رفتن به مطلب

معرفی ایزوزیم


masi eng

ارسال های توصیه شده

ایزوزیمها (همچنین به عنوان ایزوآنزیم نیز شناخته میشوند) آنزیمهایی هستند که در ترکیب اسیدهای آمینه تفاوت دارند اما واکنش یکسان شیمیایی را تسریع میکنند. این آنزیم ها معمولا پارامترهای جنبشی متفاوت یا خصوصیت های منظم متفاوت را نشان میدهند (مثل ارزشهای متفاوت در km ).

در بیوشیمی ایزوزیم ها با آنزیم های دیگر هم شکل هستند (به طور بسیار نزدیکی با انواع دیگر در ارتباط اند). در موارد بسیاری آنها به وسیله ژن های متشابه که در طول زمان انشعاب پیدا کرده اند کد میشوند.اگر چه به طور واضح میتوان گفت که” آلوزیم ها” ،آنزیم هایی از آلل های متفاوت ازژن یکسان هستند و “ایزوزیم ها” ،آنزیم هایی از ژن های متفاوت که مراحل مختلف یا تجزیه شیمیایی واکنش یکسان را انجام میدهند، این کلمه ها معمولا به جای هم مورد استفاده قرار میگیرند.

اساس واژه ایزوزیم به آنجا برمیگردد که آزمایش ها نشان داد آنزیم مالات دهیدروژناز استخراج شده از کبد موش و باکتری اشریشیا کلی با اینکه یک واکنش خاص را کاتالیز میکند ،اما مشخصات فیزیکی و شیمییایی این دو آنزیم با هم متفاوت است.این شکلهای متفاوت میتوانند در بافت های مختلف ، سلولها ویا حتی زیر سلولهای یک پروکاریوت یا یوکاریوت متفاوت باشند.امروزه ایزوزیم های متعددی شناخته شده شده است .شناسایی و جداسازی این ایزوزیمها ارزش تشخیصی دارد.ایزوزیم ها در ابتدا به وسیله R.L.Hanter و Clement Markert توصیف شدند.آنها ایزوزیم ها را به عنوان متغییرهای گوناگون از آنزیمهای یکسان که در افراد یکسان دارای عملکرد یکسان است تعریف کردند.این تعریف ارائه میکند:1)متغییرهای آنزیم که محصول ژن های متفاوت هستند وتوسط جایگاههای متفاوت ژنی بیان میشوند(به عنوان ایزوزیم توصیف میشوند) و2) آنزیم هایی که محصول متفاوت الل های ژنی مشابه هستند(به عنوان آلوزیم توصیف میشوند).

یک تعریف کلی از ایزوزیمها:ایزوزیم ها شکل های چندگانه یک آنزیم مشخص هستند که در یک گروه ارگانیسم ویا حتی در یک سلول یافت میشوند.این شکلهای چندگانه را میتوان با استفاده از روش الکتروفورز عصاره سلولی جدا و شناسایی کرد، چون این شکلها توسط ژنهای متفاوت کد میشوند ،از نظر ترکیب اسیدهای آمینه وبنابراین مقدار PHایزوالکتریک با هم تفاوت دارند.منشأ وسیر تکاملی ایزوزیم:ایزوزیم ها معمولا نتیجه مضاعف شدگی ژنی میباشد اما همچنین میتوانند از polyploidisation (کروموزومهای دارای چند برابر تعداد اصلی) یا nucleic asid hybridization (اسید نوکلئیک دورگه) منشا بگیرند.بعد از زمان تکاملی ،اگر عملکرد متغییر جدید به مرجع اصلی یکسان باقی بماند ،پس این احتمال دارد که یکی از آنها یا دیگری به عنوان ژن جهش یافته در سلول جمع شود وعمل آن از دست خواهد رفت و نتیجه ی آن یک ژن کاذب(ژنهایی که در طول زمان به دلایلی مثل جهش عملکرد خود را از دست میدهند یعنی بیان نمیشوند) است.البته اگر موتاسیون فورا آنزیم را از عملکرد باز ندارد ،اما در عوض آنزیم یا عملکرد آن را تغییر دهد یا الگوی بیان ژن را تغییر دهد،پس هر دو متغییر با هم ممکن است به وسیله ی انتخاب طبیعی مورد توجه قرار گیرند و به عملکردهی متفاوت تخصص یابد .برای مثال ممکن است در مراحل مختلف توسعه یابد یا در بافت های مختلف بیان شوند.

