up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله تنش ژنوتوکسيک PDF
QR code - تنش ژنوتوکسيک

تنش ژنوتوکسيک

تمامي موجودات زنده برخورداز از قابليت واکنش ديناميکي به تنشهاي محيطي در نتيجه فعال سازي زنجيره هاي پيچيده پيام دهي مي باشند. يکي از شديدترين اين تنشها اختلال در خود اطلاعات ژنتيکي مي باشد. ژنوم موجودات زنده هميشه تحت تأثير تنش ناشي از عوامل محيطي (نظير اشعه ماوراء بنفش و مواد شيميايي جهش زا) و نيز توليدات فرآيندهاي متابوليسم داخلي سلول (نظير گونه هاي اکسيژن فعال و مضاعف شدن اشتباهي DNA) مي باشد. بدنبال تاثير تنش ژنوتوکسيک، زمان لازم براي بازسازي DNA در چرخه سلولي افزايش مي يابد و ژنهاي دخيل در بازسازي و حفاظت ساير ترکيبات سلولي مواجه با تنش ژنوتوکسيک، فعال ميشوند. از سوي ديگر، سلولها، خصوصا سلولهاي يوکاريوتهاي پرسلولي، ممکن است بوسيله مکانيزم آپوپتوسيس به اين تنش واکنش نشان دهند ودر نتيجه باعث کاهش صدمات سلولي گردند.
تحقيق در زمينه اثرات تنش ژنوتوکسيک و مکانيزم پيام دهي در پستانداران به سبب اثراتي که در سلامت انسان و ايجاد بيماريهايي مثل کارينوژنسيس دارد، از اهميت ويژه اي برخوردار مي باشد. ولي در گياهان که سلولهاي آنها بي تحرک و توسط ديواره هاي سلولي احاطه شده است، بافتهاي توموري قادر به متاستازي نبوده و گياه بواسطه سرطان از بين نمي رود. از طرف ديگر، اندامهاي توليد مثلي گياهان از سلولهايي منشاء ميگيرند که خود قبل از تشکيل گامت در گياه مادر، تعداد زيادي چرخه مضاعف سازي DNA را پشت سر گذاشته اند.
اين امر بويژه سبب ميشود تا گياهان به انباشت بالقوه جهشها در سلولهاي مادر گامت، حساس باشند و در نهايت راه انتقال جهشهاي سوماتيک به نسل بعدي فراهم ميشود. گياهان بر خلاف جانوران، موجودات بي تحرکي هستند که وابسته به تشعشع خورشيدي بعنوان منبع حياتي انرژي بيولوژيکي بوده و بنابراين بطور مداوم در معرض موتاژنهاي طبيعي از جمله اشعه ماوراء بنفش نوع B هستند. از اينرو تحمل به اين عامل تنش زاي غير زنده براي حيات گياهي با اهميت مي باشد. جبران و رفع خسارات وارده به DNA براي نگهداري ثبات ژنومي ضروري است و گياهان البته اطلاعات لازم براي اين هدف را در اختيار دارند. در مقابل، دانش بشر در زمينه تأثير و مکانيزمهاي عوامل صدمه رسان به DNA بسيار محدود است، هر چند که اخيراً حمايت ژنتيکي براي پروتئينهاي دخيل در پيام دهي ژنوتوکسيک در گياه اربيدوپسيس در حال شگل گيري است.
تنش گرمايي
واکنش به تنش گرما در موجودات مختلفي همچون باکتريها، قارچها، گياهان و جانوران با افزايش درجه حرارت تحريک ميشود و مشخصه ويژه آن افزايش سنتز پروتئينهايي بنام پروتيينهاي شوک گرمايي (hsp ها) مي باشد. hspها دربرگيرنده چندين گروه از پروتيينهاي حفاظت شده مي باشند. شکل معمولي واکنش به تنش گرما بدين گونه است که تماس اوليه با يک تنش خفيف گرمايي، سبب ايجاد مقاومت به دوزهاي کشنده غير عادي ميشود که گياه بعداً با آنها مواجه ميگردد. اين پديده را اصطلاحاً تحمل گرمايي اکتسابي گويند. از آنجا که سلولهاي واجد قابليت تحمل به گرما، مقادير بالايي از hspها را بيان مي نمايند، محققين به اين نتيجه رسيده اند که اين پروتئينها با تحمل به گرما مرتبطند.
تنش دماي بالا سبب واسرشتگي شديد و تخريب پروتئينهاي سلولي ميگردد که اگر کنترل نشود، منتج به مرگ سلول خواهد شد. hspها بواسطه فعاليت کاپروني خود، سلول را قادر به رفع صدمات ناشي از گرما به پروتئينها مي نمايند. در طي تنش گرمايي، hspها ابتدا در جهت ممانعت از تخريب پروتئينها و تحريک تابيدن مجدد پروتيينهاي واسرشته عمل مي نمايند، ولي از آنجا که تشکيل پروتيين از لحظه سنتز اهميت پيدا ميکند، hspها نقشهاي مهمي حتي در شرايط عادي ايفاء مي نمايند.
