نشانگرهای مولکولی

[sun_girl]

تنوع ژنتیکی و ضرورت شناخت آن
تنوع ژنتیکی به صورت بروز متفاوت صفتی در جمعیت حاصل از چند ژنوتیپ تعریف می شود . به عبارتی تنوع ژنتیکی یک صفت معین، اندازه پراکنش ارزش های همان صفت است در صورتی که تأثیر محیط از روی آن حذف شده باشد. از آنجایی که این نوع تنوع قابلیت انتقال به نتاج را دارد، بنابراین در اصلاح نباتات دارای اهمیت می باشد.
تنوع ژنتیکی رکن اصلی بیشتر برنامه های اصلاحی بوده و انجام گزینش منوط به وجود تنوع ژنتیکی مطلوب در صفت مورد بررسی می باشد. علاوه بر این، اطلاع از سطح تنوع موجود در ژرم پلاسم ها و خزانه های ژنی برای تشخیص تکرارها در بانک های ژنی، غنی سازی ذخایر ژنتیکی از طریق ورود ژن های مطلوب و شناسایی ژن های مناسب ضروری به نظر می رسد. مطالعه تنوع ژنتیکی فرآیندی است که تفاوت یا شباهت گونه ها، جمعیت ها و یا افراد را با استفاده از روش ها و مدل های آماری خاص بر اساس صفات مورفولوژیک، اطلاعات شجره ای یا خصوصیات مولکولی افراد بیان می کند . یکی از پیامدهای اجتناب ناپذیر کشاورزی مدرن که مبتنی بر استفاده از واریته های اصلاح شده با حداکثر عملکرد و کیفیت قابل قبول می باشد، کاهش تنوع ذخایر ژنتیکی بوده است. بنابراین امروزه آگاهی از تنوع ژنتیکی و مدیریت منابع ژنتیکی به عنوان اجزاء مهم پروژه های اصلاح نباتات تلقی می گردند.
وظیفه اختصاصی اصلاح کننده شناسایی صفات گیاهی است که در بهبود عملکرد و کیفیت نقش دارند و تجمع ژن ها برای صفات مطلوب به داخل رقم می باشد. بهبود اقتصادی گیاهان زراعی مستلزم در نظر گرفتن دامنه وسیعی از صفات گیاهی است. یکی از مشکلات اصلاح کننده نبات تعیین این است که تنوعی که در صفات گیاه مشاهده شده به چه اندازه ارثی و نتیجه عمل ژنی است و تا چه حد نتیجه تأثیر مطلوب یا نامطلوب محیط است .

 

[sun_girl]

روش های ارزیابی تنوع ژنتیکی
تنوع ژنتیکی درون گونه ای به طور یکنواخت در زیستگاه های محدود توزیع نشده است. هر چند که در مورد گونه های وحشی توزیع جغرافیایی سهم بیشتری در تنوع ژنتیکی دارد ولی در گونه های زراعی، الگوهای جغرافیایی نشان دهنده اثر و نقش گزینش مصنوعی در مناطق خاص و تاریخچه تولید گیاهان زراعی در نواحی مختلف می باشند. در این بررسی ها لازم است شباهت یا فاصله ژنتیکی افراد یا جمعیت ها تعیین شود که معیارهای متفاوتی بر حسب داده های مولکولی برای برآورد شباهت یا فاصله ژنتیکی وجود دارد.
جهت تعیین و برآورد تنوع ژنتیکی گیاهان می توان از روش های مختلفی مانند انواع نشانگرهای مورفولوژیکی، بیوشیمیایی و مولکولی یا DNA استفاده نمود.
در بررسی تنوع ژنتیکی داده های حاصل از نشانگرهای مولکولی نسبت به داده های مورفولوژیکی، شجره نامه ها، بیوشیمیایی (نظیر آلزوزایم ها و کروماتوگرافی) برتری دارند .

 

[sun_girl]

نشانگرهای مولکولی

یک نشانگر مولکولی می تواند با یکی از تعاریف زیر شناخته شود :
- یک کروموزوم مشخص یا آللی که امکان ردیابی ناحیه بخصوصی از DNA را فراهم می کند.
- قطعه مشخصی از DNA که جایگاه آن بر روی ژنوم تعیین شده است.
- ژنی که معمولاً با بیان فنوتیپی به آسانی تشخیص داده می شود، که برای شناسایی یک قطعه مشخص، سلول حامل آن، یا پروب برای علامتگذاری هسته، کروموزوم و یا جایگاه به کارمی رود .
در برخی موارد ممکن است نشانگرهای مولکولی از روی ژن طراحی نشده باشند که معمولاً اثر بیولوژیکی نیز نخواهند داشت اما در عوض می توانند در ژنوم به عنوان راهنمایی برای ژن باشند. این نشانگرها توالی های DNA قابل شناسایی هستند که موقعیت اختصاصی از ژنوم را می یابند و طبق قوانین توارثت به نسل های بعدی منتقل می شوند و از آنجا که نشانگرها و ژن های مرتبط بر یک کروموزوم قرار دارند با هم به توارث می رسند. استفاده از توالی های DNA جهت ارزیابی تنوع با وجود اینکه هزینه و زحمت زیادی می طلبد اما بدلیل دقت این روش بسیار رایج می باشد، به طوری که روش های بسیاری در چند سال اخیر با استفاده از توالی های DNA مطرح شده اند. ایده استفاده از نشانگرهای مولکولی خیلی بیش از این توسط ساکس در سال 1932 و وکسلسن در سال 1933 مطرح شد ولی توسعه تحقیقات آیزوزایم ها و نشانگرهای مولکولی تحول عظیمی در علوم زیستی بوجود آورد به طوری که استفاده از این نشانگرها به طور معمول رایج شد. بدلیل وجود تکنیک های مختلف مولکولی و تفاوت آنها در اصول و دقت مورد نیاز در روش کار یکی از انواع نشانگرها برای انجام کار تحقیقاتی انتخاب می شود

 

[sun_girl]

نشانگرهای ژنتیکی
صفاتی هستند که به عنوان نشانه ای برای شناسایی حامل آن صفت مورد استفاده قرار می گیرند. به طور کلی هر صفتی که بین افراد، متفاوت باشد از تفاوت موجود بین ردیف های DNA کروموزوم های آنهاست که به نتاج نیز منتقل می شود حتی صفاتی که تحت تأثیر شرایط محیط نیز به صورت متفاوت بروز می کنند (تفاوت در بین افراد در شرایط محیطی یکسان)، بازتاب تفاوت های موجود در ردیف های DNA هستند.

 

[sun_girl]

انواع نشانگرهای ژنتیکی
نشانگرهای ژنتیکی در یکی از سه دسته زیر قرار دارند .
نشانگرهای مورفولوژیکی : صفاتی که قابلیت ارزیابی مشاهده ای دارند.
نشانگرهای بیوتکنولوژی : صفاتی که محصول ژن هستند.
نشانگرهای مولکولی : نشانگرهایی که بر اساس DNA می باشند.
نشانگرهای ژنتیکی نظیر آلزوزایم ها، ریزماهواره ها و توالی های DNA میتوکندریایی و هسته ای برای تخمین بسیاری از پارامترهای وابسته به اکولوژی، نظیر میزان مهاجرت، اندازه جمعیت، میزان خویشاوندی، و غیره قابل استفاده هستند

 

[sun_girl]

نشانگرهای مورفولوژیکی
نشانگرهای مورفولوژیکی اکثراً نتیجه جهش های قابل رؤیت می باشند که به آسانی قابل ارزیابی هستند. این نشانگرها ساده ترین نشانگرها بوده و توارث آنها اغلب به صورت غالب و مغلوب می باشد. تعداد نشانگرهای مورفولوژیکی محدود است. اگر چه نشانگرهای مورفولوژیکی به طور سنتی در علوم زیستی مورد استفاده قرار گرفته اند ولی دارای محدودیت هایی می باشند که عبارتند از:
الف) نشانگرهای مورفولوژیکی غالباً تحت تأثیر محیط قرار دارند.
ب) تابع اندام و مرحله رشدی می باشند.
ج) ظهور آنها در یک مرحله خاص صورت می گیرد که در گیاهان چند ساله مثل درختان ممکن است چند سال به طول انجامد .

 

[sun_girl]

نشانگرهای مولکولی
نشانگرهای مولکولی یکی از اجزای مهم سلول اعم از اسید ریبونوکلوئیک ها و پروتئین ها می باشند که در تعیین رده بندی، فیزیولوژی، اصلاح نباتات، اکولوژی، مهندسی ژنتیک و ... نقش بسزایی دارند. دانشمندان برای شناسایی ژن های اختصاصی واقع بر کروموزوم خاص از روش غیرمستقیمی به نام نشانگرهای مولکولی استفاده می کنند.

