VIP همه چیز درباره زیست شناسی (زیست شناسی چیست؟)

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

سازوکارها

جهش با انتخاب طبیعی دنبال می‌شود، و جمعیتی تیره‌تر ظهور می‌کند.
از دیدگاه نوداروینی، تکامل زمانی اتفاق می‌افتد که فراوانی آلل‌ها درون یک جمعیت از نژادهای مختلف-که بتوانند با یکدیگر آمیـ*ـزش کنند- تغیر کند.[۶۴] به عنوان مثال، آلل رنگ سیاه در جمعیتی از پروانه‌ها شایع تر می‌شود. برخی از مکانیزم‌هایی که می‌توانند منجر به تغییر در فرکانس آلل‌ها شود عبارتند از: انتخاب طبیعی، رانش ژن، شارش ژن، سفر رایگان ژنتیکی و تورش ناشی از جهش.

انتخاب طبیعی
برای جزئیات بیش‌تر درباره این بخش از مقاله, انتخاب طبیعی را ببینید.
تکامل به وسیله انتخاب طبیعی فرایندی است که طی آن جهش‌های ژنتیکی بهبود دهنده بقا و تولیدمثل، در جمعیت شایع تر می‌شوند؛ و در نسل‌های موفق یک جمعیت باقی می‌مانند. این سازوکار اغلب «بدیهی» خوانده می‌شود؛ زیرا ضرورتاً از سه واقعیت ساده زیر پیروی می‌کند:

• گوناگونی‌های ارثی درون هر جمعیت از ارگانیسم‌ها وجود دارند.
• ارگانیسم‌ها بیش از تعدادی که بتوانند زنده بمانند، فرزند تولید می‌کنند.
• این فرزندان در توانایی زنده ماندن و تولیدمثل تفاوت دارند.

چنین وضعی منجر به شکل‌گیری رقابت بین ارگانیسم‌ها برای زنده ماندن و تولیدمثل می‌شود؛ در نتیجه ارگانیسم‌هایی که خصائص ارثی شان به آن‌ها مزیتی نسبت به رقبا ارائه می‌دهد، این خصائص مفید را به نسل بعد منتقل می‌کنند؛ در حالی که خصائص غیرمفید به نسل بعد نمی‌رسند.[۷۵]

مفهوم مرکزی در انتخاب طبیعی، مفهوم سازواری ارگانیسم است.[۷۶] سازواری با قابلیت بقا و تولید مثل ارگانیسم اندازه گرفته می‌شود؛ که میزان مشارکت آن را در نسل بعد تعیین می‌کند.[۷۶] سازواری نه با تعداد کلی زاده‌ها، بلکه با نسبتی از نسل‌های بعدی که ژن‌های ارگانیسم را حمل می‌کنند؛ تعیین می‌شود.[۷۷] برای مثال ارگانیسمی که به خوبی زنده بماند و به سرعت تولید مثل کند، اما زاده‌هایی کوچک و ضعیف بر جا گذارد؛ مشارکت ژنتیکی ناچیزی در نسل‌های بعدی خواهد داشت، و در نتیجه سازواری اش پایین در نظر گرفته می‌شود.[۷۶]

رانش ژن
برای جزئیات بیش‌تر دربارهٔ این بخش از مقاله، رانش ژن و اندازه جمعیت مؤثر را ببینید.

رانش ژن تغییر در فراوانی آلل‌ها از نسلی به نسل بعد است؛ که به علت خطای نمونه‌گیری رخ می‌دهد.[۷۸] در نتیجه زمانی که نیروهای انتخاب‌کننده غایب یا ضعیف هستند، فراوانی آلل‌ها به‌طور تصادفی در جهت افزایش یا کاهش «شیفت» پیدا می‌کند.

شارش ژن
برای جزئیات بیش‌تر دربارهٔ این بخش از مقاله، شارش ژن، دورگه و انتقال ژن افقی را ببینید.

شارش ژن به معنای تبادل ژن‌ها، خواه بین جمعیت‌ها و خواه بین گونه هاست.[۷۹] بود و نبود شارش مسیر تکامل را از اساس تغییر می‌دهد. پیچیدگی ارگانیسم‌ها موجب می‌شود هر دو جمعیت ایزوله‌ای نهایتاً با سازوکاری خنثی ناسازگاری‌های ژنتیکی بیابند. بر اساس مدل بتسون-دوبژانسکی-مولر این ناسازگاری حتی زمانی هم که هر دو جمعیت به گونه‌ای یکسان با محیط سازش یابند؛ رخ می‌دهد.

سفر رایگان ژنتیکی
برای جزئیات بیش‌تر دربارهٔ این بخش از مقاله، سفر رایگان ژنتیکی، اثر هیل-رابرتسون و رفت و برگشت انتخابی را ببینید.

نوترکیبی به آلل‌هایی از یک رشته DNA امکان جداشدن می‌بخشد. البته نرخ نوترکیبی پایین است (تقریباً دو بار به ازای هر کروموزوم در هر نسل). در نتیجه لوکوسهای نزدیک به هم روی یک کروموزوم ممکن است همیشه از هم دور نیفتند؛ و لوکوس‌های نزدیک به هم تمایل دارند با هم به ارث برسند پدیده‌ای که به آن اتصال(به انگلیسی: Linkage) اطلاق شده‌است.[۸۰]

تورش ناشی از جهش
برای جزئیات بیش‌تر درباره این بخش از مقاله, تورش ناشی از جهش را ببینید.
جهش تنها منبعی بزرگ برای گوناگونی ژنی نیست؛ بلکه هرگاه احتمال بروز جهش‌های مختلف در سطح مولکولی متفاوت باشد، در تکامل شرکت می‌کند؛ پدیده‌ای که به تورش ناشی از جهش شهرت یافته‌است.

Please, ورود or عضویت to view URLs content!

اگر دو ژنوتیپ برای مثال یکی با نوکلئوتید G و دیگری با نوکلئوتید A، در یک موقعیت یکسان و با ارزش تکاملی یکسان، وجود داشته باشند؛ اما جهش‌های G به A بیش از جهش‌های A به G رخ دهند؛ آنگاه ژنوتیپ توأم با نوکلئوتید A، تمایل بیشتری به تکامل خواهد داشت.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

پیامدها
تکامل هر جنبه‌ای از شکل و رفتار موجودات زنده را تحت تأثیر قرار می‌دهد. برجسته‌تر از همه سازگاری رفتاری و جسمی خاصی است که در نتیجه انتخاب طبیعی به‌دست می‌آید. این سازش‌ها با کمک فعالیت‌هایی از قبیل پیدا کردن غذا، اجتناب از شکارچیان یا جذب جفت؛ تناسب را افزایش می‌دهند. ارگانیسم‌ها همچنین می‌توانند با کمک به بستگان خود یا شرکت در همزیستی که برای هر دو طرف سودمند است؛ به انتخاب پاسخ دهند. در دراز مدت، تکامل موجب تقسیم جمعیت‌های اجدادی به گونه‌هایی جدید می‌شود که آمیـ*ـزش نمی‌کنند.[۸۳]

این پیامدهای تکامل گاهی به تکامل کلان و تکامل خرد تقسیم می‌شوند. تکامل کلان در سطح گونه‌ها یا بالاتر از گونه‌ها رخ می‌دهد، همچون انقراض و گونه‌زایی؛ در حالی که تکامل خرد تغییرات کوچکتری چون سازش درون یک گونه یا جمعیت را در بر می‌گیرد.[۸۳] به‌طور کلی، تکامل کلان به عنوان نتیجه درازمدت تکامل خرد لحاظ می‌شود.[۸۴]؛ بنابراین، تمایز تکامل خرد و کلان بنیادین نیست، ناشی از اثر زمان است.[۸۵] اگرچه در تکامل کلان صفات تمام گونه‌ها ممکن است مهم باشد. به عنوان مثال، حجم زیادی از تنوع در میان افراد اجازه می‌دهد تا یک گونه به سرعت خود را به زیستگاه‌های جدید وفق دهد، و احتمال انقراض کاهش یابد، در حالی که یک محدوده جغرافیایی گسترده شانس گونه‌زایی را افزایش می‌دهد، چون بیشتر احتمال دارد که بخشی از جمعیت جدا و ایزوله شود. در این معنا، تکامل خرد و کلان ممکن است شامل سطوح مختلف انتخاب باشند - تکامل خرد بر ژن‌ها و ارگانیسم‌ها عمل کند، در مقابل فرایندهای تکامل کلان مانند انتخاب گونه بر روی کل گونه تأثیر بگذارد و نرخ گونه‌زایی و انقراض را تغییر بدهد.[۸۶][۸۷][۸۸]

یک تصور غلط رایج این است که تکامل اهداف و برنامه‌های بلند مدت دارد، واقعیت اینست که تکامل هیچ هدف بلندمدتی ندارد و لزوماً به پیچیدگی بیشتر منجر نمی‌شود.[۸۹][۹۰] اگر چه گونه‌های پیچیده تکامل یافته‌اند، آن‌ها به عنوان یک اثر جانبی از افزایش تعداد تمام ارگانیسم‌ها تلقی می‌شوند و اشکال ساده حیات همچنان در بیوسفر فراوان‌تر هستند.[۹۱] اکثریت قریب به اتفاق گونه‌ها پروکاریوت‌های میکروسکوپی هستند، که به رغم اندازه کوچک‌شان نیمی از زیست‌توده[۹۲] و اکثریت مطلق تنوع زیستی زمین را تشکیل می‌دهند.[۹۳] موجودات ساده شکل غالب زندگی روی زمین در طول تاریخ حیات و تا به امروز هستند؛ زندگی پیچیده تنها به این دلیل متنوع‌تر به نظر می‌رسد بیشتر قابل توجه است.[۹۴] در واقع، تکامل میکروارگانیسم‌ها به ویژه در پژوهش‌های تکاملی مدرن مهم است، چرا که تولید مثل سریع آن‌ها مطالعه تکامل تجربی، و مشاهده تکامل و سازش را در دوره‌های زمانی کوتاه ممکن می‌کند.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

سازش
برای جزئیات بیش‌تر درباره این بخش از مقاله, سازش را ببینید.
سازگاری فرایند است که باعث می‌شود موجودات زنده وفاق بیش‌تری با زیستگاه خود بیابند.[۹۷][۹۸] همچنین، اصطلاح سازگاری ممکن است به یک صفت که برای بقای ارگانیسم مهم است اشاره کند. به عنوان مثال، سازش دندان اسب برای ساییدن علف. با استفاده از اصطلاح سازش برای اشاره به روند تکامل، و صفت سازشی برای محصول تکامل (بخشی از بدن یا عملکرد بدن) است، این دو معنای کلمه متمایز می‌شوند. سازش‌ها توسط انتخاب طبیعی تولید می‌شوند.[۹۹]

هم‌تکاملی
تعامل ارگانیسم‌ها می‌تواند هم ناسازگاری و هم همکاری بیافریند. هر زمان که تعامل میان یک جفت گونه باشد، مثلاً میان پاتوژن و میزبان یا میان شکارچی و شکار، مجموعه‌های متناظری از سازش توسعه می‌یابند. به‌طوری‌که تکامل یک گونه، سازش‌هایی در گونه دوم موجب می‌شود. این تغییرات در گونه دوم، در عوض سازش‌های جدیدی در گونه اول ایجاد می‌کند. این چرخه انتخاب و پاسخ هم‌تکاملی نامیده می‌شود.[۱۰۰]

همکاری تکاملی
همه فعل و انفعالات تکاملی بین گونه‌ها شامل مناقشه و ستیز نیستند.[۱۰۱] موارد بسیاری بر اساس منافع متقابل تکامل یافته‌اند. برای مثال، می‌توان به همکاری شدید بین گیاهان و قارچ‌های مایکوریزا اشاره کرد.[۱۰۲]

گونه‌زایی
برای جزئیات بیش‌تر درباره این بخش از مقاله, گونه‌زایی را ببینید.
گونه‌زایی فرایندی است که در آن یک گونه به دو یا بیشتر از دو گونه واگرایش می‌یابد.[۱۰۳] راه‌های متعددی برای تعریف مفهوم «گونه» وجود دارد. انتخاب تعریف وابسته به خصوصیات گونه مربوطه است.[۱۰۴] به عنوان مثال، برخی از مفاهیم گونه به آسانی با توجه به تولیدمثل جنـ*ـسی ارگانیسم اعمال می‌شود؛ در حالی که دیگران با عنایت به تولیدمثل غیرجنسی. با وجود اختلاف نظر در مفهوم گونه، این مفاهیم مختلف را می‌توان در یکی از سه رویکرد فلسفی زیر گنجاند: بوم‌شناختی، تبارزایشی، یا بر محور جفت‌گیری.[۱۰۵]

انقراض
برای جزئیات بیش‌تر درباره این بخش از مقاله, انقراض را ببینید.
انقراض ناپدید شدن تمام و کمال گونه‌ها است. انقراض یک رویداد غیرمعمول نیست، به‌طوری‌که گونه‌ها به‌طور منظم از طریق گونه‌زایی ظاهر می‌شوند و از طریق انقراض ناپدید می‌شوند.[۱۰۶] تقریباً تمام گونه‌های جانوری و گیاهی که زمانی بر روی زمین زندگی می‌کرده‌اند اکنون منقرض شده‌اند؛ ,[۱۰۷] و انقراض، به نظر می‌رسد سرنوشت نهایی همه گونه‌هاست.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

تاریخ تکاملی حیات
منشأ حیات
برای جزئیات بیش‌تر دربارهٔ این بخش از مقاله، آبیوژنز و نظریه جهان RNA را ببینید.

به نظر می‌رسد که شیمی انرژی بالا ۴ میلیارد سال پیش یک مولکول خود همانندساز تولید کرده‌است و آخرین جد مشترک تمام حیات نیم میلیارد سال بعد از آن وجود داشته‌است.[۱۰۹] اجماع علمی در حال حاضر این است که بیوشیمی پیچیده حیات از برخی ساده‌ترین واکنش‌های شیمیایی پدیدار شده‌است.[۱۱۰] ابتدای حیات احتمالاً شامل مولکول خود همانندسازی چون RNA[۱۱۱] و مونتاژ سلول‌های ساده بوده‌است.[۱۱۲]

نسب مشترک
برای جزئیات بیش‌تر دربارهٔ این بخش از مقاله، نسب مشترک و شواهد نسب مشترک را ببینید.

هومینوئیدها مشتقاتی از یک جد مشترک هستند.
تمام موجودات زنده روی زمین از یک جد مشترک یا یک استخر اجدادی ژن مشتق شده‌اند.[۱۱۳][۱۱۴] گونه‌های کنونی تنها یک مرحله در روند تکامل هستند، و تنوع آن‌ها محصول مجموعه‌ای طولانی از گونه‌زایی و انقراض است.[۱۱۵]

تکامل حیات
برای جزئیات بیش‌تر دربارهٔ این بخش از مقاله، تاریخ تکاملی حیات و گاه‌شمار تکامل را ببینید.

درخت تکاملی انشعاب گونه‌های مدرن را از جد مشترک‌شان نمایش می‌دهد. جد مشترک در مرکز قرار دارد و سه حوزه اصلی با رنگ‌های آبی(باکتری‌ها)، سبز(آرکی‌ها) و قرمز(یوکاریوت‌ها) مشخص شده‌اند.
پروکاریوت‌ها از حدود ۳–۴ میلیارد سال پیش ساکنان زمین شدند.[۱۱۶][۱۱۷] تغییر واضحی در مورفولوژی یا سازمان سلولی این موجودات طی چند میلیارد سال بعد رخ نداد.[۱۱۸] سلول‌های یوکاریوتی بین ۱٫۶–۲٫۷ میلیارد سال قبل ظاهر شده‌اند.

زندگی تا حدود ۶۱۰ میلیون سال پیش شامل یوکاریوت‌های تک سلولی، پروکاریوت‌ها و آرکیاها بود تا اینکه در دوره ادیاکاران موجودات چند سلولی در اقیانوس‌ها ظهور یافتند.[۱۱۶][۱۱۹]

مدت کمی پس از ظهور اولیه این موجودات چند سلولی، حجم قابل توجهی تنوع زیستی طی حدود ۱۰ میلیون سال، در رویدادی که به نام انفجار کامبرین خوانده می‌شود پدید آمد.

حدود ۵۰۰ میلیون سال پیش، گیاهان و قارچ‌ها در خشکی تکثیر یافتند و به زودی به دنبال آن‌ها بندپایان و جانوران دیگر از راه رسیدند.[۱۲۰] حشرات به خصوص موفق بودند و حتی امروز عمده گونه‌های جانوری را تشکیل می‌دهند.[۱۲۱] دوزیستان برای اولین بار در حدود ۳۶۴ میلیون سال پیش ظاهر گشتند، به دنبال آن‌ها آمنیوتهای اولیه و پرندگان حدود ۱۵۵ میلیون سال پیش؛ هر دو از تبارهای خزنده مانند، مشتق شدند. حیات پستانداران از حدود ۱۲۹ میلیون سال پیش، نخستی‌ها از ۸۵ میلیون سال پیش، کپی‌ها از ۲۵ میلیون سال پیش، انسان‌ساییان از ۱۳ میلیون سال پیش، سرده انسان از ۲٫۵ میلیون سال پیش و انسان مدرن از حدود ۲۵۰٬۰۰۰ سال پیش آغاز می‌شود.[۱۲۲][۱۲۳][۱۲۴] با این حال، علی‌رغم تکامل این حیوانات بزرگ، موجودات کوچک شبیه به انواعی که در اوایل این فرایند تکامل یافتند همچنان با موفقیت بسیار به تسلط بر زمین ادامه می‌دهند؛ چراکه هم بخش اعظم زیست‌توده و هم عمده گونه‌ها پروکاریوت هستند.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

اعتبار و حمایت علمی
اکثریت گسترده‌ای از جامعه علمی و آکادمیک از تکامل به عنوان تنها توضیح کاملی که می‌تواند مشاهدات گوناگون در زمینه‌های زیست‌شناسی، ژنتیک، زیست‌شناسی مولکولی، دیرین شناسی، انسان‌شناسی و… را توضیح دهد، حمایت می‌کنند.[۱۲۵][۱۲۶][۱۲۷][۱۲۸][۱۲۹] تخمینی در سال ۱۹۸۷ بیان کرد که تنها ۷۰۰ نفر از مجموع ۴۸۰۰۰۰ نفر دانشمندان علوم زیستی و زمین‌شناسی به خلقت گرایی اعتقاد دارند.".[۱۳۰] پروفسور برایان الترز نویسنده و متخصص در زمینه مناقشه بین خلقت‌گرایی و تکامل بیان می‌دارد که ۹۹٫۹ درصد از دانشمندان تکامل را قبول دارند.".[۱۳۱] نظرسنجی که توسط مؤسسه گالوپ در سال ۱۹۹۱ انجام شد نشان داد حدود ۵ درصد از دانشمندان آمریکایی شامل آنهایی که خارج از زمینه علوم زیستی آموزش دیده‌اند به خلقت‌گرایی اعتقاد دارند.[۱۳۲][۱۳۳] گرچه در کشوری مانند فرانسه پذیرش نظریه فرگشت تا سال ۱۹۵۰ به تاخیر افتاد ولی محققی مانند فرانک سالووی دلیل این تاخیر را وجود بالای نخست‌زادگان طی آن دوران در جامعه علمی فرانسه و تمایل آن‌ها به مخالفت با انقلاب‌های علمی دگراندیشانه نسبت می‌دهد و نه به ضعف در شواهد تأییدکننده نظریه‌ی فرگشت.[۱۳۴]

توجیه ژنتیکی فرگشت
امروزه با پیشرفت علم ژنتیک و بیوتکنولوژی، قابلیت مقایسه بین DNA افراد و موجودات از طریق نشانگرهای‌مولکولی فراهم گشته است. از این قابلیت برای شناسایی قرابت موجودات با یکدیگر و همچنین برای جرم‌شناسی و تشخیص والد و فرزند در مسائل قضایی و حقوقی استفاده می‌شود؛ تست DNA نشان داده‌است که تفاوت بین DNA انسان و شامپانزه در حدود یک درصد است و این خود مهر تأییدی بر نظریه‌ی فرگشت (تکامل) می‌باشد.[۱۳۵][۱۳۶][۱۳۷]

کاربردها
برای جزئیات بیش‌تر درباره این بخش از مقاله, کابردهای تکامل را ببینید.
مفاهیم و مدل‌های تکامل همچون انتخاب طبیعی کاربردهای بسیاری دارند.[۱۳۸]

انتخاب مصنوعی انتخاب عامدانه صفات در جمعیتی از ارگانیسم‌هاست. این همان روشی است که از هزاران سال پیش برای اهلی کردن حیوانات و گیاهان مورد استفاده قرار گرفته‌است.[۱۳۹] انتخاب مصنوعی امروزه به جزئی حیاتی از مهندسی ژنتیک تبدیل شده‌است؛ برای مثال می‌توان از نشانگرهای انتخابی همچون ژن‌های مقاومت میکروبی برای تغییر DNA استفاده کرد.[۱۴۰]

فهم تغییرات ارگانیسم‌ها طی تکامل ژن‌های مسبب اعمال و ساختار بدن را مشخص می‌کند؛ ژن‌هایی که ممکن است در اختلالات ژنتیکی انسان دخیل باشند.[۱۴۱]

در علوم کامپیوتر شبیه‌سازی تکامل با به‌کارگیری الگوریتم‌های تکاملی و زندگی مصنوعی در دهه ۱۹۶۰ میلادی آغاز شد؛ و به شبیه‌سازی انتخاب مصنوعی توسعه یافت.[۱۴۲] در نتیجه کارهای اینگو رچنبرگ انتخاب مصنوعی به‌طور گسترده به عنوان یک روش بهینه‌سازی به رسمیت شناخته شده‌است. رچنبرگ استراتژی‌های تکاملی را در حل مسائل پیچیده مهندسی به کار گرفت.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

• 
  ژن
  
  
  
  ژن
  ژن‌ (به فرانسوی: Gène) واحد مولکولی وراثت از یک ارگانیسم زنده است. اکثر صفات بیولوژیکی اثر ترکیبی از اقدامات بسیاری از ژن‌ها هستند.
  آرایش ژنتیکی یک موجود زنده (ترکیب ژن‌های آن)، تعیین‌کنندهٔ مشخصات آن، مانند رنگ چشم‌های یک جانور یا بوی گل یک گیاه است. بیشتر ژن‌ها اطلاعات مربوط به ساخت پروتئین‌ها را در بر دارند و معمولاً در توالی‌های مولکول دی‌ان‌ای ذخیره می‌شوند(مانند واگن هایی یک قطار که پشت سر هم هستند). ژن‌های برخی ویروس‌ها به صورت آران‌ای(RNA)ذخیره می‌شود. برای اینکه یک ژن بتواند اثر خود را نمایان سازد باید ابتدا به پروتئین ترجمه شود. ترجمه ژن‌ها با واسطه ماکرومولکول‌های دیگری بنام آران‌ای (RNA) انجام می‌شود. وجود واحد ارثی گسسته برای اولین بار توسط گرگور مندل (1822-1884) مطرح شد.
  
  محتویات
  • ۱ نمونه‌ای از چند ژن
  • ۲ پژوهش‌ها
  • ۳ جستارهای وابسته
  • ۴ منابع
  نمونه‌ای از چند ژن
  • ژن‌های خانواده سی‌دی‌ایکس
  • ژن‌های خانواده ساکس
  • ژن‌های خانواده پکس
  • ژن‌های خانواده هاکس
  • ژن‌های خانواده لف
  پژوهش‌ها
• پژوهش‌های جدید معلوم کرده که افرادی که قدشان کوتاه‌تر باشد طولانی‌تر از دیگران عمر می‌کنند. این پدیده مربوط به آلل ژنتیک FOX۰۳ (نوعی ژن که در محل خاص در کروموزوم قرار دارد) که به نام ژن طول عمر شناخته شده که باعث رشد محدود می‌شود.
• سال‌ها پیش گروهی از پژوهشگران نوعی بوتهٔ گوجه فرنگی تولید کردند که دارای ژن مربوط به صفت مقاومت در برابر سرما بود. این ژن از نوعی ماهی آب سرد به دست آمده بود و گوجه فرنگی‌هایی که به این طریق به دست آمده بودند مقاومت بیشتری در برابر سرما داشتند.
• در ژانویه ۲۰۱۳ پژوهشگران آمریکایی گزارش دادند، ژنی که حامل ویژگی‌ها و صفات شخصیتی افراد است با طول عمر شخص نیز در ارتباط است.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

وراثت


محتویات

• ۱ ریشه‌شناسی
• ۲ تاریخچه
• ۳ طرز انتقال صفات
• ۴ جستارهای وابسته
• ۵ منابع
• ۶ مطالعه بیشتر

ریشه‌شناسی
کلمهٔ وراثت در ابتدا در زمینهٔ وسیع‌تری مورد استفاده قرار می‌گرفت؛ چرا که مرز میان صفات اکتسابی و صفات ژنتیکی به درستی مشخص نبود. این دو تعریف تنها در اواخر قرن نوزدهم از هم جدا شدند.

امروزه وراثت از مباحث علم ژنتیک است.

تاریخچه
برای نخستین بار، گرگور مندل با پایه‌گذاری قوانین وراثت در قرن نوزدهم میلادی مدلی برای نشان دادن نحوهٔ انتقال صفات از والدین به فرزندان در پیشنهاد داد. از آن‌جا که ماهیت مادهٔ ژنتیکی که عامل انتقال خصوصیات است، در آن زمان مشخص نبود، این پیشنهاد رد شد.

با این حال، هم‌زمان با کارهای مندل، آزمایش‌هایی اهمیت نقش کروموزومها را در انتقال صفات ثابت کرد.

در سال ۱۹۴۳، اسوالد ایوری مولکول دی‌ان‌ای در کروموزوم‌ها را به عنوان ماهیت مادهٔ ژنتیک شناسایی کرد. سرانجام مدل واتسون و کریک در سال ۱۹۵۳ اطلاعات کافی را برای درک و تصحیح قوانین مندل در اختیار دانشمندان قرار داد.

طرز انتقال صفات
طبق قوانین وراثت، جانداران دیپلویید (همچون انسان)، برای هر صفت خود، ۲ آلل دارند که یکی از آن‌ها را از پدر و دیگری از مادرش دریافت کرده‌اند. در صورتی که این دو آلل یکسان باشند، فرد از نظر آن ژن هموزیگوت، و اگر متفاوت باشند هتروزیگوت است. در این صورت فنوتیپ فرد می‌تواند چندین حالت داشته باشد. به‌طور مثال اگر یکی از آلل غالب باشد (یعنی خود را به‌طور کامل بروز دهد) و دیگری مغلوب باشد (اثری از خود ظاهر نکند)، فنوتیپ فرد مربوط به الل غالب خواهد بود. به‌طور مثال، فردی که یک الل A و یک الل O برای گروه خونی خود دارد، فنوتیپ گروه خونی A را خواهد داشت؛ چرا که الل O نسبت به A مغلوب است و بروز نمی‌کند.

همچنین، دو الل ناهمسان می‌توانند هم‌زمان خود را بروز دهند. به این حالت هم‌توانی گفته می‌شود. در این صورت، در فنوتیپ فرد، دو صفت مربوط به هر کدام از دو الل ظاهر شد؛ همچون فردی که دارای گروه خونی AB است.

حالت دیگری که ممکن است رخ دهد غالب ناقص است. در این صورت، فنوتیپ فرد ترکیب و حد واسطی از دو صفت خواهد بود. همچون فردی که یک الل مربوط به موهای مجعد و یک الل مربوط به موهای صاف داشته باشد. در این صورت فنوتیپ موهای او موج‌دار خواهد بود.

به‌علاوه، برخی صفات می‌توانند تحت تأثیر چند ژن قرار داشته باشند. این ژن‌ها ممکن است همگی بر روی یک کروموزوم، یا حتی چند کروموزوم مختلف قرار داشته باشند. به این حالت صفات چندژنی می‌گویند. تعیین اثر و سهم هر کدام از این ژن‌ها در فنوتیپی که فرد نشان می‌دهد بسیار دشوار است. طول قد و رنگ مو از جمله این صفات هستند.

به جز موادی که ذکر شد (که همگی از قوانین مندل پیروی می‌کنند)، صفاتی هستند که از این قوانین مستقل می‌باشند. عامل بروز این صفات در کروموزوم‌های موجود در هسته قرار ندارد؛ بلکه به اندامکهایی که سلول تخم از گامتها دریافت می‌کند بستگی دارد.

همچنین، برخی صفات تحت اثر محیط قرار دارند؛ همچون رنگ گلبرگ‌های گیاه ادریسی که در خاک‌های اسیدی آبی، و در خاک‌های خنثی صورتی است.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

هم‌ایستایی

با هموستاز اشتباه نشود.
هم‌ایستایی[۱] یا هومئوستازی، توسط فیزیولوژیست‌ها به معنای حفظ شرایط پایدار و ثابت در محیط داخلی به کار بـرده می‌شود ویژگی‌ یک سامانه است که محیط داخلی خود را تنظیم می‌کند و تمایل به حفظ وضعیت ثابت و پایدار دارد، از جمله حفظ ویژگی‌هایی مانند دما است. این حفظ پایداری می‌تواند در یک سیستم باز یا بسته باشد. اصولا همۀ اعضای بدن اعمالی انجام می‌دهند که به حفظ این شرایط ثابت کمک می‌کند. برای مثال، ریه‌ها اکسیژن مایع خارج سلولی را تأمین می‌کنند تا جایگزین اکسیژن مصرف شده توسط سلول‌ها شود، کلیه‌ها غلظت یون‌ها را ثابت نگاه می‌دارند و سیستم گوارش،مواد غذایی را تأمین می‌کند.

این ویژگی ابتدا توسط کلاود برنارد و سپس توسط والتر برادفورد در سال‌های ۱۹۲۶، ۱۹۲۹ و ۱۹۳۲ مورد دفاع قرار گرفت. این مفهوم بیشتر اشاره به یک ارگانیسم زنده دارد.[۲]

به تمایل جمعیت‌های مِندلی برای رسیدن به یک ترکیب ثابت ژنی هم‌ایستایی ژنی گویند.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

زیست‌شیمی

جرتی کوری و کارل فردیناند کوری برنده مشترک جایزه نوبل پزشکی و فیزیولوژی ۱۹۴۷ بخاطر کشف سیکل کوری در مؤسسه یادبود راسول پارک
زیست‌شیمی یا بیوشیمی یا شیمی‌حیات (به فرانسوی: Biochimie، بیوشیمی)(به انگلیسی: Biochemistry or Biological Chemistry، بایاکِمِستری) مطالعهٔ فرایندهای شیمیایی در سازواره‌های زیستی است. زیست‌شیمی با ساختار و عمل‌کرد اجزای سلولی مثل پروتئین‌ها، کربوهیدرات‌ها، لیپیدها، اسیدهای‌نوکلئیک، و انواع دیگر زیست‌مولکول‌ها سر و کار دارد. هدف زیست‌شناسی شیمیایی پاسخ دادن به سؤال‌هایی است که از زیست‌شیمی ناشی می‌شوند. دانش زیست‌شیمی که در آن از روش‌های شیمی‌دانان برای درک و شناخت فرایندهای زیستی که درون موجودات‌زنده روی می‌دهد استفاده می‌شود، دارای اهمیت روزافزونی است؛ تمام گیاهان و جانوران از ترکیب‌های شیمیایی ساخته‌شده‌اند و وظیفهٔ زیست‌شیمی‌دان‌ها آن است که ساختمان این مواد و نقش آن‌ها را در حیات موجودات زنده بررسی و شناسایی کنند. کربوهیدرات‌ها، لیپیدها و اسیدهای نوکلئیک مانند دی‌ان‌ای فقط تعدادی از مولکول‌های شیمیایی هستند که موضوع مطالعهٔ زیست شیمی‌دان‌ها به‌شمار می‌آیند. در یکی از شاخه‌های این علم از این مطالعات برای تولید واکسن‌های مقابله‌کننده با بیماری‌های ویروسی نظیر اوریون استفاده می‌شود. زیست‌شیمی‌دان‌ها در زمینهٔ درمان بیماری‌هایی چون ایدز و سرطان نیز کار می‌کند.

محتویات

• ۱ تاریخچه
• ۲ جستارهای وابسته
• ۳ منابع
• ۴ پیوند به بیرون

تاریخچه
در روزگار قدیم باور بر این بود که حیات و عناصر مرتبط با آن دارای مواد یا عناصر ضروری هستند که متمایز از عناصر مواد بی جان می‌باشند و تصور می‌شد که تنها موجودات زنده توانایی ساختن مولکولهای حیات را دارند؛ ولی در سال ۱۸۳۳ فردریک وولر مقاله ایی با موضوع سنتز اوره منتشر کرد و ثابت کرد مواد آلی نیز می‌توانند به صورت مصنوعی سنتز شوند.

شروع علم بیوشیمی ممکن است در زمان کشف اولین آنزیم یعنی آمیلاز توسط Anselme Payen در سال ۱۸۳۳ باشد. گرچه به نظر می‌رسد اولین‌بار در همین سال از واژه‌‌ی بیوشیمی استفاده شده‌است ولی عموماً معتقدند که کشف این دانش به‌طور رسمی در سال ۱۹۰۳ توسط Carl Neuberg شیمی‌دان آلمانی انجام شده‌است. از آن زمان تا به‌حال با کمک تکنیک‌های مختلف پیشرفت زیادی در بیوشیمی رخ داده‌است که منجر به کشف و آنالیز مولکولهای حیاتی مختلف شده‌است. یک اتفاق مهم دیگر در تاریخچه بیوشیمی کشف ژن و نقش آن در سلول است. این بخش از بیوشیمی زیست‌شناسی مولکولی نامیده می‌شود.

 

[☾♔TALAYEH_A♔☽]

زیست‌شناسی مولکولی

زیست‌شناسی مولکولی، مطالعهٔ زیست‌شناسی در سطح مولکولی است. این حوزه دارای وجوه مشترکی با زیست‌شناسی، شیمی، و به‌طور خاص، با علم ژنتیک و بیوشیمی است. زیست‌شناسی مولکولی، علم استنباط برهم‌کنش‌های مولکولیِ فعالیت‌های بیولوژی در بین سیستم‌های مختلف درون سلولی است که شامل ارتباطات بین DNA, RNA، پروتئین و بیوسنتز آن‌ها می‌باشد.[۱] به‌علاوه، چگونگی تنظیم این برهم‌کنش‌ها نیز مورد بررسی قرار می‌گیرد.

محتویات

• ۱ تاریخچه
• ۲ ارتباط با دیگر علوم زیستیِ در سطح مولکولی
• ۳ روش‌های آزمایشگاهی مورد استفاده در زیست‌شناسی مولکولی
• ۴ جستارهای وابسته
• ۵ منابع
• ۶ پیوند به بیرون

تاریخچه
در حالی که زیست‌شناسی مولکولی در دهه ۱۹۳۰ پایه‌گذاری شد اصطلاح زیست‌شناسی مولکولی به وسیله Warren Weaver در سال ۱۹۳۸ ابداع گردید. او معتقد بود که زیست‌شناسی به دلیل پیشرفت‌های اخیر در زمینه‌هایی همچون کریستالوگرافی اشعهٔ X در حال رسیدن به مرحلهٔ مهمی از تغییرات می‌باشد.[۲][۳]

تحقیقات بالینی و درمان‌های پزشکی که بر پایهٔ زیست‌شناسی مولکولی هستند تا حدودی به وسیلهٔ ژن درمانی پوشش داده شده‌اند. در حال حاضر، استفاده از زیست‌شناسی مولکولی یا روش‌ها و ابزارهای زیست‌شناسی سلولی مولکولی در پزشکی به عنوان پزشکی مولکولی شناخته می‌شود. همچنین زیست‌شناسی مولکولی نقش مهمی در درک شکل‌گیری، فعالیت و تنظیم قسمت‌های مختلف یک سلول ایفا می‌کند که می‌تواند برای تعیین دقیق اهداف داروهای جدید، تشخیص بیماری‌ها و درک فیزیولوژی سلول مورد استفاده قرار گیرد.

ارتباط با دیگر علوم زیستیِ در سطح مولکولی
اگرچه، محققین در این حوزه از تکنیک‌های ذاتاً مختص به زیست‌شناسی مولکولی بهره می‌برند، امروزه، این تکنیک‌ها را بطور روزافزونی با روش‌ها و طرح‌های علوم ژنتیک و بیوشیمی ترکیب می‌کند. از آنجا که هیچ مرز تعریف‌شده و مشخصی بین این مباحث وجود ندارد، آنچه که در ادامه می‌آید، تنها یک دیدگاه ازمیان الگوهای قابل تصور برای ارتباط بین مباحث فوق است.

• بیوشیمی مطالعهٔ مواد شیمیائی و فرایندهای حیاتی است که در موجودات زنده رخ می‌دهد. تمرکز تحقیقات بیوشیمی‌دان‌ها بر نقش، عملکرد، و ساختار مولکولهای زیستی است.

بسیاری از داده‌های زیست‌شناسی مولکولی کمی می‌باشند و به تازگی کارهای زیادی در رابـ ـطه با ارتباط زیست‌شناسی مولکولی با علم کامپیوتر در بیوانفورماتیک و آمار زیستی انجام گرفته‌است. در اوایل دهه ۲۰۰۰ مطالعه ساختار و عملکرد ژن و ژنتیک مولکولی، در میان برجسته‌ترین زیر رشته‌های زیست‌شناسی مولکولی بوده‌است.

بسیاری از گرایش‌های زیست‌شناسی به صورت مستقیم یا غیرمستقیم بر روی مولکول متمرکز هستند. ارتباطات ماکرومولکول‌ها در زیست‌شناسی تکوینی و زیست‌شناسی سلولی مورد مطالعه قرار می‌گیرند و در گرایش‌های زیست‌شناسی تکاملی مانند ژنتیک جمعیت و فیلوژنتیک به منظور استنباط ویژگی‌های تاریخی جمعیت یا گونه از تکنیک‌های مولکولی استفاده می‌شود. ارتباط این علم با داروسازی و شیمی الی به گونه ای گسترده‌است.

ارتباط زیست‌شناسی مولکولی با دیگر علوم زیستی
روش‌های آزمایشگاهی مورد استفاده در زیست‌شناسی مولکولی

• همتاسازی مولکولی

یکی از پایه ای‌ترین تکنیک‌های زیست‌شناسی مولکولی به منظور مطالعه عملکرد پروتئین، کلونینگ مولکولی است. در این روش DNAی کدکنندهٔ پروتئین مورد نظر، از طریق PCR و/یا آنزیم‌های محدودکننده (Restriction enzyme)، در یک پلاسمید (وکتور بیانی) کلون می‌شود.

یک وکتور، واجد ۳ مشخصه است: دارای یک ناحیه آغاز رونویسی(origin of replication) است. دارای یک ناحیه کلونینگ چند گانه (multiple cloning site یا به اختصارmcs) است. همچنین واجد یک مارکر انتخابی (selection marker) است. (مارکر انتخابی معمولاً ژن مقاوم به یک آنتی‌بیوتیک است) ناحیه آغاز رونویسی دارای نواحی پروموتری در بالادست ناحیه آغاز رونویسی و ترجمه است. این پلاسمید قادر است به داخل باکتری یا سلول حیوانی وارد شود. ورود DNA به داخل سلول‌های باکتری می‌تواند از طریق جذب DNAی عـریـان طی ترانسفورماسیون (transformation)، هم یوغی از طریق تماس سلول به سلول(conjugation) یا انتقال وکتور ویروسی (transduction) انجام گیرد.

به ورود DNA به سلول‌های یوکاریوتی (همچون سلول‌های حیوانی) از طریق روش‌های فیزیکی یا شیمیایی، ترانسفکشن (transfection) گفته می‌شود.[۴][۵] پس از اینکه DNAی کدکننده مورد نظر ما در داخل یک سلول قرار گرفت، پروتئین آن می‌تواند بیان شود. سپس می‌توان از طریق کشت سلول‌های باکتریایی یا یوکاریوتی، مقادیر بالای پروتئین را از آن‌ها استخراج کرد.

• استخراج دی‌ان‌ای از سلول
• استخراج آران‌ای از سلول
• استخراج پروتئین از سلول
• انتقال دی‌ان‌ای به داخل سلول (دی‌ان‌ای پلاسمیدی یا اولیگونوکلئوتید)
• ساخت پلاسمید
• الکتروفورز
• واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (تکثیر دی‌ان‌ای - پی.سی. آر)

PCR یک روش کارآمد به منظور کپی کردن DNA است. با این تکنیک، امکان تکثیر یک توالی خاص از DNA امکان‌پذیر می‌شود.

• پی.سی. آر معکوس
• تست لوسیفراز
• روش لکه شرقی