رمز توسعه ي پايدار

بيوتكنولوژي، ابزاري جهت نيل به توسعه پايدار

در قرن حاضر، رويكرد جديد به علوم زيستي، به عنوان بخش مهمي از سرمايه‌هاي ملي و همچنين مفهوم توسعه پايدار، از مهمترين دغدغه‌هاي بشر مي‌باشد. با توجه به اينكه منابع زيستي بخشي از سرزمين مي‌باشد، لذا سرزمين ما فقط بر اثر حمله و تصرف بيگانگان از بين نمي رود و فرهنگ ملي نيز تنها بر اثر نفوذ تمدن بيگانگان مورد تهديد قرار نمي گيرد، بلكه ايرانيان بر اثر بهره برداري غير اصولي از منابع طبيعي نقش مهمي در نابودي فرهنگ و تمدن خود ايفا مي‌نمايند. بنابراين حفاظت و حمايت از منابع طبيعي كشور و اشاعه فرهنگ زيست محيطي وظيفه ملي و ديني هر ايراني است.

مقدمه

آنچه امروزه كشوري را توسعه يافته و يا عقب مانده معرفي مي‌كند، ميزان بهره گيري از فناوري در ابعاد مختلف توسعه، بخصوص توسعه تكنولوژي است. سند ملي زيست فناوري (بيوتكنولوژي) جمهوري اسلامي ايران، اخيراً به تصويب هيأت دولت رسيد. براي اين سند كه از سوي كميته ملي زيست فناوري وزارت علوم، تحقيقات و فناوري ارائه شده، عنوان راهبرد ايران سبز انتخاب شده است، زيرا سبز بودن نزد ايرانيان، به معناي حيات، شادابي و سلامت است و كارشناسان اميدوارند با عمل به راهبردهاي اين سند ملي، كشوري با توسعه پايدار داشته باشيم و سلامت و نشاط را براي هموطنان عزيز، به ارمغان آوريم. توسعه در شرايط فعلي جهان، بدون دستيابي به فناوري پيشرفته امكان پذير نيست. تفاوتي كه امروز بين جهان در حال توسعه و جهان توسعه يافته وجود دارد، براساس سرمايه، حجم تجارت، منابع طبيعي و حتي تجهيزات صنعتي نيست، بلكه معيار اصلي تفاوت بين دنياي پيشرفته صنعتي و جهان غير صنعتي، فناوري و به ويژه فناوري پيشرفته است. چه بسا كشورهايي بدون بهره مندي از منابع غني و سرمايه‌هاي كلان، تنها با رشد تكنولوژي خود توانسته اند به قدرت اقتصادي در دنيا مبدل شوند. بنابراين فناوري پيشرفته، جايگاه ويژه اي دارد و ما بايد در كنار توسعه انساني، توسعه فرهنگي، توسعه اقتصادي و توسعه علمي، به اين مهم توجه داشته باشيم.

تعريف فناوري

فناروي توانايي طراحي، توسعه و ساخت مصنوعات يا ارائه خدماتي مي باشد كه تامين كننده تقاضا و نيازهاي انساني است. به طور كلي مي‌توان چنين تصور كرد كه فناوري از چهار جزء اصلي تشكيل شده است: انسان افزار، فن افزار، اطلاعات افزار و سازمان افزار اين چهار جز بر يكديگر اثر متقابل داشته و پيشرفت متناسب و مستمر اين عناصر، توسعه فناوري را ايجاد مي‌نمايد. به بيان ديگر توسعه فناوري زماني اتفاق مي‌افتد كه اين اجزا، تعاملي مناسب داشته باشند و فعالانه عمل كنند.

تعريف بيوتكنولوژي

گستردگي و تنوع كاربردهاي بيوتكنولوژي، تعريف و توصيف آنرا كمي مشكل و متنوع ساخته است. برخي آن را مترادف ميكروبيولوژي صنعتي و استفاده از ميكروارگانيسم ها مي‌دانند و برخي آنرا معادل مهندسي ژنتيك تعريف مي‌كنند. اما به طور كلي مي توان تعريف زير را براي بيوتكنولوژي ارائه داد.
كاربرد روشهاي علمي و فني در تبديل بعضي مواد به كمك عوامل بيولوژيك (ميكروارگانيسمها، ياخته‌هاي گياهي و جانوري و آنزيمها و... ) براي توليد كالا و خدمات در كشاورزي، صنايع غذايي، دارويي، پزشكي و ساير صنايع.
هر چند كه با گذشت زمان دانشمندان به مفاهيم مشتركي در مورد تعريف بيوتكنولوژي نزديك
شده اند اما هر متخصص و دانشمندي تعريف جداگانه اي از بيوتكنولوژي ارائه مي‌دهد. علت اين حقيقت را بايد در ماهيت بيوتكنولوژي يافت.

توسعه پايدار

توسعه پايدار درك درست از تعامل، در نظام به هم پيوسته فرايند‌هاي اقتصادي، اجتماعي و زيست محيطي است به بيان ديگر توسعه پايدار عبارت از توسعه اي همه جانبه در كليه بخشها مي‌باشد، كه در عين انجام كليه فعاليتها، كمترين آسيب زيست محيطي به منابع مورد استفاده وارد شود. بطور كلي توسعه پايدار با مفهوم سنتي توسعه كه اصولاً بر محور رشد اقتصادي متمركز شده است، تفاوتهاي اساسي دارد. توسعه پايدار از حدود اقتصادي صرف فراتر رفته و عوامل اجتماعي اعم از تغذيه، بهداشت، شرايط زندگي و تمامي ابعاد فرهنگي و معنوي فردي مانند خلاقيت، كيفيت زندگي و حقوق اوليه را در بر مي‌گيرد.

تاريخچه بيوتكنولوژي

در تقسيم بندي زماني مي‌توان سه دوره براي تكامل بيوتكنولوژي قائل شد:

1)دوره تاريخي

در اين دوره كه بشر با استفاده ناخود آگاه از فرايندهاي زيستي به توليد محصولات تخميري مانند نان، مشروبات الكلي، لبنيات، ترشي جات، سركه و غيره مي‌پرداخت. در شش هزار سال قبل از ميلاد مسيح، سومريان و بابليها از مخمرها در مشروب سازي استفاده كردند. مصريها در حدود چهار هزار سال قبل با كمك مخمر و خمير مايه، نان مي‌پختند. در اين دوران فرايندهاي ساده و اوليه بيوتكنولوژي و بويژه تخمير توسط انسان بكار گرفته مي‌شد.

2)دوره مياني

در اين دوره كه با استفاده آگاهانه از تكنيكهاي تخمير و كشت ميكرو ارگانيسم ها در محيط‌هاي مناسب و متعاقباً استفاده از فرمنتورها در توليد آنتي بيوتيكها، آنزيمها، اجزاء مواد غذايي، مواد شيميايي آلي و ساير تركيبات، بشر به گسترش اين علم مبادرت ورزيد. در اين دوره اين بخش از علم به نام ميكرو‌بيولوژي صنعتي معروف بود و هم اكنون نيز روند استفاده از اين فرايندها در زندگي انسان ادامه دارد. ليكن پيش بيني مي‌شود به تدريج با استفاده از تكنيكهاي بيوتكنولوژي نوين بسياري از فرآيند‌هاي فوق نيز تحت تاثير قرار گرفته و به سمت بهبود و كارآيي بيشتر تغيير ‌يابد.

3)دوره نوين بيوتكنولوژي

در اين دوره بيوتكنولوژي با كمك علم ژنتيك در حال ايجاد تحول در زندگي بشر است. بيوتكنولوژي نوين مدتي است كه رو به توسعه بوده و روز به روز دامنه و وسعت بيشتري مي يابد. اين دوره زماني از سال 1976 با انتقال ژنهايي از يك ميكرو ارگانيسم به ميكروارگانيسم ديگر آغاز شد. تا قبل از آن دانشمندان در فرآيند‌هاي بيوتكنولوژي از خصوصيات طبيعي و ذاتي (ميكرو) ارگانيسم ها استفاده مي‌كردند. ليكن در اثر پيشرفت در زيست شناسي مولكولي و ژنتيك و شناخت عميق تر اجزا و مكانيسم‌هاي سلولي و مولكولي، متخصصين علوم زيستي ‌توانستند به اصلاح و تغيير خصوصيات (ميكرو‌) ارگانيسم ها بپردازند و (ميكرو) ارگانيسمهايي با خصوصيات كاملاً جديد بوجود آورند تا با استفاده از آنها بتوانند تركيبات جديد را با مقادير بيشتر و كارآيي بالا تر توليد نمايند.