آلوزیم ها ممکن است از جهش نقطه ای یا از اتفاق حذف-اضافه (indel ) که روی توالی کد کننده اثر میگذارد نشأت گیرند.با هر جهش جدید 3 رویداد ممکن است برای یک آلوزیم جدید وجود داشته باشد:

1) محتمل ترین رویداد در این باره این است که آلل جدید فاقد عملکرد خواهد بود-که در آن مرحله، به احتمال زیاد در تناسب ضعیفی قرار گرفته و از جمعیت به وسیله انتخاب طیبعی حذف شود.

2) متناوباً اگر باقی مانده آمینو اسیدی که تغییر یافته در یک بخش نسبتأ غیر ضروری باشد برای مثال در فاصله دور از جایگاه فعال آنزیم،پس جهش امکان دارد به صورت انتخابی خنثی شودو یا در معرض رانش ژنی قرار گیرد.

3) در مواقع نادر، ممکن است موتاسیونی که در یک آنزیم رخ میدهد موثر واقع شود ویا اینکه میتواند یک ماده شیمیایی را به مقدار کم تجزیه کند،که در این مواقع موتاسیون ممکن است افزایش در تناسب (کارایی) را سبب شود ویا به وسیله انتخاب طبیعی مورد توجه قرار گیرد.نحوه شناسایی وجداسازی ایزوزیم:همانگونه که گفتیم ایزوزیمها و(آلوزیم ها) متغییرهای آنزیم مشابهی هستند مگر اینکه از لحاظ خصوصیت بیوشیمی اشان که باعث میشود توسط یک آزمایش بیوشیمیایی ازهم متمایز شوند. البته چنین تفاوت هایی معمولا دقیق هستند (به ویژه بین آلوزیم هایی که اغلب متغییرهای خنثی هستند).البته این دقت قابل انتظار است زیرا که این دو آنزیم که به صورت قابل توجهی از لحاظ عملکردشان متفاوت هستند به صورت غیر محتمل به عنوان”ایزوزیمها” تعریف میشوند.

هر چند ایزوزیم ها در عمل تقریبا یکسان اند اما در مراحل دیگر ممکن است با هم فرق داشته باشند.به ویژه در جانشینی آمینواسید که بار الکتریکی یک آنزیم را تغییر میدهد(مثل تعویض آسپارتیک اسید با گلوتامیک اسید) برای تعیین به وسیله ی ژل الکتروفورز بسیار ساده عمل میکند و این اشکال ،پایه ای برای استفاده از ایزوزیم ها به عنوان نشانگرهای مولکولی هستند.

برای برسی و مشاهده ایزوزیم ها: استخراج یک پروتئین خام بافت گیاهی یا جانوری با یک بافر استخراج کننده، سپس عناصر استخراج یافته مطابق بار الکتریکی شان به وسیله الکتروفورز روی ژل جدا میشوند. از لحاظ تاریخی، ژل مورد استفاده در الکتروفورز از نشاسته سیب زمینی ایجاد میشود،اما ژل اکریل آمید نتیجه بهتری را ارائه میدهد.

بعد از بردن نمونه روی الکتروفورز ،چون ایزوزیمها در یک PH تنظیم شده میتوانند بارهای الکتریکی متفاوتی داشته باشند پس برروی بستر به سمت قطب منفی یا مثبت حرکت می نمایند. سپس برای ارزیابی آنها میتوان یک ماده بیرنگ را به عنوان سوبسترا در اختیار آنزیم قرار داد.در اثر عمل کاتالیکی آنزیم در همان محل ترکیب رنگی یا رسوب غیر محلول تشکیل میشود که نشان دهنده وجود ایزوآنزیم میباشد .ایزوزیم های جانوری:امروزه ایزوزوم های متعددی از گروه دهیدروژنازها،اکسیدازها،تر انس آمینازها،فسفاتازها وآنزیم های پروتئولیتیک شناخته شده است.

