مقاله روش های انتقال ژن در مهندسی ژنتیک و تولید گیاهان تراریخته

word قابل ویرایش
5 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان
127,000 ریال – خرید و دانلود

روش های انتقال ژن در مهندسی ژنتیک و تولید گیاهان تراریخته

چکیده :

مهندسی ژنتیک یا انتقال ژن فرآیــــندی است که طی آن قطعه مشخصی از DNA خارجـــی که حاوی ژن جــــــدید یا ترکیب جدیدی از ژن ها میباشد ، با استفاده از فنون آزمایشــگاهی بطور مصنوعی وارد ژنوم یک ارگا نــــیسم میگردد .

گونه دریافت کننده ژن جدید را گونه ترانسژنیک یا تراریخته می نامند. مهمترین انواع روشهای انتفال مستقیم ژن عبارتـند از تفنگ ژنی یا بـــیولیستیک ، تکنیک لیپوزوم ، ا لکترو پوریشن ،ریز تزریقی ، درشــت تزریقـــی وروش شیمیایی شامــل
اســـــتفاده از پلی اتیل گلیکـــول در انتقال میباشد و از مهمترین روشهای غیر مســـتقیم روش اگروباکتریوم و ا نتقال با

ویــروس اشاره نمود، اگر بتوان فقط یک سلول گیاه را تغییر داد، میتوان با کنترل رشد و تمایزآن سلول درآزمایشگاه، یک

گیاه بالغ با خصوصیات جدید تولید کرد. وکتـــوری کـــه بــرای انتقال ژنها به درون سلولهای گیاهی بهکار میرود، پلازمیدی است که از باکتری ( Agrobacterium tumefaciens) که باکتری خاکزی و گرم منفی استخراج میشود.

در طبیعت، این باکتری گیاهان را آلوده میکند و تومورهایی را بهنام گالــهای تاجی در آنها ایجـــاد میکند. تفنگ ژنی قسمتی از روشی است که به آن( ( Biolistic گویند. در این روش تحت شرایط خاص،قطعاتی از DNA یا RNA با دنباله

چسبناک را وارداتم های فلزاتی نظیر طلا یا تنگستن می نمایند.کمپلکســی از ذرات حاوی DNA را در خلا شتاب داده و با شتاب بسمت بافت هدف شـــلیک می کنند.

گیاهانی که به این طریق با برخورداری ازویژگی هایی مانند ارزش غذایی بالاتر ، افزایش خاصیت انــــبارداری ، مقاومـــــت به آفات و ویروس ها و….. بدست می آید به نام تراریخته معروفند. تاکنون آثار زیان آور و ابعاد مــــخاطره آمیز محــــــصولات تراریخته و بیوتکنولوژی بطور قطعی از نظر علــمی به اثبــــــات نرسیده و دانشمندان این رشته نمی توانند و نــباید آثار منفی احتمالی این محصولات را بر محیط زیست و سلامت انسان نادیده بگیرند .

کلمات کلیدی : مهندسی ژنتیک – اگروباکتریوم – تفنگ ژنی – گیاهان تراریخته

مقد مه :

بیوتکنولوژی و مهندسی ژنتیک دانش جدیدی است که نخستین دستاوردهای آن در هاله ای از بیم و امید ارزیابی می شود کمتر دانشی به اندازه مهندسی ژنتیک با ساختار اصلی و قانونمند سامانه هستی درگیر شده است. گیاهان زراعی تراریخته، گیاهانی شبیه به همتای طبیعی خود هستند، با این تفاوت که با استفاده از دستکاری ژنتیکی، در یک یا چند صفت ویژه نسبت به نوع طبیعی خود برتری دارند. کشت این گیاهان منافعی را برای تولیدکنندگان (کشاورزان) و مصرفکنندگان در بردارد؛ بهعنوان مثال، علاوه بر اینکه محصول بیشتری عاید تولیدکننده می شود، مواد شیمیایی کمتری (آفت کش یا علف کش) نیز مصرف می شوند. تاکنون محصولات تراریخته در گیاهان مختلفی در جهان تولید شدهاند که از آنجمله می توان

۱

همایش منطقه ای غذا و بیوتکنولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمانشاه، ۱۴-۱۳ اسفند ۱۳۸۸

مواردزیررانام برد:سویا، برنج، ذرت، جو، پنبه، سیبزمینی، کلزا، سیبزمینی شیرین، گوجهفرنگی، کدو، چغندرقند، پاپایا، سیب، انبه، موز، آناناس و نارگیل.

