تاگ‌سازی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

شبیه سازی یا کلونینگ[ویرایش]

تاگ‌سازی (نام های دیگر آن شبیه سازی[۱] یا همتاسازی است) که در میان مردم نام متداول آن همسان سازی می باشد، فرآیند ساختن یک تاگ یا همسان از چیزی است. در زیست‌شناسی به طور کلی به فرایندهایی که برای آفرینش کپی از پاره‌هایی از دی‌ان‌ای (تاگ‌سازی مولکولییاخته‌ها (تاگ‌سازی یاخته‌ای) یا اندامگان (مانند تاگ‌سازی انسان)، به کار می‌رود، اطلاق می‌شود. این اصطلاح در مواردی که اندامگان‌ها نظیر باکتری، حشره یا گیاه به‌طور غیرجنسی تولیدمثل می‌کنند، نیز به کار می‌رود.

در زیست شناسی، شبیه سازی به فرآیند تولید تعدادی از افراد که از لحاظ ژنتیکی مشابه هم هستند، گفته می شود. این شکل شبیه سازی زمانی در طبیعت رخ می دهد که ارگانیسم های همچون باکتری ها، حشرات یا گیاهان تولیدمثل غیر جنسی انجام دهند. در زیست فناوری (بیوتکنولوژی)، کلونینگ به روش های مورد استفاده به منظور ایجاد کپی هایی از قطعات DNA (کلونینگ مولکولی)، سلو ل ها (کلونینگ سلولی) و یا ارگانیسم ها اطلاق می شود. اصطلاح کلونینگ همچنین ممکن است به ایجاد کپی های متعدد از یک محصول مانند رسانه دیجیتال یا نرم افزار اشاره داشته باشد.

کلونینگ طبیعی[ویرایش]

کلونینگ شکلی طبیعی از تولیدمثل است که موجب گسترش اشکال مختلف زندگی طی بیشتر از ۵۰ هزار سال گذشته شده است. این روش در تولیدمثل قارچ ها ،گیاهان و باکتری ها و همچنین برای تکثیر کلونی های کلونال استفاده می شود [۲][۳] زغال اخته، فندق و درختان پاندو از جمله گیاهانی هستند که با این روش تکثیر می شوند [۴][۵].

کلونینگ مولکولی[ویرایش]

به فرآیندهایی که طی آن از یک مولکول نسخه های متعدد ساخته می شود کلونینگ مولکولی گفته می شود. از این روش معمولا به منظور تکثیر قطعات DNA ی حاوی یک ژن کامل استفاده می شود اما می توان از آن برای تکثیر هر بخشی از ژن و هر توالی DNA مانند پروموتورها (راه اندازها)، توالی های غیرکدکننده و قطعات تصادفی DNA، استفاده نمود. این فرآیند در دامنه وسیعی از آزمایشات زیستی از انگشت نگاری ژنتیکی تا تولید انبوه پروتئین ها کابرد دارد.

به منظور تکثیر هر توالی DNA در یک موجود زنده، توالی بایستی به یک ناحیه تکثیر ( بخشی از DNA که می تواند تکثیر خود و توالیهای مرتبط را کنترل و هدایت کند) متصل شود. انواع مختلفی از وکتورهای (حاملین) اختصاصی کلونینگ ( قطعات کوچکی از DNA که می-توانند وارد یک قطعه DNA خارجی شوند) وجود دارد که برای اهداف مختلفی همچون تولید پروتئین، نشانه گذاری های تمایلی، تولید قطعات RNA و DNA استفاده می شوند. کلونینگ هر قطعه DNA شامل چهار مرحله است:

  1. قطعه قطعه کردن: شکستن قسمتی از رشته DNA
  2. اتصال (چسباندن): چسباندن قطعات DNA به یکدیگر در توالی مورد نظر
  3. انتقال (تراسفکشن): قرار دادن قطعه DNA در داخل سلول میزبان
  4. غربالگری/ انتخاب: انتخاب سلول هایی که DNA جدید به شکل موفقیت آمیزی با آنها انتقال پیدا کرده است.