یک مثال از ایزوزیم، گلوکوکیناز میباشد که یک متغییر ازهگزوکیناز میباشد که به وسیله ی گلوکز6فسفات بازداشته نمیشود.ترتیب ویژگی های آن وپیوستگی کم تر آن برای گلوکز (در مقایسه با دیگر هکزوکینازها) به آن اجازه میدهد تاعملکردهای متفاوت را در ارگانیسم های مشخص انجام دهد، مثل رها کردن انسولین از سلولهای بتای پانکراس یا راه اندازی سنتز گلیگوژن به وسیله ی سلولهای کبدی.هر دو فرآیند باید زمانی اتفاق افتد که میزان گلوکز فراوان است یا مشکلاتی ایجاد شده است.لاکتات دهیدروژنازرا میتوان به عنوان مثال دیگری نام برد.لاکتات دهیدروژناز یکی از اولین ایزوزیم هاست که به طور کامل مورد مطالعه قرار گرفته است.این آنزیم به صورت 5 ایزوزیم مختلف در بافت های موش وسایر مهره داران وجود دارد.تمام ایزوزیم های موش جدا شده اند ، همه ی آنها یک واکنش را کاتالیز میکنند.

NADH+H +پیروواتNAD↔+لاکتات

تمام پنج ایزوزیم دارای وزن مولکولی در حدود 134000وحاوی چهار زنجیره پلی پپتیدی، هر یک با وزن مولکولی33500میباشند.این پنج ایزوزیم شامل پنج ترکیب متفاوت از دو نوع مختلف زنجیره پلی پپتیدی هستند که با حرف M وH مشخص میشوند.ایزوزیمی که بیشتر در ماهیچه های اسکلتی یافت میشود حاوی چهار زنجیرپلی پپتیدیM است وبه صورت₄M نشان داده میشود.ایزوزیمی که بیشتر در قلب یافت میشود حاوی چهار زنجیر H یکسان است وبه صورت H₄ مشخص میشود.سه ایزوزیم دیگر دارای ترکیب M ₃H ،₂M₂H ،MH₄ میباشند. زنجیره های MوH به صورت جداگانه استخراج شده اند ومشخص شده است که آنها از نظر نوع و توالی اسید های آمینه با یکدیگر متفاوت اند.با مخلوط کردن زنجیره های منفرد MوH که به تنهایی غیرفعال میباشند تمام ایزوزیم های متفاوت لاکتات دهیدروژناز با فعالیت کامل در لوله آزمایش ،در نسبت های صحیح به طور خود به خودتشکیل میشوند.

تحقیقات ژنتیکی نشان میدهد که توالی های اسیدهای آمینه در زنجیره های پلی پپتیدی متفاوت M وH آنزیم لاکتات دهیدروژناز توسط دو ژن متفاوت کد میشوند.بیوسنتز این دو نوع زنجیر ودر نتیجه مقادیر نسبی ایزوزیم های لاکتات دهیدروژناز که در یک سلول مشخص وجود دارد تحت کنترل ژنتیکی است.شکل زیر نشان میدهد که ایزوزیم های لاکتات دهیدروژناز با مقادیر متفاوت در بافت های مختلف یافت میشود.علاوه بر این ممکن است که مقادیر نسبس ایزوزیم های متفاوت لاکتات دهیدروژناز در طی تکامل جنینی تغییر کند.این ایزوزیم ها در تشخیص بیماری های قلبی و کبدی نیز مهم اند.مطالعه دقیق سینتیک ایزوزیم های لاکتات دهیدروژناز نشان داده است که هر چند همه ی آنها یک واکنش را کاتالیز میکنند ،اما از نظر مقدار Km برای سوبستراهای خود به خصوص برای پیرووات و همچنین ازنظر Vmax زمانی که از پیرووات به عنوان سوبسترا استفاده میشود ،با هم تفاوت دارند.ایزوزیم های M₄ که مشخص کننده ماهیچه های اسکلتی وبافت های جنینی است دارای Kmنسبتاً پایین برای پیرووات و سرعت نسبتا زیادی در احیا کردن پیرووات به لاکتات میباشد .ایزوزیم H₄ ویژه قلب وماهیچه های قرمز دیگر دارای Km نسبتاً بالا برای پیرووات است وآن را با سرعت نسبتا کمی احیا میکند.

علاوه برآن عمل دهیدروژنه شدن لاکتات که توسط ایزوزیم H₄کاتالیز میشود شدیداً توسط پیرووات بازداشته میشود.ایزوزیمهای دیگر لاکتات دهیدروژناز متناسب با مقدار نسبی زنجیره های MوH دارای خصوصیات سنتیکی حدواسط بین شکلهای M₄و H₄میباشند.

