اف ظاهرا مشابه بوده است.
اما، محققان در یک دانشگاه دیگر بروکسل، گفته اند که باید در مورد نرخ تلفات پی دی جی که بالاتر از آی وی اف بوده، تحقیقات بیشتری صورت بگیرد. اغلب مرگ های جنینی در اثر بارداری های مولتیپل، مانند دو قلوها یا سه قلوها، بوده که احتمالا موضوع مهمی است.

“دلگرمی”

سخنگوی انجمن باروری بریتانیا و پرفسور لرد رابرت وینستون، که از پیشکسوتان آزمایش های پی دی جی در اواخر دهه هشتاد میلادی بوده، گفته اند که نتیجه تحقیقات انجام شده در بلژیک باعث دلگرمی است.آنها گفتند: “ما وقتی آزمایش های پی دی جی را آغاز کردیم، مطمئن بودیم که باعث نقض عضو در جنین نمی شویم. بنابراین از اعلام نیتجه تحقیق دانشگاه بروکسل دلگرم شده ایم اما اصلا تعجب نکرده ایم.”


با این حال، این دو محقق گفتند که اثر دراز مدت آزمایش ژنتیکی بر روی نطفه و نوزاد حاصل از آن تا چند دهه دیگر روشن نخواهد شد. بزرگسال ترین کودکانی که پس از آزمایش پی دی جی به دنیا آمده اند، هفده سال سن دارند.

مخالفان
منتقدان پی دی جی می گویند آزمایش کردن نطفه برای حذف آنهایی که عیوب ژنتیکی دارند، درست نیست.همچنین این نگرانی وجود دارد که بچه هایی که پس از استفاده از روش های باروری مصنوعی مختلف، مانند آی وی اف، به دنیا می آیند به لحاظ ژنتیکی با خطر روبرو هستند چون تخمک و اسپرم در آزمایشگاه دستکاری می شوند. انجمن باروری بریتانیا می گوید اطلاعات قاطعی در مورد ارتباط آی وی اف با نقص های جسمانی در جنین ارائه نشده اما تحقیقات اخیر نشان داده که اختلالات ژنتیکی در جنین های آی وی اف که ممکن است به نارسایی های ذهنی بیانجامد، افزایش داشته است.


این انجمن می گوید: “آنچه روشن است این است که اگر خطری وجود داشته باشد بسیار محدود است و نظارت بیشتری باید بر کودکانی صورت بگیرد که پس از استفاده از این روش به دنیا آمده اند.

[Borna66]

ارتباط میان بیماری قلبی و یک عیب ژنتیکی


دو تیم از دانشمندان یک نقص ژنتیکی را یافته اند که خطر بیماری قلبی و حمله قلبی را تا حدود زیادی افزایش می دهد.پژوهشگران کانادایی و آمریکایی دریافته اند که تا یک چهارم افراد سفیدپوست حامل این نقص ژنتیکی که خطر بیماری قلبی را در حدود 40 درصد افزایش می دهد هستند.بی بی سی در این باره مینویسد:

مطالعه ای جداگانه در ایسلند دریافت که همین نسخه از ژن به یک پنجم حملات قلبی ارتباط دارد.کارشناسان گفتند که این یافته ها که در مجله “ساینس” چاپ شده مهم هستند اما عادات شخصی فرد تاثیر شدیدی بر افزایش یا کاهش خطر ناشی از آن دارد.هر دو تیم محققان ژن های بیمارانی را که مبتلا به بیماری قلب و عروق بودند یا قبلا دچار حمله قلبی شده بودند اسکن کردند تا ببینند میان آنها و افراد سالم چه فرقی هست.تیم دانشمندان آمریکایی/کانادایی قسمتی از دی ان اِی - به نام آلیل allele - در یک کروموزوم خاص که به بیماری قلبی ارتباط داشت را پیدا کردند.مطالعه آنها شامل 23 هزار نفر نشان داد که خطر بیماری قلبی در کسانی که حامل یک نسخه از این “آلیل” هستند تا حدودی افزایش می یابد.


اما خطر ابتلا به بیماری قلبی در مورد کسانی که دو نسخه از آن دارند - که یکی از پدر به ارث رسیده دیگری از مادر و شامل 20 تا 25 درصد سفیدپوستان می شود - 30 تا 40 درصد افزایش می یابد.دست اندرکاران این مطالعه گفتند که معاینه افراد سالم برای یافتن این نشانگر ژنتیکی می تواند اطلاعاتی در مورد خطراتی که در آینده ممکن است متوجه فرد باشد به دست دهد و به احتمال جلوگیری از آن کمک کند.محققان اکنون قصد دارند ببینند آیا این یافته ها در مورد نژاد آسیایی یا سیاه پوستان نیز صادق است.همزمان یک مطالعه دیگر در ایسلند به روی همان قسمت دی ان اِی شامل 17 هزار نفر انجام شد.محققان ایسلندی نیز دریافتند که بیش از 20 درصد مردم دو نسخه از این “آلیل” معیوب دارند.به گفته آنها خطر حمله قلبی در کسانی که دو نسخه از آن داشتند نسبت به کسانی که به کلی فاقد آن بودند 60 درصد افزایش می یابد.

[Borna66]

سلولهاى بنيادى چيستند؟



چگونه و به چه دليل از آنها استفاده مى‌شود؟ اينها سوالاتى هستند كه پاسخ آنها شايد براى بسيارى روشن نباشد. سلولهای بنیادی سلولهای تشکیل دهنده بافتها هستند. اميد دانشمندان اين است كه بتوان به كمك سلولهاى بنيادى بافتهاى بيمار يا تخريب شده را ترميم كرد . سلولهای بنیادی باقی مانده از توده سلولى هستند كه جنین از آن به وجود آمده است. توده سلولی که بعد از لقاح در رحم مادر تشکیل مى‌شود به سرعت تكثير پيدا مى‌كند و بعد از چند هفته تبدیل به جنین یا یک انسان کوچک مى‌شوند. اما قبل از این تغییر همه سلولها مشابه هم هستند، مجموعه ژنوم موجود در هسته تمامى اين سلولها هم مشابه است . به مرور زمان و با رشد جنين هر دسته از اين سلولها با توجه به نوع بافتى كه تشكيل خواهند داد تغییر شکل مى‌دهند. دلیل این تغییر شكل این است که در هر دسته از اين سلولها تنها ژنهاى مربوط به بافتى كه تشكيل خواهند داد فعال و سایر ژنهاى موجود در هسته براى هميشه غيرفعال مى‌شوند . اما تعداد بسياراندكى از اين سلولها قابليت تغيير پذيرى خود را حفظ مى‌كنند. مانند سلولهايى كه از خون بند ناف جنین پس از تولد گرفته مى‌شوند. اين سلولها مى‌توانند پس از قرار گرفتن در يك بافت مشخص ژنهايشان را با بافت مورد نظر تطبيق دهند و بخشى از آن بافت شوند.



اميد دانشمندان اين است كه بتوان به كمك سلولهاى بنيادى بافتهاى بيمار يا تخريب شده را ترميم كرد. هر چند که اين نظريه در حد تئورى اميدوار كننده به نظر مى‌رسد اما تجربه عملی متخصصان در اين مورد بسیار اندک است. بزرگترین مشكل اينجاست كه اين سلولها را تنها مى‌توان هنگام تولد از بند ناف جنين جدا و تحت شرايط خاص حفظ كرد. اما عده‌ای از متخصصان معتقدند، سلولهاى مغز استخوان كه به سلولهاى خونساز معروفند نيز اين قابليت را در خود حفظ كرده‌اند و مى‌توان از آنها برای درمان بیماریهای مختلف و بخصوص بیماریهای که درمان قطعی ندارند استفاده کرد. بيماريهاى مانند آلزايمر يا ديابت . با اینکه هنوز مشخص نیست تا چه حد مى‌توان به اين روش اميدوار بود، یکی از اولين مراكز پژوهشى‌– درمانی سلولهاى بنيادى در شهر كلن در آلمان افتتاح شده است. پيتر نيچه يكى از پزشكان مركز كه علاوه بر تخصص در بيمارهاى ديابتى مدتها در پروژ‌ه‌هاى تحقيقاتى روى سلولهاى بنيادى كار كرده مى‌گوید : ” سلولهاى بنيادى بستر درمانی كاملأ تازه‌اى هستند. راهى نو در پزشكى که بى‌نياز از داروست. راه بسیار جالبى كه در آن بدن خودش به خودش كمك مى‌كند”.



این متخصصان سلولهای بنیادی را از مغز استخوان در ناحیه تهيگاه بیرون می آورند. در مقايسه با سلولهاى بنيادى جنين كه جدا کردن و حفظ آنها بسیار پر زحمت و پرهزینه است استفاده از اين سلولها بسيار ساده‌تراست. دكتر نيچه مى‌گويد:” اين سلولها کشت داده مى‌شوند. يعنى اينكه سلولها ابتدا از مغز استخوان جدا و بعد از آن برای تکثیر کشت داده مى‌شوند. به دليل اينكه به مقدار زيادى از اين سلولها نيازمنديم “.



پيتر نيچه که متخصص بیماری دیابت است معتقد است امید درمان بيماران ديابتى با این روش بسیار بالاست. او در مورد نتیجه تزریق سلولهای بنیادی به بیماران دیابتی مى‌گوید : “اين سلولها را در پاى بيماران ديابتى درون زخم‌هاى بدخيم تزریق کردیم. در طول دوره درمان قابل مشاهده بود كه چطور زخم‌ها كوچكتر شده‌ و به مرور بهبود پیدا کردند. نکته ای كه ما را اميدوارتر كرده است این است که در برخى از بيماران متابوليسم قند تا حد قابل توجهى بهتر شده است حتى تا جایی كه بيمار نيازى به مصرف انسولين يا داروهاى ديگرى نداشته است “.



همانطور كه نيچه عنوان مى‌كند تزريق سلولهاى بنيادى در مواردى كاملأ موفقيت آميز بوده است. با وجود اين بسيارى از متخصصان معتقدند پيوند اين سلولها پيچده‌تر از آنى است كه در مرحله تئورى مطرح مى‌شود.



دكتر كريستوف اشتام جراح قلب كلينيك دانشگاه روستوك كه تا كنون چند بار در پروسه پيوند سلولهاى بنيادى‌اى كه از مغز استخوان گرفته شده‌اند، شركت كرده مى‌گويد :”البته ما به طور مشخص نمى‌دانيم كه چه كار مى‌كنيم! اين را هم نمى‌دانيم كه بعد از پيوند چه اتفاقى خواهد افتاد. با توجه به تجربياتى كه در اين زمينه وجود دارد، مثلأ هنگام پيوند اين سلولها به قلب احتمال اينكه واقعأ از اين سلولها سلولهاى تازه عضلات قلب تشكيل شود مدام كمتر مى‌شود. شايد بتوانيم از اين سلولها در رگ‌سازى استفاده كنيم تا با رگهاى خونى تازه سلولهاى قلبى خواب رفته اما هنوز زنده قلب را بيدار كنيم و به تحرك در آوريم”.



از سوى ديگر عكس‌العمل بدن در برابر سلولهاى بنيادى تزريق شده به روشنى مشخص نيست. برخى از متخصصان حتى معتقدند استفاده عملى از اين سلولها بر روى بيماران بايد ممنوع شود. يورگن هرشلر از موسسه نورون‌شناسى دانشگاه كلن مى‌گويد:” نظراتى وجود دارد كه از نظر كلينيكى و عملى هرگز ثابت نشده‌اند، مثلأ بهبودى قطعى. اگر با گذشت زمان اثر مثبت اين روش درمانى ثابت نشود، مى‌شود به اين نتيجه رسيد احتمالأ تأثير منفى داشته‌ است”.



هرشلر هم مانند بسيارى از محققان علوم پايه معتقد است استفاده از اين روش ابتدا در آزمايشگاه و بر روى حيوانات آزمايشگاهى به نتيجه مثبتى برسد. با وجود اين بسيارى از بيماران حاضرند در روشهاى درمانى با استفاده از سلولهاى بنيادى شركت كنند و براى هر جلسه درمانى تا پنج هزار يورو بپردازند. ( منبع : دویچه وله )

[Borna66]

روشن و خاموش كردن ژن‌ها


در علم ژنتيك، هر ژنى كه شناسايى مى‌شود با يكى از حروف الفبا ويك شماره كدگذاری مى‌شود، مثلأ ژن p53 . p53 ژنی است که به ژن نگهبان هم معروف است. دانشمندان معتقدند اين ژن، مانع از رشد سلولهاى سرطانی مى‌شود. اما مشكل اينجاست كهدر سلولهاى سرطانى، ژن p53 فرم تغییر یافته‌ و غيرفعال دارد. گروهى از پژوهشگرانآمريكايى موفق شده‌اند اين ژن غيرفعال را فعال كنند. متخصصان ژنتيك معتقدند اگر ژن p53 در سلولهای سرطانی شده فعال شود رشد اينسلولها متوقف مى‌شود. اين تغيير فرصت مناسبى براى سيستم ايمنى فراهم مى‌كند تاسلولهاى سرطانی شده از بين ببرد. این تئوری در مرحله عمل و بر روی حیواناتآزمایشگاهی جواب مثبت داده است. دو گروه پژوهشگر آمریکایی كه به صورت جداگانه برروی این ژن تحقیق مى‌کنند، موفق شده‌اند با فعال كردن ژن p53 در سلولهاى سرطانى كبدموشهاى آزمايشگاهى رشد اين سلولها را متوقف کنند.دکتر لارس زندا پژوهشگر جوان آلمانى كه با يكى از اين تيم‌هاى تحقيقاتى همكارىمى‌كند هسته اصلی موفقیت پروژه را اینگونه تعریف مى‌کند:” ما برای نخستین بار درموقعیتی قرار گرفتيم که مى‌توانستيم فعاليت يك ژن را درون سلول تنظیم کنیم، اينکاری بود که قبلأ شدنى نبود. و غیر از اين نتیجه بیولوژیکی اين دست‌كارى ژنتيكىبسیار جالب است، وقتی ژن p53 در سلولهاى سرطانى فعال مى‌شود سلول سرطانى واكنش نشانمى‌دهد. پاسخ سلولها به این تغییر، ترشح ماده‌اى است كه موجب تحریک سیستم ایمنیمى‌شود اين تحريك در نهایت منجر به حذف تومور خواهد شد. و دقیقاً این قسمت است كهدر پزشکی اهمیت دارد“.



اين پژوهشگران موفق شده‌اند درون سلولهاى زنده تنها یک ژن را بر حسب نیاز بهاصلاح روشن یا خاموش كنند. به محض اینکه ژن p53 روشن مى‌شود ترشح ماده ای به نامشیموکین آغاز مى‌شود. این ماده سیستم ایمنی را تحریک مى‌کند و سیستم ایمنی گلبولهایسفید و سلولهايی كه به سلولهای قاتل و سلولهای خورنده معروفند به غده سرطانىمى‌فرستد. این سلولها به غده سرطانى حمله می کنند و آنرا از بین می برند.نتيجه استفاده از اين روش در موشهای آزمایشگاهی بسیار موفقیت آمیز بوده است. رشدسلولهاى سرطانى کبد موش‌ها ابتدا کاملاً متوقف شده و سرطان پس از مدت كوتاهى كاملأاز بین رفته است.زندا مى‌گويد:” قسمت جالب همين جاست: در مقایسه با روش متداول شیمی درمانی كهسلول‌ها عکس العملهای متفاوتی از خود نشان مى‌دهد اينجا برگشتى وجود ندارد. البتهما ابتدا فکر می کردیم آنچه یافته‌ایم همان خودکشی برنامه ریزی شده سلول است. امابعد مشخص شد که اینطور نیست. بعد از مدتی مشاهده کرديم این روند نوعی پاسخ سلولیاست، پاسخی که در آن سلول خواب مى‌رود. جالب اینجاست که به طور معمول سلولهای که دراین حالت قرار مى‌گیرند در همان شرایط هم می‌مانند و با ترشح شیموکین، سيستم ايمنىتومور را حذف مى‌كنند“.



البته سرطان شناسان با کمی احتیاط به نتیجه این تحقیقات نگاه مى‌کنند. استفادهاز این روش احتمالاً اثرات جانبی ناخواسته‌اى به همراه خواهد داشت. فعال كردنيكباره سیستم ایمنی منجر به واكنش‌هاى متفاوتى از جمله التهاب عضو سرطانى خواهد شد. التهاب عضو پروسه درمان را مشکل‌تر مى‌كند.گذشته از آن فعال کردن ژن p53تنها در صورتی ممکن است که اين ژن به طور كاملتخريب نشده باشد. البته اينطور كه دكتر زندا توضح مى‌دهد: ” در بسیاری از سلولهایسرطانی این ژن به طور کامل از میان نرفته است اما ژنی که کمی تغییر ساختمانی پیداکرده خوب عمل نمی كند. حال سوال اينجاست سرمايه‌گذارى روی داروهایی كه اين ژن تغییریافته را ترمیم و فعال کنند چقدر عاقلانه است. البته شانس درمان قطعى سرطان با اینروش زیاد است“.



