چکیده و خلاصه فتوسنتز

فتوسنتز فرآیندی است که به واسطه آن، نور خورشید جهت تولید مولکول های آلی به دام می افتد

تنها انواع محدودی از موجودات زنده، شامل گیاهان، جلبکهاو برخی باکتریها، توانایی تولید مولکولهای آلی را به واسطه به دام انداختن انرژی نورانی خورشید دارا هستند. تقریبا تمام اشکال حیات موجود در روی کره زمین، به طور مستقیم یا غیرمستقیم به فرآورده های حاصل از این فرآیند وابسته اند.

بلوکهای شیمیایی سازنده حیات در اقیانوس های اولیه انباشته شدند سیاره زمین عمری در حدود 4.6 میلیارد سال دارد. قدیمی ترین فسیل های شناخته شده که مشابه باکتریهای رشتهای امروزی هستند، قدمتی به اندازه 3.5 میلیارد سال داشته اند. گرچه فرآیند ایجاد موجودات زنده هنوز به صورت فرضیه مطرح است، ولی اجماع نظر عمومی وجود دارد که حیات احتمالا تنهایک بار پدیدار شده است، به بیانی دیگر تمام موجودات زنده دارای یک جد مشترک هستند.

موجودات هتروتروف قبل از اتوتروف، موجودات پروکاریوت قبل از یوکاریوت و موجودات تک سلولی قبل از اشکال چندسلولی پدیدار شده اند

موجودات هتروتروف که از مولکولهای آلی یا سایر موجودات زنده تغذیه می کنند، اولین اشکال پدیدار شده بر روی کره زمین هستند. موجودات اتوتروف که قادر به تولید مواد غذایی مورد نیاز خود از طریق فتوسنتز هستند، در کمتر از 3.4 میلیارد سال پیش ظهور پیدا کردند. تا حدود 2.1 میلیارد سال پیش، آرکیها و باکتریها تنها اشکال زنده موجود در روی زمین بوده اند.

ظهور انسان

انسان نسبت به تازگی در روی کره زمین ظهور کرده است.

با فرض اینکه کل تاریخ تکاملی زمین به صورت یک روز ۲۴ ساعتی در نظر گرفته شود که از نیمه شب آغاز میشود، سلول ها قبل از طلوع آفتاب، در دریاهای گرم پدیدار شدند. اولین موجودات چند سلولی تا چند ساعت بعد از غروب زیست شناسی گیاهی شامل مطالعات بسیار متنوعی است.

مطالعه گیاهان به هزاران سال پیش برمی گردد، ولی مشابه تمامی گرایش های زیست شناسی، تنها در قرن بیستم به علمی متنوع و تخصصی تبدیل شد. تا اواخر دهه ۱۸۰۰، گیاه شناسی شاخه ای از پزشکی بود و گیاهان غالبا توسط پزشکان و به منظور درمان بیماریها مورد استفاده قرار می گرفتند. همچنین برخی افراد نیز به منظور بررسی اثرات درمانی گیاهان، به بررسی شباهت ها و تفاوت های بین گیاهان و جانوران می پرداختند.

 Genomics علم مطالعه محتوا، سازماندهی و عملکرد اطلاعات ژنتیکی موجود در کل ژنوم بوده؛

زیست شناسی مولکولی (Molecular Biology علم مطالعه ساختار و عملکرد مولکولهای زیستی است؛

گیاه شناسی اقتصادی (Economic Botany ) به بررسی استفاده گیاهان توسط انسان در زمان گذشته، حال و آینده پرداخته؛ گیاه شناسی سنتی (Ethnobotany ) علم مطالعه کاربردهای گیاهان برای اهداف دارویی و سایر اهداف توسط افراد بومی بوده؛

اکولوژی یا بوم شناسی (Ecology) علم مطالعه و بررسی روابط بین موجودات زنده و محیط پیرامونی است و دیرینه شناسی گیاهی (Paleobotany) نیز به مطالعه زیست شناسی و تکامل گیاهان فسیل می پردازد.

گرچه جلبک ها، قارچها، پروکاریوت ها یا ویروس ها به عنوان گیاه در نظر گرفته نمی شوند و در این کتاب نیز با نام گیاه شناخته نمی شوند، به دلیل سنت های حاکم و همچنین به دلیل اینکه به طور معمول به عنوان بخشی از گیاه شناسی در نظر گرفته می شدند (درست مانند گیاه شناسی که زمانی بخشی از علم پزشکی به شمار می‌آمد)، در این کتاب مورد بررسی قرار خواهند گرفت. به علاوه، هم پروکاریوت ها (به طور مثال، باکتریهای تثبیت کننده نیتروژن) و هم قارچ ها (به عنوان مثال، قارچهای میکوریزایی) تشکیل تجمعات همزیستی مسالمت آمیز با میزبان های گیاهی خود می دهند. ویروس شناسی، باکتری شناسی، جلبک شناسی و قارچ شناسی گرایش هایی مجزا هستند، ولی هنوز تحت رشته گیاهشناسی نیز مورد بررسی قرار می گیرند.

منقرض شده که عامل انباشت گسترده گاز، نفت و زغال سنگ بوده اند که تمدن صنعتی امروزی بشر به آن وابسته است.

حتی گذشته از این، گیاهان به همراه جلبکها و باکتری های فتوسنتز کننده، نقش بسیار مهم تری دارند که باید به آن توجه شود. موجودات فتوسنتز کننده به عنوان تولیدکنندگان ترکیبات محتوی انرژی، موجودات واسطه ای هستند که از طریق آنها تمام موجودات زنده، که شامل انسان نیز می شود، کسب انرژی و اکسیژن نموده و بسیاری دیگر از مواد ضروری جهت بقای خود را به دست می آورند.

در دهه دوم قرن بیست و یکم، کاملا واضح است که انسان با جمعیت ۶.5 میلیارد نفری در سال ۲۰۱۰ و جمعیت ۹ میلیارد نفری در سال ۲۰۵۰، جهان را طوری مدیریت می نماید که در چند دهه اخیر، غیرممکن به نظر می رسید. در هر ساعت، مواد شیمیایی صنعتی در هر سانتی متر مربع از سطح این سیاره فرود می آیند.

لایه استراتوسفری لایه اوزون که ۴۵۰ میلیون سال پیش ایجاد شده است، با استفاده از کلروفلوروکربن ها (CFCs) به طور جدی تحلیل رفته و سوراخ شده است.

بر همین اساس، اشعه های مضر ماورا بنفش با نفوذ به لایه های تحلیل رفته اوزون منجر به افزایش سرطان پوست در سرتاسر جهان شده است. به علاوه تخمین زده میشود که به دلیل اثر گلخانه ای (Greenhouse Effect)، تا اواسط این قرن، میانگین دمای هوا بین 1.5 تا 4.5 درجه سانتی گراد افزایش پیدا خواهد کرد.

این فرآیند گرمایش جهانی ( Global – Warming) به دام انداختن انرژی گرمایی انعکاس یافته از زمین به فضا) با افزایش مقدار دی اکسیدکربن، اکسیدهای نیتروژن، CFCs و متان ناشی از فعالیت های بشر، تشدید می شود.

 مهم ترین معضل، این است که در نتیجه بهره برداری انسان از منابع محیطی، بخش عظیمی از گونه های گیاهی، جانوری، قارچی و بسیاری از میکروارگانیسم ها از روی زمین محو شده و تنقع زیستی کاهش می یابد. تمامی این مشکلات، هشداری جهت توجه ویژه انسان به محیط زیست است.

طی سال های اخیر، راههای شگفت انگیزی جهت بهره برداری بهتر از گیاهان گسترش پیدا کرده که این پیشرفت ها در سرتاسر این کتاب مورد ارزیابی و بحث قرار می گیرد. به عنوان مثال، امروزه این امکان وجود دارد که با استفاده از گیاه پالایی (Phytoremediation) محیطهای آلوده پاکسازی شده، رشد گیاهان تحریک شده، آفات توسط گیاهان دفع شده، علف های هرز در مزارع کنترل شده و هیبریدهایی با دقت بسیار بالا در مقایسه گیاه شناسی، علمی مهم جهت رویارویی با چالش های امروز و آینده است.

مقدمات گیاه شناسی

"آنچه موجب حیات در روی کره زمین می شود، وقوع جریان کوچکی است که به واسطه تابش آفتاب انجام میشود. این بخشی از نوشته Albert Szent – Gyorgyi برنده جایزه نوبل است.

با بیان این جمله ساده، وی یکی از بزرگترین شگفتی های تکامل، یعنی فتوسنتز را معرفی نموده است.

طی فرآیند فتوسنتز، انرژی نورانی خورشید به دام افتاده و منجر به تولید قندها می شود که تمامی اشکال حیات بر روی کره زمین که شامل انسان نیز می شود، به این ترکیبات وابسته هستند.

همچنین طی این فرآیند، اکسیژن به عنوان ترکیب ضروری جهت بقای حیات، به عنوان یکی از فرآورده های جانبی تولید می شود.

"جریان کوچک" هنگامی آغاز می گردد که نور با برخورد به یک مولکول کلروفیل منجر به انتقال یکی از الکترونهای موجود در کلروفیل به تراز بالاتری از انرژی می شود. این الکترون "برانگیخته"، به نوبه خود، با آغاز جریانی از الکترونها نهایتا منجر به تبدیل انرژی نورانی خورشید به انرژی شیمیایی موجود در مولکولهای قندی می شود.

به عنوان مثال، برخورد نور به برگهای نیلوفر آبی که در تصویر بالا نمایش داده شده است، اولین مرحله در تولید مولکولهایی است که منجر به تشکیل گل، دانه های گرده، همچنین برگها و ساقه و تمامی اجزای مولکولی دخیل در رشد و تکوین می شوند.

انواع محدودی از موجودات زنده (گیاهان، جلبکها و آرکی باتری ها دارای کلروفیل هستند که جهت انجام فتوسنتز، ضروری است. با به دام افتادن انرژی نورانی به شکل شیمیایی، این نوع انرژی به صورت منبع انرژی قابل بهره برداری توسط تمامی انواع موجودات زنده مورد استفاده قرار می گیرد.

انسان وابستگی کاملی به فتوسنتز دارد، فرآیندی که گیاهان سازگاری ظریفی جهت انجام آن کسب نموده اند.

واژه گیاه شناسی یا "Botany" از کلمه یونانی botane به معنای "گیاه" و فعل boskein به معنای تغذیه کردن" گرفته شده است.

گیاهان تنها به عنوان منبع غذایی مطرح نبوده و بسیاری از نیازهای انسان را تأمین می نمایند.

به عنوان مثال، گیاهان در تأمین الیاف مورد نیاز جهت تولید پوشاک؛ چوب مورد نیاز در تولید مبلمان، پناهگاه یاسوخت؛ کاغذ (مثل صفحات کاغذی که در حال مطالعه این مطالب هستید)؛

تأمین ادویه جات، دارو و همچنین اکسیژن مورد نیاز جهت تنقس دخیل هستند.

انسان وابستگی کاملی به گیاهان دارد. همچنین گیاهان نقش بسزایی در احساسات انسان داشته و باغها، پارکها و پوششهای طبیعی تأثیر بسزایی در روحیات انسانها ایفاء می نمایند.

مطالعه گیاهان منجر به افزایش قابل توجهی در علم مانسبت به تمام اشکال حیات شده و یقینا در آینده نیز نتایج بیشتری به دست خواهد آمد.

همچنین با پیشرفت تکنیکهای مهندسی ژنتیک و سایر ابزارهای تکنولوژیکی جدید، وارد مهیج ترین دوره در تاریخ گیاه شناسی شده ایم، به طوری که با بهره گیری از این ابزارهای می توان گیاهان را طوری تغییر شکل داد که به عنوان مثال، در برابر بیماری پایدار شده، آفات گیاهی را از بین برده، تولید واکسن نموده، مواد پلاستیکی زیستی قابل تجزیه تولید کرده، مقاوم به خاک های با شوری بالا بوده، مقاومت بالایی در برابر یخ زدگی داشته و منجر به تولید مقادیر بالایی از ویتامین ها و مواد معدنی در گیاهانی همچون ذرت و برنج شوند.

انتظار می رود که با مطالعه این سلسله مطالب بتوانید به این پرسش ها پاسخ دهید:

1. چرا زیست شناسان بر این باورند که تمامی جانداران موجود در کره زمین دارای جدی مشترک هستند؟

 ۲- تفاوت اصلی بین موجودات هتروتروف و اتوتروف چیست؟ هر یک از این موجودات چه نقشی در مراحل اولیه کره زمین ایفا نموده اند؟

فتوسنتز چه اهمیتی طی تکامل داشته است؟

۴- برخی چالش های پیش روی گیاهان طی انتقال از محیط آبی به محیط خشکی چیست؟ برخی ساختارهای ایجاد شده در گیاهان جهت رفع این مشکلات را نام ببرید.

۵- بیوم چیست؟ گیاهان در یک اکوسیستم، چه وظایف اصلی بر عهده دارند؟

فیزیولوژی سلول

سلول پدری + سلول مادری – سلول 2n کروموزومی

این سلول تقسیم شده و 12- 10*100- 75 سلول تولید می کند که در طول دوران جنینی رخ می دهد.

 این سلولها وارد ارگانوژنز شده به تدریج بخشهایی را در خودشان بوجود می آورند و تمایزها شروع می شوند. از جمله سلولهای عضلانی – استخوانی – عصب و ....

پس سلولها دارای بخش های مشترکات و موارد تمایز متعددی می شوند .

•بیش از 100تریلیون سلول در بدن وجود دارد

•گویچه های قرمزفراوانترین سلول بدن است :25 تریلیون25.000.000.000.000

•وجود   شباهت  و  اختلاف  بین سلول ها

      تامین انرژی              سوخت اولیه

      دفع مواد زاید            ا عمال ویژه

      قابلیت تولید مثل       شکل سلولها

Òتامین انرژی:برای تامین انرژی در طبیعت از عمل سوختن استفاده میشود که نیازمند 3 عامل است اکسیژن- ماده سوختی و سیستم سوزاننده و تولید کننده انرژی

Òدر بدن ما هم همینطور است هر سلولی موظف به تولید انرژی برای خودش است پس باید....

Òنگاه به ارگانوژنز در همین رابطه....

Òحفظ محیط داخلی هموستاز: تنظیم اب- فشار خون-گرما- pH

Òفیدبک منفی: co2 بالا افزایش تنفس و کاهش ان- فشار خون

Òفید بک مثبت: بد: بدخیمی سرطانها خوب:زایمان- لخنه- پتانسیل عمل

Òفید فوروارد. تصمیم های پیش رس و پیش بینی کردن حرکات

Òترکیب کلی سلول ها بصورت زیر است:

Ò                                             N 1%

ÒO 26%

Ò-C 9%-

Ò H 63%

Òمینرال ها 0.7 % شامل (Ca-P-K-S-Na-Cl – Mg) : و

Òمواد کمیاب 0.01 % شاملFe-Cu-I-MO-Zn-Mn-Co-F-Cr-Se)  :)

Òکه در ترکیب کلی بدن بصورت زیر میباشند.

Òپروتئین        15-18%

Òچربی         15%

Òآب              60%

Òمینرال        7%

Ò 

Ò

Beta blockers (بتالاکر ها)

 در مورد آگونیست های بتا گفته شد که وقتی استخلاف روی نیتروژن انتهایی، متیل یا هیدروژن باشد، ترکیب بر هر دو گیرنده آلفا و بتا موثر است.

ولی وقتی ایزوپروپیل یا t-Butyl(استخلاف بالکی بزرگ) باشد، فقط بر روی گیرنده های بتا موثر خواهد بود(β selective)؛

چون hydrophobic pocket موجود در گیرنده بتا اجازه قرارگرفتن گروه های حجیم مانند ایزوپروپیل وt-butyl  را می‌دهد.

درصورتیکه این hydrophobic pocket در گیرنده آلفا وجود ندارد.

شروع مطالعات ترکیبات بتا آدرنرژیک از ترکیب isoproterenol بود.

ما برای آنتاگونیست به ترکیبی احتیاج داریم که دارایaffinity بر روی محل اتصال باشد ولی باعث فعال شدن post receptor mechanism نشود. (باعث conformational change induce نشود)

خیلی دقیق نمیتوان پیشبینی کرد که کدام گروه ها نقش القای تغییر conformational  دارند و کدام گروه ها سبب affinity و چسبیدن به محل اتصال میشوند.