تغييرات دمايي در طبيعت سريعتر از ساير عوامل تنش زا رخ ميدهد. گياهان به سبب عدم توانايي در حرکت و جابجايي، در معرض تغييرات وسيع درجه حرارت روزانه و يا فصلي قرار دارند و بنابراين بايد خود را با تنشهاي دمايي، سريع و بطور موثري سازگار نمايند. مشخصه واکنش به تنش دمايي، توقف رونوشت برداري و ترجمه طبيعي ژنها، ابراز بالاتر از حد پروتئينهاي ويژه شوک گرمايي (hspها) و تحريک تحمل به گرما مي باشد. اگر تنش خيلي شديد باشد، مسيرهاي پيام دهي که منتج به مرگ آپوپتوتيک سلولي ميگردد، فعال ميشود. hspها بعنوان کاپرونهاي ملکولي سبب حفاظت سلول در برابر اثرات مخرب تنش دمايي و افزايش امکان بقاء سلول ميگردند. افزايش ابراز hspها توسط فاکتورهاي رونوشت برداري شوک گرمايي (hsfها) تنظيم ميشود. شناخت ما از مکانيزمهاي تنظيم کنندگي تحمل به تنش گرمايي هنوز محدود است مگر اينکه اطلاعات کاملتري از نحوه ابراز و نقش hsp ها بدست آيد.
تنش اکسيداتيو
اکسيژن براي گياهان مثل ساير موجودات هوازي، همانند يک تيغ دو لبه است. اگرچه براي رشد و نمو عادي ضروري است ولي تماس مداوم با آن منتج به صدمه ديدن سلولها و در نهايت مرگ آنها ميگردد و اين بدان خاطر است که اکسيژن در فرم ملکولي به اشکال مختلف گونه هاي اکسيژن فعال (ROS) بخصوص به فرم آنيون راديکال آزاد سوپراکسيد (- O۲) و پراکسيد هيدروژن (H۲O۲) احياء ميگردد، که خود اينها با ترکيبات سلولي گوناگوني واکنش داده، سبب صدمات شديد يا جبران ناپذيري شده، در نهايت منتج به مرگ سلول ميگردند. ROSها در سلولهاي گياهي بوسيله هر دو روش القايي و ساختماني به مقدار زيادي توليد ميشوند ولي در شرايط عادي، تعادل رداکس سلولي از طريق روش ساختماني که ويژه طيف وسيعي از مکانيزمهاي آنتي اکسيداني تکامل يافته جهت تخريب ROSها مي باشند، حفظ ميگردد.
تنشهاي محيطي گوناگون و محرکهاي داخلي سبب اختلال در تعادل رداکس از طريق افزايش توليد ROSها يا کاهش فعاليت آنتي اکسيداني ميگردند که بهمين سبب تنش آنتي اکسيداني رخ ميدهد. در واکنش به افزايش ROS، ابراز ژنهاي رمز کننده پروتئينهاي آنتي اکسيدان کاهش مي يابد. در چنين شرايطي ابراز ژنهاي رمز کننده پروتئينهاي دخيل در طيف وسيعي از فرآيندهاي امداد سلولي نيز کاهش مي يابد. علاوه بر اين، ROS از يک سري نقشهاي پيام دهي، غير از نقشهايي که در شرايط تنش آنتي اکسيداني ايفاء ميکند، برخوردار است.
تنش فلزات سنگين
فلزات سنگين فلزاتي هستند که داراي چگالي بالاتر از ۵ گرم بر سانتيمتر مکعب باشند. اين تعريف از نقطه نظر بيولوژيکي بسيار سودمند است زيرا تعداد زيادي از عناصر موجود در طبيعت را شامل ميگردد. ولي تنها تعداد اندکي از اين عناصر در شرايط فيزيولوژيکي، بصورت محلول يافت و بنابراين ممکن است براي سلولهاي زنده قابل دسترس باشند. در ميان آنها عناصري وجود دارد که بعنوان ريز مغذي يا عناصر کمياب (Fe, Mo, Mn, Zn, Ni, Cu, V, Co, W, Cr) براي متابوليسم گياهي با اهميت هستند و عناصري نيز وجود دارد که وقتي مقدار آنها در محيط رشد گياه زيادتر از حد نرمال باشد، براي گياهان مسموميت زا هستند. عناصر ديگري نيز که نقش بيولوژيکي ناشناخته و خاصيت مسموميت زايي بالايي براي گياهان دارند (As, Hg, Ag, Sb, Cd, Pb, and U)، وجود دارد. بجز محيطهاي طبيعي استثنايي، در حال حاضر به اثرات مخرب رهاسازي فلزات سنگين در طبيعت توجه زيادي ميشود.