درخت بيوتكنولوژي

بيوتكنولوژي مانند زيست شناسي، زيست شناسي مولكولي، ژنتيك، مهندسي شيمي يا بيوشيمي، يك علم پايه يا كاربردي نيست كه بتوان محدوده و قلمرو آن را به سادگي تعريف كرد. بيوتكنولوژي شامل حوزه اي مشترك از علوم مختلف است كه در اثر همپوشاني و تلاقي اين علوم با يكديگر به وجود آمده است. بيوتكنولوژي را مي‌توان به درختي شبيه كرد كه ريشه‌هاي تناور آنرا علومي با قدمت زياد مانند زيست شناسي به ويژه زيست شناسي مولكولي، ژنتيك، ميكروبيولوژي، بيو شيمي، ايمونو لوژي، شيمي، مهندسي شيمي، گياه شناسي، جانور شناسي، داروسازي، كامپيوتر، و غيره تشكيل مي‌دهند و شاخه‌هاي اين درخت كه كم و بيش به تازگي روييدن گرفته اند و هر لحظه با رشد خود شاخه‌هاي فرعي بيشتري را به وجود مي‌آورند بسيار متعدد و متنوع مي‌باشند. تقسيم بندي بيوتكنولوژي به شاخه‌هاي مختلف نيز برحسب ديدگاه متخصصين و دانشمندان مختلف فرق مي‌كند و در رايج ترين تقسيم بندي از تلاقي و پيوند علوم مختلف با بيوتكنولوژي استفاده مي‌كنند و نام شاخه اي از بيوتكنولوژي را بدين ترتيب وضع مي‌كنند. مانند بيوتكنولوژي پزشكي كه از تلاقي بيوتكنولوژي با علم پزشكي بوجود آمده است يا بيوتكنولوژي كشاورزي كه كار برد بيو تكنولوژي در كشاورزي را نشان ميد هد.
بدين ترتيب مي‌توان از بيوتكنولوژي دارويي، بيوتكنولوژي ميكروبي، بيوتكنولوژي دريا، بيوتكنولوژي قضايي يا پزشكي قانوني، بيوتكنولوژي محيطي، بيوتكنولوژي غذايي، بيو انفورماتيك، بيوتكنولوژي صنعتي، بيوتكنولوژي نفت، بيوتكنولوژي تشخيصي و غيره نام برد.
گستردگي كاربرد بيوتكنولوژي در قرن بيست و يكم به حدي است كه اقتصاد، بهداشت، درمان، محيط زيست، آموزش، كشاورزي، صنعت، تغذيه و ساير جنبه‌هاي زندگي بشر را تحت تاثير شگرف خود قرار خواهد داد. به همين دليل انديشمندان جهان قرن بيست و يكم را قرن بيوتكنولوژي نامگذاري كرده اند.

بيوتكنولوژي و توسعه پايدار

يكي از ابزارهاي كاربردي جهت رسيدن به توسعه پايدار، استفاده از فناوريهاي نوين به خصوص بيو‌تكنولوژي مي‌باشد.
از آنجا كه كاربردهاي بيوتكنولوژي در كلية شئونات زندگي بشر نقش آفرين شده است مي توان حدس زد در آينده نزديك كنار اكثر نامهاي رايج علوم و فنون يك كلمه « بيو » يا « بيوتك » هم اضافه شود، بي شك در آينده نيز گستره نفوذ اين صنعت فراگير و جايگاه و نقش آن در سرنوشت انسانها بيشتر خواهد شد. بنابراين بيوتكنولوژي علاوه بر اينكه مي‌تواند ابزار مناسب و قدرتمندي براي دستيابي به توسعه پايدار به شمار آيد، ابزار و اهرم قدرتمندي براي تسلط هرچه بيشتر كشور‌هاي مجهز به اين صنعت بر ساير كشورها نيز محسوب مي‌شود. بيوتكنولوژي بدون هيچ ترديدي نقش اساسي در توسعه اقتصادي كشورهاي جهان ايفا كرده است، از اين رو هرگونه ضعف، تبعات وخيمي را براي كشور به دنبال خواهد داشت.

جمع بندي

كاربرد وسيع بيوتكنولوژي در بخشهاي مختلف نشانگر گستره وسيع اين علم مي‌باشد به طوريكه، دور ماندن از دستاوردها و توانمندي‌هاي اين فناوري را مي‌توان معادل از دست رفتن استقلال ملي و وابستگي گسترده به ساير كشورها و عدم توسعه يافتگي دانست. اگر چه تا چندين سال قبل شدت عقب ماندگي ما در اين رشته با جهان پيشرفته، مشابه عقب ماندگي ما در زمينه هايي مانند الكترونيك نبوده است ولي اين شدت به سرعت رو به فزوني است. اين در حالي است كه ارزش توسعه فناوري زيستي در كشور به قدري زياد است كه بايد هر چه سريعتر با برنامه ريزي و سرعت مناسب، اين فناوري را توسعه دهيم، در غير اينصورت با توجه به اقتصاد تك محصولي وابسته به نفت در آينده دچار چالش‌هاي عظيمي خواهيم شد كه لطمات جبران ناپذيري را براي كشور به دنبال خواهد داشت. به علاوه بيوتكنولوژي مي‌تواند محافظ زيست در جهت توسعه اي پايدار باشد، با اين وجود ارزيابي زيست محيطي بر پايه عملكرد بيو تكنولوژي در جهت تكامل توسعه امري انكار ناپذير است و لازم است اقداماتي در زمينة ارزيابي بيوتكنولوژي محيط زيست كه از اصول اوليه توسعه پايدار است، صورت گيرد.

مآخذ

1- تاريخچه بيو تكنولوژي از سايت http://www.bio.org

شبیه سازی انسان

آیا ممکن است انسان شبیه سازی شود؟

ایده اصلی و منشا تفکر راجع به شبیه سازی انسان (human cloning) هنگامی شکل گرفت که یک دانشمند اسکاتلندی توانست گوسفندی بنام Dolly را در سال 1997 شبیه سازی کند. پخش خبر این واقعه مهم توجه محافل پزشکی، مذهبی، سیاسی و … را در جهان به خود جلب کرد بگونه ای از این واقعه علمی اغلب بعنوان نقطه عطف علم در سال 1997 یاد می شود.

شبیه سازی چیست؟
عموما” هنگامی که خبرگزاری ها و رسانه ها خبرهای جنجالی شبیه سازی را منتشر میکنند عموما” منظورشان شبیه سازی به حالت تولد طبیعی می باشد. با این وجود باید اضافه کرد که امروزه انواع مختلف تکنولوژیهای شبیه سازی مطرح می باشد که توسط آنها - از لحاظ تئوریک - می توان به دوقلوی ژنتیکی یک موجود زنده یا هر ارگانیسم دیگری دست پیدا کرد.

در این ارتباط درک اولیه از انواع روشهای شبیه سازی کمک بسیاری خواهد کرد تا بتوانیم در مقابل این اخبار تصمیم گیری کنیم که آیا این اعمال مخالف مسائل اخلاقی هست یا خیر.

- شبیه سازی DNA
این روش که در اصطلاح علمی DNA Cloning یا Molecular Cloning و یا Gene Cloning گفته می شود عبارت است از مجموعه عملیاتی که توسط آن قسمتی از DNA موجود مورد علاقه که قرار است شبیه سازی شود، به یکی از انواع موجودات ارگانیکی خود تکثیر منتقل می شود. معمولا” از باکتری های خود تکثیر یا Bacterial Plasmid ها برای اینکار استفاده می شود.

 

طی این شرایط DNA مورد علاقه توسط یک میزبان پردازش و تکثیر می شود. این تکنولوژی تقریبا” از سال 1970 استفاده می شود و از معمولترین فعالیت ها در آزمایشگاه های زیست شناسی می باشد. در این روش، دانشمندان معمولا” از ژن های خاصی برای کپی از یک ژن خاص استفاده می کنند.

 

شبیه سازی از طریق تولد
به این روش Reproductive Cloning گفته می شود که بعنوان مثال توانایی تولید حیوانی را دارد که دارای DNA مشخص می باشد. این DNA ممکن است از یک حیوان زنده کنونی گرفته شود و یا حتی از بقایای یک حیوان مرده مربوط به سالهای دور.

Dolly گوسفندی که راجع به آن صحبت کردیم از این روش شبیه سازی شد. دانشمندان طی مجموعه عملیاتی که بنام Somatic Cell Nuclear Transfer - به معنی انتقال هسته سلولهای کالبدی - مشهور است، مشخصات ژنتیکی موجود مورد نظر را به نطفه ای که تمام خواص ژنتیکی آن برداشته شده است منتقل می کنند. البته نطفه جدید باید تحت مراقب های خاص الکتریکی و شیمیایی باشد تا توانایی تکثیر را داشته باشد. پس از آنکه جنین به حد قابل قبولی از رشد رسید، آنرا به داخل رحم یک حیوان ماده منتقل می کنند و از آن به بعد به رشد طبیعی خود تا تولد ادامه می دهد.

Dolly یا هر حیوان دیگری که با این روش ساخته شود دقیقا” مشابه موجود مورد نظر نخواهد بود چرا که برخی از ویژگی های نطفه از همان ابتدای شکل گیری از پدر و مادر به نطفه منتقل می شوند. اما موفقیت پروژه Dolly در این بود که نشان داد سلولهای DNA یک حیوان بالغ می تواند برای رشد یک نطفه مورد استفاده قرار گیرد. تا قبل از این دانشمندان تصور می کردند سلولهایی که رشد می کنند و بالغ می شوند بسیاری از خواص اولیه خود را از دست می دهند و دیگر توانایی رشد از ابتدا را ندارند.Dolly در سال 2002 هنگامی که شش ساله بود از دنیا رفت، علت مرگ او ناراحتی و بیماری در ناحیه ریه اعلام شد. دانشمندان هنوز نمی دانند که بیماری او ناشی از متفاوت بودن نوع تولد او دارد و یا اینکه یک بیماری عادی بود که ممکن است گریبانگیر هر جانداری شود.

- شبیه سازی جنین
به این روش Embory Cloning یا Therapeutic Cloning گفته می شود که در آن جنین انسان برای تحقیق در آزمایشگاه شبیه سازی می شود. اهمیت این موضوع در آن نیست که یک انسان، مشابه فرد مورد نظر ساخته شود بلکه هدف آن است که با بررسی و آزمایش روی جنین شبیه سازی شده بتوان نارسایی ها و بیماری های مربوط به انسان را تحلیل کرده و در حد امکان به روشهایی برای جلوگیری از بروز آنها قبل از تولد دست یافت.

در این روش پس از گذشت حدود پنج روز از شکل گیری نطفه، سلولهای خاصی از آن - که سلولهای بنیادی یا Stem Cells نام دارد - برای شبیه سازی یا آزمایش برداشته می شود که با این عمل به جنین صدماتی وارد خواهد شد. (احتمالا” ریشه اصلی بحث بر سر مسائل اخلاقی نیز به همین جا بر می گردد.) این سلولها تقریبا” توانایی تولید هر نوع سلولی در بدن انسان را دارند و دانشمندان با استفاده از این سلولهای خاص امیدوار هستند که روزی بتوانند درمان قطعی بیماری های قلبی، انواع سرطان، آلزایمر و … را پیدا کنند.

در نوامبر سال 2001 یک دانشمند از مرکز تحقیقات پیشرفته سلولی (Advanced Cell Technologies) در ماساچوست اعلام کرد که توانسته است اولین جنین انسان را به منظور انجام تحقیقات در باره بیماری های انسان، شبیه سازی کند. آزمایش های این دانشمند بر روی هشت سلول انجام گرفت که از میان آنها فقط سه عدد شروع به تقسیم شدن نمودند و در نهایت یکی از آنها توانست فقط به شش تقسیم شود. بنابر این همانگونه که مشاهده می کنید هنوز راه درازی برای شبیه سازی یک انسان وجود دارد.

آیا ممکن است روزی انسان شبیه سازی شود؟

بسیاری از محافل سیاسی، مذهبی و حتی دانشمندان با فشارهایی که به کنگره آمریکا وارد کرده اند در صدد تصویب لایحه ای هستند که هرگونه تحقیق و فعالیت در این زمینه را ممنوع کند.

اما جدای این مسائل با توجه به هزینه بسیار بالا و درصد کم موفقیت در شبیه سازی حیوانات (بین یک تا دو درصد) که به علت دانش کم در باره روش “شبیه سازی از طریق تولد” می باشد هر گونه تلاش برای تولید انسان از این روش در حال حاضر با شکست روبروه خواهد شد. بخصوص که پس از تولد حیوانات شبیه سازی شده، حدود 30% از این حیوانات که زنده بدنیا می آیند، دارای ناتوانی های بارز جسمی و مشکلات جدی پس از تولد می باشند. دانشمندان عوارض مشابهی را برای شبیه سازی انسان از این روش پیش بینی می کنند.

نکته مهم دیگر وضعیت فکری و روحی انسان می باشد که هنوز بصورت یک سئول بزرگ پیش روی دانشمندان می باشد. شاید برای یک گوسفند خیلی مهم نباشد که نتواند درست فکر کند یا تصمیم بگیرد اما این موضوع بطور قطع برای انسان بسیار مهم می باشد چرا که یک انسان سالم فقط به بدن سالم نیاز ندارد.

بنابراین بنظر می رسد که در حال حاضر به دلیل ضعف تکنولوژی و دانش و نیز نبود توافق میان جناح ها و گروه های مختلف درگیر در جهان عملا” هیچ دانشمندی به خود اجازه انجام آزمایش برای شبیه سازی انسان از طریق Reproductive Cloning را نمی دهد.

استفاده از طبیعت خدادادی؟؟!

الهام از سوسکهای آتش دوست در صنايع دفاعی

الهام از سوسکهای آتش دوست در صنايع دفاعی

 

سوسکهای جواهری زبانه سرخ شعله را می بينند، خس خس سوختن چوب را می شنوند و دود را ' می بویند' 

دانشمندان می گويند برخلاف همه موجودات که از آتش می گريزند، يک گونه سوسک در ميان شعله های آتش سوزيهای جنگل توليد مثل می کند و آنها اميدوارند با الهام گرفتن از حسگرهای اين حشره، بتوانند تجهيزات نظامی هوشمندی بسازند.

"سوسک جواهری" که در کانادا به سوسک سياه آتشين معروف است، کيلومترها پرواز می کند تا خود را به يک آتش سوزی جنگلی برساند. وقتی اين سوسکها از راه می رسند، آنها شروع به جفتگيری و تخم گذاری در ميان شعله های فروزان می کنند.

پژوهشگران آلمانی می گويند که امنيت جفتگيری در چنان مکان جهنمی تضمين شده است، زيرا سوسکهای جواهری اطمينان دارند که طعمه پرندگان نخواهند شد.

سوسکها سپس تخمهای خود را لای چوبهای سوخته درختان مرده می ريزند تا پس از بدنيا آمدن در مکانی محفوظ شروع به خوردن مواد غذايی اطرافشان کنند.

در حالت عادی، اگر درختان زنده باشند، با انتشار مواد شيميايی سمی به حضور بچه سوسکها اعتراض می کنند. در ساير موارد، اين مهمانان ناخوانده در ميان صمغ چسبنده، گرفتار يا بر اثر رشد سلولها زنده به گور می شوند.

در دهه ۱۹۶۰ يک حشره شناس کانادايی به نام ويليام جورج ايوانز در رستورانی در ادمونتون نشسته بود که ديد يک سوسک سياه رنگ براق کنار بشقابش روی روميزی سفيد فرود آمد.

از آنجا که وی تازه به آلبرتا نقل مکان کرده بود، با اين سوسک آشنايی نداشت، ولی کنجکاوی علمی اش تحريک شد و آن سوسک را داخل در خودنويس خود اسير کرد و برای شناسايی به خانه برد.

