سایت دانلود

یک سایت دیگر با وردپرس فارسی
مهندسی کشاورزی

پروژه رشته کشاورزی درباره خانواده گلسرخیان – قسمت دوم

3-7-1- انواع نشانگرهاي ژنتيكي

1-3-7-1- نشانگرهاي ريخت‌شناسي (مورفولوژيكي)

تفاوت موجود بين رديف DNA كروموزوم‌هاي هر موجود زنده كه ازوالدین به نتاج آنها منتقل مي‌شود

مي تواند به عنوان یک نشانگر ژنتيكي به كار برده شود. اين تفاوت مي‌تواند به طرق مختلفي تظاهر يابد. برخي از اين تفاوتها به صورت عرضي بوده و در صفات قابل رؤيت در آزمايشات مندلي تجلي مي‌نمايند. اين گونه نشانه‌ها را نشانگرهاي مورفولوژيك مي‌نامند .(4) صفات مورفولوژيكي كه عمدتاً توسط يك ژن كنترل مي‌شوند مي‌توانند به عنوان نشانگرهاي ژنتيك مورد استفاده قرار گيرند. اين نشانگرها شامل دامنه وسيعي از ژنهاي كنترل‌كننده صفات فنوتيپي هستند و جز نخستين نشانگرها به شمار مي‌آيند و از زمانهاي بسيار دور يعني از زماني كه محل ژنها بر روي كروموزوم مشخص شد مورد استفاده قرار مي‌گرفتند (12).  گاهي براي مشاهده اين نشانگرها بايد منتظر ظهورشان ماند.  اگرچه نشانگرهاي ريخت‌شناسي در علوم زيستي مورد استفاده قرار گرفته‌اند ولي داراي محدوديت‌هايي اساسي هستند كه موجب توجه محققين به انواع ديگري از نشانگرها فراهم شده است (13).

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   کنید

2-3-7-1- نشانگرهاي سيتوژنتيكي

در بسياري از موجودات زنده تفاوتهايي در گستره كروموزومي مشاهده مي‌شود كه مي‌توانند به عنوان

نشانگر به كار روند. تلوسنتريك‌ها[1]، جابجايي و الگوهاي نواربندي از جمله اين نشانگرها مي‌باشند (13).

3-3-7-1- نشانگرهاي ملکولی در سطح پروتئین

برخي از تفاوت‌هاي موجود در رديف DNA بين دو موجود ممكن است به صورت پروتئين‌هايي با اندازه‌هاي مختلف تجلي نمايند كه از طرق مختلف بيوشيميايي قابل ثبت و قابل مطالعه خواهد بود. اين قبيل نشانگرها را نشانگرهاي ملكولي در سطح پروتئين مي‌نامند كه از آن جمله مي‌توان به سيستم آيزوزايم / آلوزايم[2] اشاره کرد (4).  معمول‌ترين نوع نشانگرهاي پروتئين آيزوزايم‌ها هستند كه فرم‌هاي مختلف يك آنزيم را نشان مي‌دهند. نشانگرهاي پروتئيني تغييرات را در سطح رديف و عمل ژن به صورت نشانگرهاي همبارز نشان مي‌دهند (12).  نشانگرهاي پروتئيني داراي معايبي هستند، از جمله اينكه روش‌هاي رنگ‌آميزي پروتئين‌ها در مورد آيزوزايم‌ها چندان زياد نيست همچنین تعداد آيزوزام‌هاي قابل ثبت و مشاهده كه مي‌توان از آنها  به عنوان نشانگر استفاده نمود به صد نمي‌رسد. اين محدوديت در تعداد نشانگرهاي آیزوزایم از عمده‌ترين معايب آنهاست و موجب كاهش كارايي آنها مي‌گردد. از نكات منفي ديگر اين نشانگرها محدوديت تنوع ژنتيكي قابل ثبت در آيزوزايم‌هاست.  به عبارت ديگر آيزوزايم‌ها نه  تنها كم هستند بلكه چند شكلي و تفاوت قابل ثبت در آنها چندان زياد نيست (4). ولي نشانگرهاي پروتئيني مزايايي نيز دارند از جمله اينكه: آيزوزايم‌ها مبناي ژنتيكي ساده ای دارند، در بين مكانهاي مختلف آيزوزايمي غالباً اثر متقابل ژني و پليوتروپي وجود ندارد، با نشانگرهاي ديگري كه مي‌توانند به طور همزمان در يك جمعيت در حال تفرق بکار روند اثر متقابل ندارند، با ژنهاي موردنظر نزدیک بوده و دارای توارث‌پذيري كامل هستند و اندازه گیری آنها آسان است(5).

