ژنتیک

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
پرونده:وبسایت های مرتبط:
وبسایت های مرتبطک

ژن‌شناسی[۱] یا ژنتیک بخشی از دانش زیست‌شناسی است که به وراثت و تفاوتهای جانداران می‌پردازد. بوسیله قوانین و مفاهیم موجود در این علم می‌توانیم به همانندی یا ناهمانندی دو اندامگان نسبت به یکدیگر پی ببریم و بدانیم که چگونه و چرا چنین همانندی یا ناهمانندی در داخل یک جامعه گیاهی و یا جامعه جانوری، بوجود آمده‌است. دانش ژن‌شناسی، دانش جابجایی داده‌های زیستی از یک یاخته به یاخته‌ای دیگر و یا از پدر و مادر به نوزاد و نسلهای آینده می‌باشد. ژن‌شناسی با چگونگی این جابجایی‌ها که باعث نشانگانها، دگرگونی‌ها و همانندی‌ها در اندامگان‌ها می‌باشد، سر و کار دارد. دانش ژن‌شناسی به سرشت فیزیکی و شیمیایی این داده‌ها نیز می‌پردازد.

تاریخچه[ویرایش]

دانش زیست‌شناسی، هرچند از کهنترین دانش‌هایی بوده که بشر به آن توجه داشته‌است. اما از حدود یک سدهٔ پیش از این دانش زیرشاخهٔ تازه‌ای پدید آمد که آن را ژنتیک نامیدند و انقلابی در دانش زیست‌شناسی بوجود آورد. در سدهٔ هجدهم، گروهی از پژوهشگران بر آن شدند که چگونگی جابجایی برخی صفتها و ویژگیها را از نسلی به نسل دیگر بررسی کنند. از این ویژگیها به عنوان ویژگیهای ارثی یاد می‌شود. به دو دلیل مهم که یکی گزینش ویژگیهای نامناسب و دیگری نداشتن آگاهی کافی در زمینه ریاضیات بود، به نتیجه‌ای نرسیدند.

جدولی برای نمایش آزمایش مندل

نخستین کسی که توانست قانون‌های حاکم بر انتقال صفتهای ارثی را شناسایی کند، کشیشی اتریشی به نام گرگور مندل بود که در سال ۱۸۶۵ این قانون‌ها را که نتیجهٔ آزمایشهایش روی گیاه نخود فرنگی بود، ارائه کرد. اما متاسفانه جامعه علمی آن زمان به دیدگاهها و کشفهای او اهمیت چندانی نداد و نتیجهٔ کارهای مندل به دست فراموشی سپرده شد. در سال ۱۹۰۰ میلادی کشف دوبارهٔ همان قانون‌ها، توسط درویس، شرماک و کورنز باعث شد که دیدگاه‌های مندل به گونه‌ای جدی‌تر مورد توجه و پذیرش قرار گیرد. هم اینک، مندل به عنوان «پدر دانش ژنتیک» شناخته می‌شود.

در سال ۱۹۵۳ با کشف ساختمان جایگاه ژن‌ها از سوی جیمز واتسون و فرانسیس کریک، رشته‌ای نو در دانش زیست‌شناسی بوجود آمد که زیست‌شناسی مولکولی نام گرفت. با گذشت حدود یک سده از کشفهای مندل در سالهای ۱۹۷۱ و ۱۹۷۳ در رشته زیست‌شناسی مولکولی و ژنتیک، که اولی به بررسی ساختمان و چگونگی کارکرد ژن‌ها و دومی به بررسی بیماریهای ژنتیک و پیدا کردن درمانی برای آنها می‌پرداخت، این دو رشته با هم درآمیختند و رشته‌ای به نام مهندسی ژنتیک را پدید آوردند که طی اندک زمانی توانست در رشته‌های گوناگون دیگری مانند پزشکی، صنعت، کشاورزی، و.... بسیار اثرگزار باشد.

تقسیم بندی دانش ژنتیک[ویرایش]

آزمایش مورگان

ژنتیک را می‌توان به هفت گروه تقسیم بندی کرد:[۲]

ژنتیک مندل[ویرایش]

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[ویرایش]

نسبتهای فنوتیپی مندلی در مونوهیبریدها (۳:۱)، 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[ویرایش]

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[ویرایش]

پدیده پیوستگی ژنها (Linkage) بوسیله مورگان، در سال ۱۹۰۳، عنوان گردید. مورگان 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.[نیازمند منبع]

جهش ژنی[ویرایش]

منظور از جهش ژنی،‌هرگونه تغییر در ساختمان اسیدهای نوکلئیک تشکیل دهنده ماده وراثتی موجود زنده را گویند که باعث تغییرات فنوتیپی در موجود زنده می شود موجودی که فنوتیپ آن در نتیجه موتاسیون تغییر می‌کند را موتان می‌گویند. منظور از فنوتیپ، خصوصیت ظاهری ژن در صورت بیان شدن است. برای مثال ژن های کنترل کننده رنگ پوست را در نظر بگیرید، فنوتیپ آنها رنگ پوست می باشد. هرگونه تغییری در آنها باعث تغییر در طرز بیان آنها و در نهایت باعث تغییر در فنوتیپ آنها (رنگ پوست) می گردد.

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 شده‌است. این شناخت در کشف ساختمان دو رشته مارپیچی DNA، توسط جیمز واتسون و فرانسیس کریک در سال ۱۹۵۳ خلاصه گردید..

سیر ژنتیک[ویرایش]

ژنتیک موضوع پرسش‌های بسیار کلیدی به ویژه سه پرسش زیر است:

الف) چه چیز موروثی است؟ به بیان دیگر ماهیت فیزیک و شیمیایی ماده وراثتی چیست؟

ب) ماده وراثتی چه می‌کند؟ چگونه ماده وراثتی انتقال می‌یابد و مکانیسم‌های موجب مداومت نسل‌ها کدامند؟

ج) ماده وراثتی چگونه دستخوش تغییر (Change) یا جهش (Mutation) می‌شود؟

صرف نظر از اینکه در ژنتیک روی چه موجودی کار می‌شود، تلاش عمده آن است که پیرامون سازمان، تشکیلات و همانند سازی، نحوه بیان و تغییر و تکامل زیستی ماده ژنتیکی اطلاعات درست به دست آید. و از آنجا که ژنتیک علمی تجربی است فراگرفتن نظرات و قوانین آن بدون توجه همه جانبه به مشاهدات و کاربرد آنها در طبیعت، ارزش چندانی ندارد.

دانش جاری انسان در مقایسه با دوران گریگور مندل که حاصل تجربیات و مشاهدات ارزشمند خود را در سال ۱۸۶۶ میلادی به طرزی حیرت آور تغییر، تحول و افزایش یافته‌است. هرچند که هنوز هم بسیاری از دستاوردهای ژنتیک را مرهون یافته‌های برجسته مندل می دانیم، زیرا در واقع پایه‌های علم وراثت در شکل منسجم و علمی خود با آزمایش‌های دقیق مندل و نیز دستاوردهایی که بعدها از رهگذر مطالعه روی موجوداتی مانند مگس سرکه، موش، خوکچه هندی و خرگوش به دست آمد کاربردهای قابل توجهی برای انسان دارد. یافته‌های عالمانه و منطقی مندل که با عنوان «تجاربی در دورگ سازی گیاهی» انتشار یافت، به رغم آنکه در مجموع تا اوایل ۱۹۰۰ ناشناخته ماند اما بدون شک نخستین دوره حیات و تاریخ منسجم و پویای علوم زیستی و به ویژه ژنتیک به حساب می‌آید. با عنایت به خصلت پویایی و ابطال پذیری یافته‌های علوم تجربی و معرفت‌های مختلف طبیعت، طبیعتاً، در تحولات حاصل شده در مسیر زمان، یافته‌های علمی جدیدتر توانسته‌اند پایه‌های بسیاری از تصورات و نظریات علمی گذشته را در سطح وسیعی باطل یا دگرگون کنند یا دست کم مورد تردید قرار دهند. تولد ژنتیک مولکولی در اوایل دهه۱۹۵۰با ارائه الگوی مارپیچ دورشته‌ای DNA توسط واتسون و کریک سرآغاز تحولی بسیار اساسی در زیست شناسی و ژنتیک شد(دومین دوره از حیات ژنتیک). الگوی مارپیچ دو رشته‌ای DNA، از کارایی و اثرات بسیار قوی و فراگیر علمی برخوردار است. زیرا خصوصیات ناشی از این الگو به روشنی پاسخگوی مسائل فراوان و مهم وراثتی است. به طور مثال، فرآیند همانند سازی که از ویژگی‌های اساسی و ضروری ماده وراثتی و یکی از عملکرد‌های تعیین کننده در فرآیند انتقال صفات وراثتی به حساب می‌آید، الگوی مارپیچ دورشته‌ای DNA به نحوی مستدل انجام آن را توضیح داده و تبیین می‌کند. ظهور دانش و فن مهندسی ژنتیک در نیمه نخست دهه،۱۹۷۰ که سومین دوره یا سرفصل از حیات ژنتیک را شامل می‌شود، رخدادی است که در علوم تجربی و از جنبه‌های مختلف، مانندی ندارد. انقلاب‌های دوم و سوم در زیست شناسی در دهه‌های ۱۹۵۰ و،۱۹۷۰ منشاء تغییرات و تحولات بسیار عمیقی در این قلمرو از دانش و عموم شئونات زندگی انسان شد. تأکید می‌نماید که ژنتیک دانشی است که به سرعت در حال گسترش است. دانش پیرامون ساختار، عملکرد و تغییر و جهش در ژن‌ها به طور شتابان و با رشدی شگفت آور- در تمام سطوح از مولکول‌ها تا جمعیت ها- به پیش می‌رود. ژن‌های جدید در انسان،موش،استرالیا، مخمر، گیاهان، کرم‌ها و باکتری‌ها تقریباً به طور روزانه کشف می‌شود. شمار کثیری از بیماری‌های ژنتیکی، هم اینک توسط تجزیه و تحلیل‌های دقیق شناسایی شده‌اند. این یافته‌ها، روش‌های دقیق تشخیصی و پیش آگهی را در سطح وسیعی بهبود بخشیده‌است. و از جهت انجام مشاوره‌های صحیح و ارائه اطلاعات و راهنمایی‌های ارزشمند به مبتلایان و خانواده‌های آنها، نقش بسیار مهمی دارد. ژنوم، در موجودات متعددی به ویژه انسان، به طور عمیق مطالعه شده و همچنان ادامه دارد. دستاوردهای گرانسنگ طرح بین المللی (ژنوم) انسان به ویژه مورد تاکید است این دستاوردها آینده‌ای با آزمایش‌ها، روش‌های تشخیصی، پیشگیری و درمان‌های جدید را نوید می‌دهد. همچنین ابداع روش‌های ژن درمانی با کاربردهای گسترده از اهمیت حیاتی برخوردار است. ژن درمانی انتقال مواد ژنتیکی به درون سلول‌های یک موجود برای مقاصد درمانی است که به روش‌های متفاوت و متنوع صورت می‌گیرد. ژن درمانی البته امروزه روشی پرهزینه بوده و به فنون پیشرفته و تخصصی و مهارت‌های علمی و پزشکی بسیاری وابسته‌است و از این رو، اینک استفاده از آن در سطح بالینی به مراکز پژوهشی و پزشکی معتبر جهانی محدود است اما مجموعه‌ای از شواهد وسیع بیانگر آن است که به زودی در پزشکی مولکولی و در مورد طیف وسیعی از بیماری‌ها (وسرطان) به طور گسترده به کار خواهد رفت و بدون تردید تحولی اساسی را در پزشکی سده حاضر نوید می‌دهد و بر توانایی فوق العاده انسان در پیشگیری و درمان هزاران بیماری خطرناک ژنتیکی و سرطان که در برابر درمان‌های رایج مقاومت نشان می‌دهند، مهر تائید خواهد گذاشت. براساس گزارش نشریه پزشکی ژن (سال ۲۰۰۵) در خلال حدود ۱۵ سال که از عمر ژن درمانی می‌گذرد، از مجموعه ۱۰۶۵ مورد ژن درمانی انجام گرفته در انسان در سطح جهان، ۶۷ درصد آن در آمریکا، ۲۸ درصد در اروپا، ۲ درصد در آسیا، ۶/۱ درصد در استرالیا و حدود ۱/۰ درصد (یک مورد) در آفریقا صورت گرفته‌است. براساس همین گزارش، بیشترین ژن درمانی روی سرطان‌ها بوده‌است (۶۶درصد موارد)، پس از آن بیماری‌های تک ژنی ۸/۸ درصد و دیگر بیماری‌ها در ردیف‌های بعدی قرار داشته‌اند.

دستاوردهای خیره کننده در مکانیسم‌های مولکولی پیری و امکان جدی افزایش عمر آدمی، پرده برداری از بسیاری از رمز و رازهای ژنوم میتوکندریایی و مبارزه بنیادی با بیماری‌های آن؛ درک به مراتب عمیق تر مکانیسم‌های مولکولی تغییر (و یا جهش) در ماده وراثتی؛ و نیز مکانیسم‌های بسیار عمیق، ظریف و پیچیده تنظیم عملکرد ژن‌ها، تنها نمونه‌هایی از انبوه دستاوردهای ژنتیک مولکولی در سه دهه اخیر است. که ژنتیکی را وارد عموم شئونات زندگی انسان - از آزمایشگاه تا بالین، و نیز از آزمایشگاه تا آشپزخانه کرده‌است. پژوهش‌های ژنتیکی همچنین به سهم خود موجب شده‌است که آدمی به جهان و دنیای پیرامون خود، بصیرت به مراتب بیشتری پیدا کرده و نگاهی نو بر خویش بیندازد. به ویژه که از ویروس‌های DNA دار که بگذریم تمام نشان ویژگی‌های فیزیکی ما و تمام موجودات زنده‌ای که روی زمین زیست می‌کنند تحت نفوذ و متأثر از DNA موجود در سلول یا سلول‌های موتاسیون ویروسها موتاسیون تغییرات ژنتیکیست که اتفاقی یا اجباری در ناحیه‌ای از ژنوم ویروس بوقوع می‌پیوندد. در این تغییرات معمولا یک یا چند باز زنجیره اسید نوکلئیک تعویض شده و اطلاعات ژنتیکی ژنوم ویروس تغییر می‌کند و بطور پایدار به نسلهای بعدی منتقل می‌گردد. موتاسیون اتفاقی بطورکلی یکبار در هر صد میلیون ویروس اتفاق می‌افتد و علت آن کاملا روشن نیست. موتاسیون اجباری معمولا تحت شرایط نامناسب بوقوع می‌پیوندد. ازاینرو می‌توان اشعه موج کوتاه و گاهی مجاورت ویروس با مواد موتاژن مانند اسید نیترو، بروم دزاکسی اوریدین یا هیدرو اکسیلامین یا نیتروگوانیدین و فلوراوریدین را ذکر کرد.

منبع[ویرایش]

  1. واژهٔ مصوب فرهنگستان زبان و ادب فارسی، دفتر نخست تا چهارم، ۱۳۷۶ تا ۸۵
  2. اصول ژنتیک، دانشگاه تهران
  • ژنتیک ویروسها

جستارهای وابسته[ویرایش]

پیوندها: [www.genetichouse.com/fa]خانه ژنتیک ایران

پایگاه اطلاعاتی و آموزشی ژنتیک و بیوتکنولوژی ایران (www.genotech.ir)