اما اينكه از این روش برای درمان چه نوع سرطانی میتوان استفاده کرد يا اينكهغيرفعال كردن بخشى از بافت زنده، كارآيى آن بافت را تا چه حد تحت تأثير قرارمى‌دهد، سوالاتی هستند که هنوز پاسخى ندارند. ( منبع : دویچه وله )

[Borna66]

كليه پلي كيستيك kidney polycystic
كليه پلي كيستيك يك اختلال كليوي ارثي كه در آن كيست هايي در كليه ها تشكيل مي شود. اين اختلال سرطاني نيست . بيشتر بيماران دچار اين اختلال تا بزرگسالي بي علامتند. پس از آن علايم به آهستگي در طي حداكثر 20 سال پيشرفت مي كند.




علايم شايع


مراحل اوليه


- وجود خون در ادرار كه ممكن است فقط با بررسي ميكروسكوپي قابل شناسايي باشد.
- عفونت هاي مكرر كليه
- احساس وجود يا لمس توده اي در شكم
- پرفشاري خون
- اغلب بيماران تا هنگامي كه بيشتر بافت طبيعي كليه اشغال شده و در نتيجه نارسايي كليه بروز كند شكايتي ندارند. علايم نارسايي كليه عبارتند از:
- درد كمر
- تكرر ادرار
- خستگي و ضعف پيشرونده
- سردرد
- بوي ناخوشايند تنفس
- تهوع ، استفراغ يا اسهال
- احتباس مايعات ، به ويژه به صورت تورم اطراف مچ پا و چشم
- كوتاهي نفس
- درد سينه
- خارش پوست
- توقف قاعدگي در خانم هاي سنين قابل از يائسگي




علل


اين اختلال ، ارثي بوده و علت آن ناشناخته است .
عوامل افزايش دهنده خطر
سابقه خانوادگي بيماري پلي كيستيك


پيشگيري


در حال حاضر قابل پيشگيري نيست . در صورت وجود بيماري پلي كيستيك كليه در خانواده ، جهت كشف احتمال ابتلاي خود به اين بيماري با پزشك مشورت كنيد. حتي اگر شما سالم بوده و بيماري نداريد، پيگيري هاي طبي منظم را فراموش نكنيد. در صورت وجود سابقه خانوادگي اين بيماري ، قبل از تشكيل خانواده ، مشاوره ژنتيك را حتماً مدنظر قرار دهيد.


عواقب مورد انتظار


بيماري پلي كيستيك كليه در حال حاضر غيرقابل علاج محسوب مي گردد. مراقبت هاي طبي با درمان كردن عوارض بروز كننده احتمالي ممكن است سرعت پيشرفت آسيب كليه را كاهش دهند.
تحقيقات علمي درباره علل و درمان اين بيماري ادامه دارد كه نويدبخش پيدايش درمان هاي مؤثرتر و نهايتاً علاج قطعي بيماري است .


عوارض احتمالي


پيشرفت به سوي نارسايي كليه
سنگ كليه
عفونت يا پاره شدن كيست ها



درمان

اصول كلي
بررسي هاي تشخيصي ممكن است شامل آزمايش هاي خون ، كراتي نين سرم ، توانايي تغليظ كليه ها، سي تي اسكن و سونوگرافي باشد.
درمان با هدف پيشگيري از عوارض و حفظ عملكرد كليه صورت مي گيرد.
درمان فوري هر نوع عفونت مهم است .
پيوند كليه در برخي بيماران سودبخش است .
به ندرت بستري شدن جهت دياليز لازم مي شود.
چكاپ پزشكي دوبار در سال به موازات پيشرفت بيماري بايد انجام شود.


داروها


در اين اختلال ، در غياب عوارض ، معمولاً به دارو نياز نيست .
در موارد لزوم از آنتي بيوتيك ها جهت كنترل عفونت و از داروهاي ضدفشار خون بالا استفاده مي گردد.
بيشتر داروها از كليه ها دفع مي گردند. در صورت وجود نارسايي مزمن كليه ، مقدار مصرفي داروها بايد تنظيم گردد.


فعاليت


در نظر گرفتن دوره هاي استراحت كوتاه و مكرر در طي روز مناسب است ولي فعاليت در حد توان بلامانع است .


رژيم غذايي


از رژيم غذايي كم نمك و كم پروتئين استفاده نماييد.
روزانه حداقل 8 ليوان مايعات بنوشيد.
به دليل محدوديت هاي تغذيه اي ، استفاده از مكمل هاي آهن و مولتي ويتامين جهت تأمين تغذيه مطلوب ممكن است لازم باشد. مكمل هاي كلسيم و ويتامين ـ د جهت پيشگيري از نرمي استخوان (استئوپروز) ممكن است توصيه گردد.


در اين شرايط به پزشك خود مراجعه نماييد :



اگر شما يا يكي از اعضاي خانواده تان داراي علايم كليه پلي كيستيك باشيد.
اگر شما يا يكي از اعضاي خانواده داراي علايم نارسايي كليه باشيد.
وجود تب با ساير علايم عفونت
كاهش ميزان ادرار

[Borna66]

ژنتیک و ناباروری مردان


چگونه مشکلات ژنتیکی باعث ایجاد ناباروری در مردان می شوند؟

دکتر محمود اعرابی

پیشرفت علم ژنتیک در سالهای اخیر منجر به یافته های جدیدی درباره فرآیند تولیدمثل و باروری شده است. امروزه در گروهی از مردان نابارور ، مشکلات ژنتیکی به عنوان علت ناباروری شناخته می شوند. اما همچنان سوالات زیادی دراین باره وجود دارد از جمله آنکه چگونه این مشکلات باعث ناباروری می شوند؟ آیا قابل درمان هستند؟ چه زمانی بررسی ژنتیکی افراد لازم است؟و…

حدود ۵۰% موارد ناباروري ناشي از وجود مشكل در دستگاه توليد مثل مردان (به تنهايي و يا همراه با همسر ايشان ) مي‌باشد. به همين دليل ارزيابي و درمان مردان در مسير حل مشكل ناباروري اهميت فراواني دارد.

بيش از ۹۰% موارد ناباروري مردان به علت كاهش كميت يا كيفيت اسپرمها و يا هر دو آن‌ها مي‌باشد كه علت آن‌ در ۳۰ تا ۴۰درصد موارد ناشناخته است. اين موارد ناشناخته مي‌تواند در اثر عواملي همچون بيماري‌هاي مزمن، سوء تغذيه، عوامل محيطي و يا اختلالات ژنتيكي باشد. فرآيند ساخت اسپرم در مردان (اسپرماتوژنزيس) در بيضه انجام شده و تحت تأثير ژن‌هاي متعددي قرار دارد. هم اختلال در اين ژن‌ها و هم بيماري‌هاي خاص ژنتيكي مي‌توانند باعث ناباروري شوند. ژن‌هاي معيوب مي‌توانند به صورت ارثي از والدين يا جهش ژني در اثر عوامل محيطي (مثل اشعه راديو اكتيو و…) و يا هر دو ايجاد شوند.

نکته دیگر آنکه در حالت عادي اسپرم معيوب توانايي بارورسازي تخمك را ندارد، ولي با روش‌هاي لقاح مصنوعي امكان بارورسازي مستقيم تخمك توسط اسپرم وجود دارد.به همين دليل، امروزه يكي از نگرانيهادرمورد مردان ناباروري است كه ژن‌هاي معيوب دارند و با استفاده از روش‌هاي لقاح مصنوعي داراي فرزند مي‌شوند، چرا كه احتمال انتقال ژن‌هاي معيوب به فرزند پسر آنها نيز وجود دارد.

به طوركلي ناباروري مردان در اثر مسايل ژنتيكي مي‌تواند ناشي از علل زير باشد:
1- ساختار ژنتيكي معيوب اسپرم: Dna اسپرم حاوي نيمي از ژن‌هايي است كه براي ايجاد فرزند لازم است. در مردان نابارور در صد زيادي از اسپرم‌ها داراي dna شكسته شده يا آسيب‌ديده هستند و بنابراين قادر به ايجاد جنين نمي‌باشند.
2- جهش‌هاي ژنتيكي كه فرآيند توليد كمي يا كيفي اسپرم را تحت تأثير قرار مي‌دهند: اختلال در ژن‌هايي كه به‌طور ويژه تعداد و يا كيفيت اسپرم‌ها را تعيين مي‌كنند، بخش مهمي از علل ژنتيكي ناباروري را تشكيل مي‌دهد. برخي مطالعات تخمين مي‌زنند كه در حدود ۱۵% از مردان نابارور از چنين مشكلاتي رنج مي‌برند كه مي‌تواند باعث خرابي آكروزوم شود(آكروزوم ناحيه‌اي در سر اسپرم است كه در بارورسازي تخمك نقش بسيار مهمي دارد).
3- برخی بيماري‌هاي ارثي كه باعث ناباروري مي‌شوند: گروهي از بيماري‌هاي ارثي علاوه بر آن‌كه باعث بروز علائم در تمام دستگاه‌هاي بدن مي‌شوند، به توانايي باروري نيز آسيب مي‌رسانند. به عنوان مثال در سندرم كلاين فلتر، مردان مبتلا يك كروموزوم y دارند ولي به جاي يك كروموزوم x، دو عدد x دارند. اين بيماري باعث تخريب بخش‌هاي سازنده اسپرم در بيضه در زمان بلوغ مي‌شود، ولي در ساير فعاليت‌هاي دستگاه توليد مثل اثري ندارد.در بيماري فيبروزكسيتيك هم كه يك بيماري ارثي است، علاوه بر اختلال در دستگاه تنفسي، گوارش و … ، لوله وازدفران (كه در انتقال اسپرم از بيضه به مجاري تناسلي نقش دارند) وجود نداشته يا انسداد دارد. يك مثال ديگر از اين بيماري‌ها، كليه پلي كيستيك است كه طي آن كيستهاي بزرگي در كليه و ساير اعضاء بدن ايجاد مي‌شود. در اين بيماري، يكي از اولين علائم مي‌تواند بروز كيست در دستگاه توليد مثل و ناباروري باشد.

[Borna66]

عقب ماندگي ذهني
mental retardation

عقب ماندگي ذهني توان هوشي كمتر از ميانگين جامعه (ضريب هوشي كمتر از 70) كه با يك آزمون استاندارد ضريب هوشي سنجيده مي شود. ضريب هوشي 130-80 طبيعي در نظر گرفته مي شود؛ ميانگين طبيعي 100 است . اختلال عملكرد هوشي منجر به عدم توانايي فرد در انجام مسؤوليت هاي عادي زندگي مي گردد. عقب ماندگي ذهني به چهار گروه خفيف (ضريب هوشي 70-50)، متوسط (ضريب هوشي 49-35)، شديد (ضريب هوشي 34-20) و بسيار شديد (ضريب هوشي كمتر از 20) تقسيم بندي مي گردد. عقب ماندگي خفيف شايع ترين نوع است .


علايم شايع


عقب ماندگي ذهني خفيف در بسياري از موارد تا هنگامي ورود كودك به مدرسه تشخيص داده نمي شوند. فعاليت هاي ذهني نظير رياضيات و حساب كُندتر از معمول انجام مي شود، توانايي خواندن مختل بوده و هيجانات كودك ممكن است بچه گانه تر از سن واقعي اش باشد. كودك ممكن است فعال تر از حد معمول بوده و يا حركات غيرارادي مكرر داشته باشد.
بيمار ممكن است دچار تأخير تكاملي به صورت مشكلات تكلم و زبان ، تأخير در مهارت هاي حركتي ، نقايص حسي (كُندي در پاسخ دادن به مردم ، صداها، اسباب بازي ها يا غيره )، يا اختلالات عصبي باشد.
تشنج ، بي اختياري مدفوع و ادرار و مشكلات شنوايي نيز ممكن است وجود داشته باشد.
عقب ماندگي شديد و بسيار شديد اغلب در بدو تولد تشخيص داده مي شوند.


علل


اختلالات ژنتيكي ـ مادرزادي متابوليسم يا اختلالات كروموزومي . نشانگان داون شايع ترين اختلالات كروموزومي عامل عقب ماندگي ذهني است .
عفونت هاي مادرزادي داخل رحمي ، اختلال خونرساني جفت به جنين ، عوارض بارداري (عفونت ها، پره اكلامپسي ، اكلامپسي ، مصرف الكل يا داروها توسط مادر يا سوءتغذيه مادر)
قبل از تولد ـ زودرس يا ديررس بودن نوزاد، آسيب هاي حين تولد و اختلالات متابوليك
پس از تولد ـ اختلالات متابوليك يا غددي ، عفونت ها، صدمات ، عوامل سمي يا ساير علل آسيب مغزي ، سوءرفتار با كودك
عوامل افزايش دهنده خطر
مراقبت هاي پيش از زايماني ضعيف در مورد مادر
سابقه خانوادگي عقب ماندگي ذهني
وضعيت اجتماعي ـ اقتصادي نامطلوب خانواده


پيشگيري


در بعضي موارد، علت شناسايي نشده و پيشگيري خاصي وجود ندارد.
مشاوره ژنتيك و تشخيص ژنتيكي قبل از زايمان ممكن است در بعضي موارد كمك كننده باشد.
مراقبت هاي پيش از زايماني مناسب و خودداري مادر از سوءمصرف الكل يا داروها نيز كمك كننده است .
درمان ها و فن آوري هاي جديدي در دست بررسي است كه ممكن است ميزان بروز عقب ماندگي ذهني را كاهش دهد.
عواقب موردانتظار
افراد دچار عقب ماندگي خفيف ، قابليت فراگيري براي اداره يك زندگي مفيد و بدون وابستگي به ديگران را دارا هستند.
افراد دچار عقب ماندگي متوسط آموزش پذير هستند، ولي اغلب نيازمند مراقبت هاي حفاظتي (نظير خانه گروهي ) مي باشند.
افراد دچار عقب ماندگي شديد يا بسيار شديد معمولاً نيازمند مراقبت دايمي هستند.


عوارض احتمالي


مشكلات رواني و رفتاري در كودكان
تحميل استرس به خانواده براي تطبيق دادن خود با فرد دچار عقب ماندگي ذهني
سوءاستفاده از فرد دچار عقب ماندگي از جمله سوءاستفاده جنسي


درمان

اصول كلي


اقدامات تشخيصي شامل مشاهده نشانه هاي عقب ماندگي در فرد توسط اعضاي خانواده است .
معاينه فيزيكي و آزمون هاي هوش توسط يك پزشك در مرحله بعد
بيشتر خانواده ها چنين كودكاني را در منزل نگهداري مي كنند.
تمرين هاي ويژه ، آموزش و اصلاح رفتار باعث افزايش مهارت هاي كودك خواهد شد. عقب ماندگي قابل برگشت نيست ، ولي بايد سعي شود تا قابليت هاي كودك به حداكثر برسد.
حمايت هاي خانواده از كودك در اين زمينه حياتي است ؛ درمان در جهت آموزش به خانواده در مورد چگونگي پذيرفتن و تطبيق دادن خود با خواسته هاي كودك و فعاليت هاي زمان بر لازم براي مراقبت چنين كودكاني سودمند خواهد بود.


داروها


پزشك ممكن است داروهايي براي درمان مشكلات طبي همراه تجويز نماييد مثلاً داروهاي ضدتشنج براي موارد تشنج . در مجموع مراقبت افراد عقب مانده بيشتر آموزشي است نه طبي .


فعاليت


فعاليت تا حدي كه وضعيت فيزيكي كودك اجازه مي دهد.


رژيم غذايي


رژيم خاصي نياز نيست .


در اين شرايط به پزشك خود مراجعه نماييد


نگراني در مورد روند تكاملي كودك خود
بروز هرگونه علايم جديد يا غيرمعمول در كودك پس از تشخيص عقب ماندگي ذهني يا ناتواني شما در تطبيق دادن خود با وضعيت كودك
__________________

[Borna66]

بیماری گلبول های قرمز داسی شکل

مترجم دکتر نگار اصغربیک

ماه سپتامبر ماه هشدار در ارتباط با بیماری سیکل سل است. در ایالات متحده بیش از 70000 نفر به سیکل سل مبتلا هستند و بیش از 2 میلیون نفر ژن این بیماری را حمل می کنند که می توانند آنرا به کودکان خود انتقال دهند.


چقدر در مورد بیماری سیکل سل می دانید؟ مقاله زیر 10 نکته را در ارتباط با یکی از معمولترین بیماریهای ژنتیکی توضیح می دهد.


1- آیا می دانید آفریقایی آمریکایی ها تنها مردمانی نیستند که به بیماری Sickle Cell مبتلا می شوند؟


بیماری Sickle Cell میلیون ها نفر را در سراسر جهان مبتلا می کند و بخصوص در میان آفریقایی تبارهای جنوب صحرای بزرگ آفریقا، مناطق اسپانیایی زبان در نیمکره غربی (آمریکای جنوبی، کوبا و آمریکای مرکزی)، عربستان سعودی، هند، کشورهای مدیترانه از قبیل ترکیه، یونان و ایتالیا معمول است. به همین دلیل، بیمارستان های ایالات متحده آمریکا تمام نوزادان تازه متولد شده را برای بیماری Sickle Cell غربالگری می کند.


2- آیا می دانید دانستن اینکه مبتلا به Sickle Cell هستید یا نه مهم است؟


افراد با خصیصه Sickle Cell معمولاً هیچیک از علایم بیماری را ندارند. هرچند امکان دارد که فرد با خصیصه Sickle Cell تحت شرایطی از قبیل:


·ارتفاع زیاد (پرواز، کوه پیمایی، یا زندگی در شهرهای با ارتفاع زیاد)


·افزایش فشار (غواصی)


·کم شدن اکسیژن (کوه پیمایی یا ورزش خیلی سخت از قبیل اردوی آموزش نظامی یا تمرین مسابقات قهرمانی)


·کم آبی (کم شدن آب بدن)


عوارض بیماری را نشان دهند.


به علاوه، فرد با خصیصه Sickle Cell می تواند بیماری را به فرزندانش انتقال دهد.


حقیقت این است که افراد با یک ژن Sickle Cell و یک ژن طبیعی، خصیصه Sickle Cell دارند.


3- آیا می دانید که افراد با خصیصه Sickle Cell احتمال کمتری دارد که به مالاریا مبتلا شوند؟


افراد مبتلا به بیماری Sickle Cell مثل هر فرد دیگری به مالاریا مبتلا می شوند. هرچند، در افراد با خصیصه Sickle Cell احتمال ابتلا به مالاریا کمتر است. این ویژگی کاملاً از فرد در مقابل عفونت محافظت نمی کند اما احتمال مرگ ناشی از مالاریا را کاهش می دهد.


حقیقت این است که بیماری Sickle Cell در افراد ساکن مناطق مالاریا خیز بیشتر رخ می دهد.


4- آیا می دانید که درد یا بحران بیماری معمولترین علامت بیماری Sickle Cell و بیشترین علت مراجعه افراد مبتلا به اورژانس یا بیمارستان است؟


هنگامی‌که سلول های داسی شکل از خلال عروق خونی کوچک حرکت می کنند، به یکدیگر می چسبند و جریان خون را بند می آورند. این مسئله دردی را ایجاد می کند که می تواند ناگهان شروع شود، خفیف تا شدید باشد و ممکن است تا هر زمانی طول بکشد.


5- آیا می دانید که زن مبتلا به بیماری Sickle Cell می تواند بارداری سالمی داشته باشد؟


زنان مبتلا به بیماری Sickle Cell می توانند بارداری سالمی داشته باشند، اما به منظور جلوگيري از بروز مشکلات در طی بارداری که می تواند سلامت مادر و جنین را تحت تاثیر قرار دهد، نیاز به توجه بیشتری دارند. بیماری ممکن است شدیدتر شود و درد بیشتر رخ دهد. خطر زایمان زودرس و تولد نوزاد با وزن پایین بالاتر است. هر چند، با مراقبت های اولیه پیش از زایمان و مانیتورینگ دقیق در سراسر بارداری، زنان مبتلا به بیماری Sickle Cell می توانند بارداری سالمی داشته باشند.


در طی بارداری، تستی برای تشخیص ابتلا جنین به بیماری Sickle Cell، خصیصه Sickle Cell یا هیجکدام وجود دارد. این تست معمولاً پس از ماه دوم بارداری انجام می شود. زنان مبتلا به بیماری Sickle Cell به منظور کسب اطلاعات در مورد بیماری و شانس انتقال بیماری Sickle Cell به کودک ممکن است مشاوره ژنتیکی بخواهند.


6- آیا می دانید انواع مختلف بیماری Sickle Cell وجود دارد؟


انواع مختلف متعددی از بیماری Sickle Cell وجود دارد. افرادیکه دو ژن Sickle Cell را به ارث می برند، یک ژن از هر یک از والدین، Sickle Cell موسوم به ss را دارند. این بیماری معمولاً آنمی داسی شکل نامیده می شود و شدیدترین نوع بیماری است.


افرادی‌که یک ژن Sickle Cell را از یک والد و یک ژن برای نوع دیگری از هموگلوبین غیر طبیعی را از والد دیگر به ارث می برند، نوع متفاوتی از بیماری Sickle Cell را دارند. هموگلوبین پروتئینی است که به گلبول های قرمز خون اجازه می دهد تا اکسیژن را به تمام بخش های بدن حمل کنند.


برخی از انواع بیماری Sickle Cell بسیار شدید و برخی خفیف تر هستند. بیماری، هر فرد را به شکل متفاوتی مبتلا می کند.


7- آیا می دانید که درمانی برای بیماری Sickle Cell وجود دارد؟


پیوند مغز استخوان/سلول بنیادی می تواند بیماری Sickle Cell را درمان کند. مغز استخوان یک بافت نرم چرب در مرکز استخوان ها، جائیکه گلبولهای خونی ساخته می شوند، است. پیوند مغز استخوان /سلول بنیادی پروسه ای است که طی آن سلول های سالم خونساز از فردی- دهنده پیوند – گرفته و به فرد دیگری که مغز استخوانش به درستی عمل نمی کند پیوند زده می شود.


پیوندهای مغز استخوان/ سلول بنیادی بسیار پر خطر هستند و می توانند عوارض جانبی جدی مثل مرگ را در برداشته باشند. برای پیوند، مغز استخوان باید از اعضاء نزدیک خانواده باشد. معمولاً بهترین دهنده پیوند برادر یا خواهر است. پیوندهای مغز استخوان /سلول بنیادی تنها در موارد شدید بیماری Sickle Cell برای کودکان با حداقل تخریب عضوی ناشی از بیماری بکار می رود.


8- آیا می دانید که بینایی افراد مبتلا به بیماری Sickle Cell باید بیش از افراد غیر مبتلا آزمایش شود؟


هنگامیکه عروق خونی چشم با سلول های داسی شکل مسدود می شوند و شبکیه ( لایه نازک بافتی در پشت چشم) تخریب می گردد از دست دادن بینایی و نابینایی رخ می دهد.


بینایی افراد مبتلا به بیماری Sickle Cell به منظور بررسی تخریب شبکیه باید هر سال معاینه شود. در صورت امکان، این معاینه باید بوسیله پزشک متخصص شبکیه انجام شود. اگر شبکیه تخریب شود، لیزر درمانی اغلب می تواند از کاهش بیشتر بینایی جلوگیری کند.


9- آیا می دانید فرد مبتلا به بیماری Sickle Cell به منظور اجتناب از برخی عوارض می تواند اقدامات فراوانی انجام دهد؟


افراد مبتلا به بیماری Sickle Cell می توانند طول عمر طبیعی داشته باشند و از بیشتر فعالیت هایی که افراد دیگر انجام می دهند لذت ببرند. اقداماتی وجود دارد که افراد مبتلا به بیماری Sickle Cell می توانند انجام دهند تا بتوانند تا حد ممکن سالم باشند. در اینجا نمونه هایی آورده مي شود:


·معاینه های منظم. معاینه های منظم می تواند به جلوگیری از برخی مشکلات جدی کمک کند.


·پیشگیری از عفونت ها. بیماریهای معمول مثل آنفولانزا برای کودک مبتلا به بیماری Sickle Cell به سرعت خطرناک می شود. بهترین دفاع پیروی از اقدامات ساده ای است که به پیشگیری از عفونت کمک می کند.


·فراگیری عادات زندگی سالم. افراد مبتلا به بیماری Sickle Cell باید 8تا10 لیوان آب در روز بنوشند و از غذای سالم تغذیه کنند. آنها همچنین باید تلاش کنند که خیلی گرم و خیلی سردشان نشود و زیاد خود را خسته نكنند.


·جستجوی بررسی های بالینی. بررسی های تحقیقاتی بالینی و جدید همواره به منظور یافتن درمان های بهتر و امید به کشف درمانی برای بیماری Sickle Cell انجام می شوند. افرادی‌که در این بررسی ها شرکت می کنند ممکن است به داروهای جدید و انتخاب های درمانی دست پیدا کنند.


·حمایت شدن. یافتن یک گروه حمایت از بیماران یا سازمانی اجتماعی که اطلاعات کمکی و حمایتی فراهم می کند.


10- آیا می دانید که افراد مبتلا به بیماری Sickle Cell باید واکسینه شوند؟


افراد مبتلا به بیماری Sickle Cell بخصوص نوزادان و کودکان بیشتر در خطر عفونت های زیانبار هستند. پنومونی علت عمده مرگ نوزادان و کودکان کوچک مبتلا به بیماری Sickle Cell است. واکسیناسیون می تواند از بیماران در برابر عفونت های خطرناک محافظت کند.

[Borna66]

ژنتیک پایه
اطلاعات اولیه

علم ژنتیک یکی از شاخه‌های علوم زیستی است. بوسیله قوانین و مفاهیم موجود در این علم می‌توانیم به تشابه یا عدم تشابه دو موجود نسبت به یکدیگر پی ببریم و بدانیم که چطور و چرا چنین تشابه و یا عدم تشابه در داخل یک جامعه گیاهی و یا جامعه جانوری ، بوجود آمده است. علم ژنتیک علم انتقال اطلاعات بیولوژیکی از یک سلول به سلول دیگر ، از والد به نوزاد و بنابراین از یک نسل به نسل بعد است. ژنتیک با چگونگی این انتقالات که مبنای اختلالات و تشابهات موجود در ارگانیسم‌هاست، سروکار دارد. علم ژنتیک در مورد سرشت فیزیکی و شیمیایی این اطلاعات نیز صحبت می‌کند.

منبع گوناگونی ژنتیکی چیست؟ چگونه گوناگونی در جمعیت توزیع می‌گردد؟ البته تمام اختلافات ظاهری موجودات زنده توارثی نیست، عوامل محیطی و رشدی موجود نیز مهم بوده و بنابراین برای دانشمندان ژنتیک اهمیت دارد.

مدتها قبل از اینکه انسان در مورد مکانیزم ژنتیکی فکر کند، این مکانیزم در طبیعت به صورت موثری عمل می‌کرده است. جوامع گوناگونی از حیوانات و جانوران بوجود آمدند که تفاوتهای موجود در آنها ، در اثر همین مکانیزم ژنتیکی بوجود می‌آمد. تغییراتی که در اثر مکانیزم ژنتیکی و در طی دوران متمادی در یک جامعه موجود زنده تثبیت شده، تکامل نامیده می‌شود. تغییرات وسیعی نیز در اثر دخالت بشر در مکانیزم ژنها بوجود آمده که برای او مفید بوده است. جانوران و گیاهان وحشی ، اهلی شده‌اند، با انتخاب مصنوعی ، موجودات اهلی بهتر از انواع وحشی در خدمت به بشر واقع شده‌اند.


تاریخچه

علم ژنتیک در اواخر قرن 19 با آزمایشات « مندل » در نخود فرنگی ، شروع گریدید. با اینکه پیشرفت در اوایل کند بود، ولی در اوایل قرن 20 ، جایگاه مهم خود را در علوم جدید پیدا کرد. آزمایشات متعددی که در این قرن ابتدا در مگس سرکه (توسط مورگان ) و ذرت و سپس میکروارگانیزم‌ها انجام گرفت، طیف این دانش را به حدی وسیع نمود که امروزه در بیشتر شاخه‌های علوم ، از سطح مولکولی گرفته تا محاسبات پیچیده ریاضی ، مورد بررسی قرار می‌گیرد. با کمک مهندسی ژنتیک انتقال صفات بین گونه‌ها و جنسها امکان‌پذیر شده و این شاخه جدید ژنتیک گره گشای بسیاری از مسائل پزشکی و کشاورزی گردیده است.

رشد تسلسلی مفاهیم ژنتیکی

رشد و گسترش مفاهیم موجود در هر علم ، مبتنی بر واقعیتهایی است که به مرور زمان شناسایی و روی هم انباشته می‌شوند و به این ترتیب رشد تسلسلی آن را بوجود می‌آورند. موارد فهرست‌وار زیر بخشی از مراحل مختلف رشد این علم جوان را تشکیل می‌دهد:

*
توارث از صفات ویژه تمام موجودات زنده است، یعنی اینکه هر موجود زنده همانند خود را در یکی از مراحل زندگی خود تولید می‌کند.
*
در تولید مثل ، عامل یا عواملی از والدین به نتایج منتقل می‌شود. فقط در قرن اخیر بود که دانشمندان به واقعیت این امر پی بردند. پیشرفتهای حاصله در اصلاح تکنیکهای میکروسکوپی در قرن 19 روشن نمود که ماده‌ای از والدین به فرزند انتقال می‌یابد و از این تاریخ به بعد اعتقادات پیشینیان مبنی بر اینکه ، تولید مثل از پدیده‌های خارق‌العاده منشا می‌گیرد، مردود شناخته شد.
*
در داخل یک گونه تغییرات توارثی وجود دارد. با پیدایش مفاهیم و پدیده‌های تکاملی که توسط « لامارک » و «داروین» عنوان گردیدند، امکان وجود تغییرات توارثی بین گونه‌ها توجیه شد و تائید گردید که بدون تغییرات ژنتیکی ، تکامل گونه‌ها به این سادگی امکان‌پذیر نبوده است.
*
تغییرات ژنتیکی را می‌توان از تغییرات محیطی جدا نمود. صفات موجودات زنده که کلا فنوتیپ آن را تشکیل می‌دهند، تابعی از ترکیب ژنتیکی آنها (ژنوتیپ) و عوامل محیطی است که این موجود در آن زندگی می‌کند. تظاهر فنوتیپ ، تابع ژنوتیپ و عوامل محیطی است. این عوامل ممکن است فنوتیپ را تغییر دهند، ولی ژنوتیپ را تغییر نمی‌دهند. به عبارت دیگر ، محیط صحنه‌ای است که ژنوتیپ بازیگر آن می‌باشد و فنوتیپ نیز محصولی است که در نتیجه عمل متقابل ژنوتیپ و محیط بوجود می‌آید.
*
ماده‌ای که از یک نسل به نسل دیگر منتقل می‌شود، حامل کلیه اطلاعات و خصوصیات یک فرد به صورت رمز (Code) می‌باشد. در سالهای اخیر ماهیت ماده ژنتیکی شناخته شد و معلوم گردید که ماده منتقله از یک نسل به نسل دیگر DNA است که کلیه اطلاعات و خصوصیات یک فرد بالغ را به صورت رمز دارا می‌باشد.
*
تغییرات آنی ، نادر و غیرقابل پیش بینی شده‌ای در ماده ارثی یک موجود بوجود می‌آید، این تغییرات موتاسیون نام دارند.
*
ژنها واحدهای ارثی هستند.
*
عوامل ارثی یا ژنها روی کروموزوم‌ها قرار دارند.
*
وظیفه یک ژن تولید یک نوع پروتئین یک یک نوع آنزیم می‌باشد.

ارتباط ژنتیک با سایر علوم

ژنتیک علمی است جدید و تقریبا از اوایل سالهای 1900 میلادی با ظهور علوم سیتولوژی و سیتوژنتیک جنبه علمی‌تر به خود گرفته است. علم سیتولوژی با ژنتیک قرابت نزدیکی دارد و به کمک این علم می‌توان مورفولوژی ، فیزیولوژی و وظایف ضمائم مختلف یک یاخته را مورد بررسی قرار داد.
سیتوژنتیک نیز بخشی از علوم زیستی است که روی کروموزوم ، ضمائم یاخته و ارتباط آن با پدیده‌های ژنتیکی بحث می‌کند و در واقع علم دورگه‌ای از سیتولوژی و ژنتیک به شمار می‌رود.

موضوعات مورد بحث در ژنتیک پایه

- ژنتیک مندلی :

ژنتیک مندلی یا کروموزومی بخشی از ژنتیک امروزی است که از توارث ژنهای موجود در روی کروموزوم‌ها بحث می‌کند، اما برعکس در ژنتیک غیر مندلی که به ژنتیک غیر کروموزومی نیز معروف است، توارث مواد ژنتیکی موجود در کلروپلاست و میتوکندری ، مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد.

- تغییرات نسبتهای مندلی :

نسبتهای فنوتیپی مندلی در مونوهیبریدها (3:1) ، تحت تاثیر عوامل متعددی چون غالبیت ناقص ، هم بارزی ، ژنهای کشنده ، نافذ بودن و قدرت تظاهر یک ژن و چند آللی قرار می‌گیرد که نسبتهای مندلی را تغییر می‌دهد.

- احتمالات :

آشنایی با قوانین علم احتمالات ، از نظر درک چگونگی انجام پدپده‌های ژنتیکی ، پیش بینی فنوتیپی ، نتایج حاصله از یک آمیزش و برآورد انطباق نسبت فنوتیپی نسل اول و دوم ، با یکی از مکانیزمهای ژنتیکی دارای اهمیت فوق‌العاده‌ای می‌باشد.

- پیوستگی ژنها :

پدیده پیوستگی ژنها (Linkage) بوسیله « سوتون » ، در سال 1903 ، عنوان گردید. سوتون با بیان اینکه کروموزوم‌ها حامل عوامل ارثی (ژنها) هستند، روشن نمود که تعداد ژنها به مراتب بیشتر از تعداد کرومزوم‌ها بوده و بنابراین هر کروزموزوم ، می‌تواند حامل ژنهای متعددی باشد.

