9 حقیقت خارق العاده در مورد ژنتیک که شاید ندانید
به گزارش بی دانلود، کد ژنتیکی ما همه چیز را در مورد ما تعیین می کند، از رنگ چشم گرفته تا حساسیت ما به برخی بیماری ها. در این گزارش می توانید ۹ حقیقت جالب در مورد ژنتیک که امکان دارد ندانید، را بخوانید.
به گزارش بی دانلود به نقل از ایسنا و به نقل از آی ای، ما راه درازی را برای درک ژنتیک پیموده ایم. برای مثال دریافته ایم که دئوکسی ریبونوکلئیک اسید یا همان دی ان ای(DNA)، مولکولی است که به عنوان «طرح اولیه حیات» عمل می کند.
سفر ما برای درک ژنتیک ما را بسیار فراتر از رمزگشایی ساختار اصلی دی ان ای برده و ما را به سمت بررسی پروسه همانندسازی دی ان ای، تاثیر تغییرات ژنتیکی و مکانیسم های پیچیده حاکم بر بیان ژن هدایت کرده است.
در ادامه نگاهی به تعدادی از حقایق جالب در مورد ژنتیک می اندازیم. از دی ان ای ویروسی گرفته تا ردیابی جهش در سوابق فسیلی، حقایقی که شما را به این فکر فرو می برد که چه مواردی هنوز وجود دارد که درباره ی ژنتیک نمی دانید.
حدود ۹۹.۹ درصد از دی ان ای انسان ها یکسان است
از نظر ساختاری، دی ان ای یک پلیمر شیمیایی دو رشته ای بسیار طولانی است که یک مارپیچ دوتایی را تشکیل می دهد و مانند یک پلکان مارپیچی ظریف در هم تنیده شده است.
واحدهای سازنده دی ان ای، نوکلئوتیدها هستند که متشکل از یک گروه فسفات، یک مولکول قند(دئوکسی ریبوز) و یک مورد از چهار پایه نیتروژنی موجود یعنی آدنین(A)، تیمین(T)، سیتوزین(C) یا گوانین(G) هستند.
این پایه ها به روشی خاص جفت می شوند یعنی آدنین با تیمین و سیتوزین با گوانین و سپس دو رشته را به هم متصل می کنند.
خاصیت اعجاب انگیز دی ان ای در ظرفیت حمل اطلاعات آن نهفته است. توالی این پایه های نیتروژنی دستورالعمل های ژنتیکی را رمزگذاری می کند و رشد، عملکرد و خاصیت های هر موجود زنده را دیکته می کند.
همه انسانها در ۹۹.۹ درصد از ترکیب ژنتیکی با یکدیگر مشترک هستند و این نشان دهنده این نکته است که ما انسان ها چقدر شبیه به یکدیگر هستیم.
در صورتیکه اکثریت قریب به اتفاق دی ان ای ما یکسان است، تفاوت های جزئی خصوصاً در حوزه سلامت فردی می تواند تاثیر زیادی داشته باشد.
دی ان ای انسان حاوی حدود سه میلیارد جفت نوکلئوتید است
کد ژنومی انسان در مارپیچ دوگانه دی ان ای، دنباله ای از چهار باز(A، T، G، و C) است که بطور در هم پیچیده با نظمی خاص مرتب شده اند.
یک کپی از ژنوم انسان دارای سه میلیارد جفت باز دی ان ای است. این بازها در ۲۳ جفت کروموزوم توزیع شده اند که ساختارهای نخ مانندی هستند که در هسته سلول یافت می شوند و اطلاعات ژنتیکی را حمل می کنند.
در این جفت کروموزم ها هر مورد از یکی از والدین به ارث می رسد. هر کروموزوم حاوی هزاران ژن است که صفات یک فرد مانند رنگ چشم، گروه خونی و سایر موارد را تعیین می کند.
حدود ۸ ساعت طول می کشد تا یک سلول دی ان ای خودرا تکثیر کند
همانندسازی دی ان ای یک پروسه سلولی است که در آن مارپیچ دوگانه دی ان ای باز می شود و رشته های مکمل جدید سنتز می شوند. این پروسه رونویسی دقیق از اطلاعات ژنتیکی را تضمین می نماید.
