X
تبلیغات
مقالات کم یاب - بدن موجودات زنده

مقالات کم یاب

پروژه مقاله تحقیق و مطالب عمومی دانشجوئی دانش آموزی و مذهبی

بدن موجودات زنده

زندگي چيست؟

بخش اول

چرا اين سوال مهم است؟ موجودات انساني در سراسر جهان ارزشي ويژه به زندگي مي دهند. در تمام فرهنگها ما زندگي را جشن گرفته و در عزاي مرگ مي نشينيم. اين افترا كه در بعضي فرهنگها يا بعضي بخش هاي دنيا، زندگي ارزان است، حقيقت ندارد. همه جا ما به آنچه زنده است بيشتر از اشياء فاقد زندگي ارزش مي نهيم ـ يا حداقل اغلب آدمها ادعا دارند كه چنين مي كنند. ما آگاه هستيم كه زنده ايم، و اغلب مي خواهيم تا هر اندازه كه بشود زنده بمانيم ـ گر چه بسياري از ما تحت شرايط خاصي حاضريم زندگي خودمان را بخاطر ديگران فدا كنيم. ما به اطرافمان نگاه مي كنيم و فكر مي كنيم چه چيزي ما را از ديگر چيزهاي اطرافمان متمايز مي كند، يا چه وجه اشتراكي با آنان داريم. ما در اين مورد كه زندگي از كجا آمده و آيا زندگي بعد از مرگ وجود دارد بحث مي كنيم، در شگفت هستيم آيا زندگي در ديگر بخشهاي جهان وجود دارد و آيا به موجوديت بر روي اين سياره ادامه خواهد داد.

اغلب آدمها موافقند كه همه زندگيهاي روي زمين داراي ارزش اجتماعي برابر نيستند. اغلب ما براي زندگي انسان ارزشي بيش از زندگي گياهان يا ديگر حيوانات قائليم و در همان حال آدمها بطور روز افزوني براين حقيقت آگاه مي گردند كه بقاء و كيفيت موجودات انساني از نزديك با زندگي ديگر اشكال زندگي در اين سياره گره خورده است. انسانها همه روزه موجودات زنده را مي كشند. اينكه كه آيا كشتن گياهان يا حيوانات گوناگون درست است يا غلط مسئله اي است مربوط به ارجحيت هاي اجتماعي انسان. و بر سر چنان موضوعاتي بين مردم برخوردهاي طبقاتي وجود دارد ـ و خواهد داشت. اين برخوردها بوسيله ماهيت مناسبات بورژوائي حاكم بر جهان شكل گرفته؛ مناسبات بورژوائي منافع بشريت را بطور كلي قرباني منافع اقليتي مي كند. مثلا دنيايي فرق است بين كشتن گياهان و حيوانات براي سير كردن شكم از يك سو و از سوي ديگر نابود كردن موجودات زنده در اقيانوسها يا جنگلهاي باراني توسط كمپانيهاي نفت و چوب بري بخاطر بدست آوردن منافع سهل الوصول و غني.

مهمترين موضوع، آگاهي براين حقيقت است كه افراد متعلق به رده هاي مختلف اجتماعي و طبقات مختلف اجتماعي ، حتي در مورد زندگي انساني ارجحيت هاي بسيار متفاوتي دارند. ما روزمره شاهد اين موضوع هستيم. افراد غني و قدرتمند براي زندگي فقرا و ستمديدگان چندان ارزشي قائل نيستند. آنها ايشان را براي كار، يا براي جنگ بكار مي برند. از نقطه نظر قدرتمندان، زندگي افراد فقير كاملا خرج كردني است. بعنوان مثال از نظر قدرتهاي حاكم در ايالات متحده جوانان گتوها (محلات فقيرنشين) و حصيرآبادها همانقدر بي ارزش و خطرناك هستند كه آشغالهاي جامعه. بسياري از نخبگان حاكم آرزو دارند كه هر چه زودتر اين جوانان از روي زمين جاروب شوند. از طرف ديگر وقتي ما به همين جوانان نگاه مي كنيم، خود و آينده مان را مي بينيم ـ ما طبقه اي از مردم را مي بينيم كه داراي پتانسيل بوجود آوردن دنيايي كاملا متفاوت و بهتر است.

در مورد كشتن موجودات انساني ديگر چطور؟ بعضي از مردم مي گويند اين ديگر توجيه پذير نيست. ديگراني مثل ما مي گويند كه بر سر اين موضوع دنيايي تفاوت بين ستمگر و ستمديده وجود دارد. دنيايي از تفاوت بين خشونت يك تجاوز كننده به عنف و خشونت زني كه تجاوزگر را دفع مي كند، وجود دارد. دنيايي تفاوت بين ارتشي كه مي گويد "برويم عده اي آشغال كله ويت كنگ را در خدمت سيستم استثمار بكشيم" و ارتشي كه مي گويد "برويم خلق را از طريق جنگ انقلابي آزاد بنماييم" وجود دارد.

آنهايي كه مي گويند بايد هميشه، به هر قيمتي كه شده، جان همه انسانها حفظ گردد بايد بدانند كه چنين نظري اجازه ميدهد دردها و رنجهاي بي حسابي كه انسانها روزمره و در سراسر جهان متحمل مي شوند، بدون جواب و چاره جوئي بقاء يابد. اين نيز از واقعيات زندگي است.

انسانها با در نظر گرفتن كليه موجودات مختلف روي زمين، معمولا خط تمايز بزرگي بين آنچه ما ميگوئيم "زنده است" با آنچه كه نيست ترسيم ميكنند. اما اين واقعا به چه معناست؟ واقعيتي است كه بدن ما و تمام گياهان، جانوران، و حتي صخره ها و خاك هاي روي زمين شامل عناصري است كه مدتها قبل درون ستاره ها ساخته شدند. پس چه چيزي واقعا ما يا هر جانور يا ارگانيسم زنده ديگري را از كلوخه اي ذغال متفاوت ميكند؟جواب چندان بديهي نيست. كلوخه ذغال نميتواند بلند شده و در اطراف قدم زند، اما گياهان نيز چنين نمي كنند ـ با اين وصف گياهان نفس ميكشند! يك رودخانه براي بسياري جانوران و گياهان خانه است و خودش نيز نيروي مادي عظيمي است كه زمينهاي اطرافش را مي كند و انحناء ميبخشد ـ ولي آيا رودخانه خودش ارگانيسم زنده است؟

واقعيت اينست كه موجودات زنده روي زمين با چيزهاي غيرزنده و بطور كلي با تمام مواد جهان وجه اشتراك فراواني دارند. فقط اينرا در نظر بگيريد كه 99 درصد جهان شناخته شده صرفا از دو عنصر شيميايي ساخته شده است: هيدروژن و هليوم. ديگر عناصر شيميايي واقعا مشترك در درون هسته هاي ستارگان زمانيكه ستارگان شروع به سوختن و فرو ريختن مينمايند، توليد ميشوند. حرارت و فشار درون آن ستارگان چنان عظيم است كه واكنشهاي دماهسته اي مانند آنچه كه در بمب هسته اي روي ميدهد، در آنها رخ ميدهد: اتمهاي هيدروژن تركيب شده و به هليوم تبديل ميشود، هليوم به كربن، كربن به اكسيژن، سپس نئون، منگنز، سيليس، سولفور، و غيره ـ منجمله نيتروژن (ازت)، كلسيم، آهن،...

اگر بعضي از اين نام ها آشنا بنظر ميرسد به اين دليل است كه عناصر خيلي متعارف روي زمين هستند. در واقع هم اكنون چنين پنداشته ميشود كه تمام عناصر شيميايي روي زمين بغير از هيدروژن و مقداري هليوم در اصل ميلياردها سال قبل در درون ستارگان توليد شده اند و ستارگاني كه در حال خاموشي و سقوط بوده اند اين عناصر را در شكل گازها در فضا رها كردند. اين گازها بتدريج سرد شده و با تلغيظ آنها ستارگان و سيارات جديد تشكيل شد. اين پروسه ايست كه هنوز در بخشهاي ديگر كهكشان ادامه دارد. ستاره ما، خورشيد، و نه سياره اي كه بدور آن گردش ميكنند ـ منجمله زمين ـ بهمين ترتيب تشكيل شدند.

بر روي سياره ما، تمام چيزهاي زنده اغلب از چهار عنصر اصلي ساخته شده اند: كربن، اكسيژن، نيتروژن و هيدروژن. بعنوان مثال 99 درصد اتمهاي بدن خود ما از اين چهار عنصر شيميايي ساخته شده است. حدود يك پنجم وزن بدن ما از اتمهاي كربن ساخته شده است. لذا حرف "كارل ساگان" ستاره شناس واقعا حقيقت دارد كه، ما از مواد ستاره اي درست شده ايم! ارزش دارد راجع به اين مسئله فكر كنيم، و از پيوستگي و تشابهات ما بين تمام چيزهاي روي زمين، زنده و غيرزنده، و بقيه مواد كهكشان، درك درستي بيابيم.