جهش Mutation :

موتاسیون را در اصل ، بدن توجه به تغییرات ماده ژنتیکی ، برای بیان تغییرات فنوتیپی در جانوران یا گیاهان نیز بکار برده‌اند و بدان مناسبت ، موجودی که فنوتیپ آن در نتیجه موتاسیون تغییر می‌کند را موتان می‌گویند.
مباحث مرتبط با عنوان
تغییرات در تعداد کروموزم‌ها
تغییرات در ساختمان کروموزم‌ها
جهشهای ژنی و کروموزومی
ژن به عنوان عامل وراثت

[Borna66]

آشنایی با ژنتیک
علم زیست شناسی، هرچند به صورت توصیفی از قدیمی‌ترین علومی بوده که بشر به آن توجه داشته است؛ اما از حدود یک قرن پیش این علم وارد مرحله جدیدی شد که بعدا آن را ژنتیک نامیده‌اند و این امر انقلابی در علم زیست شناسی به وجود آورد. در سده هجدهم، عده‌ای از پژوهشگران بر آن شدند که نحوه انتقال صفات ارثی را از نسلی به نسل دیگر بررسی کنند؛ ولی به ۲دلیل مهم که یکی عدم انتخاب صفات مناسب و دیگری نداشتن اطلاعات کافی در زمینه ریاضیات بود، به نتیجه‌ای نرسیدند. اولین کسی که توانست قوانین حاکم بر انتقال صفات ارثی را شناسایی کند، کشیشی اتریشی به نام گریگور مندل بود که در سال ۱۸۶۵ این قوانین را که حاصل آزمایشاتش روی گیاه نخود فرنگی بود، ارائه کرد. اما متاسفانه جامعه علمی آن دوران به دیدگاه‌ها و کشفیات او اهمیت چندانی نداد و نتایج کارهای مندل به دست فراموشی سپرده شد. در سال ۱۹۰۰ میلادی کشف مجدد قوانین ارائه شده از سوی مندل ، توسط درویس ، شرماک و کورنز باعث شد که نظریات او مورد توجه و قبول قرار گرفته و مندل به عنوان پدر علم ژنتیک شناخته شود. در سال ۱۹۵۳ با کشف ساختمان جایگاه ژنها (دی‌ان‌آ) از سوی جیمز واتسن و فرانسیس کریک، رشته‌ای جدید در علم زیست شناسی به وجود آمد که زیست شناسی ملکولی نام گرفت. با حدود گذشت یک قرن از کشفیات مندل در خلال سالهای ۱۹۷۱ و ۱۹۷۳ در رشته زیست شناسی ملکولی و ژنتیک که اولی به بررسی ساختمان و مکانیسم عمل ژنها و دومی به بررسی بیماری‌های ژنتیک و پیدا کردن درمانی برای آنها می‌پرداخت ، ادغام شدند و رشته ای به نام «مهندسی ژنتیک» را به وجود آوردند که طی اندک زمانی توانست رشته های مختلفی اعم از پزشکی، صنعت و کشاورزی را تحت الشعاع خود قرار دهد. پایه اصلی مهندسی ژنتیک بر این اصل استوار است که با انتقال ژنی به درون ذخیره ژنی یک ارگانیسم ، آن ارگانیسم را وادار می کند که در شرایط محیطی مناسب برای بیان آن ژن به دستورات آن ژن که می تواند بروز یک صنعت یا ساختار شدن یک ماده بیوشیمیایی و... باشد ، عمل کند. امروزه مهندسی ژنتیک خدمات شایان ذکری را به بشر ارائه کرده که در تصویر دیروز او نمی گنجیده و امری محال بشمار می‌آید. از برجسته‌ترین خدمات این علم در حال حاضر می توان موارد زیر را برشمرد: اصلاح نژادی حیوانات و نباتات که باعث بالا رفتن سطح کیفیت و کمیت فرآورده های غذایی استحصال شده از آنان گردیده است . تهیه داروها و هورمون‌ها با درجه خلوص بالا و صرف هزینه‌های پایین درمان بیماری‌های ژنتیکی با ایجاد تغییرات در سلول تخم که از جدیدترین دستاوردهای مهندسی ژنتیک محسوب می‌شود و بسیار محدود است . پیش بینی محدود بیماری‌ها در فرزندان آینده یک زوج که از این طریق به زوجهای جوانی که می‌خواهند با یکدیگر ازدواج کنند خدمات مشاوره ژنتیک می‌دهند و آنها را از وضعیت جسمانی فرزندان آینده شان مطلع می‌سازند. اما اگر بخواهیم دورنمای مهندسی ژنتیک را ترسیم کنیم، تمامی موارد زیر قابل تصورند: اعضای بدن انسان از قلب گرفته تا چشم و دست و پا به صورت مجزا از طریق مهندسی ژنتیک تولید می‌شوند و بانکهای اعضای بدن به نیازمندان پیوند عضو ، عضو جدید عرضه می‌کنند و هر فرد می‌تواند عضوی که دقیقا مشابهت ژنتیکی با خودش را دارد، خریداری کند و از این طریق مشکل دفع پیوند که به دلیل شباهت نداشتن رموز ژنتیکی ، فرد دهنده و گیرنده عضو ناشی می‌شود، مرتفع خواهد شد در نتیجه آمار مرگ و میر انسان نیز پایین خواهد آمد. تمامی بیماری‌های ژنتیکی حتی در دوره جنینی نیز قابل درمان خواهد بود. از جهشهای متوالی عوامل بیماریزا که عامل اصلی فناناپذیر بودنشان است ، جلوگیری به عمل می‌آید و درصد بالایی از بیماری‌های شناخته شده ریشه کن خواهد شد. کارتهای شناسایی افراد ژنتیکی خواهد شد که برای هر ۲فردی روی کره زمین (بجز ۲قلوهای همسان و کلونها) متفاوت خواهد بود و دقیقا هویت هر فرد را تعیین می‌کنند. مجرمان با گذاشتن کوچکترین اثر بیولوژیکی از خود مثل یک تار مو بسرعت شناسایی خواهند شد. می‌توان سرعت رشد موجودات مختلف را افزایش داد که خود این امر مزایای بسیاری را فراهم می آورد که از آن جمله می‌توان به پرورش سریع حیواناتی همچون گاو و گوسفند اشاره کرد که می‌توانند نیازهای غذایی یک جامعه را تا حد زیادی مرتفع کنند. به نظر می‌رسد ژنتیک بخش بسیار عظیمی از آینده را به خود اختصاص خواهد داد و شاید یکه تاز زمان باشد. البته برای این علم جنجال برانگیز پایانی نمی‌توان متصور شد. تمامی مواردی که در بالا ذکر شد، از لحاظ نظری امکانپذیر است ؛ ولی نیاز به تحقیق، مطالعات و آزمایشات فراوان دارد که بشر بتواند به آنها دست یابد و چون مسلط بودن بر این علم نیاز به پشتوانه قوی علومی همچون بیولوژی سلولی ملکولی، بیوشیمی، فیزیولوژی و آمار و احتمالات دارد ، باید زحمات فراوانی برای دستیابی به ویژگی‌های این رشته از علم متحمل شد. دانشمندان می‌توانند ژنی را از یک گونه بگیرند و آن را وارد گونه دیگری کنند، تا مشخصه جدیدی در گونه دوم ایجاد شود. مثلا می‌توان ژنی را که مواد شیمیایی سمی برای حشرات تولید می‌کند، به یک سلول گیاه گوجه‌فرنگی منتقل کرد. این سلول به صورت یک گیاه گوجه فرنگی در می‌آید که مواد شیمیایی سمی تولید می‌کند و در نتیجه حشرات آن را نمی‌خورند. این مثالی از مهندسی ژنتیک است

[Borna66]

علم ژنتیک



مهندسی ژنتیک ، شامل تکنیکهایی مانند جداسازی ، خالص سازی ، وارد کردن و تظاهر یک ژن خاص در یک میزبان می‌باشد که نهایتا منجر به بروز یک صفت خاص و یا یک محصول مورد نظر می‌شود.

دید کلی


http://pnu-club.com/imported/2009/04/1995.jpg

کاربردهای مهندسی ژنتیک تقریبا نامحدود به نظر می‌رسد. این علم کاربردهای زیادی در علوم پایه و همچنین تولیدات صنعتی ، کشاورزی و علوم پزشکی دارد. در زمینه علوم پایه ، بررسیهایی مانند مکانیزمهای همانند سازی DNA و بیان ژنها در پروکاریوتها ، یوکاریوتها و ویروسها و همچنین چگونگی ساخته شدن و تغییرات پروتئینهای داخلی سلول و همچنین مکانیزم ایجاد سرطان از جمله کاربردهای مهندسی ژنتیک است. در زمینه کشاورزی که زمینه بسیاری از کاربردهای مهندسی ژنتیک بوده است، تولید گیاهان مقاوم به آفات گیاهی و خشکی ، تولید گیاهان پرمحصول و تولید گاوهای دارای شیر و گوشت بیشتر ، را می‌توان نام برد. در زمینه کاربردهای انسانی ، تشخیص بیماریهای ارثی ، تولید انسولین انسانی ، تولید هورمون رشد انسان و ... را می‌توان نام برد.



تاریخچه

اهمیت بعضی از اصول علمی ، در زمان کشف آنها مشخص نمی‌شود، بلکه پس از مدت زمانی که می‌گذرد ارزش آنها معلوم می‌شود. یکی از مثالهای روشن این مساله کشف ساختمان سه بعدی DNA بوسیله واتسون و کریک در سال 1953 بود. این ساختمان نسبتا ساده باعث شد تا دانشمندان سیستمهای مختلف ژنتیکی را بررسی کنند. اما مطلب به همین جا ، ختم نشد و دانشمندان مختلف سعی کردند که از این اطلاعات استفاده نمایند. هدف آنها نیز بیان ساده‌ای داشت. آنها خواستند تا یک DNA را از یک موجود بگیرند و در موجود دیگر وارد نمایند تا اثرات آن ژن در موجود ثانویه بروز کند.

این علم نوین که به تدریج جای خود را در بین علوم دیگر پیدا کرد، با عناوین چون زیست مولکولی ، مهندسی ژنتیک و نهایتا DNA نوترکیب (Recombinant DNA) نامیده می‌شود. مثالی معروف از کارهای مهندسی ژنتیک تولید یک نوع باکتری اشرشیاکلی (E.Coli) است که قادر است انسولین انسانی بسازد. یا تولید گیاهان مقاوم به شوری و خشکی.

مراحل مهندسی ژنتیک

انتخاب ژن مورد نظر
جداسازی ژن مورد نظر
وارد کردن ژن مورد نظر در حامل
تکثیر ژن در میزبان مناسب
انتقال حامل ژن به سلول هدف
تکثیر سلول هدف
تولید انبوه محصول یا ایجاد صفت مورد نظر
تولید DNA نوترکیب با استفاده از آنزیمهای محدود‌الاثر(Restriction)

گروهی از آنزیم های محدود‌الاثر هنگام برش ، توالیهای مورد شناسایی‌شان را بطور نامتقارن می‌شکنند، در نتیجه در انتهای قطعات DNA حاصله رشته‌های تکی با حدود 4 نوکلئوتید بوجود می‌آید که به این انتهای تک رشته‌ای ، انتهای چسبنده (Sticky end) می‌گویند. یکی از آنزیمها ECORI نام دارد که باعث ایجاد قطعاتی می‌شود که در انتهای خود ، چسبنده می‌باشند.
حال فرض کنید که دو قطعه متفاوت DNA بوسیله یک آنزیم محدودالاثر یکسانی برش داده شده‌اند، اگر قطعات حاصل از این برش با هم مخلوط شوند و شرایط مناسب فراهم شود انتهاهای چسبناک که مکمل هم می‌باشند بهم متصل می‌شوند. سپس بوسیله آنزیم DNA لیگاز این رشته‌ها به صورت کووالانسی بهم متصل می‌شوند.
هدف اصلی برش DNA در مهندسی ژنتیک ، اتصال دو قطعه DNA به یکدیگر می‌باشد. ولی هنگام اتصال قطعات DNA ممکن است بجای اینکه قطعات DNA بهم متصل شوند، دو سر یک مولکول DNA بار دیگر بهم بچسبند و در نتیجه نوترکیب صورت نگیرد. برای جلوگیری از این کار از آنزیم فسفاتاز قلیایی استفاده می‌کنند. به این صورت که پس از برش دادن حامل بوسیله آنزیم محدودالاثر فسفاتاز را به محیط واکنش می‌افزایند و در نتیجه فسفات انتهای 5 مولکول DNA در هر دو طرف جدا می‌شود و امکان اتصال دو سر مولکول حامل ، بدون DNA تازه ، به یکدیگر از بین می‌رود.
سیستمهای کلون کردن ژن

کلون کردن یک ژن خاص مهمترین مرحله مهندسی ژنتیک است. هدف از کلون کردن ژن به دست آوردن مقادیر زیادی از ژنهای خاص به صورت خالص می‌باشد. هدف اصلی کلون کردن ژن ، انتقال ژن مورد نظر از داخل یک ژنوم بزرگ و پیچیده به داخل یک حامل ساده و کوچک تکثیر آن است.

مراحل کلون کردن ژن

جداسازی و قطعه قطعه کردن منبع DNA: منبع DNA می‌تواند، ژنوم کامل یک موجود باشد که در این صورت، باید آن را بوسیله آنزیم محدودالاثر برش داد و قطعات حاصله را برای کلون کردن بکار برد.
اتصال به یک حامل کلون (Cloning Vector): حاملهای کلون ، قطعات ژنتیکی کوچکی هستند که بطور مستقل توانایی تکثیر دارند و دارای محل برش بوسیله آنزیمهای محدودالاثر می‌باشند، ولی این برش نباید در محل همانند سازی این حاملها باشد.
ورود به داخل میزبان:DNA نوترکیب حاصل به روشهای مختلف وارد باکتری یا میزبان مورد نظر می‌شود.
شناسایی و جداسازی کلون حاوی ژن مورد نظر: این مرحله شامل جداسازی میزبانهایی است که ژن مورد نظر بوسیله حامل وارد آنها شده و به نحو موثر بیان می‌شود.
تولید تعداد زیاد سلولها و یا باکتریهای حاوی ژن: این کار به منظور جداسازی و بررسی ژن مورد نظر ، انجام می‌گیرد.
حاملهای کلون (Cloning Vector)

پلاسمیدها

قطعات DNA حلقوی هستند. که در داخل سیتوپلاسم باکتریها و جدا از کروموزوم آنها قرار دارند و بطور مستقل تکثیر می‌شوند. پلاسمیدها ، خصوصیات مفیدی برای استفاده به عنوان حامل دارند مانند: اندازه کوچک ، DNA حلقوی ، همانند سازی مستقل ، تکثیر زیاد و شاخصهای مفید دیگر مانند دارا بودن ژنهای مقاومت به آنتی بیوتیک که جداسازی کلنی‌های حاوی پلاسمید را راحتتر می‌کند.

باکتریوفاژها (ویروس باکتری)

ویروسها به خاطر داشتن پروتئینهای خاص ، نفوذ بسیار موثر و اختصاصی را به داخل سلولهای میزبان انجام می‌دهند.
بعضی ویروسها در قسمتی از چرخه تکثیر خود ، نفوذ پایداری به داخل ژنوم میزبان دارند که این باعث پایداری بیان ژن در داخل سلول میزبان می‌شود.
ویروسها دارای پروموتورهای خاصی هستند که بوسیله سلولهای میزبانی شناخته می‌شوند و این باعث بیان مناسب ژنهای کلون شده می‌شود.
کازمیدها (Cosmids)

کازمیدها در حقیقت قطعات حاصل از دو انتهای ژنوم از دو انتهای ژنوم باکتریوفاژها لامبدا قرار بگیرند و در نتیجه وارد سلول Ecoli (باکتری اشرشیاکلی)شوند. در داخل سلول E.Coli این DNA به صورت حلقوی در آمده و مانند یک پلاسمید عمل می کند.


http://pnu-club.com/imported/2009/04/231.gif

فاسمیدها

یکی دیگر از حامل‌های DNA نوترکیب هستند که ترکیبی از ژنوم باکتریوفاژ و پلاسمیدها هستند.

انتخاب میزبان مناسب

میزبان مورد نظر باید خصوصیاتی از قبیل پایداری ژنتیکی ، ژنوم کاملا شناخته شده مشخصات فیزیولوژیک معلوم ، توانایی پذیرش DNA خارجی ، داشتن یک شاخص خاص برای شناسایی در مواقع لزوم و ... را داشته باشد. یکی از شناخته شده ترین میزبانهای مورد استفاده باکتری E.Coli است. هنگام انجام کارهای ژنتیکی باید با مطالعاتی کافی یک سیستم حامل میزبان مناسب را انتخاب کرد و بکار برد. باسیلوس سوبتلیس (B.Subtilis) در مواردی که هدف از کلون کردن تولید یک پروتئین خالص می‌باشد، بر E.Coli ترجیح دارد. زیرا خصوصیات تخمیری این باکتری برای تولیدات صنعتی مناسب تر است.

