زیست شناسی مولکولی

مطالب گوناگون در باره زیست شناسی مولکولی بیوتکنولوژی و علوم مرتبط

برگزاری دوره آموزشی در زمینه بیولوژی مولکولی

گروه پژوهشی پیشگامان انتقال ژن در نظر دارد  با همکاری دانشگاه آزاد واحد علوم دارویی و انجمن بیوتکنولوژی ایران سلسله کارگاه های  تئوری و عملی  در زمینه بیولوژی مولکولی برگزار کند. این کارگاه از 16 شهریور لغایت 25 شهریور ماه سال جاری در واحد علوم دارویی دانشگاه آزاد برگزار خواهد شد. سرفصل های اصلی این کارگاه عبارت است از
آشنایی با مفاهیم اولیه ژنتیک در تاریخ 16 شهریور

بیوانفورماتیک مقدماتی در تاریخ 17 شهریور

بیوانفورماتیک پروتئین ها در تاریخ 18 شهریور

بیوانفورماتیک اسیدهای نوکلئیک در تاریخ 19 شهریور

ژنومی و پلاسمیدی در تاریخ 20 شهریور  DNA  استخراج

 در تاریخ 21 شهریور RNA استخراج

کشت باکتری و ترانسفورماسیون باکتریی در تاریخ 22 و 23 شهریور

کلونینگ مولکولی و مهندسی ژنتیک در تاریخ 24 و 25 شهریور

 

این دوره آموزشی در ده روز متوالی و در سطح مقدماتی برگزار خواهد شد و مناسب  دانشجویان رشته های بیوتکنولوژی، زیست شناسی، کشاورزی و رشته های مرتبط می باشد

در پایان کارگاه، از طرف دانشگاه آزاد واحد علوم دارویی و انجمن بیوتکنولوژی ایران، به شرکت کنندگان گواهی معتبر و به کسانی که در بیش از 4 کارگاه شرکت کنند گواهی کارآموزی اعطاء خواهد شد

 

علاقه مندان می توانند جهت کسب اطلاعات بیشتر با شماره 09329433842 تماس و یا به آدرس اینترنتی زیر مراجعه فرمایند
www.IRGTP.com

+ محسن بصیری ; ۱۱:٠٥ ‎ق.ظ ; ۱۳٩٠/٦/۱٠
    پيام هاي ديگران ()   

ژن های کاذب

 

ژن­های کاذب (Pseudogenes) توالی­هایی مرتبط با ژن­های شناخته شده هستند که تونایی کد کردن پروتئین (یا تولید رونوشت RNA) را از دست داده­اند. بنا بر این می­توان گفت که ژن­های کاذب بر اساس دو خصوصیت تشابه (Homology) با ژن­های عملکردی و عدم فعالیت مشخص می­شوند. ژن­های کاذب بر اساس مکانیسم به وجود آمدنشان به چند گره تقسیم می­شوند:

1-     ژن­های کاذب پیراسته (Processed) یا رونویسی معکوس شده (Retrotransposed) که حاصل رونویسی معکوس از روی RNA هستند (cDNA). از آنجا که mRNA فاقد اینترون و توالی­های بالادستی (Promoter and ...) است این دسته از ژن­های کاذب نیز فاقد این توالی­ها هستند.

2-     ) کاذبNon-processedژن­های ناپیراسته (یا مضاعف شده (Duplicated) محصول نوآرایی­هایی (Recombinations) هستند که سبب مضاعف شدن (Duplication) ژن­ها می­شوند. پس از مضاعف شدن، ممکن است یکی از نسخه­ها به علت بروز جهش نقطه­ای (Point-mutations) غیر فعال گشته وتبدیل به ژن کاذب گردد. این دسته از ژن­های کاذب دارای ساختار کامل ژن هستند (پروموتر، اینترون­ها و ...).

3-     (Disabled genesژن­های ازکارافتاده( یا ژن­های کاذب یگانه (Unitary) حاصل غیر فعال شدن یک ژن عملکردی هستند. غیر فعال شدن توسط همان مکانیسم­هایی که در ایجاد ژن­های کاذب ناپیراسته دخیل هستند رخ می­دهد، اما در این گروه مضاعف شدن صورت نمی­گیرد و تنها نسخه موجود از ژن غیرفعال می­شود. ژن ازکارافتاده ممکن است تحت تاثیر انتخاب طبیعی در جمعیت باقی مانده و پایدار شود. به عنوان مثال می­توان به ژن GLO (L-gulono-γ-lactone oxidase) که در اکثر پستانداران در بیوسنتز اسکوربیک اسید نقش دارد اما در انسان و سایر نخستی­ها (Primates) تنها یک نسخه غیر فعال از آ وجود دارد.

در این تصویر مکانیسم ایجاد ژنهای کاذبمضاعف شده و پیراسته نشان داده شده است.

برخی از ژن­های کاذب ممکن است به نحوی فعالیت خود را بازیابند. این ژن­ها را ژن­های کاذب عملکردی (Functional pseudogenes) گفته می­شود. این مسئله ممکن است تحت تاثیر پروموتر ژن مجاور یا فعال شدن پروموتر خود ژن کاذب رخ دهد. رونویسی از ژن­های کاذب عملکردی معمولاً مختص به بافت (tissue-specific) است. مواردی از فعالیت رونوشت ژن کاذب پیراسته به عنوان تنظیمگر ترانس (trans-regulatory) برای ژن اصلی مشاهده شده است. رونویسی از ژن­های کاذب عملکردی معمولاً مختص به بافت (tissue-specific) است. مواردی از ژن­های کاذب پیراسته که پروتئین عملکردی تولید می­کنند و همچنین مواردی از siRNA تولید شده از این ژن­ها شناسایی شده است.

جهت مطالعه بیشتر به www.pseudogene.org مراجعه کنید.

 

+ محسن بصیری ; ۸:٤۳ ‎ب.ظ ; ۱۳۸۸/۳/٩
    پيام هاي ديگران ()   

زیست شناسی مولکولی مجازی

  

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

این مطلب در پاسخ به درخواست دوست گرامی آقای علی عقابیان نوشته شده است. ایشان در وبلاگ خود دو مطلب در باره بیوانفورماتیک نوشته اند که برای آشنایی علاقمندان به خصوص فارق التحصیلان رشته کامپیوتر مفید است و مطالعه آنها را به زیست شناسان علاقمند نیز توصیه می کنم:

http://kheradenab.blogfa.com/post-33.aspx , http://kheradenab.blogfa.com/post-34.aspx

 
 

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

سالها پیش با ارائه یک روش مطالعاتی جدید علم زیست شناسی وارد دوران جدیدی شد و رویکرد نویننی در این علم شکل گرفت. در این روش مولکولهای زیستی خارج از بدن ارگانیسم زنده و درون لوله آزمایش برای انجام واکنش های حیاتی به کار گرفته می شدند. از همین رو اینگونه آزمایشات را in vitro یا در شیشه نامیدند. (در مقابل in vivo که به معنای بررسی ومطالعه فرایندی است که درون ارگانیسم زنده در حال وقوع است) این مسئله که به معنای حیات خارج از حیات بود علاوه بر اینکه امکان بررسی دقیقتر و راحت تر بیومولکولها را فراهم میکرد، دید سیستمیک به پدیده حیات در مقیاس مولکولی را نیز دامن میزد بدین معنا که بیش از پیش بر این نکته تاکید مینمود که فعل و انفعالات بیومولکولها که پدیده حیات بر آن استوار است، از همان قوانین و قواعد فیزیکی و شیمیایی پیروی میکنند که بر همه مواد غیر آلی نیز حاکم است و بر این اساس که در شرایط مطلوب میتوان پدیده های حیاتی را خارج از موجود زنده و درون لوله آزمایش نیز مشاهده نمود. اما همین رویکرد امروزه افقهای جدیدتری را در برابر چشمان ماقرار داده است.

 


 

همه میدانیم که اصول بیوفیزیکی و بیوشیمیایی بر مبنای قوانین عمومی شیمی و فیزیک هستند و تمامی فرایندهای حیاتی و اصولا کل پدیده حیات محصول فعل و انفعالات شیمیایی و فیزیکی مولکول هایی هستند که ساختار ویژه و نسبتا پیچیده ای دارند ولی به خودی خود زنده نیستند. پس از پیشرفتهای دانش و فناوری های کامپیوتری این ایده کم کم شروع به شکل گیری کرد که در صورت شناسایی این قواعد باید بتوان فرایندهای حیاتی در فضای مجازی بازسازی نمود تا آنجا که امروزه مدل سازی سیستم های حیاتی یکی از داغترین شاخه های علم بیوانفورماتیک شده است و واژه in silico به فرهنگ واژگان علوم زیستی افزوده گشته است. به بیان ساده در این روش شما قواعد بازی را تعریف میکنید سپس با ارائه بازیگران به سیستمی که تعریف نموده اید میتوانید تماشاگر کل بازی باشید! به عنوان مثال یکی از ساده ترین انواع شبیه سازی فرایندهای بیولوژیک شبیه سازی ترجمه رمز DNA به پروتئین است. حتی نرم افزارهای بسیار ساده و پیش پا افتاده بیوانفورماتیکی نیز قادرند از روی توالی ژنی توالی پروتئین مربوطه را مشخص نمایند در اینجا قاعده بازی بسیار ساده است: هر سه کاراکتر متوالی از رمز DNA نشانگر یک کاراکتر از توالی پروتئین است و آغاز و پایان هم رمز سه کاراکتری خود را دارند. پس حالا کافی است شما یک توالی دلخواه DNA را به نرم افزار بدهید تا بر اساس این قاعده توالی پروتئین مربوطه را برای شما نمایش دهد. اما شبیه سازیهای مد نظر دانشمندان بسیار فرا تر از این مدل ساده هستند به عنوان مثال فرض کنید شما ساتمان ریبوزوم، قوانین حاکم بر شکلگیری ساختمان دوم RNA ، جاذبه ها ودافعه ها وتاثیرات عوامل محیطی در آنها و در یک کلام تمام قواعد و معادلات فیزیکی وشیمیایی حاکم بر فضای مولکولی را برای سیستم تعریف نموده و سپس از آن بخواهید بر اساس این قوانین ترجمه یک mRNA با توالی دلخواه را به پروتئین، همان گونه که در سلول رخ میدهد برای شما باز سازی کند. در این صورت قادر خواهید بود نقش تمامی شرایط محیطی و میانکنشهای مولکولی از جمله ساختارهای دوم mRNA ، غلظت آمینواسیل tRNA ، دما و... را بر فرایند مذکور مشاهده نمایید.


بدین ترتیب با دانستن قواعد حیات می توان چگونگی شکل گیری تومورها ، چگونگی تکوین سلولی و بسیاری موارد دیگر را مورد بررسی قرار داد. به عنوان مثال شما یک توالی ژنومی را به نرم افزارتان میدهید و نرم افزار به شما نشان می دهد موجود زنده ای که توالی ژنوم آن را در اختیارش قرار داده اید چگونه تکوین مییابد، رشد میکند و چه شکلی پیدا میکند! سپس دارای چه رفتار غریزیی است چگونه تولید مثل میکند دچار چه بیماری هایی میشود چگونه پیر میشود و تا چند سال عمر میکند و در یک کلام این موجود در فضای مجازی نرم افزار شما شروع به زندگی میکند. یعنی همانچه که جدیدا در فیلمهای علمی و تخیلی میبینیم! شاید این نگاه بسیار ایده آْل گرایانه و یا حتی تخیلی به نظر برسد ولی در عین حال از نظر تئوری درست و قابل قبول است. در واقع منشا اصلی چنین رویکردی به حیات پذیرش موجود زنده و واحد ساختاری آن، سلول به عنوان یک ماشین اتوماتیک مولکولی است. اینگونه نگرش به حیات، هر چند اساس دانش زیست شناسی نوین را تشکیل میدهد اما از منظر فلسفی می تواند بسیار بحث انگیز باشد.


 

گذشته از این بلند پروازیهای تئوریک، شبیه سازی سیستمهای بیولوژیک امروزه امیدهای زیادی را برای مطالعه دقیقتر و بنیادیتر مکانیسمهای حیاتی و حتی یافتن علل و راه های درمانی بسیاری از بیماریها برانگیخته است.

+ محسن بصیری ; ٥:٠٧ ‎ب.ظ ; ۱۳۸٦/٤/٤
    پيام هاي ديگران ()   

کاربرد کدون ها

  Codon Usage                              

کارایی فرایند ترجمه می تواند از طبیعت کدون های به کار رفته در ژن تاثیر پذیرد. بیشتر آمینو اسیدها توسط بیش از یک کدون، کد می شوند. در برخی موارد کدونها عملاً داری تاثیر و توان مشابهی هستند چرا که هردو به یک اندازه، توسط یک tRNA شناسایی می شوند . اما در بسیاری از موارد گونه های متفاوتی  tRNAها مسئول شناسایی کدونهای مختلف بوده و مشخص شده است که بعضی از این گونه های tRNA با مقادیر کاملاً پائینی در سلول حضور دارند. انتظار می رود ژنی که بسیاری از کدونهای آن نیازمند این مولکول های tRNA «نادر» هستند، دچار تاخیر در ترجمه گردد که این امر می تواند منجر به تاثیر در مقدار فراورده پایانی گردد. برخی از شواهد غیر مستقیم این تاثیر کاربرد کدون، از مطالعه توالی های ژنی E. coli منشا می گیرد، که نشان می دهد ژنهای دارای بیان بالا درجه بالایی از گرایش کدونی (codon bias) را نشان می دهند بدین معنا که در آنها مشخصاً کدون هایی ترجیح داده شده اند که میتوانند توسط گونه های tRNA غالب و فراوان تشخیص داده شوند. ژنهایی که در سطوح پایین یا متوسط بیان می شوند معمولاً چنین گرایش کدونی رانشان نمی دهند و حاوی کدون های متعددی هستند  که به tRNA های نادر مربوط به خود، نیازمند هستند. به نظر می رسد کاربرد کدون در ژنهای دارای بیان بالا، اهمیت بیشتری دارد.

 

 

 


 

در این تصویر مقایسه کاربرد کدونهای آرژنین در انسان مگس میوه و E.coli را مشاهده می کنید.

 

 

موضوع codon usage یکی از مشکلات موجود در کلون کردن ژنها است چرا که معمولاً سبب میگردد تا ژنهای مربوط به یک ارگانیسم در ارگانیسم دیگر (Host organism) بیان مناسبی نداشته باشد، چرا که الگوی کدونهای پر کاربرد یا کارا (کدونهای متناسب با tRNA های فراوان) در ارگانیسمها متفاوت است. برای غلبه بر این مشکل از سویه های دستورزی شده که همه کدون ها را به خوبی ترجمه می کند یا از تغییر توالی ژن مورد نظر (تولید synthetic DNA با الگوی کاربرد کدون میزبان) استفاده می شود.

+ محسن بصیری ; ۱۱:٥۱ ‎ق.ظ ; ۱۳۸٥/٩/۱٩
    پيام هاي ديگران ()   

اپتامر

 

اپتامرها (Aptamer) مولکولهایی هستند که همانند آنتی بادیها دارای قابلیت اتصال به مولکولهای دیگر به صورت اختصاصی میباشند. این مولکولها که در حال حاظر بیشتر تمرکز محققان بر روی انواع اسید نوکلئیکی آنهاست دارای مزایایی نسبت به آنتی بادیهای منوکلونال و حتی تک زنجیره ای (Single Chain) میباشند که باعث میشود  تا در کاربردهای مختلف از جمله تشخیص ملکولی، حسگرهای زیستی (Biosensors) و زمینه های درمانی نسبت به آنتی بادیها ترجیح داده شوند.

 

DNA و RNA اپتامرها پلی نوکلئوتیدهایی تک رشته ای هستند که با تا خوردن و گرفتن اشکال سه بعدی متنوع برمبنای توالی میتوانند قابلیت اتصال به ملکولهای دیگر را با ویژگی زیاد داشته باشند. اندازه این ملکولها به طور معمول در حدود 80 نوکلئوتید است و توسط سامانه چرخه ای SELEX (Systematic Evolution of Ligands by Exponential enrichment) بر اساس قابلیت اتصال به لیگاند مورد نظر از یک کتابخانه DNA (DNA Library) جدا میشود.

از جمله معایب آنتی بادیها می توان به احتمال ایمنی زایی آنها و تولید آنتی آنتی بادی و نیز احتمال بروز واکنش متقاطع اشاره کرد که در اپتامر این مشکلات وجود ندارد. از دیگر مزایای این مولکولها نسبت به آنتی بادیها تولید آسان آنها در مقیاس آزمایشگاهی و نیز مقیاس گسترده تر است .

 

با این حال اپتامر تازه چند سالی است که مورد توجه قرار گرفته و هنوز زوایای ناشناخته عملکرد این ملکول باید در سالهای آتی مورد بررسی بیشتر قرار گیرد، هر چند تا به همینجا هم پتانسیل بسیار خوبی برای کاربردهای متنوع در این ملکول دیده می شود.

 

 

+ محسن بصیری ; ٧:٢٩ ‎ب.ظ ; ۱۳۸٤/۸/٢٥
    پيام هاي ديگران ()   

تلومر

 

تلومر (Telomere) پایانه فیزیکی کروموزم های خطی میباشد که از یک توالی غیر کد کننده تشکیل یافته است. در پستانداران تلومر مرکب از تعداد متغیری توالی های تکراری  ، با رمز  TTAAGGGمیباشد. توالی تکرارا شونده تلومری در سایر جانداران نیز دارای فرمول کلی مشابهی است  که این شباهت نشاندهنده نقش حیاتی و در نتیجه محفوظ باقی ماندن ساختار تلومر میباشد.

تلومر در کروموزوم

با وجود اینکه تلومر از نظر ضخامت از   DNA مضاعف (Dobell strand) است اما در انتهایی ترین منطقه یک توالی کوتاه ( 14 تا 16 نوکلوئیدی ) غنی از   و  دارد که با جفت شدن (تشکیل (D-loop این قسمت با یک ناحیه داخلی تر تلومر ساختاری به نام حلقهT  ( T-loop)بوجود میاید.

 1) این ساختار با اتصال پروتئین های متصل شونده به تلومر تثبیت میگردد.

2 )انتهای مولکول   خطی  که بطور معمول چسبنده میباشد با حضور تلومر و ساختمان   آن این چسبندگی را از دست میدهد. از این رو تلومر مانند سپری کروموزم را از ایجاد پیوستگی های نابجا و غیر صحیح و تخریب بوسیله آنزیمها اگزونوکلئاز سلول محافظت مینماید. همچنین ، مشخص شده است که تلومر درمکان یابی و جایگیری کروموزم در هسته و خاموشی انتخابی ژن های مجاور خود، ایفای نقش میکند علاوه برا ین ،تلومر نقش اساسی دیگری در ابتدای سنتز خود ایفا میکند که در ارتباط با رونویسی   میباشد. در واقع در انتهای یک DNA خطی کار آنزیمهای همانند ساز در رشته پیرو به مشکل برخورد میکند   چرا که این آنزیم ها برای برداشتن آخرین پرایمرو قراردادن آخرین بازها، پایانه OH3'- در اختیار ندارند. آنزیم تلومراز (Telomerase)  این مشکل را با ستنز تلومر حل میکند .

فعالیت آنزیم تلومراز

این آنزیم که یک ریبونوکلئوپروتئین است با الگو قراردادن بخش ریبونوکلئیک اسیدی خود، توالی های تکراری تلومر را به پایانه   رشته پیرو متصل کرده و این بخش اضافه برای سنتز پرایمر جدید الگو قرار گرفته و همانند سازی انتهای DNA  کامل میشود. خود پرایمر نیز تا نزدیکی انتها الگو قرار گرفته و دو رشته ای میشود. اما در انتها با توجه به عدم وجود پایانه 3'  مشکل تکرار میشود و این بار با توجه به اینکه تلومر توالی غیر کدکننده است بدون ایجاد مشکلی سنتز رشته  مکمل متوقف شده وانتها ی تلومر همانطور که گفته شد تک رشته ای باقی می ماند و در تشکیل  T-loop  دخالت میکند.

ساختمان تلومر

 

کنترل اندازه تلومر

با توجه به اینکه در هر دور همانند سازی با فعالیت تلومر به طول تلومر افزوده میشود به نظر میرسد که اندازه تلومر پیوسته افزایش می یابد اما درواقع چنین مسئله ای رخ نمیدهد بلکه حتی در سلولهای سوماتیک جانداران پر سلولی مثل انسان طول تلومر پیوسته کاهش می یابد. این سلولها طی تمایز،توانائی تولید آنزیم تلومراز را از دست داده اند بنابراین در هر دور همانند سازی   در این سلولها آنزیم های درگیر درانتهای تلومر با مشکل عدم وجود پایانه   روبرو شده وقسمتی از انتهای تلومر همانند سازی نمیگردد. این مسئله طی تقسیمات متوالی باعث کاهش تدریجی طول تلومر میگردد.

