al.,، هورمون، نوکلئوتید، گیرندهی، (گرفته، گاوهای

تزریق هورمون رشد به گاوهای شیرده، بافت پارانشیم و سلولهای پستانی (Sejrsen et al., 1986) و در تلیسهها رشد غدههای پستان افزایش مییابد (Bauman, 1992). در گامهی رشد و نمو غدههای پستان، هورمون رشد نقش مهمی در افزایش رشد طولی مجراها و تمایز سلولهای اپیتلیال برای تبدیل شدن به جوانهی انتهایی ایفا میکند (Coleman et al., 1988). گیرندهی هورمون رشد در بافت سلولهای بزرگ جسم زرد (Lucy, 1993a)، فولیکولهای اولیهی پیش و پس از توّلد، اووسیت اولیهی گاو بالغ (Kölle et al., 1998)، سلولهای گرانولوزا، سلولهای کومولوس و اووسیت (Zhao et al., 2002) دیده شده است. پژوهشها نشان دادهاند که در تخمدان بیشتر گونهها از جمله موش صحرایی (Zhao et al., 2002)، انسان (Sharara and Giudice, 1997)، گاو (Kölle et al., 1998) و گوسفند (Eckery et al., 1997) گیرندهی هورمون رشد وجود دارد. پژوهشها نشان دادهاند که تزریق هورمون رشد، پیش از تلقیح، نرخ گیرایی و آبستنی در گاو را افزایش میدهد (Starbuck et al., 2006; Flores et al., 2007). همچنین، با تزریق این هورمون به گاوهای شیری در دورهی پس از زایش، اندازهی فولیکول غالب در گاوهای آنستروس و شمار فولیکولهای کلاس 2 و 3 بیشتر شد (Flores et al., 2007; De La Sota et al., 1993). هورمون رشد استرویدسازی و گامتسازی را افزایش میدهد (Sharara and Giudice, 1997). این هورمون بر حساسیت سلولها به هورمون LH نیز تاثیر دارد. در موشهای صحرایی که کمبود هورمون رشد داشتند و گاوهای شیری که دچار نقص در گیرندهی هورمون رشد (GHRD) بودند، کاهش بیان گیرندهی LH و کاهش پاسخ به LH گزارش شده است (Chase et al., 1998; Liu et al., 1998). در فرآیند بلوغ آزمایشگاهی اووسیت (IVM)، هورمون رشد، سرعت بلوغ هسته و سرعت تشکیل بلاستوسیست را افزایش داد (Izadyar et al., 1997). یکی از اثرهای بیولوژیک هورمون رشد، تحریک ساخت فاکتور رشد شبه انسولین-1 (IGF-I) است (Argetsinger and Carter-Su, 1996). با افزایش غلظت فاکتور رشد شبه انسولین-1 در خون، این ماده با انسولین جهت اتصال به گیرندهی انسولین رقابت میکند، و گیرندههای انسولین در سطح سلولهای محیطی را اشغال میکند (Zapf et al., 1986)؛ در نتیجه حساسیت سلول به انسولین کاهش مییابد، گلوکز جذب سلولها نمیشود، و برای تولید شیر در اختیار سلولهای پستان قرار میگیرد. فاکتور رشد شبه انسولین-1 باعث افزایش دسترسی پیشسازهای تولید شیر در غدهی پستان میشود (McBride et al., 1988)، ظرفیت تولید سلولهای تراوشی را افزایش میدهد و با کاهش سرعت پسروی سلولهای پستان، تداوم شیردهی را افزایش میدهد (Gallo and Block, 1990). هورمون رشد به خانوادهی هورمونهای لاکتوژنیک تعلق دارد، که شامل لاکتوژن و لاکتوژن جفتی است (Arkins et al., 1993). هورمون رشد یک پلیپپتید تکزنجیرهای با 190-191 اسید آمینه و وزن مولکولی 22 کیلو دالتون است (Wallis, 1973). هورمون آزاد کنندهی هورمون رشد و گرلین تراوش هورمون رشد را افزایش و سوماتواستاتین تراوش آن را کاهش میدهد (Kazmer et al., 2000; Shingu et al., 2004; Dimaraki and Jaffe, 2006;).2-1-1- ژن هورمون رشد
ژن هورمون رشد روی بازوی بلند (q) کروموزوم 19 گاو قرار دارد (Hediger et al., 1990). این ژن 1793 جفت باز، 4 اینترون و 5 اگزون دارد (Gordon et al., 1983).2-1-2- چندریختیهای RFLP شناسایی شده در ژن هورمون رشد
