بخشی از پاورپوینت
اسلاید 2 :
تنوع ژنتیکی و نشانگرهای مولکولی
اسلاید 3 :
مطالعه ژنتیک جمعیت
1- تجزیه و تحلیل تشریحی تنوع ژنتیکی داخل تعداد معینی از واحدهای ژنتیکی( مانند گونه ها، جمعیت ها)
2- استفاده از تجزیه و تحلیل استنباطی تنوع در ترسیم استنباط های تکاملی جمعیت ( مثل اندازه جمعیت، میزان مهاجرت، جریان ژنی و غیره.).
چند شکلی داخل یک جمعیت
برآورد تنوع بین گروه آللی در یک جمعیت
چند شکلی درون جمعیت از تعادل بین نیروهای تکاملی زیر ناشی می شود:
1- جهش
2- مهاجرت (باعث افزایش چند شکلی)
3- راندگی ژنتیکی ( Genetic Drift) باعث کاهش چند شکلی می شود.
اسلاید 4 :
بیان چند شکلی داخل جمعیت
چند شکلی به وسیله حضور متغیرهای چندگانه درون یک واحد ژنتیکی(ژنوتیپ ها، جمعیت ها و گونه ها) ایجاد می شود.
مفهوم چند شکلی به نوع نشانگر و واحد ژنتیکی وابسته است.
طبقه بندی شاخص های چند شکلی از لحاظ اکولوژیکی و ژنتیک جمعیت:
1- آنهایی که تعداد متغیرهای درون واحدهای ژنتیکی تجزیه شده را محاسبه می کنند.
تعداد متغیرها به اندازه نمونه بستگی زیاد دارد. اگر اندازه ها خیلی متنوع باشد نمی توان از آن استفاده کرد حتی اگر از روش های آماری جهت متعادل سازی شاخص ها استفاده شود.
2- آنهایی که بر پایه فراوانی نسبی متغیرها می باشند.
تنوع ژنتیکی (h) به صورت یک شاخص احتمالی برای اولین بار در سال 1949 توسط سیمپسون در اکولوژی و سپس توسط جین و مارشال در سال 1969 در ژنتیک جمعیت معرفی شد و توسط نی در سال 1987 معمول گردید.
اسلاید 5 :
تنوع ژنتیکی
- تنوع ژنتیکی به صورت یک شاخص احتمالی است که در آن دو متغیر تصادفی داخل واحد ژنتیکی متفاوت خواهند بود. ارزش این شاخص به آلل های با فراوانی بیشتر است بنابراین باعث محدودیت نمونه هایی که برای تخمین آن نیاز است می شود.
این شاخص در ژنتیک جمعیت به دلیل معادل بودن با نرخ های هتروزیگوسیتی در یک جمعیت در حال تعادل پارانیمیکتیک (Paranimictic) پرطرفدار می باشد.
تفاوت های مشاهده شده در تنوع بین نشانگرها در صورت نبود مهاجرت، به راندگی و نرخ های جهش زایی بستگی دارد و چون رانده شدن ژنتیکی برای همه نشانگرها به یک صورت عمل می کند پس تفاوت ها ضرورتاٌ به علت تفاوت در نرخ های جهش زایی است.
1) +µ h= 4 N µ / (4 N
h =تنوع ژنتیکی داخل یک جمعیت
µ =نرخ جهش زایی
N= اندازه مؤثر هر کدام از جمعیت ها
X =اندازه نمونه
اسلاید 6 :
تنوع ژنتیکی
تنوع ژنتیکی گیاهان طی هزاران سال ایجاد شده ودر طبیعت به صورت پایدار باقی مانده است . توده ها ي بومی یک گیاه ، ژرم پلاسم مناسبی براي برنامه هاي اصلاحی می باشند.
روش هاي متداول اصلاح گیاهان بر اساس انتخاب ژنوتیپهاي مطلوب و پر محصول از بین جوامع با تنوع ژنتیکی می باشد، بنابراین آگاهی از تنوع جمعیت پیش شرط اصلی در اصلاح گیاهان می باشد.
اطلاع از روابط خویشاوندي و تنوع ژنتیکی بین توده هاي مناطق مختلف ، اولین مرحله از کارهاي اصلاحی بر روي گیاهان می باشد.
درحال حاضر براي بررسی تنوع ژنتیکی وگروه بندي گونه هاي مختلف گیاهی ازمارکرها (نشانگرها)ي مولکولی استفاده گسترده ای شده است.
اسلاید 7 :
Genetic Diversity
اسلاید 9 :
نشانگر
هر خصوصیت از موجود زنده که به راحتی قابل ارزیابی و توارث باشد و از آن بتوان برای تمیز دادن افراد استفاده کرد.
1- نشانگرها می توانند شکل جدیدی از ساختار تنوع داخل یک گونه یا گونه های پیچیده را فراهم کنند )جهت مدیریت منابع ژنتیکی در برنامه های انتخاب).
2- فراهم کردن امکان ساخت نقشه ژنتیکی متراکم. نشانگر ژنتیکی هر صفتی که بین افراد متفاوت باشد بازتاب تفاوت موجود در ردیف های DNAکروموزوم های افراد است که به نتاج منتقل می شود.
نشانگر مرفولوژیکی
برخی تفاوت ها قابل رؤیتند و با چشم می توان آن ها را دید.
مثل وجود یا عدم وجود خار بر روی ساقه و غیره…
نشانگرهای پروتئینی
برخی تفاوت ها در سطح ردیف های DNA و به شکل پروتئین های با اندازه های متفاوت تجلی پیدا می کنند.
نشانگرهای مولکولی مبتنی بر DNA
برخی از تفاوت ها در سطح DNA ، در تعداد و ترتیب نوکلئوتیدها در مکان های کد کننده و یا غیر کد کننده
DNA دیده می شود که به این نشانگرها، نشانگرهای مولکولی مبتنی بر DNAمی گویند.
اسلاید 10 :
ویژگی های یک نشانگر ژنتیک:
در بین دو فرد متفاوت باشد ( پلی مرفیسم یا چند شکلی نشان دهد)
مارکر قابل توارث به نتاج باشد.
هم بارز باشد.
اپیستازی نداشته باشد.
خنثی باشد (جانشین آللی در مکان ژنی نشانگر، اثر فنوتیپی نداشته باشد).
اسلاید 11 :
نشانگرهای ژنتیکی
1- نشانگرهای مرفولوژیکی
2- نشانگرهای مولکولی
الف) نشانگرهای پروتئینی
آیزوزایم ها
پروتئین های ذخیره ای
ب) نشانگرهای DNA
غیر مبتنی بر PCR
RFLP
VNTR
RLGS
ماهوارک ها
مبتنی بر PCR
-ALP - DAF - SNP
AFLP- - RAPD
اسلاید 12 :
نشانگر مورفولوژیکی
اسلاید 13 :
نشانگرهای بیوشیمیایی
الف- مولکول های بیوشیمیایی کوچک مثل ترکیبات فنلی ،ترکیبات معطره و.
ب- پروتئین های ذخیره ای مثل گلوتنین وگلیادین(برای تعیین ارزش نانوایی گندم اهمیت دارند ) ،زئین در ذرت واورایزین در برنج و.
ج- آیزوزایم ها
Proteins Polymorphisms
Seed storage proteins
اسلاید 14 :
. به فرم های مولكولي چندگانه يك آنزيم كه داراي فعاليت کاتالیتیک وآنزيمي یکسان و مشابه هستند، ميگويند.
پراكندگي الكتروفورزي متعددي داشته و بصورت چند شكلي پروتئيني مشاهده ميشوند.
رایج ترین روش مشاهده: الکتروفورز افقی ژل نشاسته، الکتروفورز ژل پلی آکریل آمید.
آیزوزایم ها ((Isozymes
اسلاید 15 :
انواع آیزوزایم ها
1- آیزوزایم های کنفورماسیونی (Conformational)
2- سری های پلیمریک Polymeric Series))
3- تغییر یافته های شیمیایی Chemical modified))
4- میکرو هتروژن ها (Micro heterogeneous)
5- تجزیه شده های ناقص ( Partially degraded)
انواع سیستم های الکتروفورزی مورد استفاده در تحقیقات آیزوزایمی
1- الکتروفورز کاغذی
2- الکتروفورز ژل آگار
3- الکتروفورز استات سلولز
4- الکتروفورز افقی ژل نشاسته ( جداسازی بر اساس بار الکتریکی و اندازه)
5- الکتروفورز ژل آکریل آمید
اسلاید 16 :
(Segrazyme) سگرازایم ها یا آیزوزایم های در حال تفرق
آیزوزایم ها ((Isozymes
باندهای الکتروفورزی که در یک جمعیت از فردی به فرد دیگر اختلاف نشان می دهد به عنوان یک زیر واحد از آیزوزایم یا سگرازایم می گویند.