کتابهای مرجع نشان می دادند که وی يک "ملانوفيلا آکومينيت" پيدا کرده است. پس از سالها تحقيق، پرفسور ايوانز به راز وجود حفره ريز روی سينه اين سوسک پی برد.

او عقيده داشت اين حفره ها آکنده از حسگرهای مادون قرمز برای تشخيص حرارت برخاسته از آتش سوزيهای جنگلی است. مشکل اينجا بود که هيچ کسی باور نمی کرد که يک سوسک چنين توانايی شگرفی داشته باشد و در نتيجه مشاهدات پرفسور ايوانز ساليان سال ناديده ماند.

 

 الهام پنتاگون از حشرات

 

سوسک جواهری تخمهایش را در میان تنه درختان سوخته در آتش می گذارد

مهندسان دفاعی آمريکا پتانسيل نظامی فراوانی برای نسل تازه ای از حسگرهای مادون قرمز قائل اند که از این سوسکهای کوچک ملهم شده است.

اکنون گروهی از پژوهشگران آلمانی به سرپرستی دکتر هلموت اشميتس در دانشگاه بن نه تنها يافته های پرفسور ايوانز را تاييد کرده اند، بلکه بعد تازه ای به نحوه تشخيص محيط از سوی اين سوسک بخشيده اند.

سوسکهای جواهری از ترکيبی از حسگرهای فوق العاده حساس برای يافتن آتش استفاده می کنند. آنها زبانه سرخ شعله را می بينند، خس خس سوختن چوب را می شنوند و همانگونه که دکتر اشتفان شولتس، اکولوژيست شيميايی، کشف کرده است، از گيرنده های بسيار حساس روی شاخکهايشان برای "بوييدن" دود، حتی اگر ضعيف باشد، استفاده می کنند.

محققان آلمانی از زمان آغاز تحيقی روی سوسک جواهری دو گونه سوسک آتش دوست ديگر، اين بار در استراليا، شناسايی کرده اند که با حسگرهای مادن قرمز محل آتش سوزی را می يابد. نکته جالب اين است که حسگر سوسکهای استراليايی با پسرعموهای کانادايی شان تفاوت دارد.

اکنون دانشمندان بدنبال استفاده از اين دانش هستند. آنها به کمک مهندسان قصد دارند نسل بعدی حسگرهای مادون قرمز را بسازند. اين پژوهشگران حتی يک نمونه عملی نيز توليد کرده اند و حالا مشغول تقويت حساسيت و کوچکتر کردن اندازه اش هستند.

عجيب نيست که آژانس پروژه های پژوهشی پيشرفته دفاعی آمريکا پتانسيل نظامی فراوانی برای نسل تازه ای از حسگرهای مادون قرمز بسيار حساس، ريز و نيرومند قائل است که طراحی اش از يک سوسک کوچک حرارت ياب الهام گرفته شده است

رویان شناسی

 براي اولين بار در جهان توسط پژوهشگران ايراني

 نقشه پروتئيني سلولهاي بنيادي جنين انساني تهيه شد  

براي اولين بار در دنيا، نقشه پروتئيني سلولهاي بنيادي جنين انساني توسط  پژوهشگران پژوهشکده رويان تهيه و مشخص شد.
به گزارش آفرينش ،حسين بهاروند، يکي از مجريان پروژه نقشه پروتئيني سلولهاي  بنيادي جنين انساني، با اشاره به اينکه از فناوري سلول هاي بنيادي به عنوان دومين  انقلاب در زيست شاسي و پزشکي بعد از فناوري زيستي ياد ميشود، گفت: فناوري  سلولهاي بنيادي در مطالعات زيست شناسي تکويني يا جنين شناسي، توسعه  داروسازي، ناهنجاري شناسي و سم شناسي و مطالعه عملکرد ژنها در موجود زنده  داراي اهميت است اما مهمترين ارزش اين سلولها در صلب پيوند است و اميد است  که بتوان روزي با کمک اين سلولها در جهت درمان بسياري از بيماريهاي صعب  العلاج گام برداشت و دانشمندان بر اين اميدند که طي 10سال آينده اين مسائل به  واقعيت بپيوندد.
وي ضمن بيان اين مطلب که دانش آغاز مطالعات سلول هاي بنيادي به حدود چهار  دهه قبل برميگردد يعني وقتي که پيوند مغز و استخوان انجام ميشد، افزود: اما زماني  اهميت اين سلولها بيشتر مشخص شد که حدود هشت سال پيش 1998 سلولهاي  بنيادي جنيني انساني توليد شدند. به طور کلي سلول بنيادي سلولي است که توان تمايز  ه انواع سلولها را داشته باشد و در ضمن توان تقسيم بالا و يا نامحدودي باشد.
عضو هيات علمي پژوهشکده رويان با اشاره به اينکه بر اساس منشا سلولهاي بنيادي  را به سه دسته تقسيم ميشود، گفت: سلولهاي بنيادي جنيني که از توده سلولي  داخلي بلاستوسيت يعني جنين قبل از لانه گزيني در رحم (در موش: سه روز بعد از  لقاح و در انسان: 5-7 روز بعد از لقاح) به دست مي آيند و اين سلولها ناميرا  هستند و از پتانسيل تمايزي بسيار بالايي برخوردارند حتي در موش ميتوان از آنها  موشي کامل ساخت.
وي اضافه کرد: سلولهاي بنيادي بند ناف که در خون بند ناف به هنگام تولد فراوان  ديده ميشوند و سلولهاي بنيادي بزرگسالان که امروزه مشخص شده در اغلب  بافتهاي افراد بزرگسال نظير مغز استخوان، ماهيچه، پانکراس، کبد، مغز و غيره  يافت ميشوند. توان تقسيم و تمايز اين سلولها نسبت به سلولهاي بنيادي جنيني  محدودتر است اما امکان استفاده از آنها در طب پيوند بيشتر است.
وي در ادامه تصريح کرد: کاربرد اين سلولها در هر مقوله نيازمند شناخت کامل  آنهاست سوالاتي نظير شاخص يا شاخصهاي شناسايي اين سلولها چه ميباشد و  چه ژن يا ژنهايي در سطح پروتئين يا mRNAدر اين سلولها تجلي مييابد؟ آيا اين  پروتئينهاي اختصاصي در طول تکوين يک فرد از جنيني به بزرگسالي و يا در طول  تکامل از موجودات ابتدايي تا پستانداران حفظ شدهاند؟ آيا ميشود با شناخت پروتئين  يا پروتئينهاي اصلي و مسير تبديل و انتقال آنها يک سلول فيبروبلاست پوست را تبديل  به يک سلول بنيادي نظير سلول بنيادي جنيني نمود؟ و سوالاتي ديگر نظير اينها ما را  بر اين داشت که مطالعه تجزيه و تحليل پروتئين هاي سلول هاي بنيادي را شروع نماييم.
بهاروند با اشاره به اينکه در مرحله نخست هويت پروتئيني سلول هاي بنيادي جنيني  انساني به دنبال توليد سلول هاي بنيادي جنيني انساني در پژوهشکده رويان و چاپ  مقالات آنها در مجلات معتبر بينالمللي رويان مشخص شد و مقاله آن نيز در مجله  پروتوميکس به چاپ رسيد، يادآور شد: اين کار با همکاري پژوهشکده رويان و  پژوهشگاه بيوتکنولوژي کشاورزي انجام گرديد و بر اساس دانستههاي نويسندگان  مقاله و همانطور که در مقاله هم آورده شده است مطالعه حاضر بزرگتر و اولين نقشه  پروتئيني سلولهاي بنيادي جنيني انساني است که درک ما را از زيست شناسي اين  سلولها افزايش ميدهد.
وي با اشاره به اين نقشه که در سايت ir.royanproteomics.www قابل  دسترسي است گفت: در اين مطالعه هويت هفتصد پروتئين بيان شونده در سلولها  بنيادي جنيني انساني با استفاده از روش الکتروفورز دو بعدي واسپکترومتري جرمي را  روشن نموده است و اطلاعات کامل آنها به همراه ابزارهاي جستجوگر قوي در سايت  مزبور موجود است.
وي ادامه داد: فراوانترين اين پروتئينها، چاپرونها، پروتئينهاي گرماشک،  پروتئزدرمها و پروتئينهاي پاسخ ده در مقابل استرس بودند. پروتئين هاي فراواني نيز  مرتبط با تقسيم و تمايز سلولي شناسايي شدند. يکي از عکسهاي مقاله مزبور به عنوان  طرح روي جلد مجله پروتئميکس به چاپ رسيده است.
هم اکنون مجريان طرح سعي دارند تا پروتئينهاي اصلي که در بنيادينگي سلولي نقش  دارند را شناسايي نمايند و در اين خصوص پروتئينهاي جالبي را در سلولهاي بنيادي  جنيني موش يافتهاند و اميد است که بتوان با تحقيقات ژرف در بستر سلولهاي بنيادي  به شناخت عامل يا عوامل بنيادينگي سلولي دست يافت و روزي بتوان حتي يک سلول  فيبروبلاستي را به سلول بنيادي تبديل نمود.
وي در پايان از زحمات مرحوم سعيد کاظمي آشتياني رئيس اسبق پژوهشکده رويان ياد  کرد و گفت: اين پروژه با همکاري کاظمي آشتياني آغاز و بسياري از اين تحقيقات در  زمنيه اين پروژه توسط وي انجام شد و بديهي است که انجام چنين تحقيقاتي نيازمند  هزينه است و چه خوب است که مسئولين با سرمايه گذاري مادي و معنوي بر پروژه  هاي راهبردي زيستي و پزشکي زمينه ساز پيشرفت کشور در اين خصوص باشند. انجام اين طرح يک سال و نيم به طول انجاميده است.

بیوتکنولژی علم روز

پست شده به بخش بيو تکنولوژي در ساعت 9:48 ق.ظ توسط مدير سايت

گستردگي‌ و تنوع‌ كاربردهاي‌ بيوتكنولوژي‌، تعريف‌ و توصيف‌ آنرا كمي‌ مشكل‌ و نيز متنوع‌ ساخته‌ است‌.

برخي‌ آنرا مترادف‌ ميكروبيولوژي‌ صنعتي‌ و استفاده‌ از ميكروارگانيسم‌ها مي‌دانند و برخي‌ آنرا معادل‌ مهندسي‌ ژنتيك‌ تعريف‌ مي‌كنند به‌همين‌ دليل‌ در اينجا مختصراً اشاره‌اي‌ به‌ تعاريف‌ متفاوت‌ از بيوتكنولوژي‌ مي‌كنيم‌ كه‌ البته‌ داراي‌ وجوه‌ اشتراك‌ زيادي‌ نيز هستند: (1) و (2)

ـ بيوتكنولوژي‌ مجموعه‌اي‌ از متون‌ و روشها است‌ كه‌ براي‌ توليد، تغيير و اصلاح‌ فراورده‌ها، به‌نژادي‌ گياهان‌ و جانوران‌ و توليد ميكروارگانيسم‌ها براي‌ كاربردهاي‌ ويژه‌، از ارگانيسم‌هاي‌ زنده‌ استفاده‌ مي‌كند.

ـ كاربرد روشهاي‌ علمي‌ و فني‌ در تبديل‌ بعضي‌ مواد به‌ كمك‌ عوامل‌ بيولوژيك‌ (ميكروارگانيسم‌ها، ياخته‌هاي‌ گياهي‌ و جانوري‌ و آنزيم‌ها) براي‌ توليد كالاها و خدمات‌ در كشاورزي‌، صنايع‌ غذائي‌ و دارويي‌ و پزشكي‌

ـ مجموعه‌اي‌ از فنون‌ و روشها كه‌ در آن‌ از ارگانيسم‌هاي‌ زنده‌ يا قسمتي‌ از آنها در فرايندهاي‌ توليد، تغيير و بهينه‌سازي‌ گياهان‌ و جانوران‌ استفاده‌ مي‌شود.

ـ كاربرد تكنيكهاي‌ مهندسي‌ ژنتيك‌ در توليد محصولات‌ كشاورزي‌، صنعتي‌، درماني‌ و تشخيص‌ باكيفيت‌ بالاتر و قيمت‌ ارزانتر و محصول‌ بيشتر و كم‌ خطرتر

ـ استفاده‌ از سلول‌ زنده‌ يا توانائيهاي‌ سلول‌هاي‌ زنده‌ يا اجزاي‌ آنها و فرآوري‌ و انتقال‌ آنها به‌صورت‌ توليد در مقياس‌ انبوه‌

ـ بهره‌برداري‌ تجاري‌ از ارگانيسم‌ها يا اجزاي‌ آنها

ـ كاربرد روشهاي‌ مهندسي‌ ژنتيك‌ در توليد يا دستكاري‌ ميكروارگانيسم‌ها و ارگانيسم‌ها

ـ علم‌ رام‌كردن‌ و استفاده‌ از ميكروارگانيسم‌ها در راستاي‌ منافع‌ انسان‌

ـ تعاريف‌ بالا از بيوتكنولوژي‌ هركدام‌ به‌تنهائي‌ توصيف‌ كاملي‌ از بيوتكنولوژي‌ نيست‌ ولي‌ با قدر مشترك‌ گرفتن‌ از آنها مي‌توان‌ به‌ تعريف‌ جامعي‌ از بيوتكنولوژي‌ دست‌ يافت‌.

براستي‌ چرا چنين‌ است‌؟ هرچند كه‌ با مرور زمان‌ دانشمندان‌ به‌ مفاهيم‌ مشتركي‌ در مورد تعريف‌ بيوتكنولوژي‌ نزديك‌ شده‌اند اما چرا هر متخصص‌ و دانشمندي‌ تعريف‌ جداگانه‌اي‌ از بيوتكنولوژي‌ ارائه‌ مي‌دهد كه‌ درجاي‌ خود نيز مي‌تواند صحيح‌ باشد (نه‌ الزاماً جامع‌).

علت‌ اين‌ حقيقت‌ را بايد درماهيت‌ بيوتكنولوژي‌ جُست‌.

بيوتكنولوژي‌ همانند زيست‌ شناسي‌، ژنتيك‌ يا مهندسي‌ بيوشيمي‌ يك‌ علم‌ پايه‌ يا كاربردي‌ نيست‌ كه‌ بتوان‌ محدوده‌ و قلمرو آنرا بسادگي‌ تعريف‌ كرد. بيوتكنولوژي‌ شامل‌ حوزه‌اي‌ مشترك‌ از علوم‌ مختلف‌ است‌ كه‌ در اثر همپوشاني‌ و تلاقي‌ اين‌ علوم‌ بايكديگر بوجود آمده‌ است‌. بيوتكنولوژي‌ معادل‌ زيست‌ شناسي‌ مولكولي‌، مهندسي‌ ژنتيك‌، مهندسي‌ شيمي‌ يا هيچ‌ يك‌ از علوم‌ سنتي‌ و مدرن‌ موجود نيست‌؛ بلكه‌ پيوند ميان‌ اين‌ علوم‌ در جهت‌ تحقق‌ بخشيدن‌ به‌ توليد بهينه‌ يك‌ محصول‌ حياتي‌ (زيستي‌) يا انجام‌ يك‌ فرآيند زيستي‌ بروشهاي‌ نوين‌ و دقيق‌ با كارآئي‌ بسيار بالا مي‌باشد.

بيوتكنولوژي‌ را مي‌توان‌ به‌ درختي‌ شبيه‌ كرد كه‌ ريشه‌هاي‌ تناور آنرا علومي‌ بعضاً با قدمت‌ زياد مانند زيست‌ شناسي‌ بويژه‌ زيست‌ شناسي‌ مولكولي‌، ژنتيك‌، ميكروبيولوژي‌، بيوشيمي‌، ايمونولوژي‌، شيمي‌، مهندسي‌ شيمي‌، مهندسي‌ بيوشيمي‌، گياه‌شناسي‌، جانورشناسي‌، داروسازي‌، كامپيوتر و… تشكيل‌ مي‌دهند ليكن‌ شاخه‌هاي‌ اين‌ درخت‌ كه‌ كم‌ و بيش‌ به‌ تازگي‌ روئيدن‌ گرفته‌اند و هرلحظه‌ با رشد خود شاخه‌هاي‌ فرعي‌ بيشتري‌ را به‌وجود مي‌آورند بسيار متعدد و متنوع‌ بوده‌ كه‌ فهرست‌ كردن‌ كامل‌ آنها در اين‌ نوشته‌ را ناممكن‌ مي‌سازد.

تقسيم‌بندي‌ بيوتكنولوژي‌ به‌ شاخه‌هاي‌ مختلف‌ نيز برحسب‌ ديدگاه‌ متخصصين‌ و دانشمندان‌ مختلف‌ فرق‌ مي‌كند و در رايجترين‌ تقسيم‌بندي‌ از تلاقي‌ و پيوند علوم‌ مختلف‌ با بيوتكنولوژي‌ استفاده‌ مي‌كنند و نام‌ شاخه‌اي‌ از بيوتكنولوژي‌ را بدين‌ترتيب‌ وضع‌ مي‌كنند. مانند بيوتكنولوژي‌ پزشكي‌ كه‌ از تلاقي‌ بيوتكنولوژي‌ با علم‌ پزشكي‌ بوجود آمده‌ است‌ يا بيوتكنولوژي‌ كشاورزي‌ كه‌ كاربرد بيوتكنولوژي‌ در كشاورزي‌ را نشان‌ مي‌دهد. بدين‌ ترتيب‌ مي‌توان‌ از بيوتكنولوژي‌ داروئي‌ Pharmaceutical Biotechnology بيوتكنولوژي‌ ميكروبي‌، Microbial Biotechnology ، بيوتكنولوژي‌ دريا Marine Biotech ، بيوتكنولوژي‌ قضائي‌ يا پزشكي‌ قانوني‌ Forensic Biotech ، بيوتكنولوژي‌ محيطي‌ Environmental Biotech ، بيوتكنولوژي‌ غذائي‌ food and food stuff Biotech بيوانفورماتيك‌ Bioinformatic ، بيوتكنولوژي‌ صنعتي‌ Industrial ، بيوتكنولوژي‌ نفت‌ …… بيوتكنولوژي‌ تشخيصي‌ و … نام‌ برد.

اين‌ شاخه‌هاي‌ متعدد در عمل‌ همپوشاني‌ها و پيوندهاي‌ متقاطع‌ زيادي‌ دارند و باز بدليل‌ ماهيت‌ همه‌جانبه‌ بودن‌ بيوتكنولوژي‌ نمي‌توان‌ در اين‌ مورد نيز به‌ ضرس‌ قاطع‌ محدوده‌هائي‌ را براي‌ آنها تعيين‌ نمود.

گستردگي‌ كاربرد بيوتكنولوژي‌ در قرن‌ بيست‌ و يكم‌ بحدي‌ است‌ كه‌، اقتصاد، بهداشت‌، درمان‌، محيط‌زيست‌، آموزش‌، كشاورزي‌، صنعت‌، تغذيه‌ و ساير جنبه‌هاي‌ زندگي‌ بشر را تحت‌ تأثير شگرفت‌ خود قرار خواهد داد. بهمين‌ دليل‌ انديشمندان‌ جهان‌ قرن‌ بيست‌ و يكم‌ را قرن‌ بيوتكنولوژي‌ نامگذاري‌ كرده‌اند.

تاريخچه‌

بيوتكنولوژي‌ ريشه‌ در تاريخ‌ دارد و تكوين‌ آن‌ از سالهاي‌ بسيار دور آغاز شده‌ تابحال‌ ادامه‌ يافته‌ است‌.

در تقسيم‌بندي‌ زماني‌ مي‌توان‌ سه‌دوره‌ براي‌ تكامل‌ بيوتكنولوژي‌ قائل‌ شد.

1) دورة‌ تاريخي‌ كه‌ بشر با استفاده‌ ناخودآگاه‌ از فرآيندهاي‌ زيستي‌ به‌ توليد محصولات‌ تخميري‌ مانند نان‌، مشروبات‌ الكلي‌، لبنيات‌ ترشيجات‌ و سركه‌ و غيره‌ مي‌پرداخت‌. در شش‌ هزار سال‌ قبل‌ از ميلاد مسيح‌، سومريان‌ و بابليها از مخمرها در مشروب‌سازي‌ استفاده‌ كردند. مصريها در چهار هزار سال‌ قبل‌ با كمك‌ مخمر و خمير مايه‌ نان‌ مي‌پختند. در اين‌ دوران‌ فرآيندهاي‌ ساده‌ و اوليه‌ بيوتكنولوژي‌ و بويژه‌ تخمير توسط‌ انسان‌ بكار گرفته‌ مي‌شد.

2) دوره‌ اوليه‌ قرن‌ حاضر كه‌ با استفاده‌ آگاهانه‌ از تكنيكهاي‌ تخمير و كشت‌ ميكروارگانيسم‌ها در محيط‌هاي‌ مناسب‌ و متعاقباً استفاده‌ از فرمانتورها در توليد آنتي‌بيوتيكها، آنزيمها، اجراء مواد غذائي‌، مواد شيميائي‌ آلي‌ و ساير تركيبات‌، بشر به‌ گسترش‌ اين‌ علم‌ مبادرت‌ ورزيد. در آن‌ دوره‌ اين‌ بخش‌ از علم‌ نام‌ ميكروبيولوژي‌ صنعتي‌ بخود گرفت‌ و هم‌اكنون‌ نيز روند استفاده‌ از اين‌ فرآيندها در زندگي‌ انسان‌ ادامه‌ دارد. ليكن‌ پيش‌بيني‌ مي‌شود به‌ تدريج‌ با استفاده‌ از تكنيكهاي‌ بيوتكنولوژي‌ نوين‌ بسياري‌ از فرآيندهاي‌ فوق‌ نيز تحت‌ تأثير قرار گرفته‌ و به‌سمت‌ بهبودي‌ و كارآمدي‌ بيشتر تغيير پيدا كنند.

3) دوره‌ نوين‌ بيوتكنولوژي‌ كه‌ با كمك‌ علم‌ ژنتيك‌ درحال‌ ايجاد تحول‌ در زندگي‌ بشر است‌. بيوتكنولوژي‌ نوين‌ مدتي‌ است‌ كه‌ روبه‌ توسعه‌ گذاشته‌ و روز بروز دامنه‌ وسعت‌ بيشتري‌ به‌ خود مي‌گيرد.

اين‌ دوره‌ زماني‌ از سال‌ 1976 با انتقال‌ ژنهائي‌ از يك‌ ميكروارگانيسم‌ به‌ ميكروارگانيسم‌ ديگر آغاز شد. تا قبل‌ از آن‌ دانشمندان‌ در فرآيندهاي‌ بيوتكنولوژي‌ از خصوصيات‌ طبيعي‌ و ذاتي‌ (ميكرو) ارگانيسم‌ها استفاده‌ مي‌گردند ليكن‌ در اثر پيشرفت‌ در زيست‌شناسي‌ مولكولي‌ و ژنتيك‌ و شناخت‌ عميق‌تراجزاء ومكانيسم‌هاي‌ سلولي‌ ومولكولي‌ متخصصين‌ علوم‌زيستي‌توانستند تا به‌ اصلاح‌ و تغيير خصوصيات‌ (ميكرو) ارگانيسم‌ها بپردازند و(ميكرو) ارگانيسم‌هائي‌ باخصوصيات‌ كاملاً جديد بوجود آوردند تا با استفاده‌ از آنها بتوان‌ تركيبات‌ جديد را بامقادير بسيار بيشتر و كارائي‌ بالاتر توليد نمود.

كشف‌ پروتئين‌ها  جداسازي‌ اولين‌ آنزيمها  كشف‌ باكتري‌ اي‌كلاي‌  كشف‌  DNA  استفاده‌ از باكتريها در تصفيه‌ فاضلاب‌  استفاده‌ از واژه‌ بيوتكنولوژي‌ توسط‌ يك‌ مهندس‌ كشاورزي‌  استفاده‌ از اصلاح‌ بيولوژي‌ مولكولي‌  كشف‌ فعاليت‌ ضدباكتريائي‌ قارچ‌ پني‌سيليوم‌ توسط‌ فلمينگ‌ (كشف‌ پني‌سيلين‌)  كشت‌ ساختمان‌ رشته‌اي‌ مارپيچ‌  DNA  توسط‌ واتسون‌ و گريك‌  توضيح‌ و تشريح‌ ساختمان‌ آنتي‌بادي‌ توسط‌ پورتر، ارلن‌ وينسونوف‌  كشت‌ سلول‌  جداسازي‌ يك‌ آنزيم‌ سنتز كننده‌  DNA  كشف‌ كدهاي‌ ژنتيكي‌  اولين‌ سنتز كامل‌ يك‌ ژن‌  كشف‌ آنزيمهاي‌ برش‌ دهنده‌ اسيدهاي‌ نوكلئيك‌  اولين‌ آنتي‌بادي‌ مونوكلونال‌  اولين‌ بيان‌ ژن‌ مخمر در باكتري‌ اي‌كلاي‌  اولين‌ بيان‌ ژن‌ انسان‌ در باكتري‌  توليد انسولين‌ نوتركيب‌ انساني‌  ابداع‌ روش‌  PCR  براي‌ تكثير قطعات‌  DNA  ابداع‌ روش‌ انگشت‌نگاري‌  DNA  ـ اولين‌ واكسن‌ مهندسي‌ ژنتيك‌  EPA  اولين‌ تنباكوي‌ مهندسي‌ ژنتيك‌ را تأييد كرد  شروع‌ پروژه‌ ژنوم‌ انساني‌ ـ توليد اولين‌ گاو ترانس‌ژنيك‌  كشف‌ اولين‌ ژنوم‌ كامل‌ يك‌ موجود زنده‌  ابداع‌ تكنيك‌ جديد  DNA  با استفاده‌ از  PCR  و چيپ‌هاي‌  DNA  و يك‌ برنامه‌ كامپيوتري‌ براي‌ كشف‌ ژنهاي‌ بيماريزا  استفاده‌ از سلولهاي‌ ريشه‌اي‌ براي‌ معالجه‌ بيماريها  شناسائي‌ كامل‌ ژنوم‌ مگس‌ سركه‌ و بسياري‌ از موجودات‌ ديگر  شناسائي‌ كامل‌ ژنوم‌ انسان‌ و بسياري‌ ديگر از ارگانيسم‌ها

1830  1833  1855  1869  1914  1919  1938  1939  1953  1959  1954  1955  1966  1970  1971  1975  1976  1977  1978  1983  1984  1986  1990  1995  1997    1998  2000  2001

جدول‌ 1 ـ تاريخچه‌ مختصر بيوتكنولوژي 3 و (4)

كاربردهاي‌ بيوتكنولوژي‌

كاربردهاي‌ بيوتكنولوژي‌ بقدري‌ وسيع‌ است‌ كه‌ تقريباً تمام‌ جنبه‌هاي‌ زندگي‌ بشر را تحت‌ تأثير قرارداد و خواهد داد. به‌نحوي‌ كه‌ حدس‌ زده‌ مي‌شود در آينده‌ نزديك‌ كنار اكثر نامهاي‌ رايج‌ علوم‌ و فنون‌ يك‌ كلمة‌ «بيو» يا «بيوتك‌» هم‌ اضافه‌ شود كه‌ نشانه‌ تأثير اين‌ علم‌ بر آن‌ رشته‌ مي‌باشد.

كاربرد بيوتكنولوژي‌ در كشاورزي‌ يا بيوتكنولوژي‌ كشاورزي‌ « Agbiotech »:

عمده‌ترين‌ كاربردهاي‌ بيوتكنولوژي‌ در كشاورزي‌ را مي‌توان‌ به‌ دسته‌هاي‌ زير تقسيم‌ كرد.

ـ ايجاد گياهان‌ مقاوم‌ به‌ حشرات‌ و آفتها

ـ ايجاد گياهان‌ تحمل‌ كننده‌ علف‌كشها و....

سلول های بنیادی موش قلب گوسفندان را شفا میدهد
آزمایشات اخیر ثابت کرده اند که سلولهاي بنيادي موش ميتوانند به بهبود قلب هاي صدمه ديده گوسفندان كمك كنند. اين آزمايش بين گونه اي مرحله ي ديگري در درك اين مفهوم است كه ايا سلول هاي جنين انسان ميتوانند صدماتي را حمله هاي قلبي به آنها وارد كرده جبران كنند يا نه.

چنانچه می دانید، حمله قلبي به ماهيچه ها و رگ هاي قلب كه پمپ کردن خون را به سراسر بدن ممکن مي سازد، صدمه مي زند. مدت هاست كه پزشكان در جستجوي راهي براي بازسازی اين صدمات هستند. بعضي متخصصان بر اين باورند كه كليد حل اين معما در دست سلول هاي بنيادي است.
اين سلول ها توانايي تبديل به هر نوع تيپ سلولي كه احتياج باشد را دارند، از جمله سلول هاي ماهيچه اي.

تا كنون مطالعات نشان داده است كه سلولهاي بنيادي رويان مي توانند باعث بهبود جريان خون پس از حمله قلبي در حيوانات كوچك، مانند جوندگان شوند.اما در انسان ها بحث هاي اخلاقي سبب كند شدن روند تحقيقات در رابطه با مزاياي سلولهاي روياني براي قلب هاي بيمار شده است.

در آزمايشات انساني ، دانشمندان براي شفا بخشي از سلول هاي بنيادي مغز استخوان يك بيمار استفاده كرده اند. اين سلولها به اندازه سلول هاي جنيني انعطاف پذير نيستند، اما گاهي اوقات مي توان آنها را وادار به تغيير كردن به نوع خاصي، كه مطلوب ما است، كرد.
بيماراني كه به اين طريق درمان شده اند مي توانند مقدار خون بيشتري را ، نسبت به بيماراني كه درمان نشده اند پمپ كنند. اما محققان بر اين اميد اند كه سلولهاي جنيني مي توانند اثر به مراتب قوي تر داشته باشند.

در اين آزمايش محققان در حدود 30 ميليون سلول بنيادي را به قلب هاي 9 گوسفند كه از حمله قلبي صدمه ديده بودند، تزريق كردند.آنها متوجه شدند كه پمپ خون در اين گوسفندان به ميزان 15% نسبت به گوسفندان درمان نشده بهبود يافته است. نشان هاي مشخصي از سلول هاي بنيادي درون قلب گوسفندان يافت شد كه حاكي از اين بود كه سلول هاي بنيادي شروع به كار كرده اند و جايگزين بعضي از بافت هاي صدمه ديده شده اند.

اين گروه محققان در حال حاضر مشغول انجام آزمايشاتي هستند تا قدرت شفا بخشي سلول هاي بنيادي انسان را در بابون ها دريابند.

طلطفا نظر بدهید خسته نمی شوید

میکروسکوپ الکترونی

 

تصاویر متحرک

                کلیک کنید                             

هسته

 

ساختمان گیاهان

 دستگاه گلژی

ساختمان گیاهان

     دستگاه گلژی

سال دوم تجربی زیست شناسی

  فصل دوم
مولکول هاي زيستي

عنصر کربن
تقريباًً همه مولکول هايي که در سلول ها ساخته مي شوند، کربن دارند. به مواد کربن داري که در سلول ساخته مي شوند، مواد آلي مي گويند. ظرفيت عنصر کربن 4 است يعني مي تواند با چهار عنصر يک ظرفيتي ديگر مثل هيدروژن پيوند برقرار کند.گوناگوني مولکولهاي آلي به علت تمايل الکترون هاي آخرين لايه اتم کربن به ايجاد پيوند، به ويژه پيوند کووالانسي، با ساير اتمهاست. زنجيره کربني مولکول هاي آلي، اسکلت کربني ناميده مي شود.

  درشت مولکول

بسياري از مولکول هاي زيستي نسبت به مولکول هاي غيرزيستي بسيار بزرگ اند و بنابراين درشت مولکول ناميده مي شوند. مانند مولکولهاي پروتئين، نوکلئک اسيدها و کربوهيدرات ها. بسياري از اين درشت مولکول ها به صورت پليمر هستند. واحدهاي سازنده پلي مر، مونومر ناميده مي شوند.  

  هيدورليز و سنتز آب دهي

	سنتز
H2O+OH	----> <-----	Ho – مونومر1 – H – Ho  - مونومر2  - H
	هيدروليز

 

  کربوهيدرات ها

مونوساکاريدها ساده ترين کربوهيدرات ها هستند. مهمترين مونوساکاريدهاي 6 کربني( هگزوزها) گلوکز ، فروکتوز، گالاکتوز هستند. مهمترين مونو ساکاريدهاي 5 کربني( پنتوزها) ريبوز و دئوکسي ريبوز هستند.
دي ساکاريدها از ترکيب دو مونوساکاريد با واکنش سنتز آب دهي به وجود مي آيند. ساکارز، مالتوز و لاکتوز سه نوع دي ساکاريد هستند. پلي ساکاريدها زنجيره هاي طويلي از مونوساکاريد هستند. نشاسته ، گليکوژن و سلولز سه نوع پلي ساکاريد هستند. گياهان براي ذخيره کردن گلوکز، مولکولهاي گلوکز را به صورت پلي مر نشاسته در مي آورند. سلولهاي جانوري گلوکز اضافي خود را به صورت گليکوژن ذخيره مي کنند. سلولز که بيشترين ترکيب آلي طبيعي را تشکيل مي دهد، به صورت رشته هايي محکم در ساختار ديواره سلولي گياهان شرکت دارد. مولکول سلولز رشته اي و بدون انشعاب است. رشته هاي سلولزي که در غذاها وجود دارند الياف ناميده مي شوند. الياف سلولزي براي کار منظم روده ها و جلوگيري از بعضي بيماريهاي گوارشي مورد نياز است.  

  ليپيدها

چربي ها از مهم ترين ليپيدها هستند.
ساختار آنها از مولکول هاي اسيد چرب و گليسرول تشکيل شده است. به مولکول هاي چربي ، تري گليسريد نيز گفته مي شود. يکي از مهمترين وظايف مولکولهاي چربي درون سلول ها، ذخيره انرژي است. يک گرم چربي بيش از دو برابر يک گرم پلي ساکاريد، مانند نشاسته ، انرژي آزاد مي کند. چربي هايي که حداکثر تعداد هيدروژن را دارند، سير شده نام دارند. چربي هايي که در ساختارشان پيوند دو گانه يا سه گانه دارند، سير نشده نام دارند. فسفوليپيدها، موم ها و استروئيدها نيز ليبپيد هستند که هر کدام نقش مهمي را در سلول ايفا مي کنند.

پروتئين ها و انواع آنها
پروتئين ها پلي مرهايي هستند که مونومرهاي آنها را آمينو اسيدها تشکيل مي دهند. سلول ها آمينو اسيدهاي مختلف را با واکنش سنتز آب دهي به يکديگر متصل مي کنند. وقتي دو آمينو اسيد به اين طريق به يکديگر متصل مي شوند، پيوندي به نام پيوند پپتيدي بين آنها بوجود مي آورند. هر گاه يک يا چند پلي پپتيد پيچ و تاب بخورند و شکل فضايي خاصي به وجود بياورند، مولکول حاصل يک پروتئين است. پروتئين ها از نظر کاري که در بدن انجام مي دهند، در هفت گروه اصلي جاي مي گيرند:
1 – پروتئين هاي ساختاري
2 – پروتئين هاي منقبض شونده
3 – پروتئين هاي ذخيره اي
4 – پروتئين هاي دفاعي
5 – پروتئين هاي انتقال دهنده
6- پروتئين هاي نشانه اي
7 – آنزيم ها  

  آنزيم ها

آنزيم ها واکنش هاي شيميايي را که در سلول ها انجام مي شوند، عملي مي کنند. بدون آنزيم، واکنش هاي زيستي به اندازه اي آهسته صورت مي گيرند که ادامه زندگي با اين حالت، ممکن نيست. بعضي آنزيمها برون سلولي هستند يعني کار خود را در خارج سلول انجام مي دهند و بعضي آنزيم ها درون سلولي هستند يعني در درون سلول فعاليت دارند.  

  ويژگي هاي آنزيم ها

1 – بيش تر آنها پروتئيني هستند
2 – عمل آنها اختصاصي است يعني هر کدام از آنها واکنش خاصي را انجام مي دهند
3 – سلول از هر کدام از آنها بارها استفاده مي کند چون آنزيم ها در واکنش هايي که انجام مي دهند هيچ تغييري نمي کنند
4 – به تغييرات شديد دما حساس اند
5 – به تغييرات شديد PH حساس اند.  

  چگونگي عمل آنزيم ها

 

آنزيم ها يز مانند ساير پروتئين ها شکل سه بعدي ويژه اي دارند. بخشي از مولکول آنزيم قالبي است براي چسبيدن به بخشي از پيش ماده . آن بخش از آنزيم که به پيش ماده ملحق مي شود، جايگاه فعال نام دارد. پس از اتصال پيش ماده به جايگاه فعال ، واکنش انجام مي شود . سپس پيش ماده که اکنون فرآورده نام دارد، از آن جدا مي شود. بعضي در ويتامين ها و مواد معدني اتصال آنزيم را به پيش ماده آسان تر مي کنند و باعث افزايش سرعت واکنش هاي آنزيمي مي شوند. بعضي سم ها مانند سيانيد وارسنيک و حشره کش ها محل جايگاه فعال آنزيم ها و اشغال و از فعاليت آنها جلوگيري مي کنند. اثر بعضي سم ها دائمي و بعضي ديگر موقتي است. از آنزيم ها استفاده هاي زيادي مي شوند. استفاده از آنزيم ها در پودرهاي لباسشويي مثالي از کاربرد آنزيم در خانه است. از آنزيم ها در صنعت نيز استفاده مي شود. پروتئاز ها، آميلازها، سلولاز و کاتالاز از جمله آنزيم هايي هستند که در صنعت کاربرد زيادي دارند. امروزه آنزيم هايي که در خانه و صنعت کاربرد دارند، از ميکروب ها استخراج مي شوند.  

  متابوليسم

مجموع واکنش هايي که درون سلول ها انجام مي شوند، متابوليسم نام دارد. ساختن و تجزيه مواد،از واکنش هاي متابوليسمي هستند. بيشتر اين واکنش ها با کمک آنزيم انجام مي شوند. واکنش هاي متابوليسمي يا انرژي زا هستند و يا انرژي خواه.  

  ATP

 

ATP يا آدنوزين تري فسفات ماده اي است که مي تواند انرژي را در خود ذخيره و در موقع لزوم آن را آزاد کند. مولکول ATP از دو بخش تشکيل شده است. بخشي از آن که آدنوزين نام دارد خود از يک مولکول پنتوز و يک مولکول آدنين ساخته شده است. آدنين نوعي باز آلي است که در ساختار نوکلئوتيدها شرکت دارد و با علامت A نشان داده مي شود. بخش ديگر ATP از سه مولکول فسفات ساخته شده است.  

  سؤالات
1 – کداميک از کربوهيدرات هاي زير دي ساکاريد است؟

الف) گلوکز
ب) فروکتوز
ج) ساکارز
د) گالاکتوز  

  2 – مولکول هاي گلوکز در بافت هاي ماهيچه اي به چه صورت ذخيره مي شود؟

الف ) نشاسته
ب) سلولز
ج) گليکوژن
د) اليافت  

  3 – کاربرد آنزيم کاتالاز در صنعت چيست؟

الف ) در پودر لباسشويي
ب) براي خارج کردن پوسته ها دانه ها
ج) در ساخت اسفنج
د) براي تهيه آب ميوه  

  4 – کدام آنزيم در زودن موهاي روي پوست جانوران کاربرد دارد؟

الف ) پروتئاز
ب) آميلاز
ج) سلولاز
د) کاتالاز  

  5 – کداميک از عوامل زير فعاليت آنزيم ها را کم مي کند؟

الف ) ويتامين ها
ب) مواد معدني
ج) تغييرات PH
د) گرما  

      به وبلاگ مدسه شاهد خوش امدید