۱۴ اسفند , ۱۳۹۵

آشنایی با گرایش زیست شناسی سلول مولکولی (بخش اول)

زیست شناسی سلولی مولکولی
محتوای جدول

به گزارش بیوکمپ مرکز تخصصی طراحی دارو و کانون کارآموزی ژنتیک در کشور؛ زیست شاسی سلولی شاخه ای از زیست شناسی است که به مطالعه ی فیزیولوژی سلول،ساختار ،اندامک ها،ارتباطات سلول ها با محیطشان،چرخه زندگی،تقسیم سلولی،مرگ سلولی و عملکرد سلول ها می پردازد.این مطالعات در ابعاد میکروسکوپیک و در سطوح مولکولی انجام می شوند.زیست شناسی سلولی به عنوان یاخته شناسی[۱] نیز شناخته می شود.زیست شناسی سلولی بطور عمده بر  این  مفهوم سیر می کند که سلول یک واحد عملکردی زندگی است. زیست شناسی سلول برپایه نظریه سلولی است  که دارای سه اصل است :

  1. تمام ارگانیسم ها از یک یا چند سلول تشکیل شده اند.
  2. سلول واحد اولیه حیات برای تمام موجودات زنده است.
  3. تمام سلول ها از تقسیم سلول های اولیه ایجاد شده اند.

زیست شناسی سلول مولکولی رشته میان رشته از علوم پایه است که با رشته های شیمی، ساختار و علم زیست شاسی مرتبط است و به درک زندگی و فرآیندهای سلولی در بعد مولکولی می پردازد.زیست شناسی سلول مولکولی بطور عمده بر تعیین تمایز سلولی،تنظیم رشد سلول،چسبندگی سلولی و حرکت آنها و نقل و انتقالات سلولی تمرکز می نماید. رابطه سیگنالینگ با رشد و مرگ سلول،تنظیم رونویسی،میتوز،تمایز سلولی و اندام،چسبندگی سلولی،میتوز،تحرک و کموتاکسی از موضوعات پیچیده در زیست شناسی سلول مولکولی می باشند.زیست شناسی خصوصیات ،بخش ها و فرآیندهای شیمیایی با این هدف که چگونه مولکول ها فعالیت و رشد سلول را کنترل می کنند، سلول را بررسی می نماید.ترکیبات مولکولی مسیر های بیو شیمیایی را بوجود می آورند که ایجاد سلول را با انرژی،پیام رسانی از خارج سلول به داخل سلول،تولید پروتئین جدید و همانند سازی DNA ژنوم را فراهم می نمایند. حائز اهمیت است که که برای درک بهتر رفتار سلول و توضیح سطوح مختلف سیستم های بیولوژیکی بایستی از مطالعات مولکولی بهره گرفت.

سلولی مولکولی مطالعه تعامل مولکول ها برای افزایش خصوصیات سلول ها،توانایی رشدآنها، حفظ و تقسیم انها می باشد. هم بستگی میان ساختار ،عملکرد و رفتار  مولکولی می تواند یک سلول زنده را ایجاد نماید. اهمیت دینامیک ساختاری دومین ها با ماکرو مولکول ها و زیر واحد های ماکرومولکول ها در الحاق مسیر ها و اندامک ها برای ارتباط سلول با محیط خود روشن می شود. خصوصیات جدید از طریق سامانه غیر خطی،ماهیت پویا و فضایی تعاملات بین ماکرومولکول های زیستی ایجاد می شود.

مطالب ویژه: طراحی دارو

ژنتیک مولکولی شاخه ای از ژنتیک و زیست شناسی مولکولی می باشد که با ساختار و عملکرد ژن ها در بعد سلولی و مولکولی در مرتبط است. یکی از دست آورد های مهم ژنتیک مولکولی تعیین ماهیت شیمیایی ژن می باشد.ژنتیک مولکولی آرایش ژن ها بر روی مولکول DNA،رونویسی RNA از روی DNA و ترجمه DNA به پروتئین را بررسی می کند.مضاعف سازی DNA،جداسازی و آشکار سازی و بیان، تکنیک های متداول در ژنتیک مولکولی می باشند.

