بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
آشنایی با محصولات تراریخته (GMO)
اسلاید 2 :
تعريف بيوتکنولوژی
کلمه بيوتکنولوژی (Biotechnology) که از دو بخش بيو
(Bio) به معنای زندگی و موجودات زنده و تکنولوژی
(Technology) به معنای هنر بشر در استفاده از عمل تشکيل شده است، به طور کلی بر استفاده از موجودات زنده يا قسمتهائی از موجودات زنده برای ساختن يا اصلاح محصولات يا فرايندها به يک منظور خاص اطلاق ميشود.
اسلاید 3 :
تاريخچه بيوتكنولوژي
● سرآغاز بيوتکنولوژی تقريبا به 10 هزار سال پيش بر ميگردد، زمانی که مردم دانه های گياهانی را که دارای ويژگيها و صفات بهتری بودند برای کاشتن در سال بعد گردآوری می کردند. طبق شواهد موجود بابلی ها، مصری ها و رومی ها کار انتخاب گونه بهتر را برای اصلاح نژاد دام ها نيز انجام می دادند.
● درحدود 6 هزار سال پيش از ميلاد مسيح، مردم با استفاده از فرآيند طبيعی تخميرنان و آبجو تهيه می کردند.
اسلاید 4 :
تاريخچه بيوتكنولوژي (ادامه)
●4 هزار سال پيش از ميلاد مسيح چينی ها از باکتريهای توليد کننده اسيد لاکتيک برای ساختن ماست، از کپک (mould) برای ساختن پنير و از باکتريهای توليد کننده اسيد استيک برای ساختن سركه استفاده می کردند.
●1500 سال پيش از ميلاد گردآوری گياهان برتر تقريبا رواج يافت و منجر به پايه گذاری نخستين بانک ژن گياهی شد. گياهانی که دارای صفات دلخواه مانند مقاومت به بيماريها بودند برای استفاده های بعدی نگهداری می شدند.
● در اواخر سده 19 تحولات عظيمی در زيست شناسی صورت گرفت. در اين سده ميکروارگانيسم ها و عمل پاستوريزاسيون شناخته شدند.
اسلاید 7 :
تاريخچه بيوتكنولوژي (ادامه)
● گرگور مندل با استفاده از دانه ها و آزمايشهای گياهی مطالعه در مورد ژنتيک را آغاز کرد. او از يک سری قوانين برای توضيح وراثت خصوصيات بيولوژيکی استفاده نمود. اساس فرضيات او بر اين پايه استوار بود که هر خصوصيت وراثتی يک موجود زنده بوسيله عاملی که ژن ناميده می شود کنترل می شود. اين ژن يک ذره فيزيکی است و در جايي درون سلول قرار گرفته است. قانون مندل در مورد وراثت در سال 1900 منجر به تولد علم ژنتيک گرديد.
● کلمه بيوتکنولوژی اولين بار بوسيله کارل ارکی مهندس مجارستانی در سال 1919 به کار رفت. در آن زمان منظور از اين کلمه همه کارهائی بود که با استفاده از موجودات زنده فراورده هائی از مواد خام اوليه به دست می آمد. بيوتکنولوژی علمی بود که در آغاز سده بيستم کشاورزی و صنعت را در کنار هم آورد.
اسلاید 8 :
تاريخچه بيوتكنولوژي (ادامه)
●بين سالهای 1930 و 1952 تلاش پژوهشگران بر روی ارتباط ژن و پروتئين تمرکز يافت. آنها ارتباط مستقيمی بين جهش های يک ژن و توالی های اسيد آمينه در پروتئين پيدا کردند.
●کشف پنی سيلين در طی جنگ جهانی دوم منجر به توجه روی پروتئين های داروئی گرديد.
●با کشف ساختار DNA بوسيله جيمز واتسون و فرانسيس کريک در سال 1953 نخستين گام به سوی بيولوژی مولکولی مدرن برداشته شد. پس از آن دانشمندان بسياری به انجام آزمايشهائی پرداختند تا مشخص کنند که اطلاعات در ژنها چگونه به رمز در آمده و بيان ميشوند.
اسلاید 9 :
در دهه ۱۹۶۰ وی موفق شد روشی را ابداع کند که از طریق آن می شد محصول و بار گیاهان و غلات را افزایش داد و این گیاهان را در مقابل آفات مقاوم ساخت.
در دهه های۱۹۵۰ و ۱۹۶۰، بهتر شدن بهداشت عمومی باعث افزایش جمعیت کشورهای توسعه نیافته گردیده، و موجب این نگرانی شده بود که به دلیل کمبود امکانات کشاورزی، کشورهای در حال توسعه در نیمه دوم قرن بیست با قحطی روبرو خواهند شد. استفاده از روشی که او مبتکر آن بود و “انقلاب سبز” نام گرفت سبب شد که محصول غلات از جمله گندم به سرعت افزایش یابد و به این ترتیب از بروز قحطی در کشورهای در حال توسعه جلوگیری شود.
اسلاید 10 :
به علت این موفقیت در سال ۱۹۷۰، نورمن بورلاگ موفق به دریافت جایزه صلح نوبل شد.کمیته جایزه نوبل گفت که نورمن بورلاگ با روش ابداعی خود، مانع بروز قحطی در جهان شده و جان صدها میلیون نفر را نجات داده است. آسه لیونیز، رئیس وقت کمیته جایزه نوبل هنگام اهدای جایزه به او گفت: ” نورمن بورلاگ، بیش از هر فرد دیگری برای گرسنگان جهان نان فراهم کرده است و دلیل دادن جایزه صلح نوبل به نورمن بولاگ، این است که ما امیدواریم رفع گرسنگی، صلح به همراه آورد.”
اسلاید 11 :
تاريخچه بيوتكنولوژي (ادامه)
● سپس در سالهای 1971 تا 1973 تحقيقات ژنتيک منجر به ايجاد انقلابی در بيولوژی مدرن گرديد. اين روش جديد امکان انجام آزمايشاتی را که در گذشته غير ممکن بودند فراهم نمود. اين تکنيک به نام تکنولوژی DNA نوترکيب يا مهندسی ژنتيک است. اطلاعات بدست آمده در باره ساختار سلول، بيو شيمی و وراثت درهای تازه ای را به روی بيولوژی مولکولی مدرن و بيوتکنولوژی باز کردند.
تخمير، توليد آنتی بيوتيک و پخت نان در قلمرو بيوتکنولوژی سنتی به شمار می آيند در حالی که روش های مربوط به کشت سلول، همجوشی (فيوژن) سلولها، هيبريدوما و مهندسی ژنتيک در قلمرو بيوتکنولوژی نوين به شمار می آيند.
اسلاید 12 :
روشها و فنون مهندسی ژنتیک و ژنتیک مولکولی بهطور جدی از سال ۱۹۸۳ به کار گرفته شد و روندی به شدت رو به رشد را به ویژه در قلمرو اصلاح گیاهان زراعی استراتژیک، طی کرد.
در سال ۱۹۸۶ نخستین آزمایشهای مزرعهای، با تنباکوی تراریخته، در آمریکا و فرانسه صورت گرفت.
چین نخستین کشوری بود که در سال ۱۹۹۰، تولید گیاهان تراریخته (تنباکو) را به شکل تجاری آغاز کرد.
آمریکا، دومین کشوری بود که در سال ۱۹۹۴، گیاه تراریخته گوجهفرنگی را به شکل تجارتی تولید نمود.
اسلاید 13 :
پس از آن، در فاصله سالهای ۱۹۹۵ تا ۱۹۹۶، ۳۵ گیاه تراریخته تولید شد که حدود ۸۰ درصد آنها مربوط به دو کشور آمریکا و کانادا بودند
تا سال ۱۹۹۹، بین ۲۵ تا ۴۵ درصد تولید برخی از محصولات اصلی زراعی (ذرت، سویا و غیره) در آمریکا، با استفاده از گیاهان تراریخته صورت میگرفت
اسلاید 14 :
نخستین موفقیت انسان در کلونسازی یک پستاندار بالغ (گوسفند دالی) در سال ۱۹۹۷ توسط یان ویلموت انگلیسی و همکاران وی در مؤسسه راسلین (ادینبر، اسکاتلند) با انتقال هسته یک سلول سوماتیک (غیرجنسی) به درون سیتوپلاسم یک اووسیت (سلول جنسی ماده) که هستهاش خارج شده بود، به دست آمد.
اسلاید 15 :
مهندسی ژنتيک
هر چند بيشتر مردم بيوتکنولوژی را همان مهندسی ژنتيک ميدانند ولی مهندسی ژنتيک، تکنيک مورد استفاده در بيوتکنولوژی مدرن و شاخه جديدی از بيوتکنولوژی است که دانشمندان را قادر می سازد تا ژنهای موجودات زنده را با دستکاری تغيير دهند و يا ژنهای ويژه ای را بين موجودات زنده منتقل کنند و از اين طريق بتوانند موجب تکثير صفات دلخواه شوند.
اسلاید 16 :
ژنوم :
به زبان ساده به صورت مجموعه اطلاعات ژنتیکی که در هر یک از سلولهای هستهدار بدن رمزگردانی میشود، تعریف میگردد.
اسلاید 17 :
ژنها و کروموزومها
ژنها قطعاتی از یک کروموزوم هستند که اطلاعات مورد نیاز برای یک مولکول DNA یا یک پلی پپتید را دارند. علاوه بر ژنها ، انواع مختلفی از توالیهای مختلف تنظیمی در روی کروموزومها وجود دارد که در همانند سازی ، رونویسی و . شرکت دارند.
جهش یا موتاسیون
به تغییر توالی نوکلئوتیدهای تشکیل دهنده ژنها گفته میشود. جهشها منجر به بروز تغییرات ژنتیکی در موجودات میشود. جهشها گاهی منجر به بروز سرطان میشوند. جهش میتواند سودمند نیز باشد.
اسلاید 18 :
مراحل مورد استفاده در مهندسی ژنتيک
1) جداسازی يا ايزوله کردن ژن: ژن مورد نظر شناسائی، جداسازی و خالص می شود. اين DNA مورد نظر DNA هدف نيز ناميده می شود.
2) انتخاب حامل يا وکتور مناسب : حامل يک مولکول قابل تکثير از DNA به نام رپليکون است که ژن مورد نظر به آن متصل می شود. DNA خارجی به مولکول حامل ملحق می شود که آن را DNA کايمرا يا نوترکيب می نامند. حامل ها به عنوان حمل کننده عمل ميکنند و ژن را به درون سلول ميزبان انتقال ميدهند. بنابراين آنها به عنوان وسيله های دودمان سازی (کلونينگ) يا مولکول های حامل شناخته شده اند.
اسلاید 19 :
3) دودمان سازی يا کلونينگ ژن مورد نظر: با قرار دادن ژن مورد نظر در سلول ميزبان نسخه های زيادی از ژن دلخواه بدست می آيد. در اين عمل همراه با تکثير حامل ژن مورد نظر نيز تکثير می يابد. بسياری از ژنهای مورد نظر برای انتقال های بعدی ژن به سلول هدف توليد می شوند. امروزه کلونينگ ژن با استفاده از تکنيک PCR فرايندی سريع و مکانيزه است.
4) انتقال اختصاصی ژن: سرانجام ژن مورد نظر به درون سلول ميزبان انتقال می يابد. سلولهای تغيير يافته (transformed) انتخاب شده، تکثير می يابند و توليد حيوانات و گياهان ترانسژنيک را امکان پذير می سازند.
5) بيان ژن مورد نظر: ژن مورد نظر، فراورده خود را در محيط جديد توليد می کند و بنابراين صفت دلخواه را در ميزبان به وجود می آورد.
اسلاید 20 :
میتوان انواع حاملهای ژنی را به دو گروه ویروسی و غیرویروسی طبقه بندی کرد.
یکی از سیستمهای غیر ویروسی معمول برای انتقال ژن به سلولهای زنده استفاده از روش کلسیم فسفات است. در سیستمهای شیمیایی این روش موفق نشان داده و انتقال ژن شماره ۶۲ ویروس واریسلا زوستر با پروموتور قوی CMV به داخل سلولهای فیبروبلاست انسانی توسط رسوب کلسیم فسفات انجام گرفته است.
دندریمر نیز به عنوان یکی دیگر از سیستمهای غیرویروسی معرفی شده و به پلیمرهای مصنوعی کروی و به شدت شاخه دار اطلاق میشود.
