تبلیغات

لینک باکس تبلیغاتی

تبلیغات

تبلیغات

شبيه سازی انسان و اصلاح ژنتيكی

1456 بازدید

شبيه سازی انسان و اصلاح ژنتيكی

 نویسنده: فخرالدین نوری

كلونيگ ( شبيه سازی ) به معنی توليد مثل به روش غير جنسی از افراد انتخاب شده به گونه ای است كه نسل ايجاد شده از آنها از نظر محتوای ژنتيكی همتای والد خود باشد. در واقع كاملاً شبيه همتای خود است. اساس كلونينگ، انتقال هسته سلول پيكری يا بنيادی به تخمك بدون هسته است.

فرآيند انتقال هسته شامل دو قسمت است: 1- خروج هسته از تخمك 2- جايگزين كردن آن به وسيله سلول دهنده. اين تكنيك برای اولين بار سال 1938 ميلادی بوسيله، هانس اسپمن كه بابستن رشته ای مو به دور سلول تخم بارور شده سمندر، آن را به دو قسمت، يكی شامل هسته و ديگر شامل سيتوپلاسم تقسيم كرد، انجام شد و پس از آنكه بخش بدون هسته ( سيتوپلاسم) 4بار تقسيم شده جنين 16 سلول را ايجاد كرد. اسپمن حلقه مويی را باز كرده و به اين ترتيب هسته مجدد به داخل سيتوپلاسم بازگشت، تقسيم سلولی مجدد آغاز شد و اين بار بابستن مجدد حلقه مويی، جنين ايجاد شده به 2 جنين تقسيم شد. نتيجه نهايی، ايجاد سمندرهای دو قلوی همسان بودند. 14 سال بعد در سال 1952، توماس كينگ و بريجز موفق شدند از گونه قورباغه آمريكايی، براي انجام فرآيند خروج هسته استفاده كنند.

سال 1962 جان گردون توانست گونه ای ديگر از قورباغه را با استفاده از هسته سلول كاملاً تمايز يافته روده شبيه سازی كند. اصطلاح كلون در سال 1963 بوسيله هالدانس وارد فرهنگ لغات زيست شناسی شد. مشكلات بسياری در راه كلونينگ پستانداران وجود داشت تا آن كه محققان اسكاتلندی توانستند گوسفند كلون شده بنام دالی (Dolly) را توليد كنند.

                            

ژن ها

                

ژن ها رشته هايی شيميايی هستند كه پروتئينها را درست می كنند تا آنها نيز بدن انسان را بسازند طول زنجيره ها مارپیچ مانند را ژنها بنا می نهند كه به آن كروموزوم می گويند: آنها در هسته سلولهای بدن قرار دارند. كروموزوم يك اسيد نوكلئيك واحد كه دارای ژن هايی است و خود می تواند تكثير يابد. كروموزوم های سلولهای يوكاريوتيك از تعدادی DNA دوتايی خطی بهم پيچيده شده با پروتئين ها تشكيل شده است.

سه روش برای ساخت جنين

توليد مثل جنسی

 Sexual Reproduction

در توليد مثل جنسی بچه نصف ژنها را از مادرش (تخمك) و نصف ديگر ژنها را از پدرش (اسپرم) می گيرد. در اثر الحاق سلول جنسی نرو ماده سلول زيگوت بوجود می آيد، سلول بدست آمده حاوی تعدادی ديپلوئيد كروموزم می باشد، كه در اثر تقسيمات متعددی به جنين تبديل می شود.

كلونينگ يا توليد مثل غير جنسی

 Asexual Reproduction

كلونينگ شكی از توليد مثل غير جنسی است. تمام ژنهای بچه فقط از يك سلول اختصاصی مثل پوست، ماهيچه و مو و  غيره می باشد. كلونينگ يك فرآيند چند مرحله ای است كه شامل:

1- سلول اهداكننده هسته 2- سلول گيرنده هسته 3- انتقال هسته 4- كشت و انتقال جنين.

سلول اهدا كننده هسته:

سلولهايی كه برای كلونينگ حيوانات تاكنون مورد استفاده قرار گرفته اند، شامل: سلولهای كومولوس ( توده اپی تليال اطراف فوليكول تخمدان)، سلولهای سرتولی ( سلولهای نگهدارنده اسپرم)، فيبروبلاست جنينی،سلولهای گرانولوزا، سلولها بدست آمده از موجودات كلون شده ( سلولهای نسل دوم) و سلولهای بنيادی هستند.

سلول گيرنده هسته:

به همان ميزان كه توجه به سلول اهدا كننده هسته الزامی است، تخمك نيز بعنوان گيرنده هسته و منبع مهيا كننده سيتوپلاسم ( چه در لقاع طبيعی يا كلونينگ) بايد با اهميت شمرده شود. تخمكهای بالغ كه تحت درمان با هورمون بوده اند، با روشهای غير تهاجمی و غير جراحی يا از طريق جراحی لاپاراسكوپی يا مينی لاپاراتومی بدست می آيد.

خروج هسته از تخمك گيرنده:

روش بی هسته سازی به وسيله سوزن بسيار ظريف مخصوصی در شرايط آزمايشگاهی انجام می شود. و هسته تخمك خارج شده و به يك تخمك بدون هسته  تبديل می شود.

انتقال هسته:

فرآيندی است كه اجازه انتقال هسته يك سلول دهنده را به ديگری يعنی سلول گيرنده می دهد. سلول گيرنده اغلب تخمك بالغ است كه كروموزوم آن خارج شده و در واقع حكم سيتوپلاست را دارد.

مرحله اول: انتقال هسته اغلب با روشی ساده يعنی اتصال (فيوژن ) سلول كامل اهدا كننده هسته با تخمك و استفاده از پالس های الكتريكی ( روش الكتروفيوژن ) و به ميزان كمتر با استفاده از روش تزريق هسته به داخل سيتوپلاست صورت می گيرد.

مرحله دوم: برانگيختن تخمك كه اغلب بوسيله قراردادن آن در معرض شوك فيزيكی يا شيميايی انجام می شود. فعال كردن تغييرات شيميايی در تخمك، سبب آغاز شكل گيری مجدد كروماشين هسته و به تبع آن، فعال شدن ژنهای ضروری برای تكامل جنين بازسازی شده می شود.

كشت و انتقال جنين:

 

جنين های بازسازی شده دست كم به مدت 5روز در محيط كشت جنين، نگهداری شده تا به ميزان قابل قبولی از تكامل برسد و در صورت امكان، اجازه انتقال‌‌ آن به روش غير جراحی صادر شود. در چنين فرآيندهايی، جنين به روش لاپاراتومی و از طريق لوله رحمی به رحم منتقل می شود؛ بنابراين لازم است جنين مراحل ابتدايی تكامل يعنی مرحله هشت سلولی را طی كرده باشد. محيطهايی كه برای انتقال جنين های تكامل يافته، مورد استفاده قرار می گيرد، متفاوت هستند. بيشترين اين محيطها ساده بوده، شامل محلولهای نمكی حاوی مكمّلهای ويتامين، اسيد آمينه و سرم يا آلبومين هستند. انتقال جنين بطور گسترده ای از منابع پرورش دام استفاده می شود.همچنين اين روش شامل انتقال جنين های كلون شده به رحم اجاره ای است كه به طور طبيعی يا از طريق رژيم هورمونی خاص، آماده پذيرش جنين شده است.

پارتنوژنسيس

    اين نوع از كلونينگ با استفاده از محركهايی شيميايی، الكترنيكی و يا ديگر مثل آن استفاده می شود تا هسته تخمك به يك polarbbody متصل شده و زيگوتی حلوی 46 كروموزوم ايجاد كند.

در كلونينگ بچه متولد شده پدر و يا مادر ژنتيكی ندارد چون بچه فقط يك هسته اهدا شده را با خود دارد. همچنين اگر كسی خودش را كولن كرد، بچه متولد شد پسر و يا برادر دوقلويش محسوب نمی شود.

انواع و اهميّت كلونينگ

دو نوع كلونينگ وجود دارد:

1- كلونينگ توليد مثل كه با هدف بقای نسل و دارا شدن فرزندی همتای والد ( از نظر محتوای ژنيتكی) صورت می گيرد. اين روش هم از لحاظ علمی و هم اخلاقی مخالفان بسياری دارد. در اين روش همانطور كه گفته شد از سلول سومانيك يا پيكری ( سلول بالغ غير جنسی ) برای انتقال هسته استفاده می شود.

2- كلونينگ درمانی كه هدف اصلی آن بدست آوردن سلول بنيادی جنينی است كه بتوان از آن در درمان ناتوانی ها و بيماريها( بخصوص بيماريهای تحليل برنده) استفاده كرد. اگر چه اين روش سعی دارد در جهت حل مشكلات و بيماريها گام بردارد، اما به دليل آنكه چنين سلول بنيادی از بيمار گرفته شده و لازمه بدست آوردن اين سلول از ميان بردن جنين كلون شده است، هنوز مخالفانی دارد. اين روش قادر است برای بيمارانی كه از مشكل خاص بافتی رنج می برند يا آنان كه به پيوند اعضاء نياز دارند، بافت، مناسب را فراهم كند. می توان بيماريهای كشنده ای كه اندامهای داخلی، سلولها و بافتها را تحت تاثير قرار می دهند با كلونينگ درمانی بهبود بخشيد.

هدف استفاده از كلونينگ درمانی توليد سلولهای بنيادی است كه اجازه توليد بافتها يا اندامهايی را بدهد تا بتوان با استفاده از آن بدون اينكه سيستم ايمنی بدن اين بافتها اندامها را پس بزند استفاده كرد. در سال 2002 ميلادی، محققان توانستند 4 خوك را به شكلی كلون كنند كه بتوانند برای پيوند اعضا بكار گرفته شوند، ضمن اينكه از واكنش حاد رد پيوند جلوگيری شود.

سلولهای بنيادی

 

سلولهای بنيادی نخستين سلولهای قابل توسعه به انواعی از سلولهای می باشند. بعضی از سلولهای بنيادی بدن يافت شده اند، بعضی ديگر در جنين های اوليه يافت شده اند. اين سلولهای بنيادی را می توان در ظروف مخصوص ( پتری ديش ) كشت داد و امكان استفاده برای توليد كردن بافتهای درمانی يا اندامهای اضافی را ايجاد كرد.

تعدادی از مردم برای استفاده از سلولهای بنيادی آن را برای اهداف درمانی نگهداری می كنند. تعدای ديگر از مردم استفاده از سلولهای بنيادی بالغ را برای اين اهداف نگهداری می كنند اما مخالف استفاده از سلولهای بنيادی جنين هستند، چون آنها با خرابی و دستكاری جنين انسان موافق نيستند.

مهندس ژنتيك انسانی

مهندس ژنتيک يعنی بوجود آوردن مولكولهای DNA، كه در بر گيرنده تركيبی از ژن های نو می باشد، با بكارگيری تكنيك های Vitro in بيولوژی مولكولی فرض كنيد كه شما بيماری ريوی داريد و علت آن نقص ژنی در سلولهای ريه شماست. با مهندسی ژنتيك می توان شما را معالجه كرد. دانشمندان ژنها را در سلولهای زنده با گذاشتن ژن جديد دلخواه در يك ارگانيسم غير بيماريزا ( وكتور ) مثل ويروس كوچك تغيير می دهند. و می گذارند تا ژن جديد وارد سلولهای بدن شده با ژنهای ميزبان جا داده شود.

      وكتور يك مولكول DNA، معمولاً يك پلاسميد يا باكتريوفاژ است، كه قطعات DNA غير خودی می تواند در آن وارد شود ( كلون شود). يك وكتور دارای ژن های سالم و جديد می باشد همچنين توانايی تكثير خود به خودی در موجود ميزبان مشخص را دارد.

انواع و اهميّت مهندس ژنتيك انسانی

دو نوع مهندس ژنتيك وجود دارد:

1- مهندس ژنتيك سوماتيكی با هدف تغيير ژنهايی مخصوص در اندامها و بافتهای يك موجود است بدون اينكه در ژنهای تخمك و يا اسپرم آن موجود تاثير گذاشته باشد.

2- مهندس ژنتيك ژرملاينی (Germcell) با هدف تغيير در ژنهای تخمكها، اسپرم و يا جنين های اوليه می باشد. ژرملاين از سلولهای ژرمينال گرفته شده است كه يك سلول توليد مثل كننده می باشد، سلولی كه به سلول تخم يا اسپرم تبديل می گردد. اين روش در خيلی كشورها ممنوع است ولی در ايالات متحده ممنوع نمی باشد.

انتخاب و تشخيص ژنتيكی قبل از كاشت (PDS)

        روش كار PDS همان راهی است كه مهندسی ژرملاين می خواهد، با روش لقاح خارج رحمی (IVF)، به جای جستجو برای تغيير ژنها در جنين های ناسالم، انتخاب جنين های سالم برای كاشت در مادر، آسان تر است. برای روش PDS به گامت و جنين نياز است كه با اجازه زوجين بايد انجام شود تا از بيماريهای ژنتيكی جلوگيری گردد. در واقع درPDS سلول از جنین خارج می شود تا برای کشف اختلالات ژنتیکی تست شود.

شبيه سازی گوسفند در پژوهشده رويان

كار روی كلونينگ گوسفند از سال 1383 با حمايت سازمان گسترش و نوسازی صنايع ايران (SBDC) در قالب طرح تحقيقاتی NT در دو سايت تهران و اصفهان آغاز شد. ابتدا كارهای لازم برای بدست آوردن تخمك انجام شد و سپس مطالعات گسترده ای درباره انتخاب نوع سلولی كه هسته آن انتقال پيدا كند. انجام شد و در نهايت مقرر شد از سلولهای فيبرو بلاست گوش استفاده شود. مطالعه در دو فاز لقاح خارج رحمي (IVF) و  كلونينگ در گوسفند انجام شد.

 1- لقاح خارج رحمی (IVF): برای اولين بار در ايران، اولين گوسفند حاصل از لقاح خارج رحمی و بلوغ آزمايشگاهی تخمك متولد شد. ساعت 9 شب شنبه اول مهر 1385، اولين بره حاصل از باروری خارج از رحم و بلوغ آزمايشگاهی تخمك (TVM) بوسيله عمل سزارين به دنيا آمد. در اين روش، تخمكهای نابالغ گوسفند نژاد فشم تهران با روش آزمايشگاهی بالغ شد. سپس تخمكهای بالغ شده با اسپرم گوسفند نژاد فشم تهران با روش آزمايشگاهی بالغ شد. سپس تخمكهای بالغ شده با اسپرم گوسفند نژاد مرينوس استراليايی مجاور سازی شد. جنين های حاصل از اين روش پس از 7 روز در مرحله بلاستوسيست به تعداد 3-2 جنين به گوسفند ميزبان منتقل شد و حاصل از اين كار گوسفند دوقلويی بود كه يكی از آنها تلف و ديگری سالم ماند. اين فناوری در راستای شبيه سازی، ساخت و موجودات ترانس ژن  توليدات حاصل از آنها، اصلاح نژاد به روش نوين و مطالعات بين نژادی است.

                        

طریقه لقاح خارج رحمی در انسان

2- فاز كلونينگ: از تعداد 230 جنين منتقل شده به 77 گوسفند ميزبان، 2 بره شبيه سازی شده حاصل شده كه بره اول در تاريخ يازدهم مرداد ماه 1385 از يك راس گوسفند كه فاز بارداری را به پايان رسانده بود كاملاً سالم از نظر ظاهر با وزن حدود 3 كيلوگرم طی عمل سزارين به دنيا آمد كه البته 5 دقيقه پس از تولد به دليل مشكلاتی كه بطور كلی در بره های كلون شده در طول بارداری و پس از تولد وجود دارد از ميان رفت، ولی بره دوم با وزن حدود 4 كيلو گرم با نژاد افشاری در روز شنبه 9 مهر ماه 1385 ساعت 30 دقيقه بامداد به دنيا آمد.             

منابع:

1- آشنايی با مهندس ژنتيك، تاليف جی. سی. مورل وال . ام . رابرت، ترجمه دكتر سيد عباس شجاع الساداتی و دكتر مصطفی مطلبی، انشارات فردا به سال 1372

2- روزنامه جام جم، شنبه 15 مهر 1385/ سال هفتم. شماره 1834

3- عكس ها از اينترنت

4- http://www.arhp.org/genetics 


حمایت از سایت

هدف از راه اندازی این سایت بالا بردن سطح آگاهی و اطلاعات علمی و عمومی و همچنین ارائه مطالب جامع و کامل در تمامی زمینه های علمی، پزشکی، نجوم و ... به شما عزیزان می باشد. از آنجایی که اداره و پایداری سایت ملزم به پرداخت هزینه می باشد بنابراین احتیاج به پشتیبانی و حمایت شما داریم. در صورت تمایل از "اینجا" به تلسمیک کمک کنید.
با تشکر فراوان - مدیریت پایگاه علمی فرهنگی تلسمیک

تبلیغات

تبلیغات

دیدن این مطالب نیز به شما توصیه می شود:

درباره این مطلب (0) نظر ارسال شده است. شما هم نظری ارسال کنید:
نام شما:
رايانامه*:
تارنما:
کد تاييد*:
ارسال نظر به صورت خصوصي - نظرات خصوصي نمايش داده نخواهند شد.

به چند نکته در ارسال نظر توجه کنيد:
لطفاً نظرات غير مرتبط با اين مطلب را اينجا ارسال نکنيد.
رايانامه شما منتشر نخواهد شد.
برای مشاهده تارنما نظردهنده روی نام کلیک کنید.
نظرات شما پس از تاييد مديريت نمايش داده خواهد شد.

تبلیغات