مقایسه این گونه ویژگیها ی سینتیک با مشخصات متابولیک بافتهایی که در آنها ایزوزیم های M₄و H₄ بیشتر یافت می شوند ،بینش خاصی در مورد کارکرد ایزوزیمهای متفاوت لاکتات دهیدروژناز به ما میدهند.

ماهیچه های اسکلتی وبافت جنینی از گلوکز به طور غیرهوازی استفاده می کنند ودر فرآیندگلیکولیز آن را تبدیل به لاکتات می کنند. لاکتات دهیدروژنازعمل احیای پیرووات به لاکتات را که آخرین مرحله ی گلیکولیز است کاتالیز میکند.بنابراین بافت ماهیچه یا ایزوزیم M₄ لاکتات دهیدروژناز که دارای Km پایین و Vmax بالا برای پیرووات است به خوبی برای تبدیل سریع پیرووات به لاکتات تطبیق یافته است. از سوی دیگرماهیچه قلب در شرایط معمولی گلوکز را تبدیل به لاکتات نمیکند.در این بافت به طور هوازی پیرووات به دی اکسیدکربن اکسیده میشود،بدون اینکه ماده ی حدواسط لاکتات تشکیل شود.ایزوزیم M₄ به خوبی برای این مسیرمتفاوت در متابولیسم گلوکز تطبیق یافته است ،چه این ایزوزیم دارای Km بالا برای پیرووات وVmax کم برای احیای پیرووات به لاکتات است وبه وسیله ی مقدار زیاد پیروات بازداشته میشود ،این عمل در کم کردن فعالیت این آنزیم در جهت ایجاد لاکتات شدیداً موثرند.هر چند ماهیچه قلب معمولاً از لاکتات دهیدروژناز برای اکسیداسیون گلوکز استفاده نمیکند، در شرایط اضطراری وقتی که مقدار اکسیژن کم است ،وجود لاکتات دهیدروژناز به ماهیچه قلب این امکان را میدهد که انرژی لازم را از تبدیل گلیکوژن به لاکتات به دست آورد.ایزوزیم گیاهیساخت نشاسته در آندوسپرم غلات:طریقه سنتز نشاسته در آندوسپرم غلات منحصربه فرداست وایزوفرم ھایی از آنزیم مورد نیاز است که درسایربافتھای غلات یا دیگر گیاھان وجود ندار د. تحقیقات جدیدی که روی ایزوفرم ھای آنزیم صورت گرف ته اطلاعات ما را درباره ساخت و تجزیه زنجیره خطی و انشعابات افزایش داده است. توسط آنالیزھای ژنتیکی مدل ھایی برای نقش ھای آنزیم شاخه شکن در تولید نشاسته غلات ارائه شده است. با وجود ابزار آنالیز بیوسنتز نشاسته اطلاعات ما در مورد این روند در غلات افزایش یافته است. یکی از این موارد تعیین توالی ژنوم برنج است.

غلات نشاسته را به عنوان یک ذخیره انرژی انباشته می کنن د. این نشاسته به عنوان ترکیب کربوھیدرات ابتدایی در رژیم ھای غذایی بشر ودام به کار می رود و ھمچنین دارای کاربردھای صنعتی زیادی می باشد. نشاسته دو ھمو موپلی مر– D گلوکز دارد شامل آمیلوز و آمیلوپکتین. آمیلوزیک مولکول خطی است که واحد ھای گلوکوزیلی از طریق پیوندالفا ١و ۴ به ھم متصل می شوند. آمیلو پکتین پلیمر فراوانتر نشا سته است که شامل زنجیرھای خطی با طولھای متفاوت می باشد. تقریباً ۵% از واحد ھای گلوکوزیلی در آمیلوپکتین با پیوند ھای ١و ۶ به ھم وصلند که ھمان شاخه ھای زنجیر می باشن د. نحوه قرار گیری شاخه ھا بدین صورت ا ست که نواحی با شاخه ھای بلند و نواحی بدون شاخه یکی در میان قرار می گیرند. زنجیره ھای خطی می توانند آرا یش مارپیچ دوگا نه موازی ایجاد کنند این نوع آرایش پاسخی به طبیعت کریستالی دانه ھای نشاسته است که بسته بندی واحد ھای گلوکوز را باعث می شود. دو نوع ساختار کریستالی در آمیلوپکتین دیده می شو د:نوع A نوع B که تفاوت این دو در جھت چرخش زنجیره ھای کوتاه آمیلوپکتین است.

عمل کاتالیزوری AGP یعنی ADP گلوکز پیروفسفریلاز اولین واکنش در سنتز نشاسته می باشد. AGP شامل دو زیر واحد بزرگ و دوزیر واحد کوچک است که ھر کدام باژنھای مشخص کد می شو د. این آنزیم در آندوسپرم غلات بیشتر خارج پلاستیدی می باشد. باشد اما در سایر بافتھای غلات و در تمام بافتھای گیاھان دیگر درون پلاستیدی است. مطالعات جدید نشان میدهد که اشکال پلاستیدی و سیتوسولیAGP توسط ژنھای کد می شود کد در اندوسپرم ھای غلات وجود دارد.

ایزوفرم ھای آنزیم سازنده نشاسته نقش ھای منحصر به فردی در سنتز نشاسته دارند:SSs یعنی آنزیم سازنده نشاسته AGP–گلوکز را برای طویل کردن زنجیره ھای خطی با ایجاد پیوند ھای ۴و ١ استفاده می کند. آندوسپرم غلات حداقل دارای پنج ایزوفرم از SSs می باشد که بر اساس توالی DNA کد کننده خود شناخته می شوند. نامگذاری چھار ایزوفرم آن به این صورت می باشد: SSIIa، bSSII ، SSIII ، SSI که به نظر میرسد دارای نقش خاصی در در سنتز آمیلوپکتین می باشند. GBSSI

ایزوفرم با باندگرانوالی توسط ژن (waxy wx)در غلات کد میشود که نقش آن طویل کردن آمیلوز می باشد .در موتانهای wx نشاسته فقط دارای آمیلوپکتین است و آمیلوز ندارد.آنالیزهای جدید در tritcum monococcum که یک گندم دیپلوئید است نشان میدهد محتوی آمیلوز ممکن است تحت تاثیر فاکتورهایی غیر از GBSSI باشد.مدارک جدید نشان میدهد که فاکتورهای تنظیم کننده شامل مالتو یا الیگوساکاریدهایی کوچک به عنوان آغازگر ویا ADP –گلوکز به عنوان سوبسترا می باشد.تعداد موتان های WX در جو مقدار کمی آمیلوز آندوسپرمی را میسازد .مطالعه آندوسپرم جو نشان میدهد که مثل گندم دوGBSSدارد. ایزوفرمهای جو GBSS I میباشد که 96/5 % شبیه به GBSSIIگندم و65/3 %شبیه GBSSI جو می باشد . در گندم این ایزوفرم دوم در آندوسپرم بیان نمی شوند ولی در بافتھایی مثل پریکارپ که نشاسته موقت تجمع می یا بد حضور دار د. برای فھم سنتز نشاسته بررسی نقش ھای ایزوزیم ھای SS محصول لازم است. یک تحقیق جدید روی میل ترکیبی SSI سازنده گلوکاگن نشان میدهد که تمام ناحیه کربوکسی انتهایی آنزیم برای سنتز نشاسته لازم است .با طویل شدن زنجیره خطی سوبسترا میل ترکیبی SSI افزایش می یابد والبته نسبت عکس با ظرفیت کاتالیکی آنزیم دارد.

با مطالعه آمیلو پکتین ھای تغییر یافت ه در موتان ھای SS ذرت مدلی برای تعیین نقشھای SS ذرت در ایجاد طولھای متنوع زنجیره آمیلو پکتیی بدست آمد. بر طبق این مدل SSIاصولا مسئول سنتزکوتاهترین زنجیرهاست( یعنی آنهایی که درجه پلیماسیون (DP10 ) گلوکوزیل یا کمتر دارند).

طویل شدن زنجیره ھای بین خوشه ھا توسط SSII ، SSII ، انجام می گیرد که می تواند مقدمه ای برای شاخه سازی باشد .نقشه ژنی صفات کمی واریته ھای برنج japonica و ھمچنین indica که نشاسته آنھا در خصوصیات ساختاری و عملی تفاوت دارد این مدل را تأیید می کنند .آمپلوپکتین واریته japonica زنجیره ھایی با در جه پلیمراسیون ١٠ یا کمتر را خیلی بیشتر از زنجیره ھایی با در جه پلیمرا سیون ١٣ تا 22 دارد . ثابت شده که ژن مسئول کد کردن SSIIa روی کروموزوم ۶ قرار دارد و عامل اختلاف بین واریته ھا می باشد. SSIIa یک نقش مھم در طویل کردن زنجیره ھای کوتاه با درجه پلیمرا سیون کمتر از ١٠ بازی می کند و در نتیجه تولید زنجیره ھای واسطه ای صورت می گیرد و فعالیت SSIIaدر japonica ممانعت می شود .در japonica زنجیره ھایی با درجه پلیمراسیون 22- به فرم دابل ھلیکس می باشد و کاھش مکرر ا ین زنجیره ھا در japonica ناشی از تفاوت نشاسته بین این دو واریته می باشد.توزیع ایزوزیم ھای آنزیم شاخه ساز در تعیین ساختار نشاسته:آنزیم شاخه ساز یا BES پیوندهای 6و1-آلفا را با شکستن پیوندهای 4و1-آلفا درونی وتحویل دادن انتهای احیا کننده زنجیره آزاد به هیدروکسیل کربن 6 ایجاد میکند.دو سری BEداریم (BEI, BEII) .کد تفاوت آنها به خاطر طول زنجیره هایی است که در شرایط In vitro می سازند.طول زنجیره های حاصل از BEII کوتاهتر از زنجیره های BEI میباشد. در غلات دو فرم نزدیک به هم از BEIIوجود دارد ( BEIIa و BEIIb) که اینها نیز در طول زنجیره خود در In vitro با هم متفاوتند. BEIIb زنجیره های کوتاهتر از BEIIa تولید میکند.الگوهای بیان ایزوزیم های BE متفاوتند. BEI و BEIIa در آندوسپرم و چند بافت دیگر غلات بیان میشوند. BEIIb فقط در آندوسپرم وبافت های تولید کثلی ایجاد میشوند. در برنج بیان BEIIa در 3روز بعد از گلدهی می باشد. BEIIa در اواسط نمو دانه های گندم در حد ماکزیمم است ولیکن نسخه برداریBEIو BEIIaدیرتر است چنانچه در برنج 7تا10روز بعد از گلدهی اتفاق می افتد.مدارک خوبی وجود دارد که نقش های ایزوزیم های مختلف BE را در سنتز نشاسته در آندوسپرم مشخص میکند. چنانچه در موتان های BEIدر ایجاد زنجیره ها اشکالاتی مشاهده میشود که نشان می دهد BEIIb و BEIIa نمی توانند کمبود فعالیت BEI را جبران کنند.ثانیاً ساختار اکپلوپکتیز تغییر یافته در موتان هایی که

BEIIb را ندارند نقش منحصر به فرد این ایزوزیم را نشان می دهد .موتان های BEIIb در ذرت و برنج به عنوان (ae extender – ‘amylose) شناخته میشوند که در آندوسپرم خود ،افزایش نسبت آمیلوز به آمیلو پکتین دارند ، دارای آمیلوپکتین با زنجیره های طویل میباشند که سابقاً با آمیلوز اشتباه می شده است. به علاوه موتان های ae در ذرت باعث کاهش 50درصدی در SSI وحذف فعالیت BEIIb شده است که این نشان میدهد این دو پروتئین احتمالا در این ویوو دارای اثر متقابل هستند. آنالیزهای موتاسیونی ژنهای BEIIa در ذرت و برنج نشان میدهد که کمبود این ایزوزیم اثری بر موقعیت نشاسته آندوسپرمی یا ساختار نهایی آمیلوپکتین ندارند بنابراین BEIIa در سنتز آمیلوپکتین آندوسپرم نقش بحرانی نداشته وسایر ایزوزیم های BE میتوانند غیبت آن را جبران کنند.یک مدل برای نحوه ترتیب عمل ایزوزیم های BE در سه نوع BES ذرت ارائه شده که نحوه بیان هترولوکوس دارند این بررسی آنزیم ها به تنهایی یا در حالت ترکیبی می باشد،این مدل نشان میدهد BEII ممکن است قبل از BEI عمل کند. دو ایزوزیم BEII تکمیل گلوکان را انجام میدهند همچنین ایجاد شاخه. ولی BEI در این مورد بی اثر است مگر اینکه BEIIa وBEIIa هدو حضور داشته باشند.آگاھی ما از ساخت نشاسته در آندوسپوم غلات با بررسی عمل خاص ایزوفوم ھای آنزیمھای موثر افزایش یافته . یک فرم سیتوزولی AGP که منحصر به فرد ا ست ممکن ا ست در غلات مقدار بیشتری کربن را در سنتز نشاسته آماده کند. نقش ھایی برای SSIIa و SSIوهر سه BES در تعیین طول زنجیره و محل شاخه ھا پیشنھاد شده است . اثرات پلیوتروپی موتان ھای DBE وBE آنالیزھا را پیچیده کرده و فرضیه ھایی راجع به عمل آنھا ارائه شده است . وسائلی برای آنالیزھای ژنوم ساخت نشاسته در آندوسپوم غلات در دسترس ھستند . مقایسات ژنومی، اجزاء سازنده نشاسته را در بین ھمه گونه ھا ی گیاھی از آنھایی که منحصر به فردند تاغلات مشخص میکند و ھمچنین اجزائی از آن راکدبین گونه ھای غلات متفاوتند شناسایی می کند . در وا قع این ھا مدرکی ھستند برای توضیح تفاوت گونه ھا در اندازه و شکل نشا سته و پتانسیلی برای پیشرفت بیوتکنولوژی به حساب می آیند . نقشه ژنومی برنج شناختی از خصوصیات سایر غلات ایجاد می کند چرا که بر پایه ژنوم گسترده و توالی ژنھاست و بدین ترتیب می توان الگوھای بیان پروتئین و سطح نسخه بر داری را آزمایش کرد . جد یداً پروموتورھای فراگیر در برنج بررسی شده کد در راھھای متابولیکی مختلف بیان ژن را تنظیم می کنند . این بررسی ھا نشان میدهد ایزوفرم ھای AGP با دو زیر واحد کوچک در برگ ھا و بذور معمولی ھستند. ایزو فرم ھا با دو ز یر واحد بزرگ مخصوص بذرند و ایزوفرم ھا با سه زیر واحد بزرگ در برگ ھا وجود دارند .نشانگرپروتئینی (ایزوزیم):در دهۀ 1950، نشانگرهای مولکولی قابل مشاهده توسط الکتروفورز پروتئین ها تحول شگرفی را ایجاد نمودند. آیزوزایم ها به طور گسترده در بررسی تنوع ژنتیکی و طبقه بندی گیاهان زراعی به کار گرفته شدند.تا اواخر دهۀ 1970 نقشه های ژنتیکی تلفیقی (آیزوزایم هاو نشانگرهای مورفولوژیکی) بسیاری از گونه های مهم تهیه شد.

مــعــمــول ترین نوع نشانــگــرهای پروتئینی آیزوزایم ها هستند که فرم های مختلف یک آنزیم را نشان می دهند.نشانگرهای پروتئینی تغییرات را در سطح ردیف و عمل ژن به صورت نشانگرهای همبارز نشان می دهند. از معایب این نشانگرها محدود بودن آنهاست.همچنین این نوع نشانگرها تحت تأثیر تغییرات پس از ترجمه هستند و تظاهر کمی برخی از آنزیم ها و پروتئین ها تحت تأثیر مرحلۀ رشد گیاه قرار می گیرد.

از آنجا که فراوانی این نوع نشانگرها محدود است، از این رو نقشه ها تهیه شده از این نشانگرها طوری بود که فقط چند نشانگر در یک کروموزوم قرار می گرفتند. بنابراین نشانگرهای پروتئینی نیز معایب ویژۀ خود را دارند.با توجه به اینکه روش های رنگ آمیزی پروتئین ها در مورد آیزوزایم های چندان زیاد نیست، تعداد آیزوزایم هــای قابــل ثــبـت و مشاهده که می توان از آنها به عنوان نشانگر استفاده کرد، به یکصد عدد نمی رسد.این محدودیت در تعداد نشانگرهای آیزوزایم از عمده ترین معایب آنهاست و موجب کاهش کارایی آنها می شود.از نکات منفی دیگر این نشانگرها، محدودیت تنوع ژنتیک قابل ثبت در آیزوزایم هاست.به عبارت دیگر آیزوزایم ها نه تنها کم هستند، بلکه چند شکلی و تفاوت قابل ثبت نیز در آنها چندان زیاد نیست. پیچیدگی فنوتیپ های الکتروفورزی آیزوزایم ها نیز که گاهی مشاهده شده است از دیگر معایب این قبیل نشانگرهاست.این پیچیدگی که به دلیل دخیل بودن آنزیم های مرکب از چند پلی پپتید مستقل در ترکیب برخی از آیزوزایم هاست، امتیازبندی را دشوار می کند.

