پروتئین، آن‌ها، ژنتیکی، گاو، شوک، Hsp90

تعداد ژن‌های کنترل کننده و میزان تأثیر عوامل محیطی به دو دسته صفات کیفی و صفات کمی تقسیم کرد. صفات کیفی توسط یک یا تعداد کمی ژن کنترل و بیان می‌شود و عوامل محیطی در بروز این صفات تأثیر چندانی ندارد. ولی صفات کمی اغلب توسط تعداد زیادی ژن کنترل می‌شوند و در بروز آن‌ها عوامل محیطی مؤثر هستند. اغلب صفات کیفی وراثت پذیری بالایی دارند، در نتیجه انتخاب و اصلاح این صفات نسبتاٌ آسان است و غالباٌ نیازی به انتخاب غیر مستقیم وجود ندارند. ولی صفات کمی که عوامل محیطی بر آن‌ها مؤثر است، فنوتیپ موجود ممکن است گویای ژنوتیپ صفات نباشند، برای رفع این مشکل تکنیک‌های پیشرفته اصلاح نژاد با استفاده از علم آمار تدوین شده است. این روش‌ها در چندین سال اخیر بسیار مفید بوده و پیشرفت‌های قابل توجهی را موجب شده‌اند. امروزه تکنولوژی ژنتیک مولکولی انقلابی در تجزیه ژنتیکی گونه‌های اهلی ایجاد کرده است. به طوری که بر اساس آن می‌توان چند شکلی را در سطح DNA شناسایی و از آن به عنوان نشانگرهای مولکولی استفاده کرد و به مطالعه افراد در موجودات مختلف پرداخت (فصیحی هرندی و همکاران، 1377؛ نجاتی جوارمی، 1378).
اخیرأ مطالعات در زمینه مکانیسم ژنتیکی و مولکولی مقاومت تنش حرارتی، با استفاده از روش‌های نوین ژنتیکی مورد توجه قرار گرفته است. روش‌های جدید به پژوهشگران این امکان را می‌دهد که شرایط ویژه تولیدی، فیزیولوژیک و سلامتی دام را در سطح ژن بررسی و مشخص نمایند (اسپور و همکاران 2007).
2-1- گاو هلشتاینطبق نظریه کان فان یک نژاد از یک حیوان به گروه بزرگی از حیوانات داخل یک گونه اطلاق می‌شود که دارای منشأ مشترکی هستند و می‌توان صفات خاص نژادی را در آن‌ها با یک دامنه تغییرات محدود مشاهده نمود و قادرند این ویژگی‌ها را با تغییرات محدودی به فرزندانشان انتقال دهند. معمولاٌ این ویژگی‌های نژادی مربوط به صفات تولیدی و مورفولوژیکی آن‌ها می‌باشد. البته این کار بسیار مشکلی است که تعاریف کاملا مشخص و دقیقی از صفات کمی برای معرفی یک نژاد داشته باشیم، چون این ویژگی‌ها به صورت ثابت نیستند. بنابراین می‌توان صفات کمی یک نژاد را با میانگین مشخص نمود، اگر چه دامنه تغییرات افراد از میانگین زیاد است.در گاوداری‌های صنعتی کشور اغلب اقدام به پرورش و نگه‌داری گاوهای شیری نژاد هلشتاین می‌نمایند. عملکرد صفات تولید شیر در این نژاد در جدول 1-2 ارائه شده است (دادار، 1375؛ قربانی و خسروری،1390).
جدول 2-1- برخی از خصوصیات تولیدی گاو هلشتاین
مشخصات مقادیر
تولید شیر روزانه (کیلوگرم) 25-30
تولید شیر در یک دوره شیردهی (کیلوگرم) 5700-4800
درصد چربی 5/3-65/3
درصد پروتئین 17/3-22/3
2-2- صفات تولیدی
پرورش گاو شیری یکی از بخش‌های مهم صنعت دامپروری است و برای پرورش‌دهندگان گاو شیری، تولید شیر منابع اصلی درآمد بوده و از مهم‌ترین صفات در شاخص انتخاب محسوب می‌شوند. از آن‌جا که هدف اصلی از برنامه‌های اصلاح نژاد در گاوهای شیری، افزایش تولید، بهره‌وری سیستم‌های تولیدی، انتخاب و دست‌یابی به پیشرفت ژنتیکی است، محققین اصلاح نژاد دام اطلاعاتی را مورد توجه قرار می‌دهند که بتوانند ارزش ژنتیکی دام را به خوبی نشان دهند. در طی دهه‌های اخیر با پیشرفت علم ژنتیک موفقیت‌های زیادی در زمینه اصلاح نژاد دام‌ها و در نتیجه افزایش تولیدات دامی به دست آمده است. صفات تولیدی در گاوهای شیری (مقدار شیر، درصد چربی و پروتئین) جزء صفات کمی بوده که تعداد زیادی ژن مسئول کنترل آن‌ها می‌باشند و با توجه به وراثت‌پذیری متوسط، امکان رکورد برداری دقیق وآسان و ارزش اقتصادی بالا، مورد توجه متخصصان اصلاح نژاد قرار گرفته است (قاضی خانی شاد و همکاران، 1390).
لازم است بدانیم تغییراتی که در طی سالیان متمادی در عملکرد تولیدی رخ داده است یا رخ نداده است می‌توان در صورت وجود واریانس این مسئله را علت‌یابی کرد. این تغییرات می‌تواند ناشی از عوامل ژنتیکی و محیطی اعم از تأثیر اقلیم، مدیریت، اندازه گله و سایر عوامل که برخی نامشخص و عده‌ای شناخته شده‌اند، باشد (آصفی، 1392).
2-2-1- تولید شیر روزانه
از میان صفات حائز اهمیت در عملکرد اقتصادی گاوهای شیری، صفات تولیدی (نظیر تولید شیر) در انتخاب گاوهای شیری جهت افزایش ارزش اصلاحی و سود اقتصادی دارای اهمیت ویژه‌ای می‌باشند که علاوه بر عوامل ژنتیکی، تحت تأثیر عوامل محیطی نیز می‌باشد. علی رغم وجود جمعیت قابل توجه گاو شیری در کشورهای در حال توسعه، میزان تولید شیر به ازای هر رأس گاو پایین بوده که می‌توان آن را با عواملی نظیر دوره‌های شیردهی، فصل زایش و سال زایش مرتبط دانست. تفاوت مقدار تولید در گله‌های مختلف و یا در بین گاوهای یک گله تحت تأثیر عواملی است که مانع از شناخت دقیق ارزش اصلاحی حیوانات می‌گردد. لذا باید این عوامل و میزان تأثیر آن‌ها را قبل از برآورد ارزش اصلاحی حیوانات تعیین و سپس رکوردها را برای آن‌ها تصحیح نمود (روشن و همکاران، 1391).
در مطالعات انجام شده در گاو هلشتاین ایران توارث‌پذیری صفت تولید شیر در محدوده‌ی 20/0-32/0 تخمین زده شده است. دامنه روند ژنتیکی و فنوتیپی تولید شیر 305 روز در مطالعات مختلف به ترتیب 99/10- تا 78/249 و 23/44 تا 85/271 کیلوگرم در سال می‌باشد (نافذ و همکاران، 1391).
توارث‌پذیری تولید شیر در یک دوره‌ی شیردهی بسیار متفاوت گزارش شده است و از حداقل 12/0 تا حداکثر 47/0 گزارش شده است. از طرفی همبستگی صفت تولید شیر روزانه با تولید در یک دوره‌ی شیردهی با توجه به گزارش کامرون (1997) بسیار بالا گزارش شده است که در این صورت به منظور انتخاب افراد برتر می‌توان از رکوردهای شیر روزانه استفاده کرد (استرادلئون و همکاران، 2008؛ حسین‌پور مشهدی و همکاران، 2008).
2-2-2- چربی و پروتئین شیر
در مطالعات انجام شده روی گاو هلشتاین ایران توارث‌پذیری صفت چربی شیر در محدوده 34/0-23/0 تخمین زده شده است و روند ژنتیکی چربی شیر در محدوده 46/3-06/0 کیلوگرم در سال گرازش شده است (نافذ وهمکاران، 1391).
رضوی و همکاران (1386) در مطالعات خود روی گاو هلشتاین استان مرکزی وراثت‌پذیری چربی و درصد چربی شیر را به ترتیب 03/0±23/0 و 02/0±32/0 برآورد کردند. همچنین تکرار پذیری چربی و درصد چربی شیر را به ترتیب 39/0 و 4/0 اعلام کردند. روند فنوتیپی مقدار و درصد چربی را به ترتیب 23/0 کیلوگرم و 5/0 درصد، و روند ژنتیکی آن را 06/0 کیلوگرم و 02/0- درصد و روند محیطی آن‌ها را به ترتیب 21/0 کیلوگرم و 07/0 تخمین زده‌اند.
در تحقیقات انجام شده در جمعیت گاوهای هلشتاین مناطق مختلف توسط محققین در داخل و خارج کشور وراثت‌پذیری مقدار چربی و درصد چربی به ترتیب در محدوده 23/0 تا 37/0 و 14/0 تا 32/0 گزارش شده است. همچنین مقادیر روند ژنتیکی برای مقدار چربی 46/3 کیلوگرم گزارش شده است (رضوی وهمکاران 1386).
2-3- چاپرون
پروتئین‌هایی که تا شدن پروتئین‌های دیگر را تسهیل می‌کنند چاپرون (Chaperone) نامیده می‌شوند. این واژه اولین بار توسط ران لاسکی و همکاران مطرح شد. آن‌ها این واژه را برای یک نوع پروتیئن (نوکلیوپلاسمین) که برای تجمع هیستون‌ها و DNA لازم بود به کار بردند. نوکلیوپلاسمین به هیستون‌ها متصل می‌شوند و به تجمع آن‌ها برای تشکیل نوکلئوزوم بدون این‌که خود وارد ساختار بشوند، کمک می‌کنند. بنابراین چاپرون‌ها کاتالیست‌هایی هستند که بدون این‌که خود وارد ساختار شوند باعث تسهیل در شکل گیری پروتئین‌ها می‌شوند. آن‌ها به قسمتی از پروتیئن تاخورده متصل شده و باعث ثبات آن ناحیه می‌شوند که این ثبات باعث هدایت پلی‌پپتید به تا خوردن صحیح سه بعدی می‌شود. فقدان چاپرون سبب تا نخوردن صحیح و یا عدم ثبات پلی‌پپتید خواهد بود که این عدم تاخوردگی و بی‌ثباتی سبب ایجاد کمپلکس‌های نامحلول می‌شود. همچنین ثبات پلی‌پپتیدهای تانخورده هنگام عملکرد اندامک‌های درون سلولی نقش مهمی دارند.، که نمونه‌ی بارز آن را در انتقال پروتئین‌ها از سیتوزول به داخل میتوکندری می‌توان دید. بسیاری از چاپرون‌ها به عنوان یک پروتئین شوک حرارتی (Heat shock protein) شناخته شده‌اند (پنرتو، 2002؛ ها و همکاران، 2009؛ گوپتا وهمکاران، 2010).
2-4- کلیات پروتئین شوک حرارتی (HSP)
برای نخستین بار در سال 1962 دانشمندی به نام ریتوسا واکنش سلول نسبت به شوک حرارتی در کرموزوم‌های بزاقی مگس سرکه (Drosophila melanogaster) گزارش شد. کرموزوم‌ها بعد از قرار گرفتن در معرض حرارت، حالت متورمی را نشان دادند (ررول و همکاران، 2011). 12 سال بعد محصولات ژنی مسئول این فرآیند شناسایی شده و پروتیئن شوک حرارتی (HSP: Heat Shock Protein) نام گرفت (تایسایر و همکاران، 1974).
پروتئین‌های شوک حرارتی به عنوان پروتئین‌های بسیار حفاظت شده هستند که تحت شرایط شوک گرمایی القا می‌گردند. بعداٌ مشخص شد که این پروتئین‌ها توسط استرس‌های دیگر مثل پرتو فرابنفش، استرس اکسیداتیو، مواد شیمیایی، ایکسمی، تغییرات میزان گلوکز، ایجاد آنالوگ گلوکز و اسیدهای آمینه، حضور یون‌های مختلف، اتانول، فلزات مختلف، داروها، هورمون‌ها، عفونت باکتریایی و ویروسی نیز فعال می‌گردند. این پروتئین‌ها از جد پروکاریوتی مشتق شده‌اند (مایر و بوکان، 2005: ویتلی و همکاران، 1999).
2-5- طبقه‌بندی HSP
پروتئین‌های شوک حرارتی یا Hsp های پستانداران بر مبنای اندازه و وزن مولکولی‌شان به دو گروه تقسیم شده‌اند: Hsp های با وزن مولکولی بالا و Hsp های کوچک یا sHsp. اولین گروه شامل سه خانواده مهم است Hsp90، Hsp70 و Hsp60. بعضی از آن‌ها به طور خودبه‌خودی بیان می‌شوند در حالی که القای بقیه تحت شرایط استرس ایجاد می‌گردد. Hsp های با وزن مولکولی بالا چاپرون‌های وابسته به ATP (آدنوزین تری فسفات) می‌باشند و به کوچاپرون‌ها برای تنظیم شکل فضایی و اتصال به ATP نیاز دارند.Hsp های کوچک شامل Hsp20، Hsp27 و α،β کریستالین است.sHspها چاپرون‌های مستقل از ATP هستند. عملکرد و جایگاه سلولی Hspها بر اساس وزن مولکولی در جدول 2-2 ذکر شده است. (کریستین و همکاران، 2004؛ ماسلی، 1997).
جدول 2-2- HSP‌های مهم در سلول پستانداران
وزن مولکولی (KD) عملکرد جایگیری سلولی
28-27 پایداری میکروفیلامنت‌ها و انتقال پیام سیتوکنین سیتوزول و هسته
60 اجتماع پروتئین میتوکندری
73-70 جابجایی و پیچش پروتئین سیتوزول، هسته و شبکه اندوپلاسمی، میتوکندری
90 جابجایی پروتئین، تنظیم گیرنده سیتوزول، هسته، شبکه اندوپلاسمی
104-100 پیچش پروتئین سیتوزول
2-5-1- خانواده پروتئین شوک حرارتی 70 کیلو دالتونی (Hsp70)
خانواده Hsp70 حاوی ایزوفرم‌های 66 تا 78 کیلو دالتونی است که به صورت Hsp70 نشان داده می‌شود و ژن کد کننده آن Hsp70 است (موریموتو، 1993) و غالباٌ کد کننده اسیدآمینه متیونین در آغاز زنجیره و اسیدآمینه آسپارتیک در انتهای زنجیره می‌باشد (مسعودی و همکاران، 1390). نیمه عمر Hsp70القا شده با افزایش دما در سلول‌ها یپستان‌داران تحت شرایط آزمایشگاهی حدود 48 ساعت است (مایزن و ولچ، 1988).
در زمان فقدان استرس پروتئین‌های Hsp70 حدود 1% کل پروتئین‌های سلولی و در زمان بروز استرس حدود 20% کل پروتئین‌ها را شامل می‌شود (ولش 1992). ژن‌های این خانواده در سراسر ژنوم پراکنده شده و روی کرموزوم‌های متعددی قرار گرفته‌اند و این خانواده‌های ژنی از توالی‌های تک اگزونی و یا به عبارتی فاقد اینترون تا توالی‌هایی دارای 18 اگزون تشکیل شده‌اند. توالی‌های تک اگزونی معمولا در بیشتر گونه‌های حیوانی دیده می‌شود (مسعودی و همکاران، 1390). Hsp70.1 در گاو روی کروموزوم شماره 23 قرار دارد و دارای 1 اگزون است (گالگر و همکاران، 1993).
2-5-2- خانواده پروتئین شوک حرارتی 90 کیلو دالتونی(Hsp90)
Hsp90 در سیتوزول، هسته و شبکه رتیکولوم آندوپلاسمی یافت می‌شود. در انسان و بسیاری از پستان‌داران این پروتئین در بسیاری از عضلات از جمله عضلات صاف نیز وجود دارد. این پروتئین بیش از 2% از کل پروتئین‌های سلول را شامل می‌شود. این پروتئین به صورت دایمر عمل می‌کند، یعنی قسمتی از هتروکمپلکس را فراهم یا گردآوری می‌کند. Hsp90 در انتها دارای مکان اتصال بوده و فعالیت Atpase پایینی دارد. این پروتئین می‌تواند به فیلامنت‌های فعال در شرایط مختلف متصل شود. فعالیت Hsp90 بسیار وابسته به غلظت کاتیون‌های دو ظرفیتی است. این خانواده شامل Hsp هایی با اوزان مختلف 82، 83 و 89 کیلو دالتون می‌باشد. این پروتئین در موجودات مختلف دارای همولوژی بالایی است. مثلاٌ در پستانداران حدود 60% با مخمرها و 78% با پروتئین Hsp90 درزوفیلا همولوژی دارد. هرچند مقدار Hsp90 در هنگام شوک حرارتی افزایش می‌یابد ولی Hsp90 یک چاپرون مهم در عملکرد پروتئین‌های سیگنالی می‌باشد و همچنین در کنفورماسیون صحیح گیرنده‌های هورمونی نظیر هورمون‌های استروئیدی نقش مهمی دارد. این پروتئین به گیرنده‌یهورمون استروئیدی متصل شده و از میان کنش آن با DNA هسته‌ای تا زمان اتصال هورمون جلوگیری می‌کند. پروتئین تنظیم کننده گلوکز (Grp94) همولوگ Hsp90 می‌باشد که در یوکاریوت‌ها وجود دارد. این پروتئین‌ها با سایر چاپرون‌ها در تاخوردگی و عملکرد صحیح پروتئین‌ها همکاری می‌کند. مثلا با چاپرون Hsp70، Hsp23 و Hsp50 ارتباط مستقیم دارد. این مجموعه چاپرون‌ها کمپلکس مولتی چاپرون (Multi-Chaperone complex) نام دارد. غیر فعال شدن Hsp90 در این کمپلکس منجر به تجزیه شدن سریع سایر چاپرون‌ها می‌شود. در ضمن غیر فعال شدن Hsp90 در عملکرد بسیاری از پروتئین کینازهای وابسته به آن نظیر Raf-1، ErbB-2 و Bcr-Ab1 وقفه و اختلال ایجاد می‌کند. داروهایی نظیر گلدانامایسین (Geldanamycin)، هربی مایسین (Herbimycin A) و بسیاری از آنتی بیوتیک‌های ضد قارچی با Hsp90 باند شده و عملکرد آن را مختل می‌کنند.
Hsp90 از نظر ساختمانی دارای سه پایانه است. 1- انتهای متصل شونده به نوکلئوتید که ناحیه N ترمینال را تشکیل می‌دهد. ای

این نوشته در پایان نامه ها ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.

دیدگاهتان را بنویسید

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