پروژه رشته زیست شناسی درمورد دِفنسینها -قسمت اول

-3- دِفنسینها
2-3-1- مقدمه
ارگانیزمهای چند سلولی در سرتاسر عمر مفیدشان، اغلب با هزارها میكروب روبه‌رو می شوند. میكروبها غالباً در كنار سلولهای میزبان یا در داخل موادی كه سلولهای گیاهان و یا حیوانات را غوطه ور ساخته باقی می مانند. گونه هایی از مواد ضد میكروبی توانائی پاتوژنها را برای ایجاد جایگاه در این محیطها محدود می كنند. برخی گونه‌های سلولی برای دفاع از میزبان تخصص یافته اند. آنها دارای استعدادهای پیشرفته ای نظیر: شناسایی میكروبها، تهدید فیزیكی آنها و در نهایت انهدام آنها هستند. سایر سلولهای دفاعی میزبان برجسته ترین نقششان ترشح مواد آنتی میكروبیال در داخل فضای خارج سلولی می باشد و لمفوسیتهای سیتوتوكسیك حذف عفونتها را بوسیله شناسایی و كشتن سلولهای میزبانی كه پناهگاه میكروبهای داخل سلول می باشند را تسهیل می كنند.

نکته مهم : برای استفاده از متن کامل تحقیق یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه   کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و تحقیق دانشگاهی در رشته های مختلف است که می توانید آن ها را به رایگان   کنیدبه هر حال بر اثر مشاركت بسیار معمول لمفوسیتها در سیستم دفاعی میزبان برای قادر ساختن سایر سلولهای ضد میكروبی یا بواسطه لیمفوكینازها كه سلولهای ضد میكروب را فعال می كنند یا توسط آنتی بادیهای ترشحی مولكولهای سازگار كننده ای كه نقش پل ارتباطی بین اهداف میكروبی و گیرنده های روی سلولهای اثر كننده ضد میكروب را بازی می كنند پاسخهای لمفوسیتی افزایش می یابند. پس از در معرض قرارگیری مداوم گونه های میكروبی ویژه یا مواد خارجی ایمنی اختصاصی، پاسخ دفاعی بسیار مؤثری را برای میزبان تولید می كند. از نظر مقایسه ای، ویژگی های مرفولوژیكی و عملكردی بسیاری از سلولهای اثر كننده بصورت تعجب آوری در میان حلزون ها، حشرات و انسانها مشابه هستند. یك گونه جهانی از سلولهای ضد میكروبی، فاگوسیت كننده های حرفه ای، بعد از گرفتن میكروبها در داخل واكوئل ها آنها را بوسیله فرآیندی كه فاگوسیتوز نامیده می شود، هضم می كنند.
واكوئل فاگوستیك به سلول امكان از بین بردن میكروبها و انباشتن غلظتهای بالائی از آنتی بادیهای آندوژنوس بدون اثر سوء بر روی سلولهای میزبان را می دهند. مواد ضد میكروب بوسیله سلولهای میزبان
مواد معدنی را به منظور تركیب در ساختمان پپتیدها و پروتئین های ضد میكروب بكار می برند(‌بعنوان مثال: پراكسید هیدروژن، سدیم هیپوكلرو، نیتریك اكسید).
پروتئین های ضد میكروب در مایعات بدن و بر روی سطوح موكوسی اپتیلیال توزیع شده اند. آنها در اندازه، ساختار و فعالیت بسیار متنوعند. این پپتیدها بسیار كاتیونیك می باشند از این رو شارژ آنیونیك سطح سلول میكروب را تكمیل می كنند. و به این وسیله میكروب ها را به خود جذب می نمایند. دسته ای از پروتئینهای ضد میكروب آنزیمها هستند( نظیر: پروتئازها، مورمیدازها و …) كه لایه های محافظ میكروبها را هضم می كنند. متداول ترین روش عملكردی تعداد زیادی از اینگونه پروتئینها در هم ریختن غشاهای بیولوژیسلول باكتری می باشد. پروتئینهای ضد میكروبی كوچكتر از 100 آمینو اسید را به صورت قراردادی پپتیدهای ضد میكروبی می نامند. برخی از این پپتیدها دارای باندهای دی سولفیدی هستند كه ممكنست مقاومتشان را به لیزه یا دناتوره شدن افزایش دهد این باندها بین سیستین های موجود در توالی آمینو اسیدی آنها تشكیل می شود. به پپتیدهای ضد میكروبی كه حاوی سیستین هستند دفنسین می گویند(38).
