آیا تمام موجوداتی كه می شناسیم همیشه ثابتند و هیچ تغییری نكرده اند؟ میلیون ها گونه مختلف گیاهی، جانوری، باكتریایی و البته انسان ها بر روی زمین به واسطه تغییراتی كه موجودات در طول زمان داشته اند ایجاد شده اند...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : زینب باقری
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

بررسی ژن و پروتئین اُپسین به كمك ابزارهای بیوانفورماتیك، جلسه دوم

بررسی ژن و  پروتئین اُپسین به كمك ابزارهای بیوانفورماتیك، جلسه دوم

 

هدف: آشنایی با بیوانفورماتیك و بررسی درخت تبارزایی هومولوگ ‌های پروتئین اُپسین در انسان

حداقل زمان مورد نیاز برای انجام پروژه: 3 هفته

هزینه برآوردی: بدون هزینه

سطح دشواری: پیشرفته

 

 چگونه از روی توالی آمینواسیدی پروتئین‌ ها می ‌توانیم در مورد سیر تكاملی آن ها نظر دهیم.

آیا تمام موجوداتی كه می ‌شناسیم همیشه ثابتند و هیچ تغییری نكرده ‌اند؟ میلیون‌ها گونه مختلف گیاهی،‌ جانوری،‌ باكتریایی و البته انسان‌ ها بر روی زمین به‌ واسطه تغییراتی كه موجودات در طول زمان داشته ‌اند ایجاد شده ‌اند. این تغییرات تدریجی را به عنوان تكامل می ‌شناسیم و احتمالاً به خاطر تكامل بوده كه انسان ‌های اولیه قادر شدند بر روی دو پای خود بایستند و راه بروند و یا نهنگ ‌ها با اینكه پستاندار هستند و شش دارند،  بتوانند در اقیانوس‌ ها زندگی كنند؛ به خاطر تكامل بوده كه باكتری‌ هایی بتوانند در آب جوش زندگی كنند و باكتری‌ هایی در آب یخ زده. امروزه نیز تكامل رخ می ‌دهد و بر روی گونه ‌های مختلف تأثیر می ‌گذارد. شایع شدن گاه ‌به ‌گاه یك ویروس آنفولانزای جدید و یا مقاوم شدن باكتری ‌های بیماری ‌زا به آنتی‌بیوتیك ‌ها، شواهد امروزی تكامل هستند.

نظریات مختلفی برای توصیف اتفاقات تكاملی مطرح شده است كه مهترین نظریه كه امروزه توفیق بیشتری دارد و شواهد بیشتری در تصدیقش مطرح است نظریه انتخاب طبیعی (Natural selection) چارلز داروین (Charles Darasin) است كه توسط هوگو دووریس (Hugo devries) تكمیل گردید‌. داروین پس از مشاهدات فراوان و مقایسه موجودات مختلف و همچنین بررسی و سنگواره‌ های مختلف اینگونه تكامل را توضیح داد كه موجودات از نظر سازگاری با محیط متفاوتند و هر كه سازگار‌تر باشد طول عمر بیشتری خواهد داشت و احتمال زاد و ولد نمودن و ادامه نسل آن بیشتر می‌شود و نسل به نسل افراد سازگارتر بیشتر و افراد ضعیف به مرور حذف خواهند شد. 

دووریس كه چندین سال بعد از داروین زندگی می ‌نمود با كشفیات ژنتیك آشنایی بیشتری داشت و متوجه شده بود كه ماده‌ ژنتیكی سلول ‌ها می ‌تواند دچار جهش و تغییر شوند. وی در تكمیل نظریه انتخاب طبیعی داروین اضافه نمود كه اگر جهش بد باشد، به مرور سبب ضعیف شدن و حذف موجود خواهد شد و اگر هم خوب باشد، در واقع باعث افزایش سازگاری موجود با محیط می ‌گردد و سبب قدرتمند شدن آن موجود خواهد شد. در شكل زیر ارتباط بین انواع جهش ‌های ژنتیكی و تغییری كه در توالی پروتئینی ایجاد می‌ شود، نشان داده شده است.

بررسی ژن و  پروتئین اُپسین به كمك ابزارهای بیوانفورماتیك، جلسه دوم

با پیشرفت علم ژنتیك شواهدی بر رد و شواهدی بر تأیید نظریه‌ انتخاب طبیعی بدست آمده است‌. به عنوان نمونه اینكه جهش می ‌تواند سبب حذف شود و در محیط طبیعی عوامل جهش‌زای زیادی وجود دارد، و یا ژنوم موجودات مختلف شباهت ‌های ژنتیكی بسیاری با هم دارند، موافق نظریه داروین است. اما هر چقدر حساب و كتاب كنیم می ‌بینیم كه موجودات باید خیلی خوش ‌شانس می ‌بودند،‌ چون با اضافه نمودن احتمال جهش و مقایسه با عمر زمین بوجود آمدن این همه موجود با این همه پیچیدگی و  تنوع  امری تقربیا محال محسوب می ‌شود. مشكل اصلی منتقدین نظریه داروین این است كه این میزان تصادف را در ایجاد مجموعه سراسر نظم حیات نمی ‌پسندند. در هر صورت امروزه دانشمندان با الهام گرفتن از نظریه داروین موجودات مختلف را از نظر توالی ژنتیكی گروه‌بندی و حتی‌، میزان اختلاف دو ژنوم از دو موجود مختلف را به عنوان معیاری از زمان انشقاق ( splitting)  آن دو از هم در نظر می ‌گیرند.

 

بررسی ژن و  پروتئین اُپسین به كمك ابزارهای بیوانفورماتیك، جلسه دوم آینده‌ های شغلی یك زیست ‌شناس ـ پژوهشگر بیوانفورماتیك در مركز ملی ذخائر ژنتیك و زیستی ایران

پژوهشگران بیوانفورماتیك نقش كلیدی و مهمی در مركز ملی ذخائر ژنتیك و زیستی ایران دارند. این پژوهشگران قادرند اطلاعاتی كه از آزمایش‌ های طولانی تعیین توالی به ‌دست آمده است. را رمزگشایی نمایند. به‌عنوان نمونه در مورد ژنوم یك باكتری تازه كشف شده دانش اولیه مهمی در اختیار سایر پژوهشگران قرار دهند. مانند حدس در مورد ژن‌های موجود در ژنوم باكتری مذكور و یا تفاوت این ژن‌ها با انواع مشابه در سایر موجودات.

معمولاً فارغ ‌التحصیلان رشته ‌های بیوفیزیك، بیوانفورماتیك و حتی مهندسی نرم ‌افزار به‌ عنوان پژوهشگران بیوانفورماتیك در این مركز و مراكز مشابه كار می ‌كنند.

 

مطالب مرتبط:

بررسی ژن و پروتئین اُپسین به كمك ابزارهای بیوانفورماتیك، جلسه اول

بررسی ژن و پروتئین اُپسین به كمك ابزارهای بیوانفورماتیك، جلسه دوم

بررسی ژن و پروتئین اُپسین به كمك ابزارهای بیوانفورماتیك، جلسه سوم

بررسی ژن و پروتئین اُپسین به كمك ابزارهای بیوانفورماتیك، جلسه چهارم

بررسی ژن و پروتئین اُپسین به كمك ابزارهای بیوانفورماتیك، جلسه پنجم

بررسی ژن و پروتئین اُپسین به كمك ابزارهای بیوانفورماتیك، جلسه ششم

بررسی ژن و پروتئین اُپسین به كمك ابزارهای بیوانفورماتیك، جلسه هفتم

بررسی ژن و پروتئین اُپسین به كمك ابزارهای بیوانفورماتیك، جلسه هشتم

 

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه: زینب باقری

تنظیم: زینب شاه مرادی