 

[sun_girl]

کاربردهای نشانگرهای مولکولی
ابداع تکنولوژی نشانگرهای مولکولی نظیر RFLP، RAPD، AFLP و SSR از دوره جدید آنالیزهای ژنتیکی ژنوم های گیاهی می باشد. نقشه ژنتیکی با استفاده از تکنولوژی نشانگرهای مولکولی اهمیت زیادی در مطالعات به نژادی گیاهان، ژنتیک و تکامل گیاهان دارد. نقشه ژنتیکی سراسر ژنوم برای گیاهان زیادی مانند کلم، سویا و ذرت تهیه شده است. عموماً برای تهیه نقشه ژنتیکی در گیاهان مختلف از جایگاه ریزماهواره استفاده می شود.

 

[sun_girl]

ویژگی های یک نشانگر مناسب
از مهمترین ویژگی های یک نشانگر مناسب دسترسی آسان به آن، سادگی روش کار و سرعت عمل بالا، تکرارپذیری و بالا بودن درصد چندشکلی آن، همبارز بودن و آسان بودن تجزیه و آنالیز داده های حاصل از آن می باشد

 

[sun_girl]

انواع نشانگرهای مولکولی
یک نشانگر مولکولی مطلوب باید چند ویژگی داشته باشد که مهمترین آنها عبارتند از: چندشکل باشد، به صورت همبارز قابل امتیازدهی باشد تا بتوان افراد هموزیگوت را از هتروزیگوت تفکیک کرد. دارای توزیع تصادفی در ژنوم باشد، آشکار سازی آن آسان، سریع و تکرارپذیر باشد. نشانگرهای مولکولی بر اساس ویژگی هایی نظیر نوع وراثت پذیری، نحوه عمل ژن ( نشانگرهای همبارز یا غالب) و روش آنالیز (نشانگرهای مبتنی بر هیبریداسیون یا مبتنی بر PCR ) در گروه های مختلف قرار می گیرند. به طور کل نشانگرهای DNA به دو گروه مبتنی بر دورگ گیری اسیدهای نوکلئیک و تکنیک های مبتنی بر واکنش زنجیره ای پلیمراز تقسیم می شوند.

 

[sun_girl]

نشانگرهای مبتنی بر PCR
PCR یک تکنیک زیست مولکولی برای تکرار آنزیمی مقدار کم DNA بدون استفاده از ارگان های زنده می باشد. این تکنیک در سال 1980 توسط کری مولیس و همکاران ابداع شد و کاربردهای PCR به سرعت افزایش یافت.
هم اکنون طیف وسیعی از نشانگرهای مولکولی بر پایه PCR بوجود آمده اند که بر اساس استفاده از آغازگر تصادفی یا اختصاصی دسته بندی می شوند. از جمله آغازگرهای تصادفی می توان به نشانگرهای DAF، RAPD و AFLP اشاره کرد. آغازگرهای ریزماهواره ( SSR ) در زمره آغازگرهای اختصاصی قرار دارند.

 

[Hamid Ghobadi]

ممنونم از نوشته هاتون
فقط یه چیزی...
به صورت همبارز قابل امتیازدهی باشد
یعنی چی؟
متوجه نشدم!

 

[sun_girl]

ممنونم از نوشته هاتون
فقط یه چیزی...
به صورت همبارز قابل امتیازدهی باشد
یعنی چی؟
متوجه نشدم!

همونطور که میدونید بعضی صفات در یک فرد به صورت هموزیگوت هستند و برخی هتروزیگوت...
هموزیگوت زمانی است که اطلاعات ژنتیکی مربوط به اون صفت که از والد مادری به ارث رسیده دقیقا مشابه اطلاعات ژنتیکی به ارث رسیده از والد پدری باشه، و اگه این اطلاعات تفاوتهایی داشته باشن که حتی در حد یک نوکلئوتید میتونه باشه هتروزیگوت خواهند بود.
بعضی از نشانگرها توانایی جداسازی این تفاوتها هستند و افراد هموزیگوت را از هتروزیگوت تشخیص میدن ولی بعضی دیگه این توانایی رو ندارن.
اینکه به صورت همبارز قابل امتیاز بندی باشن به طور کلی یعنی براساس امتیاز دهی به ژنوتیپها که با استفاده از این نشانگرها انجام میشه می توان ژنوتیپهای هموزیگوت رو از هتروزیگوت تشخیص داد.
اگه میخواید امتیاز بندی نشانگر رو توضیح بدم، باید قبلش یه سری توضیحات دیگه بدم تا به امتیاز بندی برسم... اگه اجازه بدید در ادامه مطالب همین تاپیک خواهم آورد.

 

[vahid mahdavi]

سلام بر شما دوست عزیز و خسته نباشید

یه سوالی برام موقع خواندن متن پیش اومد اونم اینکه
ما میگیم انواع PCR مانند RAPD ، AFLP، SSR و ...
در هریک از اینها آیا دستگاه PCR اینها فرق می کنه یا در پروسه انجام شده تغییراتی ایجاد می شه یعنی منظورم اینه که تفاوت های اینها از نظر روش انجام کار هست یا نوع دستگاه؟

با تشکر

 

[sun_girl]

سلام بر شما دوست عزیز و خسته نباشید

یه سوالی برام موقع خواندن متن پیش اومد اونم اینکه
ما میگیم انواع PCR مانند RAPD ، AFLP، SSR و ...
در هریک از اینها آیا دستگاه PCR اینها فرق می کنه یا در پروسه انجام شده تغییراتی ایجاد می شه یعنی منظورم اینه که تفاوت های اینها از نظر روش انجام کار هست یا نوع دستگاه؟

با تشکر

علیک سلام، مرسی

RAPD ، AFLP، SSR و ... انواع PCR نیستند بلکه نشانگرهای مولکولی مبتنی بر PCR هستند.
بله تفاوتهاشون در روش انجام و تکنیک است ، همه اونها با یه دستگاه قابل انجام هستند.

 

[sun_girl]

PCR

اين تکنیک در دهه 1980 توسط كري موليس معرفي شد. به دليل كاربردها و مزيت‌هاي آن به سرعت در زيست‌شناسي مولكولي گسترش یافت به طوری که امروزه در تمامي آزمايشگاه‌هاي زيست مولكولي جزو كارهاي متداول است و بصورت اتوماتيك بوسيله دستگاه ترموسايكلر انجام مي‌شود.
PCR (Polymorphic Information Content) یا واكنش زنجيره اي پليمراز از نظر اصول عملي شباهت زيادي به همانندسازي DNA دارد و در واقع برگرفته از آن است. اين تکنیک امكان ايجاد رونوشت‌هايي نامحدود از قطعات خاصي از DNA را فراهم مي کند. در این تکنیک با الگو قرار دادن مولکول DNA، اقدام به تکثیر آن قطعه می شود. DNA الگو كه واكنش زنجيره اي پليمراز با آن انجام مي‌شود، مي‌تواند کل DNA ژنومي و يا بخشی از DNA باشد.
PCR تقريباً يك ميليون رونوشت از قطعه‌اي كوچك از DNA الگو ايجاد مي‌كند كه اين مقدار براي استفاده در هر نوع مطالعه ژنتيكي ( بررسی تنوع ،توالی يابي، انتقال ژن، هضم آنزيمي و ...) كافي است. براي انجام PCR، DNA پليمراز، نوكلئوتيدهای تري فسفات و آغازگر لازم است. از آنجايي كه DNA دو رشته‌اي است، همزمان دو نوع آغازگر در PCR مورد نياز است. اين دو آغازگر محل ژني كه بايد تكثير شود را بر هر یک از رشته های DNA مشخص مي‌كند و همچنين اندازه قطعات تكثير را تعيين مي‌كنند.
واکنش شیمیایی آن شامل سه مرحله واسرشت سازی(Denaturing)، اتصال(Annealing) و گسترش(Extension) می باشد. یک نکته مهم در این واکنش اتصال اختصاصی آغازگرها به رشته الگو می باشد که در این امر دمای بسط بسیار حائز اهمیت است.
به این ترتیب که آغازگر قطعه مورد نظر DNA را به همراه DNA پلیمراز، نوکلئوتیدهای تری فسفات و DNA الگو در شرایط کنترل شده قرار داده و با برنامه دمایی معین شرایط تکثیر قطعه مورد نظر مهیا می کنند.
این برنامه دمایی به نحوی است که ابتدا امکان واسرشته سازی DNA فراهم می شود، معمولا واسرشته سازی در دمای 94-93 درجه سانتیگراد انجام می شود مدت در معرض این دما قرار گرفتن رشته DNA معمولا بین 30 تا 60 ثانیه متغییر است، پس از آن دمای مناسب اتصال آغازگر به رشته های DNA اعمال می شود که این دما نیز معمولا بین 65 - 45 درجه سانتیگراد به مدت 45 تا 60 ثانیه متغیر است (این مرحله را اتصال گویند)، و سپس دمای مناسب اتصال مجدد رشته های DNA اعمال می شود که دمای 72 درجه سانتیگراد معمولا به مدت 45 تا 60 ثانیه می باشد(به این مرحله بسط می گویند). این دماها و مدت زمان مناسب آنها به نوع گیاه و آغازگر بستگی دارد. این برنامه دمایی برای 30-40 بار تکرار می شود البته قبل از شروع این چرخه دمایی واسرشته سازی اولیه با همان دمای واسرشته سازی به مدت زمان 3-4 دقیقه و در انتها بسط نهایی با همان دمای بسط (72 درجه) به مدت 5-8 دقیقه انجام میشود.
با اعمال این چرخه های دمایی قطعه DNA مورد نظر به تعداد بسیار زیادی تکثیر خواهد شد.
البته اینی که گفتم کلی دماها و مدت زمان هر مرجله برای هر گیاه و آغازگر بایر اپیتیمایز بشه.

 

[sun_girl]

شاید بهتر بود PCR رو تو یه تاپیک جداگانه می آوردم اما خب الان که همین جا آوردم چند تا عکس در رابطه با اون براتون می ذارم

​

ویال حاوی مواد PCR
موادی که برای انجام PCR لازم داریم (پست قبل درموردشون گفتم) تو این ویال قرار می دیم

​

نمونه دستگاه ترموسایکلر که با اون PCR انجام می دن، البته انواع و مدلهای مختلف داره، این یه نمونه از دستگاه های پیشرفته اش (خودم با همین کار می کردم)

ویالهای PCR رو در چاهک های تعبیه شده در دستگاه قرار می دیم و با تنظیم مراحل مورد نظر دستگاه تکنیک PCR رو برامون پیاده میکنه.
اینم بگم معمولا عمل PCR کلا 3-4 ساعت زمان می بره و چنانچه به هر دلیلی به طور کامل انجام نشه نتیجه مورد نظر رو نخواهیم گرفت

 

[sun_girl]

اینم شمای کلی از آنچه در مراحل PCR اتفاق می افته

مرحله 1) واسرشته سازی

مرحله 2) اتصال

مرحله 3) بسط

 

[sun_girl]

نشانگر RAPD

نشانگر RAPD

يكي از نشانگرهاي مبتني بر واكنش زنجيره‌اي پليمراز نشانگرهاي RAPD، هستند، با استفاده از اين نشانگرها مي‌توان تفاوت‌هاي چند شكلي DNA افراد مختلف در يك گونه و يا گونه‌هاي مختلف را مورد بررسي قرار داد.
استفاده از نشانگرهاي RAPD داراي مزايايي از جمله سادگي روش کار، سرعت در ارائه جواب، نياز به مقادير كم DNA و عدم نياز به مواد راديواكتيو است.
در استفاده از نشانگرهاي RAPD به اطلاعات قبلي ژنوم‌هاي مورد مطالعه نيازي وجود ندارد در صورتي‌كه در نشانگرهايي كه آغازگرهاي اختصاصي دارند، براي طراحي آغازگرها به اطلاعات اوليه از ژنوم نياز است.
نشانگرهاي RAPD معمولاً براي سيستم‌هايي كه تعداد زياد نمونه نياز دارند، مانند اصلاح نباتات و اصلاح دام و مطالعات تنوع زيستي مناسب هستند.

 

[sun_girl]

نشانگر AFLP

نشانگر AFLP

در سال 1995 نشانگرهاي جديدي ابداع شدند كه به نظر مي رسد محدوديتهاي نشانگرهاي پيشين را نداشته باشند. تكنيك AFLP مبتني بر تكثير انتخابي قطعات برشي حاصل از هضم كل DNA ژنومي با آنزيم هاي برشي، توسط PCR مي باشد. پس از هضم DNA توسط آنزيم برشي، سازگار سازهاي اليگونوكلئوتيدي به قطعات برشي متصل مي شوند. تكثير انتخابي با استفاده از پرايمرهاي طراحي شده بر مبناي توالي ناحيه تشخيص آنزيم برشي و توالي سازگارساز انجام مي شود به طوريكه در نهايت منجر به تكثير قطعه كوتاهي در حدود 3 باز، از توالي مربوط به خود قطعه برشي مي گردد. با استفاده از اين روش تعداد زيادي از قطعه هاي حاصل از هضم، تكثير و قابل مشاهده مي شوند.

 

[sun_girl]

نشانگرهای EST

نشانگرهای EST

EST ها فقط ژنهاي بيان شده را نشان مي دهند. يك EST توالي ساده از يك همسانه cDNA است كه با يك مولكول mRNA يا بخشي از آن تطابق دارد. ESTهايي با طول 150-400جفت باز براي بررسي تشابه و مكان يابي مفيد هستند. همچنين EST ها را مي توان با توالي هاي موجود در بانك اطلاعاتي ژن ها و پروتئين ها مطابقت داد و به كمك نرم افزارها و برنامه هاي مختلف كامپيوتري ژنهاي مشابه آنها را پيدا كرد.

 

[sun_girl]

نشانگرهای SNP

نشانگرهای SNP

SNP ها چند شكلي مبتني بر تفاوت در يك نوكلئوتيد ( جايگزيني، حذف يا الحاق ) هستند كه در ژنوم فراواني بالايي دارند. اين نشانگرها اطلاعات كمتري نسبت به ساير نشانگرهاي چند آللي نظير ريزماهواره ها دارند. ولي فراواني بالاي آنها در ژنوم، باعث برتري SNP ها نسبت به ساير نشانگرها شده است.

 

[sun_girl]

نشانگرهای ریزماهواره

نشانگرهای ریزماهواره


ريزماهواره‌ها قطعات كوتاهي از DNA هستند كه در آنها اشكال خاصي از توالي‌هاي 6-1 جفت باز به صورت تكراري و به دفعات زياد پشت سر هم قرار گرفته‌اند. حداكثر طول اين قطعات تكراري 100-60 جفت باز است. ريزماهواره‌ها تحت عناوين توالي‌هاي كوتاه تكراريSTRيا توالي‌هاي ساده تكراري SSRنيز شناخته مي‌شوند. اين مكانهاي ژني از تنوع ژني بالايي برخوردار بوده و از 1 تا 27 آلل در هر لوكوس تكثير مي كنند. اختصاصي هستند و همولوژي بالايي بين آنها وجود ندارد. ريزماهواره ها مي توانند به علت ميزان موتاسيون بالا در DNA تكراري، نشانگرهاي اختصاصي توليد كنند. ريز ماهواره ها به صورت همبارز به نتاج منتقل مي شوند.

 

[sun_girl]

نشانگرهای ریزماهواره

نشانگرهای ریزماهواره

توالی تکراری ساده ریزماهواره(SSR) یک توالی تکراری DNA می باشد که عموماً شامل واحد 1-6 نوکلئوتیدی است. بعلت توانایی بالای SSR در نشان دادن پلی مورفیسم، توارث همبارز و فراوانی نسبی در ژنوم از این نشانگرها برای آنالیزهای ژنتیکی استفاده می شود. نشانگرهایSSR این امکان را بوجود می آورند که آلل های نمونه های مختلف به طور مستقیم مورد مقایسه قرار گیرند و به نتایج سایر گروه های تحقیقاتی ارتباط داده شوند. در مجموع شناسایی و آنالیز آلل هایSSR بدلیل طبیعت همبارز آنها آسان و سودمند است. بنابراین نشانگرهای SSR برای مطالعات رده بندی، بررسی تنوع ژنتیکی و ترکیب نقشه های لینکاژی گونه های مختلف مناسب است.

علی رغم اینکه تعداد زیادی از این توالی ها گزارش شده اما هنوز مطالعات در این زمینه تکمیل نشده است. این موضوع از اهمیت زیادی برخوردار است زیرا مطالعه تکامل این نشانگرها به پیش از کاربرد آنها برمی گردد. بررسی الگو های تکامل مولکولی و مکانیسم های جهشی به توالی یابی آلل های ریزماهواره نیاز دارند. بدون داشتن دانش کافی در این زمینه پتانسیل کافی برای استفاده از آنها را نخواهیم داشت و نقش آنها در مطالعات ژنتیکی جمعیتی کلیشه ای خواهد شد. مطالعات ژنتیک جمعیت در سال های اخیر با به کارگیری تکنیکPCR و معرفی نشانگرهای ریزماهواره و DNAمیتوکندریایی بسیار سودمند و مورد توجه قرار گرفته است. نشانگرهایDNA میتوکندریایی ابزار توانمندی در مطالعات بررسی تکامل در جمعیت های جانوری می باشند و توالی های ریزماهواره نشانگرهای مهمی در بررسی ساختار جمعیت و پویایی آن می باشند. برای آنالیزهای درون گونه ای نشانگرهای ریزماهواره بیش از نشانگرهای میتوکندریایی و سایر نشانگرهای رایج مورد استفاده قرار می گیرند. این توالی های ساده تکراری در سراسر ارگانیسم های یوکاریوت ها پراکنده شده اند و از سطح بالایی از پلی  مورفیسم برخوردار می باشند. از قوانین وراثت مندلی و تکامل ظاهری ساده ای تبعیت می کنند.

گرایش به استفاده از ریزماهواره ها در سال های اخیر بطور قابل ملاحظه ای رو به افزایش می باشد بطوری که فقط در فاصله سال های 2000- 1995، بالغ بر 8000 ریزماهواره شناسایی و جداسازی شدند

 

[sun_girl]

مزایای ریزماهواره ها

مزایای ریزماهواره ها

پلی مورفیسم بالا و آسانی نسبی در اسکوربندی و تجزیه داده های حاصل، از ویژگی های مهم نشانگرهای ریزماهواره است که موجب توسعه مطالعات آن شده است (Zane, 2002). گذشته از این ریزماهواره ها درجه بالایی از انتقال پذیری میان گونه ها را نشان داده اند. همبارز بودن و پراکنش ریزماهواره ها در تمام ژنوم از دیگر مزایای مهم این نشانگرها می باشد. از آنجا که برای یک جایگاه که آغازگر ریزماهواره بر اساس آن طراحی می شود، آلل های متعددی یافت می شود، این نشانگر برای بررسی تنوع ژنتیکی قابلیت بالایی دارد (Jewell, 2006).

 

[sun_girl]

فراواني و توزيع ريزماهواره‌ها در ژنوم

فراواني و توزيع ريزماهواره‌ها در ژنوم

ریزماهواره ها توالی های کوتاه تکراری هستند که در ژنوم تمام پروکاریوت ها و یوکاریوت ها وجود دارند. آنها در هر دو ناحیه کد کننده و غیر کد کننده وجود دارند و معمولاً با درجه بالایی از پلی مورفیسم مشخص می شوند (Zane, 2002).
پایداری ریزماهواره ها احتمالاً از طریق پایداری ژنوم در کلیه سطوح کنترل می شود، بطوری که برخی جهش ها نظیر جهش هایی که موجب عدم ترمیم DNA می شوند، می توانند پایداری ژنوم و در نتیجه ریزماهواره ها را تحت تأثیر قرار دهند (Jewell, 2006).

 

[sun_girl]

جايگاه ژنومي ريزماهواره‌ها

جايگاه ژنومي ريزماهواره‌ها

ژنوم بیشتر ارگانیسم ها شامل سه دسته از توالی های تکراری DNA می باشند که بر اساس اندازه عبارتند از : ماهواره ها، ماهوارک ها و ریزماهواره ها.
ریزماهواره ها کوچکترین توالی های تکراری می باشند. برخی محققین اندازه ریزماهواره ها را bp 2-8 عنوان کرده اند، برخی دیگر bp 1-6 و برخی bp1-5. چامبر و مکاووی در سال 2000 برbp 2-6 تأکید داشتند(Semagn et al., 2006).

 

[sun_girl]

پيدايش ريزماهواره‌ها

پيدايش ريزماهواره‌ها

عوامل مؤثر بر پديد آمدن و توزيع ريزماهواره‌ها بر روي ژنوم به خوبي شناخته نشده‌اند ولي اخيراً دو فرضيه براي بوجود آمدن اين رده از DNA ‌هاي تكراري ارايه شده است.

الحاق و جايگزيني نوكلئوتيدها
اساس اين فرضيه بر جهش‌هاي نقطه‌اي الحاقي و جايگزيني استوار است (شكل2-2). به دليل اينكه جايگزيني‌ها خيلي متداول‌تر از الحاق‌ها هستند بنابراين گمان مي‌رود كه جايگزيني‌ها منبع ‌اصلي ريزماهواره‌هاي دو بازي ‌باشند.

وقوع جهش‌هايي از نوع الحاقي نادرتر است ولي بيش از 70 درصد جهش‌هاي الحاقي 4-2 بازي باعث مضاعف شدن توالي‌هاي مجاور نقطه جهش مي‌شوند و بيش از نيمي از اين‌ها مناطق جديد تكراري را بوجود مي‌آورند. سهم الحاق‌ها در مكان‌هاي ژني جديد تكراري كمتر از جايگزيني‌ها است ولي اهميت نسبي آنها با افزايش تعداد تكرارها افزايش مي‌يابد. به طوري كه مي‌توان گفت مراحل مضاعف شدن تكرارها، در بوجود آمدن ريزماهواره‌هاي با واحدهاي بزرگتر، سهم بيشتري دارند .(Goldsteine, 1998)

عناصر متحرك و بوجود آمدن ريزماهواره‌ها
اساس اين فرضيه بر تحرك رتروپوزون‌هايي است كه هسته مركزي آنها داراي توالي‌هاي پيش ريزماهواره است. از عمده‌ترين اين عناصر متحرك مي‌توان به عناصر mini-mi اشاره كرد. اين عناصر به طور گسترده‌اي در تمام ژنوم‌هاي يوكاريوتي يافت مي‌شوند و تخمين زده شده است كه حدود 2/1 درصد از ژنوم مگس سركه را تشكيل مي‌دهند. اين مسئله نشان‌دهنده استعداد زياد اين عناصر به عنوان منبع ريزماهواره‌ها است. وجود توالي‌هاي معكوس در دو انتهاي اين عناصر و وجود يك ناحيه مضاعف شده در انتهاي ¢5 اين عناصر باعث ايجاد يك ساختمان سنجاق‌سري مي‌شود كه بالقوه مي‌تواند ساختار يك ريزماهواره را بوجود آورد.(Goldsteine, 1998)

 

[sun_girl]

چندشكلي ريزماهواره‌ها

چندشكلي ريزماهواره‌ها

اساس پلی مورفیسم در ریزماهواره ها هنوز کاملاً شناسایی نشده است، هر چند به نظر می رسد به احتمال زیاد بعلت پدیده لغزش در هنگام رونویسی DNAباشد (Zane, 2002).
پلی مورفیسمی در ریزماهواره ها بعلت جهش در تعداد واحدهای تکراری بسیار بالا می باشد (Jewell, 2006) .
تنوع تعداد واحدهاي تكرار شونده در ريزماهواره‌ها خود ناشي از نرخ جهش در اين نشانگرهاست. اين ميزان جهش در مقايسه با نرخ جهش نقطه‌اي بسيار بالاست (9-10 تا 10-10). بررسي‌هاي شجره اي در انسان نرخي حدود 3-10 جهش در هر جايگاه در هر نسل را نشان داده است ولي اين نرخ در مگس سركه نسبتاً پايين و حدود 6-10 ×6 مي‌باشد .(Goldsteine, 1998)

 

[sun_girl]

منشاء ريزماهواره

منشاء ريزماهواره

فرض مي‌شود كه پيش ريزماهواره كوتاه به‌طور تصادفي ايجاد مي‌شود. اخيراً در يك بررسي نتيجه‌گيري شده است كه بسط طول ژنومي ريزماهواره‌اي به يك حداقل تعداد تكرار نياز دارد. تحقيقي در مخمر نشان داد كه بسط ريزماهواره به حداقل تعداد تكرار نياز دارند. بعضي نتايج بدست آمده از مقايسه بين گونه‌اي تائيد مي‌كند كه ريزماهواره‌ها كوتاه‌تر از دو تكرار نيز در طولشان تغيير مي‌كنند. بنابراين ريزماهواره‌ها مي‌توانند بوسيله جهش‌هاي نقطه‌اي تصادفي كه بوسيله لغزش در همانندسازي ايجاد مي‌شود (كه توزيع و بسط پيش ريزماهواره كوتاه را ايجاد مي‌كند)، بوجود آيند(Schloterer, 2000).
ارتباط تکامل در میان آلل های ریزماهواره ها پیچیده می باشد. تفاوت اندازه آلل ها با تفکیک و انشعاب آنها از همدیگر بطور مستقیم ارتباطی ندارد. این فرض که همه تفاوت ها منجر به تغییرات تعداد کپی ها می شوند نیاز به تحقیقات بیشتری دارد. تشابه ساختمانی فراوانی مشاهده شده گویای این امر است که تفاوت آلل ها می تواند هم بوسیله تنوع شمار تکرارها و هم تنوع پایه ای در مناطق پهلویی ایجاد شود (Zhangh, 2003).