نقش دانش هسته اي در اصلاح نباتات
1386/10/09

يكي از پديده هاي مهم در طبيعت، موتاسيون است كه در تحول موجودات زنده نقش بسزائي دارد. اساس موتاسيون تغييرات ساختمان شيميائي ژنهاست. اين تغييرات به صورت صفات ارثي جديد درمي آيند و در ميان افراد يك جامعه منتشر مي گردند. هوگو دو وريس (Hugo de vries) گياه شناس هلندي (1848-1935)، نخستين بار در سال 1901 ضمن مطالعه روي گياه پامچال به اين پديده مهم حياتي پي برد و خصوصيات جديدي را در اين گياه مشاهده كرد، پس از او دانشمندان ديگري حالات مشابهي را در اكثر موجودات زنده گزارش كردند.

وقوع جهش كاملاً تصادفي است. هر ژن مي تواند در هر زمان و به صورتي غير قابل پيش بيني جهش يابد، و نيز ممكن است چندين بار پياپي و در فواصل زماني كم جهش حاصل كند، سپس براي مدتي طولاني، جهشي در آن رخ ندهد. امكان دارد كه هر ژن كه امروزه وجود دارد، بي شك يك ژن جهش يافته اي باشد كه در طول تاريخ گذشته اش جهش هاي بسياري را متحمل شده باشد.

جهش ها را از نظر اندازه به جهشهاي ژني (ژنتيكي) يا نقطه اي و جهش هاي كروموزومي تقسيم مي كنند. بيشتر جهش هاي كروموزومي و بعضي از جهش هاي نقطه اي، بر صفات كلي جاندار به صورتي نيرومند و اساسي اثر مي گذارند. بقيه آنها اثري جزئي دارند و يا اساساً بي تأثيرند. بعضي جهش ها بارزند و دگرگوني ناگهاني در صفات ايجاد مي كنند، برخي هم اثرشان نهفته است و در سلولهاي ديپلوئيد به وسيله آللهاي بارز طبيعي پوشيده مي مانند.

اگر موتاسيون در سلولهاي سوماتيك (غيرجنسي) ظاهر شود، فقط مي تواند سلولهاي نظير خودش را ايجاد نمايد و نمي تواند در كل موجود، تغيير ايجاد نمايد. تغيير موتاسيوني فقط در سلولهاي سوماتيكي كه از سلول اوليه كه در آن جهش واقع شده بوجود آيند، ازدياد مي يابد. از چنين جشهايي در گياهان كه قابل قلمه زدن، پيوند زدن يا تكثير غيرجنسي به طرق ديگر باشند، مي توان استفاده كرد. اگر سلولهاي جهش يافته غالب در سلولهاي جنسي ايجاد شوند، اثرات آنها مي تواند بلافاصله در زاده ها ظاهر شود. اگر جهش يافته ها بصورت مغلوب يا هيپوستاتيك باشند، ممكن است اثر آنها ظاهر نگردد. جهشهائي كه در سلولهاي جنسي ايجاد مي شوند، مانند جهشهاي سلولهاي سوماتيك، مي توانند در هر زماني و در هر مرحله اي در دوره زندگي موجود ايجاد شوند، ليكن در بعضي مراحل متداولتر از ساير مراحل است.

جهش هاي ژني معمولاً تغييري پايدار و منحصر به يك يا دو نوكلئوتيد از مولكول DNA بشمار مي آيند. اين جهش ها ممكن است اثر شديد و يا ملايم بر سيستم هاي زنده داشته باشند، يا اساساً بر آنها تأثير نكند، اقليت كوچكي از جهش هاي نقطه اي، مانند جهش هاي كروموزومي، منشأ صفات جديدي ميشوند كه براي سازگارشدن بسيار سودمندند. بطور كلي اين موتاسيون باعث تغييراتي در فعاليتهاي شيميائي شده و اين فعاليتها باعث ظهور صفات جديد مي شوند. تغييراتي كه اين نوع موتاسيون در كروموزوم سبب ميشود، غيرقابل مشاهده در زير ميكروسكوپ مي باشد.

موتاسيونها مي توانند بطور خود بخودي (Spontaneously) يا القائي ايجاد شوند.به سه طريق ممكن است تركيب DNA - ي ژن توسط موتاسيون تغيير نمايد. تغييرات ممكن است شامل فقط يك يا بيشتر از يك جفت نوكلئوتيد باشد. اين تغييرات به علت تأثير بر اطلاعات حمل شده در كد ژنتيكي مي تواند تشخيص داده شود. با توجه به جريان مسير اطلاعات يعني توليد يك رشته پلي پپتيد، تغيير در يك رشته نوكلئوتيد يك ژن مي تواند باعث تغيير مشابه اي در رشته آمينو اسيد همان رشته پلي پپتيد گردد.

موتاسيونها به صورت هاي مختلف طبقه بندي مي شوند. اين تقسيم بندي صرفاً ‌براي اين است كه ما به راحتي و به سهولت بتوانيم آنها را مورد بحث قرار داده و در مورد آنها ارتباط بين آنها و تأثير آنها را روي فنوتيپ، ببينيم.

موتاسيون در موجودات هاپلوئيد به سادگي قابل تشخيص است، زيرا آنها توسط عواملي مثل غالبيت پوشانده نشده و فوراً در فنوتيپ آنها مشاهده مي گردد. در موجودات ديپلوئيد يك موتاسيون غالب در يك گامت مستقيماً در نتايج حاصل از آن آشكار مي گردد. يك موتاسيون مغلوب در نسل اول آشكار نمي گردد (مگر در لينكاژ جنسي) و ممكن است تا چندين نسل ظاهر نشود، حتي اگر كشنده باشد، تا اينكه دو هتروزيگوت با يكديگر آميزش يابند. در اين صورت آللهاي مغلوب در كنار يكديگر قرار گرفته و به صورت هموزيگوت، اثر خود را آشكار مي كنند.

بعضي از عناصر ژنتيكي مي توانند باعث موتاسيون در ساير ژنها در يك فراواني بيشتر شوند. يكي از اين عناصر توسط مك كلينتوك (Barbara McClintock) در ذرت كشف شد. اينها رشته هاي كوچك DNA هستند كه مي توانند از يك قسمت كروموزوم به قسمتهاي ديگر حركت نمايند كه اينها را (Transposon) هم مي گويند. كه وقتي به ژن خاصي مي رسند، باعث اختلال در ساختمان آن شده و ايجاد موتاسيون مي نمايند. اين عناصر در مگس سركه و باكتري E. Coli به خوبي شناخته شده اند. اين عناصر مدت زمان زيادي نيست كه شناخته شده اند زيرا آنها با تئوري كروموزومي وراثت خيلي خوب جور درنمي آيند.

تعدادي از عوامل محيطي از جمله اشعه ها و مواد شيميائي ميزان موتاسيون زا نسبت به موتاسيونهاي خود بخودي بالاتر مي برند. موتاسيونهائي كه از اين طريق ايجاد مي شوند را موتاسيون القائي گويند.

موتاسيونهاي القائي به چند دليل مورد توجه اند.

1- ايجاد مخزن يا منبع مفيد براي ژنتيك دانان

2- مفيدبودن براي انسان در ارتباط با اصلاح گياه و حيوان

3- آنها باعث خطرات محيطي ميشوند كه خسارت به مواد ژنتيكي همه موجودات زنده ميزند.

در سال 1927، مولر (H. J. Muller) متوجه شد كه اشعه ايكس (X-ray) ميزان موتاسيون را در مگس سركه افزايش مي دهد. او بخاطر همين كشف موفق به جايزه نوبل گرديد. در همان زمان استادلر (Lewis Stadler) ثابت كرد كه اشعه ايكس باعث موتاسيون القائي در ذرت مي گردد. خطراتي به مراتب كمتر از زمان كوتاه و اشعه با شدت زياد ايجاد مي نمايد.

اشعه ايكس، بطور مستقيم عموماً باعث پاره شدن زنجير DNA شده و در روش غيرمستقيم موجب آسيب ديدگي بازها مي شود. در موجود جاندار يونيزاسيون باعث پارگي مستقل در هر دو رشته زنجير DNA مي شود و شكستگي هر دو رشته DNA مستلزم دو پارگي مستقل در هر دو رشته و در نزديكي يكديگر مي باشند. بطريقي كه فاصله آنها از حدود بيست نوكلئوتيد تجاوز ننمايد. اين نوع شكستگي همراه با تغييرات مهمي در ساختمان بازها در اطراف منطقه شكسته شده مي باشد. پرتوهاي يوننده با شكستن زنجيره دوگانه DNA و پيوندهاي مجدد غيرطبيعي قطعات شكسته شده توليد شكست و بستهاي كروموزومي (نقصان- دوبل شدن و. . . . ) نموده، همچنين در اثر آسيب ديدن بازها موتاسيونهاي نقطه اي (ژني) به وجود مي آيند.

اشعه ماوراء بنفش كه قدرت نفوذ كمتري نسبت به اشعه هاي يوننده دارد و تأثيرات متفاوتي بر مواد ژنتيكي مي گذارد. اين اشعه توسط بازهاي پورين (Purine) و پيريميدين (Pyrimidine) رشته DNA جذب مي گردد. يكي ازاثرات اصلي اين اشعه توليد دايمرهاي تيمين (Thymine dimers) است، و اين وقتي اتفاق مي افتد كه دو مولكول تيمين مجاور در رشته ديگر پيوسته مي شوند. دايمر ايجاد يك برآمدگي در مارپيچ كرده و اين باعث شكسته شدن بازهاي بين مولكولهاي تيمين در دايمر و آدنين هاي مكمل آنها (AA) در رشته مخالف مي شود.

دايمرهاي فوق سبب مي شوند كه زنجير مكملي كه از روي اين رشته ساخته مي شود ناتمام و يا ناپيوسته بماند. اين دايمرها نه تنها در همانندسازي اطلاعات ژنتيكي اثر مي گذارند، بلكه اختلالاتي در نسخه برداري نيز بوجود مي آورند. با اين مكانيسم اشعه ماوراء بنفش مي تواند براي موجود كشنده باشد.

نوع ديگر آسيب اشعه ماوراء بنفش (Ur)، هيدراتاسيون سيتوزين است نظر به اينكه سيتوزين هيدراته بجاي گوانين با آدنين جفت ميشود، كه باعث تغييراتي در زنجيره DNA مي گردد. بنابراين پرتوهاي ماوراء بنفش توسط هيدراتاسيون نيز مي تواند موجب جانشين شدن يك باز بجاي باز ديگر يعني موتاسيون گردد.

از اشعه x براي توليد هاپلوئيد روي گندم و ساير گياهان استفاده گرديده است. در اين آزمايشها گياهان معمولي با گرده هاي اشعه داده شده گرده افشاني ميشوند و بعضي از اين گرده ها كه توانائي خود را در تلقيح از دست مي دهند، باعث ميشود كه تخم تلقيح نشده به نحوه پارتنوژنيك تحريك شده و توليد هاپلوئيد نمايد. از اشعه گاما نيز براي توليد هاپلوئيد در سپيدار و گوجه فرنگي استفاده شده است.

گفتني است، مشاهده تشخيص ناهنجاريهاي كروموزومي مشكل ترين مسئله ميباشد، زيرا كروموزومهاي همولوگ در طول خود فاقد علائم قابل رؤيت در قسمت هاي مختلف هستند. كرروموزومهاي ذرت استثنا مي باشند، زيرا در مرحله پروفاز برجستگيهاي خاصي را روي كروموزوم مشخص مي سازند كه الگوي پراكندگي آنها در طول كروموزومهاي متفاوت داراي ويژگي خاصي است. اين برجستگيها را گره مي نامند.

وقوع ناهنجاريهاي كروموزومي در طبيعت متداول ميباشد، اين ناهنجاريها خود بخود، يعني بدون علت مشهودي، ايجاد مي شوند. فراواني تغييرات ساختماني كروموزومها با اشعه هاي يوننده و مواد شيميائي موتاسيون زا افزايش مي يابد.


اداره كل روابط عمومي وزارت جهاد كشاورزي
pr@maj.ir
pr@agri-jahad.org
www.pr.maj.ir

تعداد مشاهده خبر8 بار
تصاویر مرتبط

نوع فایل نام فایل توضیحات
کاظم بهمني.pdf
پورمتقي.pdf
1 

مشاهده نظرات (تعداد نظرات 0)

ارسال نظرات
نام
 
آدرس پست الکترونیکی شما
   
شماره تلفن
توضیحات
 
تغییر کد امنیتی
کد امنیت
 
کلیه حقوق این سایت متعلق به وزارت جهاد کشاورزی می باشد
Powered by DorsaPortal