جزوه ازمایشگاه ژنتیک
دانلود فایل
مشاهده این که موجودات زنده صفاتی را از والدین خود به ارث می برند از دوران جزوه ازمایشگاه ژنتیک ماقبل تاریخ برای بهبود گیاهان و حیوانات از طریق اصلاح انتخابی استفاده می شده است . [۷] علم مدرن ژنتیک، به دنبال درک این فرآیند، با کار گرگور مندل، برادر آگوستینی ، در اواسط قرن ۱۹ آغاز شد. [۸]
قبل از مندل، Imre Festetics ، یک نجیب مجارستانی ، که قبل از مندل در Kőszeg زندگی می کرد، اولین کسی بود که از کلمه “ژنتیک” استفاده کرد. او در کار خود قانون ژنتیکی طبیعت (Die genetische Gesätze der Natur، ۱۸۱۹) قوانین وراثت ژنتیکی را شرح داد . قانون دوم او همان چیزی است که مندل منتشر کرد. در قانون سوم خود، او اصول اولیه جهش را توسعه داد (او را می توان پیشرو هوگو دو وریس در نظر گرفت ). [۹]
ترکیب وراثت منجر به میانگین گیری از هر مشخصه می شود، که همانطور که مهندس فلمینگ جنکین جزوه ازمایشگاه ژنتیک اشاره کرد، تکامل توسط انتخاب طبیعی را غیرممکن می کند.
تئوری های دیگر وراثت قبل از کار مندل بود. یک نظریه رایج در قرن نوزدهم که توسط چارلز داروین در سال ۱۸۵۹ در مورد منشأ گونه ها تلویحا شد ، ترکیب وراثت بود : این ایده که افراد ترکیبی صاف از صفات را از والدین خود به ارث می برند. [۱۰] کار مندل نمونه‌هایی را ارائه کرد که در آن صفات قطعاً پس از هیبریداسیون با هم ترکیب نشده‌اند، و نشان می‌دهد که صفات توسط ترکیبی از ژن‌های متمایز به جای یک ترکیب پیوسته تولید می‌شوند. اختلاط صفات در نتاج اکنون با عمل چندین ژن با اثرات کمی توضیح داده می شود . نظریه دیگری که در آن زمان مورد حمایت قرار گرفت، وراثت ویژگی های اکتسابی بود: اعتقاد به اینکه افراد صفاتی را به ارث می برند که توسط والدین تقویت شده است. این نظریه (که معمولا با همراه ژان باپتیست لامارک ) در حال حاضر شناخته می شود اشتباه است، تجارب افراد ژن آنها به فرزندانشان منتقل تاثیر نمی گذارد، [۱۱] نظریه های دیگر شامل پانژنز از چارلز داروین (که هر دو به دست آورده بود و جنبه های ارثی) و فرمول مجدد فرانسیس گالتون از پانژنز به عنوان ذرات و ارثی. [۱۲]
مندل و ژنتیک کلاسیک
مشاهده مورگان از وراثت مرتبط با جنسیت جهشی که باعث سفیدی چشم در مگس سرکه او را به این فرضیه سوق داد که ژن ها روی کروموزوم ها قرار دارند.
اطلاعات بیشتر: جهش گرایی و سنتز مدرن (قرن بیستم)
ژنتیک مدرن با مطالعات مندل در مورد ماهیت وراثت در گیاهان آغاز شد. مندل جزوه ازمایشگاه ژنتیک در مقاله خود ” Versuche über Pflanzenhybriden ” (” آزمایش هایی در مورد هیبریداسیون گیاهان “)، که در سال ۱۸۶۵ به Naturforschender Verein (انجمن تحقیقات در طبیعت) در برون ارائه شد ، الگوهای وراثتی برخی از صفات را در گیاهان نخود فرنگی ردیابی کرد و آنها را به صورت ریاضی توصیف کرد. [۱۳] اگرچه این الگوی وراثت فقط برای چند ویژگی قابل مشاهده بود، کار مندل نشان داد که وراثت جزئی است، نه اکتسابی، و الگوهای وراثت بسیاری از صفات را می‌توان از طریق قوانین و نسبت‌های ساده توضیح داد.
اهمیت کار مندل تا سال ۱۹۰۰، پس از مرگ او، زمانی که هوگو دو وریس و دیگر دانشمندان تحقیقات او را دوباره کشف کردند، درک گسترده ای پیدا نکرد . ویلیام بیتسون ، یکی از طرفداران کار مندل، کلمه ژنتیک را در سال ۱۹۰۵ ابداع کرد [۱۴] [۱۵] (صفت ژنتیک ، مشتق شده از کلمه یونانی genesis — γένεσις، “منشاء”، پیش از اسم است و برای اولین بار در معنای زیستی استفاده شد. در سال ۱۸۶۰ [۱۶] ). بیتسون هم به‌عنوان یک مربی عمل می‌کرد و هم به‌طور قابل‌توجهی از کار سایر دانشمندان کالج نیونام در کمبریج، به‌ویژه کارهای بکی ساندرز ، نورا داروین بارلو ، وموریل Wheldale Onslow به . [۱۷] بیتسون استفاده از کلمه ژنتیک را برای توصیف مطالعه وراثت در سخنرانی افتتاحیه خود در سومین کنفرانس بین المللی هیبریداسیون گیاهان در لندن در سال ۱۹۰۶ رایج کرد. [۱۸]
پس از کشف مجدد کار مندل، دانشمندان سعی کردند تعیین کنند که کدام مولکول ها در سلول مسئول وراثت هستند. در سال ۱۹۰۰، نتی استیونز مطالعه کرم آرد را آغاز کرد. [۱۹] در طول ۱۱ سال بعد، او کشف کرد که زنان فقط کروموزوم X و مردان دارای هر دو کروموزوم X و Y هستند. [۱۹] او توانست به این نتیجه برسد که جنسیت یک عامل کروموزومی است و توسط مرد تعیین می شود. [۱۹] در سال ۱۹۱۱، توماس هانت مورگان بر اساس مشاهدات یک جهش چشم سفید مرتبط با جنسیت در مگس میوه ، استدلال کرد که ژن ها روی کروموزوم ها هستند . [۲۰] در سال ۱۹۱۳، شاگردش آلفرد استورتوانت از پدیده استفاده کردپیوند ژنتیکی برای نشان دادن اینکه ژن ها به صورت خطی روی کروموزوم قرار گرفته اند. [۲۱]
ژنتیک مولکولی
DNA ، مبنای مولکولی برای وراثت بیولوژیکی . هر رشته DNA زنجیره ای از نوکلئوتیدها است جزوه ازمایشگاه ژنتیک که در مرکز با یکدیگر مطابقت دارند و به شکل پله هایی روی یک نردبان پیچ خورده هستند.
اگرچه ژن‌ها بر روی کروموزوم‌ها وجود دارند، اما کروموزوم‌ها از پروتئین و DNA تشکیل شده‌اند و دانشمندان نمی‌دانستند کدام یک از این دو عامل وراثت است. در سال ۱۹۲۸، فردریک گریفیث پدیده دگرگونی را کشف کرد ( به آزمایش گریفیث مراجعه کنید ): باکتری های مرده می توانند مواد ژنتیکی را برای “تبدیل” سایر باکتری های هنوز زنده منتقل کنند. شانزده سال بعد، در سال ۱۹۴۴، آزمایش Avery-MacLeod-McCarty DNA را به عنوان مولکول مسئول تبدیل شناسایی کرد. [۲۲] نقش هسته به عنوان مخزن اطلاعات ژنتیکی در یوکاریوت ها توسط هامرلینگ در سال ۱۹۴۳ در کار خود بر روی جلبک تک سلولی مشخص شد.استابولاریا . [۲۳] آزمایش هرشی-چیس در سال ۱۹۵۲ تایید کرد که DNA (به جای پروتئین) مواد ژنتیکی از ویروسهای آلوده کننده باکتریها، که ثابت میکرد DNA مولکول مسئول ارث است. [۲۴]
جیمز واتسون و فرانسیس کریک در سال ۱۹۵۳ ساختار DNA را با استفاده از کار کریستالوگرافی اشعه ایکس روزالیند فرانکلین و موریس ویلکینز تعیین کردند که نشان داد DNA ساختاری مارپیچ دارد (یعنی شکلی شبیه پیچ چوب پنبه). [۲۵] [۲۶] مدل دو مارپیچ آنها دارای دو رشته DNA با نوکلئوتیدها به سمت داخل بود، که هر یک با یک نوکلئوتید مکمل در رشته دیگر مطابقت دارند تا چیزی شبیه به پله‌هایی روی یک نردبان پیچ خورده را تشکیل دهند. [۲۷] این ساختار نشان داد که اطلاعات ژنتیکی در توالی نوکلئوتیدها در هر رشته DNA وجود دارد. ساختار همچنین یک روش ساده را برای تکرار پیشنهاد کرد: اگر رشته ها از هم جدا شوند، می توان رشته های شریک جدیدی را برای هر کدام بر اساس توالی رشته قدیمی بازسازی کرد. این خاصیت چیزی است که به DNA ماهیت نیمه محافظه کارانه می بخشد که در آن یک رشته DNA جدید از یک رشته اصلی است. [۲۸]
اگرچه ساختار DNA نشان می‌دهد که وراثت چگونه کار می‌کند، اما هنوز مشخص نیست جزوه ازمایشگاه ژنتیک که DNA چگونه بر رفتار سلول‌ها تأثیر می‌گذارد. در سال‌های بعد، دانشمندان تلاش کردند تا بفهمند DNA چگونه فرآیند تولید پروتئین را کنترل می‌کند . [۲۹] کشف شد که سلول از DNA به عنوان الگویی برای ایجاد RNA پیام رسان منطبق استفاده می کند ، مولکول هایی با نوکلئوتیدهای بسیار شبیه به DNA. توالی نوکلئوتیدی یک RNA پیام رسان برای ایجاد یک توالی اسید آمینه در پروتئین استفاده می شود. این ترجمه بین توالی های نوکلئوتیدی و توالی اسید آمینه به عنوان کد ژنتیکی شناخته می شود . [۳۰]

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *