انجمن زیست شناسی

پی‌بردن به ساختار سه‌بعدی بخش اصلی آنزيم تلومراز

asal — Tue, 30 Apr 2013 16:50:41 GMT

تلومراز آنزيمی است که از DNA در تلومرها (پايانه‌های کرومزوم‌ها) محافظت می‌کند. در نبود فعاليت تلومراز، هر بار که سلول‌های ما تقسيم می‌شوند تلومرها نيز کوتاه‌تر می‌شود. کوتاه‌شدن تلومرها بخشی ازفرآيند پيری طبيعی است زيرا بيش‌تر سلول‌های بدن انسان فعاليت تلومرازی بالايی ندارند. سرانجام تلومرهای دارای DNA که چونان کلاهک‌های پشتيبان در سرهای کرومروزم‌ها رفتار می‌کنند، آن‌چنان کوتاه می‌شوند که سلول‌ها می‌ميرند.

اما در برخی سلول‌ها مانند سلول‌های سرطانی ملکول‌های تلومراز که از RNA و پروتيين ساخته شده‌اند، بسيار فعال هستند و بر DNA پايان کرومروم‌ها (تلومرها) می‌افزايند، از کوتاهی تلومر جلوگيری می‌کنند و بر درازی زندگی سلول می‌افزايند.

اکنون زيست‌شيمی‌دان‌های UCLA مدل ساختمان سه بعدی بخش RNA آنزيم تلومراز (دومين اصلی آنزيم) را آشکار کرده‌اند. چون تلومراز نقش بسيار مهمی در سرطان و پيری باز می‌کند، شناخت ساختمان آن می‌تواند رويکردهای تازه‌ای برای درمان بيماری به روی پژوهشگران بگشايد.

هنوز روشن نيست که چگونه RNA و پروتيين‌های سازنده‌ی تلومراز برای انجام اين کار جادويی يعنی افزودن بر DNA تلومرها، همکاری می‌کنند. اما پژوهشگران يک گام به شناخت اين راز نزديک شده‌اند. بخش RNA اين آنزيم برای افزودن بر DNA تلومرهای کرومروزم‌های بسيار بنيادی است. اين بخش الگويی دارد که برای رمزدهی چگونگی ساخت تلومرها به کار می‌رود.

برخی گمان می‌کنند اگر دانشمندان بتوانند تلومراز را فعال کنند، آن‌ها بيش‌تر زندگی خواهند کرد. اما پژوهشگران نمی‌خواهند سلول‌های ما برای هميشه تقسيم بشوند، زيرا همچنان که سلول‌ها پيرتر می شوند همه‌ی انواع آسيب‌های DNA در آن‌ها انباشته می‌شود. بنابراين، بهتر است در بيشتر سلول‌ها فعاليت تلومراز خيلی افزايش نيابد.

چون سلول‌های سرطانی به سرعت تقسيم می‌شوند تلومرهای آن‌ها بايد سريع‌تر از سلول‌های عادی کوتاه‌تر شود. اما با اين‌که تلومراز فعاليت پايينی در بيش‌تر انواع سلول‌های سالم بدن دارد، افزايش ميزان فعاليت تلومراز در سلول‌های سرطانی به بازسازی تلومرها کمک می‌کند. اين سلول‌های سرطانی به دليل تلومرازهای خود، ناميرا می‌شوند و در نتيجه سرطان پيشرفت می‌کند. بنابراين اگر دريابيم تلومراز چگونه کار می‌کند گام بزرگی به سوی درمان بيماری برداشته‌ايم.

پژوهشگران دانشگاه UCLA بيش از دو دهه است که برای آشکار کردن ساختمان اين آنزيم کوشش می‌کنند. بررسی‌های آن‌ها روشن ساخته است که بخش اصلی اين آنزيم (بخش RNA) از سه قطعه ساخته شده است: 1) بخشی به نام «گره‌ دروغين» (pseudoknot) که برای فعاليت تلومراز نياز هست و در آن‌جا سه رشته‌ی RNA به هم نزديک می‌شوند و مارپيچ سه‌گانه می‌سازند. 2) يک حلقه‌ی برآمده‌ی درونی (internal bulge loop) که بسيار ناديده گرفته می‌شد اما اکنون روشن است که نقش مهمی دارد و 3) يک دنباله‌ی مارپيچی (helical extension). اين سه بخش را می‌توانيد در شکل زير ببينيد.

