بیماری الکاپتونوریا وازمایشات بیدل و تیتم بر روی نوروسپورا

[یوتاب درخشنده]

قای بیدل و تیتوم جهش هابی را بررسی كردند كه برروی ژنهای كنترل كننده واكنش های مهم متابولیك از قبیل تولید ویتامین و آمینواسید بود. این دو محقق برروی هاگهای كپك نوروسپورا كراسا برای بررسی عمل ژن استفاده كردند.
كپك نوروسپورا از دسته قارچ های آسكومیست می باشد كه دارای چرخه زندگی هاپیوئیدی است. قارچ های آسكومیست در چرخه تولید مثل جنـ*ـسی خود 8 هاگ هاپلوئید درون هر هاگدان (آسك) تولید می كنند. این قارچ چون دارای سرعت تولید مثلی بالائی است در مطالعات وراثتی انتخاب می شود.
كپك نوروسپورا در لوله آزمایشی حاوی نمك ها، كمی شكر و یك نوع ویتامین (بیوتین؛ یكی از ویتامین های خانواده B قادر به كشت دادن می باشد). مجموع این مواد را محیط كشت حداقل می نامند.آقای بیدل وتیتوم هاگهای این كپك را در معرض اشعه X قرار دادند به امید اینكه تغییراتی در توانایی این قارچ ها در ساختن موادآلی ایجاد كنند. آنها مشاهده كردند كه بعضی از هاگهای پرتو دیده در محیط كشت حداقل قادر به رشد نخواهند بود، ولی چنانچه مواد غذایی اضافی از قبیل اسیدها ی آمینه و ویتامین به محیط كشت حداقل اضافه می شد این هاگها نیز قادر به رشد بودند. البته می دانیم هرگونه تغییر در ماده وراثتی راجهش گویند. ولی آقای بیدل و تیتوم از جهش و چگونگی انجام آن اطلاعی نداشتند، جهش از دیدگاه آنان یعنی عدم رشد كپك نوروسپورا در محیط كشت حداقل بوده است.
این دو محقق روشی را ابداع كردند كه در این روش به محیط كشت حداقل انواع ویتامین ها و اسیدهای آمینه اضافه شد و یك محیط كشت كامل(غنی شده) به دست آمد. هاگهای پرتو دیده نمی توانستند در محیط كشت حداقل رشد كنند ولی درمحیط كشت كامل قادربه رشد بودند.
بعضی مواد (ویتامین ، اسیدآمینه) + محیط كشت حداقل = محیط كشت كامل
با انجام آزمایش های مختلف به تدریج معلوم شد كه عملاً هر ماده ای را كه قارچ درحالت طبیعی می سازد تحت كنترل وراثتی است و با اشعه X و یا فرا بنفش می توان ژنها را طوری تغییر داد كه قادر به عمل نباشند.

آقای بیدل و تیتوم با روش مشابهی با روش فوق تأثیر جهش را درسنتز اسیدآمینه نیز پیدا كردند. جهش های متعددی در نوروسپورا كشف شد. گروهی از این جهش یافته ها برای رشد نیاز به آمینواسید آرژینین داشتند. مسیر بیوسنتزی برای ساخت اسید آمینه آرژینین به قرار زیر است:
ژن۳ ژن۲ ژن۱
پیش ماده X آرژینین <----- سیترولین <---- اورنیتین <------
پیش ماده X مربوط به محیط كشت حداقل می باشد.
آقای بیدل و تیتوم مشاهده كردند كه جهش یافته های نیازمند به آرژینین سه دسته اند:
در جدول زیر سه نوع جهش یافته و دلیل عدم رشد در محیط حداقل را مشاهده می كنید.
جهش یافته امکان رشد دلیل عدم رشد در محیط كشت حداقل
اول محیط كشت حداقل + اورنیتین ،‌سیترولین یا آرژینین نقص ژن 1
دوم محیط كشت حداقل + سیترولین یا آرژینین نقص ژن 2
سوم محیط كشت حداقل + آرژینین نقص ژن 3
همانطور كه درجدول مشخص است در جهش یافته های اول ژن 1 نقص دارد. با نقص ژن 1 آنزیم 1 تولید نخواهد شد. عدم حضور آنزیم 1 پیش ماده ( X ) به محصول (اورنی تین) تبدیل نخواهد شد و در صورت فعال بودن آنزیم 2 و 3 ستیرولین وآرژینین نیز تولید نمی شود.
در جهش یافته دوم ژن 2 نقص دارد. با نقص ژن 2 آنزیم 2 تولید نخواهد شد. عدم حضور آنزیم 2 اورنیتین به سیترولین تبدیل نخواهد شد و درصورت فعال بودن آنزیم 3 آرژینین نیز تولید نمی شود.
در جهش یافته سوم ژن 3 نقص دارد. با نقص ژن 3 آنزیم 3 تولید نخواهد شد. عدم حضور آنزیم 3 ، سیترولین به آرژینین تبدیل نخواهد شد و آرژینین تولید نمی شود.