کنستازایم یا آیزوزایم های بدون تفرق ( Constazyme)
باندهای الکتروفورزی که در تمام اعضای یک جمعیت مشترکند.
همو پلیمرها
اگر یک پروتئین دارای بیش از یک زیر واحد یکسان باشد هموپلیمر می گویند. تغییر در تعداد زیر واحدهای مشابه باعث تغییر و تنوع در اندازه یک مولکول می شود.
هترو پلیمرها
یک پروتئین که از دو یا چند نوع زیر واحد تشکیل شده است. ترکیبات زیر واحدها می تواند تصادفی باشد مثل لاکتات دهیدروژناز و یا غیر تصادفی باشد مانند هموگلوبین.
اسلاید 17 :
آیزوزایم های کنفورماسیونی یا کنفورمر
گاهی یک مولکول چندگانه پروتئینی ایجاد می شود که ساختمان اولیه در تمام فرم ها یکسان است ولی اختلاف در آرایش ساختمان سوم آنهاست که باعث می شود یک پروتئین نحوه چرخش متفاوت داشته باشد. در این آیزوزایم ها، نسبت گروه های آمین یا کربوکسیل با هم فرق می کند که منجر به اختلاف در بار الکتریکی خالص آنها می شود.
آیزوزایم های ایزوکینتیک (Isokinetic Isozymes)
آیزوزایم هایی که دارای فعالیت آنزیمی تقریباً یکسانی هستند.
آیزوزایم ها ((Isozymes
اسلاید 18 :
آلوزايمها
اشکال مختلف يك آنزيم خاص، محصولاتي از آللهاي مختلف در يك مکان ژنی بخصوص هستند که در تحرک الکتروفورزی تفاوت نشان می دهند.
اولین بار توسط پراکاش و همکاران در سال 1969 از این واژه استفاده شد.
تعریف آلوزایم از دید پاستور و همکاران در سال 1988: آیزوزایم هایی هستند که توسط آلل های مختلف یک ژن تولید می شوند.
تفاوت آیزوزایم ها با آلوزایم ها: آیزوزایم ها، پلیمرهای مختلف که از مونومرهای مکان های ژنی مختلف ایجاد می شوند.
اسلاید 19 :
تفسیر ژنتیکی ژل های آیزوزایم
پس از الکتروفورز تعداد متفاوتی باند درژل ظاهر می شود که این باندها آیزوزایم نامیده می شوند. این باندها به موارد ذیل مربوط می باشند:
1- محصول تظاهر ژن های متعدد در مکان های ژنی متعدد می باشند.
2- محصول تظاهر آلل های متعدد ژن در یک مکان ژنی می باشند.
3- مولکول های حاصل از تغییر کنفورماسیون یا تغییر آرایش یک مولکول پروتئینی خاص هستند.
4- مولکول های حاصل از تغییر شکل های متعدد پس از ترجمه می باشند.
اسلاید 20 :
مزایای آیزوزایم ها
1- تفسیر باندها بر حسب مکان های ژنی و آلل ها می باشد.
2- تظاهر آللی به صورت کودومینانت است.
3- اثرات متقابل اپی ستازی ندارد و تحت تأثیر محیط قرار نمی گیرد.
4- آلل های مکان های ژنی مختلف قابل تشخیص هستند.
5- تفاوت آللی به صورت تفاوت در تحرک آنهاست و مستقل از عمل و سطح تنوع هر سیستم آنزیمی است.
محدودیت های آیزوزایم ها
1- همه تغییرات ایجاد شده در سطح DNA، در سطح پروتئین قابل ظهور نیست ( مثل تغییرات در اینترون ها، توالی های مجاور، تغییر و جایگزینی اسیدهای آمینه ای که چون بار خنثی دارند در بار الکتریکی پروتئین تغییری ایجاد نمی کنند.
2- در این پروتئین ها فقط یک دسته از ژن های ساختمانی وجود دارند که این ژن ها نماینده کل ژنوم نیستند پس در مطالعات تکاملی مناسب نیستند.
3- تعداد آیزوزایم هایی که توسط الکتروفورز قابل رؤیتند انذک می باشند.