استراتژی کلونینگ را می توان به طور خلاصه این گونه بیان کرد که در ابتدا DNA موردنظر جداسازی می شود. پس از این مرحله روشی جهت اتصال قطعات ایجاد شده با وکتور مناسب لازم است. وکتور که معمولا یک مولکول حلقوی است با استفاده از آنزیم های محدودکننده، خطی شده و تحت شرایط مناسب، توسط آنزیمی به نام DNA لیگاز به قطعه مورد نظر متصل و بعد از این مرحله وکتور به داخل سلول میزبان منتقل می شود. چندین روش مختلف از جمله حساسیت شیمیایی سلول، ریزتزریقی و بیولیستیک برای انتقال وکتور به داخل سلول میزبان وجود دارد. بعد از انتقال وکتور، سلول های میزبان کشت داده می شوند. با توجه به اینکه کارایی این روش معمولا پایین است بنابراین پس از این مرحله نیاز است تا سلول هایی که با موفقیت وکتور حاوی توالی DNA موردنظر را دریافت کرده اند شناسایی شوند. به طور مثال وکتورهای کلونینگ، حاوی ژن های مقاوم به آنتی بیوتیک بوده که در نقش یک نشانگر انتخابی عمل می کنند. با کشت سلول های میزبان در محیط حاوی آنتی بیوتیک تنها سلول هایی که وکتور حاوی ژن های مقاومت به آنتی بیوتیک را دریافت کرده باشند توانایی رشد را خواهند داشت.

کلونینگ سلولی[ویرایش]

کلونینگ ارگانیسم های تک سلولی[ویرایش]

کلونینگ یک سلول به معنای تبدیل یک سلول به جمعیتی از سلول ها می باشد. این فرآیند در مورد ارگانیسم های تک سلولی مانند باکتری و مخمر به طور قابل ملاحظه ای ساده و تنها نیازمند تلقیح محیط مناسب است در حال یکه کشت های سلولی حاصل از ارگانیسم های چندسلولی کاری به مراتب سخت تر می باشد چون سلول های گرفته شده از موجودات پر سلولی نمی توانند به آسانی در محیط کشت رشد کنند. یک روش ایجاد رده های سلولی خالص حاصل از بافت ها، استفاده از حلقه های کلونینگ (سیلندرها) می باشد[۶].

در این روش یک سوسپانسیون از تک سلول های حاصل از بافت مورد نظر تهیه می شود سپس برای انتخاب سلول هایی با ویژگی های خاص آنها را در معرض یک عامل جهش زا یا داروی خاص قرار داده و برای ایجاد کلونی های مجزا حاصل از سلو های منفرد، سوسپانسون رقیق شده را در محیط جامد مناسب کشت داده می شود. سوسپانسیون سلولی بایستی در حدی رقیق شود که سلول ها به طور مجزا روی محیط کشت قرار گرفته و از تکثیر هر کدام یک کلنی حاصل شود. در مراحل ابتدایی رشد کلنی ها که از تعداد محدودی سلول تشکیل شده اند یک حلقه ضدعفونی شده (حلقه کلونینگ) اطراف کلنی قرار داده و مقدار کمی تریپسین درون حلقه اضافه می شود. سپس سلول های آن کلنی جمع آوری شده و به یک ظرف کشت مجزا انتقال داده می شوند.

کلونینگ سلول های بنیادی[ویرایش]

در این فرآیند، انتقال هسته سلول سوماتیکی (سلول پیکری) که تحت عنوان SCNT شناخته شده است، برای ایجاد جنین و با اهداف تحقیقاتی و درمانی صورت می پذیرد. این روش کلونینگ تحقیقاتی یا کلونینگ درمانی نیز نامیده می شود. هدف از این نوع کلونینگ ایجاد سلول های بنیادی است که می توانند برای مطالعه مراحل نمو انسان و یا درمان بیماری هایی از قبیل آلزایمر استفاده شوند[۷].

این فرآیند بوسیله حذف هسته (حاوی DNA) یک سلول تخمک و قراردادن محتویات هسته یک سلول بالغ (سلول سوماتیکی که از یک منبع کلونال جداسازی شده است) در آن انجام می شود . برای مثال و به هدف درمان بیماری آلزایمر، محتویات هسته یکی از سلول های پوست بیمار به یک تخمک خالی انتقال داده می شود. تخمک با محتویات هسته ی منتقل شده از سلول سوماتیک واکنش داده و سپس سلول حاصل نمو یافته و به جنینی تبدیل می شود که به لحاظ ژنتیکی کاملا مشابه بیمار است [۸]. طی مراحل تقسیم سلول تخم و همان روزهای ابتدایی، بلاستوسیت که سلول های آن قادرند به هر سلولی در بدن تبدیل شوند، تشکیل می شود. از بلاستوسیت حاصل شده برای تشکیل کلونینگ سلول های بنیادی استفاده می شود [۹]. دلیل استفاده از سلول های سوماتیک در این فرآیند این است که این سلول ها می توانند به آسانی در آزمایشگاه کشت داده شوند .

فرآیند کلونینگ یک حیوان خاص با استفاده از SCNT نیز برای همه حیوانات نسبتا یکسان است. اولین مرحله جمع آوری سلول های سوماتیک از حیوانی است که قرار است کلون شود. سلول های سوماتیک بلافاصله در آزمایشگاه برای کاربردهای بعدی ذخیره می شوند . سخت ترین مرحله این تکنیک SCNT حذف محتویات DNA از یک سلول اووسیت (تخمک) در مرحله متافاز II است. به محض انجام این فرآیند هسته سلول سوماتیک می تواند داخل سیتوپلاسم سلول تخمک جای داده شود . سلول سوماتیک و سیتوپلاسم تخمک جفت شده در نتیجه جنینی حاصل می شود که شروع به رشد و نمو کرده و در داخل بدن دریافت کننده جانشین مانند گاو و یا گوسفند قرار می گیرد.SCNT روشی مناسب برای تولید حیوانات مزرعه برای مصارف غذایی و همچنین کلون کردن گونه های در آستانه خطر انقراض می باشد[۱۰].

کلونینگ ارگانیسم[ویرایش]

کلونینگ ارگانیسم ( که کلونینگ تولیدمثلی نیز نامیده می شود) به روش ایجاد ارگانیسم چندسلولی جدید که به لحاظ ژنتیکی مشابه دیگر افراد است اطلاق می شود. در اصل این شکل کلونینگ یک روش غیرجنسی برای تولیدمثل است که درآن لقاح یا تماس بین گامتی رخ نمی دهد. تولیدمثل غیرجنسی پدیده طبیعی در بسیاری از گونه ها شامل اکثر گیاهان (تولیدمثل رویشی ) و تعدادی از حشرات است. با استفاده از این تکنیک دانشمندان دستاوردهای عمده ای در زمینه تولیدمثل غیرجنسی گوسفندها و گاوها بدست آورده اند. در این زمینه بحث های اخلاقی متعددی نیز وجود دارد [۱۱].

گوسفند دالی دالی گوسفند ماده فین دورست، اولین پستانداری است که با موفقیت از سلول های بالغ یک گوسفند بزرگسال کلون شده است. دالی به وسیله دادن یک سلول از پستان مادر زیستی قدیمی ۶ ساله اش شکل گرفت [۱۲]. محتویات سلول پستان مادری به تخمک گوسفند انتقال [۱۳] و سپس جنین حاصل در داخل بدن گوسفند ماده قرار گرفت تا روند طبیعی حاملگی را در پیش بگیرد. دالی در موسسه روزالین در اسکاتلند در سال ۱۹۹۶ ایجاد و ۶ سال عمر کرد[۱۴].


چگونگی تاگ‌سازی گوسفندی به نام دالی

ریشه‌شناسی[ویرایش]

تاگ واژه‌ای پهلوی است که صورت فارسی آن تاست. این واژه در پهلوی به معنای تا(در همتا، بیتا، بی همتا)است. فرهنگستان زبان فارسی این واژه را به عنوان معادلی برای clone انگلیسی برگزیده‌است.

مصرف خوراکی[ویرایش]

سازمان مواد دارویی و غذایی آمریکا در تاریخ ۱۵ ژانویه ۲۰۰۸ میلادی و در پی مطالعاتی شش ساله نتیجه‌گیری کرد که گوشت خوک، گاو و بز همتاسازی شده و همچنین حیواناتی که از آنها متولد شده‌اند، به اندازه گوشت حیواناتی که با شیوه‌های متعارف طبیعی پرورش یافته‌اند، برای خوردن «ایمن و بی‌خطر» است. در عین حال این سازمان گفت به دلیل کمبود داده‌های لازم تاکنون نتوانسته است تا در مورد محصولات گوسفندی دست به نتیجه‌گیری بزند.[۱۵]

تاگ سازی در خاورمیانه[ویرایش]

کشورهای اسرائیل و ایران در منطقهٔ خاورمیانه تنها کشورهایی هستند که تحقیقات گسترده‌ای را در زمینه تاگ سازی برداشته‌اند. اسرائیل در موسسه عالی علوم وایزمن و ایران در پژوهشکده رویان به تحقیق و پژوهش می پردازند.

منابع[ویرایش]

  1. فرگشت و ژنتیک. بهنام محمدپناه. تهران. 1389. شابک: 5-70-6061-964-97 ص۹۴
  2. "Ibiza's Monster Marine Plant". Ibiza Spotlight. Archived from the original on 26 December 2007. Retrieved 2008-05-07.
  3. "Tasmanian bush could be oldest living organism". Discovery Channel. Archived from the original on 23 July 2006. Retrieved 2008-05-07.
  4. 4. Mock, K.E. , Rowe, C.A. , Hooten, M.B. , Dewoody, J. , Hipkins, V.D. (2008). "Blackwell Publishing Ltd Clonal dynamics in western North American aspen (Populus tremuloides)". U.S. Department of Agriculture, Oxford, UK : Blackwell Publishing Ltd. p. 17. Retrieved 2013-12-05.
  5. 3. DeWoody, J.; Rowe, C.A.; Hipkins, V.D.; Mock, K.E. (2008). ""Pando" Lives: Molecular Genetic Evidence of a Giant Aspen Clone in Central Utah". Western North American Naturalist. 68 (4): 493–497. doi:10.3398/1527-0904-68.4.493.
  6. McFarland, Douglas (2000). "Preparation of pure cell cultures by cloning". Methods in Cell Science. 22 (1): 63–66. doi:10.1023/A:1009838416621. PMID 10650336
  7. 6. Gil, Gideon (2008-01-17). "California biotech says it cloned a human embryo, but no stem cells produced". Boston Globe.
  8. 7. ^ Jump up to:a b Halim, N. (September 2002). "Extensive new study shows abnormalities in cloned animals". Massachusetts institute of technology. Retrieved October 2011. Check date values in: |access-date= (help)
  9. 8. Plus, M. (2011). "Fetal development". Nlm.nih.gov. Retrieved October 2011. Check date values in: |access-date= (help)
  10. 9. ^ Jump up to:a b c d e f g Latham, K. E. (2005). "Early and delayed aspects of nuclear reprogramming during cloning"(PDF). Biology of the Cell. pp. 97, 119–132.
  11. 10. "Asexual Propagation". Aggie-horticulture.tamu.edu. Retrieved 2010-08-04.
  12. 11. Rantala, Milgram, M., Arthur (1999). Cloning: For and Against. Chicago, Illinois: Carus Publishing Company. p. 1. ISBN 0-8126-9375-2.
  13. 12. Swedin, Eric. "Cloning". CredoReference. Retrieved 23 September 2013.
  14. 13. Lassen, J.; Gjerris, M.; Sandøe, P. (2005). "After Dolly—Ethical limits to the use of biotechnology on farm animals". Theriogenology. 65: 992–1004.
  15. گوشت حیوانات همتاسازی شده «بی‌خطر است» (بی‌بی‌سی فارسی)

جستارهای وابسته[ویرایش]