البته سلولهای سوماتیکی که به سرعت تقسیم میشوند و سلولهای تولید مثلیٍ، توانائی تولیدمثل تلومراز را دارند وبنابراین دچار این کاهش در طول تلومر نمیگردد.

علاوه بر آنچه بالا گفته شد احتمال وجود سیستم کاهش طول وابسته به پروتئین که به اصطلاح باعث فرسایش یا خوردگی تلومر میشود نیز مطرح شده است.

مشاهدات نشان داده است که در بین سلولهای سوماتیک سلولهای عصبی در رابطه با طول تلومر استثنا میباشند. چراکه در این سلولها طول تلومر همواره تقریباٌ ثابت باقی میماند. باتوجه به اینکه این سلولها پس ازدوران جنینی بطور معمول تقسیم نمیشوند ثبات طول تلومر در آنها مکانیزم کاهش طول تلومر براساس همانند سازی ناقص و یا هر مکانیزم دیگر را که وابسته به تقسیم سلولی باشد تائید میکند.

سوالی که در اینجا مطرح میگردد این است که آیا در سلولهایی که بطور مداوم تقسیم می شوند مثل سلولهای تولید مثلی و یا تک سلولی های یوکاریوتیک که در آنها تقسیم سلولی به معنای تولید نسل است و بدون محدودیت دنبال میشود، طول تلومر به علت وجود آنزیم تلومراز پیوسته افزایش می یابد؟

مشاهدات و آزمایشات انجام شده بر روی سلولهای مخمر نشان داده اند که نوعی تعادل بین کاهش وافزایش طول تلومر در این سلولها وجود دارد. بدین صورت که سیستمهای مولکولی خاصی با کاهش تدریجی طول تلومر و رسیدن آن به یک آستانه معین امکان افزایش طول آنرا فراهم می آورند.

به عنوان مثال پیشنهاد شده است که پروتئین متصل شونده به تلومر به نامTelomere Binding Protein دارای تعدادی جایگاه اتصال روی تلومر است ،هرگاه که این پروتئین به تعداد معین ( و یا بیشتر از آن ) در اتصال با تلومر وجود داشته باشد تلومراز امکان اتصال و سنتز دنباله تلومر را نمی یابد. اما وقتی به علت کاهش طول تلومر، چه با فرسایش و چه با همانند سازی ناقص، تعداد جایگاه های  TBPو در نتیجه تعداد مولکولهای این پروتئین بر روی تلومر کاهش پیدا کند، تلومراز اجازه می یابد به تلومر متصل شده  و آنرا طویل کند این طویل شدن باعث ایجاد جایگاههای جدید برای اتصال تعدادی از مولکولهای این پروتئین به تلومر می شود که این امر دوباره باعث جلوگیری از افزایش طول مجدد   

تلومر توسط تلومراز شده و تعادل بین کاهش وافزایش طول حفظ میشود.

ساختمان تلومر و پروتئین های متصل شونده به آن

 

تلومر وطول عمر

همانطورکه گفته شد وجود تلومر به عنوان سپر حفاظتی برای محافظت از ژنوم سلول یوکاریوتی اهمیت حیاتی دارد وکاهش زیاد طول تلومر منجر به از بین رفتن توانائی عملکرد این ساختار در انجام وظایف خود شده ودرنهایت سلول را به سوی نابودی میبرد. مشادهدات متعدد نشان داده اند که سلولهای سوماتیک انسانی طبیعی، که در سیستم در شیشه(in vitro)کشت داده شده اند ،تنها میتوانند تعداد محدودی تقسیم را انجام دهد و پس از آن رشد آنها متوقف شده و سلولها دچار سالخوردگی میشوند پس از اینکه کاهش طول تلومر به حد بحرانی برسد فرکانس بالائی از نوترکیبی های کروموزمی مشاهده میشود همین امر میتواند عامل سالخوردگی ونهایتاٌ نابودی سلول گردد. این اتفاق دربدن موجودات زنده (in vivo) نیز رخ میدهد و تحقیقات ارتباط طول عمر موجودات زنده پرسلولی وکاهش طول تلومر را نشان میدهند . به عنوان مثال در یک بررسی بر روی Rat مشاهده شد که کاهش طول عمر تلومر در بافتهای سوماتیک این جانور در جنس نر بیشتر ( سریعتر ) از جنس ماده است.و این مطلب با طول عمر آنها که در ماده ها بیش از نرهاست مطابقت دارد.

همین مسئله باعث شد که بحث هائی پیرامون افزایش مدت عمر بشر وحتی جاودانگی بشر مطرح گردد و دانشمندان در تلاش هستند که ابتدا اینکار را با ساختن حیوانات  آزمایشگاهی مثلاٌ موشهائی با عمرهای طولانی تر ازحد معمول به مرحله عمل برسانند.

 

 

تلومر و سرطان

برخلاف سلولهای سوماتیک طبیعی،سلولهای سرطانی میتوانند بطورمتوالی تقسیم شده و خطوط  سلولی نامحدود تولید نمایند. ( مثل سلولهای هلا) برای داشتن چنین خصوصیتی ، این سلولها باید توانائی حفظ طول تلومر خود را داشته باشند. این سلولها میتوانند این توانائی را با تولید آنزیم تلومراز بدست آوردند. در واقع ایجاد توانائی تولید این آنزیم که میتواند توسط ویروسها و یا سایر عوامل جهش زا ، در سلول های سوماتیک بدن ایجاد گردد یکی از عوامل سرطانی شدن این سلولها بشمار میرود.

سلولهای سرطانی در حال تقسیمات متوالی

از سوی دیگر همین مسئله از سوی پژوهشگران به عنوان پاشنه آشیلی برای سلولهای سرطانی تلقی میشود. چراکه با طراحی درمانهائی که ساز و کار حفظ تلومر را در این سلولها هدف قرار میدهد میتوان این سلولهای نامیرا را به سلولهایی با تقسیمات محدود و درواقع میرا تبدیل  کرده و نابود نمود.

یکی از راحترین راهها برای انجام اینکار هدف قراردادن تلومراز است. چراکه این آنزیم مسئول نامیرائی در سلولهای سرطانی است. اما از سوی دیگر مشخص شده است که گاهی چنین مباررزه ای تاثیر معکوس میدهد به عنوان مثال در یک مطالعه درموشهای آزمایشگاهی مشاهده شده است که این نوع درمان اگر چه باعث کاهش توان حیاتی سلولهای سرطانی میشود اما فراوانی لنفوم را در این موشها افزایش میدهد. این امر ممکن است به علت افزایش امکان ایجاد نابسامانی های کروموزمی به علت کاهش طول تلومر ها باشد به بیان دیگر در این روش امکان بوجود آمدن  خطوط سلولی جدید که نسبت به درمان مقاومت نشان میدهند وجود دارد.

 

 ایراد دیگر این روش این است که پس از تحت تاثیر قرار دادن آنزیم تلومراز ( که به طرق مختلف مثلاٌ طراحی شناساگرهای مکمل برای بخش RNA این ریبونوکلئوپروتئین که کار آن را مختل میکند،امکان پذیر است) بایدمنتظر ماند تا عوامل کاهش طول تلومر به تدریج اندازه تلومرها را کاهش دهند و این امر مستلزم سپری شدن چندین مرحله تقسیم سلولی است. بنابراین، درمانهای مبتنی بر توقف فعالیت تلومراز نمیتوانند بطور مستقیم وبی واسطه بر سلولهای سرطانی تاثیر گذار باشند وراه بهتر برای انجام درمان براساس تلومر هدف قراردادن پروتئینهای شرکت کننده در ساختمان آن برای از هم پاشاندن این ساختار و یا هدف قراردادن پروتئینهای شرکت کننده در مسیرها و واکنش های منتهی به ایجاد ساختار و یا هدف قراردادن پروتئینهای آن میباشد.که این امر خود مستلزم شناخت دقیقتر از ساختمان تلومر و چگونگی تشکیل آن با انجام پژوهشهای بیشتر در این زمینه است.

+ محسن بصیری ; ٥:٠۳ ‎ب.ظ ; ۱۳۸٤/٦/٩
    پيام هاي ديگران ()