اگر بخواهيم تلومراز هدف داروها باشد نخست بايد بدانيم اين آنزيم در هر مرحله از چرخه‌ی سلول چه کار می‌کند و اگر ما ساختار سه‌بعدی آن را به درستی بشناسيم می‌توانيم داروهايی برای فعال‌کردن يا غيرفعال کردن آن بسازيم. بيماری‌هايی هست که جهش در بخش RNA يا پروتيين‌های تلومراز به غيرفعال شدن اين آنزيم انجاميده است.

دانشمندانی که کشف کردند چگونه کرومزوم‌ها با فعاليت تلومراز محافظت می‌شوند جايزه‌ی نوبل 2009 را دريافت کردند. اما هنوز دانسته‌های اندکی از ساختار اين آنزيم داريم و هنوز ساختار سه بعدی کامل اين آنزيم روشن نشده است. هنوز به درستی نمی‌دانيم بخش RNA و بخش پروتيين اين آنزيم چه برهم‌کنش‌هايی دارند.

اکنون روشن شده است که پيچ و تاب‌های RNA نقش مهمی در فعاليت آنزيم تلومراز دارد. هم‌چنين حلقه‌ی برآمده‌ی درونی برخلاف آن‌چه گمان نمی‌رفت، نقش مهمی در شکل‌دادن به ساختار سه‌بعدی بخش RNA آنزيم تلومراز دارد. همچنين روشن شده است که اين حلقه‌ی برجسته در فعاليت آنزمی تلومراز نيز نقش مهمی دارد.

برای اين که تلومراز فعال شود به RNA تلومراز و پروتيينی به نام رونوشت‌بردار وارونه (reverse transcriptase) تلومراز انسانی نياز دارد. کرومروزم‌ها از رشته‌هايی از نوکلوتيدها ساخته شده‌اند که آن‌ها را به صورت تکراری از حروف A ، C ، G ، T نشان می‌دهيم. همواره باز آلی A با T و باز آلی C با G جفت می شود.

درون تلومراز يک الگوی RNA هست که چگونگی ساخته شدند DNA تلومرها را به رمز در خود دارد. تلومراز اين الگو را به کار می‌گيرد و در برابر A آن يک T و در برابر C آن يک G می گذارد و DNA تلومر را بازسازی می‌کند. چون اين آنزيم از RNA به عنوان الگو بهره می‌برد نه DNA ، آن را رونوشت‌بردار وارونه می‌نامند.

آنزيم رونوشت‌بردار وارونه در ويروس‌های مانند HIV نيز يافت می‌شود. اين آنزيم می‌توانند از روی الگوی RNA ملکول DNA بسازد. اما تلومراز از اين نظر بی‌همتاست که «الگو» بخشی از ساختار آن است. بخشی از RNA سازنده‌ی تلومراز به عنوان الگو به کار می رود که فقط 10 نوکلوتيد از 451 نوکلوتيد سازنده‌ی آن است، زيرا تلومرها از واحدهای تکراری ساخته شده‌اند و تنوع رمز ندارند.

پژوهشگران همچنان به بررسی‌های خود درباره‌ی تلومراز ادامه می‌دهند، هرچند که اندازه، پيچيدگی و مقدار اندک آن در سلول‌ها کار را برای آن‌ها دشوار کرده است.

برای آگاهی بيش‌تر

Structurally conserved five nucleotide bulge determines the overall topology of the core domain of human telomerase RNA / PNAS 2010 107 (44) 18761-18768

منبع:انجمن بیوشیمی

چگونه هورمون‌درمانی می‌تواند به سرطان پستان بينجامد

asal — Mon, 18 Feb 2013 00:12:10 GMT

سرطان پستان يکی از شايع‌ترين سرطان‌ها در ميان زنان است و در اروپا، انگلستان و آمريکا از هر هشت نفر يکی به آن دچار شده است. بررسی‌های تازه نشان داه‌اند که هورمون‌های جنسی ساختگی به نام پروژستين‌ها که در هورمون‌درمانی جايگزنی (HRT) و در قرص‌ها ضدبارداری به کار می‌روند می‌توانند خطر سرطان پستان را افزايش دهند. اکنون پژوهشگران اتريشی سازوکاری را شناسايی کرده‌اند که اين هورمون‌ها می‌توانند بر سلول‌های پستان اثر بگذارند.

پيش از اين روشن شده بود که پروتيينی به نام RANKL نقش کليدی در سلامت استخوان‌ها دارد. اين پروتيين سلول‌های تجزيه‌کننده‌ی مواد استخوان را فعال می‌کند. اين فرايند برای بازسازی استخوان و فرستادن کلسيم مورد نياز به درون خون ضروری است. اما افزايش بيش از اندازه‌ی مقدار اين پروتيين به پوکی استخوان در ميليون‌ها نفر در سراسر جهان انجاميده است. شناسايی همين پروتيين در سلول‌های پستان سرنخی شد برای دانشمندان تا ارتباط هورمون‌های جنسی و سرطان پستان را پيدا کنند.

در مقاله‌ای که پژوهشگران در مجله‌ی نيچر (Nature) به چاپ رساندند گزارش شده است که يک هورمون‌ به کار رفته در هورمون‌درمانی جايگزنی و قرص‌های ضدبارداری می‌تواند پروتيين RANKL را در سلول‌ها پستان موش فعال ‌کند.‌ در نتيجه سلول‌های پستان تقسيم می‌شوند و شمار آن‌ها افزايش می‌يابد و آن‌گاه که بايد بميرند نمی‌ميرند. افزون بر اين، سلول‌های بنيادی در پستان خودشان را نوسازی می‌کنند که سرانجام به سرطان پستان می‌انجامد.

در مقاله‌ی ديگری در مجله‌ی نيچر پژوهشگران گزارش کرده‌اند که مهار کردن RANKL در برخی موش‌ها از سرعت پيدايش تومور پستان می‌کاهد و به کاهش آمار سرطان پستان در موش‌ها می‌انجامد. در موش‌های ديگر مهار RANKL نه تنها به کاهش تومور پستان بلکه به کاهش متاستاز سلول‌های سرطانی در شش‌ها انجاميده است.

منبع:انجمن بیوشیمی ایران

پيری و افزايش لاکتيک اسيد در مغز

asal — Sun, 17 Feb 2013 23:59:00 GMT

چروک‌های پوست نشانه‌ی مقدار آسيبی است که پوست از فرايند پيری می‌بيند، اما آيا نشانه‌ای هست که بفهميم مغز چه مقدار پير شده است؟ شايد اندازه‌گيری مقدار لاکتيک اسيد نشانه‌ی مورد نظر باشد. به نظر می‌رسد افزايش اين ماده‌ی شيميايی در مغز بازتابی از فرايند پيری است.

اين يافته هنگامی به دست آمد که پژوهشگران در حال بررسی اين موضوع بودند که با آسيب ديدن ميتوکندری‌های موش، فرايند پيری چگونه می شود. پژوهشگران با دست‌کاری DNA ميتوکندری‌ توانستند موش‌های هميشه پير فراهم کنند. در اين موش‌ها و موش‌های سالم (گروه شاهد) زمان کافی برای دو برابر شدن مقدار لاکتيک اسيد در مغز با سرعت پيری آن‌ها هماهنگی داشت.

لاکتيک اسيد يک فراورده‌ی طبيعی سوخت‌وساز است. از اين رو پژوهشگران می‌گويند که ميتوکندری‌های آسيب ديده در اثر پيری می‌تواند بر فرايند سوخت‌وساز اثر بگذارند. در حقيقت در مغز هر دو نوع موش، آسيب به ژن‌های تنظيم کننده‌ی لاکتات ديده شده است.

منبع:www.pnas.org

بررسي مولکولي پديده مضاعف شدگي در ژن PMP22 در بيماران شارکوت ماري توث به روش PCR-RFLP و MLPA

asal — Thu, 24 Jan 2013 22:34:26 GMT

نوروپاتي حسي و حرکتي ارثي (HMSN) را بيماري شارکوت- ماري- توث ناميده اند که در گروه نروپاتي هتروژنوس است که با ضعف پيشرونده عضلات، تحليل عضلات ديستال و اغلب با فقدان حسي متوسط و خفيف، بدشکلي پا همچون قوس بيش از حد کف پا و کف پاي صاف، اختلال در راه رفتن و کاهش تاندون هاي رفلکسي عمقي مشخص مي شود. اين ناهنجاري را مي توان بر اساس يافته هاي الکتروفيزيولوژيکال (به شکل ناهنجاري ها غلاف ميلين، آکسون يا ترکيبي ااز اين دو ناهنجاري) و يا بر اساس الگوي توراث (اتوزومال غالب، اتوزومال مغلوب و وابسته به x) مي توان تقسيم بندي کرد. از 67 فرد مبتلا به اين بيماري، که بر اساس الگوي توارث، فنوتيپ و يافته هاي الکتروفيزيولوژيکال براي بررسي مولکولي مضاعف شدگي در ژن PMP22 کانديد شدند. براي تشخيص ناحيه مضاعف شدگي در ژن PMP22 از روش PCR-RFLP شد. لازم به ذکر است بدليل اينکه در اين روش مولکولي حدود 30% از بيماران، به علت هموزيگوت بودن و همچنين وجود جهش هاي جديد در ناحيه مضاعف شدگي قادر به تشخيص نبوده بنابراين تعدادي از نمونه ها براي بررسي کامل تر با استفاده از تکنيک MLPA که بهترين روش تشخيصي براي مضاعف شدگي و حذف ها مي باشد مورد بررسي قرار گرفتند. يافته ها حاکي از آن است که از 67 بيمار مورد بررسي براي مضاعف شدگي،36% از بيماران مثبت گزارش داده شدند.