پیشرفت هایی که در زمینۀ الکتروفورز دو بعدی با قدرت تفکیک زیاد پدید آمده و تجزیه و تحلیل همزمان هزاران پروتئین را میسر ساخته، موجب شده که نشانگرهای پروتئینی جایگاه از دست رفتۀ خود را دوباره باز یابند و به عنوان فناوری پیشتاز در عرصۀ نشانگرهای مولکولی مطرح شوند.تأثیرپذیری نشانگرها از محیط که به طور معمول به عنوان یکی از محدودیت ها ونکات منفی نشانگرهای مولکولی یاد می شود، درمورد این نشانگرها تبدیل به برتری شده و جایگاه متمایزی را در بین سایر نشانگرها به ارمغان آورده است.

تنکسلی توانست بر اساس آیزوزایم ھا در گوجه فرنگی اولین نقشه لینکاژی را طراحی نماید.روشهای بیوشیمیایی مثل تجزیه های آیزوزایم برای تمایز بین افراد هتروزیگوت و هموزیگوت و برای تعیین میزان تنوع در جوامع گیاهی به کار گرفته شده است.با این وجود تجزیه های آیزوزایم به دلیل کم بودن مکان های ژنی نشانگر موجود ،فقدان چند شکلی برای این مکان در مواد گیاهی برگزیده و نیز به دلیل تغییر در الگوهای بانددهی در اثر نمو گیاهی دارای محدودیت میباشدعلت کاربرد نشانگرهای مولکولی :اصول و کاربرد نشانگرهای مولکولی تفاوت چندان با سایر نشانگرهای ژنتیک مانند نشانگرهای مورفولوژیک ندارد.تحولی که در زمینۀ علوم زیستی به طور عام و در پزشکی و کشاورزی به طور خاص به نشانگرهای مولکولی نسبت داده می شود به دلایل زیر است:

1 فراوانی فوق العادۀ این دسته از نشانگرها؛

2 عدم تأثیر پذیری آنها از شرایط محیطی خارجی و داخلی موجود؛

3 امکان به کارگیری آنها در مراحل نخستین رشد جنینی حیوانات و مراحل نخستین رشد گیاهان؛

4 فراهم نمودن امکان مطالعۀ گیاهان در خارج از فصل و محل کشت؛

5 دقت و قابلیت مطلوب تفسیر نتایج؛

6 همبارز بودن بسیاری از این نشانگرها؛

7 امکان استفاده از آنها در مورد گونه های منقرض شده؛

8 سهولت تشخیص افراد ناخالص از خالص؛

9 سهولت امتیازدهی و تجزیه و تحلیل نتایج؛

10 دسترسی به برنامه های رایانه ای قوی برای تجزیه و تحلیل و تفسیر سریع نتایج.ایزوزیمها در ژنتیک جمعیت:ژنتیک جمعیت اساساً یک مطالعه ی دلایل و تاثیرات تغییرات ژنتیکی در داخل جمعیت و بین جمعیت است،ودر گذشته ایزوزیم ها در میان بزرگترین نشانه های مولکولی برای این هدف مورد استفاده قرارمی گرفتند.اگرچه آنها به طور وسیعی با روشهای DNA (مثل توالی مستقیم DNA،چندشکلی های نوکلوئیتیدی منفرد وماهواره ای کوچک)جانشین شده اند اما هنوز هم سریع ترین و ارزان ترین سیستم های نشانگر برای توسعه هستند و به عنوان یک انتخاب عالی برای پروژه هایی که فقط نیاز به متغییرهای سطوح پایین تشخیص(مثل سیستم های جفت کمی) باقی میمانند.منابع:بیوتکنولوژی گیاهی.تالیف:مهندس حسین کمال الدینی،دکترمحمودسلوکی،مهن دس نفیسه ریگی نژاد،فاطمه حدادی

بیوشیمی لنینجرhttp://en.wikipedia.org/wiki/isozime

http://www.citros.wordpress.com/post-35.aspx

http://alireza1979.blogfa.com/post-47.aspx

http://shaheduni.blogfa.com/post-62.aspx

 

کپی برداری از مطلب فوق تنها با ذکر منبع (http://WWW.Daneshju.ir) مجاز میباشد

لینک به دیدگاه

به گفتگو بپیوندید

هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع ...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از 75 اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به صورت لینک

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.

×
×
  • اضافه کردن...