پيشرفت‌هاي اخير در زمينه ژنتيك مولكولي نشانگرهاي جديدي را معرفي كرده‌اند كه سطوح بالايي از چند شكل را بروز مي‌دهند و به خوبي براي آناليز تنوع ژنتيكي در داخل و بين جوامع مناسب هستند.

4-3-7-1- نشانگرهاي مولكولي در سطح  DNA

توسعه نشانگرهاي مولكولي DNA عصر جديدي در علم ژنتيك گشوده است و به طوري كه به كمك اين نشانگرها ايجاد نقشه‌هاي فيزيكي و ژنتيكي و شناسايي ژنهاي كنترل كننده صفات كيفي و كمي امكان‌پذير شده است. در سالهاي گذشته، از نشانگرهاي DNA براي مطالعات پايه‌اي و كاربردي در انسان، حيوان و گياه استفاده شده است (12).  اكثر نشانگرهاي DNA با يك فنوتيپ قابل مشاهده همراه نيستند و اين بدين معني است كه بايدبسیاری از تفاوتهاي موجود در سطح DNA را از طريق آناليز مستقيم DNA مطالعه نمود (6).

5-3-7-1- انواع نشانگرهاي DNA

الف) نشانگرهاي DNA غير مبتني بر PCR[3]

دسته ای از نشانگرهاي DNA بدون استفاده از روش واكنش زنجيره‌اي پليمراز توليد مي‌شوند.  سر گروه اين دسته از نشانگرها همان تفاوت طول قطعه‌هاي حاصل از هضم DNA توسط آنزيم‌هاي محدودگر است كهRFLP ناميده مي‌شود.  از ديگر نشانگرهاي غير مبتني بر PCR مي‌توان از  RLGS, Minisatellites, VNTR نام برد.

– تفاوت طول قطعات حاصل از هضم (RFLP[4])

اين تكنيك شامل كلون كردن رديف‌هاي منحصر به فرد يا رديف‌هايي كه داراي نسخ كمي در ژنوم هستند، مي‌باشد.  سپس DNA ژنومي توسط آنزيم های برشی خاصي هضم و قطعات حاصله در حامل‌هايي (پلاسميد) كه توسط همان آنزيم برشگر برش داده شده است، جايگذاري مي‌شوند. اين پلاسميدها جهت تكثير و نگهداري به باكتريهاي آزمايشگاهي كه اغلب از نوع اشرشيا كلي هستند منتقل مي گردند. كلون‌هاي ياد شده توسط راديوايزوتوپ‌ها يا با استفاده از روشهاي بيوشيميايي پيچيده‌تر نشان‌دار شده و به عنوان كاوشگر[5] جهت شناسايي قطعات متناظر در DNA ژنومي نمونه‌هاي كه با آنزيم‌هاي برشگر هضم شده و بر روي ژل آگارز از هم جدا شده و به غشاهاي نايلوني يا نيترو سلولزي منتقل شده‌اند، مورد استفاه قرار مي‌گيرند. سيستم آللي يا جهش‌هاي ژنتيكي از تفاوت طول قطعات حاصل از هضم كه كاوشگرهاي مذكور به آنها متصل مي‌شوند شناخته مي‌شوند (15).

– تعداد متفاوت رديف‌هاي تكراري و ماهوارك‌ها

 (VNTR[6]   & Minisatellites)

اين دو نوع نشانگر براساس تفاوت در تعداد رديف‌هاي با تكرار متوسط در DNA ژنومي موجودات مورد مقايسه ابداع شده‌اند و از نظر تكنيكي مبتني بر استفاده از كاوشگرهاي مصنوعي و كاربرد مواد راديواكتيو و روش سادرن مي‌باشند (15).

–  پويش ژنومي نشانه‌هاي هضم (RLGS[7])

در سال 1991  Hatadaو  همكاران روشي را براي شناسايي و انگشت‌نگاري موجودات عالي ابداع و معرفي كردند كه پويش ژنومي نشانه‌هاي هضم ناميده شد. اين روش جديد كه براي تجزيه و تحليل DNA ژنومي به كاربرده می شود بر مبناي اين فرضيه است كه نقاط برش اختصاصي آنزيم‌هاي برشگر مي‌توانند به عنوان تشابه و وجه تمايز ارقام و افراد به كار گرفته شوند. در اين روش انتهاي آزاد مولكولهاي DNA كه در اثر صدمات مكانيكي در طي استخراج به وجود آمده‌اند مسدود مي‌گردد. سپس DNA توسط آنزيم برشگر هضم شده و نقاط برش به طور مستقيم با فسفر راديواكتيو نشاندار مي‌شوند. سپس با الكتروفورز دو بعدي، قطعات هضم شده DNA از هم جدا شده و خود پرتونگاري صورت مي‌گيرد. اين روش يك الگوي دو بعدي با هزاران نقطه پراكنده (قطعات نشاندار DNA) به دست مي‌دهد كه هر يك مي‌توانند به عنوان يك نشانگر به كار گرفته شوند (15).

ب) نشانگرهاي DNA مبتني بر PCR

واكنش زنجيره‌اي پليمراز كه به طور اختصار PCR خوانده مي‌شود روشي بسيار قوي است كه تكثير رديف منتخبي از مولكول يك ژنوم را چندين ميليون برابر در كمتر از نيم روز امكان پذير مي‌كند. اما اين فرايند هنگامي امكان‌پذير است كه دست كم رديف كوتاهي از دو انتهاي قطعه DNA مورد نظر معلوم باشد. نشانگرهاي  DNAمبتني بر PCR شامل نشانگرهای آغاز شده تصادفی نظیر [8]RAPD و[9]AFLP و نشانگرهای نشانمند از توالی [10]SCAR، [11]SSR و[12]ALP می باشند(13و14).

RAPD

 در این تکنیک آغازگرهای الیگو نوکلئوتیدی انفرادی کوتاه به طور تصادفی انتخاب می شوند تا مجموعه ای از قطعات DNA را به طور تصادفی در سراسر ژنوم تکثیر نمایند. این تکنیک با استفاده ازDNAی ژنومی گونه های مورد نظر و یک الیگو نوکلئوتید کوتاه  منفرد(معمولا 15 بازی )  انجام  می شود. محصول تکثیر DNA از منطقه ای ایجاد می شود که توسط بخشی از مکانهای آغازگر 15 جفت بازی در جهت مناسب ادامه داده شده است.  DNAی ژنومی دو فرد متفاوت غالبا الگوی تکثیر یافته مختلفی تولید می نماید(20).  کاربردهای این روش عبارتند از: تهیه نقشه های ژنتیکی، مکان یابی ژنهای کنترل کننده صفات، تجزیه ساختار ژنتیکی جمعیتها، انگشت نگاری افراد، نشانگرهای هدفمند برای مناطق خاص ژنوم، شناسایی هیبریدهای سوماتیکی (45).

AFLP

روشی بسیار حساس برای آشکار کردن چند شکلی در سراسر ژنوم است که به طور فزاینده ای در حال عمومیت یافتن است.  این روش که ترکیبی از RFLP و RAPD است، مبتنی بر تکثیر قطعات برش یافته ژنومی با آنزیمهای برشگر [13] خاص و استفاده از ارتباطای چند نوکلئوتیدی کوتاه می باشد (46).  در این روش ژنوم توسط آنزیمهای برشگر برش داده شده، سپس با استفاده از آداپتورهایی که دارای توالی مشخص و توالی نقاط برش می باشند، دو انتهای قطعات برش مسدود می شود و بعد از آن توسط آغازگرهایی با توالیهای مشخص بر اساس توالی آداپتور تکثیر صورت می گیرد.  قطعات حاصله بر روی ژل برده شده و باندهای حاصله که هر کدام یک نشانگر ژنتیکی است، مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند (46 و 47 ).

این تکنیک در باکتری شناسی و قارچ شناسی برای تشخیص در سطح گونه (48) و نیز در گیاهان، حیوانات و انسان برای تعیین تنوع ژنتیکی و شناسایی گونه و نژاد کاربرد زیادی دارد (49 ).

 SCAR

در این روش یک قطعه از DNAی ژنومی مربوط به جایگاه ژنی معین توسط یک جفت آغازگر الیگو نوکلئوتیدی خاص از طریق تکثیر PCR قابل شناسایی می گردد.  Williams در سال 1991 نشانگرهای RFLP را از راه ردیف یابی به نشانگرهای SCAR تبدیل کرد و سپس از این آغازگرها برای تکثیر DNAی ژنومی استفاده نمود.  همچنین Paran و Michelmore (1993) نشانگرهای RAPD را نیز به نشانگرهای SCAR تبدیل کردند، به طوریکه قطعه های تکثیر شده RAPD را همسانه و سپس ردیف یابی کردند.  بر اساس انتهای هر RAPD همسانه شده، آغازگرهای  SCAR طراحی شدند.  شرایط تکثیر SCAR مانند RAPD است.  در نشانگر SCAR تنها یک جایگاه ژنی شناسایی می شود و تکرار پذیری آن نسبت به نشانگر های RAPD بیشتر است و نحوه توارث به صورت همبارز می باشد.  اما نسبت به  RAPD هزینه و زمان یشتری نیاز دارد(50).

4-7-1- رديف‌هاي تكراري

در يوكاريوتها، رديف‌هاي رمز شونده فقط بخش محدودي از DNA را در برمي‌گيرند. در حقيقت بخش عمده DNA را رديف‌هاي غيررمزشونده تشكيل مي‌دهند كه عمل و نقش آنها دقيقاً مشخص نشده است. قسمت عمده رديف‌هاي غيررمزشونده را DNA با رديف‌هاي پشت سرهم تكرار شونده[14] تشكيل مي‌دهد. رديف‌هاي تكرار شونده براساس اندازه واحد تكرار به ماهواره‌ها[15]، ماهوارك‌ها[16] و ريزماهواره‌ها تقسيم مي‌شوند. هر يك از اين DNAهاي تكرار شونده مقدار زيادي چند شكلي نشان مي‌دهند (12).  نكته قابل توجه اين است كه قطعات DNA احاطه كننده واحدهاي تكراري، حفاظت شده ‌هستند. بدين مفهوم كه افراد از نظر اين قطعات نه تنها در داخل گونه بلكه در بين گونه‌ها هم تفاوت ندارند. به عبارت ديگر شدت جهش در اين قطعات، بسيار كم و حتي نادر است. بنابراين اين توالي‌ها بسيار مناسب جهت طراحي آغازگرهايي براي تكثير قطعات تكراري در ژنوم مي‌باشند (14, 16).

1-4-7-1- ماهواره‌ها

در ماهواره‌ها، واحدهاي تكرار شونده از چند جفت باز تا چند صد جفت باز تكرار مي‌شوند. در پستانداران ممكن است ماهواره‌ها كمتر از 10 درصد (انسان) تا بيش از 50 درصد (كانگارو) از ژنوم را در تشکیل دهند.  ماهواره‌ها بيشتر در منطقه هتروكروماتين نزديك سانترومرها و تلومرها (جايگاههايي كه نوتركيبي ميوزي بسيار كم است) يافت مي‌شوند. ماهواره‌ها معمولاً رونوشت‌برداري نمي‌شوند و تاكنون هيچ عمل مشخصي براي آنها شناخته نشده است، اگرچه براساس اينكه عمدتاً در نواحي هتروكروماتين ديده مي‌شوند، چنين تصور مي‌شود كه در جفت‌شدن، تفرق يا نوتركيبي كروموزومها نقش دارند. از ماهواره‌ها براي نقشه‌يابي ژنوم انسان به عنوان نشانگرهايي كه با سانترومر ارتباط دارند، استفاده مي‌شود (12).

 2-4-7-1- ماهوارك‌ها

ماهوارك‌ها واحدهاي 10 تا 60 جفت بازي هستند كه ممكن است صدها بار تكرار شده باشند. آنها معمولاً يك هسته مشترك 10 تا 15 جفت بازي دارند كه احتمالاً در تنوع‌پذيري ماهوارك‌ها موثرند. ماهوارك‌ها بيشتر در نواحي يوكروماتين ژنوم پستانداران، قارچها و گياهان متمركزند. تنوع‌پذيري ماهوارك‌ها در حدي است كه گاهي در انگشت‌نگاري DNA انسان مورد استفاده قرار مي‌گيرند (9).

3-4-7-1- ريز ماهواره‌ها (ميكروستلايت‌ها يا SSRs[17]):

ريزماهواره‌ها در دهه 1970 شناخته شدند و براي اولين بار در ژنتيك انساني جهت تشخيص برخي بيماريها كه با تغيير در واحدهاي تكراري همراه بود استفاده شدند (14). به عنوان مثال يك زيرمجموعه از ميكروستلاتيها كه شامل تكرارهاي تري نوكلئوتيدي مي‌باشند نقش بسيار مهمي را در آشفتگي‌هاي عصبي بازي مي‌كنند. در بيماريهايي مانند: Fragilex syndrome، Myotonic dystrophy، Spinal-bulbar muscular atrophy و در بعضي از سرطانهاي انساني نقش دارند (8).  اصطلاح ريز ماهواره اولين بار توسط ليت ولوئي به كار برده شد. پس از آن با اسامي ديگر از جمله توالي‌هاي تكراري كوتاه (STR[18])، چند شكلي توالي‌هاي ساده (SSLP[19]) و ريزماهواره يا توالي‌هاي تكراري ساده(SSR) ن

 نيز خوانده شدند (17، 14).  ريزماهواره‌ها شامل واحدهاي تكي، دوتايي، سه تايي، چهار تايي، پنج تايي و يا شش تايي تكرار شونده‌اند كه در ژنوم بيشتر يوكاريوتها پراكنده‌اند (12).  به عبارت ديگر نواحي تكراري پشت سر هم مي‌باشند كه طول واحد تكرار آنها بين 1-6 جفت باز است.  در همه جا موجودند چه در سلول يوكاريوتي و چه در سلول پروكاريوتي. آنها حتي در ژنوم كوچكترين باكتريها هم وجود دارند (8). در ژنوم ميتوكندري مخمر نيز وجود تعداد زيادي ريزماهواره به اثبات رسيده است و مشخص شده است كه ژنوم ميتوكندري قطعات با توالي پلي GT داراي پايداري كمتري نسبت به توالي‌هاي پلي  AT هستند و عموماً تغييرات از نوع حذف در آنها بيشتر از اضافه‌شدن مي‌باشد. اما در ژنوم هسته توالي‌هاي پلي GT و AT پايداري مشابهي دارند و تغييرات در آنها بيشتر از نوع اضافه‌شدن است. همچنين تحقيقات نشان داده كه پلي GT  در ميتوكندري سلولهاي ديپلوئيد بسيار پايدارتر از هاپلوئيد است (15). البته بايد توجه كرد كه تعداد نوكلئوتيدها در هر واحد تكراري براي اكثر تكرارهاي يك مكان ژني ريز ماهواره يكسان است وآنچه سبب تنوع مي‌شود، تفاوت در تعداد واحدهاي تكرار است (14). تفاوت عمده ريزماهواره‌ها با ماهواركها در اين است كه ريزماهواره‌ها در طول ژنوم پراكنده مي‌باشند و معمولاً قابليت رونوشت برداري به RNA را دارند (10).  همچنين ريزماهواره‌ها برخلاف ماهواره‌ها و ماهوارك‌ها داراي توزيع تصادفي در ژنوم هستند به طوري كه در هر 10 كيلو باز از توالي DNA حداقل يك توالي ريزماهواره‌اي ديده مي‌شود (13, 4). ريز ماهواره‌ها به سه گروه عمده تكرارهاي كامل، تكرارهاي ناكامل (معمولاًٌ توسط بازهاي غيرتكرارشونده قطع مي‌شوند) و تكرارهاي مركب (دو يا تعداد بيشتري از واحدهاي تكرار در مجاور يكديگر) تقسيم مي‌شوند (11).

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

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *