کتاب مبانی ژنتیک - آساد

کتاب مبانی ژنتیک تألیف محمد تقی آساد در انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد به چاپ رسیده است.

به جرأت می توان ادعا کرد که هیچ علمی به اندازه علم ژنتیک شاهد تغییر و تحول و نوآوری در نیم قرن اخیر نبوده است. کاربرد این علم از زیست شناسی، پزشکی و کشاورزی فراتر رفته و در رشته های دیگر از جمله صنعتی نیز مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. شتاب این تغییر و تحول هنوز هم فروکش نکرده و ادامه دارد. سرعت کشف این علم در حدی است که دانش آموختگان دیروز با دستاوردهای امروز ناآشنا هستند. در ابتدای قرن 21 توالی سه بیلیون نوکلئوتید ژنوم انسان تعیین شده و امروز پژوهشگران در سراسر دنیا به داده های زیادی که از توالی یابی ژنوم موجودات مختلف به دست آمده، دسترسی دارند. تجزیه و تحلیل این داده ها به وسیله مراکز پژوهشی و دانشگاه ها در سراسر دنیا باعث درک عمیق تر بر هم کنش پیچیده درون و بین ژن ها، پروتئین ها و مولکول های دیگر شده و این بر شتاب پیشرفت علم ژنتیک می افزاید.

کتاب "مبانی ژنتیک" در نوزده فصل با عناوین زیر تألیف شده است: 1- تاریخچه ژنتیک 2- کروموزوم و مکانیسم آن 3- اصول مندلی 4- برهمکنش بین ژن ها 5- تعیین جنسیت و ژن های وابسته به جنس 6- ماده ژنتیکی: ساختمان و همانند سازی 7- لینکاژ_ کراسینگ آور و نقشه کروموزومی 8- نوترکیبی در میکرو ارگانیسم 9- جهش 10- تغییر در ساختمان کروموزوم ها 11- تغییر در تعداد کروموزوم ها 12- کنترل ژنتیکی پروتئین ها 13- توارث سیتوپلاسمی و اثرات مادری 14- تنظیم بیان ژن 15- مطالعه دو قلوها و اثرات محیطی 16- سیستم های ایمنی و گروه های خونی 17- توارث پلی ژنتیک 18- ژنتیک جمعیت 19- تکنیک DNA

 

برشی از متن کتاب

فصل اول: تاریخچه ژنتیک علم ژنتیک علم انتقال اطلاعات بیولوژیک از یک سلول به سلول دیگر، از والد به نوزاد، بنابراین از یک نسل به نسل بعد است. ژنتیک با چگونگی این انتقال ها که مبنای اختلاف ها و تشابهات بین موجودات زنده است سروکار دارد. علم ژنتیک در مورد سرشت فیزیکی و شیمیایی این اطلاعات نیز صحبت می کند. جوامع گوناگونی از گیاهان و جانوران به وجود آمدند که تفاوت های موجود در آن ها تحت تأثیر همین مکانیسم ژنتیکی قرار گرفته است. تغییرات ژنتیکی که در طول نسل های متمادی در یک جامعه، موجود زنده تثبیت شده، تکامل نامیده می شود. فصل دوم: کروموزوم و مکانیسم آن کروموزوم ها در چندین مرحله قابل مطالعه اند و هر مرحله دارای محاسن و معایبی است. مرحله ای از چرخه زندگی سلول که کروموزوم ها به بهترین وجه قابل رؤیت و تشخیص اند مرحله ی متافاز میتوز است. در این مرحله کروموزوم ها دارای حداکثر تمرکز و پیچیدگی هستند. کروموزوم های غدد بزاقی حشرات و دیگر موجودات در حالت پروفاز هستند. این کروموزوم ها به صورت پلی تن هستند(تعداد زیادی از یک کروموزوم در مجاورت یکدیگر واقع شده)، سایر مکانیسم های کوروموزوم ها و انواع آن ها مباحث این فصل از کتاب می باشند. فصل سه: اصول مندلی این بخش از کتاب به آزمایشات مندل می پردازد. او در یکی از آزمایشات خود ارقام پابلند و پاکوتاه نخود فرنگی را با هم آمیزش داد. تمام نوزادان در نسل اول پابلند بودند و زمانی که دورگه های پا بلند را به روش خود لقاحی به نسل بعد برد بعضی از نوزادان پا بلند و بعضی پا کوتاه بودند، اما تعداد پا بلند ها سه چهارم پا کوتاه ها بود. مندل در ادامه کار خود شش جفت صفت باقی مانده را بدین صورت آزمایش کرد و همین نتایج را به دست آورد. فصل چهار: بر همکنش بین ژن ها در قوانین مندل، بر جدایی مستقل ژن ها تأکید شد. سئوالی که پیش می آید این است که آیا ژن ها از نظر عملکرد یعنی تولید فتوتیپ نیز مستقل از یکدیگرند؟ نظر به این که تمام ژن ها در یک محیط یعنی هسته واقع شده اند، تعجب آور نیست که گاهی اثر یک آلل یک ژن اثر آلل های ژن دیگر را تغییر دهد. بعد از کشف دوباره اصول مندلی دانشمندانی چون بیت سن و همکارش پانت با آزمایش های متعدد ثابت کردند که ژن ها اعضای جدایی نیستند که اثرات آن ها مستقل باشد، بلکه می توانند بر هم تأثیر گذاشته و فنوتیپ های جدید را به وجود آورند. فصل پنج: تعیین جنسیت و ژن های وابسته به ژن در سیستم XX-XO، ویلسون و همکارانش توانستند تخمک زایی و اسپرم زایی را بررسی کنند. آن ها متوجه شدند که جسمX  یک کروموزوم است و لذا آن را کروموزومX  نامیدند. بنابراین در بسیاری از حشرات تفاوت کروموزومی بین جنس ها وجود دارد. یعنی ماده ها را با XX و نرها را با XO نشان دادند.در سیستم هایXX-XY  و سیستم ZZ-ZW کروموزوها متفاوت است که در فصل پنج به تفسیر آن ها پرداخته شده است. فصل شش: ماده ژنتیکی: ساختمان و همانندسازی ژن ها اولین بار به وسیله مندل بررسی شدند و سپس پژوهشگران دیگر طریقه انتقال آن ها را از یک نسل به نسل دیگر مورد مطالعه قرار دادند. کروموزوم ها از دو نوع مولکول بزرگ تشکیل شده اند که عبارتند از: پروتئین ها و نوکلئیک اسیدها. نوکلئیک اسیدها بر دو نوع اند: دی اکسی ریبونوکلئیک اسید (DNA) و ریبونوکلئیک اسید (RNA). ترکیب مولکولی DNA در تمامی سلول های یک موجود تقریباً یکسان، در صورتی که ترکیب مولکولی RNA و پروتئین، هم از نظر کیفی و هم از نظر کمّی در انواع سلول متفاوت است. فصل هفت: لینکاژ_ کراسینگ آور و نقشه کروموزومی بسیاری از اصول مربوط به لینکاژ، کراسینگ و نقشه کوروموزومی نتیجه ی کار مورگان و دو نفر از دانشجویان وی به نام های بریجز و استرتوانت بود که شرح این پدیده را در سال 1911 گزارش کرد. تمام ژن هایی را که روی یک کروموزوم واقع شده یک گروه لینکاژ می نامند. برای مثال در مگس سرکه که چهار جفت کروموزوم وجود دارد چهار گروه لینکاژ موجود است. این گروه از ژن ها سعی دارند که با هم به صورت یک واحد به ارث برسند. فصل هشت: نوترکیبی در میکروارگانیسم هاپلوییدها امتیازهایی دارند که مطالعه و درک مکانیسم نوترکیبی را آسان و بهتر می کند. از اسکومیست ها، نئوروسپورا در مطالعات ژنتیکی دارای اهمیت ویژه می باشد. در بسیاری از موجودات، مانند مگس سرکه و ذرت تمام محصولات یک واقعه میوز قابل دسترسی و تحزیه نمی باشد. لذا باید نمونه ای تصادفی از جمعیت محصولات میوزی را انتخاب کرده و با تست کراس مورد بررسی قرار داد. ژنوتیپ نوزادان این نمونه تصادفی را برای تجزیه آنچه در عمل میوز اتفاق افتاده به کار می بریم. ولی در نئوروسپورا ژنوتیپ هر چهار محصول یک واقعه میوزی را می توان تعیین و جدا نمود. مشاهده محصولات آمیزشی که ژنوتیپ هر چهار محصول میوز آن قابل تعیین و بررسی است تجزیه تتراد ‌گویند. فصل نه: جهش اصلاح جهش به تغییرات ماده ژنتیکی و فرآیندی که باعث تغییر می گردد اطلاق می شود. موجودی که فنوتیپ جدیدی را در اثر جهش نشان می دهد جهش یافته می نامند. فصل ده: تغییر در ساختمان کروموزوم ها تغییرات ساختمانی نیاز به شکستگی در کروموزوم ها دارد. در این نوع تغییرات تعداد کل کروموزوم ها ثابت است و فقط ساختمان آن ها تغییر می کند. به طور کلی هر شکستگی تولید دو قطعه می کند که متعاقب آن یکی از سه حالت زیر پیش می آید. 1- ممکن است به یکدیگر وصل نشده و قطعه ای از کروموزوم که فاقد سنتروم است از بین رود. 2- یک یا دو انتهای یک قطعه شکسته شده با قطعات شکسته شده دیگر متصل شده و باعث مبادله ژنتیکی شود. 3. قطعات شکسته شده در جای خود قرار گیرند و بنابراین ترکیب کروموزومی اولیه به دست آید.

فهرست

فصل اول: تاریخچه ی ژنتیک فصل دوم: کروموزوم و مکانیسم آن 1_2 مورفولوژی کروموزوم ها 2_2 مکانیسم سلول 3_2 تشکیل گامت در جانوران فصل سه: اصول مندلی 1_3 اصل جدایی 2_3 اصل ترتیب مستقل 3_3 احتمالات و آزمون های آماری فصل چهار: بر همکنش بین ژن ها 1_4 ژن ها صفات مختلفی را کنترل می کنند 2_4 ژن ها یک صفت را کنترل می کنند 3_4 نیم بارزی 4_4 ژن های کشنده 5_4 سیستم کشنده متعادل فصل پنج: تعیین جنسیت و ژن های وابسته به ژن 1_5 تعیین جنسیت 2_5 مکانیسم تعیین جنسیت 3_5 اثر محیط بر جنسیت 4_5 توارث ژن های وابسته به جنس 5_5 صفات متأثر از جنس 6_5 ژن های محدود به جنس 7_5 نسبت های جنسی 8_5 Xهای به هم چسبیده فصل شش: ماده ژنتیکی: ساختمان و همانند سازی 1_6 DNA  به عنوان ماده ژنتیکی 2_6 RNA  ماده ژنتیکی در ویروس ها 3_6 ساختمان DNA 4_6 اتورادیوگرافی کروموزوم ‌یوکاریوت ها 5_6 سنتز DNA در سیستم غیر زیستی 6_6 ساختمان کروموزوم ها 7_6 ترکیب شیمیایی کروموزوم یوکاریوت ها 8_6 یوکروماتین و هتروکروماتین فصل هفت: لینکاژ_ کراسینگ آور و نقشه کروموزومی 1_7 لینکاژ 2_7 تبادل ژنتیکی 3_7 مبنای سیتولوژیکی کراسینگ آور 4_7 تشخیص لینکاژ 5_7 نقشه کروموزومی 6_7 تعیین پیوستگی بین دو جفت ژن 7_7 تعیین فاصله بین سه ژن پیوسته 8_7 لینکاژ در انسان 9_7 عوامل مؤثر بر فراوانی نوترکیبی 10_7 نظریه های تبادل ژنتیکی در کروموزوها فصل هشت: نوترکیبی در میکروارگانیسم ها 1_8 نوترکببی در قارچ ها 2_8 نوترکیبی در باکتری ها 3_8 ژنتیک باکتریوفاژها 4_8 تلاقی فاژها 5_8 پلاسمیدها و اپیزوم ها فصل نه: جهش 1_9 جهش های خود به خودی و القایی 2_9 جهش های سوماتیک و ژرمینال 3_9 مبنای مولکولی جهش 4_9 عوامل جهش زا 5_9 استفاده عملی از جهش فصل ده: تغییر در ساختمان کروموزوم ها 1_10 کمبودها 2_10 مضاعف شدن ها 3_10 واژگونی ها 4_10 جا به جایی ها 5_10 ایزوکروموزوم ها 6_10 موزائیسم فصل یازده: تغییر در تعداد کروموزوم ها 1_11 یوپلوئیدی 2_11 انوپلوئیدی فصل دوازده: کنترل ژنتیکی پروتئین ها 1_12 کنترل ژنتیکی متابولیسم 2_12 نسخه برداری 3_12 سنتز پروتئین ها 4_12 واکنش فعال شدن آمینواسید 5_12 کد ژنتیکی 6_12 ساختمان ظریف ژنتیکی فصل سیزده: توارث سیتوپلاسمی و اثرات مادری 1_13 ضمائم سیتوپلاسمی 2_13 توارث پلاستیدی فصل چهارده: تنظیم بیان ژن 1_14 اقا و رپرسیون در پروکاریوت ها 2_14 مدل اُپران 3_14 LAC یک اپران قابل القاء 4_14 TRP یک اپران قابل مهار 5_14 کنترل بیان ژن در یوکاریوت ها فصل پانزده: مطالعه دو قلوها و اثرات محیطی 1_15 فراوانی دوقلوهای همسان و غیر همسان 2_15 اثرات محیطی و بیان ژن ها 3_15 فنوکپی ها 4_15 استفاده از دوقلوها در مطالعات ژنتیکی فصل شانزدهم: سیستم های ایمنی و گروه های خونی 1_16 گروه های خونی _ABOواکنش آنتی ژن و آنتی بادی 2_16 سیستم MNSs 3_16جایگاه ژنی ترشح کننده ها 4_16منشأ امراض همولیتیک نوزادان فصل هفدهم: توارث پلی ژنیک 1_17 توارث رنگ بذر در گندم 2_17 توارث طول گلبرگ در توتون 3_17 تغییرات ترانسگرسیو 4_17 تجزیه صفات کمّی 5_17 همبستگی 6_17 گرایش 7_17 توارث پذیری فصل هجدهم: ژنتیک جمعیت 1_18 فراوانی ژن 2_18 مخزن ژنی 3_18 اصل هاردی _ وینبرگ 4_18 عواملی که فراوانی ژن ها را تغییر می دهد 5_18 دریفت تصادفی 6_18 بارژنتیکی فصل نوزدهم: تکنیکDNA نوترکیب 1_19 تولید DNA نوترکیب 2_19جداسازی و برش DNA 3_19ناقل های پلاسمید 4_19 ترانسفورماسیون و گزینش 5_19 یافت کلون هدف با کمک کاوشگر 6_19 توالی یابی 7_19 واکنش زنجیره ای پلیمراز 8_19 نقشه های محدود کننده

نویسنده: دکتر محمد تقی آساد انتشارات: جهاد دانشگاهی مشهد