روشهای وارد کردن حاملها به داخل میزبان

ویروسها و باکتریوفاژها

برای ویروسها و باکتریوفاژها و همچنین DNA نوترکیب که در داخل کپسید ویروس ها قرار گرفته‌اند (کاسمیدها) روش ورود واضح است و همانند ورود معمولی ویروس ها در سلول های میزبان است.

ترانسفورماسیون: برای این کار DNA نوترکیب را با باکتری مجاور می‌کنند. این روش یکی از متداولترین روشهای انتقال است.
الکتروپوریشن: در این روش قطعات DNA را در یک محیط دارای بار الکتریکی در مجاورت سلولها قرار می‌دهند. بار الکتریکی باعث ایجاد منافذ ریز در غشای سیتوپلاسمی می‌شود که این خود باعث تسهیل ورود قطعات DNA به داخل سلول می‌گردد.
تفنگ ذره‌ای یا تفنگ اسید نوکلئیک: در این روش دقیقا تنگی در مقیاس میکروسکوپی وجود دارد که گلوله آن قطعات DNA می‌باشد و DNA را به داخل سلول ، شلیک می‌کند.





انتخاب کلونهای تغییر یافته

پس از اینکه DNA نوترکیب ساخته شد و در داخل باکتری میزبان ، انتقال داده شد. حال نوبت به انتخاب کلونهای باکتریایی می‌رسد که DNA نوترکیب مورد نظر به داخل آن انتقال یافته و به نحو موثری در داخل آن بیان شود. 3 خصوصیت در بین حاملین مشترک است. قدرت تکثیر در میزبان ، محل ورود ژن خارجی و یک شاخص انتخابی.

شاخصهای انتخابی موجود بر روی حاملها

مقاومت به آنتی بیوتیکها

مقاومت به آنتی بیوتیکها معمولا یا بوسیله آنزیم هایی ایجاد می‌شود که باعث غیر فعال شدن آنتی بیوتیکها می‌شوند و یا با سنتز پروتئینهایی است که به روشهای مختلف باعث ممانعت از اثر آنتی بیوتیکها می‌شوند. هر دو نوع مکانیزم مقاومت فوق بوسیله قطعات ژنتیکی ، کنترل می‌شوند. این قطعات ژنتیکی را می‌توان در حاملها وارد کرد و از آنها به عنوان شاخصهای انتقال موثر استفاده کرد.



نیازهای متابولیزمی

نیازهای متابولیزمی طیف وسیعی از مواد مختلف را شامل می‌شود. برای این کار از گونه‌های خاص از میزبان استفاده می‌شود که تونایی ساختن یک ماده متابولیزمی ضروری از دست داده‌اند، در نتیجه این باکتریها بر روی محیطهای بدون این ماده متابولیزمی رشد ، نخواهد کرد. برای مثال اگر یک باکتری توانایی تولید اسید امینه لوسین را نداشته باشد. بر روی محیط فاقد لوسین رشد نخواهد کرد.

حال اگر ما از حاملی استفاده کنیم که حاوی ژن سنتز لوسین باشد، باکتریهای میزبان حاوی این حاملها بر روی محیط فاقد لوسین رشد خواهند کرد. پس از اینکه کلنی‌های حاوی ژن نوترکیب انتخاب و جدا شدند، این کلنی‌ها را به میزان دلخواه تکثیر می‌دهند و سپس ژن تکثیر شده را برای بررسیهای بعدی استخراج کرده قرار می‌دهند.

حاملهای بیان ژن (Expression Vector)

یک حامل بیان ژن حاصل است که نه تنها می‌توان از آن به عنوان حامل کلون استفاده کرد. بلکه این حامل دارای کی توالی تنظیمی می‌باشد که باعث می‌شود که بیان ژن مورد نظر تحت کنترل مهندسی ژنتیک قرار گیرد. یک حامل بیان ژن خوب باید دارای مشخصات زیرا باشد. هر چه قدر تعداد نسخه‌های یک ژن بیشتر باشد، میزان بیان آنها بیشتر خواهد بود. پلاسمیدها از این نظر مناسب هستند. قدرت آغازگری آن خوب باشد. الگوی خواندن آن مناسب باشد. بطور کلی وظیفه مهندسی ژنتیک ایجاد یک حامل مناسب است که بتوانند بطور موثری به داخل میزبان وارد شود به تعداد همانند سازی کند بطور موثر نسخه برداری شود - بطور موثر ترجمه شود

[Borna66]

ژن
تعریف: ژن یا ماده وراثتی (hereditary factor)، ماده پیچیده‌ای است که در هنگام تقسیم می‌تواند همانند خود را بوجود آورد. واحدهایی از این ماده وراثتی از پدر و مادر به فرزندان انتقال می‌یابند. این واحدها دارای ویژگیهای بسیار پایدار بوده و بطور مشخص موجودی را که صاحب آن است، تحت تاثیر قرار می‌دهند. ژنها بر روی کروموزومها در جایگاههای ویژه ، مرتب شده‌اند.

پس از آنکه اسیدهای نوکلئیک بوجود آمدند، احتمال می‌رود که پیدایش جانداران جدید با سرعت بسیار زیادتری انجام گرفته باشد. این شتاب عظیم را ژنها ، که القاب کنونی اسیدهای نوکلئیک هستند امکان‌پذیر ساخته‌اند. اکنون جانداران بر طبق دستورالعمل‌هایی که ژنهایشان فراهم می‌آورند، به تولید مثل می‌پردازند و به سبب اینکه نسلهای متوالی جانداران ، ژنها را به ارث می‌برند. پدید آمدن یک جاندار جدید به صورت فرایندی کنترل شده و غیر تصادفی درآمده است. آنچه جاندار به ارث می‌برد تا حد زیادی بقای او را تعیین می‌کند، بنابراین وراثت از نظر سازگاری جانداران حائز اهمیت است.
اما چیزی که جانداران به ارث می‌برند، ماهیچه نیرومند ، برگ سبز ، خون قرمز یا مانند آن نیست، بلکه ژنها و دیگر محتویات سلولهای زاینده است. سپس در فردی که از این سلولها ناشی می‌شود، صفات قابل رویت تحت نظارت ژنهایی که به ارث برده است، پدید می‌آید. محصول این گونه وراثت موجود زنده منحصر به فردی است که در بعضی از صفات کلی خود به والدینش شباهت دارد و در بسیاری از صفات جزئی با آنها تفاوت دارد. اگر این تفاوتها کشنده نباشند یا سبب عدم باروری نشوند، جاندار حاصل می‌تواند زنده بماند و ژنهای خود را به نسلهای بعدی انتقال دهد.

تاریخچه :
«ویلیام هاروی» ، در سال 1651 ، این نظریه را بیان کرد که تمام موجودات زنده از جمله ، انسان ، از تخم بوجود آمده‌اند و اسپرم فقط فرایند تولید مثل نقش دارد. هاروی همچنین تئوری اپی‌ژنز را ارئه داد که طبق این تئوری در مرحله رشد جنینی ، ارگانها و ساختمانهای جدیدی از ماده زنده تمایز نیافته ، بوجود می‌آید. پژوهشهای جدید درباره وراثت بوسیله گرگور مندل که کشیشی اتریشی بود، در نیمه دوم قرن 19 آغاز شد. وی دو قانون مهم را کشف کرد که همه پیشرفتهای بعدی علم وراثت بر پایه آنها بنا نهاده شده است.
و
عملکرد ژن :
تمام نوکلئوتیدها در DNA ، گهگاه دستخوش دگرگونی‌هایی می‌شوند که جهش (Mutation) نام دارد. پس از هر جهش ، ژن جهش یافته (Mutant) به جای ژن اولیه به سلولهای فرزند انتقال می‌یابد و به ارث برده می‌شود. DNA جهش یافته ، آنگاه صفات تازه‌ای بوجود می‌آورد که ارثی هستند. ژنهایی که جز ژنهای ساختمانی هستند، مسئول ساختن زنجیره‌های پلی پپتیدی هستند.

اگر جهشی در یکی از این ژنها ، روی دهد، مجموعه صفات و ویژگی‌هایی که ژن جهش یافته مسئول بخش کوچکی از آن می‌باشد، بطور مستقیم یا غیر مستقیم ، تحت تاثیر قرار خواهند گرفت و از آنجایی که بیشتر پروتئین‌ها نقش آنزیمی بر عهده دارند، این جهش بر واکنشهایی که آنزیم مربوطه در آن دخالت دارد، اثر می‌گذارد. ژنهای دیگر که نقش تنظیم کننده دارند، فعالیت ژنهای دیگری را کنترل می‌کنند و جهش در این ژنها بر کنترل ژنهای ساختمانی اثر می‌گذارد. DNA هر موجود از تعدادی ژنهای مختلف تشکیل شده است.
در هنگام رشد ، هر ژن دقیقا ژن همانند خود را پدید می‌آورد. هنگامی که یک ژن جهش می‌یابد، ژن جهش یافته در تقسیمات بعدی سلول ، ژنهای جهش یافته همانند خود را بوجود می‌آورد و اگر این ژن یک ژن ساختمانی باشد، جهش منجر به تولید پروتئین جهش یافته می‌گردد. ژن جهش یافته و ژن اولیه نسبت بهم آللومورف (Allelomorph) نامیده می‌شوند.

رابطه ژن با کروموزوم :
یاخته‌های یک گیاه یا یک جانور دارای تعداد معینی کروموزوم است که ویژه آن گونه گیاهی یا جانوری می‌باشد و تعداد این کروموزومها در همه یاخته‌های آن فرد پایدار و یکسان است. بنابراین همه یاخته‌های یک فرد دارای مجموعه‌های ژنی یکسانی می‌باشند، مثلا در مگس سرکه در حدود 10 هزار ژن شناخته شده است. افراد مختلف یک گونه دارای آللهای متفاوت یک ژن در سلولهای خود می‌باشند. در هر کروموزوم ، ژنها بطور خطی قرار گرفته‌اند و نظام آنها پایدار و ثابت است. جایگاه ثابت هر ژن در کروموزوم که ویژه آن ژن است، لوکوس (Locus) نامیده می‌شود.
دو ژن آلل نمی‌توانند بطور همزمان در یک جایگاه وجود داشته باشند و در یک زمان هر جایگاه می‌تواند پذیرایی تنها یکی از ژنهای آلل باشد. برخی از ژنها به ویژه ژنهایی که در ساختن RNA دخالت دارند، چندین بار در یک مجموعه کروموزومی تکرار می‌شوند. در پدیده میتوز ، پیش از تقسیم هسته ، ژنها و در نتیجه کرومزوم‌ها، دو برابر شده‌اند و هر یک از دو یاخته حاصل از تقسیم ، یکی از مجموعه‌های کروموزومی را دریافت می‌کند و از اینرو مجموعه‌های کروموزومی دو سلول دقیقا یکسان خواهد بود.

http://pnu-club.com/imported/mising.jpg

آیا گوناگونی افراد به ژن ربطی دارد؟
ژن و گوناگونی افراد
در یاخته‌های بدنی گیاهان و جانوران کروموزوم‌ها به صورت جفت وجود دارند و از نظر ظاهری یکسان می‌باشند (به جز کروموزوم‌های جنسی). در هر لنگه از یک جفت کروموزوم ، نظام جایگاههای ژنی ، همانند نظام جایگاههای لنگه دیگر می‌باشد و ژنهایی که در جایگاههایی همانند قرار دارند، ممکن است یکسان بوده و یا آلل یکدیگر باشند. در حالت نخست فرد از نظر دو ژن هموزیگوت و در حالت دوم هتروزیگوت می‌باشد. شماره کروموزوم‌ها در یاخته‌های حاصل از تقسیم میوز یا گامتها ، 2/1 تعداد کروموزوم‌ها در سلولهای پیکری است و در هر یک از گامتها ، تنها یک لنگه از یک جفت کروموزوم همانند ، در برخی از جایگاهها باهم متفاوت هستند.

در نتیجه گامتها نیز با هم متفاوت خواهند بود و چون توزیع کروموزومها در هر گامت از قانون احتمالات پیروی می‌کند، در نتیجه احتمال تولید گامتهای مختلف در صورتی که تعداد کروموزوم‌ها را X در نظر بگیریم، http://pnu-club.com/imported/mising.jpg خواهد بود. این حالت ، تفکیک مستقل نامیده می‌شود. تقاطع کروموزومی (Crossing-Over) نیز به ایجاد تفاوتهای بیشتر بین گامتها ، کمک می‌کند.

[Borna66]

مفاهیم ژنتیکی

اطلاعات اولیه

علم ژنتیک یکی از شاخه‌های علوم زیستی است. بوسیله قوانین و مفاهیم موجود در این علم می‌توانیم به تشابه یا عدم تشابه دو موجود نسبت به یکدیگر پی ببریم و بدانیم که چطور و چرا چنین تشابه و یا عدم تشابه در داخل یک جامعه گیاهی و یا جامعه جانوری ، بوجود آمده است. علم ژنتیک علم انتقال اطلاعات بیولوژیکی از یک سلول به سلول دیگر ، از والد به نوزاد و بنابراین از یک نسل به نسل بعد است. ژنتیک با چگونگی این انتقالات که مبنای اختلالات و تشابهات موجود در ارگانیسم‌هاست، سروکار دارد. علم ژنتیک در مورد سرشت فیزیکی و شیمیایی این اطلاعات نیز صحبت می‌کند.



http://pnu-club.com/imported/2009/04/1956.jpg

منبع گوناگونی ژنتیکی چیست؟

چگونه گوناگونی در جمعیت توزیع می‌گردد؟ البته تمام اختلافات ظاهری موجودات زنده توارثی نیست، عوامل محیطی و رشدی موجود نیز مهم بوده و بنابراین برای دانشمندان ژنتیک اهمیت دارد. مدتها قبل از اینکه انسان در مورد مکانیزم ژنتیکی فکر کند، این مکانیزم در طبیعت به صورت موثری عمل می‌کرده است. جوامع گوناگونی از حیوانات و جانوران بوجود آمدند که تفاوتهای موجود در آنها ، در اثر همین مکانیزم ژنتیکی بوجود می‌آمد.

تغییراتی که در اثر مکانیزم ژنتیکی و در طی دوران متمادی در یک جامعه موجود زنده تثبیت شده، تکامل نامیده می‌شود. تغییرات وسیعی نیز در اثر دخالت بشر در مکانیزم ژنها بوجود آمده که برای او مفید بوده است. جانوران و گیاهان وحشی ، اهلی شده‌اند، با انتخاب مصنوعی ، موجودات اهلی بهتر از انواع وحشی در خدمت به بشر واقع شده‌اند.

تاریخچه

علم ژنتیک در اواخر قرن 19 با آزمایشات مندل در نخود فرنگی ، شروع گریدید. با اینکه پیشرفت در اوایل کند بود، ولی در اوایل قرن 20 ، جایگاه مهم خود را در علوم جدید پیدا کرد. آزمایشات متعددی که در این قرن ابتدا در مگس سرکه توسط مورگان و ذرت و سپس میکروارگانیزم‌ها انجام گرفت، طیف این دانش را به حدی وسیع نمود که امروزه در بیشتر شاخه‌های علوم ، از سطح مولکولی گرفته تا محاسبات پیچیده ریاضی ، مورد بررسی قرار می‌گیرد. با کمک مهندسی ژنتیک انتقال صفات بین گونه‌ها و جنسها امکان‌پذیر شده و این شاخه جدید ژنتیک گره گشای بسیاری از مسائل پزشکی و کشاورزی گردیده است.



http://pnu-club.com/imported/2009/04/1996.jpg

رشد تسلسلی مفاهیم ژنتیکی

رشد و گسترش مفاهیم موجود در هر علم ، مبتنی بر واقعیتهایی است که به مرور زمان شناسایی و روی هم انباشته می‌شوند و به این ترتیب رشد تسلسلی آن را بوجود می‌آورند. موارد فهرست‌وار زیر بخشی از مراحل مختلف رشد این علم جوان را تشکیل می‌دهد:



توارث از صفات ویژه تمام موجودات زنده است، یعنی اینکه هر موجود زنده همانند خود را در یکی از مراحل زندگی خود تولید می‌کند.
در تولید مثل ، عامل یا عواملی از والدین به نتایج منتقل می‌شود. فقط در قرن اخیر بود که دانشمندان به واقعیت این امر پی بردند. پیشرفتهای حاصله در اصلاح تکنیکهای میکروسکوپی در قرن 19 روشن نمود که ماده‌ای از والدین به فرزند انتقال می‌یابد و از این تاریخ به بعد اعتقادات پیشینیان مبنی بر اینکه ، تولید مثل از پدیده‌های خارق‌العاده منشا می‌گیرد، مردود شناخته شد.
در داخل یک گونه تغییرات توارثی وجود دارد. با پیدایش مفاهیم و پدیده‌های تکاملی که توسط لامارک و داروین عنوان گردیدند، امکان وجود تغییرات توارثی بین گونه‌ها توجیه شد و تائید گردید که بدون تغییرات ژنتیکی ، تکامل گونه‌ها به این سادگی امکان‌پذیر نبوده است.
تغییرات ژنتیکی را می‌توان از تغییرات محیطی جدا نمود. صفات موجودات زنده که کلا فنوتیپ آن را تشکیل می‌دهند، تابعی از ترکیب ژنتیکی آنها (ژنوتیپ) و عوامل محیطی است که این موجود در آن زندگی می‌کند. تظاهر فنوتیپ ، تابع ژنوتیپ و عوامل محیطی است. این عوامل ممکن است فنوتیپ را تغییر دهند، ولی ژنوتیپ را تغییر نمی‌دهند. به عبارت دیگر ، محیط صحنه‌ای است که ژنوتیپ بازیگر آن می‌باشد و فنوتیپ نیز محصولی است که در نتیجه عمل متقابل ژنوتیپ و محیط بوجود می‌آید.
ماده‌ای که از یک نسل به نسل دیگر منتقل می‌شود، حامل کلیه اطلاعات و خصوصیات یک فرد به صورت رمز (Code) می‌باشد. در سالهای اخیر ماهیت ماده ژنتیکی شناخته شد و معلوم گردید که ماده منتقله از یک نسل به نسل دیگر DNA است که کلیه اطلاعات و خصوصیات یک فرد بالغ را به صورت رمز دارا می‌باشد.
تغییرات آنی ، نادر و غیرقابل پیش بینی شده‌ای در ماده ارثی یک موجود بوجود می‌آید، این تغییرات موتاسیون نام دارند.


http://pnu-club.com/imported/2009/04/1997.jpg *ژنها (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%DA%98%D9%86) واحدهای ارثی هستند.


عوامل ارثی یا ژنها رو کرو موزوم ها قرار دارند.
وظیفه یک ژن تولید یک نوع پروتین یک یک نوع آنزیم می‌باشد.

موضوعات مورد بحث در ژنتیک پایه

ژنتیک مندلی

ژنتیک مندلی یا کروموزومی بخشی از ژنتیک امروزی است که از توارث ژنهای موجود در روی کروموزوم‌ها بحث می‌کند، اما برعکس در ژنتیک غیر مندلی که به ژنتیک غیر کروموزومی نیز معروف است، توارث مواد ژنتیکی موجود در کرول پلاست ومیتو کنتری ، مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرد.

تغییرات نسبتهای مندلی

نسبتهای فنوتیپی مندلی در مونوهیبریدها (3:1) ، تحت تاثیر عوامل متعددی چون غالبیت ناقص ، هم بارزی ، ژنهای کشنده ، نافذ بودن و قدرت تظاهر یک ژن و چند آللی قرار می‌گیرد که نسبتهای مندلی را تغییر می‌دهد.

احتمالات

آشنایی با قوانین علم احتمالات ، از نظر درک چگونگی انجام پدپده‌های ژنتیکی ، پیش بینی فنوتیپی ، نتایج حاصله از یک آمیزش و برآورد انطباق نسبت فنوتیپی نسل اول و دوم ، با یکی از مکانیزمهای ژنتیکی دارای اهمیت فوق‌العاده‌ای می‌باشد.

پیوستگی ژنها

پدیده پیوستگی ژنها (Linkage) بوسیله سوتون ، در سال 1903 ، عنوان گردید. سوتون با بیان اینکه کروموزوم‌ها حامل عوامل ارثی (ژنها (http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%DA%98%D9%86)) هستند، روشن نمود که تعداد ژنها به مراتب بیشتر از تعداد کروموزوم‌ها بوده و بنابراین هر کروموزوم ، می‌تواند حامل ژنهای متعددی باشد.

جهش ژنی

موتاسون ژنی را در اصل ، بدن توجه به تغییرات ماده ژنتیکی ، برای بیان تغییرات فنوتیپی در جانوران یا گیاهان نیز بکار برده‌اند و بدان مناسبت ، موجودی که فنوتیپ آن در نتیجه موتاسیون تغییر می‌کند را موتان می‌گویند.



http://pnu-club.com/imported/2009/04/1998.jpg

ارتباط ژنتیک با سایر علوم

ژنتیک علمی است جدید و تقریبا از اوایل سالهای 1900 میلادی با ظهور علوم ستو لو ژی و سیتوژنتیک جنبه علمی‌تر به خود گرفته است. علم سیتولوژی با ژنتیک قرابت نزدیکی دارد و به کمک این علم می‌توان مورفولوژی ، فیزیولوژی و وظایف ضمائم مختلف یک یاخته را مورد بررسی قرار داد. سیتوژنتیک نیز بخشی از علوم زیستی است که روی کروموزوم ، ضمائم یاخته و ارتباط آن با پدیده‌های ژنتیکی بحث می‌کند و در واقع علم دورگه‌ای از سیتولوژی و ژنتیک به شمار می‌رود.

[Borna66]

ژنتیک پزشکی و انسانی


اینک ، زمان بسیار مهیجی در ژنتیک انسانی و پزشکی است. ژنتیک پزشکی ، نقش شناخته شده‌ای به عنوان تخصصی در طب پیدا کرده است که با تشخیص ، درمان و اداره اختلالات ارثی سروکار دارد.






http://pnu-club.com/imported/2009/04/1998.jpg


دید کلی

این نظر که ژنتیک پزشکی صرفا مربوط به توارث خصوصیات جزئی ، سطحی و نادر است، جای خود را به درک نقش اساسی ژن در فرایندهای پایه زندگی داده است. ژنتیک پزشکی و ژنتیک انسانی ، در خط مقدم تحقیقات پیرامون تنوع و توارث انسانها قرار دارند، در حالی که در پیشرفت سریع زیست شناسی مولکولی ، بیوشیمی و زیست شناسی سلولی نیز نقش دارند و از آن بهره می‌برند. بویژه ، در دهه آخر قرن 20 و شروع قرن 21 شاهد آغاز پروژه ژنوم انسانی بوده‌ایم که تلاش هدفمند در جهت تعیین محتوای کامل ژنوم انسان است.

ژنوم به زبان ساده به صورت مجموعه اطلاعات ژنتیکی گونه ما که در هر یک از سلولهای هسته‌دار بدن رمزگردانی می‌شود، تعریف می‌گردد. همگام با سایر موضوعات زیست شناسی نوین ، پروژه ژنوم انسانی از طریق فراهم سازی بینش اساسی در مورد بسیاری از بیماریها و پیشبرد تکامل ابزارهای تشخیصی به مراتب بهتر ، اقدامات پیشگیری کننده و شیوه‌های درمانی در آینده نزدیک ، در حال متحول کردن ژنتیک پزشکی و انسانی است. پس از کامل شدن ، پروژه ژنوم انسانی ، توالی کامل تمام DNA انسان را در دسترس قرار خواهد داد. آگاهی از این توالی کامل ، به نوبه خود شناسایی تمام ژنهای انسان را مقدور می‌سازد و نهایتا تعیین این موضوع را که چگونه تنوع در این ژنها در ایجاد سلامت و بیماری نقش دارد، امکان‌پذیر می‌سازد.

تاریخچه

http://pnu-club.com/imported/2009/04/1956.jpg

در سال 1902 گارود (Garrod) و گالتون (Galton) ، که بنیانگذاران ژنتیک پزشکی نام گرفته‌اند، با بررسی آلکاپتون اوری اولین نمونه توارث مندلی در انسان را گزارش کردند. گارود در گزارش خود با تشکر از همکاریهای بیت سن (Bateson) زیست شناس ، نتیجه ازدواجهای فامیلی را در بوجود آمدن به اصطلاح خطاهای متابولیزم مادرزادی تاکید کرده بود. این اولین نتیجه روشن همکاری تحقیقی بین علم پزشکی و غیر پزشکی بود که تا به حال ادامه پیدا کرده و حاصل آن نیز پیشرفت سریع این علم می‌باشد.

در اواخر دهه 50 قرن بیستم ، مطالعه علمی کروموزوم‌های انسان مقدور گشت و نقش نقایص کروموزومی در عقب افتادگی رشدی و ذهنی ، عقیمی و دیگر عوارض روشن شد. جدیدا تعیین نقشه کروموزومی ژنهای انسان بر روی کروموزوم‌ها مشخص شده است. توسعه و کاربرد علم ژنتیک نتایج سودمندی برای پزشکی بالینی داشته است.





اهمیت ژنتیک در تمام جنبه‌های پزشکی



http://pnu-club.com/imported/2009/04/1997.jpg

اگرچه ژنتیک پزشکی به صورت تخصصی شناخته شده در آمده است، واضحا آشکار شده که ژنتیک انسانی مفاهیم یکنواخت مهمی فراهم می‌سازد که مسیر تمام کارهای پزشکی را روشن و آنها را همسو می‌کند. برای بهره‌مند ساختن کامل بیماران و خانواده‌های آنها از دانش در حال گسترش ژنتیک ، تمام پزشکان و همکاران آنها در مشاغل بهداشتی نیاز به درک اصول پایه ژنتیک انسانی دارند.


وجود اشکال جایگزین یک ژن (آللها) در جمعیت ، پیدایش فنوتیپ‌های مشابه بوجود آمده از جهش و تنوع در جایگاههای ژنی مختلف ، اهمیت تعاملات ژنی _ ژنی و ژنی _ محیطی در بیماری ، نقش جهش پیکری در سرطان و پیری ، مقدور بودن تشخیص پیش از تولد ، امیدواری در زمینه ژن درمانی‌های قوی ، مفاهیمی هستند که امروزه در تمام کارهای پزشکی نفوذ پیدا کرده‌اند و در آینده فقط مهمتر خواهند شد.
یک جنبه از کار ژنتیک پزشکی که مربوط به تمام طب است، ارزش تاکید دارد: این علم نه تنها بر بیمار بلکه بر کل خانواده نیز متمرکز می‌باشد. تاریخچه جامع خانوادگی ، از گامهای اولیه مهم در تجزیه و تحلیل هر نوع اختلال است، صرفنظر از اینکه ژنتیکی بودن این اختلال شناخته شده یا ناشناخته باشد.
تاریخچه ژنتیکی ، از این جهت اهمیت دارد که می‌تواند نقش حیاتی در تشخیص داشته باشد، ممکن است ارثی بودن یک اختلال را نشان دهد، می‌تواند اطلاعاتی پیرامون تاریخچه طبیعی یک بیماری و تنوع در بروز آن فراهم کند و می‌تواند طرح توارث را آشکار سازد. تشخیص یک بیماری ارثی ، تخمین خطر برای سایر افراد خانواده را مقدور می‌کند تا بتوان اداره و تدیبر مناسب ، پیشگیری و مشاوره برای بیمار و خانواده او در نظر گرفت.
قوانین موجود در ژنتیک انسانی و پزشکی
ژنتیک ، موضوع پراکنده‌ای مرتبط با تنوع و توارث در تمام موجودات زنده است. در این حوزه وسیع ، ژنتیک انسانی ، داشن تنوع و توارث در انسان است. در حالی که ژنتیک پزشکی ، با زیرگروهی از تنوع ژنتیکی انسان که در کار طب و تحقیقات پزشکی حائز اهیمیت است، سروکار دارد.
در ژنتیک انسانی و پزشکی ، حوزه‌های متعدد جالبی وجود دارند که به صورت جهات گوناگون تکامل ژنتیک مشخص می‌شوند. حوزه‌های اصلی شناخته شده این تخصص عبارتند از:
مطالعه کروموزوم‌ها یا ژنتیک سلولی (Cytogenetics).
بررسی ساختمان و عملکرد هر ژن یا ژنتیک بیوشیمیایی و مولکولی.
مطالعه ژنوم، سازمان‌یابی و اعمال آن یا ژنومیک (genomics).
بررسی تنوع ژنتیکی در جمعیتهای انسانی و عوامل تعیین کننده فراوانی آللها یا ژنتیک جمعیت.
بررسی کنترل ژنتیکی تکامل یا ژنتیک تکامل.
استفاده از ژنتیک برای تشخیص و مراقبت از بیمار یا ژنتیک بالینی.
مشاوره ژنتیکی که اطلاعاتی پیرامون خطر ابتلا به بیماری را ارائه می‌دهد و در عین حال ، حمایت روانی و آموزشی فراهم می‌کند، به حرفه بهداشتی جدیدی تکامل پیدا کرده است که در آن تمام کادر مشاغل پزشکی ، خود را وقف مراقبت از بیماران و خانواده‌های آنها می‌کنند.
علاوه بر تماس مستقیم با بیمار ، ژنتیک پزشکی ، از طریق فراهم سازی تشخیص آزمایشگاهی ، افراد و از طریق برنامه‌های غربالگری (Screening) طراحی شده برای شناسایی اشخاص در معرض خطر ابتلا یا انتقال یک اختلال ژنتیکی ، جمعیت را مراقبت می‌کند.
موضوعات اخلاقی در ژنتیک پزشکی

موفقیتهای ژنتیک پزشکی ، با رشد موازی سطح نگرانی و اضطراب در مورد استفاده از دانشمان در جهت مفید (نه مضر) برای افراد ، خانواده‌هایشان و کل جامعه همراه بوده است. با شروع پروژه ژنوم انسانی در ایالات متحده ، کنگره آمریکا ، معضلات اخلاقی آسیب پذیری جدی جامعه بر اثر استفاده نادرست از این دانش بسیار توسعه یافته ژنتیک انسانی را شناسایی کرد.

کنگره کاربرد بخشی از بودجه پروژه ژنوم انسانی آمریکا برای حمایت از تحقیقات و آموزش در زمینه‌های اخلاقی ، قانونی و اجتماعی (EISI) این پروژه را الزامی ساخت. برنامه‌های مشابهی در کشورهای دیگر نیز وجود دارند. تلاش (EISI) در جهت مطالعه اثر دانش بدست آمده از پروژه ژنوم انسانی در بسیاری از حوزه‌ها مانند کار طب و سایر حرفه‌های مراقبت بهداشتی ، وضع و ارائه سیاست عمومی ، قانون و آموزش می‌باشد.

در هر بحثی از موضوعات اخلاقی در پزشکی ، سه اصل اساسی غالبا ذکر می‌شود: سودمندی ، احترام به خودمختاری فرد ، عدالت. وقتی این سه اصل در تعارض با یکدیگر باشند، موضوعات اخلاقی پیچیده‌ای بوجود می‌آید. نقش متخصصان اخلاقی پزشکی که در حد فاصل بین جامعه و ژنتیک پزشکی کار می‌کنند، سنجیدن تقاضاهای متعارض است که هر کدام بر پایه یک یا بیش از یک اصل اساسی فوق ادعای مشروعیت دارند.





آینده بحث

در طی زندگی حرفه‌ای 40 ساله دانشجویان پزشکی و مشاوره ژنتیکی ، احتمالا تغییرات عمده‌ای در درک و کار بر روی نقش ژنتیک در پزشکی صورت خواهد گرفت. هر دوره‌ای می‌تواند دربر گیرنده تغییراتی بیشتر از تغییرات مشاهده شده ظرف بیش از 50 سال گذشته باشد. در طی این مدت ، حوزه ژنتیک از شناسایی ماهیت DNA به عنوان عامل فعال توارث تا آشکارسازی ساختمان مولکولی DNA و کروموزوم‌ها و تعیین رمز کامل ژنوم انسان تکامل پیدا کرده است. با قضاوت از روی سرعت زیاد اکتشافات فقط در دهه گذشته عملا مشخص می‌شود که ما صرفا در آغاز انقلابی در وارد کردن دانش ژنتیک و ژنوم به حوزه سلامت عمومی و کار پزشکی هستیم.

[Borna66]

مهندسی ژنتیک چیست؟
ژنها رمزهاي شيمياي بنيادي هستند که طبيعت فيزيکي موجودات زنده را تعيين مي کنند . ژ نها مسوول ساخت DNA هستند و DNA کنترل کننده سلول است که نحوه گسترش سلول را در تمام جهات تعيين مي کند .
مهندسي ژنتيک يا Biotech روابطي است که منجر به ايجاد تغيير در ماده ژنتيکي( DNA )موجودات به روشي مي شود که هرگز در طبيعت رخ نمي دهد زيرا نه انتخاب طبيعي و نه موتا سيون باعث پديد آمدن ژنهاي طراحي شده انجام مي دهيم به اثرات کوتاه مدت - که ممکن است ظاهرامفيد باشد -پي ببريم ولي از اثرات طولاني مدت آنها واقعا بياطلاعيم .

دستکاري ژنتيکي مواد غذايي شامل وارد کردن ژ نهاي موجودات زنده به ديگرموجودات مي باشد که اين روش براي بالابردن مقاومت گياه در برابر علف کش ها ، کم کردن خسارات ناشي از سرما زدگي يا زياد کردن سرعت رشد آنها انجام ميشود . در نتيجه گونه جديدي ساخته مي شود .

به عقيده بسياري از صاحب نظران مهندسي ژنتيک نه تنها گامي در جهت بهبود وضعيت بشر امروزي نمي باشد بلکه در تضاد کامل با تنوع زيستي مي باشد .

محصولات ژنتيکيGEFOOD

1_ اثرات غير قابل پيش بيني
دانش امروز براي دانستن اين موضوع که ژ نها چگونه سازمان يافته اند بسياري محدود است . هر گونه تغيير در هر نقطه از DNA به احتمالزياد اثرات جانبي در بر داردکه غير قابل پيش بينيو کنترل است . به چند مثال در اين مورد توجه کنيد :
* ليگنين ماده استحکام بخش و حفاظت کننده براي گياهان چوبي است .براي صنعت کاغذ سازي درختاني از راه مهندسي ژنتيک طراحي شده اند که تعداد لايه هاي ليگنين آن کاهش يافته باشد . با اين حال مطالعات نشان مي داده که وقتي ژ ن مربوط به ساخت ليگنين دستکاري شود تاثيرات منفي را باعث مي گردد . ماند رشد غير طبيعي درخت يا عدم رشد آن .
چون وارد کردن ژ ن جديد با بالاترين دقت امکان ندارد ،انتقال ژ ن ممکن است کنترل دقيق موجود بوسيله DNA را مختل کند .
مثلا ژن جديد مي تواند واکنش شيميايي درون سلول را غوض کند يا عملکرد سلول را از بين ببرد . اين باعث نا پايداري ، بوجود آمدن سموم جديد و مواد آلرژ ن جديد مي شود و از ارزش هاي مواد غذايي را تعيير مي دهد .
* روغن کانولايي که بوسيله مهندسي ژ نتيک ساخته شده داراي سطح بالاتري از pro-vitamin A است . در عوض بدليل بدليل اين دستکاري ويتامين E آن به طور محسوسي کم شده و ترکيب اسيدهاي چرب آن تغييريافته است .
* وقتي پژ وهشگران در آمريکا سطح فيتواستروژن (ماده اي شيبه به هورمون در گياه ) در سوياي دستکاري شده را با سوياي معمولي مقايسه کردند ، دريافتند که سطح اين هورمون در سوياي دستکاري شده کاهش يافته است .
* ويا ايجــاد و طراحي نوعي مخمر از طريق مهـندسي ژنتيک با هدف تـسريع در عمل تخمير . اما اين تغيير باعث ساخـته شدن متيلکليواکزالmethyl- glyoxal شد که داراي خواص سمي و موتاژ نتيک مي باشد .
* انتقال ژ ن (رمز) رنگدانه قرمز از ذرت به گل گياه اطلسي ، نه تنها باعث تغيير رنگ سفيد گل شده بلکه گل ها ،برگها و جوانه هاي بيشتري شدند . علاوه بر اين ،مقاومت آنها را نسبت به قارچ افزايش داد اما باروري آنها را کاهش داد .
2 _ انجام ندادن آزمايشات کافي مربوط به امنيت غذايي بر زوي محصولات ژنتيکي.
اولين بار در سال 1996 هنگامي که سوياي عرضه شده که در مقابل علف کش ها مقاوم بود مردم به وجود غذاهاي ژنتيکي پي برند .
بيش از 40 در صد از محصولات سوياي آمريکا صادر مي شود ودر آن سال ها سوياي ژنتيکي نيز همرا با سوياي معمولي بصورت در هم صادر مي شد .
در علم مهندسي ژنتيک درباره محصولات ژ نتيکي تئوري وجود دارد با نام شباهت کامل که مي گويد اين نوع محصولات از هر نظر کاملا شبيه به نوع معمولي است اما طبق يافته هاي علمي اين فرضيه بسيار ناقض است و نمي تواند سلامت غذايي اين محصولات را تضمين کند . زيرا محصولات ژنتيکي داري مولکول هاي جديد ممکن است باشند که کاملا غير منتظره بوجود آمده اند و باعث سميت يا آلرژي زايي مي گردند.
پس يک محصول ژنتيکي مي تواند کاملا شبيه نوع طبيعي خود باشد ولي داراي ترکيبات مضري باشد ما انتضارش را نداشتم.
3- محصولات ژنتيکي در مغاره ها
در سال 1998 محصولات ژ نتيکي با اقبال زيادي در آمريکا مواجه شـد روغن کانولا ،ذرت ،کتان و سوياي مقاوم در برابر علف کش ها و آفت کش ها و آفت کش ها. سيب زميني و کدوي مقاوم به ويروس ،روغن کانولا که داراي غلظت بالاي اسيد لوريک مي باشد گوجه فرنگي که دير مي رسد يا پوست کلفتري دارد ،واکسن (vaccine) هاري، يک يک نوع باکتري که تثبيت نيترو ژ ن در خاک را بالا مي برد . و هورمون رشد rBGH/ BST r که ساخت شير را در گاوهاي شيرده بالا مي برند ، همه و همه بوسيله مهندسي ژنتيک ساخته شدند.
4 -نگراني عمومي
بجز موارد خاص ، دولت هاي کشورهاي صنعتي مشتاقند تاغذاهاي ژ نتيکي را رواج دهند.
انتخاب
مصرف کنندگان از عدم جداسازي وعلامت گذاري محصولات ژنتيکي نگرانند و چون اغلب عذاهاي دستگاري شده اند غير ممکنمي باشد.
سلامتي
مردم آگاه شدند که پايه هاي علمي براي نگراني درباره محصولات ژ نتيگي وجود دارد . و دوست ندارند که غذاي را که از سلامتي آن مطمعن نيستند جايگزين غذاي قبلي خود کنند. ولي FDA مدعي شده که تفاوتي بين غذاي معمولي و ژنتيکي وجود ندارد ولزوميبه جدا سازي و غيره نيست . ولي بسياري از دانشمندان برجسته مخالف اين نظرند اما امروز براي سرمايه داران پولشان برتري بيشتري نسبت به سلامتي مردم دارد . بنابراين سعي در مهار فشارهاي وارده از طرف عموم مي کنند.
نظام اخلاقي و اعتقادي:
براي عدهاي از مردم مسئله سلامتي يا عدم سلامتي غذاهاي ژنتيکي مطرح نيست بلکه اين کارها را غير معمول و غير طبيعي ودر تضاد شديد با نظاماخلاقي بين انسان و طبيعت مي دانند .
مهندسي ژنتيک در مجموع علم جديدي است . پيش از اين علم نگران و در گير موضوع نظام خلقت بود حالا خود طبيعت را دستکاري مي کند و اساس طبيعت را در هم مي ريزد .
گياهخواران مذهبي مانند هندوها ، بودايي ها دوست ندارند که درگياهان و ميوه هاي آنها ژ ن هاي حشره ، حيوان وحتي انسان باشد . يهودها و مسلمانان داراي اداب غذايي خاصي مي باشند ، بطور مثال دوست ندارند مه در هويج مورد مصرفيشان ژن هاي خوک باشد . بنابراين اين رهبران مذهبي از طيف وسعي از اعتقادات و مذاهب مخالف محصولات ژنتيکي هستند . با اين وجود گوشت ها ،سبزيجات مي توانند داراي ژنهاي انساني باشد بدون اينکه ما بدانيم يعني به نوع در نظر برخي آدم خوري مي کنيم و نميدانيم که اغلب مردم مخالف اين جور تغذيه اند .
سياست :
نگراني ديگر از اين است که تحت پيمان تجارت آزاد بين المللي امور اقتصادي بر سلامت محيط زيست و اقتصاد ترجيح داده شود .
تجارت محصولات ژنتيکي تنها در دست چند شرکت چند مليتي است مانند مون سانتو ،سين ژنتا ،آونتيس و دو پنت ،محققاً اينها تنها کساني اند که از محصولات ژنتيکي نفع مي برند .
محيط زيست :
شواهد زيادي است که نشان مي دهد که مهندسي ژنتيک به اکوسيستم خطر تازه اي وارد مي کند .زيرا باعث تهديد تنوع زيستي ، حيات وحش و کشاورزي پايدار مي شود.
منتقدان فن آوري زيستي (Biotech) معتقدند موجودات طراحي شده بوسيله مهندسي ژنتيک که به محيط وارد مي شوند ممکن است تغييرماهيت داده و به موجودي تبديل شوند که هيچگاه نتوان جلوي آن را گرفت .
مهمترين مشکلي که مهندسين ژنتيک و محصولاتش براي محيط زيست ايجاد مي کند اين است که وقتي اين محصولات يا موجودات در محيط رها مي شوند دائما در برخورد با اکوسيستم ها مي باشند . اکوسيستم هايي که حاصل ميايون ها سال تکامل هستند .بطوري که دانشمندان برآورد کرده اند اين موجودات يا محصولات باعث از هم پاشيدگي 1 درصد از اگوسيستم در سال مي شوند .(!)
مشکل بالقوه ديگر ويروس ها به ماده ژنتيکي ميزبان خود تجاوز مي کنند و معمولا آن را متلاشي کرده و براي ويروس هاي جديد آنها را دوباره به هم وصل مي کنند . وقتي اين اتفاق در خارج از آزمايشگاه مي افتد ويروس جديدي که ژن هاي دستکاري شده تشکيل يافته بوجود مي آيد ، وقتي اين ويروس ها پراکنده مي شوند چون طبيعي نيستند ، در طبيعت هم دشمن ندارند خطرناک اند و ممکن است باعث ايجاد بيماري جديد و مرگ و مير موجودات زنده گردند .
5- برچسب گذاري labeling
برچسب گذاري و جدا سازي مواد ژنتيکي حق مردم است تا بتوانند بين محصولات معمولي و ژنتيکي حق انتخاب داشته باشند .
طبق محاسبات انجام شده اينکار مي تواند سالانه 4-5 ميليارد به صادرات کشاورزي آمريکا صدمه بزندو شواهد حاکي از آن است که آمريکا براي رسيدن به سود بيشتر به کشورهايي که در تجارت با آن هستند فشار مي آورد تا جدا سازي محصولات ژنتيکي را انجام ندهند . از جمله اين کشورها نيوزلند است که در فوريه 1998 مورد تهديد آمريکا قرار گرفت - زيرا اين کشور داراي برنامه نظارت بر روي محصولات ژنتيکي مي باشد .- با وجود اينگونه تهديدها فشار روز افزون مردم و نگراني آنها از سلامت محصولات ژنتيکي بيشتر دولت ها را مجبور به نظارت بر اين محصولات و جدا سازي و رچسب زني روي آنها کرده است .
بر اساس پيمان جداسازي محصولات ژنتيکي کشورهاي عضئ اين پيمان در سال 2001 شامل استراليا و نيوزلند - کشورهاي عضو اتحاديه اروپايي - جمهوري چک ، نروژ ، لهستان ، سوئيس، لتواني ، روسيه ، فيليپين کره ، ژاپن ، هنگ کنگ ،تايوان ، تايلند ،عربستان ، اسرائيل و مکزيک مي باشد .
1. Genetic Engineerin
2. Substantial Equivalence


* خصوصي سازي بهره برداري از محيط
تنوع زيستي امروز دسخوش موج خطرناک خصوصي سازي کشته که شامل بهره برداري از گياهان -حيوانات و قسمت هاي خاصي از DNAميشود حق بهر برداري تنها به اختراعات انساني مربوط مي شود و به اکتشافات ، زندگي يک موجود زنده مثل گياه و … يا ژن هاي آنها اختراعات شخصي نيستند و براي همين هيچگاه نبايد در کنترل خصوصي يا حق بهر برداري باشند .
مهندسي ژنتيک بوسيله حق بهر برداري از حيات نه تنها برروي موجودات زنده اي که خود ساخته کنترل مي کند بلکه بر زنجيره غذايي و ميراث ژنتيکي زمين نيز احاطه يافته است .
اين حق بهر برداري به صنعت اجازه مي دهد که موجوداترا استثمار کرده ودر مالکيت خصوصي خود قرار دهد و از اين راه آنها را به فروش برساند .
* افشاگري
آزمايشات اخير بر روي مواد غذايي کارخانه Nestle در کشورهاي تايلند ،فليپين ، هنگ کنگ نشان داده است که محصولات غذايي مانند غذاي بچه و … اغلب به مواد غذايي تغيير ژنتيک يافته آلوده مي باشند . به تازگي در تايلند بررسي ها نشان داده که 13 درصد محصولات فروخته شده به کودکان به ذرت ژنتيکي آلوده بوده اند.

[Borna66]

http://pnu-club.com/imported/2009/04/193.png

علم زیست شناسی، هرچند به صورت توصیفی از قدیم‌ترین علومی بوده که بشر به آن توجه داشته است؛ اما از حدود یک قرن پیش این علم وارد مرحله جدیدی شد که بعدا آن را ژنتیک نامیده‌اند و این امر انقلابی در علم زیست شناسی به وجود آورد. در قرن هجدهم، عده‌ای از پژوهشگران بر آن شدند که نحوه انتقال صفات ارثی را از نسلی به نسل دیگر بررسی کنند ولی به 2 دلیل مهم که یکی عدم انتخاب صفات مناسب و دیگری نداشتن اطلاعات کافی در زمینه ریاضیات بود، به نتیجه‌ای نرسیدند. اولین کسی که توانست قوانین حاکم بر انتقال صفات ارثی را شناسایی کند، کشیشی اتریشی به نام گریگور مندل بود که در سال 1865 این قوانین را که حاصل آزمایشاتش روی گیاه نخود فرنگی بود، ارائه کرد. اما متاسفانه جامعه علمی آن دوران به دیدگاه‌ها و کشفیات او اهمیت چندانی نداد و نتایج کارهای مندل به دست فراموشی سپرده شد. در سال 1900 میلادی کشف مجدد قوانین ارائه شده از سوی مندل، توسط «درویس»، «شرماک» و «کورنز» باعث شد که نظریات او مورد توجه و قبول قرار گرفته و مندل به عنوان پدر علم ژنتیک شناخته شود. در سال 1953با کشف ساختمان جایگاه ژنها (dna) از سوی جیمز واتسن و فرانسیس کریک، رشته‌ای جدید در علم زیست شناسی به وجود آمد که زیست شناسی ملکولی نام گرفت.

با حدود گذشت یک قرن از کشفیات مندل در خلال سالهای 1971 و 1973 در رشته زیست شناسی ملکولی و ژنتیک که اولی به بررسی ساختمان و مکانیسم عمل ژنها و دومی به بررسی بیماری‌های ژنتیک و پیدا کردن درمانی برای آنها می‌پرداخت، ادغام شدند و رشته‌ای به نام «مهندسی ژنتیک» را به وجود آوردند که طی اندک زمانی توانست رشته‌های مختلفی اعم از پزشکی، صنعت و کشاورزی را تحت الشعاع خود قرار دهد. پایه اصلی این رشته بر این اصل استوار است که با انتقال ژنی به درون ذخیره ژنی یک ارگانیسم، آن ارگانیسم را وادار می کند - که در شرایط محیطی مناسب برای بیان آن ژن - به دستورات آن ژن که می‌تواند بروز یک صنعت یا ساختار شدن یک ماده بیوشیمیایی و... باشد، عمل کند. امروزه مهندسی ژنتیک خدمات شایان ذکری را به بشر ارائه کرده که در تصویر دیروز او نمی‌گنجیده و امری محال محسوب می‌شد! از برجسته‌ترین خدمات این علم در حال حاضر می‌توان موارد زیر را برشمرد: اصلاح نژادی حیوانات و نباتات که باعث بالا رفتن سطح کیفیت و کمیت فرآورده های غذایی استحصال شده از آنان گردیده است.

تهیه داروها و هورمون ها با درجه خلوص بالا و صرف هزینه های پایین درمان بیماری های ژنتیکی با ایجاد تغییرات در سلول تخم که از جدیدترین دستاوردهای مهندسی ژنتیک محسوب می شود و بسیار محدود است . پیش بینی محدود بیماری ها در فرزندان آینده یک زوج که از این طریق به زوجهای جوانی که می خواهند با یکدیگر ازدواج کنند. خدمات مشاوره ژنتیک می دهند و آنها را از وضعیت جسمانی فرزندان آینده شان مطلع می سازند. اما اگر بخواهیم دورنمای مهندسی ژنتیک را ترسیم کنیم ، تمامی موارد زیر قابل تصورند:

اعضای بدن انسان از قلب گرفته تا چشم و دست و پا به صورت مجزا از طریق مهندسی ژنتیک تولید می‌شوند و بانکهای اعضای بدن به نیازمندان پیوند عضو، عضو جدید عرضه می کنند و هر فرد می تواند عضوی که دقیقا مشابهت ژنتیکی با خودش را دارد، خریداری کند و از این طریق مشکل دفع پیوند که به دلیل شباهت نداشتن رموز ژنتیکی، فرد دهنده و گیرنده عضو ناشی می‌شود، مرتفع خواهد شد. در نتیجه آمار مرگ و میر انسان نیز پایین خواهد آمد. تمامی بیماری‌های ژنتیکی حتی در دوره جنینی نیز قابل درمان خواهد بود. از جهشهای متوالی عوامل بیماری‌زا که عامل اصلی فناناپذیر بودنشان است ، جلوگیری به عمل می آید و درصد بالایی از بیماری های شناخته شده ریشه کن خواهد شد. کارتهای شناسایی افراد ژنتیکی خواهد شد که برای هر دو فردی روی کره زمین (بجز 2قلوهای همسان و کلونها) متفاوت خواهد بود و دقیقا هویت هر فرد را تعیین می کنند. مجرمان با گذاشتن کوچکترین اثر بیولوژیکی از خود مثل یک تار مو بسرعت شناسایی خواهند شد. می‌توان سرعت رشد موجودات مختلف را افزایش داد که خود این امر مزایای بسیاری را فراهم می‌آورد که از آن جمله می‌توان به پرورش سریع حیواناتی همچون گاو و گوسفند اشاره کرد که می‌توانند نیازهای غذایی یک جامعه را تا حد زیادی مرتفع کنند.

به نظر می‌رسد ژنتیک بخش بسیار عظیمی از آینده را به خود اختصاص خواهد داد و شاید یکه تاز زمان باشد. البته برای این علم جنجال برانگیز پایانی نمی‌توان متصور شد. تمامی مواردی که در بالا ذکر شد، از لحاظ نظری امکانپذیر است؛ ولی نیاز به تحقیق، مطالعات و آزمایشات فراوان دارد که بشر بتواند به آنها دست یابد و چون مسلط بودن بر این علم نیاز به پشتوانه قوی علومی همچون بیولوژی سلولی ملکولی، بیوشیمی، فیزیولوژی و آمار و احتمالات دارد، باید زحمات فراوانی برای دستیابی به ویژگی‌های این رشته از علم متحمل شد. در آخر ذکر این نکته نیز مهم است که باید قوانین بین المللی سخت و محکمی برای این رشته علمی تبیین کرد تا از انجام آزمایشاتی با نتایج اسفبار که این رشته امکان آن را فراهم می سازد، جلوگیری کرد؛ زیرا آنچه مسلم است این که ژنتیک در حالی که علم بسیار مفیدی برای انسان است ، می تواند در صورت استفاده های غیرمنطقی از آن نسل بشریت را گرفتار عواقب وحشتناکی کند و باعث انقراض او گردد.
__________________

[Borna66]

اين وسيله پيشرفته مشكلات انتقال ژن از عرض ديواره سلولي را حل كرده است.
http://pnu-club.com/imported/2009/04/232.gif
تفنگ ژني در سال 1979 توسط John Stanford در دانشگاه Cornell ساخته شد و روش جديدي براي آسانتر نمودن انتقال ژن به سلولهاي گياهي كه آن زمان از ويروس ها و يا اگروباكتريوم(پلازميد ‏‏Ti) استفاده مي شد، مطرح ساخت.
امروزه تفنگ ژني موارد استفاده متعددي دارد، اين وسيله انتقال ژن به باكتري ها، مخمرها، سلولهاي پستانداران و مخصوصا سلولهايي كه انتقال ژن به آنها غير ممكن بود را امكان پذير ساخت. اين وسيله بصورت اختصاصي براي انتقال ژن به كلروپلاست بسيار مهم است، زيرا هيچ باكتري يا ويروسي شناخته نشده است تا بتواند كلروپلاست را آلوده نمايد. بنابراين براي انتقال ژن خارجي به كلروپلاست اين روش بسيار مفيد به نظر مي رسد.
سه روش عملي در مهندسي ژنتيك وجود دارد:
1- روش پلازميد. 2- روش وكتور. 3- روش تفنگ ژني(Biolistic).
يكي از شناخته شده ترين اين روشها، روش استفاده از پلازميد است. در اين روش بصورت عمومي از ميكرواورگانيسم هاي تغييير شكل يافته نظير باكترها استفاده مي شود. روش وكتور بسيار مشابه روش پلازميد است، با اين تفاوت كه در اين روش ژنوم مستقيما به يك وكتور ويروسي اضافه شود.
مكانيسم عمل تفنگ ژني:
تفنگ ژني قسمتي از روشي است كه به آنBiolistic ) ( گويند. اين روش Bioballistic نيز گفته مي شود. در اين روش تحت شرايط خاص، قطعاتي از DNA يا RNA با دنباله چسبناك را وارد اتم هاي فلزاتي نظير طلا يا تنگستن مي نمايند.
كمپلكسي از ذرات حاوي DNA را در خلا شتاب داده و با شتاب بسمت بافت هدف شليك مي كنند. براي ايجاد DNA پوشش دار،DNA را درحلالي كه حاوي ذرات فلزي است قرار مي دهند، عوامل ژنتيكي كه به اين صورت توليد مي شوند،
داخل فشنگ هايي قرار مي گيرند، بعد از شليك، يك صفحه سوراخدار از حركت فشنگ ها جلوگيري مي كند اما به ذرات طلا اجازه عبور مي دهد تا به بافت مورد نظر اصابت نمايد. سلولها عموما تمايل به بازجذب ژنهايي دارند كه داراي نشانه خاصي(ماركر) باشند( در سلولهاي گياهي بصورت عمومي از GUS استفاده مي كنند)، سپس در محيط كشت ژنها تكثير كرده و ممكن است، كلون شوند. بيشترين كاربرد متد Biolistic افزودن ژنهاي به گياهان استكه بتوانند در برابر قارچهاكشها و حشرات كشها مقاومت نمايند. براي شتاب دادن به ذرات طلا روشهاي متعددي بكار مي رود كه عبارتند از: مركز گرايي، نيروهاي مغناطيسي و الكتريكي، تفنگهاي افشانه اي يا واكسني و يا دستگاههايي كه اساس شتابدهي آنها، امواج شوكي هستند، همانند استفاده از تخليه الكتريكي) 1992). روشهاي عملي متعددي كه كاملا كنترل شده هستند، براي حداكثر كارآيي انتقال ژن بكار گرفته شده اند. ميزان پاسخ اين روش به عواملي مانند تعداد ذرات DNA پوشش دار، دما، تعداد سلولهاي بافت هدف، توانايي جذب DNA توسط سلول هدف و همچنين به نوع تفنگ مورد استفاده وابسته است.
نحوه عملكرد تفنگ ژني كه با گازهليوم كارمي كند و ذرات پوشش دار DNA را بسمت بافت هدف شليك مي كند. از موارد بسيار مهمي كه بايد در استفاده از تفنگ ژني در نظر گرفت، انتخاب اندازه ذرات پرتابي و سرعت شليك آنها بسمت بافتها است. بعنوان مثال بافتهاي نرم را نبايد در معرض بمباران ذرات پوشش دار با سرعت بالا قرار داد. اين فرآيند تنظيمي كاملا وابسته به جنس ذرات فلزي حاوي مولكولهاي DNA و نوع سلولهايي كه براي انتقال ژن در نظر گرفته شده اند، وابسته است.
استفاده ديگر تفنگ ژني انتقال اندامك هايي نظير كلروپلاست و ميتوكندري به سلولهاي مخمر مي باشد. توانايي انتقال اين اندامك ها بصورت معني داري در تحقيقات مربوط به مقاوم سازي بعضي از گياهان زراعي نسبت به حشره كش ها و قارچ كشها بسيار مهم است. همچنين نتايج تحقيقات جديد كه منجر به كشف روشهاي جديدي كه توسط آن ايمني زايي ژنتيكي با واكسيناسيون DNA، ژن درماني، ويروس شناسي گياهي و درمان تومورهاي سرطاني انجام پذيرفته است.
عمده ترين محدوديتهاي اين روش:
1- درصد پذيرش ذرات محتوي DNA توسط سلولها.
2- مرگ سلولهاي دريافت كننده ذرات پوشش دار.
3- عدم پذيرش DNA توسط كروموزومهاي سلولها.
4- عدم فعاليت DNA ايي كه دريافت شده است.
5- مواد، ابزارو دستگاههاي مورد استفاده در اين روش بسيار گران قيمت مي باشند.
يكي از دلايل مخالفت با اين روش اينستكه ژنهاي اضافه شده به مولكول DNA گياه و موجودات ديگر سبب نگراني عممومي شده است، زيرا اين ژن جديد بايد به گياهان اضافه شود تا بتواند ژنهاي مقاوم را به دانه هاي خود انتقال دهد و استفاده از اين دانه ها براي انسان و موجودات ديگر خطرناك باشد.

[Borna66]

http://www.pnu-club.com/imported/2008/10/2.gif This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original image is sized 1281x878.http://pnu-club.com/imported/2009/04/1999.jpg

با استفاده از فن‌آوری DNA نوترکیب ، مطالعه ساختمان و عملکرد ژن بسیار آسان شده است و جداسازی یک ژن از یک کروموزوم بزرگ نیاز دارد به:


روشهایی برای برش و دوختن قطعات DNA
وجود ناقلین کوچک DNA که قادر به تکثیر خود بوده و ژنهایی در داخل آنها قرار داده شود.
روشهایی برای ارائه ناقل حاوی DNA خارجی به سلولی که در آن بتواند تکثیر یافته و کلنی‌هایی را ایجاد کند.
روشهایی برای شناسایی سلولهای حاوی DNA مورد نظر.
پیشرفتهای حاصل در این فن‌آوری ، در حال متحول نمودن بسیاری از دیدگاه‌های پزشکی ، کشاورزی و سایر صنایع می‌باشد.
پیشرفتهای حاصل از دهها سال کار هزاران دانشمند در زمینه‌های ژنتیک ، بیوشیمی ، بیولوژی سلول و شیمی فیزیک در آزمایشگاههای متعدد گرد هم آمدند تا فن‌آوریهایی برای تعیین موقعیت ، جداسازی ، آماده سازی و مطالعه قطعات DNA مشتق از کروموزومهای بسیار بزرگتر را ایجاد نمایند. تاکنون فن‌آوریهای کلون سازی DNA ، فرصتهای غیر قابل تصوری را برای تعیین هویت و مطالعه ژنهایی فراهم نموده‌اند که تقریبا در هر فرآیند بیولوژیک شناخته شده ، نقش دارند. این روشهای جدید ، تحقیقات پایه ، کشاورزی ، پزشکی ، اکولوژی ، پزشکی قانونی و بسیاری از زمینه‌های دیگر را دگرگون کرده‌اند.
تخمیرهای میکروبی
تعدادی از محصولات مهم صنعتی بوسیله میکروارگانیزمها ساخته می‌شوند که از بین آنها ، آنتی بیوتیکها مهمترین گروه می‌باشند. بوسیله مهندسی ژنتیک می‌توان میکروارگانیزمهایی ایجاد کرد که آنتی بیوتیک بیشتری تولید کنند و یا مشتقی از آنتی بیوتیک اولیه را بسازند.
واکسنهای ویروسی
واکسن ماده‌ای است که می‌تواند سیستم ایمنی را بر علیه یک عامل عفونی تحریک کند. معمولا از ویروسهای کشته شده به عنوان واکسن استفاده می‌شود، ولی همواره یک خطر احتمالی وجود دارد که ویروس بطور کامل غیر فعال نشده باشد. از آنجایی که معمولا قسمت فعال و ایمنی‌زایی ویروس ، پروتئینهای پوشش آن هستند، می‌توان پروتئینهای پوششی را به تنهایی و بدون قسمتهای دیگر تهیه کرد. برای این کار ژن مربوط به پروتئین پوششی را در یک باکتری و یا در یک ویروس غیر بیماری‌زا کلون می‌کنند و از آنها به عنوان واکسنهای بی‌خطر استفاده می‌نمایند.
تولید پروتئینهای خاص
تولید پروتئینهای خاص از نظر پزشکی و تجاری ارزش دارد. تولید تجاری پروتئینهای انسان از طریق استخراج از بافتها یا مایعات بدن غیر ممکن یا بسیار گران است. با کلون کردن ژنهای مربوط به این پروتئینها در باکتریها تولید تجاری این پروتئینها ، امکان‌پذیر می‌گردد.
حیوانات و گیاهان تغییر یافته
علاوه بر تولید محصولات ارزشمند بوسیله میکروبها ، از مهندسی ژنتیک می‌توان به منظور ایجاد گیاهان و جانوران تغییر یافته استفاده کرد. به این گیاهان و جانوران بطور کلی تغییر یافته ژنتیکی (Trasgenetic) ، گفته می‌شود. تغییرات ژنی این موجودات ، مواردی چون تولید محصولات بیشتر ، تغییر کیفیت گوشت و سبزیجات و تولید پروتئینهای خاص که بوسیله باکتریها ، نمی‌توان تولید کرد، را دربر می‌گیرد. این کار بطور کلی از طریق وارد کردن ژنهای نوترکیب در دوران جنینی به جانوران و در کشت بافت به گیاهان انجام می‌شود.
بیوتکنولوژی محیط زیست
باکتریها به دلیل تنوع متابولیزمی گسترده ، دارای یک خزانه ژنتیکی بسیار غنی می‌باشند. در بعضی موارد در این خزانه ژنهایی یافت می‌شوند که مواد آلوده کننده محیط زیست را تجزیه می‌کنند. ژنهای تجزیه بیولوژیکی بسیاری از مواد زاید فاضلابهای شهری و پسابهای صنعتی ، از باکتریهای موجود در طبیعت جدا شده‌اند. از این ژنها می‌توان برای کاهش آلودگیهای محیط زیست استفاده کرد.
مثالی از این کار ، ژنهای تجزیه کننده حشره کشهای کلردار ، مانند 5,4,2- تری کلروفنوکسی استیک اسید ، کلروبنزن ، نفتالین ، تولوئن ، آنیلین و هیدروکربنهای مختلف دیگر می‌باشد. ژنهای مورد نظر از باکتریهای پسدوموناس ، آلکالیژنس و تعدادی از باکتریهای دیگر جدا شده و در پلاسمیدهای مختلف وارد شده است. همچنین پلاسمیدهایی ایجاد شده است که ژنهای تجزیه کننده چند ماده مختلف را بطور همزمان بر روی خود دارند.
تنظیم ژنها و ژن درمانی
استفاده اولیه مهندسی ژنتیک در تولید محصولات مفید صنعتی و یا بهبود تولید بود، ولی مطالعات اخیر بر روی کنترل ژنهای خاص بنا شده است. امروزه قسمت اعظم تحقیقات پایه در مهندسی ژنتیک بر روی Antisense RNA که نقش مهمی در تنظیم ژنتیکی بیان ژنها به عهده دارد، پایه گذاری شده است. همچنین مطالعات گسترده‌ای بر روی امکان درمان بیماریهای ژنتیکی از طریق وارد کردن ژن سالم یعنی ژن درمانی در حال انجام است.
تولید پروتئینها و هورمونهای کاربردی
یکی از کاربردهای عملی اولیه مهندسی ژنتیک تولید پروتئینهای مورد نظر بوسیله میکروارگانیزمهای سریع‌الرشد و تولید ارزان قیمت این پروتئینها بود. بسیاری از پروتئینها و پپتیدهای پستانداران ارزش دارویی زیاد دارند، ولی معمولا در مقادیر بسیار ناچیزی در بافتهای طبیعی وجود دارند و استخراج آنها مقرون به صرفه نمی‌باشد. این پروتئینها را می‌توان به راحتی در میکروارگانیزمها تولید کرد.
تولید هورمونها
بسیاری از هورمونها ، پپتیدها و یا پروتئینهای کوچک هستند. این هورمونها در کنترل متابولیزم بدن پستاندارن و مخصوصا انسان استفاده‌های خاص و مهمی دارند. یکی از مثالهای این تولیدات ، تولید هورمون انسولین می‌باشد. هورمون انسولین انسانی اولین داروی تولید شده بوسیله مهندسی ژنتیک بود که مصرف عمومی پیدا کرد. انسولین هورمونی است که بوسیله غده لوزوالمعده ترشح می‌شود و کمبود آن باعث بیماری دیابت می‌گردد.
بیماری دیابت گریبانگیر میلیونها نفر در سراسر جهان است که روش استاندارد درمان آن ، تزریق منظم انسولین است. چون انسولین پستانداران مختلف تقریبا مشابه می‌باشد، در ابتدا از انسولین جدا شده از لوزوالمعده گاو و یا خوک استفاده می‌شد، ولی انسولین غیرانسانی به اندازه انسولین انسانی موثر نیست و هزینه خالص سازی نیز گران می‌باشد، لکن امروزه این هورمونها توسط مهندسی ژنتیک تولید می‌شوند.
لازم به ذکر است که تولید هورمونهایی مانند انسولین یک کار ساده مهندسی ژنتیک نیست که فقط شامل وارد کردن ژن مربوطه به داخل حامل و کلون کردن آن باشد، زیرا بسیاری از هورمونها فقط قطعات کوچکی از پلی پپتیدهای بزرگ تولید شده بوسیله ژنها می‌باشند.
چشم انداز
محصولات فن‌آوری DNA نوترکیب ، از پروتئینها تا موجودات مهندسی شده متفاوت می‌باشد. با این فن‌آوریها می‌توان مقادیر زیاد پروتئینها را برای مقاصد تجارتی تولید نمود. از میکروارگانیزمها می‌توان برای انجام کارهای اختصاصی استفاده نمود. با استفاده از مهندسی ژنتیک ، می‌توان صفاتی را در گیاهان و جانوران ایجاد کرد که برای کشاورزی و پزشکی مفید باشند. بعضی از محصولات این فن‌آوری برای استفاده مورد تائید قرار گرفته و تعداد زیادی در حال تکامل هستند. در طی چند سال اخیر ، مهندسی ژنتیک از یک فن‌آوری وعده دهنده به یک صنعت چند بیلیون دلاری تبدیل شده و بیشتر رشد آن در صنعت دارویی بوده است.