جابهجایی، حذف یا اضافه شدن نوکلئوتیدها توسط برخی از آنزیمهای محدود کننده قابل شناسایی هستند. با شناسایی محل برش این آنزیمها در مولکولهای DNA، قطعات DNA با طولهای متفاوت ایجاد میشود که به آنها چندریختی در طول قطعات برشی یاRFLP گویند (Botstein et al., 1980). در نوکلئوتید شمارهی 2141 از اگزون شمارهی 5 ژن هورمون رشد، یک جهش شناسایی شده است، که در آن نوکلئوتید دارای باز گوانین جایگزین نوکلئوتید دارای باز سیتوزین شده است، و در پی آن در اسید آمینه شماره 127 هورمون رشد، اسید آمینهی والین جایگزین اسید آمینهی لوسین میشود. این جهش، یک ناحیهی برشی برای آنزیم برشی AluI (گرفته شده از باکتری Arthrobacter luteus) ایجاد میکند (Lucy et al., 1991). جهش دیگر، در نوکلئوتید شمارهی 2291 شناسایی شده است، که در آن نوکلئوتید دارای باز سیتوزین جایگزین نوکلئوتید دارای باز آدنین میشود، اما چون هر دو کدون، اسید آمینهی آرژنین را رمز میکنند، در پروتئین حاصل تغییر ایجاد نمیشود. این جهش با آنزیم برشی DdeI (گرفته شده از باکتری Desulfovibrio desulfuricans) قابل شناسایی است (Yao et al., 1996). یک جهش در نوکلئوتید شمارهی 1547 در اینترون شمارهی 3 شناسایی شده است که ناحیهی برشی برای آنزیم MspI (گرفته شده از باکتریMoraxella sp.) ایجاد میکند. در این جهش نوکلئوتید دارای باز تیمین با نوکلئوتید دارای باز سیتوزین جایگزین شده است (Zhang et al., 1993).
2-1-3- همراهی چندریختیهای ژن هورمون رشد با صفات تولیدی و تولید مثلی
همراهی برخی چندریختیهای ژن هورمون رشد با صفات تولیدی و تولید مثلی در چندین پژوهش بررسی شده است. پژوهشها نشان دادهاند که چندریختی MspI در اینترون 3 با تولید چربی، تولید شیر و رشد بیضهها همراهی معنیدار دارد (Høj et al., 1993; Unanian et al., 2002; Yao et al., 1996). در یک پژوهش همراهی چندریختی HaeIII (گرفته شده از باکتری Haemophilus aegyptius.) با ضخامت چربی پشت در گاو گوشتی معنیدار گزارش شد (Suguisawa et al., 2006). چند ریختی AluI در اگزون 5 ژن هورمون رشد با جایگزین شدن نوکلئوتید دارای باز گوانین با نوکلئوتید دارای سیتوزین در نوکلئوتید شماره 2141 ایجاد شده است، و در پی آن در اسید آمینه 127 هورمون رشد، اسید آمینهی والین جایگزین اسید آمینهی لوسین میشود. بنابراین، این چند ریختی دارای دو الل لوسین (L) و والین (V) است. سورنسن و همکاران (Sørensen et al., 2002) نشان دادند که بین چند ریختی AluI با آزادسازی هورمون رشد همراهی وجود دارد، به گونهای که در گوسالههای با ژنوتیپهای LL و LV آزاد سازی هورمون رشد، بیشتر بود. کیوری و همکاران (Curi et al., 2006) چند ریختی AluI را در نژادهای نلور، کانچیم، آنگوس و سیمنتالبررسی کردند و گزارش کردند که فراوانی الل L در این چهار نژاد به ترتیب 1، 3/93، 2/92 و 7/71 درصد بود؛ و همچنین گاوهای با ژنوتیپ LL وزن لاشه و افزایش وزن روزانهی بیشتری داشتند. گروچوفسکی و همکاران (Grochowska et al., 2001) نشان دادند که بین غلظت هورمون رشد و فاکتور رشد شبه انسولین-1 (IGF-I) با تولید شیر، پروتئین و چربی همراهی وجود دارد. در این پژوهش با بررسی چندریختی AluI مشخص شد که گاوهای دارای الل L نسبت به گاوهای بدون این الل، چربی و پروتئین بیشتری تولید کردند. بالو و همکاران (Balogh et al., 2009) گزارش کردند که چندریختی AluI با تولید شیر، نخستین تخمکگذاری پس از زایش و نمرهی بدنی در ماه اول پس از زایش در گاو هلشتاین همراهی ندارد. برندز و همکاران (Barendse et al., 2006) گزارش کردند که فراوانی آلل L در نژاد آنگوس 77 درصد و در نژاد شورت هورن 76 درصد است. این چندریختی با صفت ماربلینگ گوشت و چربی کپل همراهی معنیدار داشت. همراهی چندریختی AluI در اگزون 5 با تولید شیر در گاوهای هلشتاین نخستین بار توسط لوسی بررسی شد (Lucy, 1993b)، که گزارش کرد گاوهای دارای الل L نسبت به گاوهای دارای الل V شیر بیشتری تولید کردند. شریفلو و همکاران (Shariflou et al., 2000) گزارش کردند گاوهای با ژنوتیپهای LL و LV، شیر، پروتئین و چربی بیشتری تولید کردند، و آلل L نسبت به آلل V غالب بود. خاتمی و همکاران (Khatami et al., 2005) گزارش کردند که چندریختی AluI با تولید شیر و چربی همراهی دارد. در این پژوهش، گاوهای دارای ژنوتیپ LV شیر بیشتری تولید کردند. دیباس و همکاران (Dybus, 2002) نشان دادند که فراوانی آلل L در نژاد هلشتاین 5/81 درصد است، و این چندریختی با تولید شیر در شکم اول همراهی معنیدار دارد؛ به گونهای که تولید شیر، چربی و پروتئین در ژنوتیپ LL بیشترین بود.
2-2- گیرندهی هورمون رشد
هورمون رشد با اثر بر گیرندههای خود در سطح سلول هدف، بر رشد و متابولیسم تاثیر دارد (Lanning and Carter-Su, 2006)، بنابراین، گیرندهی هورمون رشد میانجیگر اثرهای سوماتوژنیک و متابولیک هورمون رشد بر سلول هدف است. گیرندهی هورمون رشد در دستهی یک ابر خانوادهی گیرندههای سایتوکین-هورمون رشد-پرولاکتین قرار دارد. اعضای این خانواده شامل گیرندههای اریتروپویتین، فاکتور محرک کلنی گرانولوسایت، اینترلوکین 2-9-11-12، ترومبوپویتین و فاکتورهای مهار سرطان خون است (Kelly et al., 1991). این نوع گیرنده، دارای بخش خارج سلولی هیدروفوبیک، بخش داخل غشایی و بخش داخل سلولی (سیتوپلاسمی) است (Kelly et al., 1994). در بخش سیتوپلاسمی گیرنده و نزدیک غشای سلولی، یک توالی سرشار از پرولین وجود دارد که به جعبهی یک موسوم است و در همهی گیرندههای این خانواده وجود دارد (Argetsinger and Carter-Su, 1996). آزمایشها نشان دادهاند که وزن مولکولی گیرندهی هورمون رشد 100 تا 130 کیلودالتون است و دارای 620 اسیدآمینه است (Govers et al., 1999). مطالعهی ساختمان کریستالی هورمون رشد نشان داده است که یک مولکول از این هورمون به بخش خارج سلولی گیرندهی خود متصل میشود، و اثر خود بر سلول را اعمال میکند (De Vos et al., 1992; Wells, 1996).
2-2-1- فرآیند انتقال پیام توسط گیرندهی هورمون رشد
مطالعات اولیه در مورد نحوهی پیوند هورمون رشد به بخش خارج سلولی گیرندهی آن نشان داد که هورمون رشد به صورت پیدرپی به دو گیرنده متصل میشود و دایمر تشکیل میدهد. در گذشته، به نظر میرسید که ایجاد ترکیب هورمون-گیرنده برای آغاز انتقال پیام ضروری است (Wells, 1996). با این حال مطالعات جدیدتر نشان دادهاند که گیرندهی هورمون رشد پیش از پیوند هورمون به آن، به صورت دایمر است (Gent et al., 2002; Brown et al., 2005). هورمون رشد دارای دو جایگاه اتصال جداگانه و نامتقارن در دو سمت ساختار خود است، که پیوند این دو نقطه با نقاط اتصال در گیرنده، منجر به یک چرخش در گیرنده میشود (Brown et al., 2005). با چرخش دایمر گیرنده آنزیمهای غیرفعال تایروزین کیناز از خانواده جانوس کیناز 2، که در زیر غشا در بخش سیتوپلاسمی دو گیرنده قرار دارند، فسفریله میشوند (Argetsinger et al., 1993; Argetsinger et al., 2004). جانوس کیناز 2 فعال شده، نقاط فعالی برای جذب فاکتورهای رونویسی مانند STAT5 ایجاد میکند (Herrington et al., 2000). STAT5 فسفریله شده، به عنوان فاکتور رونویسی در بیان ژنهایی که توسط هورمون رشد تنظیم میشوند، عمل میکنند، این فاکتورها در بیان ژن هایی که در فرآیندهای حیاتی مثل تغییرات متابولیکی و رشد دخالت دارند، موثر هستند (Herrington et al., 2000).
2-2-2- ژن گیرندهی هورمون رشد
گیرندهی هورمون رشد در گاو توسط یک ژن روی کروموزوم 20 رمز میشود (Moody et al., 1995). این ژن دارای 9 اگزون در بخش ترجمه شونده و یک بخش ‘5 است که ترجمه نمیشود (5’UTR) است. بخش ‘5 ترجمه ناپذیر نیز 5 اگزون دارد (1A-1I) که به گونهای پیدرپی بهم چسبیده و شروع رونویسی هر کدام بصورت اختصاصی است (Heap et al., 1995; Lucy et al., 1998)
2-2-3 چندریختیهای ژن گیرندهی هورمون رشد
در راهانداز ژن گیرندهی هورمون رشد در فاصله 154-، نوکلئوتید دارای باز آدنین جایگزین نوکلئوتید دارای باز گوانین میشود، که با آنزیم برشی NsiI (گرفته شده از باکتری Neisseria sicca) قابل شناسایی است (Ge et al., 1999). سه جهش در بخش ‘5 ترجمهناپذیر(5’UTR) شناسایی شده است. بدین صورت که، جایگزین شدن نوکلئوتیدی دارای باز آدنین با نوکلئوتیدی دارای باز تیمین برای آنزیم AluI و جایگزین شدن نوکلئوتیدی دارای باز سیتوزین با نوکلئوتیدی دارای باز تیمین برای آنزیمهای AccI (گرفته شده از باکتری Acinetobacter calcoaceticus) و StuI (گرفته شده از باکتری Streptomyces tubercidicus) ناحیهی برشی ایجاد میکند. (Aggrey et al., 1999). چندریختی دیگری نیز در بخش ‘5 ترجمه ناپذیر، گزارش شده است که در آن جابجایی نوکلئوتید دارای باز سیتوزین با نوکلئوتید دارای باز تیمین در دو نقطه بالای راهانداز یک و داخل راه انداز یک ایجاد شده است و به ترتیب با آنزیمهای محدودکنندهی Fnu4HI/Tsel (گرفته شده از باکتری Fusobacterium nucleatum 4H) و Sau961 (گرفته شده از باکتری Staphylococcus aureus PS96) قابل شناسایی هستند (Maj and Zwierzchowski, 2006). در اگزون 10، در فاصلهی 257 جفت باز از نقطهی ‘5، جایگزینی نوکلئوتید دارای باز آدنین با نوکلئوتید دارای باز گوانین برای آنزیم AluI ناحیهی برشی ایجاد کرده است. همچنین گزارش شده است که در فاصلهی 200 جفت باز از نقطهی ‘5 در این اگزون، جایگزینی نوکلئوتید دارای باز آدنین با نوکلئوتید دارای باز گوانین برای آنزیم NarI (گرفته شده از باکتری Nocardia argentinensis) و جایگزینی باز تیمین با باز سیتوزین برای آنزیم MaeI (گرفته شده از باکتری Methanococcus aeolicus PL-15/H) قابل شناسایی است (Ge et al., 2000). جایگزینی در فاصلهی 257 جفت باز از نقطهی ‘5 باعث جایگزین شدن اسید آمینه سرین با گلایسن (S555G) در اسید آمینهی شمارهی 555 بخش داخل سیتوپلاسمی گیرندهی هورمون رشد میشود. در اگزون 8، نوکلئوتید دارای باز تیمین با نوکلئوتید دارای باز آدنین جایگزین میشود، و به دنبال آن در بخش داخل غشایی اسید آمینهی فنیلآلانین که بار آن خنثی است، جایگزین تایروزین قطبی میشود (F279Y) و ناحیهی برشی برای آنزیم VspI (گرفته شده از باکتری Vibrio sp. 343)(Blott et al., 2003) و آنزیم SspI (گرفته شده از باکتری Sphaerotilus sp.) ایجاد میکند (Fontanesi et al., 2007)
2-2-4- همراهی چندریختیهای گیرندهی هورمون رشد و صفات تولیدی

Author:

دیدگاهتان را بنویسید

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