انتقال ژن

انتقال ژن

انتقال ژن چیست؟ این یکی از سوالاتی است که همواره در ذهن بسیار از مردم وجود دارد و جواب های متفاوتی از رسانه های مختلف در این باره می شوند. در ادامه سعی می کنیم بطور ساده این پدیده و روش را توضیح دهیم.

انتقال ژن ها از یک بافت و اندام یا ارگانیسم به بافت و ارگانیسم دیگر یک روند طبیعی است که سبب ایجاد تنوع ژنتیکی در صفات زیستی و بیولوژیکی می شود. این حقیقت علمی، پایه ای برای تلاش ها و نوآوری های علم ژنتیک برای بهبود گیاهان مهم کشاورزی است.

 

 

بر خلاف تصور عامه مهمترین تفاوت بین روش های اصلاح سنتی گیاهان و روش های ژنتیک مولکولی در اهداف و فرآیندها نیست بلکه در سرعت، دقت و سطح بالای اطمینان است.

.

روش های سنتی انتقال ژن

در روش های کلاسیک و سنتی، کشاورزان و پرورش دهنگان با آمیزش گیاهان و دام های  نر و ماده، ده ها هزار ژن را با هم ترکیب می کنند به امید اینکه فرزندان آن ها دارای صفات مطلوب تری باشند. علاوه بر این، فقط یکی از والدین دارای صفت مدنظر پرورش دهنگان است که آن هم توسط چند ژن کنترل می شود.  اختلاط های زیادی لازم است تا در نهایت ترکیب ژنی صحیح منجر به بیان ژن در فرزندان شود.

.

مزیت های روش مولکولی انتقال ژن

این ها فقط بخشی از مشکلات تولید مثل به روش کلاسیک است. روش های ژنتیک مولکولی انتقال ژن این اجازه را به ما می دهد تا بتوانیم در سطح بالاتر و اساسی تری برخی از این مشکلات را کاهش دهیم. با استفاده از این روش می توانیم بجای قمار کردن در ترکیب مجدد تعداد بسیار زیادی ژن ، ژن های مشخص منفردی را به طور مستقیم در یک ژنوم خاص مستقر کنیم. همچنین می توانیم نحوه بیان ژن های مستقر شده را در گیاهان و جانوران تولید شده کنترل کنیم. به طور خلاصه ، با به کارگیری روش های جدید ژنتیک مولکولی می توانیم زمان تولید نسل های جدید را کوتاهتر و کیفیت آن ها را بهبود ببخشیم.

 

.

تفاوت روش های سنتی و مولکولی

روش های آزمایشگاهی انتقال ژن کاملا متفاوت از روش هایی سنتی برای انتقال ژن بین موجودات زنده است. در این روش ها DNA توسط سلول جذب شده و انتقال سلول به سلول ترکیب مواد ژنتیکی بسیار شبیه رفتار ویروس ها است. با مطالعه نحوه آلوده کردن و انتقال ژنوم ویروس ها و باکتری ها به سلول های میزبان، این روش های انتقال ژن توسط دانشمندان به دست آمده است.

باکتری اشریشیا کولی E.coli (Escherichia coli) و مگس میوه Drosophila melanogaster به دلیل سهولت در دستکاری ژنتیکی و مطالعات زیادی که روی آن ها انجام شده است، به مدل های جذاب و پرکاربردی برای دانشمندان به منظور انتقال ژن تبدیل شده اند.

.

ملاحظات عمومی

انتقال ژن به طور طبیعی در بین باکتری ها توسط مکانیسم های مختلف انجام می شود. دانشمندان در دهه ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ آموختند که از این مکانیزم ها برای مطالعه تنظیم ژن در باکتری ها استفاده کنند. همچنین در دهه ۱۹۷۰ میلادی روش های جدید انتقال ژن مصنوعی را برای باکتری ها ایجاد کردند.

 

 

مطالعات بعدی نشان داد برخی از باکتری ها قطعات DNA را از محیط اطراف خود که در آن احاطه شده اند، می گیرند. علاوه بر این، ژن های موجود در قطعات جدید DNA می توانند به طور پایدار برای نسل بعدی به ارث برده و بیان شوند تا ویژگی های جدیدی را به باکتری های میزبان اضافه کنند. دانشمندان سپس شرایط خاصی را ابداع کردند که باعث بهبود جذب ، نگهداری و بیان ژن DNA در میزبان های جدید می شود. انتقال ژن اکنون یک روش آزمایشگاهی معمول برای سویه های باکتریایی مانند E. coli است.

.

اهداف انتقال ژن

اهداف انتقال ژن به ارگانیسم های دیگر دقیقا همان هدف باکتری ها در رفتار طبیعی یعنی به دست آوردن وراثت پایدار و بیان ویژگی های جدید است. تفاوت مهم در اینجاست که سایر موجودات زنده از جمله انسان، جانوران و گیاهان نسبت به باکتری ها بسیار پیچیده تر هستند و طبعا روش ها، رویه ها و آزمایشات پیچیده تری را نیز طلب می کند.

پیشرفت های روز افزون علم ژنتیک به دانشمندان این توانایی را می دهد تا ژن ها را شناسایی ، جداسازی ، برش و اتصال دهند و آنها را از یک گونه به گونه دیگر منتقل کنند. انتقال ژن در گیاهان در مقایسه با میکروب ها و حتی جانوران بسیار دشوار تر است اما محدودیت منابع طبیعی و کشاورزی و نیاز هر چه بیشتر انسان به مواد غذایی سبب شده تا حجم مطالعات و سرمایه گذاری ها برای مطالعه گیاهان افزایش یابد.

پیشنهاد مطالعه تکمیلی به زبان انگلیسی