البته اتمهاي متعارف روي زمين صرفا نقش آجرهاي ساختماني را دارند كه به ميليونها شكل گوناگون كنار هم چيده شده اند. انواع مختلف اتمها با يكديگر تركيب شده و واحدهاي پايه اي بنام مولكول را ميسازند. بعنوان مثال، يك واحد پايه اي يا مولكول آب از دو اتم هيدروژن و يك اتم اكسيژن درست شده است. اتمها ميتوانند به اطراف حركت كرده و جاهاي خود را با ديگر اتمها در همان يا مولكولهاي مختلف معاوضه كنند. به اين حركات واكنش هاي شيميايي ميگويند. تركيبات بسيار مختلف و تغييرات بسيار زياد همواره روي ميدهد. ماده ميتواند اشكال بينهايت زيادي بخود بگيرد و بهمين دليل است كه چيزهاي روي زمين همه يكجور نيستند. اتمها هرگز ساكن نيستند. مولفه هاي تمام ماده ها، زنده يا غير آن اين استكه همواره در حال حركتند، تغيير ميكنند، و با يكديگر فعل و انفعال دارند.

اما اگر تمام ماده هميشه در حركت است، چه چيزي ماده "زنده" را از غير زنده متمايز ميكند؟ بر روي سياره ما حتي ساده ترين ارگانيسم هاي زنده خيلي پيچيده اند ـ باين معني كه آنها داراي مولفه هاي داخلي و سطوح سازماندهي بسيار زياد مي باشند. ارگانيسم هاي زنده بطور عموم از يك سلول زنده يا بيشتر ساخته شده اند. سلول ها واحد هاي كوچك زندگي هستند؛ اينها در اساس تجمع مولكول هايي هستند كه پوسته اي آنان را احاطه كرده كه در درون آن واكنش هاي شيميايي بسياري رخ ميدهد. بعضي ارگانيسم هاي زنده، مانند باكتري يا ارگانيسم هاي حوضچه اي ميكروسكپي، فقط داراي يك سلول هستند، درحاليكه ديگر ارگانيسم ها داراي سلول هاي بسيار زياد كه متقابلا پيوسته و وابسته اند، ميباشند. بدن انسان بطور متوسط داراي تريلون ها (يعني ميليونها ميليون) سلول زنده پيوسته ميباشد.

ولي پيچيدگي و تشكيلات سلولي، بخودي خود، براي تعريف زندگي كافي نيست. معذالك بنظر ميايد كه ميتوان با جمع زدن تعدادي از پروسه هاي معين، زندگي را به آنصورت كه ما ميشناسيم مشخص كرد و از اين مجموعه براي متمايز كرده موجودات زنده از غير زنده استفاده نمود. اين پروسه ها عبارتند از:

1 ـ توانائي رشد، و توانائي سوخت و ساز كردن (متابوليز) يك منبع انرژي بيروني.

2 ـ توانائي بازتوليد.

3 ـ توانائي جذب تغيير طي نسلها و بازتوليد آن.

بگذاريد به هركدام از اينها بنوبت نگاهي كنيم:

1 ـ رشد و متابوليزمتمام موجودات زنده يك نوع منبع انرژي را از جهان بيروني به درون ميكشند و آنرا متابوليز ميكنند. يعني آنرا ميسوزانند و تبديل به مواد جديدي مي كنند. موجودات زنده بدين طريق آنچه را كه براي رشد، گسترش و ابقاء بدنشان نياز دارند، تهيه مي كنند. تمام موجودات زنده همچنين نوعي از محصول زائد (فضولات) را به محيط زيست بيروني برميگردانند.

زندگي سطوح مختلفي ازسازماندهي و تشكل دارد

حداقل بر روي كره زمين، مادهء زنده سطوح مختلفي از سازماندهي دارد و همه "پروسه هاي زندگي" در تمام سطوح روي نمي دهد. بعنوان مثال، يك ارگانيسم تك سلولي مانند پارامسيوم تمام پروسه هائي را كه اينجا توضيح داديم انجام ميدهد. ولي در ارگانيسمي كه از تعداد زيادي سلولهاي زنده درست شده است، اين سلول هاتابعي از كل بدن هستند و ماداميكه بخشي از بدن ميباشند موجوديت مستقلي به مثابه يك ارگانيسم منفرد و مجزا ندارند. بعنوان مثال هر سلول بدن انسان بعنوان بخشي از كل بدن زنده، زنده مي باشد و در بسياري از پروسه هاي زندگي بدن شركت مي كند. اين سلول ها انرژي را سوخت و ساز مي كنند و وظايف تخصصي مانند وظايف يك سلول جگر يا يك سلول اسپرم را بعهده دارند. ولي اين واحدهاي كوچك زنده به تنهائي تمام معيارهاي يك ارگانيسم زنده را برآورده نميكنند. بطور نمونه، سلولهاي اسپرم بازتوليد نميكنند، هرچند واحدهاي كوچك از كليت ارگانيسم هايي هستند كه بازتوليد ميكنند و آنها در پروسه بازتوليد اين ارگانيسم شركت مي جويند.

ترم "ارگانيسم" به آن سطحي از زندگي ـ كليت موجودات منفرد ـ گفته ميشود كه تمام معيارهاي زندگي را كه در اينجا بحث شد برآورده كنند، يعني: داشتن ظرفيت رشد، متابوليزم، بازتوليد، و داشتن سيستمي كه از طريق آن صفات ارثي به نسل هاي ديگر انتقال داده شود. بخاطر داشته باشيد كه اين فقط ارگانيسم هاي منفرد هستند كه "بازتوليد ميكنند" (نه ژنها يا هر واحد كوچك ديگر و همچنين نه جمعيت ها يا تيره ها يا هر كليت بزرگتري)، اما تغيير تكاملي طي چندين نسل روي ميدهد و آنهم در سطحي ديگر يعني در سطح تيره ها ـ يا "نوع" هاي كاملا متمايز. پس افراد بازتوليد مي كنند، تيره ها تكامل مي يابند.

همه ميدانند كه آدمها و حيوانات "ميخورند". ولي آيا گياهان هم "ميخورند"؟ بله، آنها نيز اينكار را مي كنند. گياهان سبز بوسيله جذب انرژي نور خورشيد (و همچنين گاز دي اكسيد كربن و آب) عمل "خوردن" را انجام ميدهند و آنرا به انرژي شيميايي شكرها و نشاسته ها تبديل مي كنند. اين پروسه فتوسنتز ناميده ميشود. شكر و نشاسته توليد شده به ساخت برگهاي نو، ميوه، بذر و غيره ميرود. گياهان نيز به دنياي بيروني "فضولات" پس ميدهند كه توليد جانبي متابوليكي است. از شانس ما اين "فضولات" گياهان سبز، اكسيژني است كه ما براي تنفس نياز داريم!حيوانات، منجمله انسانها، منبع انرژي خودشان را بوسيله خوردن گياهان ـ كه انرژي خورشيدي را به انرژي شيميايي در شكل شكر و نشاسته تبديل كرده اند ـ و (يا) خوردن ديگر حيوانات كه بنوبه خود بخشي از آن انرژي را در بافت هاي بدن خود انبار كرده اند، تامين ميكنند. در طول اين "زنجيره غذائي" گياهان و حيوانات منابع "غذائي" خودشان را براي رشد، گسترش و تامين وظايف بدني شان مصرف مي كنند. تمام چيزهاي زنده از اين پروسه مستمر رشد و متابوليزم گذر كرده و طي آن فعالانه خودشان و جهان بيروني را تغيير ميدهند.

2 ـ بازتوليدانواع مختلف ارگانيسم هاي زنده بازتوليد ميكنند. هيچ ارگانيسم زنده اي براي هميشه زندگي نمي كند و مطمئنا هر ارگانيسم زنده منفردي بازتوليد نمي كند. (بعنوان مثال، هر حيوان منفردي داراي فرزند نيست.) اما توانائي توليد نسل هاي جديدي از افراد جداگانه خصوصيت تمام انواع موجودات زنده مي باشد.

اين توليد مثل به طرق بسيار انجام ميشود. بعضي موجودات تك سلولي فقط به دو سلول جديد تقسيم ميشوند. بعضي موجودات ميتوانند خودشان را كلون (توليد مثل غير جنسي مثلا از طريق شكفتن يا تقسيم شدن ـ م) كرده، افراد جديد يكساني توليد كنند. باز توليد جنسي در بسياري از انواع گياهان و حيوانات روي زمين تكوين يافته است بطوريكه سلولهاي تخمك ماده و اسپرم نر را تركيب مي كنند و بذر يا تخمك هائي با هويت و پتانسيل منحصر بفرد توليد ميكنند. توانائي باز توليد به هر طريقي كه انجام شود، صفتي كليدي در تمام موجودات زنده است.

3 ـ طريقي براي جذب و بازتوليد تغيير طي نسلهاجذب تغيير بمعناي در خود كشيدن، تركيب كردن آن با خود، و همچنين متحقق ساختن آن است. بازتوليد كردن تغيير طي نسل ها بمعناي تكرار كردن آن و انتقال آن به ديگران است.

احتمالا بزرگترين اختلاف بين موجودات زنده و غيرزنده طريقه فعل و انفعال آنان با دنياي خارج است. موجودات زنده بطريقي كيفيتا متفاوت جهان خارج را تغيير ميدهند و بوسيله آن تغيير مي يابند.

علوم صنايع زيستي يا زيست فناوري امروزه بخش قابل توجهي از منابع مالي دنيا را در اختيار خويش قرار داده است. البته مطمئنا گسترش روزافزون آن نيازمند فناوري هاي سريع تر، دقيق تر و ارزان تر است.
فناوري لومينسانس يکي از ابزارهاي دقيق ، ارزان و حساسي است که در مسايل مختلف بيوفناوري همچون علوم پزشکي کشاورزي ، صنعت و معدن و صنايع دفاع استفاده دارد.
پيشرفت هاي اخير در زمينه بيوفناوري ملکولي چندين ابزار از بيوفناوري جديد را در اختيار محققان قرار داده است که داراي مزيت هايي نسبت به ديگر ابزارها هستند.
از آن جمله مي توان قابليت بسيار بالاي سنجش و سرعت را در سيستم هاي کمي لومينسانس و بيولومينسانس نام برد. بيولومينسانس BL يا نشر نور به وسيله موجودات زنده ، يکي از جالب ترين مباحث زيست شناسي است.


با توسعه تحقيقات مشخص شده است که بعضي از اين سيستم ها کاربرد تجزيه اي دارند. در واقع مطالعات داخلي و خارج سلولي (in vitro in Vivo) در زمينه فرآيندهاي بيولوژيک (مانند بيان ژن ، ميانکش پروتئين پروتئين و پيشرفت بيماري) کاربردهاي کلينيکي فراوان و کشف داروهاي جديد را ميسر کرده است.
از طرفي ، ادغام آنزيم هاي لومينسانس يا فوتوپروتئين ها با اجزاي ويژه زيستي در زمينه ژنتيک به توسعه ابزارهاي تشخيص زيستي بسيار حساس منجر شده است.
مزيت بسيار بالاي کمي لومينسانس و بيولومينسانس قابليت بسيار بالاي اندازه گيري سيگنال است که در اين قابليت با استفاده از روشهاي گوناگون فوتون هاي بسيار اندک اندازه گيري مي شوند.

تشخيص با راديو داروها


پزشکي هسته اي شاخه اي از پزشکي است که در آن تشعشع و خواص هسته اي نوکلوئيدهاي راديواکتيو و پايدار براي تشخيص و درمان امراض به کار مي روند.


اين امر مي تواند بر پرتودهي مستقيم به وسيله يک چشم تشعشع خارجي و يا با تزريق داروهاي نشاندار تحقق يابد. از جمله کاربرد اين مواد، تشخيص انواع سرطان در مراحل مختلف است.
به اين منظور سودمندترين راديو ايزوتوپ ها هسته اي تابش کننده هاي گاما هستند، چرا که پرتوهاي تابش شده از اين مواد ميزان پيشرفت سرطان در بافتهاي بدن را بخوبي مشخص مي کند.
اما نبايد فراموش کرد که پس از يک تابش شديد اشعه به بدن به منظور تشخيص سرطان علايم و عوارض متعددي در فرد تظاهر پيدا مي کنند که از آن جمله مي توان به تخريب ارگان هاي خون ساز، تاثير روي سيستم گوارشي، مغز، غدد تناسلي و پوست به همراه علايمي همچون بي اشتهايي، سرگيجه ، استفراغ ، اسهال ، تعرق شديد، اختلال در تنفس ، لرزش بدن و تب اشاره کرد و البته اين عوارض تنها مضرات استفاده از اين روش تشخيصي نيست چرا که خود اين تشعشعات مي توانند انواع سرطان ها را در درازمدت ايجاد کنند.


در اين ميان استفاده از اشعه هاي يونيزاسيون در پزشکي براي امور تشخيص پديده اي رو به گسترش است ، لذا از يک طرف استفاده از آن در امر بهبود زندگي و سلامت جامعه ضروري است و از طرف ديگر زيانبار بودن آن براي سلامت جامعه امري بديهي به نظر مي رسد.
راهي که براي رفع اين تناقض وجود دارد استفاده کنترل شده و مطابق مقررات حفاظتي از اين مواد است. ضمن آن که استفاده از ابزارهاي تشخيص زيستي بسيار حساس به نظر مي رسد که با توجه به طبيعي و بدون عارضه بودن گرفته بسيار مناسب تري خواهند بود.



کرمي که تقليد مي شود


تنها واکنش آنزيماتيک بدن موجودات زنده که به توليد نور منجر مي شود، آنزيم لوسيفراز است که از کرم شب تاب جدا و درون باکتري کلون مي شود.


به گفته دکتر سامان حسينخاني عضو هيات علمي دانشگاه تربيت مدرس در دانشگاه تربيت مدرس در 4سال گذشته ژن سازنده آنزيم لوسيفر از 2گونه بومي ايران شناسايي و در بانک ژن ثبت شده است.
حسينخاني درخصوص نحوه کار در اين طرح مي گويد: ژن اين آنزيم پس از انتقال به باکتري در توليد آنزيم مورد استفاده قرار گرفت.


پس از تخليص آنزيم کيت سنجش ATPراه اندازي شد. در فاز بعدي با ايجاد جهش در ژن آنزيم نشر نور قرمز از سبز به قرمز تغيير يافته است.


قابليت اين ژن در حال حاضر انتقال به بدن موجود زنده به منظور تصويربرداري از بافتهاي سرطاني در حال بررسي است.از آنجا که اين واکنش در حضور ATPانجام مي گيرد، قادر خواهيم بود با توجه به منحني هاي استاندارد، ميزان آن را اندازه گيري کنيم.


روشهاي زيادي براي اين منظور اعم از فيزيکي و شيميايي ابداع شده است ؛ ولي روش اندازه گيري به کمک لوسيفر از کرم شب تاب حساسترين روش است.


با استفاده از اين روش امکان تشخيص 10 -21 مو از ATPوجود دارد. اين مقدار از ATP به اندازه ماده حياتي يک باکتري است.


حسينخاني ساخت کيت سنجش ATPرا در اين طرح براي اولين بار در کشور مي داند و مي افزايد: در بدن همه موجودات زنده از جمله باکتريها ATPوجود دارد. با توجه به حساسيت زياد اين روش نسبت به ATP، مي توان از اين سيستم براي اندازه گيري باکتري ها استفاده کرد.


اين روش امروزه حساس ترين روش براي اندازه گيري آلودگي باکتريايي در همه صنايع است. کليه صنايعي که استريليزه بودن براي آنها مهم است ، براي تاييد محصولات خود از اين روش استفاده مي کنند.
در خاک شناسي نيز اندازه گيري ميزان باکتري هاي خاک، کنترل مواد غذايي و آب با اين روش انجام مي شود. در ضمن به منظور بررسي حيات در کرات ديگر، کما اين که سازمان NASA امريکا بر سنگهاي آسماني يا موادي را که از خارج جو از سوي فضانوردان آورده مي شود، با ترکيبات سيستم BLکرم شب تاب مخطوط مي کند از طريق ميزان نور توليدي به احتمال داشتن حيات در آن ها پي مي برد.

تصويربرداري و رديابي سلول هاي سرطاني


با استفاده از روش ايجاد جهش در ژن سازنده اين آنزيم در حال حاضر در دانشگاه تربيت مدرس نور سبز توليدي اين آنزيم به نور قرمز تبديل شده است.


نور قرمز براحتي از بافت هاي بدن موجودات زنده عبور مي کند (برخلاف نور سبز). ژن توليدکننده نور قرمز سپس به بافت هاي بدن موجودات زنده انتقال مي يابد.


بيان پروتئين لوسيفراز و توليد نور قرمز براحتي مي تواند با استفاده از دوربين هاي ويژه اندازه گيري شود و از اين طريق وضعيت بافتهاي نرمال و سرطاني تشخيص داده مي شود.


همچنين با استفاده از اين روش که روشي غيرمضر براي فرد ميزبان است براحتي مي توان مهاجرت سلول هاي سرطاني يا پديده متاستاژ را بررسي کرد.



چرا شب تاب مي درخشد؟


کرم شب تاب لفظي کلي است براي حشراتي که در شب مي درخشند. اين موجود برخلاف نام آن ، حشره اي است که جزو راسته سخت بالپوشان (Coleoptera) است. گونه هاي زيادي از اين حشرات شناسايي شده اند.


نور توليدي از آنها براي جلب جنس مخالف و همچنين در مواردي شکار طعمه است. در بعضي گونه ها در تمام مراحل دگرديسي حشره اعم از تخم ، لارو، حشره بالغ نر و ماده نورافشاني ديده مي شود.
نام علمي گونه اي که در ايران غالب است و به فراواني يافت مي شود Lampyris turkestanicus است. نام انگليسي اين حشره firefly و عربي آن حباحب است. در بسياري از گونه ها از جمله حشره ايران تنها جنس نر قادر به پرواز است و البته نور نيز مي دهد.

تعيين عمر اشيا و بقاياى اجساد کشف شده در حفارى هاى باستان شناسى

در يک حفارى تکه استخوانى پيدا مى شود و باستان شناسان مى گويند که اين استخوان 5 هزار سال عمر دارد. يک بچه ماموت در آند کشف مى شود و عمر آن را بيش از 2 هزار سال تخمين مى زنند. اما دانشمندان چگونه مى فهمند که يک شيء يا اجساد و بقاياى موجودات زنده متعلق به چه زمانى هستند؟!تاريخ سنجى به وسيله کربن 14 يک روش رايج و مطمئن براى تعيين قدمت بقاياى موجودات زنده است، با اين شرط که حداکثر 50 هزار سال عمر داشته باشند. اين روش فقط درخصوص اشيايى به کار مى رود که يا خود زمانى زنده بوده اند مانند استخوان، بقاياى گياهان و بقاياى اجساد حيوانات و انسان ها و يا اين که از موجودات زنده ساخته شده اند. مانند لباسهاى پنبه اى يا کتانى، وسايل چوبى و غيره.

 کربن 14 چگونه ساخته مى شود؟

 

اشعه کيهانى هر روز و به مقدار زياد به اتمسفر زمين مى رسد. براى مثال در هر ساعت نيم ميليون تابش کيهانى به هر فرد مى تابد. اين اشعه کيهانى با اتمهاى اتمسفر برخورد مى کند و تابشهاى ثانويه را به صورت نوترون هاى پر انرژى به وجود مى آورد. اين نوترون هاى پرانرژى با اتمهاى نيتروژن برخورد مى کنند. پس از برخورد نوترون با نيتروژن 7 (14پروتون و 7نوترون) اين اتمها به اتمهاى کربن6 (14 پروتون 8 نوترون) به اضافه اتمهاى هيدروژن (يک پروتون و يک نوترون) تبديل مى شوند. کربن 14 راديواکتيو است با نيمه عمرى حدود 5700 سال. (نيمه عمر مدت زمانى است که نصف اتمهاى يک ماده راديواکتيو به دليل تابش، غيرفعال مى شوند).

 کربن 14 در موجودات زنده

اتمهاى کربن 14 که بر اثر تابش کيهانى به وجود آمده اند، با اتمهاى اکسيژن ترکيب شده و گاز دى اکسيدکربن مى دهند. گياهان، اين گاز را جذب کرده و بر اثر پديده فتوسنتز کربن 14 در فيبر گياهان وارد مى شود. حيوانات و انسان ها اين گياهان را مى خورند و کربن 14وارد بدن آنها مى شود. نسبت کربن 14 به کربن معمولى (کربن)12 در هوا و بدن موجودات زنده در تمام زمانها تقريباً ثابت بوده و هست. تقريباً در هر تريليون اتم کربن يک اتم، اتم کربن 14است. کربن 14 واپاشى مى کند. ولى هميشه تا زمانى که موجود زنده است، به دليل تبادل با محيط بيرون اتمهاى واپاشيده شده با اتمهاى جديد کربن 14 جايگزين مى شوند و اين نسبت تقريباً ثابت مى ماند.

 تعيين تاريخ يک فسيل

به محض اين که يک موجود زنده مى ميرد، دريافت کربن آن از محيط قطع مى شود. نسبت کربن 12 به کربن 14 در لحظه مرگ موجود با مقدار استاندارد آن در بدن بقيه موجودات زنده برابر است؛ ولى پس از مرگ کربن 14 واپاشيده شده و با هيچ کربن 14 جديدى جايگزين نمى شود. کربن 14 به تدريج و با سرعت بسيار کم، از بين مى رود؛ در حالى که مقدار کربن 12 ثابت است. با به دست آوردن نسبت کربن 12 به کربن 14 در نمونه مورد بررسى و مقايسه آن با مقدار استاندارد اين نسبت در موجودات زنده مى توان قرنى را که اين موجود در آن مى زيسته است، با دقت بسيار خوبى محاسبه کرد.

چون نيمه عمر کربن 14، 5700 سال است تعيين عمر اجسام با استفاده از کربن 14 فقط در مواردى معتبر است که نمونه حداکثر متعلق به 60 هزار سال قبل باشد. پس از اين مدت مقدار کربن 14 بسيار ناچيز مى شود. البته قوانين کربن 14 براى ساير ايزوتوپ ها هم معتبر است. مواد ديگرى هم وجود دارند که هم به صورت راديواکتيو هم غيرفعال در طبيعت وجود دارند و نسبت آنها هم مقدار ثابتى است. از طرفى نيمه عمر طولانى ترى هم دارند. مثلاً پتاسيم ماده اى است که دو ايزوتوپ فعال و غيرفعال آن در بدن موجودات زنده به طور طبيعى يافت مى شود. نيمه عمر پتاسيم 40، 103 ميليون سال است. البته روش تاريخ سنجى راديواکتيو در آينده قابل استفاده نيست. تمام موجوداتى که بعد از 1940 مرده اند، به دليل فعاليت هاى هسته اى بمبهاى اتمى، راکتورهاى هسته اى و آزمايش هاى هسته اى در فضاى باز دچار تغييرات هسته اى شده اند و در آينده تشخيص درصد راديواکتيويته طبيعى در اين موجودات از راديواکتيويته حاصل از اين فعاليت هاى هسته اى مشکل خواهد بود.

رده بندي موجودات زنده:
از نظر علمي موجودات زنده به دسته ها و گرو ه هايي تقسيم شده اند . کوچکترين گروه در رده بندي گونه (species) گونه هايي که بيشتر از گروه هاي ديگر به هم شباهت دارند در يک جنس (Genus) جنسهاي نزديک به هم در يک تيره يا خانواده (Family )جاي ميگيرند . تيره هاي نزديک به هم در يک راسته ( order)و راسته هاي شبيه به هم در يک رده (class)گنجانده ميشوند . رده هاي نزديک به هم شاخه را به وجود مي آورند . ( براي جانوران phylum براي گياهان division ) .
شاخه هاي نزديک به هم قلمرو يا سلسله را تشکيل ميدهند (kingdom) که بزرگترين گروه در رده بندي به شمار ميرود .گاهي تقسيم بندي هاي فردي نيز ضروري است . و از اينجاست که با واژه هايي چون زير شاخه و يا زير رده و غيره برخورد ميکنيم .تفاوت هاي موجود بين افراد يک گروه مثلا يک تيره و تيره هاي ديگري که در يک راسته جاي دارند بايد با هم هماهنگ و هم ارزش باشند . از اين رو گاهي پيش مي آيد که يک تيره که ويژگيهاي خاص خود را داراست نميتواند با تيره هاي ديگر در يک راسته جاي داده شود بنابراين يک چنين تيره هايي در يک راسته جاي ميگيرند مانند جنسهاي Amphioxus که يک تيره مستقل را تشکيل ميدهند در عين حال يک راسته نيز هست و در اين مورد خاص اين تيره به تنهايي يک راسته - يک رده و يک زير شاخه را تشکيل ميدهد .
رده بندي طبيعي بر پايه همانندي هاي کلي و عمومي افراد استوار است در حاليکه در رده بندي مصنوعي که به منظور خاص انجام ميشود يک يا جند صفت براي رده بندي در نظر گرفته ميشود .در رده بندي طبيعي هر چه افراد از نظر نياکان مشترک به هم نزديک تر باشند شباهت بيشتري نشان مي دهند از اينرو اين نوع رده بندي نشانم دهنده روند تکاملي موجودات نيز هست پس در واقع دودماني هم ميباشد .
سيستمهاي رده بندي سيستمهاي سخت و انعطاف ناپذيري نيستند زيرا متخصصان رده بندي داراي ديدگاه هاي متفاوتي هستند و صفات متفاوتي را مد نظر قرار ميدهند از اينروست که سيستمکهاي رده بندي هر چند گاه يکبار بر پايه داده ها و دانسته هاي به دست آمده مورد تجديد نظر قرار ميگيرند .
در حال حاضر اساس رده بندي موجودات بر پايه شباهت هاي شکلي و ساختماني آنها استوار است ولي با به دست آمدن اطلاعات بيشتر در زمينه ويژگيهاي بيو شيميايي و فيزيولوژيک موجودات اين صفات در پيدايش سيستمهاي رده بندي روز به روز جاي بيشتري را اشغال ميکند .

روشهای جدید در رده بندی



هدف رده بندی جدید نه تنها توصیف ، تشخیص و مرتب کردن موجودات در سطوح مناسب است ، بلکه شامل درک تاریخ تکامل و مکانیزهای آنها نیز می شود. روشهای اولیه به طور عمده تنها بر خصوصیات مشاهده شده استوار بودند و به تفاوتهای زیر گونه ای توجه نداشتند. بنابراین بسیاری از گونه ها به وسیله یک یا تعداد محدودی نمونه شناسایی می شوند. در حال حاضر توجه زیادی به تقسیم بندی فرعی گونه ها مانند زیر گونه و جمعیتها مبذول می گردد. گونه مرفولوژیکی سابق اکنون گونه بیولوژیکی نامیده می شود که خصوصیات اکولوژیکی ، ژنتیکی ، بیوشیمیایی و سایر خصوصیات را شامل می شود. همه این روشهای جدید در توضیح ساختار واقعی گونه و موقعیت تکاملی آن سهم بزرگی دارند. ولی از آنجایی که اغلب روشهای جدید به روشهای خاص نیاز دارند این روشها نیز مستلزم پاره ای مسائل می باشند ، شرح مختصری از تمام روشهای رایج در رده بندی ارائه می شود

روش مرفولوژیکی
صفات مرفولوژیکی مهم مانند اندامهای تناسلی خارجی ، شاخکها ، بالها ، تعداد و نحوه پراکنش موها و غیره در نمونه های بالغ بیشتر در بین بند پایان ، هنوز در مطالعات رده بندی ما غالب هستند. در عصر رده بندی جدید به منظور درک ساختار ظریف صفات متعدد مورفولوژیکی روشهای جدید کشف شده اند. این روشهای جدید به کشف خصوصیات جدید و قابل اعتمادتر منجر شده اند. استفاده از اسکن میکروسکوپهای الکترونی در مطالعات رده بندی بندپایان و سایر بی مهرگان افزایش یافته است. این میکروسکوپ از طریق تهیه تصاویر تقریبا سه بعدی با بزرگ نمایی مفید پنجاه تا ده هزار برابر اطلاعات عالی درباره سطح نمونه ارائه می دهد. بسیاری از صفات ریز در حشرات و کنه های گیاهی و حیوانی و سایر بندپایان کوچک وجود دارند که با استفاده از استرئومیکروسکوب بخوبی قابل بررسی نیستند و باید تنها در چنین بزرگنمایی زیادی مطالعه شوند. تصاویر سه بعدی خیلی بزرگ در کشف صفات جدید و بعلاوه در آشکار کردن جزئیات نا مشخص صفات شناخته شده متعد کمک زیادی می کنند.

__________________

روش جنین شناسی و مراحل نابالغ
در تمامی افراد ، طی رشد جنینی تغییراتی در الگوهای صفات بروز می کند. چنین تغییراتی در گروهایی که افراد آن مراحل مختلف مرفولوژیکی کاملا متفاوتی را طی می کنند ، کاملا مشهود است. نمونه بسیار خوب به وسیله موجودات دارای مراحل چند شکلی مناسب ارائه می شود که رشد آنها شامل چند مرحله جوان مشخص است که هر یک به وسیله یک پوست اندازی متمایز می شود. توصیف رده بندی نه تنها بر اساس خصوصیات مرفولوژیکی افراد بالغ بلکه بر اساس مجموع خصوصیات همه مراحل است.

روش اکولوژیکی
شاید قدیمیترین کوشش ثیت شده استفاده از اطلاعات اکولوژیکی در طبقه بندی به وسیله افلاطون باشد که او از زیستگاه آبی ، خاکی یا هوایی به عنوان خصوصیت اصلی استفاده کرد. اما ارسطو اولین فردی بود که به طور جدی به اهمیت چنین خصوصیاتی در طبقه بندی حیوانت فکر نمود. او حتی آزادانه از آنها در طبقه بندی خود استفاده نمود. اکنون این امر محقق است که هر گونه در طبیعت دارای کنج اکولوزیکی ( نیچ) خاص خودش می باشد و از نظر ترجیح غذایی ، فصل تولید مثل ، مقاومت در برابر عوامل فیزیکی مختلف و غیره از نزدیکترین وابستگانش متفاوت است. وقتی که دو گونه نزدیک به هم در یک محیط مشترک همزیستی دارند ، آنها از طریق خصوصیات کنج اکولوژیکی خاص گونه ای از رقابت کشنده اجتناب می کنند. گونه های خیلی وابسته ای هستند. که در مکانها و زیستگاهای طبیعی متفاوت زندگی می کنند که در چنین مواردی ممکن است خصوصیات اکولوژیکی بسیار شبیه هم داشته باشند یا اینکه در یک زیستگاه بطور مشترک زندگی کنند و هر یک دارای غذای متفاوتی باشند یا به بیان دیگر از رقابت بین گونه ای اجتناب ورزند. روش رفتاری
استفاده از خصوصیات رفتاری در رده بندی حیوانی یک روش نسبتا جدید است. این روش یکی از مهمترین منابع اطلاعات رده بندی به شمار می رود. این خصوصیات در جدا کردن گونه های نزدیک به هم کمک بزرگی می کنند. رفتار شناسی مقایسه ای در بهبود طبقه بندی پرندگان ، حشرات ( مخصوصا سیرسیرکها ، زنبورها و بعضی سوسکها ) قورباغه ها ، ماهیها و غیره بسیار مفید بوده است. این صفات به طور ژنیتیکی تعیین می شوند و مانند صفات مرفولوژیکی از نسلی به نسل بعد انتقال می یابند ، بنابراین این صفات به عنوان مکانیزمهای جدا کننده و شروع سازگاریهای جدید نقش بزرگی ایفا می کنند.
وسایل ضبط دقیق صدا و سونوگرافی در مجزا نمودن گونه های نزدیک به هم پرندگان و سایر حیوانات کاملا مفید بوده اند.

روش سلول شناسی
این روش مطالعات زیر را شامل می شود :

الف- مکملهای ژنتیکی
شامل ژنوم ( DNA در هسته ) و پلاسمون ( DNA در ارگانلهای سیتوپلاسمی ) می باشد. دزواکسی ریبونوکلئیک اسید ماده اصلی توارث است. اعتقاد بر این است که اگر ترکیب DNA در تمام گونه ها شناخته شود ، سیر تکاملی آنها کاملا روشن خواهد شد. همین طور اعتقاد بر این است که مقدار DNA در هر دسته از کروموزومها برای هر گونه ثابت است. اما هنوز مشخص نشده است که نسبت محتوای DNA کروموزومها به تنوع اندازه بندهای هتروکروماتیک یا ارتباط آنها با تفاوت ضخامت در متافاز نسبت دارد. حتی در حال حاضر مقدار معینی از DNA و پروتئین که در میتوز تحریک می شوند تا در تعداد معینی از کروموزومها انتشار یابند. معلوم نیست.

ب- دورگ گیری DNA :
کشف اینکه دو رگ گیری بین اجزاء تک رشته ای DNA از منابع مختلف امکان پذیر است ، یک روش فیزیکوشیمیایی را برای سنجش ارتباطات ژنتیکی بین گونه ها فراهم می کند. در این نوع از مطالعات DNA استخراج شده از یک موجود در لوله آزمایش با لاینهای سلولی از سایر موجودات دو رگ گیری می شود. این روشهای پیوند DNA نوید بخش حل مسائل پیچیده رده بندی می باشند. روابط رده بندی اینها به وسیله Hoyer et al. بخوبی بررسی شده است. گزارشهای فسیلی ناقص در بسیاری از گروهای حیوانی ممکن است در طی مطالعات مربوط به حل مشکلات تکاملی با فیلوژنتیکی ، مسائلی را مطرح نماید.

ج- مطالعات کاریوتیپ شناسی
سلول شناسی کروموزومی بیشتر به وسیله متخصصین رده بندی گیاهی تا متخصصین رده بندی حیوانی مطرح شده است. شالوده رده بندی کروموزومی زمانی بنا نهاده شد که مسائل تشخیص کروموزومی پذیرفته شد و نظریه کروموزومی توارث ایجاد شد. کاریوتیپ توسط تعداد ، اندازه و شکل خارجی کروموزومها مشخص می شود و یک خصوصیت ثابت و قطعی هر گونه می باشد. تعداد ، شکل و نحوه جفت شدن کروموزومها ممکن است با استفاده از روشهای مختلف تشریح و رنگ آمیزی تعیین شود. رده بندی کروموزومی می تواند بخوبی در تعیین روابط فیلوژنتیکی گروها و بعلاوه در جدا کردن گونه ها خویشاوند مفید باشد.
تحول روشهای اصلاح شده در خلال سی سال گذشته کار با کروموزومها را بسیار راحت نموده است. امروزه کار کردن با گروههای مشکل مانند پستانداران ، پرندگان و حشراتی از قبیل پروانه ها نیز امکان پذیر شده است. در حال حاضر کاریوتیپ معتبرتری برای در حدود هزار گونه از پستانداران چند صد گونه از ماهیان ، دوزیستان ، خزندگان و پرندگان وجود دارد. تعدادی از مجموعه گونه ها مخصوصا در پستانداران و دوزیستان راسته Urodela تجزیه شده اند.

__________________

روش بیوشیمیایی
این روش نیز به طور وسیع در گیاهان بیشتر از حیوانات مطالعه شده است. استفاده از این قبیل صفات در رده بندی اولین بار در سال 1813 به وسیله کاندول برای جدا کردن گونه های نزدیک به هم گیاهان شروع شد. امروزه این حقیقت کاملا شناخته شده است که متابولیسم یک موجود مجموعه ای از تغییرات شیمیایی است و مرفولوژی ، رفتار و اکولوژی یک موجود باید به متابولیسم آن وابسته باشند. حیوانات حاوی تعداد زیادی از ترکیبات پیچیده مانند هورمونها ، آنزیمها و سایر پروتئینهای دارای پپتیدها ، اسیدهای نوکلئیک ، اسیدهای آمینه و قندها هستند. تکنیکهای رده بندی بیوشیمیایی احتمالا کمتر تحت تاثیر مستقیم عوامل محیطی قرار می گبرند و نسبت به بسیاری از تجزیه و تحلیلهای مرفولوژی متداول اختلافات ژنتیکی را بهتر منعکس می نمایند. کار اصلی متخصص رده بندی بیوشیمیایی مقایسه و مقابله ترکیبات هم ردیف با نقش مشابه در گونه های مختلف حیوانی با توجه به خصوصیات و توزیع آنها در اندامهای مختلف بدن است. بنابراین گونه ها را می توان بر اساس توالی های آمینواسید در پروتئین های یک موجود و بر اساس اختلافات موجد در گونه های مختلف از یکدیگر متمایز کرد. Crick آنرا رده بندی پروتئینی نامید. این اعتقاد نیز وجود دارد که تغییرات و ساختمان آنزیم می تواند در کشف گونه های جدید کمک نماید. Lahni آنرا رده بندی مولکولی نامید. رده بندی مولکولی در اصل شامل توالی نوکلئوتیدها در پلی نوکلئوتیدها بود. Turner ترجیح داد که آن را به دو نوع رده بندی مولکولهای کوچک و رده بندی مولکولهای بزرگ تقسیم نماید. رده بندی مولکولهای کوچک به توزیع و روابط بین سنتز حیاتی ترکیبات با وزن مولکولی کوچک مانند اسیدهای آمینه آزاد ، آلکاسیدها ، ترپنها و فلاونوئیدها تکیه می کند ، این ترکیبات معمولا تحت عنوان ترکیبات ثانویه نامیده می شوند. این روش بویژه در حل مسائل رده بندی در جایی که دورگ گیری یک عامل باشد مناسب است. رده بندی مولکولهای بزرگ در ارتباط با مولکولهای پلی مری مانند DNA و RNA ، پلی ساکاریدها و پروتئینها می باشد. این روش در حل پاره ای از مسائل پیچیده تر رده بندی بخصوص آنهایی که روابط بین سطوح بالاتر را شامل می شوند ، مناسب است.
بنابراین در حال حاضر روش بیوشیمیایی به طور قطعی در حل بسیاری از مسائل رده بندی مفید است. اما این روش در بسیاری از موارد نیز مفید نیست. بعلاوه چنین مطالعاتی فقط در مورد موجودات در قید حیات امکان پذیر است و بنابراین ردیابی مسیر تاریخ تکاملی مشکل است. روش بیوشیمیایی نمی تواند با توجه به فیلوژنی موجودی که گزارشهای فسیلی آن نامناسب یا وجود ندارد به قضاوت قطعی منجر می شود. بیشتر کارهای رده بندی بیوشیمیایی فقط بر اساس اختلافات کمی و کیفی مواد تشکیل دهنده تمام بدن موجودات یا یکی از بافتهای آنها ست. صفات مرفولوژیکی مانند خصوصیات شیمیایی نیز متغیر هستند. درک صحیح روابط رده بندی موجودات برای آشکار کردن تنوع الگوهای بیوشیمیایی نیازمند مقایسه تعدادی از خصوصیات بیوشیمیایی در ترکیب با صفت دیگری است صرفا بر اساس یک صفت بیوشیمیایی ممکن نیست. نظر به اینکه پروتئینها و اسیدهای نوکلیئیک یک تخمین معتبر هر چند غیر مستقیم از درجه همانندی ژنتیکی بین حیوانات را فراهم می کنند ، برای درک روابط رده بندی حیوانات مقایسه خصوصیات مختلف اجزاء شیمیایی تشکیل دهنده مناسبتر از سایر اجزاء تشکیل دهنده است. انتشار اسیدهای آمینه آزاد در اندامهای مختلف حشرات نسبت به وجود یا عدم وجود محض یا تراکم آن در کل بدن یا یکی از بافتهای بدن حیوانات از ارزش رده بندی بالاتری بر خوردار است.

انواع روشهای شیمیایی

این مطالعات به پنج روش ایمنی شناسی ، کروماتوگرافی ، الکتروفوز ، اسپکتروفتومتری و بافت شناسی شیمیایی انجام می شوند. همه این روشها در ارتباط است با مشخص کردن ترکیبات شیمیایی بافتها و سرم خون که مواد شیمیایی لازم برای تغذیه سلولها هم در رشد و هم تولید مثل حمل می کند.


الف- روش ایمنی شناسی
این روش بر واکنش ته نشینی ( رسوب ) استوار است که برای مطالعه آنتی ژنهای محلول مانند آنهایی که در سرم حیوانی یا ترشحات بافت گیاهان یا حیوانات وجود دارند ، ترجیح داده می شود. این روش اولین بار به وسیله Rudolph Krauss در مورد میکروارگانیزمها کشف شد. استفاده از آن براساس این حقیقت است که : پروتئینهای یک موجود در برابر پروتئینهای موجود خویشاوند به طور قویتری با آنتی بادیها واکنش نشان خواهد داد تا در برابر پروتئینهای موجود با درجه خویشاوندی کمتر. یک آنتی ژن ( معمولا یک پروتئین ) ، وقتی به یک حیوان تزریق شود حیوان را به تولید ترکیباتی تحریک خواهد کرد ، آنتی بادیها با درجه اختصاصی زاید در برابر مواد تزریق شده در واکنش نشان خواهد داد. حیوانات دارای آنتی بادی مصون در نظر گرفته می شود و فرآیند ایمن سازی ، زمانی که با نسبت مناسب آنتی ژنی محلول با سرم مصون مخلوط شود به وسیله تشکیل یک رسوب آشکار می شود. با استفاده از این روش تعیین اینکه یک آنتی ژن مختص یک جنس ، گونه هایی از جنس ، یا حتی نژاد بخصوصی در یک گونه است و یا واکنشهای آمیزشی را نشان می دهد نیز امکان پذیر است.
اگر چه این عمل بیش از نیم قرن مورد استفاده بوده ، تا کنون به حد مورد انتظار برای ما مفید نبوده است.

ب- کروماتوگرافی
روشی است که به وسیله آن می توان اجزای یک مخلوط مرکب را مجزا و شناسایی نمود. این روش بر اساس مقادیر متفاوتی است که ترکیبات در یک مخلوط مضاعف در طول یک محیط متخلخل مانند قطعه ای از کاغذ ( کروماتوگرافی کاغذی ) یا ستون از پودر گچ ( کروماتوگرافی ستونی ) حرکت می کنند. کروماتوگرافی کاغذی به طور گسترده برای مقایسه ترکیبات شیمیایی گونه های نزدیک به هم ، مخصوصا با توجه به اسیدهای آمینه و پپتیدها در تیمار نینهیدرین و پورین ها و پیریمیدین ها یا سایر ترکیباتی که نور ماوراء بنفش را جذب یا عبور می دهند ، مورد استفاده بوده است. مواد مورد تجزیه به دو روش کلی تهیه می شوند. یا قطعاتی از بافتها یا حیوانات کوچک کامل به طور مستقیم بر روی فیلتر کاغذی فشرده و له می شوند یا عصاره هایی تهیه می شوند که پروتئینهای محلول در آنها ته نشین شده باشد به طوری که محلول حاصله تنها شامل اسیدهای آمینه و پپتیدهای کوچک باشد.

ج- الکتروفورز :
این روش نیز شامل حرکت مشابه مواد حل شده از طریق یک محیط ثابت می باشد اما در اینجا حرکت در اثر اختلاف پتانسیل الکتریکی را حاصل می شود. این روش بر اساس این حقیقت است که : اجزاء مخلوط مقادیر متغییر بار الکتریکی را حمل می کنند و بنابراین در محلول نمکی که یک جریان الکتریکی ازآن عبور داده می شود در سرعتهای مختلف حرکت خواهند کرد. این روشها اولین بار به وسیله Tiselius برای تشخیص اجزاء مرکب سرم پروتئینها که تحت تاثیر یک جریان الکتریکی در یک محلول نقل مکان می کنند استفاده شد. این روشها تا حد زیادی بهبود یافته اند بطوری که امکان مجزا شدن تعداد زیادی از پروتئینهای مختلف در یک سیانین وجود دارد. امروزه برای مطالعه ترکیبات مولکولی پروتئینهای پیچیده ، انواع مختلفی از روشهای الکتروفورز وجود دارد.
در الکتروفوز کاغذی مخلوط مورد تجزیه بر روی یک نوار کاغذی که قبلا به وسیله محلول نمکی مرطوب شده ریخته می شود. انتهای نوار در داخل ظرفی که با محلول پر شده است قرار داده می شود. یک الکترود در داخل هر ظرف فرو برده می شود و جریان مستقیم از داخل محلول عبور داده می شود. اجزاء متفاوت بر اساس بار الکتریکیشان با سرعتهای مختلف جابجا می شوند. زمانی که ترکیبات مجزا شدند ، تشخیص آنها به روشهای مختلف انجام می شود. کاغذ ، به خاطر کیفیت بالای جذب مولکولی ، اندازه متغییر خلل و فرج ، جریان شدید انتقال الکترونی بافر ، در ابتدا توسط ژل آگار ، سیس نشاسته و اخیرا به وسیله ژل آکریل آمید جایگزین شد. هر یک از این عوامل باعث بهبود در افزایش تمایز مولکولهای بزرگ می شوند. محیط نشاسته و آکریل آمید بعد دیگری را در جدا سازی پروتئین ایجاد کردند.

د- اسپکتروفتو متری با اشعه مادون قرمز:
این روش بر اساس جذب نورمادون قرمز به وسیله مواد بیولوژیکی استوار است. بنابراین الگوهای تشکیل شده بر اساس ترکیب شیمیایی آنها می باشد و باعث روشن شدن بسیاری از جنسهای مهم رده بندی می شود. این روش تا کنون بیشتر در مورد میکروارگانیزمها به کار رفته است.

ه- مطالعات بافت شناسی شیمیایی :
هنگامی که بافتهای کسانی از گونه های مختلف حیوانی وظیفه مشابهی را در ظاهر نشان دهند ، ممکن است بین آنها اختلافات بیوشیمیایی مشاهده شود که می تواند از ارزش رده بندی برخوردار باشد. این صفات نیز می توانند در تشخیص گروه بندیهایی در سطوح پائینتر از گونه نیز کمک نمایند. روشهای بافت شناسی شیمیایی شامل تکنیکهای ظریف مشخص و واکنشهای خاص رنگ آمیزی می باشد. روش تثبیت ماده در این قبیل مطالعات دارای اهمیت زیادی است ، به طوری که نباید نسبت به آنچه در حالت زنده وجود دارد ، تغییرات شیمیایی روی دهد. این روشها در تجزیه کیفی و نیمه کمی پروتئینها ، اسیدهای آمینه آزاد ، آنزیمها ، کربوهیدراتها ، مایعات و اسیدهای نوکلئیک حاوی یونهای فلزی به کار رفته است. برای رنگ آمیزی از رنگها مختلفی استفاده می شود تا این خصوصیات بهتر درک شود. استفاده از میکروتومهایی که به طور مستقیم از بافتها مقطع می گیرند و بویژه میکروسکوپهای الکترونی این مطالعات را معنی دارتر کرده است. این روش وقتی با سایر خصوصیات ترکیب شود ، قادر است در استنباط روابط رده بندی بین گروهای مختلف حیوانی نیز کمک بزرگی بنماید.

__________________

پروتيوميكس چيست؟

پروتيوميكس از جمله تكنيك­هاي جديد مهندسي ژنتيك مي­باشد كه چشم انداز كاربردهاي وسيع آن در شاخه­هاي مختلف علمي و فني از جمله، پزشكي، داروسازي، كشاورزي و غيره روشن است. اين شيوة نوين، نويدبخش آتيه­اي درخشان در حيطة علوم زيستي بخصوص بيوتكنولوژي است و بنظر مي­رسد پس از ژنوميكس، راهگشاي جنبه­هاي ناشناخته­اي از علوم باشد. مطلب زير كه از سايت www.taglichbrothers.com انتخاب وترجمه شده است، به اين موضوع پرداخته است:

پروتيوميكس عبارت است از مطالعه و تعيين خصوصيات همه پروتئين­هاي موجود در بدن انسان يا ساير سازواره­ها (ارگانيزم­ها). اين درحالي است كه ژنوميكس عبارت است از مطالعه و تعيين خصوصيات همه ژن­هاي يك موجود زنده. بنابراين پروتيوميكس مرحلة پس از ژنوميكس به­شمار مي­رود. سوال اين جا است كه ارتباط پروتيوميكس و ژنوميكس چيست و چگونه مي­توان از آنها در مطالعات زيستي بهره جست؟

ژن­ها سطح نهايي كنترل را براي همه خصوصيات قابل تشخيص و فرايندهاي متابوليكي موجودات زنده معين مي­كنند. با اين وجود ژنها به­خودي خود قابل استفاده نيستند. آنها شبيه قطعات يك خودرو و يا قطعات چوبي براي بنا كردن يك خانه هستند كه تنها در صورت اتصال صحيح به يكديگر مي­توانند نمايانگر يك ماشين يا يك خانه باشند.

بنابراين وقتي صحبت از ژن به ميان مي­آيد، تشخيص پروتئين به عنوان فرآورده نهايي يك ژن نيز اهميت پيدا مي­كند. در ساده­ترين شكل، ژن را مي­توان ساختاري دانست كه چگونگي ساخت يك پروتئين خاص را ديكته مي­كند. همانطور كه به كمك حروف موجود روي صفحه كليد ماشين تايپ مي­توان آنها را به شكل­هاي مختلف در كنار هم قرار داد تا يك لغت، جمله و پاراگراف ساخته شود، حروف مولكولي الفباي ژنتيك را نيز مي­توان به اشكال مختلف و نامحدود در كنار يكديگر قرار داد تا ژن­هاي مختلف ساخته شوند. در اين صورت هر ژن ساختار لازم براي خلق يك پروتئين متفاوت را فراهم مي­كند. ما مي­توانيم پروتئين­ها را به دو دسته پروتئين­هاي ساختماني(StructuralProteins) و پروتئين­هاي عملگر(FunctionalProteins) تقسيم­بندي كنيم. پروتئين­هاي ساختماني شكل واقعي بدن موجودات زنده را مي­سازند. به عبارت ديگر اين پروتئين­ها به عنوان بخشي از پوست، استخوان و ماهيچه­هاي بدن هستند. همچنين در سطوح مولكولي، اين پروتئين­ها سازنده گيرنده­هاي سطحي(SurfaceReceptor) هستند كه سلول را قادر مي­سازند نسبت به هورمون­ها و محرك­هاي عصبي واكنش نشان دهد. پروتئين­هاي عملگر كه به نام آنزيم شناخته مي­شوند، كنترل كننده كليه واكنش­هاي شيميايي هستند كه فرآيندهاي متابوليك لازم براي حيات موجود زنده را هدايت مي­كنند.

به­منظور درك كليه فرايندهاي پيچيده كه در بدن موجودات زنده اتفاق مي­افتد، ما نياز به دانستن ژنوميكس داريم؛ بدين­ترتيب خواهيم توانست مباني ژنتيك موجودات زنده را بطور كامل درك كنيم. اما براي آنكه قادر باشيم نقايص ژنتيكي و اشتباهات مولكولي را درمان كنيم، نياز به دانستن پروتيوميكس داريم؛ بدين­ترتيب ما درك كاملي از فراورده­هاي پروتئيني ژن­ها را به دست خواهيم آورد. با ساخت يك دارو كه بر روي يك پروتئين خاص ايجاد كننده يك بيماري عمل مي­كند، ممكن است بتوانيم به جاي حذف اثرات جانبي آن بيماري به درمان واقعي آن دست يابيم.

مطالعه پروتيوميكس انسان اميد دستيابي به داروهاي اثربخش جديدي را برانگيخته است. به عنوان مثال ممكن است بتوان سرطان را بدون بر جاي گذاشتن اثرات جانبي مضر كه معمولاً در نتيجه شيمي درماني بروز مي­كنند، درمان كرد. مطالعه پروتيوميكس باكتري­ها نيز دانشمندان را قادر مي­سازد تا آنتي­بيوتيك­هاي جديدي را توليد نمايند كه مشكل مقاوم شدن باكتري­ها را نداشته باشند. پروتيوميكس انقلاب بزرگي است كه علم پزشكي را دگرگون خواهد ساخت و نسل جديد داروها را پديد خواهد آورد و به دنبال آن اقتصاد دنيا را متحول خواهد ساخت.

در حال حاضر چند شركت وجود دارند كه تحقيقات خود را براي دستيابي به داروهاي جديد بر روي پروتيوميكس معطوف ساخته­اند. ازجمله اين شركت­ها مي‌توان سلرا ژنوميكس گروپ، مايريد ژنتيك و سايتيژن را نام برد. شركتهايي مثل بيوژن، آمژن و ژنتك كه پيش از اين سودهاي كلاني را از محل فروش فرآورده­هاي زيستي به دست

آورده­ان د نيز در حال ظرفيت­سنجي براي سرمايه­گذاري در زمينه پرتيوميكس هستند

. بهداشت آببهداشت آب موضوعي بسيار مهم در بهداشت عمومي و مديريت سلامت مي‌باشد. قبل از پرداختن به راه كارهاي عملي استحصال، انتقال، بهسازي و توزيع آن لازم است اين عنصر حياتي موثر بر سلامت و مرتبط با توسعه پايدار، شناخته شود.

شناخت آب از نظر كيفيت و كميت و چگونگي حصول آن قدمي اساسي در جهت بهينه سازي مصرف آن مي‌باشد. اگر چه بيش از سه چهارم كره زمين را آب فرا گرفته است، سهم قليلي از آب‌هاي موجود، براي مصارف بهداشتي و كشاورزي، قابل استفاده است. زيرا حدود 3/97 درصد اقيانوس‌ها و 1/2 درصد يخ‌هاي قطبي و 6/0 درصد درياچه ها و رودخانه و آب‌هاي زيرزميني وجود دارد كه حدود 36/0 درصد كل منابع آب مي‌باشد. آب اقيانوس‌ها، درياها و اغلب درياچه ها و بسياري از منابع آب زيرزميني به علت شوري بيش از حد و داشتن املاح معدني براي مقاصد بهداشتي، كشاورزي و صنعتي، غيرقابل استفاده مي‌باشند.

آب ماده حياتي است كه بطور يكنواخت در سطح كره زمين موجود نمي‌باشد. در نتيجه بسياري از نقاط كره زمين با كمبود آب مواجه است. حركت مداوم بخار آب به هوا و برگشت آن به زمين را گردش آب در طبيعت مي‌نامند.

انرژي خورشيد باعث تبخير آب اقيانوس‌ها، رودخانه ها، درياچه ها و منابع آب سطحي مي‌گردد. بخار آب فشرده شده همراه توده هاي هوا باعث نگهداري آب در هوا شده و موجب تشكيل ابر باردار يا ذخيره كننده آب مي‌شود ريشه گياهان، آب و رطوبت موجود در خاك را گرفته و از طريق روزنه هاي تنفسي برگ‌ها به هوا فرستاده و به بخار تجمع يافته در هوا اضافه مي‌شود كه در شرايط مناسب به صورت نزولات جوي به زمين برمي‌گردد.

آب يك عنصر حياتي است با ويژگي‌هاي قابل توجه و كم نظير، يكي از مهم ترين عناصر شيميايي مي‌باشد كه قسمت اعظم موجودات زنده و محيط زيست راتشكيل مي‌دهد. اين ماده 70% گياهان را تشكيل مي‌دهد. آب فراوان‌ترين و بهترين حلال در طبيعت است. آب يك مايع زيست شناختي است كه واكنش‌هاي فيزيكوشيميايي سوخت و ساز در پيكره موجودات زنده را مقدور و تسهيل مي‌نمايد ومحيطي است براي نقل و انتقال مواد در بدن موجودات زنده كه علاوه بر نقش موثرآن در متابوليسم، دفع مواد زائد حاصل از فعاليت‌هاي زيست شناختي موجود زنده را موجب مي‌شود. آب ناشي از تعريق در گرما باعث خنك كردن بدن مي‌گردد. آب و انيدريد كربنيك توسط انرژي خورشيدي در پيكره گياهان سبز تبديل به كربوهيدرات يا انرژي شيميايي مي‌شود.

اگر چه آب خالص در طبيعت يافت نمي‌شود. اما آب خالص مايعي بي‌رنگ، بي‌بو و بي مزه است كه داراي نقطه انجماد صفر و نقطه جوش 100 درجه سانتي گراد مي‌باشد ساختار شيميايي آن به صورت  H2O  است كه به احتمال كمتر از 3/0 درصد آب‌هاي موجود در طبيعت بر دارنده ايزوتوپ‌هاي H4O2 ،  H6O3  نيز مي‌باشند. آب در چرخه گردش خود قادر است املاح و گازهاي موجود در طبيعت را به صورت محلول در آورده و بسياري از آلودگي‌ها را همراه خود به حركت در آورد. آب باران قبل از رسيدن به زمين ناخالصي‌هاي موجود در هوا نظير ذرات، گازها، مواد راديواكتيو و ميكروب‌ها را به سطح زمين آورده و در حين حركت در زمين نيز آلاينده ها را با خود حمل مي‌كند. به علاوه آب‌هاي جاري اغلب دريافت كننده فاضلاب‌ها و مواد زائد ناشي از فعاليت‌هاي انساني مي‌باشند.

بسياري از مشكلات بهداشتي كشورهاي در حال پيشرفت، عدم برخورداري از آب آشاميدني سالم است. از آنجايي كه محور توسعه پايدار، انسان سالم است و سلامت انسان در گرو بهره مندي از آب آشاميدني مطلوب مي‌باشد بدون تامين آب سالم جايي براي سلامت مثبت و رفاه جامعه، وجود ندارد. آب از دو بعد بهداشتي واقتصادي حائز اهميت است. از بعد اقتصادي به حركت درآورنده چرخ صنعت و رونق بخش فعاليت كشاورزي است. از بعد بهداشتي آب با كيفيت، تضمين كننده سلامت انسان است. آب با شكل ظاهري و با وسعت محتوايي آن دنياي زنده ديگري است.

اگر چه از ديد ما پنهان است، اما آب داراي آثار بسيار زيادي در حيات جانداران به ويژه انسان ميباشد. آب آشاميدني علاوه بر تامين مايع مورد نياز بدن به مفهوم مطلق آن يعني H2O ، در بردارنده املاح و عناصر ضروري براي موجود زنده و انسان مي‌باشد. كمبود پاره اي از آن‌ها در آب ايجاد اختلال در بدن موجود زنده مي‌كند و منجربه بروز برخي بيماري‌ها مي‌شود.

فقدان يد و فلوئور و ارتباط آن‌ها با گواتر اندميك و پوسيدگي دندان‌ها به ترتيب بيان كننده اين اهميت است. علاوه بر مواد شيميايي، موجودات ذره بيني گوناگوني نيز در آب پيدا مي‌شوند كه بعضي از آنها بيماري زا بوده و ايجاد بيماري‌هاي عفوني خطرناكي مي‌كنند. بهسازي آب رابطه مستقيمي با كاهش بيماري‌هاي عفوني دارد. بطوري كه پس از تامين آب آشاميدني سالم ميزان مرگ از وبا 1/74 درصد، ميزان مرگ از حصبه 3/63 درصد، ميزان مرگ به علت اسهال خوني 1/23 درصد و ميزان مرگ از بيماري اسهال 7/42 درصد كاهش يافت. بنابراين برنامه ريزي و هزينه در جهت تامين آب سالم سرمايه گذاري قابل توجهي براي آينده خواهد بود. تهيه و تامين آب آشاميدني سالم براي جامعه يكي از موثرترين و پايدارترين فنآوري‌ها براي ارتقاء سلامت جامعه است.

ناخالصي‌هاي آب

چنانچه آب خالص با تركيب شيميايي  H2O  را اساس مطالعه قرار دهيم ناخالصي‌هاي آن عبارتند از:

1 ـ  ناخالصي‌هاي معلق

نظير ذرات معلق زنده و غيرزنده كه در آب به صورت معلق يافت مي‌شوند. اين نوع ناخالصي را مي‌توان در سه گروه، تقسيم بندي و مطالعه نمود.

الف) ذرات معلق زنده بيماري‌زا مانند عوامل بيماري‌زاي موجد وبا، حصبه، شبه حصبه، انواع اسهال‌ها، تخم انگل‌ها مانند آسكاريس و عامل كيست هيداتيد و ويروس‌ها، منشاء اصلي اين دسته از ناخالصي‌ها فاضلاب شهري و حضور حيوانات اهلي يا وحشي در مجاورت منابع آب مي‌باشد.

ب) ذرات معلق زنده غيربيماري‌زا مانند باكتري‌هاي ساپروفيت، اغلب جلبك‌ها و تك سلولي‌هايي كه در طبيعت به وفور پيدا مي‌شوند.

ج) ذرات معلق غيرزنده مانند رس، ليمون كه ناشي از فرسايش سطح زمين و سطوح آبخيز مي‌باشد.

از نظر فيزيكي ذرات بالا به دو گروه تقسيم مي‌شوند گروهي كه در حوضچه هاي ته نشيني و يا صافي‌ها جدا مي‌شوند و گروهي كه براي جدا كردن آن‌ها احتياج به مواد منعقد كننده است تا از طريق لخته سازي، به ذرات درشت تري تبديل شده و حذف شوند.

2 ـ  ناخالصي‌هاي محلول

اين دسته شامل املاح معدني، تركيبات آلي و گازهاي محلول مي‌باشند كه مي‌توان آن‌ها را به صورت زير گروه بندي نمود:

الف) املاح محلول معدني كه اغلب به صورت املاح كلسيم، منيزيم، سديم، آهن، منگنز و000 مي‌باشد كه برخي از آن‌ها مصرف آب را محدود مي‌نمايند كه در جاي خود بحث خواهد شد.

ب) گازهاي محلول مانند اكسيژن، انيدريد كربنيك، هيدروژن سولفوره، ازت وغيره مي‌باشند و اين نوع ناخالصي نيز كيفيت شيميايي آب را تحت تاثير قرار داده و ممكن است باعث نامطلوب بودن آن شود.

منابع تامين آب

آب يك منبع حياتي است كه معمولا از محدوديت خاصي برخوردار است آب شيرين موجود در محدوده جغرافيايي خاصي تقريبا ثابت و جوابگوي جمعيت محدودي است.

منابع آب مشروب اجتماعات را مي‌توان به سه دسته تقسيم نمود:

الف) منابع سطحي

آب‌هايي كه در قالب آب باران، آب رودخانه، آب درياچه هاي طبيعي، آب درياچه ها يا سدهاي ذخيره اي و قنوات در طبيعت موجود هستند و در صورتي كه استحصال و بهسازي، نگهداري و بهره برداري آن‌ها با در نظر گرفتن ملاحظات اقتصادي و فني مقدور باشد به عنوان منبع آب آشاميدني انتخاب مي‌شوند.

ب) منابع آب زيرزميني

منابعي نظير چشمه سارها، آب چاه هاي كم عمق، چاه هاي عميق، چاه هاي جاري و آب حاصل از كانال‌هاي ساخته شده منابع آب زيرزميني را تشكيل مي‌دهند.

ج) منابع آب شور

و بالاخره در شرايطي كه هيچ كدام از منابع فوق جهت دستيابي به آب شيرين مقدور نباشد سومين منبع عبارت خواهد بود از آب درياها و درياچه هاي شور يا آب‌هاي شور زيرزميني.

اكثر اجتماعات شهري و روستايي ايران از منابع آب‌هاي زيرزميني بهره برداري مي‌كنند. در دو دهه اخير چندين طرح بزرگ و متوسط انتقال آب‌هاي سطحي منابع دوردست نيز تهيه و اجراء شده است. منبع اصلي آب آشاميدني شهرهايي مانند مشهد، شيراز، تبريز، بندر عباس، كرمانشاه، كرمان و بخشي از تهران از منابع آب زيرزميني است. اغلب روستاهاي ايران به روش سنتي و علمي ليكن بعضا غلط از آب زيرزميني استفاده مي‌كنند. انتخاب منبع آب آشاميدني اجتماعات چه شهري و چه روستايي، كوچك يا بزرگ مبتني است بر هزينه تهيه، تصفيه و توزيع آن. لازم است حداقل امكانات فني اجرايي در حد معقول، وجود داشته باشد، پس با لحاظ نمودن جنبه اقتصادي و بهداشتي منابع احتمالي آب، شناسايي و از بين آن‌ها منبع مقرون به صرفه و مطمئن انتخاب گردد. در هر حال، منبع آب آشاميدني بايستي درنهايت آب سالم و پاكيزه اي در اختيار مصرف كننده قرار دهد.

 

 

+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و پنجم اسفند 1387ساعت 19:58  توسط دنیز   |