تنش يا استرس Stress ، واژه‎اي است که اولين بار توسط دانشمندان علوم بيولوژيک در مورد موجودات زنده بکار برده شد. بعدها اين واژه از علم فيزيک گرفته شده و ...

سردرد تنشي چيست؟ گردآوري و ترجمه از:ياور وحدتي سردرد تنشي يك نوع سردرد خيلي شايع است كه اغلب در اواخر عصر شروع مي شود وممكن است با نزديك شدن به پايان ...

سردرد تنشي شايعترين نوع سردرد مي باشد که حدود ۴۰ درصد افراد در مقطعي از زندگي خود به آن مبتلا خواهند شد. اين نوع سردرد در اثر بيماري خاصي ايجاد نشده و ...

سنسورهاي تنش در مدل ژنتيکي Synechocystis سلول با ابراز گروه خاصي از ژنهايي که در اثر تنش القاء ميشوند، يک تنش معين را احساس و به آن واکنش نشان ميدهد. ...

دوره هاي کمبود آب خاک و يا هوا، اغلب در طول چرخه زندگي گياه حتي در خارج از نواحي خشک و نيمه خشک نيز اتفاق مي افتد. واکنش هاي گياه به کمبود آب پيچيده ه ...

فلزات سنگين فلزاتي هستند که داراي چگالي بالاتر از ۵ گرم بر سانتيمتر مکعب باشد. اين تعريف از نقطه نظر بيولوژيکي بسيار سودمند است زيرا تعداد زيادي از عن ...

با گذشت شش دهه ، شات پينينگ (Shot peening:sp) ، زيادترين استفاده و بيشترين اثر را در ايجاد تنش هاي پسماند در سطح فلزات ، به منظور بهبود عملکرد خستگي د ...

عمليات حرارتي، فرايند گرم كردن و سرد كردن فلزي جامد براي رسيدن به خواص مطلوب و دلخواه مي باشد. دلايلي كه باعث انجام عمليات حرارتي مي شوند به شرح زير ا ...

دانلود نسخه PDF - تنش ژنوتوکسيک