دفنسینها عبارتند از پپتیدهای غنی از سیستین، كاتیونیك، كوچك كه با تشكیل 3 یا 4 باند دی سولفید پلی پپتیدهای آنتی میكروبیال را بوجود می آورند(64). این پپتیدها تاكنون از پستانداران، حشرات،‌گیاهان و… استخراج شده اند و از لحاظ فرم ظاهری حداقل سه گروه ساختاری دارند كه روابط تكاملی آنها نامعلوم است(38). اولین بار در اواسط سال 1960 حضور دفنسینها در گرانولوسیتهای رابیت و خوك گزارش شد. پس از گذشت 20 سال از آن پپتیدهای آلفا- دفنسین تعیین توالی شده و بعنوان اجزاء اصلی گرانولوسیتها و نوتروفیل های انسانی نشان داده شدند. در سال 1990، بتا- دفنسینها از گرانولوسیتها و سلولهای اپتیلیال نای گاو استخراج شدند آنها با آلفا- دفنسینها در موارد زیر تفاوت دارند(48).
1)‌بتا-دفنسینها معمولاً بیشتر از 45 زنجیره جانبی دارند.
2) پیوندهای بین سیستین ها در آنها متفاوت است به صورتی كه در آلفا و در بتا
3) بعلت فقدان پروپس های آنیونیك فواصل كمی با هم دارند.
4) ژنهای كد كننده آنها دو آكسون بجای سه آكسون دارند.
5) نسبت لیزین به آرژنین در آنها نسبت به آلفا- دفسینها بیشتر است(48).
این پپتیدها به فراوانی در فاگوسیتوز، در موكوس روده كوچك انسان ها و دیگر پستانداران و در همولیف حشرات وجود دارند، آنها در مكانیزم دفاعی میزبان و در برابر میكروبها مشاركت دارند و ممكنست در آماس بافتی و تنظیم آندوكرین ها در طی عفوت سهیم باشند(38).
2-3-2- شكل ساختمانی دفنسینها
به كمك كریستالوگرافی اشعه X مشاهده شده است كه تمام انواع دفنسینها از لحاظ ساختاری تقریباً مشابه اند و عمده تفاوت آنها در محل قرارگیری باندهای دی سولفیدشان می باشد. چنانكه در تصویر 2-1 بعدی كه از (‌دفسینهای نوتروفیل انسانی) بدست آمده است. ملاحظه می شود دفنسینهای انسانی دارای ساختارهای دایمریكی هستند كه اجازه می دهد دوهیرپین بصورت كنار هم در یك صفحه هیدروفوبیك قرار گیرند و تصویری شبیه بخش باریك یك قیف را ایجاد كنند(64).
-3-3- تقسیم بندی دفنسینها
به صورت كلی دفنسینها به 5 گروه، آلفا- دفنسینها(كلاسیكال)، بتا- دفنسینها، دفنسینها(مینی دفنسینها)، دفنسینهای حشرات و دفنسینهای گیاهان تقسیم می شوند(38،48،64). كه از میان سه گروه دفنسینهای آلفا، بتا و حشرات از اهمیت بیشتری برخوردارند.
2-3-3-1- آلفا دفنسینها(كلاسیكال)
آلفا دفنسینها در نوتروفیلهای انسان، رابیت، خوك، رت و در ماكروفا‍ژهای آلوئولی و سلولهای پانت روده كوچك انسان و Rodent مشاهده شده اند. آلفا- دفنسینها حاوی 35-29 زنجیره جانبی آمینواسیدی هستند و نسبت به بتا- دفنسینها كوتاهترند. آنها از لحاظ وضعیت و محل قرارگیری سیستین در توالی آمینواسیدی و در باندهای دی سولفیدی با بتا- دفنسینها تفاوت دارند(48). 100-1 میكروگرم بر میلی لیتر از این پپتیدها می توانند باكتریهای گرم مثبت – گرم منفی، مایكوباكتریوم، قارچها و حتی ویروسهای پوشش دار را از بین ببرند(38).
2-3-3-2- بتا – دفنسینها
