انسان ها نمی توانند ویتامین C را بسازند، بنابراین ما مجبوریم روزانه مقادیر زیادی از مواد غذایی دارای ویتامین C را بخوریم، اما بسیاری از پستاندارن مانند موش ها می توانند این ویتامین را ساخته و نیاز خودشان را برطرف نمایند...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : زینب باقری
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

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

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

 

پیدا كردن ژن قلابی آنزیم گلونولاكتون اكسیداز

هدف: در پایان به این پرسش‌ پاسخ داده خواهد شد:

 ژن قلابی آنزیم گلونولاكتون اكسیداز چه تفاوتی با ژن‌ های فعال موجودات دیگر دارد؟

پروژه‌ پیش‌نیاز: بررسی ژن و پروتئین اُسپین به كمك ابزارهای بیوانفورماتیك

 انسان‌ ها نمی ‌توانند ویتامین C‌ را بسازند، بنابراین ما مجبوریم روزانه مقادیر زیادی از مواد غذایی دارای ویتامین C‌ را بخوریم، اما بسیاری از پستاندارن مانند موش‌ ها می ‌توانند این ویتامین را ساخته و نیاز خودشان را برطرف نمایند.‌ در واقع در طول تكامل ما یك آنزیم مهم به نام گلونولاكتون اكسیداز (gulonolactone oxidase ) را از دست داده ‌ایم. آنزیمی كه آخرین مرحله‌ ساخت ویتامین C را انجام می ‌دهد. به دلایل نامعلومی ژن این آنزیم در انسان غیر فعال شده است. به چنین ژن‌ هایی كه بیان نمی ‌شوند و فعال نیستند، ژن‌ های قلابی (pseudogene)  گفته می ‌شود. 

جهش ‌های مختلفی در ژن ‌ها می‌ تواند آنها را غیر فعال نمایند، ‌اینكه جهش در چه منطقه ‌ای رخ دهد تأثیر متفاوتی خواهد داشت، بعضی از جهش ‌ها سبب تولید پروتئین ‌های ناقص می ‌شوند. جهش‌ های دیگری نیز با تغییر قالب خواندن اثر خود را نشان می ‌دهد و جهش ‌هایی نیز وجود دارند كه با تغییر كد شروع مانع ترجمه mRNA توسط ریبوزوم‌ می ‌شوند.

 

دانستنی ‌های مورد نیاز برای انجام پروژه

- كدام‌یك از پستانداران توانایی تولید ویتامین C را نداشته و مجبورند آن را از رژیم غذایی دریافت كنند؟

- وظایف ویتامین C‌ چیست و كمبود آن چه مضراتی دارد؟

- ساختار شیمیایی ویتامین C چیست و چگونه ساخته می ‌شود؟

 

مراحل انجام پروژه

توالی ژن آنزیم گلونولاكتون را از بانك ژن پیدا كرده و با استفاده از ابزار BLAST ژن‌ها وتوالی ‌های مشابه آن را در ژنوم انسان پیدا كنید. باید توجه كنید از آنجا كه شما به دنبال یك ژن غیر فعال می ‌گردید، نباید انتظار توالی پروتئینی از این ژن داشته باشید و به همین دلیل لازم است در پایگاه BLAST، از برنامه‌ BLASTN  برای پیدا كردن توالی ‌های مشابه استفاده كنید. 

توالی‌ ژن‌ های بدست آمده را گرفته و بررسی كنید. برای ژن‌ های بدست آمده توالی پروتئینی پیدا خواهد شد، بدین منظور می ‌توانید از پایگاه MapViewer و یا پایگاه UniProtKB استفاده نمایید. هدف از این بخش حذف ژن‌ های فعال از مجموعه ژن‌ هایی است كه شما پیدا كرده ‌اید. سعی كنید حدس بزنید كه ژن قلابی گلونولاكتون از میان توالی ‌های پیدا شده در پایگاه BLAST كدام می ‌باشد.

یكبار دیگر به پایگاه BLAST رفته و این بار ژنومMouse ‌ را به جای Human  انتخاب كرده و ژن ‌های مشابه آنزیم گلونولاكتون را پیدا كنید.

توالی ‌های به دست آمده را وارد نرم‌افزار CLC Sequence Viewer نموده و درخت مربوطه را بكشید.

بخش ‌های متفاوت ژن قلابی انسان و ژن گلونولاكتون را شناسایی كرده و بررسی كنید چه تفاوت‌ هایی احتمالاً در غیرفعال كردن این ژن تأثیر داشته‌اند.

در ژنوم موجودات دیگر وجود ژن این آنزیم را بررسی نمایید.

انسان علاوه بر ویتامین C مواد مهم دیگری را نیز نمی ‌تواند بسازد و لازم است آنها را از رژیم غذایی دریافت كند. به عنوان نمونه آمینواسید‌های ضروری مانند فنیل‌آلانین، والین، ایزولوسین و لوسین. می ‌توانید یكی از این آمینواسید‌ها را انتخاب نموده و بعد از مطالعه مسیر ساخت آن و آنزیم ‌های دخیل، علت عدم توانایی ساخت آنها را در انسان شناسایی كنید؟

ویتامین C در پرندگان،‌ ماهی ‌ها و دوزیستان در كلیه ‌ها ساخته می ‌شود، در حالیكه در پستانداران در كبد ساخته می‌ شود، ضمن بررسی علت این تفاوت، ‌تحقیق كنید این تفاوت در درخت تكاملی (با بررسی الگوی انشعاب شاخه ‌ها و طول آن ها) چیست؟

 

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