مطالعات DNA سلولی بر روی عملکرد DNA سلول و برنامه هایی مانند تقسیم سلولی کار می کند. ریخت شناسی[۲] و مطالعات زیست شناسی مولکولی DNA سلولی بصورت عمیقی بر روی آنالیز های DNA مطالعه می شوند.بیشتر DNA در هسته سلول قرار دارد(DNA هسته ای)، اما مقدار کمی از ان در میتوکندری نیز یافت می شود(DNA میتوکندریایی یا mtDNA).ویژگی مهم DNA توانایی ساخت کپی از خودش است. هرکدام از رشته های DNA در مارپیچ دوتایی می توانند رشته الگو برای همانند سازی توالی های بازی قرار گیرند.این مسئله در زمان تقسیم سلولی دارای اهمیت است که هر سلول جدید نیاز به کپی دقیق از همان سلول اولیه دارد چرا که طول کل DNA سلولی در سلول بالای صد هزار بار برابر طول سلول می باشد.تبدیل DNA به کروموزوم برای معماری سلول حیاتی است.پروتئین های هیستونی به بسته بندی DNA در داخل سلول کمک می کنند.کرموزوم های باکتریایی معمولا مولکول های DNA حلقوی هستند که از یک مبدا همانندسازی می شوند.ساختار عمومی کروماتین آنها بطور قابل ملاحظه ای مشابه سلول های یوکاریوتی مانند قارچ ها،گیاهان و جانوران می باشد.

بیوتکونولوژی مولکولی از تکنیک های آزمایشگاهی برای مطالعه و پیرایش نوکلئیک اسید ها و پروتئین ها برای کاربرد هایی در زمینه های سلامتی انسان و حیوانات،کشاورزی و محیط زیست استفاده می کند.نتایج بیوتکونولوژی مولکولی از همگرایی زمینه های مختلف تحقیقاتی مانند زیست شناسی مولکولی،میکروبیولوژی،بیوشیمی،ایمونولوژی،ژنتیک و زیست سلولی بدست آمده است. این رشته با توانایی انتقال اطلاعات ژنتیکی بین ارگانیسم ها با هدف درک فرآیند های بیولوژیکی و یا تولید محصولات مفید هیجان انگیز تر شده است.ابزارهای بیوتکنولوژی مولکولی می تواند در جهت تولید و بهبود داروها،واکسن ها،روش های درمانی و تست های تشخیصی که به بهبود سلامت انسان و حیوانات کمک می کنند بکار گرفته شوند.بیوتکنولوژی مولکولی در کشاورزی گیاهان،پرورش آبزیان،تولید مواد شیمیایی و نساجی،جنگل داری و فرآوری مواد غذایی کاربرد دارد.

تکینیک های زیست شناسی سلولی برای مطالعه خوصیوصیات فیزیولوژیکی سلول،ساختار ،اندامک ها،ارتباطشان با محیط و چرخه زندگی سلولی،تقسیمات،مرگ و عملکرد سلول استفاده می شوند.از تکنیک ها می توان به روش های بیوفیزیکی و بیوشیمیایی،اسپکتروفتومتری[۳]،فلورسنس[۴]،پرتوشیمی[۵]، ته نشین سازی افتراقی پروتئین[۶]،کروماتوگرافی،الکتروفورز،روش ایمونواسی[۷]،هیبریداسیون و تکنیک های بلات اشاره نمود.

بیوشیمی مولکولی یکی از مسائل مربوط به حیات و ترکیب سلول می باشد که زیست شناسان و شیمی دانان را در رشته ی زیست شناسی بیوشیمی _مولکولی گردهم می آورد. نظم و پیچیدگی واکنش های شیمیایی ترکیب شیمیایی سلول زنده از مسائل مربوط به بیوشیمی دانان می باشد.فرایند حیات در سطوح مولکولی که شامل ذخیره سازی و انتقال ماده ژنتیکی و تعاملات بین سلول ها و تاثیر ویروس ها بر روی آنها است از موارد مورد بررسی در زیست شناسی مولکولی است.بیوشیمی و زیست شناسی مولکولی زیررشته هایی هستند که بیشترین قسمت علوم زیستی را تشکیل می دهند.مطالعه ی بیوشیمی و زیست شناسی مولکولی به دانشجویانی نیاز دارد که بطور جدی علاقمند باشند و در علوم کمی[۸]  توانایی کسب موفقیت داشته باشند.از برنامه های تحقیقاتی زمنیه های گسترده بیوشیمی و زیست شناسی مولکولی که روش های سنتی و مدرن را دربرمی گیرند می توان به ساختار ماکرومولکولی و عملکرد،تنظیم ژن و انتقال سیگنال،آنزیم شناسی[۹] و متابولیسم،بیوانفورماتیک و زیست شناسی محاسباتی،زیست شناسی مصنوعی[۱۰]،بیوفیزیک و روش های تحلیلی می توان اشاره نمود.


Source: www.omicsonline.com_مترجم : هما سعادتی

[۱] cytology

[۲] morphology

[۳]Spectrophotometry

[۴] Fluorescence

[۵] Radiochemistry

[۶] Differential Precipitation of Proteins

[۷] Immunoassay

[۸] quantitative

[۹] enzymology

[۱۰] Synthetic biology

دیدگاهتان را بنویسید

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. فیلدهای مورد نیاز با * مشخص شده است

نوشتن دیدگاه

مقالات مرتبط