منبع: ژنتيك در هزاره سوم

نسخه قابل چاپ

اطلاعیه

ghahramani — Sun, 02 Dec 2012 23:28:29 GMT

قابل توجه دانشجویان شرکت کننده در کارگاه های انجمن زیست شناسی

برای دریافت گواهی های شرکت در کارگاه ها به دفتر انجمن زیست شناسی مراجعه نمائید./

اطّلاعيه

ghahramani — Sat, 20 Oct 2012 12:35:10 GMT

كارگاه بيوانفورماتيك زمان روز شنبه 6 آبان

براي ثبت نام به دفتر انجمن هاي علمي، ادبي و هنري مراجعه كنيد./

اطّلاعيه

ghahramani — Thu, 18 Oct 2012 12:30:48 GMT

بدين وسيله به اطلاع آن دسته از دانشجويان كه براي كارگاه HLA Typing به روش مولكولي ثبت نام كرده بودند مي رساند كارگاه روز شنبه 29 مهرماه لغو گرديد./

اطّلاعیه

biology-society — Tue, 09 Oct 2012 20:24:57 GMT

برگزاری کارگاه مقاله نویسی به زبان فارسی

دوشنبه و سه شنبه 24 و 25 مهرماه 1391

برای ثبت نام به دفتر انجمن زیست شناسی مراجعه فرمائید./

اطّلاعیه

biology-society — Tue, 09 Oct 2012 20:12:00 GMT

قابل توجه اعضاء انجمن زیست شناسی دانشگاه آزاد اسلامی واحد ورامین - پیشوا

برای دریافت بن تخفیف 40% خرید کتاب از انتشارات خسروی به دفتر انجمن زیست شناسی واقع در طبقه سوم ساختمان علوم پایه مراجعه کنید.

برای مشاهده لیست کتب به ادامه مطلب مراجعه کنید.

مروري بر ساختار و عملکرد ميکرو RNA و نقش آن در سرطان

asal — Fri, 05 Oct 2012 19:51:00 GMT

ميکرو ريبونوکلئيک اسيدها (ميکرو RNAها)، ريبونوکلئيک اسيدهاي غيرکدکننده اي هستند که از نظر تکاملي محافظت شده هستند و داراي طولي برابر 25-18 نوکلئوتيد مي باشند. ميکرو RNAها بيان ژن ها را پس از رونويسي از طريق تجزيه mRNA يا مهار ترجمه آن ها، کنترل مي کنند. اين ساختارهاي ملکولي در کنترل فرايندهاي فيزيولوژيک و پاتولوژيک سلولي شرکت نموده، بسياري از آنها مي توانند به عنوان انکوژن و يا مهارکننده هاي توموري عمل نمايند. لذا بروز موتاسيون در اين قالب هاي روخواني باز مي تواند منجر به سرطان شود. شناسايي ميکرو RNAها و مولکول هاي هدف آن ها، افق روشني را براي شناخت مسيرهايي که منجر به سرطان مي شوند، فراهم کرده است. از اين رو مي توان از اين ترکيبات به عنوان نشان گرهاي زيستي بالقوه در تشخيص، پيش بيني و درمان سرطان استفاده کرد. هدف از اين مقاله مروري تشريح بيوژنزميکرو RNAها، نحوه سنتز و عملکرد آنها و چگونگي شناسايي مولکولهاي هدف توسط اين ساختارهاي ملکولي است. علاوه بر اين اين مقاله تازه هاي موجود پيرامون نقش ميکرو RNAها در عملکرد سلولهاي سرطان و کاربرد آنها در تشخيص و درمان سرطان را مورد بحث و بررسي قرار داده است.

منبع: مجله ژنتيك در هزاره سوم