الفبای زیست فناوری

الفبای زیست فناوری
زیست فناوری چیست؟
تعریف بیوتکنولوژی:کاربرد روشهای علمی و فنی در تبدیل بعضی مواد به کمک عوامل بیولوژیک (میکروارگانیسمها، یاخته‌های گیاهی و جانوری و آنزیمها و... ) برای تولید کالا و خدمات در کشاورزی، صنایع غذایی، دارویی، پزشکی و سایر صنایع می باشد
تعریف علم وراثت: انتقال صفات از والدین به فرزندان را وراثت گویند.
تعریف علم ژنتیک: علمی است که در مورد مکانیسم وراثت پژوهش می کند.
استفاده از ژنتیک: در دامپروری-کشاورزی-درمان و تولید داروهای جدید بیماریها
وراثت:برای نخستین بار، گرگورمندل با پایه‌گذاری قوانین وراثت در قرن نوزدهم مدلی برای نشان دادن نحوهٔ انتقال صفات از والدین به فرزندان را پیشنهاد داد. از آن‌جا که ماهیت مادهٔ ژنتیکی که عامل انتقال خصوصیات است، در آن زمان مشخص نبود، این پیشنهاد رد شد.
با این حال، هم‌زمان با کارهای مندل، آزمایش‌هایی اهمیت نقش کروموزوم ها را در انتقال صفات ثابت کرد.
در سال ۱۹۴۳، مولکول دی ان ای در کروموزوم‌ها به عنوان ماهیت مادهٔ ژنتیک شناسایی شد. سرانجام مدل واتسون وکریک در سال ۱۹۵۳ اطلاعات کافی را برای درک و تصحیح قوانین مندل در اختیار دانشمندان قرار داد
 
طرز انتقال صفات
طبق قوانین وراثت جانداران دیپلوئید (همچون انسان)، برای هر صفت خود، ۲ الل دارند که یکی از آن‌ها را از پدر و دیگری از مادرش دریافت کرده اند. در صورتی که این دو الل یکسان باشند، فرد از نظر آن ژن هموزیگوت، و اگر متفاوت باشند هتروزیگوت است. در این صورت فنوتیپ (انچه در ظاهر فرد دیده می شود) فرد می‌تواند چندین حالت داشته باشد. به طور مثال اگر یکی از الل ها غالب باشد (یعنی خود را به طور کامل بروز دهد) و دیگری مغلوب باشد (اثری از خود ظاهر نکند)، فنوتیپ فرد مربوط به الل غالب خواهد بود. به طور مثال، فردی که یک الل A و یک الل O برای گروه خونی خود دارد، فنوتیپ گروه خونی A را خواهد داشت؛ چرا که الل O نسبت به A مغلوب است و بروز نمی‌کند.
همچنین، دو الل ناهمسان می‌توانند هم‌زمان خود را بروز دهند. به این حالت هم توانی گفته می‌شود. در این صورت، در فنوتیپ فرد، دو صفت مربوط به هر کدام از دو الل ظاهر خواهند شد؛ همچون فردی که دارای گروه خونی AB است.
 
سلول
کوچکترین واحد حیاتی پیکره هر موجود زنده را سلول می گوییم.

هسته چیست؟
هسته ی هر سلول در واقع نقش مدیریت تغییرات شیمیایی که درون سیتوپلاسم رخ می دهد را بر عهده دارد. 
هر سلول دارای یک هسته است که معمولاَ کروی بوده و همانطور که ذکر شد به وسیله ی سیتوپلاسم احاطه شده است.( قسمت صورتی رنگ)
از دیگر وظایف هسته کنترل تقسیم سلولی است. در واقع سلول بدون هسته قادر به تولید مثل نیست.
هر سلول برای تولید مثل می بایست به دو سلول دیگر تقسیم شود. و این تقسیم در تنها مناطق رشد صورت می پذیرد.
از نمونه های مهم رشد می توان به دو سر استخوان ها و بشره پوست در جانوران و انتهای ریشه ها و جوانه ها در گیاهان اشاره کرد.

هر سلول تقسیم شده و دو سلول جدید پدید می آورد؛ دو سلول حاصل نیز ممکن است روند تقسیم را ادامه داده، سلول های جدیدی را پدید آورند...
اما معمولاَ یکی از دو سلول رشد می کند و به منظور انجام کار ویژه ای شکل و ساختارش تغییر می یابد.
به عبارت بهتر این سلول در حال رشد تخصصی می شود و با این اتفاق قابلیت تقسیم بیشتر را از دست می دهد.
هسته همچنین با توجه به مواد شیمیایی که درون خود دارد، تعیین می کند که سلول از چه نوعی است.
مثلا سلول خونی است یا مربوط به بافت کبد است
 
کروموزوم
به زبان ساده می‌توان کروموزوم‌ها را به بسته‌های مواد ژنتیکی تشبیه کرد که درون هستهٔ سلول‌ها ذخیره شده‌اند. و در واقع به شکل مولکول‌های دی ان ای همراه با پروتئین ها هستند که به این بسته‌ها فام‌تن یا کروموزوم گفته می‌شود.
پروتئین اصلی که در یوکاریوت ها مسئول بسته‌بندی دی‌ان‌ای است هیستون نام دارد. سلول‌های یوکریوتی تعداد مشخصی کروموزوم دارند. مثلاً سلول‌های انسان دارای ۲۳ جفت کرووموزوم می‌باشد. سلول‌های انسان به جز تخمک و اسپرم به صورت دیپلوئید می‌باشند یعنی دارای ۲ سری از کروموزوم‌های همانند می‌باشند. سلول‌های تخمک و اسپرم ‌هاپلوئید هستند یعنی دارای یک سری از هر کروموزوم‌ند.
 
کروموزوم همتا
به کروموزوم‌هایی می‌گویند که از نظر اندازه، شکل و محتوای ژنتیکی همانند اند.
مفاهیم: دی ان ای (DNA ) چیست؟
اسید دزوکسی ریبونوکلئیک  DNAیک اسید نوکلئیک است که حاوی دستوران ژنتیکی مورد استفاده برای رشد و نمو و کارکرد همه جانداران است.
نقش اصلی مولکول DNA ذخیره درازمدت اطلاعات ژنتیکی است.
DNA را اغلب با مجموعه‌ای از نقشه‌ها مقایسه می‌کنند، چرا که حاوی دستورات مورد نیاز برای ساخته شدن تمام اجزای دیگر سلول‌ها مانند مولکول‌های پروتئین RNA اسید ریبونوکلئیک است.
ژن
قطعاتی از DNA که اطلاعات ژنتیکی را حمل می‌کنند، ژن نامیده می‌شوند، اما سایر بخش‌ها در زنجیره DNA نیز اهداف ساختمانی دارند یا در تنظیم استفاده از این اطلاعات ژنتیکی نقش دارند.
DNA از لحاظ شیمیایی یک پلیمر طولانی از واحدهای ساختمانی ساده‌ای به نام نوکلئوتیدها است که چارچوب آنها از قند و گروه‌های فسفات تشکیل شده است
به هریک از بخش‌های قندی یکی از چهار نوع مولکول بازی - آدنین، تیمین، گوانین یا سیتوزین - متصل است.
توالی این چهار باز است که توالی اسیدهای آمینه سازنده پروتئین‌ها را تعیین می‌کند.
 

محیط و وراثت  
بروز صفات ارثی علاوه بر وراثت تحت تاثیر محیط نیز است . گرچه محیط نمی تواند هر صفتی را تحت تاثیر قرار دهد.
بعضی صفات صرفا تحت تاثیر وراثت هستند
 مثلا  اثر انگشت وگروه خونی .اگر گروه خونی شماازنوع A    است درصورت تغییر محیط زندگی ، شما باز هم همین گروه خونی را خواهید داشت .
بعضی صفات علاوه بر وراثت تحت تاثیر محیط نیز هستند .
   مثل طول قد . طول قد ما تحت تاثیر هورمونی به نام هورمون رشد است .اگر با انجام ورزش هایی مثل والیبال یا بسکتبال قد ما افزایش می یابد به دلیل تاثیر این فعالیت ها (محیط) روی ژنی است که هورمون رشد را می سازد.و اگر برخی افراد به طور طبیعی قد شان بسیار بلند است به خاطر این است که ژن سازنده هورمون رشد در آن ها بسیار فعال است. و هورمون رشد به میزان زیادی در آن ها تولید می شود.در افراد قد کوتاه عکس این قضیه رخ می دهد
نکته مهم
به طورکلی صفاتی را که ژنهای کنترل کننده أنها روی کروموزومهای جنسی باشند(صفات وابسته به جنس می نامند)از صفاتی که وابسته به جنس هستند کوررنگی وهموفیلی سالهاست که شناخته شده اند
 محیط و وراثت  
تعریف محیط: هر آنچه که بیرون از انسان است و بر انسان احاطه دارد، محیط به حساب می‌آید. در تعریف محیط می‌گویند: «محیط... شامل تمامی متغیر های خارج از وجود فرد می‌شود که از آغاز باروری و انعقاد نطفه تا هنگام تولد و سپس تا مرگ، انسان را دربر گرفته و بر او تأثیر می‌گذارد یا از وی تأثیر می‌پذیرد.»
تعریف وراثت. وراثت صفاتی است که از پدر و مادر، از طریق ژن موجود در کروموزوم، به انسان منتقل می‌شود و شخصیت انسان را می‌سازد
تعامل ژن بامحیط
دانشمندان دریافتند که بسیاری از ویژگی‌های فردی ژنتیک است مانند قد و رنگ چشم ولی بعضی دیگر عمدتاً تحت تأثیر محیط ایجاد می‌شوند؛ مانند افسردگی در مردان.
بسیاری از ویژگی‌های فردی ژنتیک است ولی بعضی دیگر عمدتاً تحت تأثیر محیط ایجاد می‌شوند.
این تحقیقات همچنین نشان داد که بهره هوشی تا حد زیادی ژنتیکی است و تفاوت بهره هوشی افراد را می‌توان به تفاوت ژن‌ها نسبت داد. ژن‌های مربوطه روی آمادگی فرد برای یادگیری و ایجاد و پیشرفت فعالیت‌های ذهنی تأثیر می‌گذارد.
سکته ی قلبی , دیابت میانسالی  نیز تحت تاثیر محیط می باشد
انسولین نوترکیب
اولین تلاشها در 1978 بر روی باکتری اشریشیا کلی توسط هربرت بایر انجام گرفت . وی ژن انسولین انسانی را به ژنوم ا.کلی وارد کرد تا به این طریق انسولین نوترکیب تولید کند. این روش 4 سال بعد توسط سازمان غذا وداروی امریکا مورد تایید قرار گرفت. این روش ، مسیر خوبی برای تولید دارو های مورد نیاز بشر بود که داروها را با کیفیت بهتر از قبل تولید میکرد و بنابراین جایگزین تولیدات قبلی قرار گرفت.
مزایای استفاده از سلول های باکتریایی
1) باکتری ها فیزیولوژی ساده ای داشتند.
2) نرخ رشد و تولید مثل بالایی دارند.
3) بازده تولید محصول در آنها زیاد است به طوری که حدود10 درصد از وزن پیکر آنها را محصولاتشان تشکیل می دهد.
برنج طلایی
دانشمندان انگلیسی موفق شدند با استفاده از مهندسی ژنتیک یک نوع برنج طلایی به وجود بیاورند که مملو از ماده بتاکاروتن است که در بدن انسان تبدیل به ویتامین A می شود و می تواند در جلوگیری از نابینایی به ویژه در کودکان بسیار موثر باشد.

این برنج تغییر یافته ,برنج طلایی است که نسبت به سایر انواع برنج طلایی حدود 20 برابر ماده بتاکاروتن تولید می کند. ماده بتاکاروتن در بدن انسان تبدیل به ویتامین A می شود. این در حالی است که کمبود ویتامین A یک عامل عمده در بروز نابینایی در کودکان در کشورهای فقیر جهان است.
ترکیبی از ماهی و گوجه فرنگی و مقاومت در برابر سرما
عرصه بازرگانی جهان در خلال ماههای گذشته آوردگاه کشمکش جدیدی بین کشورها بوده است. اختلاف این کشورها عمدتا بر سر استفاده از مواد خوراکی است که از گیاهان و جانورانی به دست می‏آید که ژنها، ویروسها و باکتریهای تازه‏ای وارد بدن آنها شده است تا برخی خواص مطلوب مانند مقاومت در برابر بیماری، آفت، اوضاع اقلیمی دشوار یا فاسد به آنها بدهد. گاه این ژنها از گونه جانوری یا گیاهی یا گیاهی کاملا متفاوتی به گونه‏ای دیگر وارد می‏شود به عنوان نمونه دانشمندان ژن ضد انجماد را در بدن یک ماهی گرفته‏اند و به گوجه فرنگی وارد کرده‏اند تا مقاومت این گیاه خوراکی را در برابر سرما بالا برند.
 

/ 0 نظر / 8 بازدید