مارکرهای مولکولی
انواع مارکرها
مارکرها انواع مختلفی دارند. در یک تقسیم بندی کلی می توان مارکرها را به صورت زیر دسته بندی کرد: مارکرهای فنوتیپی مارکرهای مولکولی مارکرهای فنوتیپی همانگونه که از نام آنها مشخص است از روی فنوتیپ ارزیابی می شوند و لذا ارزیابی آنها خیلی ساده است. تعداد این مارکرها کم است و پلی مورفیزم کمی نیز تولید می کنند. از طرفی در اغلب موارد مارکر فنوتیپی در واقع یک صفت نامطلوب است، مثلا کوتولگی بوته، ابلق بودن برگ ها و ... . لذا امروزه از این نوع مارکرها استفاده نمی شود. مارکرهای مولکولی خود به دو دسته تقسیم می شوند. مارکرهای بیوشیمیایی مارکرهای DNA مارکرهای بیوشیمیایی شامل موارد متعددی است. این نوع مارکرها نیز امروزه کارایی زیادی ندارند چرا که تعداد آنها کم بوده و پلی مورفیزم کافی ایجاد نمی کنند، لیکن نکته مثبت در آنها هم بارز بودن است. این گروه را می توان به دسته های زیر تقسیم کرد: الف. مولکول های بیوشیمیایی کوچک: مثل ترکیبات فنلی، ترکیبات معطر و ... ب. پروتئین های ذخیره ای: مثل گلوتنین و گلیادین که در گندم خصوصا در تعیین ارزش نانوایی کاربرد دارد. ج. آیزوزایم ها: اینها در واقع فرم های مختلف یک آنزیم هستند که یک واکمش را کاتالیز می کنند ولی ممکن است سرعت فعالیت آنها متفاوت باشد. ان مارکرها در دهه 80 کاربرد زیادی داشتند. تنکسلی توانست بر اساس آیزوزایم ها در گوجه فرنگی اولین نقشه لینکاژی را طراحی نماید. مارکرهای DNA در واقع مهمترین و کاربردی ترین سیستم های مارکری هستند که گستردگیزیادی داشته و هر روزه در حال توسعه و تکامل هستند. از آنجا که در اولین سطح بیان ژن مطرح می شوند، خیلی دقیق بوده، دارای تنوع زیاد و پلی مورفیزم بالا هستند. براون (1999) مارکرهای DNA را به ساختمان ها و اماکن مهم در یک شهر تشبیه می کرد که می توان نقاط شهر را نسبت به آنها آدرس داد و مکان یابی نمود. مارکرهای DNA انواع بسیار زیادی دارند. تقسیم بندی رایج به صورت زیر است:1- مارکرهای مبتنی بر هیبریداسیون 2- مارکرهای مبتنی بر واکنش زنجیرهای پلیمراز(PCR) بازرترین نوع مارکرهای نوع اول RFLP می باشد. VNTR ها و میکروستلیت ها نیز در این گروه قرار دارند. در این نوع مارکرها یک قطعه DNA نشاندار شده (پروب) جهت هیبریداسیون استفاده می شود. RFLP در سال 1980 توسط Botstain ابداع شد و دقت بسیار زیادی دارد، لیکن امروزه صرفا به دلیل وقت گیر و پر زحمت بودن آن، کمتر استفاده می شود. مارکرهای مبتنی بر PCR آنهایی هستند که برای آشکار سازی از پرایمر (1 یا 2 پرایمر) استفاده می کنند. این گروه شامل طیف وسیعی از مارکرها می باشد و از آنجا که خیلی سریع قابل انجام هستند، هر روزه گسترش بیشتری می یابند. RAPD، DAF، AFLP، SSR، ...
مارکرهای مولکولی
در سال 1990 دو گروه تحقيقاتي همزمان روشي را براي سنجش ميزان چند شكلي ابداع كردند. يك گروه در شركت دوپونت كه روش خود را RAPD ناميدند و گروه ديگر در مؤِسسه تحقيقات زيست شناسي كاليفرنيا كه روش خود را واكنش زنجيره ای پلي مراز با پرايمر تصادفي Arbitrarily Primed PCR ناميدند. در اين روش يك آغازگر چند نوكلئوتيدي كوتاه كه به طور تصادفي از توالي هاي بازي A انتخاب شده است؛ در مجاور ساير مواد لازم براي تكثير درPCR قرار مي‌گيرد. در اين تكنيك چند شكلي‌هاي DNA يا از اختلافات موجود در توالي DNA در مكان هاي اتصال آغازگر، يا از طريق دگرگوني هایي كه در اثر اضافه شدن و حذف و انورسيون در نواحي تكثير شده روي داده است؛ مشاهده مي‌گردد. اگر مكان هاي اتصال آغازگر روي دو رشته الگو، در فاصله مناسبي قرار گرفته باشند؛ DNA پليمراز قادر به طي كردن فاصله دو پرايمر اتصالي خواهد بود. در اين روش به طور كلي از آغازگرهایي با طول 10-9 نوكلئوتيد با حداقل محتواي %50 GC استفاده مي‌شود.<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" /> این روش سریع بوده، به مقدار کمی DNA نیاز داشته و به رادیواکتیویته نیاز ندارد. ماركر RAPD يك ماركر غالب است زیرا چند شکلی ها متکی به حضور یا عدم حضور نوارها بر روی ژل های رنگ آمیزی شده با اتیدیوم بروماید مشخص می گردد و در آن ژنوتيپ افراد هتروزيگوت را نمي‌توان تشخيص داد. اين مسئله باعث كم ارزش شدن آن در F2 شده است. همانند آیزوزایم ها و مارکرهای RFLP، از RAPD برای تهیه نقشه ژنتیکی، برآورد رابطه ژنتیکی و ردیابی صفاتی مثل مقاومت به بیماری به کار می رود. كاربرد RAPD درگونه‌هاي پستاندار محدود است و كمتر در مطالعات حيواني استفاده مي‌شود. علاوه بر غالبيت، دماي اتصال پايين به علت كوتاهي پرايمرها، احتمال وقوع اتصالات اشتباهي را بالا مي‌برد. به طور کلی مارکرها انواع مختلفی دارند. در یک تقسیم بندی کلی می توان مارکرها را به صورت مارکرهای فنوتیپی و مارکرهای مولکولی دسته بندی کرد. مارکرهای فنوتیپی همان گونه که از نام آنها مشخص است از روی فنوتیپ ارزیابی می شوند و لذا ارزیابی آنها خیلی ساده است. تعداد این مارکرها کم است و پلی مورفیزم کمی نیز تولید می کنند. از طرفی در اغلب موارد مارکر فنوتیپی در واقع یک صفت نامطلوب است، مثلا کوتولگی بوته، ابلق بودن برگ ها و ... لذا امروزه از این نوع مارکرها استفاده نمی شود. مارکرهای مولکولی خود به دو دسته مارکرهای ...
مارکرهای مولکولی
امروزه از مارکرهای مولکولی و به ویژه مارکرهای مبتنی بر DNA به طور گسترده ای در بسیاری زمینه ها از قبیل نقشه یابی و ردیابی ژن ها، تعیین جنسیت، بررسی تنوع ژنتیکی یا روابط ژنتیکی به کار می روند. در ژنتیک جمعیت مارکهای مبتنی بر پروتئین (آلوزایم ها) اولین مارکرهایی بودند که به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفتند. روشهای مبتنی بر DNA امروزه بهترین روش هایی هستند که برای تمایز بین موجودات بسیار نزدیک به هم انتخاب می شوند. استفاده از مارکر های مبتنی بر DNA حتی امکان مقایسه های کارآمدی را نیز فراهم می نماید. 1- 1 تعریف ها بر اساس تعریفی که استنزفلد در 1986 ارایه داد، واژه مارکر معمولاً برای مارکر لوکاس به کار می رود. هر ژنی جایی در طول کروموزوم به نام لوکاس دارد. ژن ها می توانند از طریق جهش به چندین شکل متفاوت تبدیل شوند که آلل (یا شکل های آللی) نامیده می شوند. تمامی شکل های آللی یک ژن در یک جایگاه در کروموزوم های هومولوگ قرار می گیرند. هنگامی که شکلهای آللی یک لوکاس یکسان باشند، گفته می شود که ژنوتیپ، هوموزایگوت (در این لوکاس) است، در حالی که شکلهای آللی متفاوت، هتروزایگوت را ایجاد می نمایند. در موجودات دیپلویید، ژنوتایپ با دو شکل آللی کروموزوم های هومولوگ ایجاد می گردد. بنابراین مارکرهای مولکولی عبارتند از تمامی مارکرهای لوکاس های مربوط به DNA (مارکرها میتوانند بیوشیمایی یا مورفولوژیک نیز باشند). 1-2 مارکر مولکولی مناسب برای ژنتیک جمعیت کدام است؟ یک مارکر مولکولی مناسب باید: 1-1. توارث مندلی داشته باشد: یعنی از نسلی به نسل دیگر منتقل شود. 1-2. پلی مورفیک باشد: یعنی آلل های متعددی را در لوکاس مورد بررسی نشان دهد. 1-3. هم بارز باشد: یعنی بتوان هوموزایگوت و هتروزایگوت را از هم تشخیص داد. 1-4. خنثی باشد: یعنی همه آلل ها شایستگی یکسانی داشته باشند. 1-5. اپیستازی نداشته باشد: یعنی بتوان بدون توجه به سایر لوکاسها ژنوتیپ هر فنوتیپی را تعیین نمود. 1-6. مستقل از محیط باشد: یعنی فنوتایپ از محیط تأثیری نپذیرد. 1-7. در طول ژنوم زیاد تکرار شود. 1-8. تکرارپذیری بالایی داشته باشد. مارکرهای پرکاربرد در ژنتیک جمعیت عبارتند از: آلوزایم ها، RAPD، RFLP، AFLP، انگشت نگاری مینی ستلایت ها، مایکروستلایت ها و SSR. انتخاب یک مارکر مولکولی به مناسب بودن آن برای پاسخ دادن به یک پرسش اکولوژیک بستگی دارد. بنابراین آنها برای تخمین جریان ژنها بین جمعیت ها مثلاً به منظور بررسی تنوع مناسبترند یا ترجیح داده می شوند. از طرف دیگر مارکرهای غالب می توانند ژنوتیپ را تخمین بزنند اما نمی توانند فراوانی های آللی را تخمین بزنند. مارکرهای غالب ترجیحاً ...
مارکرهای مولکولی
مارکرهاي پرکاربرد در ژنتيک جمعيت عبارتند از: آلوزايم ها، براي بررسي تنوع ژنتيکي Cirsium arense از مارکر جديدي به نام AFLP استفاده شد. اين مارکر تمامي ويژگي هاي يک مارکر هاي مولکولي مناسب را غير از همبارز بودن دارد. مارکرهاي AFLP مارکرهاي غالب هستند. با اين حال به علت پلي مورفيسم بالايي که مارکرهاي AFLP تشخيص مي دهند کارآمدترين مارکر هستند. به خصوص در جايي که روابط نزديکي وجود دارد. به علاوه از نگاه تکنيکي هيچ اطلاعاتي از توالي DNA نياز نيست، مارکرهاي زيادي را مي توان در مدت کوتاهي بررسي نموده و تنها مقدار کمي DNA لازم است. 2. AFLP پلي مورفيسم طول قطعات تکثير شده تکنيک جديدي در انگشت نگاري DNA است که توسط زابيو و ووس (1993) ابداع شد البته به ووس و همکاران (1995) و ووس و کويپر (1997) نيز مراجعه کنيد. اين روش مبتني بر تکثير قطعات برش يافته انتخابي حاصل از هضم کلي DNA ژنومي با PCR است. محصولات تکثير که قبلاً نشاندار شده اند از طريق الکتروفورز از هم تفکيک مي شوند. طول قطعات DNA حاصل بين 60 تا 500 جفت باز است. براي قابل مشاهده نمودن پلي مورفيسم DNA که معمولاً از قطعات کوچک چند جفت بازي DNA (حداکثر تا 500) تشکيل شده ابتدا اين قطعات بايد تکثير يابند.اين تکثير اغلب از طريق PCR انجام مي گيرد. روش PCR مي تواند قطعات خاصي از DNA را طي آغاز دقيق واکنش پلي مريزاسيون که در دو انتهاي DNA مورد نظر اتفاق مي افتد تکثير يابد. اين آغاز دقيق توسط توالي هاي اليگونوکلئوتيدي کوتاهي (پرايمرها) انجام مي شود که مي تواند DNA الگو را در ناحيه مورد نظر ذوب نمايد. پرايمرها بين 18 تا 24 جفت باز طول داشته و در آزمايشگاه و مطابق توالي DNA مکمل خود که در ناحيه باز شده رشته سنگين DNA مورد نظر سنتز مي شود. PCR ابتدا با يک فاز حرارتي بالا (واسرشت سازي) آغاز مي شود که طي آن DNA تک رشته اي توليد مي شود. آنزيم تک پلي مراز هر يک از رشته هاي DNA دو رشته اي را به صورت نقطه آغازي براي سنتز شناسايي کرده و با رسيدن دما به 72 درجه سانتيگراد واکنش پلمريزاسيون را در جهت 5' 3' ادامه مي دهد (دماي بهينه طويل شدن). بنابر اين براي طراحي پرايمرهاي اختصاصي بايد توالي هاي نواحي بازشدگي DNA مورد نظر را بدانيم. در نتيجه اطلاعات ما درباره ژنوم بيشتر شده و مطالعات بسيار دقيق تري مي توان انجام داد. اين مرحله نياز به تجهيزات کامل آزمايشگاهي داشته و اغلب بسيار وقت گير است. اساس روش AFLP طراحي و سنتز پرايمرهاي اختياري و سپس اتصال آنها به قطعاتDNA هدف است. پرايمرهاي اختياري AFLP آداپتور ناميده شده و از تواليهاي 20 نوکلئوتيدي شناخته شده اي تشکيل شده اند. توالي هاي DNA هدف، قطعات DNA حاصل از آنزيم هاي برشي هستند. اين قطعات از هضم کلي DNA ...
مارکرهای مولکولی
مارکرهای مولکولی در سال ۱۹۹۰ دو گروه تحقیقاتی همزمان روشی را برای سنجش میزان چند شکلی ابداع کردند. یک گروه در شرکت دوپونت که روش خود را RAPD نامیدند و گروه دیگر در مؤِسسه تحقیقات زیست شناسی کالیفرنیا که روش خود را واکنش زنجیره ای پلی مراز با پرایمر تصادفی Arbitrarily Primed PCR نامیدند. در این روش یک آغازگر چند نوکلئوتیدی کوتاه که به طور تصادفی از توالی های بازی A انتخاب شده است؛ در مجاور سایر مواد لازم برای تکثیر درPCR قرار می‌گیرد. در این تکنیک چند شکلی‌های DNA یا از اختلافات موجود در توالی DNA در مکان های اتصال آغازگر، یا از طریق دگرگونی هایی که در اثر اضافه شدن و حذف و انورسیون در نواحی تکثیر شده روی داده است؛ مشاهده می‌گردد. اگر مکان های اتصال آغازگر روی دو رشته الگو، در فاصله مناسبی قرار گرفته باشند؛ DNA پلیمراز قادر به طی کردن فاصله دو پرایمر اتصالی خواهد بود. در این روش به طور کلی از آغازگرهایی با طول ۱۰-۹ نوکلئوتید با حداقل محتوای %۵۰ GC استفاده می‌شود.این روش سریع بوده، به مقدار کمی DNA نیاز داشته و به رادیواکتیویته نیاز ندارد. مارکر RAPD یک مارکر غالب است زیرا چند شکلی ها متکی به حضور یا عدم حضور نوارها بر روی ژل های رنگ آمیزی شده با اتیدیوم بروماید مشخص می گردد و در آن ژنوتیپ افراد هتروزیگوت را نمی‌توان تشخیص داد. این مسئله باعث کم ارزش شدن آن در F2 شده است. همانند ایزوزیم ها و مارکرهای RFLP، از RAPD برای تهیه نقشه ژنتیکی، برآورد رابطه ژنتیکی و ردیابی صفاتی مثل مقاومت به بیماری به کار می رود. کاربرد RAPD درگونه‌های پستاندار محدود است و کمتر در مطالعات حیوانی استفاده می‌شود. علاوه بر غالبیت، دمای اتصال پایین به علت کوتاهی پرایمرها، احتمال وقوع اتصالات اشتباهی را بالا می‌برد.به طور کلی مارکرها انواع مختلفی دارند. در یک تقسیم بندی کلی می توان مارکرها را به صورت مارکرهای فنوتیپی و مارکرهای مولکولی دسته بندی کرد.مارکرهای فنوتیپی همان گونه که از نام آنها مشخص است از روی فنوتیپ ارزیابی می شوند و لذا ارزیابی آنها خیلی ساده است. تعداد این مارکرها کم است و پلی مورفیزم کمی نیز تولید می کنند. از طرفی در اغلب موارد مارکر فنوتیپی در واقع یک صفت نامطلوب است، مثلا کوتولگی بوته، ابلق بودن برگ ها و … لذا امروزه از این نوع مارکرها استفاده نمی شود.مارکرهای مولکولی خود به دو دسته مارکرهای بیوشیمیایی و مارکرهای ...
مارکرهای مولکولی: اطلاعات کلی
1- 1 تعریف ها بر اساس تعریفی که استنزفلد در 1986 ارایه داد، واژه مارکر معمولاً برای مارکر لوکاس به کار می رود. هر ژنی جایی در طول کروموزوم به نام لوکاس دارد. ژن ها می توانند از طریق جهش به چندین شکل متفاوت تبدیل شوند که آلل (یا شکل های آللی) نامیده می شوند. تمامی شکل های آللی یک ژن در یک جایگاه در کروموزوم های هومولوگ قرار می گیرند. هنگامی که شکلهای آللی یک لوکاس یکسان باشند، گفته می شود که ژنوتیپ، هوموزایگوت (در این لوکاس) است، در حالی که شکلهای آللی متفاوت، هتروزایگوت را ایجاد می نمایند. در موجودات دیپلویید، ژنوتایپ با دو شکل آللی کروموزوم های هومولوگ ایجاد می گردد. بنابراین مارکرهای مولکولی عبارتند از تمامی مارکرهای لوکاس های مربوط به DNA (مارکرها میتوانند بیوشیمایی یا مورفولوژیک نیز باشند). 1-2 مارکر مولکولی مناسب برای ژنتیک جمعیت کدام است؟ یک مارکر مولکولی مناسب باید: 1-1. توارث مندلی داشته باشد: یعنی از نسلی به نسل دیگر منتقل شود. 1-2. پلی مورفیک باشد: یعنی آلل های متعددی را در لوکاس مورد بررسی نشان دهد. 1-3. هم بارز باشد: یعنی بتوان هوموزایگوت و هتروزایگوت را از هم تشخیص داد. 1-4. خنثی باشد: یعنی همه آلل ها شایستگی یکسانی داشته باشند. 1-5. اپیستازی نداشته باشد: یعنی بتوان بدون توجه به سایر لوکاسها ژنوتیپ هر فنوتیپی را تعیین نمود. 1-6. مستقل از محیط باشد: یعنی فنوتایپ از محیط تأثیری نپذیرد. 1-7. در طول ژنوم زیاد تکرار شود. 1-8. تکرارپذیری بالایی داشته باشد. مارکرهای پرکاربرد در ژنتیک جمعیت عبارتند از: آلوزایم ها، RAPD، RFLP، AFLP، انگشت نگاری مینی ستلایت ها، مایکروستلایت ها و SSR. انتخاب یک مارکر مولکولی به مناسب بودن آن برای پاسخ دادن به یک پرسش اکولوژیک بستگی دارد. بنابراین آنها برای تخمین جریان ژنها بین جمعیت ها مثلاً به منظور بررسی تنوع مناسبترند یا ترجیح داده می شوند. از طرف دیگر مارکرهای غالب می توانند ژنوتیپ را تخمین بزنند اما نمی توانند فراوانی های آللی را تخمین بزنند. مارکرهای غالب ترجیحاً برای انگشت نگاری به کار رفته و می توانند در شناسایی کلون ها مفید باشند. برای بررسی تنوع ژنتیکی Cirsium arense از مارکر جدیدی به نام AFLP استفاده شد. این مارکر تمامی ویژگی های یک مارکر های مولکولی مناسب را غیر از همبارز بودن دارد. مارکرهای AFLP مارکرهای غالب هستند. با این حال به علت پلی مورفیسم بالایی که مارکرهای AFLP تشخیص می دهند کارآمدترین مارکر هستند. به خصوص در جایی که روابط نزدیکی وجود دارد. به علاوه از نگاه تکنیکی هیچ اطلاعاتی از توالی DNA نیاز ...
نشانگرهای مولکولی:
Normal 0 false false false EN-US X-NONE FA MicrosoftInternetExplorer4 /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Table Normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-qformat:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin-top:0cm; mso-para-margin-right:0cm; mso-para-margin-bottom:10.0pt; mso-para-margin-left:0cm; line-height:115%; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri","sans-serif"; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-theme-font:minor-fareast; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin;} نشانگرهای مولکولی: بسیاری از محدودیتهای روشهای مختلف اصلاح نباتات ریشه در فقدان ابزارهای مناسب برای مطالعات ژنتیکی دارد .وجود ماهیت کمی صفات اقتصادی در محصولات کشاورزی موجب شد که محیط بسیاری ارز براوردهای ارزشهای اصلاحی را تحت تاًثیر قرار دهد و لذا استفاده از ابزارهائی که حداقل تاثیر پذیری را از محیط دارند گام مؤثری در افزایش پیشرفتهای ژنتیکی مورد استفاده می باشد. مارکرهای مولکولی و اخیر نشانگرهای DNA ابزار مناسبی هستند که بر اساس آن می توان جایگاه ژنی وکروموزمی ژنهای تعیین کننده صفات مطلوب را شناسائی کرد. با دانستن جایگاه یک ژن روی کروموزم می توان از نشانگرهای مجاور آن برای تائید وجود صفت در نسلهای تحت گزینش استفاده نمود.با در دست داشتن تعداد زیادتر نشانگر می توان نقشه های ژنتیکی کاملتری را تهیه نمود که پوشش کاملی را در تمام کروموزمهای گیاهان به وجود می آورد.استفاده از نشانگرها موجب افزایش اطلاعات مفید و مناسب از جنبه های پایه وکاربردی اصلاح نباتات خواهد گردید .انتخاب به کمک نشانگرهای مولکولی راه حلی است که دست آورد زیست شناسان مولکولی برای متخصصان اصلاح نباتات می باشد در این روش ژن مورد نظر بر اساس پیوستگی که با یک نشانگر ژنتیکی تشخیص داده و انتخاب می شود و بنابراین به عنوان قدم اول در روش انتخاب به کمک نشانگر باید نشانگرهای پیوسته با ژنهای مورد نظر شناسائی شود. یافتن نشانگرهائی که فاصله آنها از ژن مطلوب کمتر از cm10می‌باشد به طور تجربی نشان داده شده که در این صورت دقت انتخاب 99/75 درصد خواهد بود لذا داشتن نقشه های ژنتیک اشباع که به طور متوسط دارای حداقل یک نشانگر به ازای کمتر از cm10 فاصله روی کروموزمها باشد از ضروریات امر می باشد.یکی از پایه های اساسی اصلاح نباتات دسترسی وآگاهی از میزان ...