نقش گروه فنیل یا هیدروکسیل چسبیدن به گیرنده بوده و نیتروژن مثبت conformational change induce را به عهده دارد.

یکی از اولین ایده هایی که مطرح شد این بود که برای ساخت آنتاگونیست بر روی نیتروژن کار کنند به طوریکه سبب القای تغییر کانفورماسیون نشود. (در صورتیکه که اگر روی فنیل و گروه های هیدروکسیل تغییر ایجاد کنیم ترکیب دیگر به محل اتصال affinity نخواهد داشت.)

چالش های مرتبط با داروهای پروتئینی

پایداری شیمیایی

داروهای پپتیدی ممکن است هیدرولیز شوند یا دچار اکسیداسیون گردند. همچنین راسمیزه شدن و حذف یا تغییر پیوند دی سولفیدی از جمله تغییراتی است که ممکن است این ساختار ها به خود ببینند.

هر یک از این تغییرات می‌تواند سبب کاهش اثربخشی شود.

·         ناحیه ی حاوی آسپاراتیک اسید در پروتئین ها 100 برابر سریعتر از سایر پیوند ها هیدرولیز می‌شود.

 

 

 

 

مکانیسم هیدرولیز باند آمیدی از ناحیه ی آسپاراتیک اسید:

می‌توان گفت، ماهیت و ساختار هر اسید آمینه و همچنین ساختار سه بعدی پروتئین در سرعت هیدرولیز آن اثر دارد.

ü      ناپایداری ها شیمیایی به واسطه ی آنزیم ها سبب کاهش نیمه عمر این دسته از ترکیبات می‌شود.

ü      یکی از راه های افزایش نیمه عمر داروهای پروتئینی یا پپتیدی ممانعت از عملکرد آنزیم‌ها با جایگزینی D-آمینواسید در ساختار است. (در صورتی که انانتومر اصلی آمینواسیدهایی که در بدن ساخته می‌شود L- آمینواسید است.)

نقش D-آمینو اسید

به علت قرارگیری D-آمینو اسید، ساختمان سه بعدی پروتئین تغییر کرده و بنابراین آنزیم های دگرده کننده نمی‌توانند موجب تغییر ساختار پروتئین شوند.

در حقیقت به علت پیوند های هیدروژنی و واندروالسی، پروتئین خاصیت آمفی پاتیسیته پیدا می‌کند و دارای دو بخش هیدروفوب و هیدروفیل است.

با وجود این بخش های هیدروفوب و هیدروفیل، پروتئین ساختار خاصی پیدا کرده که آنزیم های دگرده کننده راحت‌تر می‌توانند اثر خود را اعمال کنند. با تغییر L-آمینو اسید ها به D-آمینو اسید، خاصیت آمفی‌پاتیسیته به هم خورده و پپتید بی نظم می‌شود و آنزیم ها نمی‌توانند پروتئین را بشناسند و اثر خود را بگذارند.

اما همواره تغییر L-آمینواسید به D-آمینو اسید موجب مهار اثر آنزیم های دگرده کننده نمی شود؛ چون ممکن است این تغییر، اثر کمی در تغییر آمفی پاتیسیته پروتئین بگذارد.

نا پایداری به واسطه ی نور

·         پروتئین های حاوی اسید آمینه های تریپتوفان، تیروزین، فنیل آلانین و سیستئین مستعد ناپایداری به واسطه ی نور هستند.

در هورمون رشد وقتی اسیدآمینه ی تریپتوفان نور
near-UV را جذب می‌کند سبب ایجاد شکست پیوند در اسیدآمینه های مجاور می‌شود.

ناپایداری فیزیکی

ناپایداری فیزیکی شامل دناتوره شدن، جذب سطحی، تجمع‌ذرات به یکدیگر است.

دناتوره شدن به معنی شکست پیوند های غیر کووالانسی است که ساختار های دو و سه بعدی پروتئین را ایجاد می‌کنند. دما، pH، حلال های آلی میتوانند سبب دناتوره شدن شوند.

هورمون رشد نوترکیب انسانی در حضور ترکیبات فنولی (preservative) در پروسه‌ی لیوفیلیزه شدن، مستعد تجمع ذرات دارو به یکدیگر است.

جذب خوراکی

موانع متعددی وجود دارد که جذب خوراکی پپتید ها و پروتئین ها را بسیار سخت و تقریبا غیر ممکن می‌سازد.

▪        سایز (پپتید ها به علت سایز بزرگ جذب مناسبی ندارند.)

▪        از بین رفتن ساختار سه بعدی (در دستگاه گوارش و حین جذب ساختار آن ها از بین رفته و دیگر اثر بخشی مناسبی ندارند.)

▪        دگرده شدن در معده و دئودنوم توسط آنزیم های پروتئولیتیک (به آمینواسید ها تبدیل می شوند.)

افزایش جذب خوراکی:

سنتز پرودراگ پپتید های حلقوی: تشکیل پیوند های هیدروژنی درون ملکولی و کاهش قطبیت و جذب غیر فعال (از این طریق می‌توان جلوی فعالیت آنزیم های دگرده کننده را گرفت.)

ساختار پروتئین ها و انواع پروتئین ها و آلزایمر

پروتئین ها در چهار سطح طبقه بندی می شوند.

1) توالی اسید آمینه ای

2) ارتباط اسید آمینه های i , i+4 (صفحات چین دار بتا و مارپیچ آلفا) (ارتباط ساختمان اول با خودش)

3)ارتباط چند مارپیچ آلفا با یکدیگر و با صفحات چین دار بتا (ارتباط چند ساختمان دوم)

4) در صورت داشتن چند زنجیره پلی پپتیدی (ارتباط چند ساختمان سوم) 

هر سطح از این ساختمان ها پایه گذار سطح بعدی هستند و سطح n وابسته است به سطح های کوچکتر از n

ساختار اول

به توالی پروتئین که به صورت رشته‌ای از اسیدهای آمینه می‌باشد گفته می‌شود. پروتئین‌ها پلیمرهایی خطی از اسیدهای آمینه هستند که با پیوند پپتیدی بهم متصل شده‌اند.

ساختار دوم

به نظم‌های موضعی گفته می‌شود که پروتئین در حین تاشدگی به خود می‌گیرد. ساختار دوم پروتنئین‌ها خود به چند دسته تقسیم می‌شود:

ساختار دوم قسمتی از یک پروتئین؛ مارپیچ آلفا به رنگ خاکستری و صفحه بتا به رنگ قرمز نمایش داده شده

مارپیچ آلفا ساده‌ترین و انعطاف پذیرترین ترتیب، کونفرماسیونی مارپیچی و راست گرد بود به نام مارپیچ آلفا. مارپیچ آلفا یکی از ساختارهای دوم رایج در پروتئین‌هاست. مارپیچ آلفا یک مارپیچ راستگرد است که ساختار آن هر۵.۴ آنگستروم یکبار تکرار می‌شود. در هر دو مارپیچ آلفا، ۳.۶ اسید آمینه وجود دارد. یعنی هر ۱.۵ آنگستروم یک اسید آمینه در طول مارپیچ آلفا قرار می‌گیرد. هر گروه کربوکسیل و آمین در مارپیچ آلفا با اسید آمینه‌ای با فاصله چهار تا از خود، دارای باند هیدروژنی می‌باشد و این الگو در سراسر مارپیچ، غیر از چهار اسیدآمینه در دو انتهای آن تکرار شده‌است.

صفحه‌های بتا: ساختار صفحه‌های بتا، ساختار دوم بسیارکشیده و چین‌دار می‌باشد. یکی از تفاوت‌های مهم صفحه‌های بتا با مارپیچ آلفا این است که اسیدآمینه‌هایی که معمولاً در ساختار اول زنجیره پروتئینی با فاصله زیاد از هم قرارگرفته‌اند، برای تشکیل این ساختار در مجاورت یکدیگر قرار می‌گیرند بنابراین صفحه‌های بتا تمایل به سختی داشته و انعطاف‌پذیری ناچیزی دارند. پیوندهای هیدروژنی بین‌رشته‌ای که میان گروه‌های CO یک رشته بتا و NH رشته بتای مجاور ایجاد می‌شوند، به صفحات بتا پایداری می‌بخشند و باعث می‌شوند که این صفحات ظاهری زیگزاگ داشته باشند.

سایتوکاین‌ها

سایتوکاین‌ها نقش‌های متفاوتی دارند و در بروز پاسخ ایمنی اهمیت بسیاری دارند. بدون وجود ارتباط بین سلول‌ها در هر سطحی، بروز پاسخ ایمنی اصلا ممکن نیست و سایتوکاین‌ها ایجاد ارتباط بین سلول‌ها را در ایجاد پاسخ ایمنی به عهده دارند.

سایتوکاین‌ها شامل صدها مولکول‌ پروتئینی یا گلیکوپروتئینی کوچک با نقشی مشابه هورمون‌ها (برقراری ارتباط بین سلول‌ها) ولی غالبا با اثر موضعی‌هستند.

 

فاکتورهای رشد را گاهی در گروه سایتوکاین‌ها قرار می‌دهند ولی تفاوت‌هایی دارند مثلا GFها به‌طور پیوسته تولید می‌شوند ولی سایتوکاین‌ها تولیدشان وابسته به تحریک و تنظیم شده است.

 انواع سایتوکاین‌ها:

ü       اینترلوکین‌ها (IL): از شماره 1 تا 39 نام‌گذاری شده‌اند که هر کدام روی یک نوع سلول اثر می‌کنند و اثری مشابه را باعث می‌شوند.

در قدیم تصور بر این بود که این مواد صرفا از لوکوسیت‌ها ترشح شده و روی لوکوسیت‌ها اثر می‌گذارند ولی امروزه مشخص شده است که از سلول‌های دیگر هم ترشح می‌شوند و سبب ایجاد اثر مشخصی روی انواع سلول‌ها می‌شوند.

ü       اینترفرون‌ها: از کلمه interference به معنای مداخله و ممانعت گرفته شده زیرا در ابتدا متوجه اثر ممانعتی آن‌ها بر رشد ویروس‌ها شدند.

۳ تیپ مختلف از آن‌ها شناخته شده است:

تیپ 1: اینتفرون‌های آلفا و بتا – عمدتاً خاصیت ضد ویروسی دارند.

تیپ 2: اینتفرون‌های گاما – نقش مهمی در پاسخ‌های ایمنی اختصاصی دارند.

تیپ 3: بعضاً خواص ضد ویروسی دارند.

 

ü       TNF super family: Tumor necrosis factor/عامل نکروزدهنده تومور

 TNF آلفا اولین مولکولی بود که شناخته شد و امروزه بیش از 20 نوع از آن‌ها شناخته شده‌اند.

اعضای این خانواده دو نقش متضاد دارند که این تفاوت عمدتاً به دلیل رسپتورهای متفاوت آن‌هاست:

2.  باعث مرگ سلولی (آپوپتوزیس و نکروزیس)

1. حیات بخش سلولی

ü       کموکاین‌ها: سایتوکاین‌های موثر در chemotaxis به معنای حرکت جهت‌دار سلول‌ها در جهت یک ماده‌ی شیمیایی هستند و مهاجرت سلول‌ها (که امری ضروری است) در پاسخ ایمنی تحت تاثیر این مولکول‌ها می‌باشد.

مثال: اگر عفونتی در نقطه‌ای از بدن ایجاد شود، نوتروفیل‌ها از مغز استخوان باید به ناحیه عفونی مهاجرت کنند.

یا در پاسخ‌های ایمنی اختصاصیAPCها (مهم‌ترین آن‌ها Dendritic cells هستند که به آن‌ها professional antigen presenting cells گفته می‌شود.) باید در اعضای لنفاوی ثانویه آنتی ژن‌ها را به T-cellها عرضه کنند که T-cellها تکثیر و تمایز پیدا کنند و ایمنی اختصاصی شکل بگیرد. دندریتیک سل‌ها در همه جای بدن در بافت‌ها حضور دارند و آنتی‌ژن‌ها را در هرجای بدن uptake می‌کنند و باید به اعضای لنفاوی ثانویه مهاجرت کنند و در اثر کموکاین‌هایی که مدام از این اعضا تولید می‌شوند، دندریتیک سل‌هایی که رسپتور این کموکاین‌ها را در اثر برخورد با آنتی‌ژن ) (APC به دست آورده اند، به سمت اعضای لنفاوی مهاجرت می‌کنند.

·          پاسخ‌های ایمنی اختصاصی یعنی تکثیرT-cellsوB-cells فقط در اعضا لنفاوی ثانویه اتفاق می‌افتد.

ü       Adipokines: از طریق بافت چربی تولید می‌شوند و در متابولیسم و در بیماری‌های مختلف (دیابت، atherosclerosis، فشارخون) نقش دارند.

ü       Others: مثل TGFبتا که در تنظیم پاسخ‌های ایمنی نقش دارد و جز هیچ‌یک از گروه‌های بالا نیست.

 

ویژگی سایتوکاین‌ها

1)       از جنس پروتئین یا گلیکوپروتئین با وزن مولکولی کم می‌باشند.

2)       شناخت رسپتورها و در نتیجه پیامد ویژه آن اهمیت بسیاری دارد.

3)       اتصال سایتوکاین‌ها به رسپتور در نهایت باعث تغییر الگوی بیان ژن در سلول دارنده رسپتور می‌شود.

 

اثرات سایتوکاین‌ها

انواع روش های مطالعه در مقالات

مطالعات مشاهده ای: اطلاعاتی در مورد رویدادهایی که ما نسبت به آنها کنترلی نداریم، جمع آوری می کنند. ما به سادگی مشاهده می کنیم چه اتفاقی می افتد یا چه اتفاقاتی در گذشته افتاده است. اگر بیماری مورد بررسی به تنهایی و بدون توجه به مواجهه بررسی شود، مطالعه از نوع توصیفی و اگر عوامل مرتبط با بیماری هم ارزیابی شوند نوع مطالعه تحلیلی است.

مطالعات مشاهده ای که در آنها از داده های گروهی همراه با داده های مربوط به مواجهه استفاده می شود، مطالعات اکولوژیک نامیده می شوند که یک نوع مطالعه تحلیلی هستند.

در مطالعات توصیفی با استفاده از داده های گروه بندی شده هیچ داده ای درباره مواجهه بررسی نمی شود. در این مطالعه اغلب از داده های جمع آوری شده روزمره مثل میزان بروزهای ثبت شده در شبکه بهداشت استفاده می شود.

مونوکلونال آنتی بادی

مونوکلونال آنتیبادی: نوعی آنتی بادی میباشد که فقط به یک اپیتوپ خاص از یک آنتیژن متصل میشود.

اهمیت مونوکلونال آنتیبادیها: ۱ - Cross reaction )واکنش متقاطع( نمی دهند. ۲ - فقط به بخشی از مولکول که سمّی میباشد متصل میشود

و سمیت آن را خنثی میکند.

سوال: چگونه میتوان یک مونوکلونال آنتیبادی ساخت؟

۱ - آنتیژن را به موش تزریق میکنیم. ۲ - B-Cell های موش را که مسئول تولید آنتیبادی هستند را جدا میکنیم )از طحال میتوان جداکرد.(

۳ - B-Cell ها را سرطانی میکنیم )به این دلیل که نامیرا شوند و به تعداد زیاد تکثیر شوند( ← برای سرطانی کردن B-Cell ها آنها را با یک

سلول سرطانی )استفاده از میِلوما( هیبرید می زنیم و به صورت تک سلولی، درون یک پلیت کشت میدهیم و شروع به تولید آنتیبادی میکنیم.

۴ - آنتیبادی هر چاهک را با آنتیزن واکنش میدهیم و هر آنتیبادی که بهتر عمل کرد را انتخاب میکنیم. ۵ - تک سلولی نامیرا و سرطانی را به همراه

آنتیبادی تولید شده درون یک تانکر بزرگ قرار میدهیم و در محیط کشت با دمای ۳۷ درجه، سلول شروع به تکثیر میکند. آنتیبادی تولید شده را

جدا کرده و تخلیص میکنیم و مراحل کنترل را انجام میدهیم و در نهایت دارو تولید میشود.