مهندسی ژنتیک :

مهندسی ژنتیک یا انتقال ژن فرآیندی است که طی آن قطعه مشخصی از DNA خارجی که حاوی ژن جدید یا ترکیب جدیدی از ژن ها میباشد ، با استفاده از فنون آزمایشگاهی بطور مصنوعی وارد ژنوم یک ارگا نیسم میگردد . گونه دریافت کننده ژن جدید را گونه ترانسژنیک یا تراریخته می نامند . با کمک تکنیکهای مهندسی ژنتیک میتوان ژنهای مطلوب و مورد نظر را از هر منبع ژرم پلاسمی اعم از گیاه ، جانور و حتی میکروارگانیســـم ها به گیاه زراعی منتقل نمود . روش های انـــتقال ژن به دو دسته مستقیــم وغیر مستقیم طبقه بندی میشوند . مهمترین انواع روشهای انتفال مستقیم ژن عبارتند از تفنگ ژنی یا بیولیستیک ، تکنیک لیپوزوم ، ا لکترو پوریشن ،ریز تزریقی ، درشت تزریقی وروش شیمیایی شامل استفاده از پلی اتیل گلیکول در انتقال میباشد و از مهمترین روشهای غیر مستقیم روش اگروباکتریوم و ا نتقال با ویروس اشاره نمود . با توجه به اهمیت روش تفنگ ژنی وا گروباکتریوم این دو روش را بررسی خواهیم کرد :

روش اگروباکتریوم :

یکی از خاصیتهای مهم گیاهان این است که میتوان در آزمایشگاه، از یک سلــــول گیاه، یک گیاه بالغ پدید آورد. این خاصیــت را ” باززایی“میگویند. بنابراین، اگر بتــوان فقط یک سلول گیاه را تغییر داد، میتوان با کنترل رشد و تمایز آن سلول در آزمایشگاه، یک گیاه بالغ با خصوصیات جدید تولید کرد.

وکـــــتوری که برای انـــــــتقال ژنهـــــا به درون سلـــــولهای گیـــــاهی بهکار میرود، پلازمــــیدی اســـت که از باکتری Agrobacterium tumefaciens) )که باکتری خاکزی و گرم منفی است استخراج میشود. در طبیعت، این باکـتری گیاهان را آلوده میکند و تومورهایی را بهنام گالهای تاجی در آنها ایجاد میکـــند. پلازمیدی که مســؤول ایجاد تومور است، ”پلازمید “Ti نامیده میشود. پلازمید Ti قسمتی از DNA خود را ، که t-DNA نام دارد که بر روی پلازمید Ti

بین دو توالی تکــراری کوتاه به نامهای RB و LB قرار گرفته و شامل دو د سته ژن است ، به درون DNA

کروموزومی سلول گیاه میزبان وارد میکــــند. برای اهداف مهندسی ژنتیک، پژوهشگران از پلازمیدی استفاده میکنند که خاصیت بیماریزایی آن ازبین رفته است.

ژنی را که میخواهند وارد گیاه کنند، درون پلازمید Ti قرار میدهند. پلازمید نوترکیبی را که به این ترتیب ساخته میشود میتوان به دو صورت بهکار گرفت:

(۱) میتوان آن را به باکتـــری آگرو باکـــتریوم بازگرداند و بعد با این باکتری، گیاهی را که در محیط کشت قرار دارد، آلوده کرد.

(۲) میتوان آن را مســـــتقیما به درون سلولهای گیاه وارد کرد. به این ترتیب پلازمید به درون DNA کروموزومی وارد میشود. با بهرهگیری از خاصیت باززایی سلولهایی که پلازمید را دریافت کردهاند، میتوان گیاهان بالغی ســاخت که نه تنها

۲

همایش منطقه ای غذا و بیوتکنولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمانشاه، ۱۴-۱۳ اسفند ۱۳۸۸

حاوی ژن مورد نظر باشند، بلکه بتوانند آن را به نسلهای بعد نیز انتقال دهند. مزایای روش اگروباکـــتریوم شامل پایـــداری ژن انتقال یافته و بالا بودن کارایی ا نتقال ژن و انتقال قطعات بزرگ DNA است مشکلی که در راه استفاده از آگروباکتریوم وجود دارد این است که فقط گیاهان دولپه با این باکتری آلوده میشوند. گیاهان تک لپه، مثل ذرت و گندم که از نظر اقتصادی حائز اهمیتاند، نمیتوانند با آگروباکــتریوم آلوده شوند. مهندسان ژنتیک برای وارد کردن DNA به این سلولها از روشهای جدیدتری بهره میگیرند که یکی از آنها، استفاده از تفنگ ژنی است.

روش تفنگ( ( Biolistic

تفنگ ژنی در سال ۱۹۷۹ توسط John Stanford در دانشگاه Cornell ساخته شد و روش جــدیدی برای آسانتر نمودن انتقال ژن به سلولهای گیاهی که آن زمان از ویروس ها و یا اگروباکتریوم ( پلازمید (Ti ا ستفاده می شد، مطرح ساخت.امروزه تفنگ ژنی موارد استفاده متعددی دارد، این وسیله انتقال ژن به باکتری ها، مخمرها، سلولهای پستانداران و مخــصوصا سلولهایی که انتقال ژن به آنها غیر ممکن بود را امکان پذیر ساخت. این وسیله بصورت اختـــــصاصی برای انتقال ژن به کلروپلاسـت بسیار مهم است، زیرا هیچ باکتری یا ویروسی شناخته نشده است تا بتواند کلروپلاست را آلوده نماید.

بنابراین برای انتقال ژن خارجی به کلروپلاســـت این روش بسیار مفید به نظر می رسد.
مکانیسم عمل تفنگ ژنی:

تفنگ ژنی قسمتی از روشی است که به آن ( Biolistic )گویند. این روش Bioballistic) )نیز گفته می شود. در این روش تحت شرایط خاص، قطعاتی از DNA یا RNA با دنباله چسبناک را وارد اتم های فلزاتی نظیر طلا یا تنگستن می نمایند.
کمپلکسی از ذرات حاوی DNA را در خلا شتــــاب داده و با شتاب بسمت بافت هدف شلیک می کنند. برای ایجاد DNA
پوشش دار، DNA را درحلالی که حاوی ذرات فلزی است قرار می دهــــند ، عوامــــل ژنــــتیکی که به این صـورت تولید می شوند، داخل فشنگ هایی قرار می گیرند، بعد از شلیک، یک صفحه سوراخدار از حرکت فشنگ ها جلوگیری می کند اما به ذرات

طلا اجازه عبور می دهد تا به بافت مورد نظر اصابت نماید. سلولها عموما تمایل به بازجذب ژنهایی دارند که دارای نشانه

خاصی(مارکر) باشند( در سلولهای گیاهی بصورت عمومی از GUS استفاده می کــــنند)، سپس در محیط کشت ژنها تکثیر کرده و ممکن است، کلون شوند. بیشترین کاربرد متد Biolistic افزودن ژنــــهای به گیاهان است که بتوانند در برابر
قارچهاکشـــها و حشرات کشها مقاومت نمایند. برای شتاب دادن به ذرات طلا روشـــهای متعددی بکار می رود که
عبارتند از : مرکز گرایی ، نیروهای مغناطیسی و الکتریکی، تفنگهای افشانه ای یا واکـــسنی و یا دستگاههایی که اساس
شتابدهی آنها، امواج شوکی هستند، همانند استفاده از تخلیه الکــتریکی .۱۹۹۲ روشهای عملی متعددی که کاملا کنترل شده هستند، برای حداکثر کـارآیی انتقال ژن بکار گرفته شده اند. میزان پاسخ روش به عواملی مانند تعداد ذرات DNA پوشش دار، دما، تعداد سلولهای بافت هدف، توانایی جذب DNA توسط سلول هدف و همــچنین به نوع تفنگ مورد استفاده وابسته است.
نحوه عملکرد تفـــنگ ژنی که با گازهلـیوم کارمی کند و ذرات پوشش دار DNA را بسمت بافت هدف شلیک می کند. از موارد بسیار مهمی که باید در استفاده از تفنگ ژنی در نظر گرفت، انتخاب اندازه ذرات پرتابی و سرعت شلیک آنها بسمت بافتها است. بعنوان مثال بافتهای نرم را نباید در معرض بمباران ذرات پوشش دار با سرعت بالا قرار داد. این فرآیند تنظیمی کاملا وابسته به جــنس ذرات فلزی حاوی مولکولهای DNA و نوع سلولهایی که برای انتقال ژن در نظر گرفته شده اند، وابسته است.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 5 صفحه
127,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد