همه می توانند از طریق موتور جستجوی رایگان PubMed به تمام مقالات تحقیقاتی پزشکی و زیست شناسی دسترسی داشته باشند. در PubMed برای “سرطان” جستجو کنید و پیوندهایی به 4.97 میلیون مقاله دریافت خواهید کرد که اولین آنها آخرین آنهاست. پرس و جو برای “ژن” 3.34 میلیون لینک، “ویروس” 1.44 میلیون و “جهش” 1.27 میلیون پیوند به دست می دهد. اعداد روز به روز بیشتر می شوند. اما “پاراموتاسیون” را جستجو کنید و فقط حدود 220 مقاله یا بیشتر پیدا خواهید کرد. این به این دلیل است که تحقیق در مورد پاراموتاسیون ها فقط در حال پیشرفت است.
بسیاری از مردم می دانند که جهش در ژن ها می تواند باعث سرطان شود. و همه‌گیری کووید-19 آگاهی و ترس مردم از ویروس‌ها را افزایش داد. در این محیط، پاراموتاسیون ها تغییراتی هستند که می توانند از انسان در برابر ویروس ها محافظت کنند. محققین آلمورو اسکارپا و رابرت کوفلر، از موسسه ژنتیک جمعیت در وین، اتریش، در مقاله ای که در مجله منتشر شد نشان دادند که چگونه این کار را انجام می دهند. ژنتیک در 11 اکتبر
کروموزوم ها و ژن ها
هر سلول در بدن ما دارای 23 جفت کروموزوم است. یکی از هر جفت از هر والدین به ارث می رسد. هر کروموزوم حاوی یک مولکول DNA بلند به اضافه چندین پروتئین کروموزومی است. DNA از چهار ترکیب به نام باز ساخته شده است. یک ژن توالی خاصی از بازها در DNA است.
وقتی یک ژن است بیان، به این معنی است که توالی روی دنباله ای از بازها در یک مولکول مرتبط به نام RNA کپی می شود. سپس توالی پایه RNA توالی اسیدهای آمینه مورد نیاز برای ساخت پروتئین کدگذاری شده توسط ژن را به سلول می گوید.
به این ترتیب، ژن سنتز یک پروتئین را هدایت می‌کند که DNA و RNA اصلی و نسخه‌های اصلی ژن هستند.
بهار کردن تله
را خوشه های piRNA نوع متفاوتی از ژن است. RNA از یک خوشه piRNA برای ساخت پروتئین استفاده نمی شود. در عوض، آن را به قطعات کوتاه‌تر از 23 تا 30 باز به نام piRNA برش می‌دهند.
piRNA با پروتئین های متعلق به خانواده piwi مرتبط است. مجموعه piwi-piRNA یک سلاح جستجو و نابود کردن است. piRNA جستجوی RNA و DNA را هدایت می‌کند که توالی مشابهی با piRNA دارند و پروتئین‌های piwi RNA هدف را از بین می‌برند یا به سادگی ژن مورد نظر را خاموش می‌کنند.
به طور موثر، خوشه piRNA یک تله ویروس است. وقتی یک ویروس یک سلول را آلوده می کند، DNA آن در DNA سلول میزبان ادغام می شود. اگر تصادفاً در یک خوشه piRNA ادغام شود، خوشه توانایی ساخت piRNA را ایجاد می کند که می تواند همان توالی را در RNA و DNA میزبان شناسایی کند و آن را از بین ببرد.
به زبان ساده، DNA میزبان، ویروس به دام افتاده را برای ساختن یک عامل ضد ویروسی انتخاب می کند.
مگس میوه (مگس سرکه ملانوگاستر) از سال 1901 پیشروی تحقیقات ژنتیکی بوده است. خوشه های piRNA حدود 3 درصد از ژنوم آن را تشکیل می دهند. پروفسور اسکارپا و کوفلر از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای استفاده کردند تا متوجه شوند که عملکرد ضد ویروسی خوشه‌های piRNA به‌وسیله پاراموتاسیون چندین برابر تقویت می‌شود. به این معنا که پاراموتاسیون به جمعیت پرواز کمک کرد تا سریعتر به ویروس مقاوم شوند.
پاراموتاسیون چیست؟
جهش هر گونه تغییر در توالی بازها در DNA یک کروموزوم است. پاراموتاسیون یک تغییر شیمیایی کوچک در یک پروتئین کروموزومی است: یک ژن مجاور را به حالت خاموش تبدیل می کند. بنابراین، نسخه‌های فعال و خاموش‌شده یک ژن پاراموت شده، توالی DNA یکسانی دارند، اما پروتئین‌های مرتبط با آنها تغییرات متفاوتی دارند.
پاراموتاسیون در اصل تنها به تعامل بین نسخه‌های مشتق شده از مادر و پدر از یک ژن اشاره داشت. اصلاح پروتئین مرتبط با یک نسخه به پروتئین مرتبط با دیگری کپی شد و هر دو نسخه خاموش شدند. این حالت پارامویت شده را در نسل های بعدی تداوم بخشید.
امروزه، ما می دانیم که برهمکنشی که باعث اصلاح می شود شامل piRNA و سایر RNA های کوتاه است و بنابراین به دنباله DNA بستگی دارد. بنابراین پاراموتاسیون اکنون به برهمکنش بین ژن هایی اشاره دارد که توالی DNA یکسان یا مشابهی دارند، صرف نظر از مکان کروموزوم آنها.
پاراموتاسیون ها در مقابل ویروس ها
piRNA از یک خوشه می‌تواند نسخه‌های DNA ویروسی درج‌شده در جای دیگری در ژنوم، خارج از خوشه‌ها را تغییر دهد. در نتیجه، درج پاراموت شده از ساخت پروتئین های ویروسی به ساخت piRNA بیشتر تغییر می کند. این مکانیزمی است که مطالعه جدید کشف کرده است.
با این حال، همه درج‌های ویروس در معرض پاراموتاسیون نیستند. ما همچنین نمی دانیم که چرا برخی از درج ها نسبت به سایرین تغییرپذیرتر هستند.
پاراموتاسیون در گیاهان
ویلیام بیتسون و کارولین پلو اولین پاراموتاسیون را در نخود آشپزی کشف کردند.گیاه نخود) و آن را در سال 1915 در مجله ژنتیک. بیتسون یکی از اولین ویراستاران این مجله بود (نویسنده سردبیر فعلی است). او همچنین اصطلاح ژنتیک را برای توصیف مطالعه وراثت ابداع کرد.
در میان تفاوت‌های دیگر با نخودهای کشت‌شده، گیاهان پاراموته شده نیز دانه‌های کوچک‌تر و کمتر شیرینی تولید کردند. کشاورزان آنها را “سرکش” نامیدند. (سرکش به معنای از بین بردن گیاهان یا نهال های ضعیف یا معیوب است.) سرکش ها به صورت واقعی پرورش می یابند و فقط فرزندان سرکش داشتند و تلاقی بین سرکش و واریته مورد نظر فقط فرزندان سرکش به بار می آورد.
دانشمندان کشاورزی تلاش‌های زیادی برای نابودی سرکش‌ها انجام داده‌اند، اگرچه اولین پیشرفت اساسی در درک نخودهای سرکش تنها در سال 2021 رخ داد. سپس، محققان دانشگاه آلگاروه پرتغال گزارش دادند که جهش‌یافته‌ای را جدا کرده‌اند که ویژگی‌های سرکش خود را از دست داده بود، و به دانشمندان این امکان را داد. قدم در درب بگذارید تا بفهمید گیاهان سرکش و غیر سرکش چگونه با هم تفاوت دارند.
پاراموتاسیون مسلماً یکی از رازهای محافظت شده طبیعت است. در حالی که ما اکنون توالی کامل DNA صدها گیاه و جانور و همچنین ده‌ها هزار نفر را داریم، مستندسازی بی‌شمار پروتئین‌های کروموزومی و RNA آنها تازه آغاز شده است. شباهت ها و تفاوت های بین پاراموتاسیون حیوانی و گیاهی هنوز نسبتاً ابتدایی است. بنابراین حتی قبل از اینکه PubMed لینک 250 را منتشر کند، می توانیم منتظر اکتشافات هیجان انگیز باشیم.
نویسنده یک دانشمند بازنشسته است.