این پپتیدها حاوی 42-38 زنجیره جانبی آمینواسیدی هستند و اولین بار از سلولهای اپتلیوم نای گاو(پپتید آنتی میكروبیال نائی TAP ) استخراج شده اند(38). 13 نوع پپتید مختلف از این خانواده در نوتروفیلهای گاو مشاهده شده است در حال حاضر دو گونه پپتید بتا- دفنسین در انسان شناخته شده است. تیپ 1 در اپیتلیوم كلیه ها،‌ پانكراس، غدد بزاقی، مجرای تنفسی، مجرای تناسلی جفت، پروستات. سلولهای اپتلیال پستان و لثه و… وجود دارند. در حالیكه تیپ 2 در پوست، بافتهای زبان، مجرای تناسلی ماده و … دیده شده اند. بتا- دفنسینهای تیپ یك وجودشان در بافتها دائمی است اما بتا – دفنسینهای تیپ دو در حضور باكتریها و بر اثر تحریك آنها ترشح میشوند(38،48،72). این پپتیدها در برابر هر دو نوع باكتریهای گرم منفی و گرم مثبت فعالند(38) .
پپتیدهای دفنسین حشرات 45-38 اسید آمینه طول دارند و حاوی یك پیچش آلفا متصل به یك حلقه بر روی یك صفحه غیر موازی هستند. پیوندهای بین سیستین های باندهای دی سولفیدی به صورت مقابل است.
Insect defensin
Insect defensin
فعالیت ضد میكروبی این پپتیدها تنها در مقابل ارگانیزم های گرم مثبت گزارش شده است. (38،48).
2-3-3-5- دفنسینهای گیاهی
دفنسینهایی كه از گیاهان استخراج شده اند، به دو گروه عمده تقسیم می شوند. تفاوت این دو گروه در تعاد و فرم پیوند بین سیستین باندهای دی سولفیدی می باشد.
Insect defensin
Insect defensin
2-3-4- ساختار ژنی دفنسین ها
خانواده ژنهای دفنسین در ژنوم انسان ناحیه ای در حدود MB را بر روی كروموزوم 27 و در ژنوم گوسفند بر روی كروموزوم 26 قرار دارند(45). این مجموعه ژنی عمدتاً دو كلاس آلفا وبتا از ژنهای دفنسین را شامل می شوند كه بسیاری از محققین یك ارتباط اجدادی مشترك برای آنها قائلند(45،72). از دیگر ژنهایی كه بر روی كروموزوم 27 گاو گزارش شده اند می توان به موارد زیر اشاره كرد.
2-3-3-3- تتا دفنسینها ( مینی دفنسینها)
در گذشته پپتیدهای مدور متعددی در گیاهان شناخته شده بود. اما در سالهای اخیر اسلستد و همكاران (79) پپتیدهای را در گونه ای از میمونها مشاهده كردند. آنها نشان دادند ، پیش ماده متفاوت دارد. كه هر كدام بوسیله یك ژن آلفا- دفنسین جهش یافته كد شده اند. یك كدون بین سومین و چهارمین كدونهای سیستین وجود دارد. محصولات این ژنها مرتب شده اند و انتهاهای آنها بصورتی كه در تصویر مشاهده می شود، بهم متصلند. پپتید پایانی بصورت كامل مدور است و 18 زنجیره جانبی دارد. شامل 6 سیستین كه 3 باند دی سولفیدی بین مولكولی به آنها شكل داده اند(48).
2-3-3-4- دفنسینهای حشرات
پس از اینكه حشرات بر اثر صدمه یا تهاجم میكروبی تحریكی می شوند، همولینف آنها فعالیت ضد میكروبی از خود نشان می دهند. دفنسینها خانواده بزرگی از پپتیدهایی هستند كه در همولیف حشرات مختلف یافت می شوند. و بسیاری از فعالیتهای ضد میكروبی همولینف به آنها مربوط است.
بتا- دفنسین ، ریبونوكلئاز ، ساركوماویروس گوسفندی فعال كننده پلاسمینوژن ،‌نوكلئوتید آدنین ، گیرنده ملاتونین گلوتاتیون ردكتاز (35).
با توجه به همولوژی بالای بین خانواده ژنی پپتیدهای ضد میكروب انسان، موش، گاو و گوسفند از ویژگیهای ساختاری این ژنها برای تشریح ژنهای دفنسین گاو می توان استفاده كرد (72).
تاكنون 15 ژن بتا- دفنسین از روی خالص سازی پپتیدهای موجود در نوتروفیلهای گاو شناسایی شده اند و13 از آنها در بانك ژنی وجود دارد. كه در جدول زیر ملاحظه می كنید(389.
Length(kb) Gen Bank acc No. Gene name
477

2714

450

167

300

333

2704

281

301

320

299

254

3374

ژنهای بتا- دفنسین گاو از دو اگزون تشكیل شده اند كه بوسیله یك اینترون از هم جدا می شوند، بعنوان مثال، در ژن بتا- دفنسین روده ای اگزون ، 132 جفت باز و اگزون 237 جفت باز طول دارد، در حالیكه اینترون آن بالغ بر 450/1 جفت باز طول دارد. برای بسیاری از ژنها دفنسین گاو توالی نزدیك ناحیه 5 تنظیم كننده بیان ژن است. همچنین در مورد دفنسینهای بز توالی اگزون بدست آمده است(72).
یك سیستم تنظیمی متفاوت ممكنست در ژنها بتا – دفنسین گرانولوسیتهائی كه از پیش سازهای مغز استخوان سنتز شده اند فعالیت كند و در نتیجه آن رونویسی ژن بتا- دفنسین در پیش سازهای گرانولوسیت ها احتمالاً بصورت نسبتاً فشرده و مختصر انجام می شود و در پرومیلوئیت و میلوئیت به حداكثر می رسد(389).
2-3-5- بیوسنتز دفنسینها
دفنسینها در ابتدا بصورت پری پرودفنسین سنتز می شوند. آنها از یك توالی ساده آمین انتهائی برای ترشح در داخل رتیكلوم آندوپلاسمیك و یك پروپیس و پپتید بالغ در گروه كربوكسیل انتهائی تشكیل شده اند، فرآیند پیش ترجمه ای و مسیر سنتز دفنسینهای انسانی كشف شده است. همچنین 19 توالی ساده آمینواسیدی و محصول بصورت نخستین پیش سازهای كشف شده اند. مسیر پروتئولیتیك مورد نیاز برای تولید بالغ از پرو فعال در میلوئیدها با گونه های سلولی نظیر انسانی مرتبط است. پرودفنسین ها به دفنسینهای بالغ تبدیل می شوند و پپتیدهای بالغ در گرانولوسیتهای سیتوپلاسمیك ذخیره می شوند. گاهی در اثر تحریك پرودفنسینها بدون تبدیل به پپتید بالغ ترشح می شوند. (38).
2-3-6- اختلال در سنتز دفنسینها
بر اثر كاهش غلظت دفنسینها به حدود 10 درصد از حالت نرمال، بیماری مادرزادی بنام نقص گرانول ویژه ، بروز می كند. كه یك اختلال كمیاب در گرانولوسیت ها است. این بیماری در پی فقدان های مربوطه ایجاد می شود كه در نتیجه آن سنتز گرانولهای پروتئین جدید(Mgelocyte) كاهش یافته یا انجام نمی شود. مبتلایان از عفونتهای فراوانی كه بوسیله باكتریها ایجاد شده اند رنج می برند. این نقص گهگاه در بیماران مبتلا به سرطان خود میلئوجنوس دیده شده است. اما در پی آمدهای كلینیكی آن كشف نشده است(38).

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

لینک متن کامل با فرمت ورد

Leave a comment