بازگشت مجدد به نظریه لامارک، واقعیت یا رویا (Resurrection to Lamarck’s theory, its reality or myth)
رستم عبداللهی |
۲۵ خرداد ۱۳۹۶

در ابتدا سال جدید را با کمی تاخیر خدمت همه دوستان و پژوهشگران  عزیز به ویژه بازدیدکنندگان این وبلاگ تبریک عرض میکنم. انشالله که سالی پر از خیر و برکت در پیش رو داشته باشید.

با توجه به پیشرفت­های اخیری که در زمینه­های مختلف علوم به ویژه ژنتیک و علوم مرتبط با آن نظیر، ریاضیات (کاربرد نظریه گراف (Graph Theory) و … در علوم زیستی جهت بررسی تعامل بین ژن­ها، پروتئین­ها و … با یکدیگر)، آمار، فیزیک (نظریه کوانتومی؛ تئوری Flux یا شار مغناطیسی در مطالعات ژنومیک تحت عنوان Fluxomic؛ استفاده از روش­های C3، C4، C5 و Optical tweezers جهت تفکیک و انتخاب با قدرت بسیار بالای ساختارهای DNA و پروتئین و اثرات متقابل آن­ها در سلول­های منفرد نظیر اسپرم و … که به اصطلاح بازپرسی بیولوژی با اجبار نامیده می­شود) و بیوانفورماتیک و … ایجاد شده است، این زمینه را در محافل علمی فراهم کرده است تا بازبینی مجددی بر نظریه­های قبلی در زمینه ژنتیک گردد. که انشااله در پست­های آتی به شرح کاربرد این علوم و ارتباط آن با ژنتیک و شرح بازبینی تعدادی از این نظریه­ها در علم ژنتیک پرداخته خواهد شد. در این پست مختصری از بازبینی مجدد نظریه لامارک مورد بررسی قرار می­گیرد.

بر طبق نظریه­ی ” ژان باتیست پیر آنتوان دو مونه شوالیه دو لامارک “، فنوتیپ جاندار در نتیجه ناهماهنگی در استفاده یا عدم استفاده از اندامهای مختلف بدن، در طول عمر خود ممکن است تا حدی تغییر یابد و بعضی از صفات را از محیط اطراف خود کسب کند که به نظریه توارثی بودن صفات اکتسابی شهرت یافت (لامارک، ۱۸۰۹) هر چند که این نظریه در ابتدا توسط Baldwin و تحت عنوان  BaldwinEffect گزارش شد. لامارک این گونه صفات را وراثتی و قابل انتقال به نسل­های بعد گزارش کرد. ولی سرانجام نظریه لامارک مورد پذیرش قرار نگرفت، چراکه عقیده بر این بود که هر گونه تغییری که بر اثر استفاده یا عدم استفاده، یا به هر علت دیگر در سلولهای دیگر بدن به غیر از سلول­های زاینده رخ دهد قابل انتقال به نسل بعدی نیست و اطلاعات ژنتیکی تنها از طریق ژنها به سلول­های بدنی منتقل می­شود (به اصطلاح Weismann’s Genetic Barrier؛ ۱۹۱۴-۱۸۳۴). حال سوالی که مطرح می­شود این است که بعد از سالها، و پیشرفت­های اخیر و متحولی که در علم ژنتیک و تعامل آن با سایر علوم بدست آمده است، آیا این نظریه­ واقعیت دارد یا یک رویایی بیش نبوده است؟

لازم به ذکر است که اخیرا این تئوری با یک شکل تغییریافته­ای در محافل علمی مورد بررسی قرارگرفته است. در این زمینه فاکتورهای اپی­ژنتیکی محیطی، ارتباط بین ژنوتیپ­ و محیط را بدون اینکه تغییری در توالی DNA رخ دهد تحت تاثیر قرار داده و منجر به تغییر بیان ژن­ها در سطوح مختلفی نظیر متیلاسیون و استیلاسیون DNA و هیستون­ها می­شوند که این مکانیسم اپی­ژنتیکی برای اکثریت محققین علم ژنتیک پوشیده نیست. بر این اساس در این دست نوشته سعی بر آن شده است که به طور خلاصه دو مکانیسم ملکولی وابسته به اگزوزوم­ها (Exosomes) و میکروRNA (microRNAs) و نقش­ آنها در توارثی بودن صفات اکتسابی و واقعیت یا افسانه بودن نظریه لامارک (یا به عبارتی BaldwinEffect) ارائه گردد.

اگزوزوم­ها ملکول­های ویزیکولی مشتق شده سلولی هستند که در تمام مایعات بیولوژیکی بدن، شامل ادرار، خون، مایع منی، ترشحات رحمی (هیستوتروف) و … حضور داشته و عملکردهای خاصی را در سلول شامل علامت دهی سلولی، لخته کردن خون و … برعهده دارند. در مطالعات مختلف حضور انواع مختلفی از RNA شامل miRNAs، piRNAs (RNAهای مرتبط با سلول­های جنسی)؛ DNA و پروتئین­ها در اگزوزوم­ها ثابت شده است، که انتقال این ملکول­ها به واسطه فرایند انتقال ویزیکولی غشایی (membrane vesicle trafficking) از سلولی به سلول دیگر انجام و نقش مهمی را در ارتباط بین سلول­ها برعهده دارند (شکل ۱). علاوه بر این در مطالعات اخیر با توجه به نقش مهم آن در ارتباط با بیماری­ها و در راستای مطالعات مربوط به miRNAs و مطالعات پویش ژنوم (Genomic)، از آن­ها به عنوان یک بیومارکر خارج سلولی به عنوان مثال اگزوزوم­های موجود در ادرار و ارتباط آن با صفات خاص استفاده شده است (لین و همکاران، ۲۰۱۳).

از طرفی، miRNA ها یک کلاس از RNAهای کوچک ۲۵-۲۱ نوکلئوتیدی هستند که نقش مهمی را در تنظیم بیان ژن­ها و به ویژه در تغییرات پس از ترجمه به واسطه شناسایی mRNA های هدف و تجزیه و یا ترجمه آن­ها برعهده دارند. که در ابتدا از پیش سازهای pri-miRNA سنتز شده و توسط گروهی از انزیم­های RNaseIII تحت عنوان آنزیم­های Drosha در هسته و Dicer در سیتوپلاسم پردازش شده و ملکول بالغ miRNA حاصل می­شود که در مراحل بعدی در حضور کملکس Risc و پروتئین­های Argonaut، بیان ژن­های هدف را تنظیم می­کنند (شکل ۲). جزئیات مربوط به miRNA ها شامل بیوسنتز، مکانیسم عمل و عملکرد، انشااله در پست­های آتی ارائه خواهد شد.

برای مطالعه ادامه مطلب بر روی لینک “ادامه مطلب” کلیک کنید  و همچنین میتواند متن کامل مقاله همراه با عکس ها را از طریق لینک زیر دانلود کنید:

بازگشت مجدد به نظریه لامارک، واقعیت یا رویا

 
avatar