تکثیر دی ان ای به روشی نیمه محافظه کارانه اتفاق می افتد، بطوریکه یک رشته به عنوان رشته پیشرو بطور مداوم سنتز می شود در صورتیکه رشته دیگر با عنوان رشته پیرو بصورت قطعات کوتاهی با باز شدن مارپیچ سنتز می شود و در نتیجه قطعات کوتاه زیادی به نام «قطعات اکازاکی» ایجاد می شود. سپس این قطعات به یکدیگر متصل می شوند و به یک مولکول دی ان ای تبدیل می شوند.
این پروسه دو طرفه است، از مبدا همانند سازی تا آن زمان که کل مولکول دی ان ای همانندسازی شود، جلو می رود و به تشکیل دو مولکول دی ان ای یکسان منجر می شود.
کل پروسه حدود هشت ساعت طول می کشد و طی آن یکپارچگی سه میلیارد جفت باز که ژنوم انسان را می سازند حفظ می شود.
حدود پنج تا هشت درصد از دی ان ای شما ویروسی است
این مورد ممکنست شبیه به یک داستان علمی تخیلی به نظر برسد، اما نگران نباشید. این دی ان ای بیگانه نیست.
در طول دوره های تکاملی، ویروس ها مواد ژنتیکی خودرا در ژنوم انسان ادغام کرده اند و موزاییکی از قطعات دی ان ای ویروسی را که در میان ژن های ما پراکنده شده اند، بجای گذاشته اند.
این بقایای ویروسی تحت عنوان رتروویروس های درون زای انسانی(HERVs) شناخته می شوند، حدود هشت درصد از ژنوم انسان را می سازند. آنها بقایای عفونت هایی هستند که میلیونها سال پیش اجداد نخستی ما را درگیر کرده اند.
بر خلاف مواد ژنتیکی ویروسی معمولی، تعدادی از رتروویروس های درون زای انسانی توانایی ادغام در سلول های زایا را به دست آوردند و به عضو دائمی در ژنوم اجداد انسان تبدیل شدند. این عناصر ویروسی جدا از این که بقایای ژنتیکی هستند، در تنظیم بیان ژن، رشد جنینی و حتی دفاع در مقابل عفونت های ویروسی جدید نقش ایفا می کنند.
تحقیقات جدید نشان داده است که ژن های رتروویروس های درون زا هنوز در بافت های سالم فعال می باشند. در بین آنها، HML-۲، که تازه ترین گروه فعال محسوب می شود، فعالیت مداوم در ژنوم انسان حتی در تولید پروتئین های ویروسی را نشان داد.
وجود این ویروس های باستانی در بافت های سالم نشان میدهد که آنها تاریخچه پیچیده ای دارند.
تنها چند گرم از دی ان ای می تواند داده های کل جهان را در خود ذخیره کند
با توجه به این که دی ان ای تمام اطلاعات ژنتیکی را برای ایجاد موجودات زنده جدید ذخیره می کند، جای تعجب نیست که پژوهشگران بدنبال استفاده از آن برای ذخیره داده باشند.
ما می توانیم دو بیت داده در هر نوکلئوتید رمزگذاری نماییم، به این معنا که یک گرم دی ان ای می تواند ۴۵۵ اگزابایت داده را ذخیره کند. برای درک بهتر این مساله باید اظهار داشت که تنها ۱۷۷.۶۳ گرم دی ان ای برای ذخیره ۷۹ زتابایت داده کافی است. این مقدار برابر با کل مقدار داده تولید شده در جهان در سال ۲۰۲۱ است.
در مقایسه با هارد دیسک های معمولی، دی ان ای هزار برابر تراکم ذخیره سازی بیشتری دارد در صورتیکه ۱۰۸ برابر یا ۱۰۰ میلیون بار انرژی کمتری مصرف می کند.
با توجه به این پتانسیل، موانعی مانند هزینه های بالا، کم بودن سرعت مکانیسم های نوشتن و خواندن دی ان ای و حساسیت به جهش ها موجب می شوند که استفاده از دی ان ای به عنوان یک وسیله ذخیره سازی مولکولی با چالش هایی مواجه باشد.
استخراج دی ان ای آسان تر از آن چیزی است که فکر می کنید
دی ان ای را می توان از هر موجود زنده ای استخراج کرد. بطور مثال بافت های گیاهی، سلول های حیوانی، جوامع میکروبی و نمونه های محیطی مانند خاک یا آب گزینه هایی هستند که می توان از آنها دی ان ای استخراج کرد. به عنوان مثال، دانشمندان پزشکی قانونی دی ان ای را از مو، خون، بزاق و سایر مایعات بدن استخراج می کنند تا افراد را با دقت بالایی شناسایی کنند.
همانطور که در یک مطالعه جدید در دانشگاه فلوریدا نشان داده شده است، دی ان ای را می توان از محیط نیز استخراج کرد. این تحقیق که بر روی سرطان های ویروسی در بین لاک پشت های دریایی متمرکز بود، نمونه های دی ان ای محیطی(eDNA) را از آب، خاک و هوا استخراج کرد.
پژوهشگران توانستند جهش های ژنتیکی را شناسایی کنند و حتی اجداد ژنتیکی جمعیت های محلی را تعیین کنند و پتانسیل دی ان ای محیطی را برای مطالعات ژنتیکی نشان دهند.
دوقلوهای همسان اثر انگشت یکسانی ندارند
این تصور که دوقلوهای همسان دارای اثر انگشت یکسان هستند، یک تصور غلط رایج است. به رغم شباهت ژنتیکی، دوقلوهای همسان دارای اثر انگشت متمایزی هستند.
علت این مساله تداخل بین عوامل ژنتیکی و تاثیرات محیطی در طول رشد جنین است.
اثر انگشت در حدود هفته دهم حاملگی زمانی که عوامل ژنتیکی بر الگوی کلی خطوط دست تاثیر می گذارند آغاز به رشد می کند. با این وجود، ایجاد خطوط فردی در معرض رویدادها و تاثیرات تصادفی در رحم است.
در طول رشد جنین، دوقلوها شرایط منحصر به فردی همچون تغییرات در قرار گرفتن در معرض مایع آمنیوتیک و فعل و انفعالات دیواره رحم را تجربه می کنند. این شرایط متمایز به ایجاد اثر انگشت متفاوت کمک می نماید.
به رغم اطلاعات ژنتیکی مشترک، تنش ها، موقعیت ها و جریان خون خاصی که هر یک از دوقلوها با آن مواجه می شوند موجب ایجاد تفاوت های ظریف اما قابل تشخیص در اثر انگشت آنها می شود.
جهش ها را می توان بوسیله سوابق فسیلی ردیابی کرد
ردیابی وقوع جهش ها بوسیله سوابق فسیلی، پنجره ای به تاریخ تکامل موجودات زنده باز می کند.
پیشرفت ها در زیست شناسی مولکولی و ژنتیک به دانشمندان این امکان را داده که دی ان ای باستانی را استخراج و تحلیل و بررسی کنند و به درکی در مورد تغییرات ژنتیکی و جهش هایی که در مقیاس های زمانی زمین شناسی رخ داده اند، برسند.
با مقایسه مواد ژنتیکی موجودات باستانی با همتایان مدرن آنها، پژوهشگران می توانند جهش هایی را که در طول زمان روی هم انباشته شده اند شناسایی کنند.
سوابق فسیلی به عنوان یک ابزار قدرتمند برای درک تغییرات ژنتیکی که حیات را بر روی زمین شکل داده است، عمل می کند که دگرگونی های فیزیکی گونه ها را به نمایش می گذارد.
امتداد دی ان ای انسان از زمین تا پلوتو
اگر پیچ خوردگی های رشته دی ان ای یک انسان باز شوند و بصورت یک رشته دنبال یکدیگر قرار بگیرند می توانند فاصله بین زمین تا پلوتو را ۱۷ بار طی کنند و بازگردند.
اگر بخواهید دی ان ای را از یک سلول جدا کنید، این سلول به اندازه ی حیرت آور شش فوت(۱.۸ متر) امتداد می یابد.
اگر این را به تمام دی ان های موجود در بدن انسان تعمیم دهیم، رشته به دست آمده ۱۰۷.۸۳ میلیارد کیلومتر(۶۷ میلیارد مایل) امتداد خواهد داشت که مسافتی معادل حدود ۱۵۰ هزار سفر رفت و برگشت به ماه، یا ۱۷ بار رفت و برگشت از زمین به پلوتو است.
منبع: بی دانلود
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب