پروانه امشب پر مزن اندر حريم يار من

شايد صدای پر پرت از خواب بيدارش كند

زیست شناسی سلولی و ملكولی – گرایش ژنتیك

هدف:

سال 1973 وقتی به یاری علم ژنتیك اولین ژن “كلون” گردید شاید كمتر كسی فكر می كرد كه بزودی این علم یكی از علوم راهبردی دنیا شود و حتی تا جایی گسترش بیابد كه نشریه Science باسواد بودن را مساوی با اطلاع داشتن از دو علم كامپیوتر و ژنتیك بداند.

این علم جوان در این مدت كوتاه به یكی از علوم استراتژیك جهان تبدیل شده است.

دكتر محمدرضا نوری دلوئی استاد ژنتیك دانشكده پزشكی دانشگاه تهران در معرفی این علم می گوید:

“بطور كلی دانش ژنتیك درباره انتقال صفات وراثتی از والدین به اولاد بحث می كند كه البته این والدین می توانند انسان، درخت و یا باكتری باشند. در واقع ژنتیك تلاش می كند تا بگوید كه چه مكانیزم هایی مولكولی، عامل انتقال صفات از نسلی به نسل دیگر هستند. مكانیزم هایی كه باعث می شوند تا فرزندان شباهت زیادی به والدین داشته باشند و همچنین می خواهد بداند كه چرا گاهی اوقات در بین والدین و فرزندان در برخی صفات تفاوت های بسیار معنی داری وجود دارد؟ برای مثال چرا گاهی اوقات والدین سفیدپوست، بچه رنگین پوست دارند؟

آنچه مسلم و روشن است در سطح جهانی در همه كشورها، چه در زمینه های آموزشی و چه پژوهشی و بهره وری علمی و اقتصادی، رشته های علوم زیستی مورد توجه كامل است و مسائل بنیادی و پژوهشی رشته های دیگری مانند كشاورزی (زراعت، باغبانی، گیاه پزشكی) و رشته های علوم پزشكی (پزشكی، دندانپزشكی، داروسازی) و پیراپزشكی نیاز مبرم به اطلاعات و نظریه های علوم زیستی و تحقیقات و پژوهش های این علم دارد.

 

ماهیت:

دانش ژنتیك همیشه به طرح سه پرسش كلیدی می پردازد كه این سه پرسش عبارتند از:

·         چه چیزی موروثی است؟ (بررسی ماهیت فیزیكی شیمیایی ماده وراثتی)

·         ماده وراثتی چه می كند؟ (بررسی عملكردها و نقش های ماده وراثتی)

·         ماده وراثتی در خلال نسل ها و بخصوص در زمان تكامل زیستی چگونه تغییر پیدا كرده و یا دستخوش جهش می شود؟”

دكتر فروغ مند استاد ژنتیك دانشگاه شهید چمران اهواز نیز در معرفی رشته ژنتیك در سطح كارشناسی می گوید:

“دانشجویان رشته ژنتیك علاوه بر دروس ژنتیك 1 و 2 كه به عنوان دروس پایه می گذرانند، برای آشنایی با دنیای وسیع این علم و دستاوردهای مختلف آن در 17 واحد به طور كلی و اجمالی مباحث مهمی مثل ژنتیك سرطان، روش های تشخیص بیماری های ژنتیكی قبل و بعد از تولد، شناخت ناقلین بیماری ها، اصول مشاوره ژنتیكی قبل و بعد از تولد، شناخت ناقلین بیماری ها، اصول مشاوره ژنتیكی، نقش ژنتیك در بروز رفتارهای فردی و اجتماعی، شناخت جمعیت های مختلف ژنتیكی و نژادهای انسانی، ژن درمانی، پزشكی قانونی، تكنیك های رایج در ژنتیك، روش های اصلاح نژاد و ژنتیك مولكولی را مطالعه می كنند.”

مطالعات و تحقیقات ژنتیك در جانوران و گیاهان بررسی كاریوتیپها و ژنوتیهای گیاهان و جانوران، تشخیص كروموزوم های بیمار، عوامل وراثتی بیماری های ژنتیكی، اصلاح نباتات (در ژنتیك گیاهی) و اصلاح جانوران (دامی) در ژنتیك جانوری، مطالعات و مشاوره های ژنتیكی انسانی در ازدواج ها و خانواده ها از جمله توانایی های فارغ التحصیلان گرایش ژنتیك است.

اگر قرار باشد چند بیماری مهلك و یا سخت را نام ببرید، چه بیماری هایی به خاطرتان می آید؟ ایدز؟ سرطان؟ تالاسمی؟ هموفیلی؟ عقب ماندگی ذهنی یا جسمی؟

بله! تمامی این بیماری ها مهلك و یا سخت می باشند. اما آیا می دانید كه تمامی این بیماری ها بگونه ای ژنتیكی هستند؟ و همچنین آیا می دانید كه به یاری روشها و فنون جدید مهندسی ژنتیك(1)، بسیاری از بیماری های ژنتیكی در آستانه مهار شدن قرار دارند؟

دكتر نوری دلوئی در این زمینه می گوید:

“یكی از قلمروهای ژنتیك، “ژن درمانی” است كه در مدتی كوتاه توانسته است، سیمای جهان پزشكی را با دستاوردهای عظیم خود به گونه ای بنیادین دگرگون سازد. چرا كه این روش نوین با جانشین ساختن ژن های سالم به جای ژن های معیوب و یا با ترمیم ژن های معیوب به مداوای اساسی بیماری می پردازد.”

دكتر نوری دلوئی در ادامه سخنان خویش می گوید:

“البته علم ژنتیك كاربردهای گسترده دیگری نیز در علوم پزشكی دارد كه از آن جمله می توان به تولید انبوه، ارزان و بدون خطر واكسن های انسانی و حیوانی با استفاده از باكتری ها و قارچ ها، تولید داروهای جدید و پروتئین های گوناگون برای درمان بیماری های مختلف و تشخیص قبل از تولد بیماری های كروموزومی و بیماری های ژنی با روش های پزشكی مولكولی مثل تشخیص بیماری تالاسمی در دوران جنینی اشاره كرد. كه بدون شك در تمامی این فعالیت ها و تحقیقات متخصصان ژنتیك حضوری فعال و چشمگیر دارند.”

وی در ادامه می گوید:

“از سوی دیگر متخصصان ژنتیك نه تنها در پزشكی بلكه در كشاورزی و صنعت نیز تحقیقات با ارزشی انجام داده اند. برای مثال با استفاده از روشها و فنون مهندسی ژنتیك می توان گیاهانی را تولید كرد كه نسبت به عواملی همچون سرما، گرما، رطوبت، خشكی، املاح، حشرات، آفات، ویروس ها و سایر عوامل بیماری مقاوم بوده و علاوه بر آن در مقایسه با موجود طبیعی، مجهز به مكانیسم های دفاعی اضافی باشند. مثل تولید گوجه فرهنگی جدید با كمیت و مقاومت به مراتب بیشتر و طعم بهتر از گوجه فرنگی طبیعی كه اولین محصول گیاهی دستكاری شده ژنتیكی می باشد.

همچنین مهندسی ژنتیك در صنعت برای بازیافت ضایعات شهری و تبدیل آنها به موادی نظیر كود كمپوست، تولید انبوه آنیزم های مورد نیاز در صنایع غذایی، خوراك دام و طیور، چرم سازی و داروسازی و دهها مورد دیگر كاربرد دارد.”

آنچه گفته شد بیانگر جایگاه علم ژنتیك در كشورهای صنعتی است وگرنه علم ژنتیك در ایران هنوز در ابتدای راه است و باید تلاش بسیار كرد و كاستی ها را جبران نمود و موانع را از میان برداشت تا بتوان شاهد رشد روزافزون علم ژنتیك در ایران بود. البته این به آن معنی نیست كه در كشور ما تحقیقات ژنتیكی انجام نمی گیرد و فارغ التحصیلان این رشته جذب هیچ مركزی نمی شوند، بلكه سازمانهای مختلفی هستند كه به فعالیت های تقحیقاتی ژنتیكی می پردازند كه از جمله می توان به مراكز مختلف وزارت كشاورزی، وزارت جهاد سازندگی، مراكز پژوهشی وزارت فرهنگ و آموزش عالی، انستیتو پاستور، مركز ملی تحقیقات مهندسی ژنتیك و تكنولوژی زیستی اشاره كرد. علاوه بر مراكز فوق به گفته دكتر فروغ مند كارشناسان ژنتیك می توانند در مراكز ژنتیك دولتی و خصوصی مانند بخشهای ژنتیك مراكز بهزیستی، جهاد دانشگاهی، بیمارستان ها و كلینیك های خصوصی مشغول به كار گردند.

مراكزی از جمله: منابع طبیعی، جهاد كشاورزی، بخش های تحقیقاتی گیاهی باغبانی و پرورش گل های زینتی و … و در ژنتیك جانوری سازمان ها و نهادهایی مانند: دام پروری، دام پزشكی، وزرات بهداشت و درمان (كارشناسی مشاوره ژنتیكی انسان) و … از جمله محل های كار برای دانشجویان این رشته است.

علاقمندیها: در همه رشته ها بخصوص در علوم پایه و بویژه در گرایشهای مختلف رشته زیست شناسی باید علاقه مند بود و صبر و پشتكار داشت تا بتوان طعم شیرین موفقیت را چشید.

دكتر نوری دلوئی در همین زمینه می گوید:

“علاقه، پشتكار، امید و نشاط شرط ورود به میدان علم ژنتیك است. یعنی دانشجو باید بدون هراس از مشكلات و موانع موجود، با دقت تمام و براساس راهنمایی های اساتید و افراد اهل نظر به مطالعه بپردازد و تلاش كند تا همه روش ها و فنونی كه به او آموزش داده می شود به صورت نظری و عملی فراگیر تا به یك عنصر نظری صرف تبدیل نشود بلكه یك نیروی علمی و فنی خلاق و نوآور باشد.

 

وضعیت نیاز كشور به این رشته در حال حاضر:

جایگاه علم ژنتیك در كشورهای صنعتی با جایگاه فعلی این رشته در این بسیار متفاوت است كه محتاج تلاش بسیار برای جبران كاستی هاست.

البته این به آن معنی نیست كه در كشور ما تحقیقات ژنتیكی انجام نمی گیرد و فارغ التحصیلان این رشته جذب هیچ مركزی نمی شوند، بلكه سازمانهای مختلفی هستند كه به فعالیت های تحقیقاتی ژنتیكی می پردازند كه از جمله می توان به مراكز مختلف وزارت كشاورزی، وزارت جهاد سازندگی، مراكز پژوهشی وزارت فرهنگ و اموزش عالی، انستیتو پاستور، مركز ملی تحقیقات مهندسی ژنتیك و تكنولوژی زیستی اشاره كرد. علاوه بر مراكز فوق به گفته دكتر فروغ مند كارشناسان ژنتیك می توانند در مراكز ژنتیك دولتی و خصوصی مانند بخشهای ژنتیك مراكز بهزیستی، جهاد دانشگاهی، بیمارستان ها و كلینیك های خصوصی مشغول به كار گرداند.

 

نكات تكمیلی:

گرایش بیوشیمی یا بیوفیزیك تاكنون در هیچ دانشگاهی در سطح لیسانس ارائه نشده است و گرایش ژنتیك نیز هر چند سال یك بار در یك دانشگاه ارائه می شود و بعضی از گرایشها نیز در دو دانشگاه با دو نام متفاوت ارائه می گردند و از سوی دیگر واحدهای اختصاصی و اختیاری هر یك از این گرایشها در دانشگاههای مختلف، با توجه به امكانات و تخصص اساتید هر دانشگاه، متفاوت است.

همچنین مهندسی ژنتیك مجموعه روشها و فنونی است كه تكیه گاه اصلیش زیست شناسی مولكولی و بخصوص ژنتیك مولكولی است.

 

 

زیست شناسی سلولی و ملكولی – گرایش میكروبیولوژی

هدف:

هدف این شاخه شناخت جانداران میكروسكوپی و مسائل مختلف مربوط به زندگی آنهاست.

علم میكروبیولوژی در مورد چگونگی استفاده بهینه از میكروارگانیسم ها و جلوگیری از ضررها و زیانهایی كه میكروارگانیسم ها می توانند به حیات انسانها، دامها و نباتات وارد كنند، بحث می كند.

در گذشته به میكروبها شیطانهای نامرئی می گفتند اما امروزه باید به آنها فرشته های نامرئی بگوییم چرا كه اگر میكروارگانیسم ها در چرخه حیات، وظیفه خویش را انجام ندهند، زندگی تمام موجودات از نباتات و حیوانات گرفته تا انسان به زوال كشیده می شود.

و باز بخشی از این میكروارگانیسم ها هستند كه با ایجاد انواع بیماریهای عفونی زندگی بشر را به خطر می اندازند مانند “ابولا” كه یك بیماری ویروسی ناشناخته بود و در آفریقا تعداد زیادی از افراد را به كشتن داد و یا “ایدز” كه بشر را تا آستانه سال 2000 عاجز و ناتوان كرده است. بی شك نمی توان به نقش مهم میكروارگانیسم ها در هستی اعتقاد داشت و از اهمیت كاربرد رشته میكروبیولوژی كه به عنوان بررسی میكروارگانیسم ها می پردازد، غافل ماند.

 

ماهیت:

اما میكروارگانیسم ها كه اساس و پایه علم میكروبیولوژی را تشكیل می دهند، چه هستند؟

میكروارگانیسم ها موجودات ریز ذره بینی مانند: باكتریها، ویروسها، قارچهای میكروسكوپی و ژرتوزوئرها هستند كه با چشم غیرمسلح دیده نمی شوند.

علم میكروبیولوژی كه گرایشی از علم زیست شناسی است به بررسی و مطالعه میكروارگانیسم ها می پردازد. در این علم ارتباط میكروارگانیسم ها با خودشان و همچنین با موجودات عالی تر مانند انسان، حیوانات و گیاهان مورد بررسی قرار می گیرد.

رشته میكروبیولوژی كه با میكروارگانیسم ها یعنی موجودات ریز ذره بینی سروكار دارد، دو جنبه مهم دارد. یكی مبارزه با میكروارگانیسم های خطرناك و بیماری زا كه حیات انسانها، حیوانات و گیاهان را به خطر می اندازند و میكروبیولوژیست با شناسایی روش و مسیر ایجاد بیماری ها می تواند این مسیر را متوقف كرده و از چرخه و سیر بیماری جلوگیری كند و جنبه دیگر استفاده بهینه و مناسب از میكروارگانیسم ها برای تولید مواد غذایی و تبدیل بهینه صنایع غذایی مثل تهیه پنیر، ماست و یا حتی نان و همچنین تولید داروهای پزشكی و دامپزشكی می باشد.

اهمیت این رشته با توجه به نیاز صنایع غذایی و تخمیری به كارشناسان این رشته، نیاز علوم پزشكی و دارویی، نیاز سازمان های محیط زیست و مبارزه با آلودگی آن، نیاز كشاورزی و دام پروری، نیاز دانشگاه ها به مدرس و محقق و … به خوبی روشن می شود.

 

گرایش های مقطع لیسانس:

گرانش میكروبیولوژی یكی از پنج گرایش رشته زیست شناسی سلولی و ملكولی است. اما لازم به توضیح است كه …

 

علم میكروبیولوژی گرایشهای مختلفی دارد كه عبارتند از:

·         الف) گرایش پزشكی. در این گرایش میكروبهایی كه برای انسان بیماری زا هستند و چگونگی فعالیت آنها بررسی می شود. البته این گرایش قسمت كوچكی از علم میكروبیولوژی را به خود اختصاص می دهد چرا كه از میان میكروبهای شناخته شده فقط حدود 170 نوع میكروب، بیماری زا هستند و بقیه میكروبها تاكنون شناخته شده اند، میكروبهایی مفید می باشند.

·         ب) میكروبیولوژی غذایی. بسیاری از مواد غذایی مثل ماست یا پنیر به یاری میكروبها تولید می شوند.

·         ج) میكروبیولوژی صنعتی. در این گرایش از میكروبیولوژی از میكروبهای مفید برای تولید مواد صنعتی مانند اسیدها و كمپوست میكروبی (تهیه كود به یاری مواد زاید و زباله ها) استفاده می شود. همچنین از میكروبها در رفع آلودگی های محیط زیست استفاده می گردد.

 

آینده شغلی، بازار كار، درآمد:

دكتر یحیی همتی مدیر گروه میكروبیولوژی دانشكده پزشكی دانشگاه شهید بهشتی در این باره می گوید: میكروبیولوژی پایه و اساس بسیاری از علوم از قبیل: بیوشیمی، بیوتكنولوژی، زنتیك و پزشكی است.

برای مثال یكی از پایه های مستحكمی كه پزشكی بر روی آن استوار است، میكروبشناسی است. چون علم میكروبشناسی است كه توانسته است در مقابل حملات سهمگین بیماری های بسیار خطرناك و جهانگیر مانند فلج اطفال و یا طاعون با تشخیص، درمان و یا تهیه واكسن و راههای اساسی و موثر در اختیار بشر قرار دهد و باز علم میكروبشناسی است كه باید راهی برای نجات انسان از چنگال بیماریهای عفونی جدید پیدا بكند.

یكی از كاربرهای رشته میكروبیولوژی حداقل در بعد سنتی، تشخیص بیماری است چون در آزمایشگاههای تشخیص طبی محققان عمدتاً با بیماریهای عفونی میكروارگانیسم ها سروكار دارند یعنی یا بطور مستقیم به تشخیص میكروارگانیسم ها می پردازند یا به تشخیص آثار حیاتی آنها می پردازند كه نهایتاً این آثار حیاتی ما را به سوی یك میكروارگانیسم هدایت می كند مثل ترشح یك آنزیم یا تبدیل قند به اسید كه در این موارد ما خود میكروارگانسم را نمی بینیم اما از آثار حیاتی آن می توانیم تشخیص دهیم كه با چه میكروارگانیسمی سروكار داریم و این میكروارگانیسم چه بیماری را ایجاد كرده است. با توجه به اینكه متاسفانه امروزه دنیا با خطر شیوع مجدد بیماریهای میكروبی قدیمی و شیوع بیماریهای جدید روبرو است رشته میكروبیولوژی در پیشگیری و جلوگیری از بیماری كاربرد دارد مثل علم واكسینه لوژی كه علم جدیدی است و وظیفه آن ساخت واكسنها و سرمهای مختلف می باشد. مواد غذایی و تولید مواد غذایی مختلف اثر میكروارگانیسم ها بسیار قابل توجه است. همچنین رشته میكروبیولوژی در كشاورزی بطور بسیار وسیعی در تشخیص آفات گیاهی، مبارزه با آفات گیاهی و ایجاد مقاومت گیاهی نسبت به آفات (ایجاد گیاهانی مقاوم به آفات و حشرات) مورد استفاده قرار می گیرد.

در صنایع و معادن نیز برای استخراج فلزات سنگین و در تصفیه نفت در گوگردزدایی از نفت مورد استفاده قرار می گیرند. همین استفاده از رشته میكروبیولوژی در گوگردزدایی بسیار مهم است چون در تصفیه نفت مرحله گوگردزدایی بسیار گران تمام می شود. اما میكروارگانیسم هایی هستند كه گوگرد را در خودشان تثبیت می كنند و جدا می شوند و به این وسیله می توان بهترین نفت بدون گوگرد را خیلی ارزان به دست آورد.

در محافظت از محیط زیست نیز میكروارگانیسم هایی هستند كه تصفیه فاضلابها و مبارزه بیولوژیك با عفونتها آلودگی های فاضلابی مورد استفاده قرار می گیرند و آب سالم و در حقیقت بدون آلودگی تحویل می دهند همچنین در آلودگیهای نفتی میكروبهای نفت خواری هستند كه پارافین و خود نفت را به عنوان مواد غذایی استفاده می كنند و توده ای سلولی می سازند كه مورد مصرف تغذیه آبزیان را از بین می برد، تبدیل به یك ماده غذایی می كنند كه مورد استفاده آبزیان قرار می گیرد. تبدیل به یك ماده غذایی می كنند كه مورد استفاده آبزیان را از بین می برد، تبدیل به یك ماده غذایی می كنند كه مورد استفاده آبزیان قرار می گیرد. تا حدودی نیز همین كار در خلیج فارس برای تصفیه آلودگی چاههای نفتی كویت انجام گرفت.

حتی در صنعت نساجی نیز این علم به یاری بشر آمده است و به تازگی در صنعت نساجی از میكروارگانیسم ها برای تثبیت نشاسته و آهار دادن پارچه استفاده می شود.

فعالیت در مراكز میكروب شناسی، كارشناسی علوم آزمایشگاهی، بررسی آلودگی های میكروبی مواد غذایی اعم از فرآورده های گیاهی و دامی، صنایع غذایی مراكز تشخیص بیماری میكروبی، ویروس، عوامل و فرآورده های تخمیری و … نمونه هایی از توانایی های فارغ التحصیلان گرایش میكروبیولوژی است.

سازمان ها و مراكزی مانند وزارت بهداشت و درمان، آزمایشگاه های پاتولوژی و میكروب شناسی بیمارستان ها، بیماری های دامی (دام پزشكی). آزمایشگاه های تشخیص طبی، صنایع غذایی مختلف و كارخانه های كنسروسازی، نوشابه سازی، عصاره گیری میوه ها، عرقیات و صنایع گوشتی و …

همه و همه محل هایی هستند كه فارغ التحصیلان این رشته می توانند در آنها مشغول به كار شوند.

 

ظرفیت پذیرش كل و گرایش مختلف:

طی سه سال تحصیلی 75 تا 78 بطور متوسط در هر سال 28 نفر داوطلب در رشته میكروبیولوژی پذیرفته شده اند.

توانایی های جسمی، علمی، روانی و … مورد نیاز و قابل توصیه

الف) توانایی علمی: آقای محمد آموزگار نیز در این باره می گوید: دانشجوی این رشته باید در درس زیست شناسی بخصوص در بخشهایی كه به علوم سلولی مولكولی می پردازد و شیمی قوی و توانا باشد.

به هر حال فارغ التحصیلان دیپلم تجربی در این رشته موفق ترند.

ب) توانایی جسمی:

ج) علاقمندیها: صبر و حوصله و عشق و علاقه دو نكته اساسی برای موفقیت در رشته میكروبیولوژی است كه تمام استادان و دانشجویان این رشته به آن اشاره می كنند چرا كه تحقیق در آزمایشگاههای میكروبیولوژی و كشت دادن یك میكروب نیازمند صبر و حوصله است و تحقیق در مورد بیماریهای میكروبی و مبارزه با آنها عشق و علاقه ای وافر می طلبد. این علاقه باید از دو جهت باشد، یكی علقه به مسائل زیستی و دیگری علاقه به كارهای آزمایشگاهی (نظیر كشت میكروارگانیسم ها)

اما علاوه بر نكات فوق دكتر محمدی در مورد ویژگی های دانشجوی موفق این رشته می گوید: دانشجوی این رشته باید از دو توانایی مهم برخوردار باشد كه یكی از آنها حافظه ای قوی است چون بیشتر مطالب این رشته تئوری است و دوم قدرت تجزیه و تحلیل است چرا كه اگر دانشجویی نتواند از اطلاعاتی كه در حافظه اش جمع كرده است، بهره برداری مناسب كرده و تحلیل مناسبی داشته باشد، مثل یك كامپیوتر خاموش می ماند كه هیچ استفاده ای از آن نمی شود.

د) توانایی مالی:

 

وضعیت ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر: (كارشناسی ارشد و …)

رشته های مشابه و نزدیك به این رشته:

زمین شناسی- علوم سیاسی – جامعه شناسی و علوم اجتماعی

 

وضعیت نیاز كشور به این رشته در حال حاضر:

وی در ادامه در مورد موقعیتهای شغلی این رشته در ایران می گوید: در حال حاضر كارشناسان میكروبیولوژی به عنوان نیروهایی كه مسلط به تكنیكهای میكروبیولوژی هستند در پژوهشگاه نفت برای تحقیق بر روی میكروبهای نفت خوار یا گوگردزدایی، در بخش صنایع غذایی در كارخانه های كنسروسازی و كمپوت سازی و در صنایع بهداشتی مشغول به كار هستند اما مسلم است كسی كه در رشته میكروب شناسی مدرك لیسانس دارد، باید در كنار یك كارشناس یا متخصص كه دارای تحصیلات عالی تری است كار بكند اما اگر دانشجوی این رشته به مدارج بالاتر تحصیلی دست پیدا كند، علاوه بر به دست آوردن اطلاعات جدیدتر، می تواند موقعیتهای شغلی بهتر و متنوع تری داشته باشد.

دكتر همتی نیز با اشاره به موارد فوق می گوید: كاربرد این رشته آنقدر گسترده است كه قابل ذگر نیست برای مثال محقق این رشته از یك سوی می تواند به بررسی كاربرد سلاحهای میكروبی و راههای پیشگیری از این سلاحها بپردازد و از سوی دیگر می تواند در كارخانه های عطرسازی به ساخت عطرهای خوشبو به یاری میكروبها مشغول باشد.

دكتر همتی همچنین در مورد امكان داشتن شغل آزاد در این رشته می گوید: تهیه لوازم آزمایشگاهی مورد نیاز در این رشته یكی از شغلهایی است كه بعضی از فارغ التحصیلان میكروبیولوژی جذب آن می شوند و در این زمینه خدمات شایسته ای انجام می دهند.

طیبه جلیلی دانشجوی كارشناسی ارشد میكروبیولوژی دانشگاه تهران نیز در مورد موقعیتهای شغلی این رشته می گوید: رشته میكروبیولوژی موقعیتهای شغلی متنوعی دارند كه از ان جمله می توان به فعالیت در موسسه استاندارد و یا آزمایشگاههای كارخانجات تهیه مواد بهداشتی و غذایی در جهت تشخیص كیفیت و سلامت این مواد از نظر عدم آلودگی میكروبی (بیماری زا یا مولد فساد) اشاره كرد.

همچنین عده ای از فارغ التحصیلان در مراكز تهیه مواد دارویی مانند تهیه آنتی بیوتیك ها كار می كنند چرا كه از برخی میكروارگانیسم ها مانند كپكها و اكتیومیست ها می توان برای تهیه بعضی از آنتی بیوتیك ها مثل پنی سیلین ها و استرپتومایسین استفاده كرد و بالاخره كارخانجات تهیه اسیدها مانند اسید بوتریك و اسید استیك و حلال ها مانند الكل و استون و مراكز تهیه واكسن مانند موسسه رازی و انستیتو پاستور ایران می توانند مراكز جذب فارغ التحصیلان این رشته باشند.

 

میكروبیولوژی یا زیست شناسی سلولی مولكولی
گاه می شنویم كه از رشته میكروبیولوژی با عنوان زیست شناسی سلولی مولكولی یاد می شود. برای مثال در برخی از قسمتهای دفترچه ها راهنمای آزمون سراسری سازمان سنجش آموزش كشور از این رشته با عنوان زیست شناسی سلولی مولكولی یاد شده است و به همین دلیل تعدادی از داوطلبان آزمون سراسری تصور می كنند كه رشته میكروبیولوژی همان رشته علوم سلولی مولكولی است و در نتیجه هنگام انتخاب رشته با مشكلاتی روبرو می شوند.

دكتر محمدی درباره تفاوت مابین این دو رشته می گوید: در حقیقت علم میكروبیولوژی سلول (به اصطلاح چگونگی كاركردن و سوخت و ساز بدن سلول) صحبت می شود، در واقع ساختار سلول به عنوان یك میكروارگانیسم مورد بررسی قرار می گیرد، اما این باعث نمی شود كه دو رشته فوق را یكی بدانیم چون علوم سلولی مولكولی از حیطه فعالیتهای بیرونی میكروب خارج شده و وارد فعالیتهای درونی آن می شود، در حالیكه در علم میكروبیولوژی تاثیرات بیرونی میكروارگانیسم ها مطالعه می شود. برای مثال شما در علم میكروبیولوژی نگاه می كنید كه میكروارگانیسم مورد نظر شما نظر شما چه نوع بیماری ایجاد كرده و از روی آثار بیماری حدس می زنید میكروارگانیسمی را كه بررسی می كنید، چه نوع میكروبی است.

دكتر محمدی همچنین در مورد نام رشته میكروبیولوژی می گوید: با توجه به این كه امروزه علوم بسیار ریز، جزئی و تخصص شده است، بهتر است كه دو علم میكروبیولوژی و علوم سلولی و مولكولی در كنار یكدیگر و با نام تخصصی خود به علم زیست شناسی خدمت بكنند نه اینكه یك علم، دیگری را احاطه بكند. مثلاً اگر بخواهیم میكروبیولوژی را زیر مجموعه ای از علوم سلولی و مولكولی بدانیم، اشتباه است چون بعضی از اوقات علوم سلولی و مولكولی كاری به میكروارگانیسم ها ندارد و در مورد سلولهای یوكاریوتی یا سلولهای انسانی صحبت می كند.

 

زیست شناسی- گرایش علوم جانوری

هدف:

هدف این شاخه به وجود آوردن زمینه های مساعد برای شناخت علوم جانوری، برقراری ارتباط صحیح آن با سایر علوم و در نتیجه تربیت كارشناسانی است كه قابلیت درك و حل مسائل بنیادی علوم جانوری را داشته و به جنبه های كاربردی آن آشنا باشند. داوطلبان ورود به این شاخه باید در دروس زیست شناسی، فیزیك، شیمی و ریاضی دبیرستان قوی باشند. اهمیت این شاخه با توجه به نیاز علوم پزشكی، بخشهای تحقیقاتی و آموزشی و موزه ها و باغهای وحش به كارشناس و محقق در شاخه علوم جانوری به خوبی مشخص می شود. جانورشناسی، حشره شناسی و زیست شناسی مولكولی، فیزیولوژی جانوری و … از جمله دروس تخصصی این شاخه می باشند.

اگر جانوران را نشناسیم، نمی توانیم پی به ارزش و اهمیتشان ببریم. همین عدم شناخت است كه باعث می شود برای حفظ آنها اهمیتی قائل نباشیم و صرفاً برای كام جویی به شكار یا حفظ آنها مبادرت ورزیم.

هدف اصلی این رشته شناخت دقیق و دقیق تر جانوران و مسائل مربوط به آنان است.

 

ماهیت:

اهمیت شناخت جانوران و خواص آنها را بهتر است با یك مثال روشن كنیم. امروزه، استفاده از مواد شیمیایی برای كنترل آفات راه درستی نیست. چون این مواد تعادل اكولوژی محیط زیست را برهم می رنند. در حالی كه با شناخت گونه های حشرات شكارچی می توان بسیاری از آفات مثل حشرات مضر را از بین برد. در این میان می توان به كفش دوزك ها اشاره كرد كه امروزه كاربرد بسیاری در اقتصاد كشاورزی آمریكا دارند و یا مگس های مفید كه از شته ها تغذیه می كنند. پس علوم جانوری و شناخت جانوران از ابعاد مختلف دارای فوایدی است كه شناخت جنبه های سلامت زندگانی و صرفه جویی اقتصادی او بعد بسیار ساده آن می باشد.

 

گرایش های مقطع لیسانس:

علوم جانوری خود یكی از گرایش های رشته زیست شناسی است. اما این گرایش سه بخش اصلی دارد: 1- جانورشناسی یا بیوسیستماتیك 2- فیزیولوژی جانوری اعم از حیوانی و انسانی 3- بافت شناسی و جنین شناسی جانوری

بسیاری از گرایش های زیست شناسی وابسته به علوم جانوری هستند. برای مثال یك محقق علوم سلولی و مولكولی تا با یك جانور و وضعیت زیستی آن آشنا نباشد نمی تواند روی سلول آن كار كند.

 

آینده شغلی، بازار كار، درآمد:

مراكز علمی و پژوهشی كه به طور مستقیم نیازمند كار و فعالیت كارشناسان زیست شناسی است عبارتند از: آزمایشگاههای زیست شناسی در دانشگاهها و موسسات تحقیقاتی و تدریس علوم زیستی در مدارس، وزارتخانه و موسسات دیگری در زمینه های و …

كشاورزی- باغبانی، منابع طبیعی، جنگلها و مراتع، محیط زیست، فضای سبز، بخشهای تحقیقات كشاورزی، اصلاح نباتات، پرورش گیاهان زینتی، بررسی و شناخت جوامع گیاهی و گیاهان دارویی و صنعتی، باغهای گیاه شناسی و … همچنین فارغ التحصیلان رشته ها و گرایشهای علوم جانوری و زیست شناسی عمومی و میكروبیولوژی و ژنتیك می توانند در موسسات دولتی و غیردولتی از قبیل: شیلات، محیط زیست، شناخت و بررسی فونها (جانوران كشور و منطقه) آزمایشگاهها و مراكز خون شناسی، بافت شناسی، میكروب شناسی، انگل شناسی، موزه های تاریخ طبیعی و … فعالیت كنند.

جانوران از دیرباز معلم انسان بوده اند و انسان در كلاس آنها مبارزه، شنا، پرواز، و بطور كلی استفاده از مواهب طبیعت را فراگرفته است. به همین دلیل بسیاری از محققان و دانشمندان، شاگردان این كلاس جذاب هستند و حتی علم “بیونیك”، آموزش علمی درسهای همین كلاس می باشد. علمی كه به بررسی موجودات زنده می پرازد تا بتوانند با كشف رازهای زندگی آنها به پیشبرد تكنولوژی كمك كند. برای مثال پژوهشگران این علم با مطالعه بر روی پشه می خواهند پارازیت هایی را كه باعث اختلال دستگاههای مخابراتی می شود، از میان بردارند چون پشه با ارتعاش بالهای خود وزوزی به راه می اندازد كه این صدا از هرگونه پارازیت اعم از غرش رعد و یا زوزه سوت های كارخانه های صنعتی عبور كرده و به پشه ای دیگر در 50 متری او می رسد.

این علم مهم و روزآمد كه كمتر از 40 سال از عمرش می گذرد، ارتباطی تنگاتنگ با علوم جانوری دارد و بسیاری از محققان علوم جانوری در آزمایشگاههای همین علم مشغول تحقیق و مطالعه بر روی جانوران هستند.

البته فرصت های شغلی متخصصان علوم جانوری محدود به آزمایشگاههای بیونیك نمی شود بلكه در كشورهای صنعتی و پیشرفته، علوم جانوری مثل سایر علوم پایه از اهمیت و ارزی بسیاری برخوردار است و متخصصان آن می توانند در مشاغل مختلفی مثل شناسایی گونه های مختلف جانوری، گسترش دادن موزه ها، رهبری تورهای تخصصی و مراقبت از نمونه ها و سوژه های زنده فعالت بكنند.

اما فارغ التحصیلان این گرایش چه فرصت های شغلی ای در ایران دارند؟

دكتر ساری در این زمینه می گوید:

“هر چند كه تعداد قابل توجهی از فارغ التحصیلان علوم جانوری جذب بازار كار نمی شوند اما بهترین دانشجویان همیشه موفق بوده و هستند. چنین افرادی پس از فارغ التحصیلی گاهی برای كارهای تحقیقاتی یا اداره آزمایشگاهها جذب دانشگاهها می شوند و یا در سازمان حفاظت از محیط زیست و سازمانهای مربوط به فعالیت می پردازند. چون سازمان محیط زیست برای بررسی اكوسیستم ها به محققان زیست شناسی از جمله علوم جانوری نیاز دارد. همچنین بعضی از فارغ التحصیلان این رشته وارد سیستم پزشكی شده و در زمینه های خون شناسی یا انگل شناسی فعالیت می كنند.

دكتر پاشایی نیز با انتقاد از فرصت های شغلی محدود فارغ التحصیلان این گرایش می گوید:

“چون علوم جانوری در كشور ما ناشناخته است، فرصت های شغلی فارغ التحصیلان آن نیز محدود می باشد. برای مثال شاخه موزه داری در علوم جانوری كه به حفظ نمونه های قدیمی می پردازد، یكی از شغل های مهم و پردرآمد دنیا است كه مسوولیت آن را متخصصان علوم جانوری برعهده دارند. اما متاسفانه این وظیفه در كشور ما به افرادی سپرده می شود كه تخصص لازم را نداشته و به همین دلیل تعدادی از موزه ها در شرایط مناسبی قرار ندارند.

 

ظرفیت پذیرش كل و گرایش مختلف:

توانایی های جسمی، علمی، روانی و … مورد نیاز و قابل توصیه

الف) توانایی علمی: “تعداد انگشت شماری از كتابهای رشته علوم جانوری به زبان فارسی است. این در حالی است كه كتابهای مورد نظر نیز قدیمی هستند و نمی توان به یاری آنها از تحقیقات و مطالعات جدید باخبر شد. به همین دلیل دانشجوی علوم جانوری لازم است كه با زبان انگلیسی آشنا باشد. همچنین دانشجوی علاقه مند به جانورشناسی باید در ریاضی و بخصوص آمار توانمند باشد.

آشنایی با دروس زیست شناسی، فیزیك، شیمی و ریاضی در سطح دبیرستان بصورت نسبتاً قوی جزو توانایی های مطلوب داوطلبان این رشته می باشد.

ب) توانایی جسمی:

ج) علاقمندیها: برای موفقیت در تمام رشته های دانشگاهی باید صبر و حوصله داشت. اما در بعضی از رشته ها این نیاز بیشتر احسای می شود چرا كه دانشجو باید وقت زیادی را صرف تحقیق و آزمایش كند تا در مطالعاتش به نتیجه برسد. گرایش علوم جانوری نیز از جمله همین رشته ها است. دانشجویان این رشته باید به گردش در طبیعت علاقه مند باشند چون اطلاعاتی كه با حضور در محیط طبیعی زندگی جانور می توانند به دست بیاورند در هیچ كتابی پیدا نخواهند كرد.

د) توانایی مالی: “در كشور ما دز زمینه علوم جانوری فعالیت های تحقیقاتی زیادی انجام نگرفته است. به همین دلیل دانشجویان علاقه مند به فعالیت های تحقیقاتی می توانند در این رشته حضوری فعال داشته باشند تا جایی كه گاه یك دانشجوی كارشناسی این رشته طی مدت تحصیل خود یك یا دو گونه جدید از جانوران را شناسایی می كند.

 

نكات تكمیلی:

اكثر واحدهای درسی سه گرایش علوم گیاهی، علوم جانوری و زیست دریا یكسان است و فقط 17 واحد این سه گرایش با یكدیگر تفاوت دارد و در واقع دانشجو تنها با مطالعه 17 واحد تخصصی، كارشناس علوم گیاهی، علوم جانوری و یا زیست دریا می شود.

دكتر پاشایی در این باره می گوید: در خارج از ایران رشته های زیست شناسی از آغاز تفكیك شده هستند و به جز درسهای عمومی و پایه مثل شیمی و یا ریاضی مابقی درسهایشان تخصصی می باشد. چون تعداد قابل توجهی از دروس گرایشهای فوق با یكدیگر فرق دارد. برای مثال دیرین شناسی، فیزیولوژی و ژنتیك در علوم گیاهی با علوم جانوری تا حدودی فرق دارد چون ما جانوران را به دو شاخه عمده مهره داران و بی مهره ها تقسیم می كنیم كه می توانند سطحی گسترده از یك سلولی ها تا انسان را در بر بگیرند در حالی كه در گیاه شناسی چنین تقسیمی معنی نمی دهد و یا در بحش جنین شناسی، گیاهان دوره تكوین ندارند در حالی كه این مرحله در جانوران، مرحله مهمی است. از سوی دیگر وقتی دانشجویی گرایش علوم جانوری را انتخاب كرد امكان دارد علاقه ای به دروس علوم گیاهی، علوم جانوری و زیست دریا یكسان است و فقط 17 واحد این سه گرایش با یكدیگر تفاوت دارد و در واقع دانشجو تنها با مطالعه 17 واحد تخصصی، كارشناس علوم گیاهی، علوم جانوری و یا زیست دریا می شود.

دكتر پاشایی در این باره می گوید: در خارج از ایران رشته های زیست شناسی از آغاز تفكیك شده هستند و به جز درسهای عمومی و پایه مثل شیمی و یا ریاضی مابقی درسهایشان تخصصی می باشد. چون تعداد قابل توجهی از دروس گرایشهای فوق با یكدیگر فرق دارد. برای مثال دیرین شناسی، فیزیولوژی و ژنتیك در علوم گیاهی با علوم جانوری تا حدودی فرق دارد چون ما جانوران را به دو شاخه عمده مهره داران و بی مهره ها تقسیم می كنیم كه می توانند سطحی گسترده از یك سلولی ها تا انسان را در بر بگیرند در حالی كه در گیاه شناسی چنین تقسیمی معنی نمی دهد و یا در بخش جنین شناسی، گیاهان دوره تكوین ندارند در حالی كه این مرحله در جانوران، مرحله مهمی است. از سوی دیگر وقتی دانشجویی گرایش علوم جانوری را انتخاب كرد امكان دارد علاقه ای به دروس علوم گیاهی نداشته باشد و به اجبار سر كلاسهای دروس تخصصی علوم گیاهی بنشیند كه البته عكس چنین قضیه ای نیز ممكن است و در هر دو صورت باعث می شود كه مقداری از انرژی و وقت دانشجو تلف شده و استاد نیز نتواند كلاس مفید و فعالی داشته باشد.

یكی دیگر از اساتید دانشگاه در همین زمینه می گوید:

“هدف از گسترش دروس عمومی و محدود كردن دروس اختصاصی در گرایشهای مختلف زیست شناسی، زیاد كردن فرصت های شغلی برای فارغ التحصیلان كارشناسی زیست شناسی بوده است. یعنی فارغ التحصیلان بتوانند علاوه بر مراكز و سازمانهای اختصاصی مربوط به گرایش خود در آموزش و پرورش نیز استخدام شوند اما این طرح بازدهی خوبی نداشت چون از یك سو ظرفیت استخدام آموزش و پرورش كاهش یافته و از سوی دیگر تعداد فارغ التحصیل رشته زیست شناسی در گرایشهای مختلف بخصوص گرایش زیست شناسی عمومی افزایش یافته است و در نتیجه فارغ التحصیلان نمی توانند براحتی جذب آموزش و پرورش شوند و به دلیل این كه از معلومات تخصصی خوبی نیز برخوردار نیستند، نمی توانند در سازمانها و مراكز تخصصی مربوط به گرایش خود مشغول به كار گردند.

 

زیست شناسی – گرایش علوم گیاهی

هدف:

شاخه علوم گیاهی: دانشجویان با گذرانیدن دروس مشترك و اختصاصی خود كه در آن 10 واحد دروس اختیاری و با جنبه كاربردی نیز پیش بینی شده است می توانند نیاز موسسات پژوهشی، آموزشی، تولیدی و خدماتی به كارشناسان علوم گیاهی را برطرف نمایند. از جمله دروس تخصصی شاخه علوم گیاهی عبارتند از: جلبك شناسی، قارچ شناسی، مورفولوژی گیاهی، اكولوژی گیاهی، فیزیولوژی گیاهی، اصول و روش های رده بندی گیاهان و … اهمیت این شاخه با توجه به نیاز مراكز پژوهشی به كارشناسی علوم گیاهی آشنا به مسائل گیاه شناسی و فیزیولوژی گیاهی، نیاز علوم گیاه پزشكی به كارشناسان علوم گیاهی، نیاز به كارشناسان علوم گیاهی در كشاورزی و صنایع دارویی، غذایی و چوب و كاغذ و … نیاز به كارشناسان علوم گیاهی در مسائل محیط زیست، رفع نیازمندیهای علوم طبیعی و باغهای كشاورزی به كارشناسان علوم گیاهی و پاسخگویی به نیاز مراكز آموزشی و پژوهشی در زمینه تربیت مدرس و محقق علوم گیاهی بخوبی روشن می شود.

 

ماهیت:

این رشته كه یكی از شاخه های زیست شناسی است، صرفاً موارد مربوط به گیاه را اعم از گیاهان اولیه تا امروزی بررسی می كند و دارای زمینه های مختلفی مانند: گیاه شناسی، فیزیولوژی گیاهی، ریخت زایی و اندام زایی در گیاهان، بیوشیمی و جلبك شناسی است.

“علوم گیاهی دارای دو بخش عمده “فیزیولوژی” و “سیستماتیك” است كه بخش فیزیولوژی به شناخت زندگی گیاهان و اندامهای مختلف یك گیاه می پردازد و بخش سیستماتیك نیز درباره اسامی و طبقه بندی گیاه می باشد.”

“در حال حاضر دانشجویان كارشناسی علوم گیاهی، اطلاعاتی عمومی در مورد گیاهان و جانوران در دو بخش فیزیولوژی و مباحث مربوط به آن و بخش سیستماتیك به دست می آورند یعنی دروس آنها جنبه تخصصی ندارد و 118 واحد درسی گرایش علوم گیاهی با واحدهای درسی گرایش علوم جانوری یكسان است و هر دانشجوی علوم گیاهی تنها 17 واحد تخصصی می گذراند كه البته از این 17 واحد نیز 4 واحد اختیاری است و می تواند این 4 واحد را از دروس گرایشهای دیگر انتخاب كند.”

 

فرصت های شغلی

برای یك دانش آموخته علوم گیاهی (در حد لیسانس)

حضور كارشناسان علوم گیاهی در موسسه های تحقیقاتی و اجرایی كشور امری ضروری است تا بتوان محیط زیست ایران را به خوبی حفظ كرد اما به گفته اساتید و دانشجویان علوم گیاهی در حال حاضر فارغ التحصیلان دوره لیسانس این رشته موقعیتهای شغلی مناسبی ندارند. چون دانش و اطلاعات ان ها جنبه تخصصی ندارد و موسسات و مراكز تحقیقاتی و اجرایی بیشتر مایلند كه نیروهای مورد نیاز خود را از میان فارغ التحصیلان كارشناسی ارشد و یا دكترای این رشته انتخاب كنند.

احمدرضا اخوت در همین زمینه می گوید:

“بیشتر فارغ التحصیلان علوم گیاهی در سطح كارشناسی جذب آموزش و پرورش می شوند چون معلومات آنها جنبه عمومی دارد و می توانند در تدریس كتب زیست شناسی دوره متوسطه موفق گردند اما نمی توانند در مراكز تحقیقاتی كه نیاز به متخصص در زمینه های مختلف علوم گیاهی دارد، فرصت شغلی مناسبی به دست بیاورند.”

وی در ادامه می گوید: “با این وجود یك دانشجوی كارشناسی كه از همان ابتدا توانایی و استعدادش را شناخته و آن را شكوفا كرده و خود را محدود به كتب درسی و دانشگاهی نكرده است، برایش فرصت های شغلی خوبی پیدا می شود.

برای مثال یك دانشجوی شهرستانی می تواند احیاگر گیاهان منطقه زندگی خود باشد و یا با توجه به اهمیت گیاهان دارویی و روی آوردن مردم به این دسته از گیاهان، می تواند گیاهان دارویی شهر خود را شناسایی كرده و خواص آن ها را بررسی كند چون آب و هوای متغییر كشور ما مهمترین عامل در تاثیرات دارویی یك گیاه است و در نتیجه گیاهان دارویی كشور ما ویژگی های نادری دارند.

از سوی دیگر اگر كسی در این رشته خودش سرمایه گذاری كند و متاثر از محیط نشود، می تواند در بخش های كشاورزی – زیست، ژنتیك و بیوتكنولوزی فعالیت داشته باشد.

و بالاخره زمینه تحقیقاتی در این رشته بسیار گسترده است چون حدود یك پنچم گونه های گیاهی ایران، بومی كشورمان هستند و این زمینه خوبی برای تحقیقات است و بسیاری از تحقیقات را نیز می توان با امكانات اندك و در یك آزمایشگاه كوچك و یا در خانه انجام داد. در واقع باید گفت كه ما در زمینه گیاه شناسی كاری نكردیم كه بررسی كنیم آیا موقعیت كاری در این رشته وجود دارد یا خیر.

كاظم مهدی قلی فارغ التحصیل این رشته نیز با اشاره به تحقیقات اندك در رشت علوم گیاهی می گوید:

“علوم گیاهی آنقدر بكر است كه ما در چهار رشته خزه شناسی، جلبك شناسی، قارچ شناسی و سرخس شناسی یا متخصص نداریم و یا تعداد متخصصان از انگشتان یك دست كمتر است. در نتیجه كسی كه در یكی از رشته های فوق متخصص شود، موقعیت كاری خوبی به دست می آورد. همچننی اگر یك متخصص علوم گیاهی در زمینه سیستماتیك و فیزیولوژی گیاهان دارویی قوی باشد، مراكز زیادی او را جذب خواهد كرد.”

دكتر فهیمی نیا نیز در مورد فرصت های شغلی فارغ التحصیلان علوم گیاهی می گوید:

“علاوه بر وزارت آموزش و پرورش و مراكز تحقیقاتی و آزمایشگاهی وزارت فرهنگ و آموزش عالی، سازمان پارك ها و فضای سبز شهرداری، وزارت كشاورزی، وزارت جهاد سازندگی از جمله سازمانهایی هستند كه می توانند فارغ التحصیل این رشته را جذب كنند. همچنین یك لیسانس علوم گیاهی می تواند در موسسه های خصوصی پرورش گل و گیاه مشغول به كار گردد.

 

توانایی های جسمی، علمی، روانی و … مورد نیاز و قابل توصیه

الف) توانایی علمی: حافظه خوب یاور خوبی برای دانشجویان این رشته است.

“چون در رشته علوم گیاهی ما با گونه های زیادی از گیاهان سر و كار داریم، دانشجو باید یك مقدار محفوظات داشته باشد اما این به آن معنا نیست كه همه چیز را حفظ كند بلكه باید اصول را یاد بگیرد و در بقیه موارد از كتابها به عنوان راهنما استفاده كند.”

ب) توانایی جسمی:

ج) علاقمندیها:

یك دانشجوی علوم گیاهی باید به گیاهان عشق بورزد چرا كه باید روزهای بسیاری را در طبیعت به شوق یافتن گیاهان مختلف سپری كند و یا ساعت های متوالی در آزمایشگاه با صبر و حوصله به بررسی اندام های یك گیاه بپردازد.

“با توجه به این كه رشته علوم گیاهی دارای دو شاخه است دانشجویان باید ویژگی های لازم برای هر دو شاخه این علم را داشته باشند.

برای مثال در زمینه سیستماتیك، دانشجو لازم است فردی منظم و مرتب باشد و بتواند مطالب را در ذهن خویش بخوبی طبقه بندی كند و همچنین باید از قدرت تطبیق خوبی برخوردار باشد یعنی بتواند یك گیاه را با نامش تطبیق دهد. برای موفقیت در مبحث فیزیولوژی گیاهی نیز باید فردی جستجوگر بود و قدرت تجزیه و تحلیل خوبی داشت.

این رشته صبر و حوصله زیادی می خواهد چون در آزمایشگاههای علوم گیاهی نمی توان عكس العمل یك گیاه را به سرعت مشاهده كرد و این كار ساعتها و حتی روزها زمان می برد.

دانشجویی باید وارد این رشته شود كه از كودكی یك محقق بار آمده باشد چون بسیار سخت است یك جوان 18 یا 19 ساله را كه وارد دانشگاه شده است به تحقیق علاقه مند كرد اما اگر دانش آموزان از دوران دبستان محقق و جستجوگر بار بیایند در دانشگاه مشكلی نخواهند داشت”.

“بسیار مهم است كه دانشجوی این رشته به امید كشف قوانین طبیعت بخصوص قوانین موجود برای گیاهان وارد دانشگاه شود چون در این صورت نسبت به علوم پایه مثل شیمی و ریاضی كه در دو سال اول ارائه می شود بی تفاوت نخواهد بود و می داند كه پایه و اساس مباحث بعدی مثل فیزیولوژی، بر همین علوم پایه استوار شده است.”

 

نظرات:

اگر هدف از ارائه تحصیلات دانشگاهی، آموزش تخصصی رشته های مختلف باشد به نظر من این 17 واحد تخصصی كافی نیست و هیچ دانشجویی با گذراندن این چند واحد محدود نمی تواند در رشته خود متخصص شود. پس یا باید طبق برنامه قبلی شورای عالی برنامه ریزی، دانشجویان علوم گیاهی، بیشتر دروس گیاهی را مطالعه كنند و دانشجویان علوم جانوری نیز دروس مربوط به گرایش خویش را بگذرانند یا در كل گرایش های مختلف را در سطح كارشناسی برداریم و در این دوره به آن ها زیست شناسی عمومی آموزش بدهیم.”

آیا می دانید در كشور ما با یك میلیون و 648 هزار كیلومتر مربع وسعت و تقریباً یك میلیون 400 هزار كیلومتر مربع منطقه كویری، چند گونه گیاهی وجود دارد؟

به گفته دكتر قهرمان در این منطقه خشك بیش از 7500 گونه گیاهی وجود دارد كه 1500 گونه آن بومزاد ایران (گونه هایی كه خاص ایران است) و 1500 گونه دیگر نادر می باشد. و این یعنی ان كه تنوع گل در كشور ما بسیار بالاست و تعداد گونه های گیاهی در ایران برابر با بخش مركزی اروپا است.

براستی چه كسی باید این طلای سبز را بشناسد و به مردم معرفی كند؟ چه كسی می تواند راه حفاظت و استفاده از این ثروت خداداد را به مردم و مسوولین كشور نشان دهد؟

بدون شك متخصصان و محققان علوم گیاهی در این زمینه نقشی عمده و اساسی دارند. افرادی كه با یاری گرفتن از دانش آنها می توان مانع از فرسایش خاك و نابودی پوشش گیاهی مناطق مختلف كشور گردید تا كویر به خانه ما قدم نگذارد چرا كه می دانیم وقتی یك درخت قطع می گردد و یا یك سانتی متر از خاك ایران از پوشش گیاهی تهی می شود ما آغوشمان را به روی كویر و در نتیجه سیل های خانمان برانداز بیشتر باز كرده ایم. و چاره این مشكل نیز چندان آسان نیست چون حتی ترمیم یك سانتی متر از خاك، 200 سال زمان می برد و در نتیجه بازیابی یك پوشش گیاهی از بین رفته به زمانی بسیار طولانی نیاز دارد.

 

نكات تكمیلی:

“طبق مصوبه شورای عالی برنامه ریزی وزارت فرهنگ و آموزش عالی از سال 74 رشته زیست شناسی به دو شاخه تبدیل شده است كه یكی شاخه زیست شناسی عمومی، علوم گیاهی و علوم جانوری است و دیگری شاخه سلولی و مولكولی است كه شامل میكروبیولوژی، بیوشیمی و بیوفیزیك می شود، بنابراین در حال حاضر 118 واحد از دروس علوم گیاهی و علوم جانوری مشترك است و تنها 17 واحد آنها متفاوت است.”

همان طور كه پیش از این گفتیم در حال حاضر گرایش علوم گیاهی تنها در 17 واحد با گرایش علوم جانوری تفاوت دارد كه این 17 واحد در هر دانشگاه با توجه به تخصص اساتید و امكانات آن دانشگاه متفاوت می باشد. ما در اینجا برای …

 

زیست شناسی – گرایش زیست دریا

هدف:

گرایش زیست دریا به بررسی و مطالعه خواص محیط آبی، بیولوژی آبزیان و فعالیت های آبزی پروری می پردازد. یعنی برخلاف دو گرایش علوم جانوری و علوم گیاهی كه در آنها بیشتر موجودات خشكی زی مطالعه می شوند این گرایش جانوران و گیاهان آبزی را بررسی و مطالعه می كند.

گرایش زیست دریا علاوه بر بررسی فیزیولوژی آبزیان به مطالعه اكولوژی دریا یعنی بررسی آلودگی آب دریا و تاثیر آن بر محیط دریا می پردازد.

ماهیت:

“دنیای زیر آبها دنیای بسیار اعجاب آور و شگفت انگیزی است. دنیایی كه در آن بزرگترین جانور كره زمین یعنی نهنگ زندگی می كند. موجودی كه گاه تا 15 تن وزن و 27 متر طول دارد. همچنین خطرناكترین، باهوشترین، زیباترین و بی آزارترین جانوران كره زمین در همین محیط پررمز و راز حضور دارند.”

گرایش های مقطع لیسانس:

این گرایش، خود یكی از 5 گرایش رشته زیست شناسی است.

آینده شغلی، بازار كار، درآمد:

“اگر دانشجوی زیست دریا بخواهد شغلی در ارتباط با رشته تحصیلش پیدا كند، باید توجه داشته باشد كه فرصت های شغلی این گرایش بیشتر در نواحی ساحلی كشور مثل استان گیلان، مازندران و خلیج فارس وجود دارد.

علی رغم این كه مراكز پزشكی معتقدند مصرف آبزیان نسبت به سایر مواد پروتئینی از مزیت های فراوانی برخوردار است و حتی آن را “غذای سلامتی” می نامند، اما این مواد در كشور ما مورد استقبال قرار نگرفته است. چرا كه از یك سو مردم به درستی مواد غذایی دریایی را نمی شناسند و از سوی دیگر این دسته از مواد غذایی گران می باشند.

در این میان فارغ التحصیلان گرایش زیست دریا با فعالیت در مراكز پرورش ماهی و همچنین تحقیق بر روی ارزش مواد غذایی دریایی و انتشار این تحقیقات در رسانه های گروهی می توانند نقش موثری در كاهش موانع فوق داشته باشند.

“با توجه به این كه صنعت آبزی پروری و استفاده از منابع آبی در برنامه توسعه اقتصادی دولت جای خاصی را به خود اختصاص داده است، امید است كه كارشناسان زیست دریا بتوانند در زمینه های فوق مشغول به كار گردند.”

وی همچنین در مورد تفاوت فرصت های شغلی این رشته با مهندسی شیلات می گوید:

“دانشجوی رشته شیلات تكنیك و فن تكثیر و پرورش ماهی را آموزش می بیند و در همین زمینه فعالیت می كند. در حالی كه دانشجوی زیست دریا بیشتر به بررسی خصوصیات موجودات دریایی به عنوان یك موجود زنده و ویژگی های تولید مثل آنها می پردازد و از سوی دیگر آبزی پروری تنها بخشی از مطالعات و در نتیجه فعالیت های یك دانشجوی زیست دریا است و دانشجوی این گرایش در كل به مطالعه محیط آب و جانداران آن می پردازد.”

سارا سمیعی دانشجوی زیست دریای دانشگاه شهید بهشتی نیز در مورد فرصت های شغلی فارغ التحصیل این گرایش می گوید:

“علاوه بر كار در شیلات فارغ التحصیلان این گرایش می توانند در حفظ بعضی از گونه های آبزیان كه در حال انقراض هستند مثل ماهی ازون برون و یا ماهی سفید كار بكنند و مهمتر از همه این كه ما باید به یاری كارشناسان زیست دریا یك اطلس دقیق در مورد گونه های آبزیان موجود در آبهای كشورمان تهیه كنیم تا از گونه ها و در واقع منابع دریایی موجود در كشورمان باخبر شویم، كاری كه تاكنون انجام نگرفته است و به همین دلیل ما حتی نمی دانیم كه در خلیج فارس چند گونه آبزی وجود دارد. در حالی كه ایالت كوچكی مثل دبی تمام گونه های آبزی موجود در منطقه را مشخص نموده و نامگذاری كرده است.

ظرفیت پذیرش كل و گرایش مختلف:

طی سه سال تحصیلی 76 تا 78 بطور متوسط در هر سال 116 دانشجو در این گرایش پذیرفته شده اند. ضمناً گرایش زیست دریا در ایران تا مقطع دكترا تدریس می شود.

علاقمندیها: گرایش زیست دریا مثل سایر گرایشهای زیست شناسی جزو علوم پایه محسوب می شود و در واقع هدف این گرایش تربیت كارشناسان و محققان زیست دریا است، افرادی كه باید عاشق كشف حقایق پدیده های طبیعی باشند. چون شاید بتوان در رشته هایی كه جنبه فنی یا اجرایی دارند بدون عشق و علاقه بسیار موفق گردید و حتی شغلی نیز در همان زمینه پیدا كرد اما یك محقق نمی تواند بدون عشق و علاقه ای وافر با دشواری های كارهای تحقیقاتی دست و پنجه نرم كند و در نهایت موفق گردد.

آشنایی با بعضی از مهارت های جنبی مثل غواصی و عكاسی و فیلمبرداری در زیر آب می تواند موفقیت دانشجوی این رشته بخصوص در سطوح كارشناسی ارشد و دكترا نفش موثری داشته باشد.

نكات تكمیلی:

“با 17 واحد تخصصی نمی توان دانشجویان گرایش زیست دریا را با دنیای آب آشنا ساخت. چون هم جانورانی كه در این محیط زندگی می كنند، ویژگی های خاص خود را دارند و هم برای شناخت محیط آب باید كتب تخصصی بیشتری را مطالعه كرد.”

“البته ما در سطح لیسانس اطلاعات بسیار كمی در مورد دنیای زیر آبها به دست می آوریم. اما همین اطلاعات محدود می تواند برای یك دانشجوی علاقه مند، راهگشا باشد و او را با نحوه مطالعه و تحقیق در زمینه اكولوژی دریا و بیولوژی آبزیان آشنا سازد.”

منبع : پارس بيولوژي

درک رفتار سيستم هاي پيچيده زيست شناسي به کمک تکنيک هاي مهندسي

---

زيست شناسان مولکولي بايد در آزمايشگاه هاي خود جايي براي مهندسان باز کنند. مهندسان سابقه درخشاني در درک سيستم هاي پيچيده نظير شبکه هاي انتقال نيرو و اينترنت دارند. آنها مي دانند اطلاعات درون چنين شبکه هايي چگونه در حرکت است. در سال گذشته مهندسان زيست شناسي سيستم ها تلاش کردند چگونگي درک سلول ها از سيگنال هاي شيميايي و محيط زيستي را تشريح کنند. زيست شناسان مولکولي ده ها سال به کار شکافتن سلول ها و پيدا کردن مسيرهاي علامت دهي مشغول بوده اند، ولي اين تلاش ها تنها مي توانست تصويري ايستا از شبکه علامت دهي به وجود بياورد و نمي توانست تصويري پويا از شبکه متعامل سلول و محيط پيرامون خود را که دربردارنده چرخه هاي بازخوردي متعدد است، به دست دهد. زيست شناسان سيستم ها براي به دست آوردن تصويري پويا از چنين فرآيندهايي، دست به کار طراحي شبکه هايي شده اند که مي تواند در آن واحد، ورودي ها و خروجي هاي متعدد داشته باشد. براي نمونه امسال دانشمندان امريکايي توانستند مدلي را طراحي کنند که مي تواند هشت هزار سيگنال شيميايي را به وجود بياورد که به مرگ برنامه ريزي شده سلول منجر مي شود. آنها در تلاش براي طراحي چنين مدلي توانستند سيگنال هاي جديدي را در فرآيند مرگ برنامه ريزي شده سلول کشف کنند. علاوه براين يک گروه امريکايي ديگر توانست از طريق روش هاي بروز ژني، چهار ژني را که موجب چاقي مي شوند، کشف کنند که نقش سه ژن از اين چهار ژن در بروز چاقي پيش از اين ناشناخته بود. يک گروه ديگر از دانشمندان توانستند سيگنال هاي جديدي را در زمينه کنترل ايمني سلول هاي موسوم به سلول هاي T و نورون هاي موسوم به CA1 را در هيپوکامپ کشف کنند، اما مهم ترين دستاورد سال گذشته اين شاخه از دانش از آن سه دانشمند ايراني دانشگاه هاي امريکاست. اين سه دانشمند با ابداع شيوه يي جديد در عرصه دانش نوين «زيست شناسي سيستم ها»، افقي جديد در تشخيص و درمان بيماري هاي پيچيده و صعب العلاج گشودند. در حال حاضر زيست شناسي سيستم ها در مراحل اوليه خود به سر مي برد. اما طرفداران آن معتقدند دسترسي به تصويري پويا از شبکه علامت دهي سلولي به درک بهتر دانشمندان از بيماري هاي پيچيده يي همچون سرطان و ديابت و کشف داروهايي بهتر براي مبارزه با آنها منجر خواهد شد. زيست شناسي سيستم ها دانش نوظهوري است که گمان مي رود پيامدهاي شگرفي بر آينده تحقيقات زيست شناسي و پزشکي داشته باشد.



زيست شناسي علم شناخت موجودات زنده است؛ علمي که با شروع زندگي انسان روي کره زمين، نياز به آن احساس شد و به تدريج تکامل يافت. زيست شناسي انباشته از اطلاعات توصيفي است و روز به روز نيز بر مقدار اين اطلاعات افزوده مي شود. هر ساله روش هاي جست وجوي نمونه ها در سطح کلان، مثل توالي DNA، ريزارائه ها و پژوهش هاي ماشيني کارکرد ژن ها اطلاعات جديدي را به درياي اطلاعات ما اضافه مي کنند.

زيست شناسي قرن بيست ويکم رفته رفته از بررسي اجزاي سلول به سمت بررسي چگونگي برهمکنش اجزاي سلول با يکديگر براي انجام يک وظيفه کلي در حال حرکت است. امروزه زيست شناسي نيز چون ديگر علوم گسترش يافته و شاخه هاي جديدي پيدا کرده است. از شاخه هاي جديد اين علم مي توان به زيست شناسي سيستم ها اشاره کرد. زيست شناسي سيستم ها راه دوباره پيموده شده يي است که از اواخر دهه 1990 ضرورت توجه به آن بيش از پيش احساس شد به طوري که امروزه محققان زيادي به دنبال طراحي سيستم هاي پيچيده زيست شناختي هستند.

زيست شناسي سيستم ها تلاش مي کند با توسل به تکنيک هاي مهندسي، اطلاعات مورد نياز براي درک چگونگي رفتار سيستم هاي زيستي پيچيده را آماده و در کنار يکديگر قرار دهد. اين شاخه از زيست شناسي در واقع سعي دارد با بررسي برهمکنش ها و روابط موجود ميان قسمت هاي مختلف سيستم هاي زيستي (مثل شبکه هاي ژني و پروتئيني درگير در علامت دهي سلولي، مسيرهاي متابوليسم، اندامک ها، سلول ها، سيستم هاي فيزيولوژيک و غيره) مدل قابل فهمي از چگونگي تکوين و رفتار سيستم هاي زيستي ارائه دهد. امروزه اطلاعات مربوط به بسياري از زيرمجموعه ها، از بيومکانيک گرفته تا بوم شناسي ديجيتالي شده و به موازات آن مشاهدات ما نيز دقيق تر و فراوان تر شده است. اما سوالي که در اينجا مي توان مطرح کرد اين است که آيا دانشمندان از اين سيلاب عظيم اطلاعات ژنتيکي مي توانند براي پي بردن به چگونگي کار سيستم ها و موجودات زنده استفاده کنند يا خير؟

پاسخ مثبت است. زيست شناسان سيستم ها براي نيل به اين هدف، ابتدا بايد تمامي اين اطلاعات را جمع آوري، بررسي و ساماندهي کنند. در مرحله بعد، که مهم تر از مرحله اول است، اين اطلاعات بايد به شيوه يي با يکديگر ادغام شوند که بتوانند در ارائه پيش بيني هاي لازم بر اساس اصول کلي به دانشمندان کمک کنند.

طرفداران زيست شناسي سيستم ها درصددند با اتکا به علوم رياضي، مهندسي و کامپيوتر، زيست شناسي را کمي تر ساخته و چارچوبي محکم و استوار براي ارتباط يافته هاي بسيار متفاوت و مختلف بيابند. آنها معتقدند اين روش تنها راهي است که مي تواند به حرکت رو به جلوي دانش بشري کمک کند. به اعتقاد آنها زيست پزشکي در اين ميان بيشترين سود را خواهد برد.

زيست شناسي سيستم ها بيشترين کمک را از تکميل توالي ژنوم انسان کسب کرد. تمامي تلاش هاي صورت گرفته در اين زمينه يک نتيجه کلي داشت و آن هم اينکه در حال حاضر توالي به يک واقعيت ثابت و در عين حال بسيار مشکل تبديل شده است. بيوشيمي وراثت انسان تعريف و اندازه گيري شده است و اين مساله موجب شده است دانشمندان به تلاش براي ايجاد ديگر ابعاد حيات ترغيب شوند.

متخصصان ژنتيک مولکولي آرزو دارند روزي بتوانند نگاه کامل و مشابهي را به شبکه هايي داشته باشند که ژن ها را کنترل مي کنند به عنوان مثال آنها مايلند قوانيني را شناسايي کنند که مي توانند توضيح دهند چگونه يک توالي DNA تحت شرايط مختلف مي تواند به پروتئين هاي مختلفي بيان شود، يا مقادير متفاوتي از پروتئين ها را بيان کند. زيست شناسان سلولي درصددند الگوهاي ارتباطي پيچيده رسم شده به وسيله مولکول هايي که سلامتي يک سلول را براي ايجاد يک مجموعه از قواعد اطلاع رساني تضمين مي کند، کاهش دهند. زيست شناسان تکويني مايلند تصوير جامعي از چگونگي مديريت جنين در هدايت سلول ها براي بر عهده گرفتن عملکرد تخصصي در استخوان، خون و بافت پوست داشته باشند. به اعتقاد طرفداران زيست شناسي سيستم ها، اين معماهاي دشوار تنها به وسيله زيست شناسي سيستم ها حل خواهد شد. مورد مشابه ديگري که مي توان مطرح کرد، در مورد دانشمندان متخصص اعصاب است که تلاش مي کنند خصوصيات ظهوريافته را که در مدارهاي پيچيده مغزي مخفي شده است، کنترل کنند. بوم شناسان براي درک تغييرات اکوسيستم مثل گرمايش جهاني به راه هايي احتياج دارند که به کمک آنها بتوانند اطلاعات فيزيکي را به خوبي اطلاعات زيستي که در ذهن خود به ثبت رسانده اند، تجزيه و تحليل کنند.

امروزه زيست شناسان سيستم ها تنها به صحبت کردن درخصوص شبکه هاي نسبتاً ساده بسنده کرده اند. به عنوان مثال مسير متابوليکي نابودي گالاکتوز که يک کربوهيدرات است، در مخمر ترسيم شده است. علاوه بر اين مسير علامت دهي سلولي در مرحله تمايز سلولي مخمر نيز ترسيم شده است. دانشمندان براي ترسيم اين مسير از مخمري با نام علمي Saccharomyces cerevisiae بهره جستند. آنها اطلاعات زيستي مربوط به اين مخمر را به کامپيوتر داده و کامپيوتر نيز اين اطلاعات را همچون مدل هاي رياضي ترکيب و به شيوه يي ساماندهي مي کند تا نهايتاً فرآيندهاي زيستي مخمر شبيه سازي شود. هدف از اين پروژه شناخت سيستم علامت دهي سلولي است که پديده تمايز سلولي را در مخمر کنترل مي کند. به عبارت دقيق تر مي توان گفت هدف دانشمندان از اين کار درک مکانيسم پوياي شبکه علامت دهي کنترل کننده تمايز سلولي در مخمر است. در ادامه آنها قصد دارند به چگونگي رفتار شبکه هاي پيچيده و خصوصياتي چون مقاومت در برابر اختلال علامت، ارتباط متقابل سلول ها با يکديگر، تغييرپذيري سلول به سلول و پايداري سلولي پي ببرند. براي طراحي اين سيستم از زيست شناسي مولکولي، ژنوميک، ژنتيک، پروتئوميک و تحليل ساختمان-عمل شبکه براي ارزيابي اجزا، جريان اطلاعات و مکانيسم هاي مولکولي دخيل در شبکه علامت دهي که رشد رشته يي شکل مخمر را تغيير مي دهند، استفاده شده است. ماحصل اين پژوهش ها دسترسي به اطلاعاتي بود که طراحي ديناميک شبکه را براي دانشمندان به ارمغان آورد. دانشمندان ديگر موفق شده اند مراحل اوليه تکوين جنين در توتياي دريايي و ديگر موجودات دريايي را رديابي کنند. در واقع آنها با اين کار مي خواهند بفهمند فاکتورهاي مختلف نسخه برداري چگونه بيان ژن را در طول زمان تحت الشعاع خود قرار مي دهند. پژوهشگران همچنين درصدد توسعه مدل هاي ابتدايي از شبکه هاي اطلاع رساني در سلول ها و مدارهاي ساده مغزي هستند.توزيع فضايي مولکول ها، اندامک ها و مولکول هاي پيام رسان موجود در سلول براي پردازش سيگنال ها، مراحل مختلف متابوليسم و ديگر فرآيندهاي داخل سلولي ضروري است. در گذشته هنگام طراحي و تجزيه آزمايشگاهي ديناميک سلولي ناهمگني فضايي سلول ها ناديده گرفته مي شد. اما پيشرفت هاي اخير صورت گرفته در علم کامپيوتر و زيست شناسي، روش هاي تجزيه و تحليل رفتار ديناميک سلولي را بهبود بخشيده است به طوري که در برخي موارد ديده شده قدرت تفکيک پذيري روش آناليز حتي از يک ميکرون هم کمتر شده است. در حال حاضر رياضيدانان قصد دارند مدل هاي خود را تکميل کنند و به سطحي برسانند تا بتوانند نشان دهند آيا آن مدل براي انجام يک آزمايش ويژه مفيد است يا خير؟ با کمک اين روش آزمايش هاي زيستي پيچيده و پرهزينه به شکل معني داري ساده تر و کم هزينه تر خواهند شد.

پيشرفت در اين زمينه ساده نيست و ممکن است با مشکلات مربوط به تبديل الگوهاي زيستي به مدل هاي کامپيوتري محدود شود. برنامه هاي کامپيوتري نسبتاً ساده هستند، اما روش هاي نمايش نتايج به شيوه هايي که دانشمندان مي توانند درک کنند و توضيح دهند نيازمند بهبود است. انستيتوهاي جديدي در سرتاسر جهان در حال جمع آوري تيم هايي از زيست شناسان، رياضيدانان و متخصصان کامپيوتر هستند تا بتوانند به ايجاد و ترويج زيست شناسي سيستم ها کمک کنند. اما اين کار هنوز در مراحل اوليه خود به سر مي برد.

هيچ کس نمي داند آيا کارگروهي متمرکز و نيروي کامپيوتري مي تواند به دانشمندان اين امکان را بدهد که تصويري کامل و سازمان يافته از چگونگي کار حيات ايجاد کنند.

نکته جالب توجه داستان ما اين است که در اين رشته از دانش نوپا نيز همانند بسياري از شاخه هاي جديد علمي نام بسياري از چهره هاي شناخته شده علمي ايران مي درخشد.سه دانشمند ايراني دانشگاه هاي امريکا سال گذشته با ابداع شيوه يي جديد در عرصه دانش نوين «زيست شناسي سيستم ها»، افقي جديد در تشخيص و درمان بيماري هاي پيچيده و صعب العلاج نظير انواع سرطان ها، اسکيزوفرنيا، افسردگي حاد، اعتياد و ديگر بيماري ها و اختلالات رواني گشودند.

اين شيوه جديد که توسط دکتر «عفت اماميان» دانش آموخته دانشگاه هاي علوم پزشکي تهران و مينه سوتاي امريکا و استاديار سابق دانشگاه راکفلر نيويورک، دکتر «علي عبدي» دانش آموخته دانشگاه هاي تهران و مينه سوتا و دانشيار دانشگاه نيوجرسي و دکتر «مهدي برادران طهوري» دانش آموخته دانشگاه هاي صنعتي شريف و استنفورد و استاديار دانشگاه نورث وسترن ابداع شده است، مي تواند ميزان تاثير مولکول هاي مختلف در بروز بيماري هاي پيچيده را مشخص و کليدي براي شناسايي عوامل اصلي بيماري ها و مهار آنها باشد.

__________________

مطالعه زیست

مطالعه جهان زنده نشان ميدهدکه تکامل تنوع وسيعي در اشکال موجودات زنده ايجاد کرده است . در حدود جهر ميليون گونه مختلف از باکتريها - پروتو زوئرها- گياهان و جانوران وجود دارند که در شکل - عمل و رفتار با يکديگر متفاوتند. ليکن امروزه ميدانيم که وقتي موجو دات زنده در سطح سلولي و مولکولي مطالعه شوند طرح تشکيلاتي واحدي بر آنها غالب است. حيطه زيست شناسي سلولي و مولکولي به طور دقيق - يکسان کردن طرح تشکيلاتي يا به عبارت ديگر تجزيه و تحليل سلولها و مولکولهايي است که قالبهاي ساختماني تمام اشکال حيات را تشکيل ميدهند .
فلاسفه و طبيعي دانان گذشته به خصوص ارسطو در روزگار باستان و پاراسلسوس در عهد رنسانس به اين نتيجه رسيدند که تمام گياهان و جانوران هر قدر هم پيچيده باشند از چند عنصر که در هر کدام از آنها تکرار گرديده تشکيل شدهاند.
آنان به ساختمانهاي ماکروسکوپي موجود زنده نظير ريشه برگ و گل که در گياهان مختلف مشترک هستند يا قطعات و اندامهايي که در سلسله جانوري تکرار شده اند اشاره ميکردند. قرنها بعد اختراع ذره بين منجر به کشف جهان ميکروسکپي گرديد . آنان دريافته بودند که يک سلول منفرد ميتواند موجود کاملي نظير يک پروتوزوئر بوده يا يکي از مجموعه سلولهايي باشد که در بافتها و اندامها جهت تشکيل يک موجود پر سلولي گروه بندي شده و تمايز پيدا کرده اند.
به اين ترتيب سلول واحد بتيادي ساختماني و عملي موجودات زنده است همانطور که اتم واحد بنيادي ترکيبات شيميايي ميباشد. اگر تشکيلات سلولي توسط وسايل مکانيکي يا وسايل ديگر نابود گردد عمل سلول نيز به همين ترتيب از بين خواهد رفت . گرچه بعضي از اعمال حياتي ممکن است وجود داشته باشند (مثل فعاليتهاي آنزيمي ) معهذا سلول متلاشي شده . ميميرد.
مطالعات بيوشيميايي نشان داده اند که ماده زنده از همان عناصري که جهان غير زنده را ميسازد تشکيل شده ست . هر چند که اختلافات اساسي ميتواند در طرز ساز ماندهي آنها وجود داشته باشد . در جهان غير زنده تمايلي پيوسته به سوي يک تعادل ترموديناميکي همراه با توزيع تصادفي ماده و انرژي وجود دارد خال آنکه در يک موجود درجه بالايي از ساختمان و عمل وجود دارد که توسط تبديلهاي انرژي بر اساس ورود و خروج ثابت ماده و انرژي حفظ و نگهداري ميشود .
بيوشيميستها از مخلوط پيچيده مواد تشکيل دهنده سلول نه تنها ترکيبات معدني بلکه مولکولهاي بسيار پيچيده تري را نظير پروتئين ها - چربيها - پلي ساکاريدها و اسيدهاي نوکلوئيک جدا کرده اند. اينگونه تحقيقات بيوشيميايي يکساني حاکم برتمام جهان زنده را نشان داده است . امروزه معلوم گرديده که تشکيلات بيو شيميايي تمام موجودات زنده اساسا ساختمان و عمل يکساني داشته و همه موجودات زنده در رمز ژنتيکي مشابهي سهيم هستند .

روش های تحقیق در بیوشیمی

فلوریمتری

فلورسانس اسپکتروسکوپی (اسپکتروفلوریمتری یا فلوریمتری) نوعی اسپکتروسکوپی الکترومغناطیسی است که خاصیت فلورسانس را در نمونه های مورد مطالعه، بررسی مینماید. در این تکنیک از یک اشعه نورانی با شدت مشخص، برای تحریک الکترونها استفاده میشود. در نتیجه الکترونها به سطوح بالاتر انرژی منتقل میشوند. در بعضی از مولکولها، بازگشت الکترونها به سطح انرژی اولیه، همراه با تشعشع فلورسانس است. با اندازه گیری شدت نور فلورسانس میتوان غلظت، خواص یا بر هم کنش مولکولها را مورد مطالعه قرار داد. فلوریمتری کاربرد وسیعی در بیوشیمی و پزشکی دارد. این تکنیک برای اندازه گیری بیومولکولها و تومور مارکرها و همچنین درتشخیص انواع سرطانها و تومورهای خوش خیم نیز مورد استفاده قرار میگیرد.

اسپکتروفتومتری

در روشهای اسپکتروفتومتری (طیف سنجی)، تاثیر محلولها بر امواج الکترومغناطیسی مورد مطالعه قرار میگیرد. محدوده طیف الکترومغناطیس میتواند از اشعه ماوراء بنفش تا امواج رادیویی باشد.
مقدار نور جذب شده توسط محلول، تابع قوانین Beer وLambert است و از رابطه A=e lc محاسبه می شود. طبق قانون بیر، هر گاه یک اشعه نور تک رنگ از درون محلولی با رنگ مکمل عبور کند، مقدار نور جذب شده توسط محلول، با غلظت آن نسبت مستقیم دارد. طبق قانون لامبرت، مقدار نور جذب شده توسط لایه های مختلف محلول همواره ثابت بوده و با شدت نور تابیده شده بستگی ندارد. بر اساس قوانین بیر و لامبرت رابطه بین غلظت محلول و نور جذب شده به صورت خطی است و معمولا در محدوده ای که جذب با غلظت رابطه خطی دارد، تعیین غلظت مواد انجام می شود.اگر غلظت نمونه و استاندارد به هم نزدیک باشد و غلظتها هم در محدوده خطی باشند، می توان با استفاده از تناسب محاسبات را انجام داد.
دستگاه اسپکتروفتومتر از دو بخش اسپکترومتر و فتومتر تشکیل شده است. اسپکترومتر بخشی است که نور منوکروم را ایجاد کرده و دارای منبع نور، عدسی، شکافها، منوکروماتور (صافی یا منشور) می باشد. بخش فتومتر دارای اسباب سنجش نور است.

فلیم فتومتری
فلیم به معنی شعله می باشد. اتمهای هر عنصر در اثر تحریک با انرژی حرارتی رنگ خاصی را در شعله ایجاد می کنند. یعنی طول موج خاصی ایجاد می کنند که رنگ حاصل شده نیز ناشی از آن است. دستگاه فیلم فوتومتر نیز که یکی از ابزارهای مهم آزمایشگاه های پزشکی است، بر همین اساس ایجاد شده است.
بخار حاوی نمک مورد نظر و همچنین اکسیژن، وارد شعله می شود سپس نور حاصل توسط فیلتر رنگی و عدسی متمرکز شده و سپس توسط فوتو دتکتور، به ولتاژ تبدیل می شود، این ولتاژ تقویت شده و به نمایش در می آید. طول موج های رنگی که معرف مواد مختلف است به صورت پیک هایی در نمودار حاصل، قابل بررسی و اندازه گیری است.
روش فلیم فتومتری معمولا برای اندازه گیری الکترولیتها و فلزاتی نظیر سدیم، پتاسیم ،لیتیم و کلسیم مورد استفاده قرار میگیرد

کروماتوگرافی
کروماتوگرافی (chromatoghraphy) ، در زبان یونانی متشکل از کلمات chroma یعنی رنگ و grophein یعنی نوشتن است. اولین روش‌ کروماتوگرافی در سال ۱۹۰۳ بوسیله میخائیل سوئت ابداع و نامگذاری شد. او از این روش برای جداسازی مواد رنگی استفاده کرد.
مارتین و سینج در سال ۱۹۵۲ به پاس اکتشافاتشان در زمینه کروماتوگرافی جایزه نوبل دریافت کردند.
کروماتوگرافی روشی برای جداکردن اجزای یک مخلوط است. مخلوط مورد مطالعه که معمولا به صورت مایع یا گاز است از یک لوله یا شبکه گذرانده می‌شود. در کروماتوگرافی دو فاز وجود دارد: فاز ثابت وفاز متحرک. جداسازی مواد بر اساس اختلاف در قدرت حل شوندگی آنها در فاز ثابت و متحرک است. بنابر این سرعت حرکت اجزای تشکیل دهنده مخلوط متفاوت است و در نتبجه مخلوط به اجزای تشکیل دهنده تفکیک میشود. ، فاز ثابت در واقع اجزای درون لوله یا شبکه جداسازی را تشکیل می دهد و فاز متحرک شامل حلال و ماده مورد مطالعه است. فاز ثابت می تواند مایع یا جامد باشد. انواع مرسوم کروماتوگرافی عبارتند از:

۱٫ کروماتوگرافی ستونی Column Chromatography
2. کروماتوگرافی کاغذی Paper Chromatography
3. کروماتوگرافی نازک لایه Thin Layer Chromatography
4. کروماتوگرافی تعویض یونی Ion-Exchange Chromatography
5. کروماتوگرافی گازی Gas Chromatography

الکتروفورز
به سبب اینکه بسیاری از ماکرومولکول های زیستی باردار هستند، می‌توان با استفاده از یک میدان الکتریکی، آنها را بر اساس خواص فیزیکی مانند شکل فضایی، وزن مولکولی و بار الکتریکی، تفکیک کرد. روش های الکتروفورز مختلفی، برای تفکیک و مطالعه بیومولکول ها اعم از اسید های نوکلئیک یا پروتئین ها ابداع شده است. برخی از روشهای الکتروفورز رایج در آزمایشکاه ها بشرح زیر است:

الف) الکتروفورز روی کاغذ (PE) Paper Electrophoresis
ب) الکتروفورز در ژل آگارز (AGE) Agarose Gel Electrophoresis
ج) الکتروفورز روی استات سلولز (CAE) Cellulose Acetate Electrophoresis
د) الکتروفورز در ژل آکریل آمید (AGE) Acrylamid Gel Electrophoresis
ه) الکتروفورز در ژل نشاسته ) Starch Gel Electrophoresis (SGE
الکتروفورز در ژل کاربرد وسیعی دارد. در این روش از یک محیط نیمه جامد (ژل) به عنوان فاز ثابت استفاده می‌شود. الکتروفورز در ژل پلی‌اکریل آمید ( PAGE) PAGE دارای قدرت تفکیک بسیار بالائی بوده و برای تفکیک پروتئینها و اسیدهای نوکلئیک به کار گرفته می‌شود. به منظور بررسی پروتئین ها با استفاده از PAGE، برای اینکه تفکیک فقط براساس وزن مولکولی انجام شود، به بافر ماده شیمیائی SDS (سدیم دو دسیل سولفات ) اضافه می‌شود. SDS مولکول بزرگی با بار منفی می‌باشد. این ماده باعث واسرشت شدن پروتئین ها شده و به آنها متصل می‌شود. به ازای هر دو اسید آمینه، یک مولکول SDS به پروتئین متصل می‌شود که باعث القاء بارمنفی متناسب با وزن مولکولی به پروتئین می‌شود. برای تفکیک اسیدهای نوکلئیک در صورت امکان از ژل آگارز استفاده می‌شود. تهیه ژل مزبور به مراتب سریعتر وآسانتر از ژل پلی اکریل آمید بوده و هزینه کمتری را در بر می‌گیرد.. برای تفکیک قطعات کوچک DNA دو رشته‌ای و قطعات DNA تک رشته‌ای از ژل پلی اکریل آمید استفاده می‌شود. قدرت تفکیک ژل های مزبور ارتباط مستقیمی با غلظت آنها دارد. برای مثال، برای تفکیک قطعاتی به اندازه ۱۰۰ جفت باز از آگاروز ۳% و برای قطعات حدود ۲۰۰۰ جفت باز از آگارز ۸/۰ % استفاده می‌شود.

سانتریفیوژ

روش سانتریفیوژ بر اساس نیروی گریز از مرکز است. هر گاه جسمی با سرعت معینی حول یک محور دوران کند نیروئی در جسم متحرک و در جهت مماس بر مسیر دوران و به سمت خارج از مرکز ایجاد می گردد که به نیروی فراگریز یا گریز از مرکز موسوم است و مقدار آن از رابطه F=MRW2 بدست می آید. R شعاع دوران، M جرم جسم، V سرعت خطی و W سرعت زاویه ای است. عوامل موثر در جداسازی ذرات عبارتند از:
۱٫ جرم حجمی ذرات ۲٫ شکل ذرات و ۳٫ چگالی محلول
در دستگاه سانتریفوژ برای جدا کردن ذرات، مخلوط را درون لوله‌ای قرار می‌دهند. این لوله با چرخش دستگاه، به سمت خارج از مرکز متمایل میشود و یا به حالت افقی در میاید. در این حالت، نیروی گریز از مرکز می‌خواهد که مخلوط را برخلاف مرکز سانتریفوژ براند و از این نقطه دور کند و ذرات یا مایع سنگین تر بیش تر به سمت بیرون (یا ته مخلوط) رانده می‌شوند. وقتی سانتریفوژ از حرکت باز می‌ایستد، مواد به همین حالت غیر مخلوط می‌مانند. خون و سایر نمونه‌های بیولوژیکی را معمولاً به وسیله دستگاه سانتریفوژ جدا می‌کنند. انواع دستگاه‌های سانتریفوژ برای مصارف گوناگون ساخته شده‌است. نمونه‌های خانگی این دستگاه برای جداکردن آب از مواد بکار می‌رود. در آزمایشگاه های تشخیصی از دستگاه سانتریفوژ معمولا برای جداکردن گلبول‌های خون از پلاسما استفاده می‌شود.

ELISA
روش الایزا (Enzyme Linked Immunosorbent Assay) یا ایمونوآسی، یک تکنیک بیوشیمیایی است که در تحقیقات ایمونولوژی به منظور بررسی وجود یک آنتی بادی یا آنتی ژن در نمونه های بیولوژیک مورد استفاده قرار میگیرد. الایزا یک روش تشخیصی مهم در پزشکی و پاتولوژی گیاهی محسوب میشود. همچنین از روش الایزا در بخش کنترل کیفیت در بسیاری از صنایع استفاده میشود.
در روش الایزا آنتی ژن مورد مطالعه بر سطح یک میکروپلیت تثبیت میشود. سپس آنتی ژن اختصاصی به میکروپلیت افزوده میگردد. در این مرحله اتصال آنتی بادی به آنتی ژن انجام میشود. آنتی بادی به یک آنزیم متصل است، بنابر این افزودن سوبسترای آنزیم به میکروپلیت، منجر به یک واکنش رنگی میشود. شدت رنگ حاصل متناسب با غلظت آنتی بادی یا به عبارت بهتر متناسب با غلظت آنتی ژن در نمونه مورد مطالعه است. با استفاده از روش اسپکتروفتومتری، میتوان میزان جذب نوری محلول را اندازه گیری کرد و غلظت آنتی ژن را محاسبه نمود.

استخراج و تخلیص پروتئین

خالص سازی پروتئین شامل یک سری مراحل میباشد که برای مجزا کردن یک نوع پروتئین از پروتئین‌های مختلط استفاده میشود. خالص سازی امری حیاتی برای توصیف وظیفه، ساختار و فعل و انفعالات پروتئین مورد نظر میباشد. این کار معمولا با یک نمونه بافت و یا کشت میکروبی آغاز میشود. در اولین مرحله با استفاده از روشهایی نظیر سونیکاسیون، سلولها کاملا متلاشی میشوند. سپس با روش سانتریفوژ، مولکولها از قطعات سلولی جدا میشوند. محلول روئی که فاقد سلول است جدا شده و با تکنیکهای مختلفی نظیر کروماتوگرافی، Salting out و Salting in پروتئین ها از بیومولکولهای دیگر جدا میشوند. در نهایت پروتئین مورد نظر با روش Freeze drying یا خشک کردن محلول، بصورت پودر خالص تهیه میشود.

کنترل کیفیت

در مهندسی و تولید صنعتی، بخش کنترل کیفیت و مهندسی کیفیت به بخشی گفته می‌شود که به اصلاح روشهای تولید میپردازد، بگونه ای که کالاها از نظر مرغوبیت و رفع نیازهای مشتری ارتقاء یابند. روش‌های کنترل کیفی معمولاً با همکاری رشته‌های مهندسی و بازرگانی اجراء می‌شوند.
عمده بحث کنترل کیفیت مربوط به انجام نمونه گیری از محصولات ، بازرسی آن نمونه ها و تعمیم نتایج به کل انباشت محصول است که بر اساس روش های آماری انجام می گیرد . از دیگر روش های مورد استفاده در کنترل کیفیت ، کنترل فرایند تولید محصول به جای کنترل محصول تهیه شده است. مبحث کنترل کیفیت ، جایگاه ویژه ای در مباحث نظام های جامع مدیریت کیفیت دارد.
اگر قرار باشد یک محصول، مشخصات مورد نظر مشتری را دارا باشد، پس این محصول باید به وسیله یک فرآیند پایدار یا تکرار پذیر همراه با کاهش تغییرات در فرآیند ها، تولید گردد.
تلاش برای کاهش تغییرات در فرآیندها، با هدف کاهش قیمت تمام شده و افزایش سود صورت میگیرد، چرا که با کاهش تغییرات، فرآیند شناخته تر شده و قابل کنترل تر خواهد شد. افزایش شناخت، منجر به برنامه ریزی دقیقتر شده و افزایش قدرت کنترل فرآیند، باعث کاهش ضایعات می شود.

آشنایی با پایگاه های اطلاع رسانی در اینترنت

در سالهای اخیر پیشرفتهای وسیعی در روشهای اطلاع رسانی، حاصل شده است. مخصوصا در زمینه های نرم افزاری و اینترنت. وجود پایگاه های اطلاعاتی تخصصی، دسترسی به منابع علمی را تسهیل نموده است. از جمله میتوان منابع زیر را نام برد:
۱٫ پایگاه NCBI (National Center for Biotechnology Information)
2. KEGG: معرفی مسیرهای متابولیک در موجودات زنده مختلف
۳٫ BioMedNet: حاوی مطالب پزشکی و زیست شناسی
۴٫ PubMed: دارای مقالات ومنابع علمی در زمینه علوم پزشکی
و همچنین سایتهای وزارتخانه ها، دانشگاهها و مراکز تحقیقاتی

DNA microarray
در این روش، یک زنجیره DNA با توالی دلخواه طراحی و رشته مکمل آن نیز ساخته و پس از فعال شدن بر روی نانوذرات طلا نشانده می شود. همچنین رشته DNA دیگری که مکمل بخشی از DNA هدف است پس از فعال شدن روی نانوذره طلا تثبیت می شوند. سپس اجازه هیبرید شدن رشته بار کد با DNA مکمل داده می شود. از طرفی رشته سوم DNA که مکمل بخش دیگری از DNA هدف است پس از فعال شدن بر روی ذرات مغتاطیسی تثبیت می شود با قرار گرفتن این دو ذره در محلول اگر DNA هدف وجود داشته باشد حتی در مقادیر بسیار اندک موجب اتصال این دو ذره به یکدیگر می شود. در مرحله بعد با توجه به خاصیت مغناطیسی ذره دوم می توان آنها را از محلول جدا کرد و با استفاده از عواملی ،چون ترکیبات دناتوره کننده، که دو رشته DNA را جدا می کند DNA بار کد را از مکمل آن جدا و شناسایی می کند. حتی میتوان از ترکیباتی مثل نقره که حساسیت تشخیص را بالا می برند استفاده نمود. به این ترتیب مقادیر بسیار اندک از یک توالی DNA بدون نیاز به پی سی آر قابل شناسایی و حتی اندازه گیری است.

مهندسی ژنتیک

مهندسی ژنتیک، به مجموعه روشهایی گفته می شود که به منظور جداسازی، خالص سازی، وارد کردن و بیان یک ژن خاص در یک میزبان بکار می‌رود و نهایتا منجر به بروز یک صفت خاص و یا تولید محصول مورد نظر در جاندار میزبان می‌شود. این علم کاربردهای زیادی در علوم پایه، تولیدات صنعتی، کشاورزی و علوم پزشکی دارد. در زمینه علوم پایه، بررسی‌ مکانیزمهای همانند سازی DNA و بیان ژنها در پروکاریوتها، یوکاریوتها و ویروسها و همچنین نحوه ساخته شدن و تغییر در پروتئینها و همچنین مکانیزم ایجاد سرطان مطرح است. در زمینه کشاورزی تولید گیاهان مقاوم به آفات و خشکی، تولید گیاهان پرمحصول و تولید گاوهای دارای شیر و گوشت بیشتر، را می‌توان نام برد. و در زمینه کاربردهای پزشکی، تشخیص بیماریهای ارثی، تولید انسولین انسانی، تولید هورمون رشد انسان و… را می‌توان نام برد. در سال‌های اخیر گسترش و توسعهٔ تکنیک‌های سنتز DNA نوترکیب انقلابی را در درمان بسیاری از بیماری‌های انسانی از جمله انواع سرطان‌ها، اغلب بیماری‌های خود ایمنی نظیر دیابت و همچنین تشخیص، پیشگیری و درمان بسیاری از بیماری‌های مادر زادی فراهم آورده‌است.مثال معروفی از کاربرد مهندسی ژنتیک، تولید سویه ای از باکتری اشرشیاکلی است که قادر به سنتز انسولین انسانی است. مهندسی ژنتیک بطور خلاصه شامل مراحل زیر است
۱٫ انتخاب ژن مورد نظر
۲٫ جداسازی ژن مورد نظر
۳٫ وارد کردن ژن مورد نظر در حامل
۴٫ تکثیر ژن در میزبان مناسب
۵٫ انتقال حامل ژن به سلول هدف
۶٫ تکثیر سلول هدف
۷٫ تولید انبوه محصول یا ایجاد صفت مورد نظر

بیوتکنولوژی
واژه بیوتکنولوژی نخستین بار در سال ۱۹۱۹ از سوی Karl Ereky به مفهوم کاربرد علوم زیستی در فناوری‌های ساخت بشر به کار برده شد. به طور کلی هر گونه کنش هوشمندانه بشر در آفرینش، بهبود و عرضه فرآورده‎های گوناگون با استفاده از جانداران، به ویژه از طریق دستکاری آن‌ها در سطح مولکولی در بیوتکنولوژی، قرار می‌‌گیرد. زیست‎فناوری را بطور کلی، به کارگیری موجودات زنده یا فرایندهای زیستی، در صنایع تولیدی یا خدماتی تعریف کرده اند که شامل کاربرد زیست‌شیمی ، میکروب‌شناسی و فناوری‎های تولید در سامانه‎های زیستی است. بیوتکنولوژی به لحاظ ویژگی‎های ذاتی خود دانشی بین رشته‌ای است. بیوتکنولوژی در اصل هسته‌ای مرکزی تحقیقات زیستی محسوب میشود و شامل دو بخش است. یک بخش در پی دستیابی به بهترین کاتالیزور برای یک فرایند یا عملکرد ویژه است و بخش دیگر سامانه یا واکنشگری است که کاتالیزورها در آن عمل می‌کنند.
تامین سلامت و بهداشت جمعیت بیش از شش میلیاردی ساکنان کره زمین از طریق تولید داروهای نوترکیب و واکسن‎ها، دستیابی به روش‌های درمان کم‎هزینه بیماری‌ها و یافتن درمان بیماری‌های بدون درمان و تشخیص سریع‎تر و مؤثرتر بیماری‌های گوناگون از جمله بیماری‌های ژنتیکی از وظایف بیوتکنولوژی پزشکی است.
همچنین رویکرد جدید به محیط زیست در قرن حاضر و در نظر گرفتن آن به عنوان یک جزء‌ از سرمایه ملی کشورها و لزوم حفظ آن با بکارگیری زیست‌فناوری از مهم‌ترین دغدغه‌های بشر در سده حاضر است. حذف مؤثر آلاینده‌های محیطی خطرناک از محیط زیست با استفاده از میکروارگانیسم‌های پالایشگر آلودگی و استفاده از فنون نگهداری ذخایر ژنتیکی کشور از جمله کاربردهای زیست‌فناوری در زمینه محیط زیست است. کاربردهای زیست‌فناوری در صنعت که به تولید محصولات با صرف هزینه و انرژی کمتر، ضایعات اندک می‎انجامد و از همه مهم‌تر، کمترین اثر سوء بر محیط زیست را برجا می‎گذارد، باعث شد که از این فناوری به عنوان یکی از پاکترین بخش‌های صنعت یاد شود. زیست‌فناوری همچنین تولید محصولاتی که قبلأ از روش‌های دیگر امکان تولید آن وجود نداشته یا بسیار سخت و دشوار بوده است، ممکن ساخته است

Recombinant DNA
DNAی نوترکیب (Recombinant DNA)، نوعی DNA است که بطور طبیعی وجود ندارد و با متصل کردن قطعات DNAی مختلف بدست می آید. بدین منظور توالی DNAی مورد نظر به یک حامل متصل میشود. این حامل ممکن است ژنوم باکتری، یک پلاسمید یا ژنوم یک ویروس باشد. سپس DNAی نوترکیب وارد سلولهای هدف میشود. این سلولها معمولا باکتری هستند. بدین ترتیب، DNAی نوترکیب وارد مجموعه ژنتیکی میزبان میشود. با القاء کردن بیان ژنها در DNAی نوترکیب میتوان محصول پروتئینی مورد نظر را به میزان زیاد تهیه کرد. انسولین، واکسنهای نوترکیب و بعضی از پروتئینهای غذائی با این روش تولید شده اند.
تکنولوژی نوترکیبی DNAبا کشف آنزیمهای محدودالاثر (Restriction Enzymes) امکان پذیر گشته است. این آنزیمها توسط Werner Arber، Daniel Nathansو Hamilton Smithکشف شدند و بهمین دلیل در سال ۱۹۷۸ جایزه نوبل به آنها اعطا گردید.

RNAi
RNA interference یا به اختصار RNAi ، سیستمی در موجودات زنده است که میزان و نحوه فعالیت ژنها را کنترل میکند. دو نوع RNAی کوچک در این فرآیند نقش دارند: miRNA و siRNA.
این بیومولکولها قادر به اتصال به RNA های خاص دیگری هستند و فعالیت آنها را افزایش یا کاهش میدهند. مثلا میتوانند مانع از تولید پروتئین توسط RNA شوند. RNAi نقش مهمی در دفاع سلولی در مقابل ژنهای پارازیتها (مثل ویروسها و ترانسپوزونها) دارد. RNAi همچنین در تکامل جنینی و بیان ژنها نقش دارد. در آینده RNAi کاربردهای وسیعی در پزشکی خواهد داشت. مثلا در کاهش فعالیت ژنها و خاموش کردن آنها توسط داروهای آنتی ویروس، میکروب کشهای موضعی، درمان عفونت با هرپس سیمپلکس، مقابله با سرطان، هپاتیت A، هپاتیت B، مقابله با HIV و آنفلوانزا.

تخلیص DNA
‌‌‌‌نقطهِ شروع‌ بسیاری‌ از روشهای‌ بیولوژی‌ مولکولی‌، جداسازی DNA با درجه خلوص بالا است. بدین منظورDNA‌ ی تخلیص شده باید عاری از RNA، پروتئین، لیپید و سایر بیومولکولهایی باشد که‌ برای‌ آنزیمهای‌ محدودالاثر ‌ و پلیمرازها مزاحمت‌ ایجاد می‌کنند. به‌علت‌ بزرگ‌ بودن‌ اندازهِ DNA ژنومی‌ در پستانداران، روشهای‌ استخراج DNA‌ باید حداقل‌ استرس‌ مکانیکی‌ را در طی‌ مراحل تخلیص‌ ایجاد نماید. ‌‌‌‌معمولا در طی استخراج DNA‌ از چند نوع دترجنت‌‌ همچونSDS‌ و‏TritonX100 استفاده‌ می‌شود، که‌ نقش‌ آنها لیز نمودن‌ سلول‌ و کمک‌ به‌ از بین‌ بردن‌ پروتئین‌ متصل‌ بهDNA‌ می‌باشد. پروتئین‌زدائی ‌بیشتر توسط‌ پروتیئنازK صورت‌ می‌گیرد. این‌ آنزیم‌ در حضورSDS در دمای ۵۶ تا ۶۵ درجه فعالیت‌ دارد تحت‌ این‌ شرایط‌ پروتئین‌ بهتر واسرشته‌ می‌شود. ‌‌‌‌متعاقب‌ استفاده‌ از پروتیئنازK از ایزوپروپانول‌ برای‌ از بین‌ بردن‌ موثر پروتئین‌ها استفاده می‌شود. باقیمانده‌ پروتئینها‌ و لیپیدها نیز توسط فنل‌ و کلروفرم‌ از بین‌ می‌روند. آلودگی به RNA‌ از طریق‌ تیمار کردن‌ نمونه‌ با RNAase از بین‌ می‌رود.‌‌ ‌‌در روشهای‌ دیگر، بعد از پروتئینازK از محلولهای نمکی‌ اشباع‌ برای‌ رفع‌ آلودگی‌ به پروتئینها‌ استفاده‌ می‌شود در استخراجDNA ‌ برایPCR ‌ بهتر است‌ از هپارین‌ استفاده‌ نشود. چون‌ هپارین‌ از فعالیتTaq ‌ پلی‌مراز جلوگیری‌ می‌کند .‌‌‌‌لازم به ذکر است که محلولEDTA با غلظت دومولار‌ باعث‌ می‌شود که‌ کوآنزیمهای‌ DNase‌ شلات‌ شوند و از تجزیه‌ تصادفیDNA‌ جلوگیری‌ گردد.

PCR

در گذشته معمولا از روش های شیمیایی برای تولید قطعات نوکلئوتیدی استفاده می‌کردند، اما این روش ها پر زحمت بوده و نیاز به مدت زمان طولانی داشتند. از سال ۱۹۸۰ به بعد عمدتا از روش PCR (واکنشهای زنجیره ای پلیمراز) در آزمایشگاههای زیست شناسی مولکولی استفاده می‌شود. در این روش با استفاده از تغییرات حرارت می‌توان فرآیند تکثیر DNA را بدفعات انجام داد. امروزه این تکنیک به عنوان یک روش قدرتمند در تشخیص بالینی برای بررسی وجود موتاسیون‌ در ژنوم انسانی، یا برای وارد کردن جهش‌های ویژه به داخل ژنها استفاده میشود.
PCR بطور خلاصه شامل ۳ مرحله اصلی است:
۱٫ مرحله دناتوراسیون DNA: در مرحله اول برای مدت کوتاه قطعات DNA را در درجه حرارت ۹۴ درجه سانتیگراد حرارت می‌دهند تا دو زنجیره DNA از هم باز شود.
مرحله پرایمر و مرحله اتصال دو قطعه نوکلئوتیدی: این قطعات معمولا از ۲۵ – ۱۸ باز آلی تشکیل می‌شوند و می‌توانند به قطعات مکمل خود که بر روی ژن مورد نظر قرار می‌گیرند، اتصال یابند. قطعه‌ای که به تعداد زیاد ساخته می‌شود، ما بین دو پرایمر ساخته می‌شود. مرحله اتصال پرایمرها کوتاه بوده و حدودا ۳۰ ثانیه در دمای ۶۵ – ۳۰ درجه سانتیگراد صورت می‌گیرد.
مرحله پلیمریزاسیون یا مرحله سنتز: در این مرحله با دخالت آنزیم DNA پلیمراز بر روی رشته DNA الگو، سنتز DNA با استفاده از نوکلئوتید تری فسفات‌هایی که در محلول وجود دارند، صورت می‌گیرد و برای سنتز DNA همیشه یک رشته DNA به صورت الگو و یک قطعه پلی نوکلئوتیدی به عنوان پرایمر مورد نیاز است.

Chemiluminescence

کمی لومینسانس عبارتست از تشعشع نور و مقدار مشخصی از حرارت، در طی یک فرآیند شیمیایی:
[A] + [B] → [◊] → [Products] + light
بعنوان مثال واکنش لومینول با پراکسید هیدروژن در حضور کاتالیزور مناسب:
luminol + H2O2 → ۳-APA[◊] → ۳-APA + light
در طی این فرآیند، آمینوفتالات تولید میشود که یک مولکول فعال است. این مولکول با از دست دادن انرژی، از خود نور منتشر میکند. شدت نور حاصل با دستگاه مخصوصی اندازه گیری و بررسی میشود. در آزمایشگاههای تحقیقاتی از این فرآیند برای بررسی وجود ترکیبات خاص و یا تعیین غلضت مواد استفاده میشود.

نانوتکنولوژی
فناوری نانو یا نانوتکنولوژی، شاخه ای از دانشهای کاربردی و فناوری است که موضوعات گسترده‌ای را پوشش می‌دهد. موضوع اصلی آن نیز مهار ماده یا دستگاه‌ها در ابعاد کمتر از یک میکرومتر، معمولاً حدود ۱ تا ۱۰۰ نانومتر است. در واقع نانوفناوری فهم و به کارگیری خواص جدیدی از مواد و سیستمها در این ابعاد است، که اثرات فیزیکی جدیدی (عمدتا متاثر از غلبه خواص کوانتومی بر خواص کلاسیک) از خود نشان میدهند. نانوفناوری یک دانش به میان‌رشته‌ای است و به رشته‌هایی چون فیزیک کاربردی، مهندسی مواد، ابزارهای نیم رسانا، شیمی ابرمولکول و حتی مهندسی مکانیک، مهندسی برق و مهندسی شیمی نیز مربوط می‌شود.
نانوبیوتکنولوژی
در طول دهه گذشته پیشرفت های زیادی در استفاده از روش های نانو جهت تشخیص مولکولی حاصل شده است و تلاش های بیشتر در جهت طراحی بیوحسگرها برای تشخیص دقیق، انتخابی و کاربردی مولکول های زیستی میباشد. امروزه در بیوحسگرها برای تشخیص اسیدهای نوکلئیک و پروتئینها به طور وسیعی از نانوذرات استفاده می شود. این ذرات به دلیل دارا بودن اندازه نانو و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی قابل تغییر و تنظیم از جمله خواص الکتریکی، الکتروشیمیایی، نوری و مغناطیسی، کاندیدای مناسبی برای جایگزینی با دیگر مولکول های رنگی رایج در تشخیص مولکولی هستند. نانوذرات بعنوان نشانگر، حساسیت، سرعت و انعطاف پذیری تست های بیولوژیکی را جهت اندازه گیری حضور یا فعالیت مواد افزایش میدهند. از طرفی چون با استفاده از این ذرات، حجم کوچکی از نمونه مورد نیاز است، نیاز به تکثیر ماده مورد اندازه گیری را بر طرف میکند. امتیاز دیگر نانوذرات، قدرت تشخیص میکروارگانیسم ها، بافت های سرطانی هم در داخل بدن و هم در محیط آزمایشگاهی است.

بلاتینگ

در بیولوژی مولکولی و ژنتیک، روش بلاتینگ عباتست از انتقال پروتئین، DNA یا RNA به یک پایه خاص نظیر نیتروسلولز، نایلون یا PVDF. در بسیاری از تحقیقات، این روش پس از الکتروفورز مورد استفاده قرار میگیرد. با تکنیک بلاتینگ، مولکولها از ژل به پایه مورد نظر منتقل میشوند. در مرحله بعد شناسایی مولکولها با استفاده از روشهای رنگ آمیزی انجام میشود. روش رنگ آمیزی نقره برای پروتئینها، اتورادیوگرافی برای مواد رادیواکتیو، آنتی بادی برای مولکولهای خاص و یا کمی لومینسانس، از جمله روشهای مرسوم در بلاتینگ هستند.
بر اساس نوع مولکولهای مورد مطالعه، بلاتینگ به روشهای زیر تقسیم میشود:
۱٫ Southern blot برای DNA
2. Southwestern blot برای کمپلکس DNA و پروتئین
۳٫ Northern blot برای RNA
4. Reverse Northern blot برای RNA
5. Western blot برای پروتئینها
۶٫ Far-Western blot برای کمپلکس پروتئین -پروتئین
۷٫ Eastern blotting برای تغییرات پس از ترجمه
۸٫ Far-Eastern blot برای چربیها، داروها و هورمونها

زیست

زیست شناسی علم شناخت حیات است( این لغت از کلمه یونانی بیاس به معنی زندگی و لوگاس یعنی دلیل منطقی تشکیل شده است). زیست شناسی به ویژگیها و رفتارهای موجودات، چگونگی تشکیل گونه ها و انواع موجودات و روابطی که آنها با هم دارند و به محیط زیست آنها مربوط می شود. زیست شناسی طیف گسترده ای از رشته های علمی که اغلب رشته های علمی مستقل بحساب می آیند را شامل می شود. روی هم رفته زیست شناسان حیات را از روی دامنه وسیعی از شاخصها مورد مطالعه قرار می دهند.
در مقیاس ذره ای و مولکولی، زندگی مورد بررسی زیست شناسی مولکولی، زیست شیمی و علم وراثت مولکولی است. در مقیاس سلولی، مورد مطالعه زیست شناسی سلولی و در مقیاس های چند سلولی، مورد نظر فیزیولوژی، کالبد شناسی و بافت شناسی است. زیست شناسی رشدی حیات را در مقیاس رشد و نمو اندام یک موجود مورد مطالعه قرار می دهد.
با بالا بردن مقیاس ها به بیش از یک موجود، علم وراثت چگونگی عملکرد وراثت بین والدین و فرزندان را مورد بررسی قرار می دهد. رفتار شناسی جانوری رفتار گروهی بیش از یک موجود را مطالعه می کند. علم وراثت جمعیتی میزان یک جمعیت کل را در در نظر دارد و علم سیستماتیک شاخص چند گونه ای اجداد موجودات را بررسی می کند. جمعیت های بهم وابسته ومحل سکونتشان در بوم شناسی و زیست شناسی تکاملی مورد مطالعه قرار می گیرد. یک رشته نظری جدید ستاره شناسی( یا زیست شناسى گاز بى اثر گزنون ) نام دارد که احتمالات وجود حیات در کرات دیگر غیر از زمین را مورد بررسی قرار می دهد.
زیست شناسی تنوع حیات را مورد برررسی قرار می دهد( در جهت عقربه های ساعت از سمت چپ در بالا) ای . کولی، درخت سرخس، بز کوهی و سوسک جالوت.

اصول زیست شناسی

گرچه زیست شناسی بر خلاف علم فیزیک که معمولا سیستم های زیست شناختی را بر حسب اشیایی که تسلیم قوانین فیزیکی تغییر نا پذیر تشریح شده با ریاضیات را توصیف نمی کند، با اینحال توسط بسیاری از اصول و مفاهیم اصلی توصیف می گردد که شامل: جامعیت، تکامل، تنوع، تسلسل، هم ایستایی و فعل و انفعالات می گردد.
نمایش نمودار DNA در ابتدای
ماده تکوینی
جامعیت: زیست شیمی، سلول ها و کد وراثتی
مقاله اصلی: حیات
واحد ها و فرهایند های رایج جامع بسیاری وجود دارد که برای گونه های مشخص حیات ضروری می باشد. بعنوان مثال تمام گونه های حیات از سلول هایی تشکیل شده اند، که در عوض، این سلول ها بر پایه یک سری زیست شیمی عمومی با زیر ساخت کربن استوارند . تمام موجودات از طریق ماده وراثتی که بر پایه نوکلییک اسید دی ان ای استوار است از یک کد وراثتیجامع استفاده می کنند.در مبحث رشد،موضوع فرایند های جامع نیز بیان می شود ، مثلا در بیشتر موجودات چند یاخته اى قدمهای اولیه در رشد رویان مراحل ریخت شناسی مشابهی دارد و ژنهای مشابهی را شامل می شود .
تکامل : هدف اصلی زیست شناسی
مقاله اصلی : تکامل
یکی از اهداف اصلی و سازمانده در زیست شناسی این است که تمام حیات از طریق یک فرایند تکامل از یک خاستگاه مشترک ناشی شده است . در واقع این یکی از عللی است که موجود زیستی تشابه قابل توجهی از واحدها و فرایند هایی که در بخش قبل تشریح شد را بروز می دهد . چارلز داروین نظریه تکامل را بعنوان یک نظریه قابل دوام با برشمردن نیروی محرک آن بنا نهاد : نظریه انتخاب اصلح در طبیعت . ( الفرد راسل والاس یکی از همکاران شخص پی برنده به این مفهوم شناخته می شود ) . رانش وراثتی بعنوان یکی از شیوه های به اصطلاح ترکیب امروزی پذیرفته شده است .
تاریخچه تکاملی گونه ها که گویای خصوصیات اجزای مختلفی است که از آن ناشی شده، به همراه رابطه شجره ای اش با دیگر گونه ها ، تاریخ نژادی جانور یا گیاه نامیده می شود. دیدگاه های گوناگون زیادی در زیست شناسی اطلاعات مربوط به زیست شناسی را به وجود آورده است. این اطلاعات مقایسه های زنجیره های اسید دزوکسی ریبونوکلییک که منجر به زیست شناسی مولکولی و ژنومیک می شود، و مقایسه های سنگواره ها با دیگر گونه های موجودات باستانی در علم فسیل شناسی را شامل می شود. زیست شناسان روابط تکاملی را با روش های مختلف سامان داده و بررسی می کنند که این شیوه ها شامل تکامل نژادی، فنتیک، و رده بندی جانداران بر حسب جد مشترک می شود. وقایع مهم در تکامل حیات، آنگونه که بتازگی زیست شناسان به آنها پی برده اند در این خط زمانی تکاملی بطور مختصر بیان شده است.
گوناگونی موجودات زنده
دیک شجره تکامل نژادی از تمام موجودات زنده، مبنی بر داده های ژن اسیدیبونوکلییک، نشانگر تفکیک سه مقوله باکتری، جانوران اولیه و موجوداتی که سلول تک هسته ای دارند می باشد. شجره هایی که با دیگر ژنها درست شده اند معمولا شبیه هم هستند، اگر چه ممکن است آنها برخی از گروههای زود دسته بندی شده را خیلی متفاوت از هم قرار دهند که احتمالا به سبب تکامل سریع اسید ریبونوکلییک می باشد که در ابتدا توسط کارل ووس تشریح شد. روابط دقیق این سه مقوله هنوز مورد بررسی است.
علیرغم این وحدت اصولی، حیات نشانگر یک نوع گوناگونی زیاد حیرت انگیز در ساختار شناسی، رفتار شناسی و تاریخچه های حیات است. برای گلاویز شدن با این گوناگونی، زیست شناسان تلاش می کنند تا تمام موجودات را رده بندی کنند. رده بندی علمی باید منعکس کننده شجره های تکاملی ( شجره های وابسته به تکامل نژادی ) موجودات مختلف باشد. این قبیل رده بندی ها قلمرو رشته های سیستماتیک و رده بندی جانداران را نشان می دهد. علم رده بندی جانوران ، جانداران را در رده هایی قرار می دهد که تاکزا نامیده می شود، حال آنکه علم سیستماتیک به دنبال روابط بین جانداران است. معمولا موجودات زنده به پنج سلسله تقسیم می شدند:
جلبک ها — آغازیان – قارچها — گیاهان — جلبکها
بهرحال این پنج سیستم پنج سلسله ای اکنون دیگر بسیار قدیمی بحساب می آید. جایگزین های بسیار جدیدتر معمولا با سیستم سه مقوله ای آغاز می شود:
جانوران اولیه ( در ابتداسلسله اصلی باکتری ها ) ، باکتری ها ( در ابتدا ای یو باکتری) ، موجودات چند سلولی
این سه مقوله نشانگر این است که آیا سلولها هسته دارند یا خیر و همچنین منعکس کننده تفاوت ها در سطح خارجی سلولها است. همچنین یک سری از “انگل های” درون سلولی وجود دارند که به طور پیش رونده بر حسب فعالیت سوخت و سازی کمتر عمر می کنند: ویروسها — ویرید ها — پریون ها
تسلسل: نژاد مشترک موجودات
اگر گروهی از جانداران با هم جد مشترکی داشته باشند ، گفته می شود که این جانداران با هم نژاد مشترکی دارند. تمام موجودات زنده روی زمین از یک جد مشترک و یا آبگیز ژن اجدادی زاده می شوند. گمان می رود آخرین جد همگانی ، یعنی ، جدیدترین جد مشترک تمام موجودات زنده سه و نیم میلیون سال قبل بوجود آمده باشد ( به مبحث منشا حیات رجوع کنید ) .
تصور اینکه منشأ ” کل حیات از” یک تخم مرغ بوجود آمده است یکی از مفاهیم بنیادی زیست شناسی امروزی است ، بدین معنی که یک تسلسل نا شکسته از منشأ اولیه زندگی تا زمان حاضر وجود داشته است.تا قرن نوزدهم معمولا اعتقاد بر این بود که گونه های حیات می توانند تحت شرایط خاصی خودبخود بوجود آیند. ( رجوع کنید به مبحث ایجاد موجود زنده از مواد بی جان ). اصل عمومیت کد وراثتی معمولا به عنوان ملاک تعیین کننده موافق نظریه جد مشترک جهانی ( یو سی دی ) برای تمام باکتری ها، موجودات اولیه و موجوداتی که یک هسته در سلولهایشان دارند مورد نظر زیست شناسان است. ( رجوع کنید به مبحث سیستم سه مقوله ای ).
هم ایستایی: سازگار با دگر گونی

 هم ایستایی

هم ایستایی خاصیت یک نظام باز برای تنظیم محیط درونی خودش است ، طوری که بوسیله چندین بار تطبیق همتراز حرکتی کنترل شده با ساز و کارهای قانونی بهم وابسته ، یک وضعیت ثابت را حفظ کند. تمام موجودات زنده ، چه تک سلولی و چه چند سلولی هم ایستایی بروز می دهند . هم استایی در سطح سلولی می تواند با حفظ یک قدرت اسیدی ثابت خود را بروز دهد ( پی اچ ) ؛ در سطح موجود زنده حیوانات خون گرم یک درجه حرارت ثابت درونی را حفظ می کنند ؛ و در سطح بوم سازگان ، مثلا وقتی که میزان دی اکسید کربن موجود در جو افزایش می یابد ، گیاهان قادر به رشد بهتری هستند و بنابراین دی اکسید کربن بیشتری از جو می زدایند. بافت ها و اندامها تیز می توانند هم ایستایی داشته باشند.

فعل و انفعالات : گروه ها و زیستگاه ها

همزیستی متقابل بین دلقک ماهی از جنس آمفیبریون است که در میان شاخک شقایق دریایی مناطق استوایی است وجود دارد. ماهی منطقه ای شقایق نعمان را از دست ماهی شقایق نعمان خوار محافظت می کند و در عوض شاخک حساس نیش زن شقایق نعمان از ماهی شقایق در برابر شکارچیان محافظت می کند. هر موجود زنده ای با دیگر مو جودات و محیط زیست خودش فعل و انفعال داخلی دارد. یکی از دلایلی که مطالعه سیستم های زیست شناختی را مشکل می سازد این است که فعل و انفعالات امکان پذیر مختلف بسیار زیادی با دیگر موجودات زنده و محیط زیست آنها وجود دارد. واکنش یک میکروب گیاهی بسیار ریز به یک شیب در حبه قند به میزان واکنش آن به محیط زیست خود بهمان اندازه است که یک شیر هنگامی که در دشت بی علف آفریقا در جستجوی غذاست نسبت به محیط زیست خود واکنش نشان می دهد. در گونه های خاصی رفتارها می تواند دوستانه ، تهاجمی ، انگلی یا همزیگری باشد. مسایل هنوز هم پیچیده تر می شود وقتی دو یا بیشتر گونه های مختلف در یک بوم سازگان با هم فعل و انفعال داشته باشند و اکو سیستم یکی از شاخه های بوم شناسی است

حوزه عمل زیست شناسی

فهرست رشته های زیست سناسی

زیست شناسی به یک عمل تحقیقی گسترده تبدیل گردیده یعنی که این علم عموما تنها بعنوان یک رشته منفرد مورد مطالعه قرار نمی گیرد ، بلکه بعنوان تعدادی از زیر رشته های دور هم گرد آمده مورد بررسی قرار می گیرد . ما چهار دسته بندی کلی را اینجا در نظر می گیریم . اولین گروه کلی شامل رشته هایی است که ساختارهای اصلی سازگان زنده را مورد مطالعه قرار می دهد : سلول ها ، ژنها و غیره ؛ گروه بندی دوم عمل این ساختارها را در سطح بافت ها ، اندام ها و بدن مطالعه می کند ؛ یک گروه بندی سوم موجودات و تاریخچه های حیات آنان را مورد نظر دارد ؛ آخرین گروه بندی رشته ها بر فعل و انفعالات موجودات توجه دارد. بهر حال توجه به این امر مهم است که این مرزبندی و گروه بندی و توصیفات شرح ساده شده ای از پژوهش های زیست سناختی است. در واقع مرز بندی های این رشته ها خیلی متغیر است و بیشتر رشته ها اغلب روش ها را از یکدیگر عاریه می گیرند. مثلا زیست شناسی تکاملی برای تعیین زنجیره های دی ان ای ( اسید دزوکسی ریبونوکلییک ) که به درک گوناگونی وراثتی یک جمعیت کمک می کند بیشتر به روش های زیست شناسی مولکولی تکیه دارد ؛ و فیزیو لوژی در تشریح عمل سیستم های اندام بطور ممتد از اصول زیست شناسی سلولی عاریه می گیرد.
ساختار حیات
طرح کلی سلول جانور نشانگر اندامک ها و ساختارهای متنوع است.
مقاله های اصلی: زیست شناسی مولکولی ، زیست شناسی سلولی ، علم وراثت ، زیست شناسی رشدی
طرح کلی از نوعی سلول جانوری
نمایش organelles گوناگون و تشکیل دادن آن.
زیست شناسی مولکولی مطالعه زیست شناسی در سطح مولکولی است. این رشته با دیگر زمینه های زیست سناسی ، بویژه علم وراثت و زیست شیمی ، همپوشی دارد.عمدتا زیست شناسی مولکولی توجه خود را به درک فعل و انفعالات میان سیستم های گوناگون یک سلول ، شامل رابطه اسید دزوکسی ریبونوکلییک( دی ان ای ) ، اسید ریبونوکلییک (آر ان ای ) و ترکیب پروتیین و پی بردن به اینکه چگونه این فعل و انفعالات تعدیل می شوند .
زیست شناسی سلولی خواص فیزیولوژیکی سلول ها، و همچنین نحوه رفتار آنها ، و محیط زیست آنها را مورد مطاله قرار می دهد. این کار هم در سطح ذره بینی و هم در سطح مولکولی انجام می گیرد.زیست شناسی سلولی هم موجودات تک سلولی مثل باکتری ها و هم سلول های تخصیص یافته در موجودات چند سلولی مثل انسانها را مورد بررسی قرار می دهد.
پی بردن به ترکیب سلول ها و ابنکه سلول ها چگونه کار می کنند برای تمام علوم زیستی ضروری است. درک شباهت ها و تفاوتهای میان سلول ها بویژه برای میدانه های زیست شناسی مولکولی و سلولی اهمیت دارد . این شباهت ها و تفاوت های اساسی هدفی واحد را بوجود آورده و به رشته هایی که از مطالعه یک نوع سلول بدست آمده اندبه انواع دیگر سلول ها برون یابی و تعمیم می یابند.
علم وراثت علم شناخت ژنها ، وراثت و دگرگونی موجودات زنده است. در تحقیقات اخیر ، علم وراثت ابزار مهمی را در بررسی چگونگی عملکرد یک ژن خاص بدست می دهد ، مثل تحلیل فعل و انفعالات وراثتی . معمولا در موجودات زنده اطلاعات وراثتی بصورت کروموزومهایی منتقل می گردد ، در اینجا این اطلاعات بصورت ساختار شیمیایی مولکول های خاصی از ماده توارثی اسید دزوکسی ریبونوکلییک( دی ان ای) ارایه می گردد .
ژنها اطلاعات لازم برای تر کیب پروتیین ها را کد گزاری می کنند ، که در عوض نقش مهمی را در اثر گذاری ایفا می کنند . در بسیاری از موارد آخرین رخ مانه موجود زنده را بطور کامل تعیین نمی کنند .
زیست شناسی رشدی فرایند ی را بررسی می کند که با آن موجودات زنده رشد و نمو می کنند با ظهور علم رویان شناسی ، زیست شناسی رشدی امروزی کنترل وراثتی رشد سلول ، تفکیک و ” زمان بوجود آمدن ” سلول ها را مورد مطالعه قرار می دهد که این هم فرایندی است که موجب رشد بافت ها ، اندامها و کالبد می شود . موجودات زنده نمونه گرفته شده برای زیست سناسی رشدی شامل کرم حلزونی شکل کاینور هابدیتیس الگانس , کرم میوه دروسوفیلا ملانو گاستر ، ماهی گور خر براکیدانیو رریو ، موش موس کولو و علف هرز آرابیدوپسیس ثالیانا می باشد .
فیزیولوژی موجودات

 فیزیولوژی ، کالبد شناسی

فیزیولوژی فرایند های مکانیکی ، فیزیکی و زیست شیمی موجودات زنده را مورد بررسی قرار می دهد، با تلاش در در اینکه چگونه تمام ساختارها در غالب یک ساختار کل عمل می کنند . معمولا فیزیولژی به دو نوع فیزیولوژی گیاهی و فیزیولوژی جانوری تقسیم شده است ، ولی اصول آن جامع می باشد ، بدون توجه به اینکه چه موجود خاصی تحت مطالعه است . مثلا هر مطلبی که در مورد سلول مخمر بدست می آید در مورد سلول های انسان ها نیز بکار گرفته می شود . رشته فیزیولوژی جانوری ابزارها و روش های فیزیلوژی انسانی را به گونه های جانوری عیر انسانی تعمیم می دهد . همچنین فیزیلوژی گیاهی روش ها را از هر دو رشته عاریه می گیرد .
کالبد شناسی بخش مهمی از فیزیولوژی است و بدنبال این است که سازگان اندام در جانوران از قبیل اعصاب ، اراده ، غدد ترشحی و سیستم های تنفسی و گردش خون آنها چگونه کار می کنند و با همدیگر فعل و انفعال دارند. مطالعه این سیستم ها با رشته های از لحاظ طبی توجیه شده ای مثل عصب شناسی ، ایمنی شناسی و امثال آنها وجه اشتراک دارد .
گوناگونی و تکامل موجودات
در علم وراثت جمعیتی تکامل یک جمعیت از موجودات گاهی مثل حرکت در یک منظره سلامتی به نظر می رسد . پیکانها روند قابل قبولی از حیات یک جمعیت را در این چشم انداز نشان می دهند و رده های الف ، ب و ج گزینه های موضعی هستند . گوی قرمز رنگ جمعیتتی را نشان می دهد که از یک سطح سلامتی بسیار پایین به بالاترین نقطه سلامتی صعود کرده است .
مقالات اصلی : زیست شناسی تکاملی ، گیاه شناسی ، جانور شناسی
زیست شناسی تکاملی به منشاْ و نسل گونه ها و همچنین دگرگونی آنها در طول زمان ، یعنی تکامل آنها ، مربوط می شود . زیست شناسی تکاملی یک رشته فراگیر است ، زیرا این رشته دانشمندانی را از بسیاری از رشته های بسیار سنتی متمایل به آرایه شناختی بکار می گیرد . بعنوان مثال این رشته معمولا دانشمندانی را می طلبد که آموزشی تخصصی در مورد مباحث موجودات خاصی مثل مباحث مطالعه پستانداران ، پرنده شناسی و یا خزنده شناسی دیده اند ولی از این موجودات بعنوان سازگانی برای پاسخگویی به سؤالات عمومی در مبحث تکامل استفاده می کنند . معمولا این رشته باستان شناسان را نیز که از سنگواره ها برای جواب به سؤالاتی در مورد نوع و زمان تکامل و همچنین نظریه پردازانی در زمینه هایی نظیر علم وراثت جمعیتی و نظریه تکاملی را بکار می گیرد . در زیست شناسی رشدی سالهای ۱۹۹۰ با مطالعه زیست شناسی رشدی تکاملی دخول مجددی به زیست شناسی تکاملی پس از دفع اولیه آن از ترکیب امروزی صورت گرفت . رشته های مرتبطی که اغلب جزو زیست شناسی تکاملی بحساب می آیند شامل تکامل نژادی ، سیستماتیک و علم رده بندی جانداران می شود .
دو رشته اصلی سنتی متمایل به آرایه بندی گیاه شناسی و جانور شناسی است . گیاه سناسی مطالعه علمی گیاهان است . گیاه شناسی زنجیره ای گسترده از رشته های علمی را پوشش می دهد که رشد ، تکثیر ، سوخت و ساز ، گسترش ، مرض و تکامل حیات گیاه را مورد مطالعه قرار می دهند . جانور شناسی رشته ای است که مرتبط با مطالعه جانداران است ،و نیز در بر گیرنده فیزیولوژی جانداران که تحت بررسی علوم گوناگونی مثل کالبد شناسی و رویان شناسی است می شود . ساز و کارهای معمول وراثتی و رشدی جانداران و گیاهان مورد مطالعه زیست شناسی مولکولی ، علم وراثت مولکولی و زیست شناسی رشدی است . بوم شناسی جانداران تحت پوشش بوم شناسی رفتاری و دیگر رشته هاست .

رده بندی حیات

به سیستم رده بندی چیره رده بندی لینایین می گویند که شامل رده ها و نامگذاری دو جمله ای می شود . چگونگی نامگذاری موجودات زنده تابع قرار داد های بین المللی از قبیل کد بین المللی نامگذاری وابسته به گیاه شناسی ( آی سی بی ان ) ، کد بین المللی نامگذاری وابسته به جانور شناسی ( آی سی زد ان ) و کد بین المللی وابسته به باکتری است ( آی سی بی ان ) . چهارمین پیش نویس قرارداد پادزیست در سال ۱۹۹۷ در تلاش برای یکنواخت کردن نامگذاری در سه زمینه منتشر شد ، اما به نظر نمی رسد که این پیش نویس هنوز هم بطور رسمی بکار گرفته شده باشد .کد بین المللی رده بندی و نامگذاری ویروس ها ( آی سی وی سی ان ) خارج از مقوله پادزیست قرار می گیرد .

فعل و انفعالات موجودات

یک شبکه غذایی ، یک تعمیم به زنجیره غذایی ، نشانگر روابط پیچیده میان موجودات زنده در یک بوم سازگان است .
مقالات اصلی : بوم شناسی ، رفتار شناسی جانوری ، رفتار
بوم شناسی توزیع و فراوانی موجودات زنده و فعل و انفعالات بین موجودات و محیط زیست آنها را مورد مطالعه قرار می دهد. محیط زیست یک موجود هم شامل زیستگاه آن موجود می شود که می توان آن را بعنوان مجموعه ای از عناصر بیجان محلی از قبیل اقلیم و زمین شناسی توصیف کرد و هم شامل دیگر موجودات که با آن موجود زیستگاه مشترکی دارند می گردد . سیستم های بوم شناختی در چندین سطح مختلف ، از افراد و جمعیت ها گرفته تا سطح بوم سازگان و زیست کره مورد مطالعه قرار می گیرند . بوم شناسی یک علم چند شاخه ای است که به بسیاری از دیگر شاخه های علم متصل می گردد .
رفتار شناسی جانوری ، رفتار جانور را ( بویژه حیوانات اجتماعی مثل نخستین ها و کانید ها ) بررسی کرده و گاهی شاخه ای از علم جانور شناسی بحساب می آید . رفتار شناسان جانوری بر حسب نظریه انتخاب اصلح در طبیعت بویژه علاقمند به شناخت تکامل رفتار و درک رفتار بوده اند . به عبارتی اولین رفتار شناس جانوری امروزی چارلز داروین بوده که کتاب او با عنوان ” بیان احساسات در حیوانات و انسانها” بسیاری از رفتار شناسان جانوری را تحت تاثیر قرار داد .

منبع: http://zist1.mihanblog.com/

زیست شناسی گرایش سلولی و مولکولی

بيوتكنولوژي دانش بكار گيري ارگانيسم هاي زنده، اندامك هاي آنها، مولكول ها و فرايندهاي زيستي جهت بهبود و توسعه خدمات پزشكي، داروسازي، صنعتي و كشاورزي است. ژنتیک سلولی به مطالعه ماده ژنتيکي سلولها و بويژه کروموزومها و توارث می پردازد و در میکروبیولوژی انواع میکروارگانیسم ها مورد توجه قرار می گیرند. در بیوشیمی  ماکرومولکول های زیستی از نظر ساختار و عملکرد مطالعه می شوند و در بیوفیزیک از روش ها و قوانين فيزيکي به منظور بررسی پديده هاي زيستي استفاده می گردد.

از آنجا که بسیاری از دستاوردهای عظیم علوم کشاورزی و پزشکی مدیون تلاش های زیست شناسان سلولی بوده است، این حوزه از علم نه تنها در زمینه آموزش و پژوهش، بلکه در حوزه اقتصاد و بهره وری نیز از توجه بسزائی در سراسر جهان بر خوردار است.

زیست شناسی سلولی علم نوپایی است به طوری که با ابداع و بکار گرفتن فناوری های بيوشيميايي و بیوفیزیکی در اواسط قرن بیستم، توجه محققین به شناخت اعمال پيچيده سلولي معطوف گرديد. کشف ساختمان مولکولي DNA توسط واتسون و کريک، تحقيقات مسلسون و استال بر روي همانند سازي DNA، مطالعات کريک بر روي رمز وراثتي و کورنبرگ بر روي آنزيمهاي بيوسنتز DNA از جمله مهمترین و تاثیرگذارترین یافته های این علم در بدو پیدایش آن است. پيشرفت زيست شناسي سلولي در سال هاي اخير با ابداع روز افزون فناوری های جديد مطالعه سلول همراه بوده است. در این زمینه بکارگیری ابزار هاي نوري و الکتروني دقيق و نيز استفاده از مواد راديو اکتيو و فلورسنت  به شناخت دقیق اندامک ها و مولکول های زیستی منجر شده است. بررسی و شناسایی علل مولکولي بسیاری از بیماری های توارثی و اکتسابی توسط زیست شناسان سلولی دریچه ای جدید از استراتژی های درمانی (همچون سلول درمانی و ژن درمانی) را بر روی بیماران گشوده است. چشم انداز این فناوری ها تشخیص، پیشگیری و کنترل بیماری های مهلکی همچون سرطان است که تاکنون درمان قطعی برای آنها یافت نشده است. تولید انبوه، ارزان و بدون خطر بسیاری از فراورده های زیستی همچون واکسن ها و هورمون ها با استفاده از موجودات تراریخت (transgenic organisms) و تشخیص پیش از تولد بیماری ها ی ژنتیکی از دیگر دستاورد های زیست شناسی سلولی در حوزه پزشکی است.

از جمله چشم اندازهای آینده زیست شناسی سلولی می توان به شناخت کامل سازمان مولکولی سلول و فرایندهای زیستی، افزایش توانمندی های جسمی و ذهنی انسان مانند تقویت یادگیری و حافظه، مقابله با بیماری ها و سازگاری با محیط و نیز ایجاد گونه‌های جدید جانوری و گیاهی اشاره کرد.
استخراج DNA، RNA و پروتئین، واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR)، الکتروفورز و انواع روش های بلاتینگ (مانند وسترن، سادرن و نوردرن بلاتینگ) از جمله تکنیک های پایه مرتبط با علوم سلولی و مولکولی هستند.  استحصال و کشت انواع سلول های گیاهی و جانوری (از جمله سلول های بنیادی و سرطانی) در شرایط آزمایشگاهی (in vitro)، تولید موجودات تراریخت و پروتئین های نوترکیب (recombinant proteins) نیز از جمله رایج ترین کاربردهای این شاخه از علم زیست شناسی محسوب می شوند.

سيتولوژی

سيتولوژی :

تاريخچه:

   در سال 1665 ميلادي يك فيزيكدان انگليسي بنام رابرت هوك با استفاده از ميكروسكوپ

ابتدايي خود مقاطع نازكي از چوب پنبه را با چاقوي تيزي بريده و مورد مطالعه قرار داد و اتاقك

هاي خالي شبيه به شانه كندي عسل را مشاهده نمود كه نام سلول را به آنها اطلاق كرد. در طي

50 سال بعد ، مالپيگي و آنتوان ون لوئي فن هوك ياخته ها را در بافتهاي گوناگون گياهان مورد

مطالعه قرار دادند. تا سال 1800 ميلادي بدليل نقص ميكروسكوپ ها و روش هاي ناقص برش

بافت، پيشرفت اندكي در زمينه مطالعه سلول انجام شد. در سال 1809 ميلادي لامارك زيست

شناس مشهور فرانسوي تنوع زيادي را در ياخته ها و بافتها مشاهده نمود و نتيجه گرفت «

حياتي وجود ندارد كه اجزاي تشكيل دهنده بدن او از بافتهاي ياخته اي تشكيل نشده ياشد». در

سال 1824 ميلادي يك فرانسوي بنام دوتروشه نتيجه گيري لامارك را بدين صورت تعميم داد كه

تمام بافتهاي گياهي و جانوري از انواع ياخته ها تشكيل شده اند. ولي هيچ كدام متوجه نشدند كه

ياخته مي تواند نظير خود را توليد نموده و بطور مستقل ادامه حيات دهد. از دهه 1950 ميلادي

تاكنون توليد و تكامل ميكروسكوپ هاي الكتروني با قدرت تفكيك زياد، باعث شد تا جزئيات

بيشتر و دقيق تري از ياخته ها در مقايسه با ميكروسكوپ نوري مشاهده شود.

اندازه سلول:

   بيشتر ياخته هاي گياهي و اكثر ياخته هاي جانوري به قدري كوچك هستند كه با چشم غير

مسلح قابل رويت نيستند. ياخته گياهان عالي معمولا داراي طولي بين 10 تا 100 ميكرون مي

باشند يعني مي توان  تقريبا 30 عدد از آنها را در نوك يك سوزن قرار داد. چون اندازه ياخته ها

خيلي كوچك است لذا تعداد آنها در يك موجود بالغ، نجومي است.به عنوان مثال در يك برگ بالغ

درخت گلابي حدود 50 ميليون ياخته وجود دارد.با اين حال آيا مي توانيد تصور كنيد كه در يكي

از درختان 3 هزار ساله جنگل قرمز كاليفرنيا كه داراي ارتفاعي معادل 90 متر و قطر 4.5 متر

است چند ياخته وجود دارد؟

 

   بعضي از ياخته ها قوطي مانند بوده و 6 وجهي مي باشند. ولي بسياري از آنها به شكل هاي

مختلفي مشاهده مي شوند كه به محل قرار گيري آنها در بافت و عمل آنها بستگي دارد.

ساختمان سلول:

   بخش زنده سلول كه درون غشا قرار دارد پروتوپلاسم نام دارد كه شامل دو بخش سيتوپلاسم

و هسته مي باشد. سيتوپلاسم مايعي است كه اندامك ها در داخل آن غوطه ور هستند. در سلول

هاي گياهي علاوه بر غشا، ديواره اسكلتي نيز پروتوپلاسم را احاطه مي كند.

ديواره سلولي:

   علت اصلي استحكام بافت هاي گياهي وجود ديواره محكمي بنام ديواره سلولي يا ديواره اسكلتي

است كه خارج غشاء سلولي قرار دارد.در سلول هاي جوان گياهي ابتدا يك تيغه از جنس پكتين

در بين دو سلول مجاور شكل مي گيرد و بتدريج شبكه اي از سلولز در دو طرف اين تيغه رسوب

مي كند. مولكول هاي سلولز با يكديگر جمع شده و ميكروفيبريل ها را ايجاد مي كنند.

ميكروفيبريل ها به نوبه خود با هم تجمع كرده و ماكروفيبريل ها را مي سازند. ماكروفيبريل ها به

وسيله پكتين و تركيبات مشابه ديگر در كنار هم قرار گرفته و ديواره سلولي را ايجاد مي كنند.

   گاهي سلولز در دو مرحله رسوب مي كند بطوريكه ابتدا ديواره اوليه را مي سازد و سپس در

مرحله ديگر ديواره ثانويه، درون ديواره اوليه شكل مي گيرد. ضخامت ديواره سلولي بستگي به

نوع سلول دارد.سلول هايي كه عمل ذخيره و توليد مواد غذايي را انجام مي دهند معمولا ديواره

نازكي دارند.

در سلول هاي گياهي شيره ها و مواد محلول مي توانند به سرعت از ميان پل سيتوپلاسمي بنام

پلاسمادسماتا عبور نمايند.در واقع پلاسمادسماتارشته هاي باريك پروتوپلاسمي هستند كه سلول

هاي مجاور را به يكديگر مرتبط مي سازند.

غشاء سلولي:

   خارجيترين بخش زنده سلول ، غشاء سلول نام دارد كه حدود 8 ميليونيم ميلي متر ضخامت

دارد.بعبارت ديگر 12500 عدد از آنها با يكديگر به اندازه ضخامت يك برگ كاغذ معمولي

است.نقش اصلي غشاء تنظيم ورود و خروج مواد به درون و بيرون سلول مي باشد. بعلاوه در

سلول هاي گياهي ، توليد و نظم سلولز براي ديواره سلولي بر عهده غشاء مي باشد. شواهد

بدست آمده در دهه 1970 نشان مي دهد كه غشاء پلاسمايي، مركب از ليپيد هاي موزائيك مانند

بوده و پروتئين ها در سراسر آن پخش مي باشند و در سطح خارجي آن، كربوهيدرات ها به

پروتئين ها و ليپد ها متصل هستند. غشاء قابل انعطاف بوده و براحتي چروكيده شده و از ديواره

سلولي فاصله مي گيرد. ولي با پاره شدن آن سلول به سرعت مي ميرد.

شبكه اندوپلاسميك:

   يك سيستم پيچيده مركب از واحدهاي غشايي صفحه مانندي است كه چين خوردگي پيدا كرده و

به صورت كانالهايي در سراسر سيتوپلاسم پراكنده مي شوند. مقدار و شكل آن در سلول هاي

مختلف ، متفاوت است. در مقطع عرضي به شكل مجموعه اي از غشاهاي موازي ديده مي شوند

كه شباهت زيادي به لوله ها يا كيسه هاي دراز و باريكي را پيدا مي كنند. غشا هسته به شبكه

اندوپلاسميك متصل است.

 

 

در بعضي از قسمت هاي اين شبكه ، اجسام ريزي بنام ريبوزوم متصل هستند كه به اين قسمت

ها شبكه اندوپلاسميك خشن گويند كه در سنتز وترشح و ذخيره پروتئين ها نقش دارند. بخشي از

شبكه اندوپلاسميك كه فاقد ريبوزوم است، شبكه اندوپلاسميك صاف نام دارد كه توليد چربيها را

بر عهده دارد. بعلاوه سنتز غشا هاي داخل سلولي نيز بر عهده شبكه اندوپلاسميك است.

ميتوكندري:

   سيستم توليد انرژي داخل سلولي است كه مولكولهاي آلي طي مراحلي در داخل ميتوكندري ها

انرژي خود را آزاد مي سازند كه به آن تنفس سلولي گويند.تعداد ميتوكندري ها در سلول بسيار

زياد مي باشد. درازاي آنها بين 1 تا 3 ميكرون و قطر شان حدود 0.5 ميكرون مي باشد بنابراين با

ميكروسكوپ نوري به زحمت ديده مي شوند. ميتوكندري ها داراي حركتي ثابت بوده و هنگامي كه

 

سلول به انرژي نياز دارد به صورت گروههاي متراكم ظاهر مي شوند. ميتوكندري ها مي توانند

تقسيم شوند و يا با هم تركيب گردند. بوسيله دو واحد غشاي احاطه شده اند، كه غشاي داخلي

چين خوردگي حاصل نموده و كريستي نام دارد. كريستي سطح فعاليت آنزيم هاي موجود در ماده

زمينه يا ماتريس را افزايش مي دهد. ماتريس محتوي ريبوزوم ، پروتئين،DNA  و RNA و چند ماده

محلول ديگر است.

دستگاه گلژي:

گروهي از كيسه هاي پهن و تا حدي گرد هستند كه غالبا توسط لوله هاي منشعبي كه از شبكه

اندوپلاسمي منشاء مي گيرند، احاطه شده اند ولي مستقيما به آنها متصل نيستند. سطحي از

دستگاه گلژي كه در مجاورت شبكه اندوپلاسميك قرار دارد سطح تشكيل گويند و سطح مقابل آن را

سطح تخريب مي نامند. كيسه ها معمولا در گروههاي 3 تا 8 تايي مي باشند.گليكوزيله كردن

( اتصال قند) پروتئين ها و چربي ها، توليد چربي و مولكول هاي پيچيده كربوهيدرات بر عهده گلژي

است. همچنين اين سيستم محل جمع آوري ، بسته بندي و انتقال محصولات سلولي محسوب مي

گردد. دستگاه گلژي با اتصال قند ها به مواد سمي سبب سم زداييDetoxification  آنها مي شود.

پلاست ها:

   در سلول هاي گياهي معمولا چندين نوع پلاست وجود داردكه مشخص ترين آنها كلروپلاست

نام دارد كه حاوي سبزينه يا كلروفيل است. در گياهان عالي تعداد آنها در هر سلول بين 75 تا

125 عدد است ولي امكان دارد تعدادشان بيشتر هم باشد.

   كلروپلاست داراي قطري در حدود 2 تا 10 ميكرون بوده و همانند ميتوكندري به وسيله دو

واحد غشايي احاطه شده است. ماده زمينه يا ماتريس كلروپلاست، استروما نام دارد كه مايعي بي

رنگ و حاوي آنزيم ها و يك مولكول DNA حلقوي و دانه هاي نشاسته و چربي و ريبوزوم مي

باشد. صفحات دو غشايي بنام تيلاكوئيد ها از غشا داخلي كلروپلاست ها منشعب مي شوند كه

روي هم تجمع كرده و واحدهايي بنام گرانوم را مي سازند كه در استروما غوطه ورند. غشا

تيلاكوئيد ها حاوي كلروفيل و ساير رنگدانه هاست و اولين مرحله فتوسنتز( مرحله نوري) در آنها

انجام مي شود. در فتوسنتز گياهان سبز ، آب و دي اكسيد كربن به كمك انرژي خورشيد به مواد

غذايي ساده تبديل مي شوند.

   نوع ديگر پلاست كه در سلول هاي بعضي از گياهان نظير گوجه فرنگي و فلفل قرمز يافت مي

شود كروموپلاست نام دارد كه در نتيجه ازبين رفتن كلروفيل در كلروپلاست ها ايجاد مي شوند و

بواسطه داشتن رنگدانه هاي كاروتنوئيد به رنگ هاي زرد، نارنجي و قرمز مشاهده مي گردند.

   لوكوپلاست ها سومين نوع پلاست در گياهان عالي است كه بي رنگ است و شامل دو نوع

آميلوپلاست و اولئوپلاست بوده كه بترتيب سنتز نشاسته و چربي را بر عهده دارند.چنانچه

بعضي از لوكوپلاست ها در معرض نور قرار گيرند به كلروپلاست تبديل مي شوند و بر عكس.

   تمامي پلاستها از اندامك هاي كوچك با رنگ سبز كمرنگ و تقريبا شبيه ميتوكندري بنام پيش

پلاست حاصل مي شوند.پيش پلاستها از پلاستها ساده تر بوده و تيلاكوئيد هاي كمي دارند كه

بصورت گرانول مرتب نشده اند. پيش پلاست ها معمولا تقسيم مي شوند ودر سلول پخش مي

گردند. هنگامي كه سلول هاي جوان تقسيم مي شوند هر سلول سهم يكساني از پيش پلاستها مي

برند. پلاستها همچنين ممكن است از تقسيم پلاستهاي بالغ حاصل شوند.

واكوئل:

   90 درصد حجم يك سلول بالغ گياهي ممكن است به وسيلع يك يا دو واكوئل درشت اشغال شود.

واكوئل ها توسط غشاهاي واكوئلي بنام تونوپلاست احاطه شده اند كه از نظر ساختمان و عمل

مشابه غشاي سلولي هستند.

   واكوئل مملو از مايعي بنام شيره واكوئلي است كه معمولا كمي اسيدي بوده و در نگاهداري

فشار داخلي سلول نقش دارند. شيره واكوئلي حاوي تركيبات محلولي مانند، نمكها، قندها، اسيد

هاي آلي و مقادير كمي پروتئين  و همچنين رنگدانه محلول در آب آنتوسيانين مي باشد.

 

آنتوسيانين ها باعث رنگهاي قرمز_آبي و ارغواني گلها، و گاهي  رنگ قرمز برگهامي شوند.

آنتوسيانين ها در نتيجه دماي پايين در فصل پاييز به مقدار زيادي متراكم مي شوند ولي نبايد با

رنگهاي قرمز، نارنجي رنگدانه هاي كارتنوئيد درون كروموپلاست ها اشتباه شوند.چون رنگدانه هاي

كارتنوئيد در آب محلول نيستند.

 در سلول هاي جوان واكوئل ها كوچك و متعدد هستند ولي بتدرج با بلوغ و تمايز سلول، رشد

كرده و به هم متصل مي شوند و واكوئل مركزي را ايجاد مي كنند. واكوئل علاوه بر انتقال مواد

در سلول، در انهدام و تجزيه برخي اندامكها نظير ميتوكندري ها و پلاست ها نقش دارند.

هسته:

   مركز كنترل سلول است. توسط دو واحد غشايي بنام غلاف هسته احاطه ميشود. و حدود يك

سوم سطح آن را منافذي كه از لحاظ ساختماني پيچيده هستند اشغال ميكند. درون هسته مايعي

بنام نوكلئوپلاسم وجود دارد كه از جهت فقدان ريبوزوم با سيتوپلاسم اختلاف دارد. بعلاوه

نوكلئوپلاسم حاوي يك يا چند هستك است كه فاقد غشا بوده و از جنس پروتئين مي باشد و در

سنتز RNA ريبوزومي نقش دارد. ماده ژنتيكي درون هسته كروماتين نام دارد كه با ميكروسكوپ

معمولي قابل رويت نيست مگر آنكه با روش هاي معيني رنگ آميزي گردد. درحين تقسيم سلولي ،

كروماتين كوتاهتر و ضخيم تر شده و در اين حالت به آن كروموزوم اطلاق مي شود. كروماتين از

پروتئين و  DNA ساخته شده است.هر گونه اي از گياه يا جانور تعداد ثابتي كروموزوم دارد. تعداد

كروموزوم ها ارتباطي با پيچيدگي و اندازه موجود زنده ندارد. به عنوان مثال، هر سلول تربچه 18

كروموزوم در هسته دارد در حالي كه هر سلول سرخس مارزبان بيش از هزار كروموزوم دارد.

چرخه سلولي:

   هنگامي كه سلول ها تقسيم مي شوند ازيك سري مراحل شناخته شده بنام چرخه يا سيكل

سلولي عبور ميكنند. سيكل سلولي شامل دو قسمت مشخص انترفاز و ميتوز مي باشد كه ميتوز

خود 4 مرحله است. مدت زماني چرخه سلولي بستگي به نوع موجود زنده ، نوع ياخته، دما و

ديگر عوامل محيطي دارد. در اغلب موارد انترفاز ممكن است 90 درصد چرخه سلولي را اشغال

نمايد.

انترفاز:

   سلول هاي زنده اي كه در حال تقسيم نيستند گفته مي شود در انترفاز قرار دارند. كروموزوم

ها در مرحله توسط ميكروسكوپ نوري قابل رويت نيستند. در انترفاز سه دوره فعاليت متوالي

صورت مي گيرد. بدين ترتيب كه بلافاصله پس از تقسيم هسته يك دوره نسبتا طولاني G1

شروع مي شود. در مرحله G1 موادي كه مرحلهS  را تحريك يا مهار مي كنند توليد مي شود. در

مرحله S  پديده همانندسازي انجام مي شود.مرحله نهايي انترفاز G2 مي باشد كه شامل تقسيم

ميتوكندري ها و ديگر اندامك ها و ساختن مواد و ساختارهايي نظير ميكروتوبول ها ست  كه

مستقيما با ميتوز در ارتباط هستند.  پيچ خوردن و انقباض كروموزوم ها در اين مرحله آغاز مي

شود.

ميتوز:

   تمام موجودات زنده حيات خود را از يك سلول شروع مي كنند. البته اين سلول فورا شروع به

تقسيم نموده و سلول هاي جديدي را توليد ميكند. اين سلول ها نيز به نوبه خود تقسيم شده و

سلول هاي بيشتري را توليد مي كنند. اين پديده تقسيم را ميتوز گويند. DNA  و مواد ديگر بين

دو سلول دختر حاصل از تقسيم بطور يكسان تقسيم مي شود. ميتوز منحصرا به تقسيم هسته

مربوط است ولي تقسيم بقيه قسمت سلول سيتوكينز نام دارد.

 

   در گياهان عالي مثل بازدانگان و گياهان گلدار تقسيم ميتوز در بافت هاي خاصي بنام مريستم

صورت مي گيرد. مريستم ها در راس ساقه يا ريشه و همچنين به شكل بافت استوانه اي منشعبي

كه لايه زاينده چوب و آبكش يا كامبيوم نام دارد ، قرار دارند. در تعدادي از گياهان علفي و

بيشتر گياهان چوبي مريستم ديگري شبيه كامبيوم در فاصله بين پوست خارجي و كامبيوم ايجاد

مي شود كه كامبيوم چوب پنبه ناميده مي شود.

   هنگاميكه تقسيم ميتوز رخ ميدهد هيچ تفاوتي ندارد كه چه تعداد كروموزوم در هسته وجود

دارد. سلول هاي دختر كه در نتيجه ميتوز حاصل مي شوند دقيقا عدد كروموزومي سلول مادر را

دارا مي باشند. اين مرحله بصورت يك فرايند و جريان غير منقطع از 5 دقيقه تا چندين ساعت

به طول مي انجامد.ليكن معمولا بين 30 دقيقه تا 3 ساعت طول مي كشد. ميتوز داراي 4 مرحله

پروفاز ، متافاز، آنافاز و تلوفاز است.

سيتولوژی

سيتولوژی :

تاريخچه:

   در سال 1665 ميلادي يك فيزيكدان انگليسي بنام رابرت هوك با استفاده از ميكروسكوپ

ابتدايي خود مقاطع نازكي از چوب پنبه را با چاقوي تيزي بريده و مورد مطالعه قرار داد و اتاقك

هاي خالي شبيه به شانه كندي عسل را مشاهده نمود كه نام سلول را به آنها اطلاق كرد. در طي

50 سال بعد ، مالپيگي و آنتوان ون لوئي فن هوك ياخته ها را در بافتهاي گوناگون گياهان مورد

مطالعه قرار دادند. تا سال 1800 ميلادي بدليل نقص ميكروسكوپ ها و روش هاي ناقص برش

بافت، پيشرفت اندكي در زمينه مطالعه سلول انجام شد. در سال 1809 ميلادي لامارك زيست

شناس مشهور فرانسوي تنوع زيادي را در ياخته ها و بافتها مشاهده نمود و نتيجه گرفت «

حياتي وجود ندارد كه اجزاي تشكيل دهنده بدن او از بافتهاي ياخته اي تشكيل نشده ياشد». در

سال 1824 ميلادي يك فرانسوي بنام دوتروشه نتيجه گيري لامارك را بدين صورت تعميم داد كه

تمام بافتهاي گياهي و جانوري از انواع ياخته ها تشكيل شده اند. ولي هيچ كدام متوجه نشدند كه

ياخته مي تواند نظير خود را توليد نموده و بطور مستقل ادامه حيات دهد. از دهه 1950 ميلادي

تاكنون توليد و تكامل ميكروسكوپ هاي الكتروني با قدرت تفكيك زياد، باعث شد تا جزئيات

بيشتر و دقيق تري از ياخته ها در مقايسه با ميكروسكوپ نوري مشاهده شود.

اندازه سلول:

   بيشتر ياخته هاي گياهي و اكثر ياخته هاي جانوري به قدري كوچك هستند كه با چشم غير

مسلح قابل رويت نيستند. ياخته گياهان عالي معمولا داراي طولي بين 10 تا 100 ميكرون مي

باشند يعني مي توان  تقريبا 30 عدد از آنها را در نوك يك سوزن قرار داد. چون اندازه ياخته ها

خيلي كوچك است لذا تعداد آنها در يك موجود بالغ، نجومي است.به عنوان مثال در يك برگ بالغ

درخت گلابي حدود 50 ميليون ياخته وجود دارد.با اين حال آيا مي توانيد تصور كنيد كه در يكي

از درختان 3 هزار ساله جنگل قرمز كاليفرنيا كه داراي ارتفاعي معادل 90 متر و قطر 4.5 متر

است چند ياخته وجود دارد؟

 

   بعضي از ياخته ها قوطي مانند بوده و 6 وجهي مي باشند. ولي بسياري از آنها به شكل هاي

مختلفي مشاهده مي شوند كه به محل قرار گيري آنها در بافت و عمل آنها بستگي دارد.

ساختمان سلول:

   بخش زنده سلول كه درون غشا قرار دارد پروتوپلاسم نام دارد كه شامل دو بخش سيتوپلاسم

و هسته مي باشد. سيتوپلاسم مايعي است كه اندامك ها در داخل آن غوطه ور هستند. در سلول

هاي گياهي علاوه بر غشا، ديواره اسكلتي نيز پروتوپلاسم را احاطه مي كند.

ديواره سلولي:

   علت اصلي استحكام بافت هاي گياهي وجود ديواره محكمي بنام ديواره سلولي يا ديواره اسكلتي

است كه خارج غشاء سلولي قرار دارد.در سلول هاي جوان گياهي ابتدا يك تيغه از جنس پكتين

در بين دو سلول مجاور شكل مي گيرد و بتدريج شبكه اي از سلولز در دو طرف اين تيغه رسوب

مي كند. مولكول هاي سلولز با يكديگر جمع شده و ميكروفيبريل ها را ايجاد مي كنند.

ميكروفيبريل ها به نوبه خود با هم تجمع كرده و ماكروفيبريل ها را مي سازند. ماكروفيبريل ها به

وسيله پكتين و تركيبات مشابه ديگر در كنار هم قرار گرفته و ديواره سلولي را ايجاد مي كنند.

   گاهي سلولز در دو مرحله رسوب مي كند بطوريكه ابتدا ديواره اوليه را مي سازد و سپس در

مرحله ديگر ديواره ثانويه، درون ديواره اوليه شكل مي گيرد. ضخامت ديواره سلولي بستگي به

نوع سلول دارد.سلول هايي كه عمل ذخيره و توليد مواد غذايي را انجام مي دهند معمولا ديواره

نازكي دارند.

در سلول هاي گياهي شيره ها و مواد محلول مي توانند به سرعت از ميان پل سيتوپلاسمي بنام

پلاسمادسماتا عبور نمايند.در واقع پلاسمادسماتارشته هاي باريك پروتوپلاسمي هستند كه سلول

هاي مجاور را به يكديگر مرتبط مي سازند.

غشاء سلولي:

   خارجيترين بخش زنده سلول ، غشاء سلول نام دارد كه حدود 8 ميليونيم ميلي متر ضخامت

دارد.بعبارت ديگر 12500 عدد از آنها با يكديگر به اندازه ضخامت يك برگ كاغذ معمولي

است.نقش اصلي غشاء تنظيم ورود و خروج مواد به درون و بيرون سلول مي باشد. بعلاوه در

سلول هاي گياهي ، توليد و نظم سلولز براي ديواره سلولي بر عهده غشاء مي باشد. شواهد

بدست آمده در دهه 1970 نشان مي دهد كه غشاء پلاسمايي، مركب از ليپيد هاي موزائيك مانند

بوده و پروتئين ها در سراسر آن پخش مي باشند و در سطح خارجي آن، كربوهيدرات ها به

پروتئين ها و ليپد ها متصل هستند. غشاء قابل انعطاف بوده و براحتي چروكيده شده و از ديواره

سلولي فاصله مي گيرد. ولي با پاره شدن آن سلول به سرعت مي ميرد.

شبكه اندوپلاسميك:

   يك سيستم پيچيده مركب از واحدهاي غشايي صفحه مانندي است كه چين خوردگي پيدا كرده و

به صورت كانالهايي در سراسر سيتوپلاسم پراكنده مي شوند. مقدار و شكل آن در سلول هاي

مختلف ، متفاوت است. در مقطع عرضي به شكل مجموعه اي از غشاهاي موازي ديده مي شوند

كه شباهت زيادي به لوله ها يا كيسه هاي دراز و باريكي را پيدا مي كنند. غشا هسته به شبكه

اندوپلاسميك متصل است.

 

 

در بعضي از قسمت هاي اين شبكه ، اجسام ريزي بنام ريبوزوم متصل هستند كه به اين قسمت

ها شبكه اندوپلاسميك خشن گويند كه در سنتز وترشح و ذخيره پروتئين ها نقش دارند. بخشي از

شبكه اندوپلاسميك كه فاقد ريبوزوم است، شبكه اندوپلاسميك صاف نام دارد كه توليد چربيها را

بر عهده دارد. بعلاوه سنتز غشا هاي داخل سلولي نيز بر عهده شبكه اندوپلاسميك است.

ميتوكندري:

   سيستم توليد انرژي داخل سلولي است كه مولكولهاي آلي طي مراحلي در داخل ميتوكندري ها

انرژي خود را آزاد مي سازند كه به آن تنفس سلولي گويند.تعداد ميتوكندري ها در سلول بسيار

زياد مي باشد. درازاي آنها بين 1 تا 3 ميكرون و قطر شان حدود 0.5 ميكرون مي باشد بنابراين با

ميكروسكوپ نوري به زحمت ديده مي شوند. ميتوكندري ها داراي حركتي ثابت بوده و هنگامي كه

 

سلول به انرژي نياز دارد به صورت گروههاي متراكم ظاهر مي شوند. ميتوكندري ها مي توانند

تقسيم شوند و يا با هم تركيب گردند. بوسيله دو واحد غشاي احاطه شده اند، كه غشاي داخلي

چين خوردگي حاصل نموده و كريستي نام دارد. كريستي سطح فعاليت آنزيم هاي موجود در ماده

زمينه يا ماتريس را افزايش مي دهد. ماتريس محتوي ريبوزوم ، پروتئين،DNA  و RNA و چند ماده

محلول ديگر است.

دستگاه گلژي:

گروهي از كيسه هاي پهن و تا حدي گرد هستند كه غالبا توسط لوله هاي منشعبي كه از شبكه

اندوپلاسمي منشاء مي گيرند، احاطه شده اند ولي مستقيما به آنها متصل نيستند. سطحي از

دستگاه گلژي كه در مجاورت شبكه اندوپلاسميك قرار دارد سطح تشكيل گويند و سطح مقابل آن را

سطح تخريب مي نامند. كيسه ها معمولا در گروههاي 3 تا 8 تايي مي باشند.گليكوزيله كردن

( اتصال قند) پروتئين ها و چربي ها، توليد چربي و مولكول هاي پيچيده كربوهيدرات بر عهده گلژي

است. همچنين اين سيستم محل جمع آوري ، بسته بندي و انتقال محصولات سلولي محسوب مي

گردد. دستگاه گلژي با اتصال قند ها به مواد سمي سبب سم زداييDetoxification  آنها مي شود.

پلاست ها:

   در سلول هاي گياهي معمولا چندين نوع پلاست وجود داردكه مشخص ترين آنها كلروپلاست

نام دارد كه حاوي سبزينه يا كلروفيل است. در گياهان عالي تعداد آنها در هر سلول بين 75 تا

125 عدد است ولي امكان دارد تعدادشان بيشتر هم باشد.

   كلروپلاست داراي قطري در حدود 2 تا 10 ميكرون بوده و همانند ميتوكندري به وسيله دو

واحد غشايي احاطه شده است. ماده زمينه يا ماتريس كلروپلاست، استروما نام دارد كه مايعي بي

رنگ و حاوي آنزيم ها و يك مولكول DNA حلقوي و دانه هاي نشاسته و چربي و ريبوزوم مي

باشد. صفحات دو غشايي بنام تيلاكوئيد ها از غشا داخلي كلروپلاست ها منشعب مي شوند كه

روي هم تجمع كرده و واحدهايي بنام گرانوم را مي سازند كه در استروما غوطه ورند. غشا

تيلاكوئيد ها حاوي كلروفيل و ساير رنگدانه هاست و اولين مرحله فتوسنتز( مرحله نوري) در آنها

انجام مي شود. در فتوسنتز گياهان سبز ، آب و دي اكسيد كربن به كمك انرژي خورشيد به مواد

غذايي ساده تبديل مي شوند.

   نوع ديگر پلاست كه در سلول هاي بعضي از گياهان نظير گوجه فرنگي و فلفل قرمز يافت مي

شود كروموپلاست نام دارد كه در نتيجه ازبين رفتن كلروفيل در كلروپلاست ها ايجاد مي شوند و

بواسطه داشتن رنگدانه هاي كاروتنوئيد به رنگ هاي زرد، نارنجي و قرمز مشاهده مي گردند.

   لوكوپلاست ها سومين نوع پلاست در گياهان عالي است كه بي رنگ است و شامل دو نوع

آميلوپلاست و اولئوپلاست بوده كه بترتيب سنتز نشاسته و چربي را بر عهده دارند.چنانچه

بعضي از لوكوپلاست ها در معرض نور قرار گيرند به كلروپلاست تبديل مي شوند و بر عكس.

   تمامي پلاستها از اندامك هاي كوچك با رنگ سبز كمرنگ و تقريبا شبيه ميتوكندري بنام پيش

پلاست حاصل مي شوند.پيش پلاستها از پلاستها ساده تر بوده و تيلاكوئيد هاي كمي دارند كه

بصورت گرانول مرتب نشده اند. پيش پلاست ها معمولا تقسيم مي شوند ودر سلول پخش مي

گردند. هنگامي كه سلول هاي جوان تقسيم مي شوند هر سلول سهم يكساني از پيش پلاستها مي

برند. پلاستها همچنين ممكن است از تقسيم پلاستهاي بالغ حاصل شوند.

واكوئل:

   90 درصد حجم يك سلول بالغ گياهي ممكن است به وسيلع يك يا دو واكوئل درشت اشغال شود.

واكوئل ها توسط غشاهاي واكوئلي بنام تونوپلاست احاطه شده اند كه از نظر ساختمان و عمل

مشابه غشاي سلولي هستند.

   واكوئل مملو از مايعي بنام شيره واكوئلي است كه معمولا كمي اسيدي بوده و در نگاهداري

فشار داخلي سلول نقش دارند. شيره واكوئلي حاوي تركيبات محلولي مانند، نمكها، قندها، اسيد

هاي آلي و مقادير كمي پروتئين  و همچنين رنگدانه محلول در آب آنتوسيانين مي باشد.

 

آنتوسيانين ها باعث رنگهاي قرمز_آبي و ارغواني گلها، و گاهي  رنگ قرمز برگهامي شوند.

آنتوسيانين ها در نتيجه دماي پايين در فصل پاييز به مقدار زيادي متراكم مي شوند ولي نبايد با

رنگهاي قرمز، نارنجي رنگدانه هاي كارتنوئيد درون كروموپلاست ها اشتباه شوند.چون رنگدانه هاي

كارتنوئيد در آب محلول نيستند.

 در سلول هاي جوان واكوئل ها كوچك و متعدد هستند ولي بتدرج با بلوغ و تمايز سلول، رشد

كرده و به هم متصل مي شوند و واكوئل مركزي را ايجاد مي كنند. واكوئل علاوه بر انتقال مواد

در سلول، در انهدام و تجزيه برخي اندامكها نظير ميتوكندري ها و پلاست ها نقش دارند.

هسته:

   مركز كنترل سلول است. توسط دو واحد غشايي بنام غلاف هسته احاطه ميشود. و حدود يك

سوم سطح آن را منافذي كه از لحاظ ساختماني پيچيده هستند اشغال ميكند. درون هسته مايعي

بنام نوكلئوپلاسم وجود دارد كه از جهت فقدان ريبوزوم با سيتوپلاسم اختلاف دارد. بعلاوه

نوكلئوپلاسم حاوي يك يا چند هستك است كه فاقد غشا بوده و از جنس پروتئين مي باشد و در

سنتز RNA ريبوزومي نقش دارد. ماده ژنتيكي درون هسته كروماتين نام دارد كه با ميكروسكوپ

معمولي قابل رويت نيست مگر آنكه با روش هاي معيني رنگ آميزي گردد. درحين تقسيم سلولي ،

كروماتين كوتاهتر و ضخيم تر شده و در اين حالت به آن كروموزوم اطلاق مي شود. كروماتين از

پروتئين و  DNA ساخته شده است.هر گونه اي از گياه يا جانور تعداد ثابتي كروموزوم دارد. تعداد

كروموزوم ها ارتباطي با پيچيدگي و اندازه موجود زنده ندارد. به عنوان مثال، هر سلول تربچه 18

كروموزوم در هسته دارد در حالي كه هر سلول سرخس مارزبان بيش از هزار كروموزوم دارد.

چرخه سلولي:

   هنگامي كه سلول ها تقسيم مي شوند ازيك سري مراحل شناخته شده بنام چرخه يا سيكل

سلولي عبور ميكنند. سيكل سلولي شامل دو قسمت مشخص انترفاز و ميتوز مي باشد كه ميتوز

خود 4 مرحله است. مدت زماني چرخه سلولي بستگي به نوع موجود زنده ، نوع ياخته، دما و

ديگر عوامل محيطي دارد. در اغلب موارد انترفاز ممكن است 90 درصد چرخه سلولي را اشغال

نمايد.

انترفاز:

   سلول هاي زنده اي كه در حال تقسيم نيستند گفته مي شود در انترفاز قرار دارند. كروموزوم

ها در مرحله توسط ميكروسكوپ نوري قابل رويت نيستند. در انترفاز سه دوره فعاليت متوالي

صورت مي گيرد. بدين ترتيب كه بلافاصله پس از تقسيم هسته يك دوره نسبتا طولاني G1

شروع مي شود. در مرحله G1 موادي كه مرحلهS  را تحريك يا مهار مي كنند توليد مي شود. در

مرحله S  پديده همانندسازي انجام مي شود.مرحله نهايي انترفاز G2 مي باشد كه شامل تقسيم

ميتوكندري ها و ديگر اندامك ها و ساختن مواد و ساختارهايي نظير ميكروتوبول ها ست  كه

مستقيما با ميتوز در ارتباط هستند.  پيچ خوردن و انقباض كروموزوم ها در اين مرحله آغاز مي

شود.

ميتوز:

   تمام موجودات زنده حيات خود را از يك سلول شروع مي كنند. البته اين سلول فورا شروع به

تقسيم نموده و سلول هاي جديدي را توليد ميكند. اين سلول ها نيز به نوبه خود تقسيم شده و

سلول هاي بيشتري را توليد مي كنند. اين پديده تقسيم را ميتوز گويند. DNA  و مواد ديگر بين

دو سلول دختر حاصل از تقسيم بطور يكسان تقسيم مي شود. ميتوز منحصرا به تقسيم هسته

مربوط است ولي تقسيم بقيه قسمت سلول سيتوكينز نام دارد.

 

   در گياهان عالي مثل بازدانگان و گياهان گلدار تقسيم ميتوز در بافت هاي خاصي بنام مريستم

صورت مي گيرد. مريستم ها در راس ساقه يا ريشه و همچنين به شكل بافت استوانه اي منشعبي

كه لايه زاينده چوب و آبكش يا كامبيوم نام دارد ، قرار دارند. در تعدادي از گياهان علفي و

بيشتر گياهان چوبي مريستم ديگري شبيه كامبيوم در فاصله بين پوست خارجي و كامبيوم ايجاد

مي شود كه كامبيوم چوب پنبه ناميده مي شود.

   هنگاميكه تقسيم ميتوز رخ ميدهد هيچ تفاوتي ندارد كه چه تعداد كروموزوم در هسته وجود

دارد. سلول هاي دختر كه در نتيجه ميتوز حاصل مي شوند دقيقا عدد كروموزومي سلول مادر را

دارا مي باشند. اين مرحله بصورت يك فرايند و جريان غير منقطع از 5 دقيقه تا چندين ساعت

به طول مي انجامد.ليكن معمولا بين 30 دقيقه تا 3 ساعت طول مي كشد. ميتوز داراي 4 مرحله

پروفاز ، متافاز، آنافاز و تلوفاز است.

  با تشکر گروه زيست شناسی

غشائ سلولی

از ویکی‌پدیا، 

غشاء سلولی

غِشاء سلولی یا غشاء پلاسمایی به پوسته نازک یاخته‌ها که از یک دولایه فسفولیپیدی تشکیل شده گفته می‌شود.
غشای سلولی همچنین به عنوان مرز میان اندامک‌های درون یاخته‌ای عمل می‌کند. در واقع غشاء سلول جداری ست که محافظت از سلول را برعهده دارد. سیتو پلاسم در داخل غشاء سلول است و محیط خارج سلولی در خارج از آن قرار دارد. غشاء سلول از یک لایه پروتئین و دو لایه چربی تشکیل شده است. رفت و آمد مواد به داخل و خارج سلول از طریق کانال‌های غشاء سلول انجام می‌شود. از بین رفتن این غشاء آسیب پذیری سلول را سبب می‌شود.
غشای پلاسمایی شامل یک دولایه فسفولیپیدی همراه با کلسترول و پروتئین‌های درون غشایی یا سطح غشایی می‌باشد.

به بیانی دیگر قسمت اعظم اندامک‌های سلول بوسیله غشاء‌هایی مفروش شده‌اند که به طور عمده از لیپید‌ها و پروتئین‌ها تشکیل شده‌اند.این غشاء‌ها شامل غشاء سلولی، غشاء هسته،غشای رتیکولوم اتدوپلاسمیک و غشاء‌های میتوکندریها، لیزوزوم‌ها و دستگاه گلژی هستند.
لیپیدهای غشاء‌ها سدی ایجاد می‌کنند که از حرکت ازاد آب و مواد محلول در اب از یک بخش سلول به یک بخش دیگر جلوگیری می‌کنند زیرا اب در چربی محلول نیست. اما باید دانست که ملکول‌های پروتئینی در غشاء غالبا در سراسر عرض غشاء نفوذ کرده و به این ترتیب مسیرهای اختصاصی ،که غالبا منافذPores نامیده می‌شوند برای عبور مواد ویژه از غشاء به وجود می‌اورند. همچنین بسیاری از سایر پروتئین‌های غشاء انزیمها هستند که تعداد زیادی از واکنش‌های شیمیایی مختلف را کاتالیز می‌کنند.

[

غشاء سلولی

غشای سلول که به طور کامل سلول را احاطه می‌کند، یک ساختار خم پذیر ارتجاعی نازک فقط به خامت ۵/۷ تا ۱۰ نانومتر است. غشاء تقریبا از پروتئین‌ها و لیپیدها تشکیل شده‌است و ترکیب تقریبی عبارت است از: پروتئینها ۵۵ درصد، فسفو لیپیدها ۲۵ درصد، کلسترول ۱۳ درصد و سایر لیپیدها ۴ درصد و کربوهیدرات‌ها ۳ درصد.
سد لیپیدی غشای سلول از نفوذ آب جلوگیری می‌کند: ساختار پایه غشای سلول یک لایه چربی دو طبقه‌است که یک ورقه نازک از لیپیدها فقط به زخامت دو مولکول بوده و در سراسر سطح سلول تداوم داشته و یکپارچه‌است. جابه جا در این ورقه نازک لیپیدی، مولکول‌های پروتئینی درشت از نوع کروی شکل قرار دارند.
ساختارپایه لایه دوطبقه چربی از مولکول‌های فسفولیپید تشکیل شده‌است. یک انتهای هر مولکول فسفولیپید در آب محلول بوده یعنی آب دوست یا هیدروفیلیک است. انتهای دگر فقط در چربی‌ها محلول بوده یعنی آب گریز یا هیدروفوبیک است. انتهای فسفاتی فسفولیپد هیدروفیلیک و اسید چربی ان هیدروفوبیک است. چون قسمت‌های آب گریز اب گریز فسفولیپیدها به وسیله اب دفع می‌شوند اما به سوی یکدیگر جذب می‌شوند لذا دارای یک تمایل طبیعی هستند و انها در پهلوی همدیگر در مرکز غشاء قرار دارند. بخش‌ها فسفاتی اب دوست دو سطح غشاء را که در تماس با ا اطراف است می‌پوشانند. لایه دو طبقه چربی در وسط غشاء به مواد طبیعی محلول در اب از قبیل یونها، گلوکز و اوره نفوذ پذیر است بر عکس، مواد محلول در چربی از جمله اکسیژن، کربن دی اکسید و الکل می‌توانند با سهولت در این بخش از غشاء نفوذ کنند. یک صفت ویژه لایه دوطبقه چربی ان است که یک مایع است نه یک جامد. بنابر این بخش‌هایی از غشاء می‌توانند عملاً در سطح غشاء از یک نقطه به یک نقطه دیگرجریان پیدا کنند. پروتئین‌ها و سایر مود محلول در غشای دو طبقه لیپیدی یا شناور در ان تمایل دارند که به کلیه غشای سلول انتشار یابند.
مولکول‌های کلسترول درغشا نیز ماهیت چربی دارند زیرا هسته استروئیدی انها بسیار محلول در چربی است. این مولکول‌ها از یک نظر در لایه دو طبقه غشاء حل شده‌اند. این مولکوها به طور عمده به تعیین مزان نفوذ پذیری لایه لایه دو طبقه به اجزای محلول در اب و مایعات بدن کمک می‌کنند. کلسترول همچنین قسمت زیادی از قابلیت تحرک غشا را کنترل می‌کند.

پروتئین‌های غشای سلول

توده‌های کروی شکل که در لایه دو طبقه چربی شناورند، اینها پروتئین‌های غشاء هستند که قسمت اعظم انهارا گلیکو پروتئین‌ها تشکل می‌دهند. دو نوع پروتئین در غشاء وجود دارد: پروتئین‌های انتگرال یا سرتاسری که در تمام ضخامت غشاء نفوذ می‌کنند و پروتئین‌های محیطی که فقط به یک سطح غشاء می‌چسبند و در ان نفوذ نمی‌کنند.
تعداد زیادی از پروتئین‌های انتگرال کانال ها(یا منافذ) ساختاری ایجاد می‌کنند که از طریق انها مولکول‌های اب و مواد محلول درآب به ویژه یون‌ها می‌توانند بین مایع خارج سلولی و داخل سلولی انتشار یابند. این کانال‌های پروتئینی دارا خواص انتخابی نیز هستند که دیفوزون ترجیهی برخی مواد به میزان بیشتر از مواد دیگر را امکانپذیر می‌سازند. تعدادی دیگر از پروتئین‌های انتگرال به عنوان پروتئین‌های حامل برای انتقال دادن موادی عمل می‌کنند که در غیر این صورت نمی‌توانستند از لایه دو طبقه چربی نفوذ کنند. گاهی نیز این پروتئین‌های حامل مواد را در جهتی خلاف جهت انتشار طبیعی انها انتقال می‌دهند که « انتقال فعال» نامیده می‌شوند. تعداد بازهم دیگری از پروتئین‌ها انتگرال به صورت انزیم‌ها عمل می‌کنند.
پروتئین‌های محیطی به طور عمده روی سطح داخلی غشاء وجود دارند و غالبا به یکی از پروتئین‌های انتگرال چسبیده‌اند. این پروتئین‌های محیطی تقریبا به طور کامل به صورت انزیم‌ها یا سایر انواع کنترل کننده‌ها عمل داخلی سلولی عمل می‌کنند.

کربوهیدرات‌های غشاء – گلیکو کالیس سلولی

کربوهیدرات‌های غشاء تقریبا همیشه به صورت ترکیب با پروتئین‌ها به شکل گلیکوپروتئین‌ها و گلیکولیپیدها وجود دارند. در واقع قسمت اعظم پروتئین‌های انتگرال از نوع گلیکوپروتئینها و در حدود یک دهم مولکول‌های لیپید از نو گلیکولیپیدها هستند. بخش‌های (گلیکو)ی این مولکول‌ها تقریبا همیشه به طرف سطح خارجی سلول برامدگی پیدا می‌کنند و از سطح سلول به طرف خارج اویزان هستند. بسیاری از ترکیب‌های کربوهیدراتی دیگر موسوم به پروتئوگلیکانها که به طور عمده از مواد کربوهیدراتی تشکیل شده‌اند که به هسته‌های کوچک پروتئینی متصل شده‌اند نیز غالبا به طور سست به سطح خارجی سلول متصل هستند. به این ترتیب تمامی سطح سلول غالبا دارای یک پوشش سست کربوهیدراتی موسوم به گلیکوکالیس است.
این بخش‌های کربوهیدراتی که به سطح خارجی سلول متصل شده‌اند دارای چندین عمل مهم هستند:

• ۱- بسیاری ازانها بار الکتریکی منفی دارند و این موضوع به بیشتر سلول‌ها یک سطح با بار کلی منفی می‌بخشد که سایر اشیای منفی را دفع می‌کند.
• ۲- گلیکو کالیس بعضی از سلول‌ها به گلکو کالیس سلول‌های دیگر می‌چسبند و به این ترتیب سلول‌ها را به یک دیگر می‌چسبانند.
• ۳- بسیاری از کربوهیدرات‌ها به عنوان مواد حامل برای گرفتن هورمون‌هایی ازجمله انسولین عمل می‌کنند. و پس از انجام این عمل این مجموعه پروتئین‌های چسبیده به سطح داخلی غشاء را فعال می‌کند که به نوبه خود یک سری متوالی از انزیم‌های داخل سلولی را فعال می‌کنند.
• ۴- بعضی از بخش‌های کربوهیدراتی وارد واکنش‌های شیمیایی می‌شوند.

منبع

• کتاب فیزیولوژی پزشکی – نوشته پروفسور ارتور گایتون، پروفسور جان هال – ترجمه دکتر فرخ شادان، دکتر امیر صدیقی – صفحه ۱۷

ساختمان سلول پروکاریوت

نگاه اجمالی واحد بنیادی حیات ، سلول نام دارد. بطور کلی سلولها به دو گروه عمده پروکاریوت و یوکاریوت تقسیم می‌شوند. اصطلاح پروکاریوت مرکب از دو واژه پرو (Pro) به معنی پیش و کاریوت به معنی هسته است و این اصطلاح در مورد سلولی بکار می‌رود که فاقد هسته و اندامک‌های محدود به غشا است. اندازه یک سلول پروکاریوت 1 تا 10 میکرومتر است. باکتریها شاخص‌ترین نوع پروکاریوتها هستند.


مقایسه ساختمان سلول پروکاریوت و یوکاریوت حجم یک سلول یوکاریوتی (سلولهای جانداران و گیاهان عالی و سلولهای انسانی) هزاران بار بزرگتر از نوع پروکاریوتی است. ماده ژنتیکی یک سلول یوکاریوتی عمدتا در هسته (Nucleus) متمرکز است. بخش اندکی نیز درون اندامک‌های درون سلولی نظیر میتوکندری ، کلروپلاست و گلی‌اکسی‌زوم دیده می‌شود. در حالیکه ماده ژنتیکی سلول پروکاریوتی که از لحاظ کمیت 700 مرتبه کمتر از ماده ژنتیکی نوع یوکاریوتی است، در ناحیه شبه هسته‌ای موسوم به نوکلوئید (Nucleoid) متمرکز شده ‌است.

دو نوع سلولی پروکاریوتی و یوکاریوتی از لحاظ جنس وسیله حرکتی‌شان یعنی تاژک نیز متفاوت می‌باشند. بطوریکه تاژک سلول یوکاریوتی عمدتا از جنس پروتئین استوانه‌ای شکل میکروتوبول است. در حالیکه تاژک سلول پروکاریوتی از جنس پروتئین فلاژلین می‌باشد. فرایندهای آندوسیتوز و اگزوسیتوز را فقط در انواع یوکاریوتی می‌توان یافت و پروکاریوتها فاقد آن هستند.




طبقه بندی باکتریها میکوپلاسما میکوپلاسما که باکتری فاقد دیواره سلولی است کوچکترین ذره واجد حیات است.
باکتری گرم مثبت (+G) این باکتریها واجد دیواره سلولی تک‌لایه و ضخیم با قطری حدود 20 تا 80 نانومتر می‌باشند. در ساختار دیواره سلولی این باکتریها هتروپلیمر دیگری که اسید تیکوئیک نام دارد، شرکت می‌کند. به باکتری گرم مثبت بدون دیواره سلولی پروتوپلاست می‌گویند.
باکتری‌های گرم منفی (-G) این باکتریها حداقل واجد دو لایه و گاهی چند لایه دیواره سلولی متمایز می‌باشند. خارج دیواره سلولی باکتری گرم منفی بوسیله غشایی که غشای خارجی نام دارد، احاطه می‌شود. بین غشای خارجی و دیواره سلولی فضایی وجود دارد که فضای پری پلاسمیک نامیده می‌شود. در فضای پری پلاسمیک سموم و آنزیمهای باکتری با غلظت زیادی تجمع یافته‌اند که این سموم و آنزیمها روی اجزای سلول باکتری تاثیر نداشته و فقط در جهت هضم موادی عمل می‌کنند که برای باکتری مضر می‌باشد.

اجزای مختلف ساختمان سلول پروکاریوت

سیتوپلاسم بیش از 50 درصد پروتئین سلول در سیتوپلاسم قرار دارد و آنزیمهای متابولیسمی راههای گلیکولیز و بسیاری از آنزیمهای چرخه کربس ، انواع کاتالازها ، دهیدروژنازها ، و مواد حد واسط چرخه های متابولیکی در سیتوپلاسم وجود دارد. روابط اتمی ، یونی و الکترونی بین ترکیبهای مختلف سیتوپلاسمی با نظم خاص فعالیتهای حیاتی را ظاهر می‌سازد.
غشای سلولی ساختمان غشای سلول یوکاریوتی و پروکاریوتی تقریبا با همدیگر مشابه است که البته از لحاظ حضور لیپید و پروتئین و کربوهیدراتهای خاص با همدیگر تفاوتهایی نیز دارند. منتها از لحاظ برهمکنش فیزیکی و شیمیایی مولکولهای تشکیل دهنده شباهتهای زیادی دارند. غشا شامل دو لایه فسفولیپیدی همراه با پروتئینها می‌باشد. غشای سلول باکتری فاقد استرول است.
کپسول کپسول باکتری که واجد خاصیت آنتی‌ژن است، در خارج دیواره سلولی دیده می‌شود و از جنس پلی‌ساکارید است.
دیواره سلولی برخلاف سلولهای جانوری و انسانی باکتریها دارای دیواره سلولی هستند. این دیواره سلولی باکتری از جنس مولکول هیبریدی موسوم به پپتیدوگلیکان است. بخش قندی دیواره سلولی متشکل از واحدهای ان_استیل گلوکز آمین و ان_استیل مورامیک اسید است. واحدهای مزبور رشته‌های‌ پلیمری قندی ایجاد می‌کنند که رشته‌های مذکور توسط زنجیره‌های کوتاه پپتیدی بهم وصل می‌شوند.

آنتی ‌بیوتیک و پنی‌سیلین ضمن غیرفعال‌سازی آنزیم ترانس پپتیداز از سنتز اتصالات پپتیدی ممانعت می‌کند و به این ترتیب از تشکیل دیواره سلولی باکتری جلوگیری می‌کند. دیواره سلولی باکتری سلول را در مقابل شرایط نامساعد محیطی محافظت می‌کند. عمده خصوصیات آنتی ‌ژنی باکتری از دیواره سلولی آن ناشی می‌شود.




تاژک حدود نیمی از باکتری‌های شناخته شده قادر به تحرک می‌باشند. اینها واجد وسیله حرکتی هستند که تاژک (Flagellum) خوانده می‌شود. جنس تاژک از پروتئینی موسوم به فلاژلین است. یک باکتری ممکن است فاقد تاژک یا واجد یک ، دو یا چندین تاژک باشد. باکتری Ecoli که همان اشرشیاکلی می‌باشد، با طول دو میکرومتر مسافتی معادل 25 برابر طولش یعنی 50 میکرومتر را در یک ثانیه می‌پیماید.

اگر شناگری با دو متر قد مسافتی معادل 50 متر در ثانیه را طی کند، قادر خواهد بود رکورد جهانی شنا را بشکند. تاژک باکتری به یک قلاب انعطاف‌پذیر وصل است که این قلاب نیز به پروتئین حلقوی متصل است که در نیمه داخلی و خارجی غشای سیتوپلاسمی باکتری قرار داشته و چرخش این پروتئینهای حلقوی باعث حرکت تاژک می‌شود.
پیلوس پیلوس در لاتین به معنی مو (hair) است. پیلوس لوله پروتئینی توخالی است که از زیر واحدهای پروتئینی موسوم به پیلین تشکیل شده است. باکتری‌ها اغلب واجد دو نوع پیلوس کوتاه و بلند هستند. پیلوس کوتاه را فیمبر (Eimberia) نیز می‌نامند که در اتصال باکتری به یک سطح نقش دارد. در واقع این پیلوس به باکتری قسمت بیماریزایی می‌دهد.

پیلوس بلند را پیلوس جنسی یا پیلوس _F می‌نامند که در انتقال ماده ژنتیکی از یک باکتری به باکتری دیگر که همان فرآیند ادغام جنسی است، شرکت می‌کند. ژن پیلوس اغلب روی پلاسمید باکتری است و پلاسمیدی که واجد ژن پیلوس است را فاکتور _F می‌نامند. باکتری واجد ژن پیلوس را +F یا باکتری نر (Male) می‌نامند و باکتری فاقد ژن پیلوس را به‌صورت -F یا باکتری ماده (Female) نشان می‌دهند.
ماده ژنتیکی DNA باکتری واجد دو نوع DNA است. نوع اول را که مولکول دورشته‌ای و حلقوی و جایگاه عمده ژنهای باکتری است، کروموزوم اصلی می‌نامند. غالب باکتریها علاوه بر کروموزوم اصلی واجد یک یا چند DNA دورشته‌ای و حلقوی کوچک موسوم به پلاسمید هستند. ژن پیلوس روی پلاسمید است. گاهی ژن مقاومت نسبت به آنتی بیوتیک نیز روی پلاسمید است. هم کروموزوم اصلی و هم پلاسمید ، DNA رشته‌ای و حلقوی هستند. منتها برخی از باکتریها همانند سلول‌های یوکاریوتی واجد DNA خطی هستند.
RNA RNAهای پروکاریوتی را به صورت r RNA , m RNA و t RNA نشان می‌دهند. هر سه RNA پروکاریوتی بوسیله یک نوع RNA پلیمراز نسخه‌برداری می‌شوند. اطلاعات موجود در m RNA همزمان با نسخه‌برداری به پروتئین ترجمه می‌شود. در حالیکه rRNA جزئی‌ از تشکیلات ساختمانی ماشین سنتز پروتئین یا ریبوزوم است و t RNA در انتقال اسید آمینه به ریبوزوم نقش دارد.

غشای سلول

غشای سلول
بازدید : 10047 مرتبه
چرا چربی؟ سلول های گیاهی یک دیواره سلولی سخت و محکم دارند، اما غشای سلولهای جانوری یک لایه دوجداره منعطف از چربی است.

غشای سلول
بازدید : 9461 مرتبه
چرا چربی؟ سلول های گیاهی یک دیواره سلولی سخت و محکم دارند، اما غشای سلولهای جانوری یک لایه دوجداره منعطف از چربی است.

منشا حیات: ایجاد اولین سلول
بازدید : 9057 مرتبه
ر ابتدا اکسیژن آزاد موجود در جو کم بود. ازن هم نبود که تابش ماوراء بنفش آفتاب را جذب کند. این شرایط باعث شد که اولین مولکولهای آلی ساده تشکیل شوند. آزمایشهایی که در شرایط مشابهی در لابراتورها انجام شده، نشان می‌دهد که امکان شکل گیری مولکولهای آلی در

دستگاه گلژی
بازدید : 8905 مرتبه
دستگاه گلژی دارای بخشهای کیسه ای شکل فراوانی است که با غشاهای لیپیدی احاطه شده اند. بعلاوه تعداد زیادی آبدانه هم دارد که مواد را به غشای سلولی منتقل می‌کنند تا از سلول خارج شوند

دیواره سلولی
بازدید : 8588 مرتبه
دیواره سلولی مهمترین تفاوت سلول های گیاهی با سایر یوکاریوت‌ها است. این دیواره سخت که چندین میکرون ضخامت دارد، باعث می‌شود که سلول گیاهی شکل ثابتی داشته باشد.

اسیدهای آمینه
بازدید : 8577 مرتبه
اسیدهای آمینه واحدهای تشکیل دهنده پروتئین‌ها هستند. هر پروتئین زنجیری از اسیدهای آمینه است که با پیوند شیمیایی در کنار هم قرار گرفته اند. این زنجیر پروتئینی می‌تواند شکل های فضایی مختلفی داشته باشد. همین شکل های متعدد به پروتئین این قابلیت را می‌دهد

اثر شیر و فراورده های آن در پیشگیری از سرطان
بازدید : 7325 مرتبه
متاسفانه امروزه سرطان یکی از بیماریهای شایع می باشد.سرطان روده ی بزرگ سومین سرطان پرشیوع در جهان است که همه ساله قربانیان زیادی بر جای می گذارد.

چربیها(لیپیدها)
بازدید : 7305 مرتبه
چربی‌ها وظایف مختلفی را در سلول بر عهده دارند. چربی گاهی برای ذخیره انرژی به کار می‌رود. در دیواره سلول هم مولکول های لیپید به کار رفته است. چربی‌ها از واحدهای ساختمانی کوچکتری به نام اسید چرب تشکیل شده اند

چربیها(لیپیدها)
بازدید : 6459 مرتبه
چربی‌ها وظایف مختلفی را در سلول بر عهده دارند. چربی گاهی برای ذخیره انرژی به کار می‌رود. در دیواره سلول هم مولکول های لیپید به کار رفته است. چربی‌ها از واحدهای ساختمانی کوچکتری به نام اسید چرب تشکیل شده اند

شبکه اندوپلاسمی
بازدید : 5212 مرتبه
شبکه اندوپلاسمی ( که آن را به اختصار ER می‌نامیم.) تولید پروتیئن‌ها و چربی های تعداد زیادی از اندامهای سلولی را بر عهده دارد

دیواره سلولی
بازدید : 5061 مرتبه
دیواره سلولی مهمترین تفاوت سلول های گیاهی با سایر یوکاریوت‌ها است. این دیواره سخت که چندین میکرون ضخامت دارد، باعث می‌شود که سلول گیاهی شکل ثابتی داشته باشد.

شبکه اندوپلاسمی
بازدید : 4693 مرتبه
شبکه اندوپلاسمی ( که آن را به اختصار ER می‌نامیم.) تولید پروتیئن‌ها و چربی های تعداد زیادی از اندامهای سلولی را بر عهده دارد

منشا حیات: ایجاد اولین سلول
بازدید : 3837 مرتبه
ر ابتدا اکسیژن آزاد موجود در جو کم بود. ازن هم نبود که تابش ماوراء بنفش آفتاب را جذب کند. این شرایط باعث شد که اولین مولکولهای آلی ساده تشکیل شوند. آزمایشهایی که در شرایط مشابهی در لابراتورها انجام شده، نشان می‌دهد که امکان شکل گیری مولکولهای آلی در

تخم مرغ؛ غنی ترین منبع پروتئین
بازدید : 3381 مرتبه
تخم مرغ منبع خوبی از پروتئین، ویتامین ها و املاح ضروری است و می تواند به عنوان یك ماده غذایی مهم در برنامه غذایی افراد وجود داشته باشد. نیازهای تغذیه ای افراد برحسب جنس و سنشان متفاوت است.

اثر شیر و فراورده های آن در پیشگیری از سرطان
بازدید : 1917 مرتبه
متاسفانه امروزه سرطان یکی از بیماریهای شایع می باشد.سرطان روده ی بزرگ سومین سرطان پرشیوع در جهان است که همه ساله قربانیان زیادی بر جای می گذارد.

اسیدهای آمینه
بازدید : 1525 مرتبه
اسیدهای آمینه واحدهای تشکیل دهنده پروتئین‌ها هستند. هر پروتئین زنجیری از اسیدهای آمینه است که با پیوند شیمیایی در کنار هم قرار گرفته اند. این زنجیر پروتئینی می‌تواند شکل های فضایی مختلفی داشته باشد. همین شکل های متعدد به پروتئین این قابلیت را می‌دهد

دستگاه گلژی
بازدید : 674 مرتبه
دستگاه گلژی دارای بخشهای کیسه ای شکل فراوانی است که با غشاهای لیپیدی احاطه شده اند. بعلاوه تعداد زیادی آبدانه هم دارد که مواد را به غشای سلولی منتقل می‌کنند تا از سلول خارج شوند

تخم مرغ؛ غنی ترین منبع پروتئین
بازدید : 411 مرتبه
تخم مرغ منبع خوبی از پروتئین، ویتامین ها و املاح ضروری است و می تواند به عنوان یك ماده غذایی مهم در برنامه غذایی افراد وجود داشته باشد. نیازهای تغذیه ای افراد برحسب جنس و سنشان متفاوت است.

10حقیقت درباره مغز انسان که شاید بسیاری آنها را ندانید
بازدید : 212 مرتبه
در گزارشی به 10 حقیقت درباره مغز انسان که شاید بسیاری آنها را ندانید پرداخته و تفاوتهای مغز انسانهای گذشته و مدرن، زنان و مردان را مورد بررسی قرار داده ایم.

آب
بازدید : 180 مرتبه
اگر آب نبود، زندگی روی زمین به وجود نمی آمد. مولکول آب از یک اتم اکسیژن و دو اتم هیدروژن تشکیل شده است. شکل مولکول آب تقریبا شبیه سر میکی موس است.

بستنی. اسمش هم مثل خودش لذیذ، خوشمزه و هوس انگیز است
بازدید : 130 مرتبه
این محصول دوست داشتنی به دلیل میزان فراوان چربی به كربوهیدرات، پروتئین، یك خوراكی پركالری است كه گنجاندن آن در وعده های غذایی به خصوص در افراد چاق باید با دقت نظر بیشتری انجام شود

روشها و تکنیکهای موسیقی درمانی
بازدید : 82 مرتبه
موسیقی درمانی شامل تکنیک های مختلف مانند: آواز خواندن، حرکات موزون، گوش دادن به موسیقی، و آهنگ سازی یا نواختن موسیقی است.

نکاتی مربوط به دیواره سلولی گیاهان

نکاتی مربوط به دیواره سلولی گیاهان

در سلول های گیاهی حداکثر 3 دیواره یافت می شود که به ترتیب تشکیل عبارتند از :

1- تیغه میانی

2- دیواره اول

3- دیواره دوم

با توجه به پراکندگی مطالب کتاب درسی و پرسش برخی دوستان " زیست‌گاهی "، در این پست برخی نکات مهم دیواره سلول های گیاهی را با هم مرور می کنیم. در آخر هم روش به یاد سپردن مکان هر دیواره را بررسی می نماییم!  برای مطالعه نکات به دامه مطلب تشریف ببرید !

 

.

نکات مربوط به تیغه میانی :

 قدیمی ترین دیواره، تیغه میانی است- تیغه میانی در هنگام سیتوکینز سلول گیاهی ، از اتصال وزیکول های گلژی که در میانه سلول ( عمود بر امتداد دوک) صفحه سلولی تشکیل داده اند تولید می شود-این تیغه فاقد سلول است ( پکتات کلسیمی است) - خارجی ترین دیواره سلول گیاهی بین دو سلول مجاور است.- پیوسته و کامل نیست و در برخی نقاط سوراخ است ! که از آن پلاسمودسم ها رد می شوند-

 

نکات مربوط به دیواره اول:

در زیر تیغه میانی تولید می شود- جنس آن عمدتا الیاف سلولز به همراه پکتین و کمی پروتئین است- جهت گیری الیاف سلولزی به نحوی است که با عث افزایش استحکام دیواره شود- رشته های سلولزی در هر لایه تقریبا با هم موازی است ولی نسبت به لایه های رویی یا زیرین دارای زاویه هستند - برخی سلول ها که فقط تیغه میانی و دیواره اول دارند عبارتند از  : الف - پارانشیم ( و کلرانشیم ) : دیواره اول نازک دارد ب- کلانشیم : دیواره اول ضخیم با ضخامت غیر یکنواخت دارد  ج - اپیدرم : اکثر دیواره اول نازک دارد

دیواره اول نیز مانند تیغه میانی کاملا یکنواخت نیست و در برخی مناطق تشکیل نمی شود. اگر این مناطق منطبق با مناطق عدم تشکیل تیغه میانی باشد منجر به تشکیل منفذ می شود که از آن ها پلاسمودسم ها عبور می کنند. اگر منطبق با مناطق عدم تشکیل تیغه میانی نباشد، فقط لان می سازد . ضخامت دیواره اول به طول معمول از تیغه میانی بیشتر است

 

نکات مربوط به دیواره دوم :

جنس اولیه آن سلولز است که البته بر حسب شرابط می تواند مواد چوبی ( لیگنین) یا چوب پنبه ای (سوبرین ) و غیره در آن رسوب کند. - فقط در سلول های بالغ مشاهده می شود و جلوی رشد سلول را می گیرد- ضخامت و همچنین استحکام  آن از تیغه میانی و دیواره اول بطور معمول بیشتر است-  سلول های مریستمی، اپیدرمی، بنیادین، پارانشیم و کلانشیم تقریبا هیچ گاه دیواره دوم تشکیل نمی دهند. - اگر دیواره دوم ضخیم باشد علاوه بر جلوگیری از رشد سلول، می تواند به مرگ سلول هم بیانجامد مانند سلول های بافت اسکلرانشیم ( اسکلریئد ستاره ای و فیبر دراز ) و بافت آوند چوبی ( تراکئید های نازک و عناصر آوندی گشاد) - محل دیواره دوم زیر دیواره اول و سطح بیرون غشاء سلول است.

 

نکته مفهومی : ترتیب دیواره سلول گیاهی از داخل به خارج عبارست از :

دیواره دوم

دیواره اول

تیغه میانی

یعنی دیواره دوم در صورت وجود داخلی ترین ( چسبیده به غشاء سلول ) و تیغه میانی خارچی ترین لایه است

 

یادگیری آسان :!

فکر کنید که دیواره سلول ، دیواره اطاق است! خود اتاق سلول است ! دیواره آجری بین دو اتاق می شود تیغه میانی، گچی که روی دیواره آجری است می شود دیواره اول و رنگی که روی گچ زده می شود (و داخلی ترین بخش است ) می شود دیواره دوم . فقط دقت کنید که در این جا ضخامت ها برعکس هستند ! یعنی دیواره دوم از اول و اول هم از تیغه میانی بطور معمول ضخیم تر است. !

 

چند نکته تکمیلی :

1- دیواره و غشاء سلولی در سلول های کلروپلاست دار گیاهان ( و جلبک ها ) مانند کلرانشیم و برخی کلانشیم ها ، و سلول نگهبان روزنه، حالت شفاف دارند به نحوی که نور می تواند از آن ها رد شده و به کلروپلاست برسد

 

2- دیواره سلولی گیاهان هم مثل دیواره سایر جانداران، در شکل دهی به سلول وهمچنین حفاظت ( مثلا جلوگیری از تورژسانس بیش از حد در گیاهان داخل یا نزدیک آب شیرین) نقش دارد . همچنین جلوی ورود ویروس ها و ویروئید ها و سایر عوامل بیماری زا را می گیرد

 

3- اگر دیواره سلولی به هر دلیلی ( مثل نیش شته / باد و غیره ) دچار آسیب شود، راه برای ورود عوامل بیماری زا هموار می شود

 

4- هنگامی که یک سلول گیاهی زنده، توسط ویروس یا ویروئید درگیر و آلوده شد، این ویروس یا ویروئید داخل سلول گیاهی تکثیر می شود و تعداد زیادی ویروس یا ویروئید جدید می سازد. این ذرات عفونی جدید می توانند از راه منافذ به همراه پلاسمودسم به سلول های مجاور گیاهی رفته و آن ها را هم آلوده کنند . 

نتیجه : آلودگی گیاه به ویروس گیاهی از راه  شکاف های ایجاد شده در دیواره سلولی است ولی گسترش آلودگی از یک سلول گیاهی به سلول های مجاور از راه منافذ به همراه پلاسمودسم است.

 

5- همانطور که گفته شد، تیغه میانی ( و البته اجزاء سایر دیواره ها) توسط وزیکول های خروجی از دستگاه گلژی به سمت غشاء سلول می روندو مواد دیواره سازی را به روش اگزوسیتوز از سلول خارج می کنند .

6- برخی از وزیکول های گلژی ، فاقد مواد دیواره سازی اصلی هستند. این وزیکول ها در میان سایر وزیکول های صفحه سلولی قرار گرفته و باعث تولید منافذ میان دو سلول گیاهی می شوند. در محل منفذ علاوه بر حرکت پلاسمودسم (رشته های سیتوپلاسمی) ، غشاء دو سلول مجاور نیز به هم متصل می شود.

 

7- میان دو سلول گیاهی مجاور حداقل یک ( تیغه میانی ) و حداکثر 5 ( تیغه میانی + دو دیواره اول + دو دیواره دوم ) وجود دارد. ( تیغه میانی میان دو سلول مجاور مشترک است !

 

8- در سلول های سطحی گیاه (اپیدرم) که سطح خارجی شان با سلول دیگری در تمامس نیست، به جای تیغه میانی، بیرونی ترین لایه را دیواره اول تشکیل می دهد .

 

9- اگر منافذ دیواره را کلا در نظر نگیریم، می توان تیغه میانی را تقریبا یکنواخت فرض کرد. همینطور دیواره اول ( به جز در سلول های کلانشیم ) یکنواخت است و دیواره دوم بطور معمول کلا غیر یکنواخت است. این غیر یکنواختی دیواره دوم می تواند تزئیناتی جالب را مثلا در آوند چوبی ایجاد کند. ( شکل کتاب )

 

10- با در نظر نگرفتن منافذ دیواره می توان گفت : کلانشیم دیواره اول با ضخامت غیر یکنواخت و اسکلرئید ، دیواره دوم با ضخامت غیر یکنواخت تر از بقیه دارند ( شکل کتاب )

 

11- در سلول های گیاهی بالغ، حجم عمده سلول را دیواره سلولی ( سلولز) تشکیل می دهد. سلولز بیشترین ماده آلی موجود در طبیعت است که البته هیچ جانوری توانایی تجزیه آن را ندارد! چون ژن آنزیم سلولاز را ندارد. فقط برخی باکتری ها و آغازیان ( مثل آغازیان جانوری در روده موریانه و معده گاو) توانایی هضم سلولز را دارند.

 

12- با توجه به شکل و ساختار و جنس دیواره سلولی در گیاهان مختلف می توان به نوع بافت و در مواردی نوع گیاه پی برد

 

13- دیواره اول و دوم بطور معمول جنس ثابتی دارند ( پکتات کلسیم و پکتو سلولز) و جلوی رشد سلول را معمولا نمی گیرند

ولی دیواره دوم ،( جدیدترین دیواره ) می تواند ضخامت و جنس متفاوتی در بخش های مختلف داشته باشد.

 

14- اگر ضخامت دیواره دوم زیاد شود، با حیات سلول سازگار نیست و سلول می میرد( مثل اسکرانشیم و آوند چوبی)

.

 

و حالا یک تست  آسان  :

در یک سلول بالغ کلرانشیم، گلیکوپروتئین های غشاءسلولی به کدام نزدیک ترند ؟

1- سطح داخلی دیواره دوم

2- سطح خارجی دیواره اول

3- سطح داخلی دیواره اول

4- سطح داخلی تیغه میانی

 

پاسخ:

            چون کلرانشیم(مهمترین نوع پارانشیم) دارای دیواره دوم نیست، گزینه اول حذف می شود

             گلیکوپرتئین های غشاء سلول در سطح خارجی آن قرار دارند. بنابراین سطح داخلی دیواره سلولی به آن نزدیک تر

            است . و گزینه 2 هم حذف می شود

             تیغه میانی خارجی ترین بخش دیواره سلولی است و از همه نسبت به غشاء دورتر است.

            پس پاسخ همان گزینه 3 است!

                     

 

 

عکس/ یک گونه جدید عروس دریایی همنوع خوار

09 بهمن 1389 ساعت 10:01

آخرین نیوز: مجله علمی نشنال جغرافی در گزارشی تصویری به بررسی یک گونه تازه کشف شده عروس دریایی همنوع خوار در خلیج مکزیک پرداخته است.

 

 

به گزارش خبرگزاری مهر، مجله نشنال جغرافی در تازه ترین گزارش خود گونه جدیدی از عروسهای دریایی را که در خلیج مکزیک کشف شده معرفی کرده است. این گونه بسیار عجیب همنوع خوار است.

Drymonema larsoni استراحت می کند - در دریاچه "فلوریدا کیز" این گونه جدید زندگی می کند. صدها بازوی تیغ دار از بدن این جانور دریایی آویزان است. این گونه جدید عروس درویایی سایر عروسهای دریایی را می خورد.

 

این گونه اولین بار در خلیج مکزیک مشاهده شد. در ابتدا تصور می شد که این جانور همانند گونه دیگری به نام Drymonema dalmatinum است که در پایان قرن نوزدهم شناسایی شد و در دریای مدیترانه، دریای کارائیب و سواحل اقیانوس اطلس در آمریکای جنوبی قابل ردیابی است. بعدها دانشمندان با استفاده از ردیابی ژنتیکی و ریخت شناسی تائید کردند که این یک گونه عروس دریایی تاکنون ناشناخته است. 

 

به نظر می رسد که Drymonema larsoni تفاوتهایی با سایر عروسهای دریایی شناخته شده دارد و همین مسئله دانشمندان را وادار کرد که یک خانواده جدید از این حیوانات را ایجاد کنند. این خانواده جدید Drymonematidae نامگذاری شده و شامل تمام گونه های Drymonema است. "کیث بایها" زیست شناس دریایی لابراتوار دریایی جزیره دافین در آلاباما در این باره گفت: "ما به تازگی از نظر ژنتیکی و ریخت شناسی شروع به آزمایش بر روی Drymonema کرده ایم. واضح بود که ما در مقابل خود یک عروس دریایی کاملا متفاوت با سایر گونه ها داریم که کاملا از یک خانواده جدید است."

 

 

 

اشتیاق برای همنوع خواری- تصویر زیر یک عروس دریایی گونه Drymonema larsoni را نشان می دهد که در استخر لابراتوار دریایی جزیره دافین شنا می کند. برپایه بررسیها، Drymonema larsoni ساکن خلیج مکزیک از نظر ژنتیکی کاملا با Drymonema dalmatinum قابل تمایز است.

 

"کیث بایها" در این خصوص توضیح داد: "این جانوران زمانی که با گونه دیگری از عروسهای دریایی به نام Aurelia aurita روبه رو می شوند بازوهای خود را باز می کنند و آنها شکار کرده و می خورند."

 

 

کوچک جسور- این یک نمونه نسبتا کوچک از این گونه عروس دریایی است که به یک عروس دریایی بسیار بزرگتر از خود در خلیج مکزیک حمله می کند. Drymonema می تواند تا ابعاد بسیار بزرگی رشد کند. درحالی که اندازه بعضی از آنها تنها کمتر از چند سانتیمتر است، اندازه بقیه می تواند به ابعاد بسیار متحیر کننده ای برسد. این حیوانات دریایی می توانند به رشد خود به صورت کنترل نشده ای ادامه دهند اما یک عروس دریایی حداکثر یکسال زندگی می کند.

 

 

لحظه شکار- عکس این عروس دریایی Drymonema larsoni در دریاچه آلاباما گرفته شده است درحالی که یک عروس دریایی Aurelia Aurita را به دام انداخته است. حتی اگر این گونه جدید علاقه به خوردن همنوعان خود داشته باشد با وجود این سلولهای تیغ دار بازوهای این جانور آن قدر پرقدرت هستند که بتوانند حتی انسان را هم به دام اندازد.

 

 

عمق صورتی - این نمونه از این گونه جدید که به بزرگی یک متر است در خلیج مکزیک به دنبال سایر عروسهای دریایی می گردد تا آنها را شکار کرده و به جای غذا بخورد. نمونه های بزرگتر می توانند در هر بار شکار تعداد بیشتری از سایر عروسهای دریایی را شکار کنند. برای مثال، یک نمونه از این گونه پیدا شد که در میان بازوان خود 34 گونه عروس دریایی Aurelia Arita را اسیر کرده بود.

 

تصاویر یک گونه جدید عروس دریایی همنوع خوار

تصاویر یک گونه جدید عروس دریایی همنوع خوار

مجله علمی نشنال جغرافی در گزارشی تصویری به بررسی یک گونه تازه کشف شده عروس دریایی همنوع خوار در خلیج مکزیک پرداخته است.

به گزارش خبرگزاری مهر، مجله نشنال جغرافی در تازه ترین گزارش خود گونه جدیدی از عروسهای دریایی را که در خلیج مکزیک کشف شده معرفی کرده است. این گونه بسیار عجیب همنوع خوار است.

Drymonema larsoni استراحت می کند - در دریاچه "فلوریدا کیز" این گونه جدید زندگی می کند. صدها بازوی تیغ دار از بدن این جانور دریایی آویزان است. این گونه جدید عروس درویایی سایر عروسهای دریایی را می خورد.

 

این گونه اولین بار در خلیج مکزیک مشاهده شد. در ابتدا تصور می شد که این جانور همانند گونه دیگری به نام Drymonema dalmatinum است که در پایان قرن نوزدهم شناسایی شد و در دریای مدیترانه، دریای کارائیب و سواحل اقیانوس اطلس در آمریکای جنوبی قابل ردیابی است. بعدها دانشمندان با استفاده از ردیابی ژنتیکی و ریخت شناسی تائید کردند که این یک گونه عروس دریایی تاکنون ناشناخته است. 

 

به نظر می رسد که Drymonema larsoni تفاوتهایی با سایر عروسهای دریایی شناخته شده دارد و همین مسئله دانشمندان را وادار کرد که یک خانواده جدید از این حیوانات را ایجاد کنند. این خانواده جدید Drymonematidae نامگذاری شده و شامل تمام گونه های Drymonema است. "کیث بایها" زیست شناس دریایی لابراتوار دریایی جزیره دافین در آلاباما در این باره گفت: "ما به تازگی از نظر ژنتیکی و ریخت شناسی شروع به آزمایش بر روی Drymonema کرده ایم. واضح بود که ما در مقابل خود یک عروس دریایی کاملا متفاوت با سایر گونه ها داریم که کاملا از یک خانواده جدید است."

 

 

 

اشتیاق برای همنوع خواری- تصویر زیر یک عروس دریایی گونه Drymonema larsoni را نشان می دهد که در استخر لابراتوار دریایی جزیره دافین شنا می کند. برپایه بررسیها، Drymonema larsoni ساکن خلیج مکزیک از نظر ژنتیکی کاملا با Drymonema dalmatinum قابل تمایز است.

 

"کیث بایها" در این خصوص توضیح داد: "این جانوران زمانی که با گونه دیگری از عروسهای دریایی به نام Aurelia aurita روبه رو می شوند بازوهای خود را باز می کنند و آنها شکار کرده و می خورند."

 

 

کوچک جسور- این یک نمونه نسبتا کوچک از این گونه عروس دریایی است که به یک عروس دریایی بسیار بزرگتر از خود در خلیج مکزیک حمله می کند. Drymonema می تواند تا ابعاد بسیار بزرگی رشد کند. درحالی که اندازه بعضی از آنها تنها کمتر از چند سانتیمتر است، اندازه بقیه می تواند به ابعاد بسیار متحیر کننده ای برسد. این حیوانات دریایی می توانند به رشد خود به صورت کنترل نشده ای ادامه دهند اما یک عروس دریایی حداکثر یکسال زندگی می کند.

 

 

لحظه شکار- عکس این عروس دریایی Drymonema larsoni در دریاچه آلاباما گرفته شده است درحالی که یک عروس دریایی Aurelia Aurita را به دام انداخته است. حتی اگر این گونه جدید علاقه به خوردن همنوعان خود داشته باشد با وجود این سلولهای تیغ دار بازوهای این جانور آن قدر پرقدرت هستند که بتوانند حتی انسان را هم به دام اندازد.

 

 

عمق صورتی - این نمونه از این گونه جدید که به بزرگی یک متر است در خلیج مکزیک به دنبال سایر عروسهای دریایی می گردد تا آنها را شکار کرده و به جای غذا بخورد. نمونه های بزرگتر می توانند در هر بار شکار تعداد بیشتری از سایر عروسهای دریایی را شکار کنند. برای مثال، یک نمونه از این گونه پیدا شد که در میان بازوان خود 34 گونه عروس دریایی Aurelia Arita را اسیر کرده بود.

 

سلول های بنیاد(

سلول های بنیاد( stem cell) « اگر در زمان به عقب برگردیم و سلولی را در نظر بگیریم كه در نهایت انسان را بوجود آورده می بینیم كه سلولها همه مانند هم تكثیر می شدند و سلول های مشابه به خودشان را تولید می كردند. یك روز یك سلول اشتباه كرد سلول های دیگر به او گفتند:« تو دیونه ای، تو اشتباه كردی» ولی اگر این سلول اشتباه نكرده بود فرایند تكامل هرگز آغاز نمی شد . (پائلو كوئیلو نویسنده برزیلی) سلول بنیادی چیست ؟ دو ویژگی سلول های بنیادی را از دیگر سلولها متمایز سازد 1- سلول های متمایز نیافته ای هستندكه خود را به طور مرتب و توسط تقسیم سلول تجدید می كنند 2- این سلول ها تحت شرایط فیزیو لوژی یا آزمایشگاهی خاص القا سد می توانند سلول هایی با اعمال تخصصی ایجاد كنند . به عنوان مثال می توان به سلولهای نبض دار ماهیچه ای قلب یا سلول های تولید كننده انسولین تبدیل شوند. انواع سلول های بنیادی: سلول های بنیادی بر اساس میزان توانایی تمایز شان به صورت انواع مختلف سلولی طبقه بندی میشوند: 1.همه توانیtotipoten:سلولهای ابتدایی كه دنبال تركیب شدن سلول تخمك و اسپرم به وجود می آیندسلولهای حاصل از چند تقسیم اول تخم لقاح یافته همه توانی هستند یعنی می توانند به هر نوع سلول دیگری بدون استثناء تبدیل شوند. 2- پرتوانی plaripotent :این سلول ها اخلاف سلول های همه توانی هستند ومی توانند به هر سلول دیگری بجز همه توانی تبدیل شوند. 3- چند توانی multipotent :تنها سلول های یك خانواده مرتبط را تولید می كنند (مثلاً سلول های خونی شامل گلبولهای قرمز ،سفید پلاكتها) 4- تكتوانی uni potent : تنها یك نوع سلول تولید می كنند اما می توانند خودشان را تكثیر كنند خاصیتی كه در سلولهای غیر بنیادی دیده نمی شود. ویژگی های مشترك سلول های بنیادی : فاقد ساختار های ویژه بافتی اند كه اجازه میدهد سلول عمل ویژه ای را انجام دهد. در نتیجه اعمال تخصصی ندارند اگر چه قادرند به سلول های تخصصی تبدیل گردند. سلولهای متمایز نیافته ای هستند كه قادر به تقسیم و تجدید خود برای مدت طولانی هستند بر خلاف سلول های دیگر مانند عضله قلب یا خون كه قادر به تكثیر نیستند می توانند در آزمایشگاه ها میلیونها سلول تولید كنند. سلول های حاصل اگر تخصصی نشوند می توانند مانند وا لدین خود برای مدتها تكثیر شوند . این سلول ها پیری را نشان نمی دهند و بدون محدودیت (نسبی )تقسیم می شوند . موضوع مهم برای دانشمندان عامل های اختصاصی یا شرایط ویژه ای است كه موجب میشود سلول های بنیادی به صورت غیر تخصصی باقی بماند . گاریو تیپ طبیعی خود را حفظ می كنند . مشخص شده است كه حتی پس از 280 بار تقسیم باز هم سلول های بنیادی دارای گاریو تیپ طبیعی هستند در حالی كه معمولاً سلول های دیگر پس از چند بار تقسیم در گاریوتیپ آنها تغیراتی صورت می گیرد . این ویژگی های سلول های بنیادی یكی از دلایل نامیرایی نسبی آنهاست. می توانند به سلول های تخصصی تبدیل شوند: تبدیل سلول های بنیادی به سلول های تخصصی یافته را تمایز می گویند. علائم درونی مانند ژنهای سلولی ، علائم بیرونی مانند ترشحات شیمیایی سلول های دیگر تاسهای فیزیكی با سلول های دیگر همسایه و حضور ملكولهای معین در محیط و بیرون آنها به سلول های تخصصی یافته نقشی دارند . اگر چه تاكنون به بسیاری از پرسشها پاسخ داده نشده مانند: آیا این علائم برای همه انواع سلول های بنیادی یكسان است ؟ آیا می توان علائم ویژه ای را شناسایی كرد كه موجب تمایز به سوی یك سلول خاص شود ؟ میتوانند در غیاب سرم تكثیر شوند: بر خلاف سلول های دیگر كه برای رشد خود نیاز به عامل های سرمی دارند سلول های بنیادی قادرند در غیاب عوامل سرمی نیز تكثیر شوند و این ویژگی آنها را شبیه سلول های سرطانی می سازد. تابع مهار تماسی نیستند: بر خلاف سلول های دیگر تابع مهار تماسی ووابسته به سطح برای تكثیر خود نیستند بنابراین تقسیم شدن بصورت لایه های متعدد ادامه میابد . چرخه سلولی دچار توقف یا سكون نمی شود. (مانند سلول های سرطانی) دارای سطح بالایی از آنژیم تلو مراز هستند: تلو مراز برای جلوگیری از كوتاه شدن طول تلومر در تقسیمات متعدد سلولی لازم است . طول تلومر عامل محدود كننده تقسیم سلول است. Telomere: تلومر ها دارای انتها های مولكولهای طویل و خطی DNA ای هستند كه در هر كرو ماتید وجود دارد . در هر تقسیم سلول های عادی مقداری از طول تلومر كم میشود تا سر انجام به جایی می رسد كه دیگر نمی تواند تقسیم شود. اما در سلول های بنیادی تلومر از مرتب طول تلومر را ترسیم می كند در نتیجه قادر به تقسیم نامحدودخواهند بودو این حالت در تعدادی از سرطانها دیده شده است . اما درسلول های عادی در دوران جنینی تلومر از غیر فعال شده و تنها در سلول های بنیادی باقی می ماند. سلول های بنیادی همچنین فاقد كروموزم x غیر فعال هستند بر خلاف سلول ها ی مربوطبه یك موجود مؤنث كه در اوایل جنینی یكی از xهای آنها غیر فعال می شود در سلول های بنیادی این امر رخ نمی دهد. فاقد كنترل های مرحلهG1 هستند: این مرحله در تنظیم طول چرخه سلول و جلو گیری از ورود سلول به تقسیم نقش دارد. مرحله G1 یكی از مراحل فعال از نظر بیوسنتز ها است كه مدت آن بسیار متغیر و ممكن است بكلی حذف شود و سنتز DNA (s) بلا فاصله در پایان میتوز آغاز گردد . و به این ترتیب تقسیمات به صورتی بسیار سریع صورت گیرد. حذف مرحله G1 در سلول های بنیادی موجب تكثیر سریع آنها می شود. سلول های بنیادی بسیار بزرگ سیتو پلاسم سرشار از مواد ذخیره ای و پیش سازهای متابولیتهای مختلف است بنابر این نیازی نیست كه یافته های بنیادی این مواد را سنتز كنند. در عده ای از یافته ها زمان مرحله G1 به تدریج در طول چرخه ای یافته ای پی در پی افزایش می یابد اندازه آنها افزایش میابد و بعد به مرحله ای میرسند كه در آنها (s) آغاز نمی شود. این وضع به تمایز یافته ای یعنی كسب ساختمان و عمل ویژه ای همراه می شود و چرخه سلولی در یافته ای تمایز یافته طولانی مانند كبد یا متوقف می شود مانند نرونها و ماهیچه، كهG1طولانی موسوم Go مرحله بسیار طولانی تر از یك G1عادی است، كنترل این استراحت و تمایز یافته ای پدیده ای پیچیده است و به عوامل محیطی و در جانداران پیشرفته به سازگارهای درونی یاخته وابسته است. انواع سلول های بنیادی مورد مطالعه : 1- سلول های بنیادی جنینی es=embryonicstemcell در سال 1981 دانشمندان موفق كشف راه هایی برای بدست آوردن این سلولها از جنین موش در اوایل مراحل چنین شدند. و در سال 1998 دانشمندان قادر به جدا سازی سلولهای بنیادی از جنین انسان و رشد این سلولها در آزمایشگاه شدند. سلولهای بنیادی جنینی را از 3 تا 7 روزه جدا می كنند. برای تولید این سلولها باید توده سلولی داخلی را جدا كرد برای این منظور 2 روش وجود دارد روش ایمنی جراحی و مكانیكی. در روش اول از پادتن بر علیه سلولهای بیرونی ( تروفوبلاست ) استفاده می شود. پادتن بر سلولهای بیرونی متصل می شود اما به تودة درونی اتصال پیدا نمی كند و با افزودن مكمل به محیط سلولهای بیرونی لیز شده و سلولهای درونی باقی می مانند. و بوسیلة آنزیم ترپیسین سلولهای توده درونی را از هم جدا می كنند یا برای رشد یا برای انجماد و نگهداری از این یاخته ها استفاده می شود كه به سلولهای بنیادی چنین موسوم اند. روش دوم برای جدا كردن توده سلولی درونی روش مكانیكی می باشد كه رشد تروفوبلاست دو بعدی ( در سطح) و رشد توده درونی سه بعدی و به سمت بیرون است در نتیجه به آسانی با یك پیپت می توان توده سلولی درونی را جدا كرده برای این كار از جنین های اضافی حاصل از IVF كه در درمان زوجهای نا بارور كاربرد دارد و اضافی هستند و كاربرد دیگری ندارند استفاده می شود. 2-سلولهای بنیادی بالغ: این سلولهای تمایز نیافته را هم می توان از بند ناف بدست آورد و هم در بافتهای مختلف بدن فرد بالغ. سلولهای بنیادی بالغ در بین سلولهای تمایز یافته بافتها یا اندام وجود دارد و قادرند خود را تجدید كند و نیز به سلولهای تمایز یافته تبدیل شوند. در نتیجه كار آنها بقا و تعمیر بافتی است كه در آن یافت می شوند. بر خلاف سلولهای ES‌كه منشأ آنها مشخصی است منشأ این سلولها در یك بافت نامشخصی است تاریخچه كشف سلولهای بنیادی بالغ به 45 سال پیش می رسد. در سال 1960پژوهشگران متوجه شدند كه مغز استخوان دارای دو نوع جمعیت سلول بنیادی است. (Hematopoieticstem cell) Hsc كه انواع سلولهای خونی را می سازد. و دیگری Cell ‍ bonemarrow stromal كه جمعیت سلولی مخلوطی هستند كه استخوان ، غضروف، چربی و بافت همبند را می سازد . در همین سالها در مغز نیز یافت شدند كه قادر به تولید سلولهای عصبی بودند و سه نوع سلول آستروسیت، الیگودندروسیت و نرون را تولید می كردند. سلولهای بنیادی بالغ در بسیاری از بافتها و اندامها دیده شده اند اما تعداد آنها بسیار اندك است و در یك مكان به صورت quiescent ( بدون تقسیم) برای سالها و تازمانی كه توسط یك بیماری یا آسیب بافتی دوباره فعال شوند باقی می ماند. بافتهای بالغی كه دارای سلولهای بنیادی هستند شامل مغز، مغز استخوان ، خون محیطی ، رگهای خونی – عضلات اسكلتی پوست و كبد هستند. امروزه سعی برکشت این سلولها برای تولید تیپ های خاص سلولی برای درمان بیماریهای مختلف است. بستگی به نوع استفاده از دو تیپ سلولی (ES‌ها و سلولهای بنیادی بالغ) هر یك دارای شماری مزیت ها و معایب هستند. توانایی آنها برای تولید تعداد و نوع سلولهای تمایز یافته از تفاوتهای آنها محسوب می شود. ES‌ها قادرند به انواع سلولها تبدیل شوند اما نوع بالغ تنها قادر است به چند انواع سلول آن هم سلولهای بافتی كه از آن منشأ گرفته است تبدیل شود. كشت ES ها به راحتی در مقیاس وسیع امكان پذیر است اما تعداد سلولهای بنیادی بالغ در بافتهای بالغ محدود است.و روش های گسترش و افزایش تعداد آنها در محیط كشت هنوز چندان بهبود نیافته اند. سلولهای بنیادی بالغ در محیط كشت تمایل به تمایز دارند به هنگام گسترش كشت آنها باید مرتب سلولهای تمایز یافته را جدا كرد زیرا تیپ های سلولی خاص و تولیدات آنها ممكن است موجب مهار كشت سلولی شود. در نتیجه تمایز سلولها موجب انقراض كشت می شود. در واقع پژوهشگران قادر نیستند كه محیطی دقیقاً همانند با محیطی كه سلولهای بنیادی در محیط زنده دارند درست كنند. برخلاف ESها كه بزرگترین چالش آنها كنترل تمایز آنها به یك ردة خاص است در مورد سلولهای بنیادی بالغ بزرگترین چالش بدست آوردن سیستم های كشت مناسب است كه قادر باشد بطور پیوسته گستره های آنها را تولید كنند. مهمترین استفاده و مزیت سلولهای بنیادی بالغ این است كه می توان آنها را از خود بیمار گرفت در محیط كشت رشد داد سپس دوباره به بیمار بر گرداند در نتیجه دیگر توسط سیستم ایمنی دفع نمی شود. اما ES ها دفع را نشان می دهند. این كار البته هنوز در انسان آزمایش نشده است. انعطاف پذیری سلولهای بنیادی بالغ: این سلولها به طور معمول به سلولهای بافتی تبدیل می شوند كه در آن قرار دارند. برای نمونه سلولهای بنیادی مغز استخوان به سلولهای خونی تبدیل می شوند امروز شماری از آزمونها نشان داده است كه امكان تبدیل كنترل رفتار سلولهای بنیادی یك بافت مانند مغز استخوان به سلولهای تخصصی بافت دیگر مانند عصب وجود دارد. كنترل رفتار سلولهای بنیادی: علاوه بر فهم چگونگی تمایز و تكثیر سلولهای بنیادی، توانایی كنترل آنها به سمت ایجاد یك بافت ویژه نیز مهم است. به طور نمونه برای تولید سلولهای قلبی اگر مكانیسم های به كار رفته صحیح نباشند تنها یك درصد احتمال موفقیت وجود دارد. چنانچه انعطاف پذیری آنها را مد نظر قرار داهیم كنترل سلولهای بنیادی به یك رده خاص در سطح بالینی بحرانی تر به نظر می رسد. عاملهای متعددی بر روی رفتار این سلولهای اثر گذار هستند از جمله آنها، عاملهای رشد و سیتوكین ها هستند كه در هر بافتی متفاوتند. سلولهای بنیادی یك سری ژنهای خاص در آنها است. و تغییر در بیان ژنها موجب تغییر رفتار سلول می شود. سیتوكینها و عاملهای رشد از طریق گیرنده‌های سلولی روی بیان ژنها اثر می گذراند. سیتوكینها و عاملهای رشد در طول رشد و نمو انسان تغییر می كنند. با درك چگونگی اثر این مولكولها و مواد بر روی فعالیت سلولهای بنیادی می توان رفتار آنها را در محیط كشت كنترل كرد و آنها را به سمت تمایز بسوی یك ردة خاص سوق داد. علاوه بر پروتئینهای محیط شماری از پارامترهای فیزیكی و شیمیایی مانند اكسیژن، گلوكز و PH نیز تأثیر قابل توجهی بر روی پاسخ سلولهای بنیادی دارند. بطور نمونه تكوین اوویست و جنین در غلظتهای بالای گلوكز مهار می شود. تمایز سلولهای بنیادی جنینی به سلولهای قلبی و خونی توسط اكسیژن و فرآورده های آن تحت تأثیر قرار می گیرد. برای تمایز به یك ردة خاص می توان از كشت همزمان سلولهای بنیادی با سلولهای ردة مورد نظر استفاده كرد. زیرا این سلولها دارای عاملهای رشد مورد نظر هستند در نهایت با روش های مهندسی می توان ژنهای مورد نظر را وارد سلولهای مورد نظر تمایز یابند و فعالیت مورد نظر را دارا باشند. تأكید می نماید با وجود افزایش چشمگیر دانش جاری در مورد سلولهای بنیادی هنوز پرسشهای زیادی بر جاری مانده است كه نیازمند پاسخ دقیق و مناسب است. از آن جمله : 1- چند نوع از این سلولها موجود است و در چه بافتهایی حضور دارند؟ 2- منابع این سلولها در بدن چیست؟ آیا باقیمانده سلولها بنیادی جنین هستند یا توسط راه های دیگر ایجاد شده اند؟ 3- چرا در حالی كه سلولهای پیرامون آنها تمایز یافته اند آنها در مرحلة غیر تمایزی باقی مانده اند؟ 4- چه عواملی در تنظیم انعطاف پذیری آنها مؤثرند؟ 5-آیا برای تمامی سلولهای بنیادی علائمی مشابه وجود دارد؟ در محیط آزمایشگاه علائم مناسب برای تمایز كدامند؟ چشم انداز و كاربرد مطالعه سلولهای بنیادی در آینده: مطالعه روی سلولهای بنیادی به طور عمده به منظور درك این مطلب است كه چگونه یك ارگانیسم پیچیده از یك سلول ساده بوجود می آید؟ و چگونه سلولهای آسیب دیده در یك موجود بالغ با سلولهای سالم جایگزین می شوند؟ این حوزه نیز دانشمندان را به سوی پژوهش در مورد امكان سلول درمانی بیماریها سوق داده است. دانشمندان معتقدند كه در آینده سلولهای بنیادی پایه و اساس درمان بیماریهای مهمی مانند پاركینسون، دیابت و نارسائی های قلبی هستند. مطالعه آنها نه تنها امكان سلول درمانی را در آینده فراهم می كند بلكه می تواند برای غربالگری داروهای جدید و سم‌ها و فهم سقوط های جنینی نیز مؤثر باشد. امروزه این سلولها در اكثر بافتها یافت شده‌اند و می توان از آنها برای پیوند استفاده كرد. مطالعه سلولهای بنیادی در فهم فرایند پیری و درمان بیماریهای وابسته به سن نیز بسیار ارزشمند است. شماری از آزمایش ها حاكی از كاهش توانایی سلولهای بنیادی در پاسخ به تقاضای محیط به هنگام پیری است. اغلب تجارب روی سلولهای بنیادی خونی صورت گرفته است و مشخص شده كه در مغز استخوان میزان سلولهای بنیادی همراه با پیری كاهش یافته و توانایی آنها در تشكیل استخوان با پیری كاهش می یابد. مكانیسم هایی كه موجب تغییر توانایی سلولهای بنیادی فرآیندهای مهمی مانند تكثیر، تمایز و بقا در پیری می شود، ناشناخته است. برخی احتمالات تلومراز، عامل رشد و مسیرهای علائمی سیتوكین و تنش اكسید اتیو را در نظر می گیرند. طول تلومر و میزان فعالیت تلومراز در این سلولها با پیری كاهش می یابد. بیان عاملهای رشد و سیتوكین ها نیز در پیری و بیماریهای وابسته به سن در یك سری از بافتهای كاهش می یابد. البته هنوز مشخص نشده است كه آیا این كاهش با تغییرات پیری سلولهای بنیادی مرتبط است یا خیر؟ تنش اكسیداتیو و آسیب رادیكالهای آزاد در پیری افزایش می یابد. قوی ترین شاهدی كه بیان می دارد تغییر در سلولهای بنیادی موجب بیماریهای وابسته پیری می شود از رهگذر مطالعه سرطانها بدست آمده است. به دلیل ویژگی نامیرا بودن و توانایی تكثیر بالا سلولهای بنیادی این سلولها بسیار مستعد به سرطانی شدن هستند و این اعتقاد وجود دارد كه اكثر سرطان ها از سلولهای بنیادی منشأ می گیرند و خطر ابتلاأ به سرطانهای مختلف با افزایش سن بیشتر می شود. بیماریهای وابسته به سن در سیستم عصبی چون آلزایمر، پاركینسون ، سكته مغزی و آسیب نخاعی به دلیل مرگ جمعیت های نرون در مغز نخاع است. با وجودی كه امروزه مشخص شده است كه سلولهای بنیادی عصبی ( باسرعت پائین) می توانند به نرون تمایز یابند اما این كار در پیری صورت نمی گیرد. دیابت و بیماریهای خود ایمن نیز از جمله بیماریهای وابسته به سن هستند. بیماریهای قلبی و عروقی نیز وابسته به سن هستند. در هنگام بلوغ جمعیت سلولهای بنیادی در قلب و رگها بر اثر عوامل رشد تكثیر می شوند و قادر به تمایز به سلولهای مورد نظر هستند اما در هنگام پیری این كار صورت نمی گیرد. توانایی رژیم غذایی با كالری پائین در كاهش خطر سرطان، نخستین دلیل برای این است كه سلولهای بنیادی به عاملهای محیطی پاسخ می دهند. در نتیجه با مطالعه سلولهای بنیادی و اثر این عاملها نمی توان نقش آنها در بیماریهای وابسته به سن انكار كرد. و این بیماریها یكی از نامزدهای درمان با واسطه سلولهای بنیادی در آیند محسوب می شوند. از مهم ترین كاربردهایی كه از مطالعه سلولهای بنیادی می توان در آینده می توان بدست آورد: -یافتن اطلاع دقیق و مولكولی در مورد رخدادهای پیچیده در خلال تكوین انسان و چگونگی تبدیل سلولهای تمایز نیافته به سلولهای تمایز یافته. -آزمون داروهای جدید: بیشتر سلولهای سرطانی برای غربالگری داروهای ضد توموری استفاده می شد. اما سلولهای بیشتری امكان آزمون دارو را داروی انواع سلولها و برای انواع داروها فراهم می آورد. سلول درمانی: سلول درمانی و تولید انواع بافتها برای درمان بیماریهایی مانند سوختگی، سكته، روماتوئید آرتریت و پاركینسون می توان سلول و بافت را در محیط آزمایشگاه كشت داد و سپس آن را به بیمار منتقل كرد و یا اینكه در آغاز سلول بنیادی را وارد یافت كرد تا در آنجا تكثیر و تمایز حاصل كند. امكان جایگزین بافتها و اندامهای آسیب دیده با استفاده از سلولهای بنیادی تحقیقاً تحولی شگرف بشمار می آید. این شیوه به طور مثال در مقایسه با استفاده از اندامهای مصنوعی كه كاستی های متعددی از جمله فرسوده شدن به مرور زمان و عمر محدود حداكثر 15 ساله دارد از امتیازات چشمگیری برخوردار است. مهندسی و بازسازی بافت به طور نمونه در درمان نارسایی های قلبی كه با استفاده از سلولهای بنیادی بالغ می توان جهت ایجاد بافتهای ماهیچه ای قلب و ترمیم قلب و درمان سكته های قلبی موفقیت زیادی بدست آمده و این كار با دقت زیاد و سرعت زیادتری نسبت به روشهای درمانی دیگر انجام می گردد. دست آوردهای حاصل از این مطالعات به گشایش سرفصل جدیدی به نام پزشكی مولكولی انجامیده است. ابداع روشهای جدید برای تشخیص مولكولی بیماریزایی، امكان تشخیص علل اساسی بیماریهای پیش و پس از تولد، ظهور ژن درمانی تولید داروهای جدید، ساخت كیتهای دقیق تشخیصی و ظهور فناوری سریع ترمیمی و انجامد این سلولهای برای استفاده در آینده بیم و امیدهای زیادی در انسان بوجود آورده. طلوعی كه به شرط استفاده درست و انسانی از این فن آوری كاهش چشمگیری مبتلایان به معلولیتهای ژنتیكی، افزایش سطح بهداشت و سلامت جامعه و كاهش هزینه های درمانی، تنش های روحی، اجتماعی و فرهنگی برای انسانها در سالهای پیش رونوید می دهد. پژو هشكده سلول های بنیادی در ایران: خوشبختانه كشور ما جزء 10كشور اول جهان است كه به این فن آوری دست رسی پیدا كرده است . و در سال 1379 با ساختن اولین لاین جنین انسانی كار خود را آغاز كرد و تاكنون توانسته اند ازاین سلولها حتی در كارهای درمانی نظیر ترسیم ضایعات نخاعی استخوانی ،غضروف و..... موفقیت هایی بدست آورند و توانسته اند نمونه های زیادی را منجمد كنند تا در آینده مورد استفاده قرار گیرند . وكار در مورد سلول های بنیادی از نظر فقه شیعه منع نشده زیرا این سلول ها را از جنین های اضافی كه برای درمان زوج های نا بار ورتولید میشوند استفاده میگردد. با رعایت این نكته مهم كه هیچ جنینی اضافه جهت این پژوهش تولید نمی شود و علاوه بر آن پس از تأئید شورای اخلاقی پژوهشگران رویان جنین ها یی كه قابل انجماد نبوده و دور ریختنی هستند را جهت تحقیق بكار میبرند. بانك سلول های بند ناف در ایران: زنده یاد دكتر سعید كاظمی آشتیانی توانست با تلاش فراوان توانست بانك سلول های بنیادی بند ناف رویان را در 15 اسفند 1383 توسط رئیس جمهوری وقت آقای خاتمی افتتاح كند. در گذشته جفت و بند ناف برای تهیه مواد آرایشی استفاده میشد. امروزه به دلیل بروز بیماریهای ایدز و.... این ارگانها دور ریخته می شوند در حالیكه می توان از آن 50 تا 100 سی سی خون بدست آورد . كه بعد از جدا كردن پلاسما سلول های تك هسته ای آن را جدا می كنند كه سلول های بنیادی نیز جزء آنها هستند با حجم های 20تا 30 سی سی در كیسه هایی بعد از پشت مشخصات برای آینده انجماد و نگهداری می شوند. تا برای صاحب آنها یا افرادی كه از نظر ویژگی های فیزیولوژیكی به آنها شبیه اند از كاربرد درمانی داشته باشندو این كار برای هموطنان با هزینه ای بسیار پائین انجام پذیر خواهد بود . میتواند منبع درآمد خوبی باشد برای كشورمان با صادر كردن این فناوری به سایر كشورها. و دست اورد پژوهش و مطالعه سلول های بنیادی آغاز راه رسیدن به شبیه سازی است كه تا حدود زیادی در این زمینه هم موفق بوده ایم.

)

•  

گلبولهای سفید

این گلبولها در مغز استخوان ، تیموس ، گره‌های لنفاوی و طحال تولید می‌شوند گلبولهای سفید کلیه اجزای یک سلول جانوری را دارند و همه نوع فعالیتهای حیاتی را انجام می‌دهند. تعداد گلبولهای سفید در هر میلیمتر مکعب خون انسان در حدود هفت هزار است که در مقایسه با تعداد گلبولهای قرمز این مقدار بسیار کم است. گلبولهای سفید به دو گروه گرانولوسیت (دانه‌دار) و آگرانولوسیت (بدون دانه) تقسیم می‌کنند.

گرانولوسیتها

هسته چند قسمتی و سیتوپلاسم آنها دانه‌دار است و 70 درصد از گلبولهای سفید خون را تشکیل می‌دهند. این گلبولها خاصیت بیگانه خواری دارند و به هنگام گردش در خون ، باکتریها و سایر مواد خارجی را با ایجاد پاهای کاذب و عمل فاگوسیتوز به درون خود می‌کشند و آنها را هضم می‌کنند و از بین می‌برند. این گلبولها همچنین می‌توانند از میان سلولهای پوششی جدار مویرگها عبور کرده و وارد فضای بین سلولی شوند و این عمل سلولهای سفید را دیاپدز می‌گویند. گرانولوسیتها به سه گروه تقسیم می‌شوند.

• نوتروفیلها

سلولهای کروی ، هسته دارای دو یا چهار لب پیوسته به هم توسط رشته‌های باریک است. 15 - 12 میکرومتر قطر دارند. و کار فاگوسیتوز (ریزه خواری) جانداران میکروسکوپی را انجام می‌دهند.

• بازوفیلها

سلولهای کروی ، هسته با دو لب نامشخص و 12 - 10 میکرومتر قطر دارند. و هیستامین که باعث التهاب بافتها می‌شود و هپارین که جلوگیری از تشکیل لخته می‌کند را آزاد می‌سازند.

• ائوزینوفیلها

سلولهای کروی ، هسته‌ها اغلب دو لب دارند، 12 - 10 میکرومتر قطر دارند و مواد شیمیایی که باعث کاهش التهاب می‌شود ترشح می‌کنند و به کرمهای انگلی معینی حمله می‌کنند.

آگرانولوسیتها

هسته نسبتا درشت و سیتوپلاسم یکنواخت دارند و شامل لنفوسیتها و مونوسیتها هستند.

• لنفوسیتها

سلولهای کروی با هسته گرد ، سیتوپلاسم تشکیل حلقه باریک را در اطاف هسته می دهد 8 - 6 میکرومتر قطر دارند. لنفوسیتها در افراد بالغ حدود 25 درصد از گلبولهای سفید را تشکیل می‌دهند. و بیشتر در دستگاه لنفاوی یافت می‌شوند. لنفوسیتها دو نوعند : نوع B که در مغز استخوان تولید و بالغ می‌شوند. اما در گره‌های لنفاوی جای می‌گیرند و نوع T که پس از ساخته شدن در مغز استخوان در تیموس مراحل رشد و نمو خود را طی می‌کنند.

ظاهر لنفوسیتها T , B در زیر میکروسکوپ بهم شبیه است اما فاصله‌های آنها متفاوت است. سلولهای B آنتی کور (پادتن) ترشح می‌کنند. آنتی کورها ملکولهای پروتئینی و از نوع گلوبولین‌ها هستند. سلولهای T بر خلاف سلولهای B در سطح فرد گیرنده‌های آنتی کور مانندی دارد که به کمک آنها به آنتی ژن میکروبها می‌چسبند. بدین ترتیب سلولهای T متحرک هستند و خود به محل عفونت یافته می‌روند.

• مونوسیتها

سلولهای کروی یا نامنظم می‌باشند. هسته‌ها گرد یا کلیدی شکل و یا نعل اسبی شکلند. نسبت به لنفوسیتها ، سیتوپلاسم بیشتری دارند. 15 - 10 میکرومتر دارند. در خون به عنوان سلولهای فاگوسیت کننده عمل می‌کنند دستگاه گردش خون را ترک کرده و تبدیل به ماکروفاژها می‌شوند که باکتریها ، سلولهای مرده ، اجزای سلولی و بقایای درون بافتی را فاگوسیتوز می‌کنند در بدن بخصوص در کبد ، طحال و گره‌های لنفاوی یافت می‌شود.

گلبولهای قرمز

گلبولهای قرمز (اریتروسیتها) به شکل دیسکهای مقعرالطرفین ، بدون هسته و 8 - 7 میکرومتر قطر را دارند در انتقال اکسیژن و دی‌اکسید کربن دارند و به تعداد تقریبی 5 میلیون در هر میلیمتر مکعب خون یافت می‌شوند گلبولهای قرمز زنده‌اند و مواد غذایی را از راه تخمیر بدست می‌آورند، زیرا میتوکندری ندارند و همچنین هسته متوسط گلبولهای قرمز 120 روز است برای اینکه میزان گلبولهای قرمز در خون ثابت بماند باید در هر ثانیه حدود یک میلیون گلبول قرمز در مغز استخوان ساخته شود. گلبولهای قرمز در دوره جنینی در کبد به طحال و گره‌های لنفاوی ساخته می‌شود اما در ماههای آخر دوره جنینی و پس از تولد تنها در مغز قرمز استخوان بوجود می‌آید.

در مغز استخوان بافت زاینده‌ای وجود دارد که با چند تقسیم سلولی گلبولهای قرمز را می‌سازد. سلولهای زاینده در ضمن این تغییرات هسته خود را از دست می‌دهند و مقداری زیادی هموگلوبین در ستوپلاسم خود می‌سازند. فعالیت ماهیچه‌ای ، صعود به ارتفاعات و گرم شدن هوا تولید گلبولهای قرمز را افزایش می‌دهد سلولهای مولد گلبولهای قرمز در مغز استخوان نسبت به اشعه ایکس بسیار حساسند و کمبود ویتامین B₁₂ ، آهن ، مس در غذا نیز موجب کاهش تولید گلبولهای قرمز می‌شوند.

پلاکتها

این سلولها بسیار ریزند و شامل قطعات سلولی که بوسیله غشای سلولی است احاطه شده است و حاوی دانه‌هایی می‌باشند 5 - 2 میکرومتر قطر دارند. و در عمل انعقاد خون نقش دارند و مواد شیمیایی لازم را برای لخته خون آزاد می‌کنند .

مطالعه سلولهای خونی در زیر میکروسکوپ

برای مطالعه سلولهای خونی ابتدا قطره‌ای از خون را روی لام شیشه‌ای گذاشته و با استفاده از لام دیگری آن را پخش می‌کنیم (تهیه گسترش خونی یا blood smear). پس از خشک شدن گسترش خونی ، آن را با الکل متیلیک فیکسه کرده و سپس رنگ آمیزی می‌کنیم. برای رنگ آمیزی می‌توان از گیمسا ، رایت و یا می‌گرون والد استفاده کرد. بعد از شستشوی رنگهای اضافی و خشک کردن لام آن را در زیر میکروسکوپ مطالعه کرده و انواع سلولهای خونی را تشخیص می‌دهیم.

شیوه سریعی برای مطالعه سلول های محرک سرطان ارائه شد

دانشمندان انگلیسی شیوه جدید و سریعتری را برای مطالعه دسته مهمی از سلول های سرطانی موسوم به سلولهای بنیادی سرطان ارائه کرده اند که به گفته آنها می تواند سرعت تحقیق بر روی ساخت داروهای مبارزه با سرطان را افزایش دهد.

به گزارش خبرنگار سایت پزشکان بدون مرز به نقل از رویترز ، محققان دانشگاه آکسفورد شیوه ای برای دستیابی به نمونه های غنی از سلولهای بنیادی سرطان از سلول های سرطان مثانه و نگه داری آنها در آزمایشگاه ارائه کرده اند.

این شیوه امکان آزمایش های مکرر این سلول ها را برای بررسی درمانهای دارویی ممکن فراهم می آورد.
دکتر والتر بودمر مجری این تحقیقات گفت: کار با خطوط سلولی شیوه مناسب و مطلوبی برای مطالعه سلولهای سرطان بنیادی نسبت به استفاده از نمونه های بدست آمده از انسانهای بیمار و یا الگوهای حیوانی است.

وی افزود اکنون با این روش می توانیم داروهای ضد سرطان را برای بررسی اینکه آیا سلول های بنیادی سرطان را هدف قرار می دهند یا خیر، بهتر ارزیابی کنیم.
سلول های بنیادی سرطان در برابر درمانهای رایج مانند شیمی درمانی و پرتو درمانی مقاوم هستند و همین مقاومت می تواند دلیل عود سرطان باشد.
دانشمندان این سلولها را سلول های بنیادی سرطان نام نهاده اند؛ چرا که مانند سلول های بنیادی در سایر بخش های بدن نیز دیده می شوند. این سلولها با تکثیر خود و یا تبدیل شدن به دیگر انواع سلول ها رشد می کنند.
محققان می گویند تا کنون تشخیص سلول های بنیادی سرطان از طریق نمونه برداری از بدن بیمار صورت می گرفته است.
دانشمندان برای این کار می بایست تعدادی از سلول های بنیادی سرطان را غنی سازی کنند و ببینند که آیا این سلول ها به تشکیل تومور در موشها منجر می شوند یا خیر.
این فرایند بسیار طولانی بود و امکان استفاه از این سلول ها در آزمایش های بعدی وجود ندارد.
اما با استفاده از شیوه جدید، کار بر روی سلول های بنیادی سریعتر و موثرتر صورت می گیرد. این شیوه امکان بررسی مجدد و سریع داروها و همچنین مطالعات پایه ای در مورد ماهیت سلول های بنیادی سرطان و نقش آنها در ایجاد تومورها را فراهم می آورد.
نتایج این تحقیقات در نشریه مجموعه مقالات فرهنگستان ملی علوم آمریکا منتشر شده است.

__________________

ميکروسکوپ

ميکروسکوپ  نوري 

            قدرت  تفکيک  ميکروسکوپ  نوري  در شرايط  ايده آل  تقريباً برابر با نصف  طول  موج  نور مرئي  استفاده  شده  مي باشد. ( قدرت  تفکيک   ، فاصله  بين  دو منبع  نوراني  نقطه اي  است  که  در آن  فاصله ، به  صورت  دو تصوير مجزا مشاهده  مي شوند.) با نور زرد با طول  موج  4/0 ميکرون ، کمترين  فاصله  قابل تمايز حدود 2/0 ميکرون  مي باشد. بزرگنمايي  مفيد يک  ميکروسکوپ  به  بزرگنمايي  گفته  مي شود که  کوچکترين  ذرات  قابل تفکيک  را قابل مشاهده  مي سازد. ميکروسکوپ هاي  مورد استفاده  در باکتريولوژي  معمولاً از يک  عدسي  شيئي  با قدرت  90 برابر و يک  عدسي  چشمي  با قدرت  10 برابر استفاده  مي کنند و بنابراين  نمونه  را 900 برابر بزرگ  مي کنند. بنابراين ذرات با قطر  2/0 ميکرون  تا حدود  mm 2/0 بزرگ  مي شوند و کاملاً قابل مشاهده  خواهند گرديد. بزرگنمايي  بيشتر، قدرت  تفکيک  جزئيات  را بيشتر نخواهد کرد و ميدان  ديد را کاهش  خواهد داد.

          براي  افزايش  قدرت  تفکيک  تنها مي توان  از نور داراي  طول  موج  کوتاه تر، حدود 2/0 ميکرون ، استفاده  نمود و بنابراين  مي توان  ذرات  تا قطر 1/0 ميکرون  را به صورت  مجزا مشاهده  نمود. اين  چنين  ميکروسکوپهايي  داراي  عدسي هايي  از جنس  کوارتز و سيستم هاي  عکسبرداري  هستند و براي  استفاده  عمومي  بسيار گران  و پيچيده  هستند.

 

 ميکروسکوپ  الکتروني

            قدرت  تفکيک  بالاي  ميکروسکوپ  الکتروني ، محققين  را قادر ساخته  است  که  جزئيات  ساختمانهاي  سلولهاي  پروکاريوتي  و يوکاريوتي  را مشاهده  کنند. قدرت  تفکيک  بالاتر ميکروسکوپ  الکتروني  به  علت  اين  واقعيت  است  که  طول  موج  الکترون  نسبت  به  فوتون هاي  نور مرئي  بسيار کوتاهتر است .

          دو نوع  ميکروسکوپ  الکتروني  براي  مصرف  عمومي  وجود دارد: ميکروسکوپ  الکتروني  انتقالي   (TEM)  که  بسياري  از ويژگيهاي  آن  مشابه  ميکروسکوپ  نوري  مي باشد، و ميکروسکوپ  الکتروني  اسکنينگ  SEM

  TEMاولين  نوع  ميکروسکوپ  الکتروني  بود که  طراحي  گرديد و پرتوي  از الکترونها را که  به  وسيله  يک  تفنگ  الکتروني  پرتاب  مي شود، مورد استفاده  قرار مي دهد. اين  پرتوي  الکترونها به  وسيله  عدسي هاي  الکترومغناطيسي  متراکم کننده  بر روي  يک  نمونه  نازک ، هدايت  و متمرکز مي شوند. الکترونها پس  از برخورد به  نمونه ، بسته  به  تعداد و تراکم  اتمهاي  موجود در نمونه  پخش  مي شوند. بعضي  از الکترونها از نمونه  عبور مي کنند و به  وسيله  عدسي هاي  شيئي  الکترومغناطيسي  جمع آوري  و متمرکز مي شوند تا تصويري  از نمونه  به  سيستم  عدسي  تصويرگر براي  بزرگنمايي  بيشتر ارسال گردد. با برخورد الکترونها به صفحه فلوئورسنت ، تصوير قابل مشاهده مي گردد. تصوير را مي توان  بر روي  فيلم  عکاسي  ضبط  نمود.  TEM  مي تواند ذرات  با قطر 001/0 ميکرون  را به  صورت  متمايز نشان  دهد. ويروسها با قطر 01/0 تا 2/0 ميکرون ، به  راحتي  با اين  ميکروسکوپ  ديده  مي شوند.

 

         SEM  نسبت  به   TEM  قدرت  تفکيک  کمتري  دارد اما اين  ميکروسکوپ  بخصوص  براي  تهيه  تصاوير سه بعدي  از سطح  ذرات  ميکروسکوپي  مفيد است . الکترونها به  وسيله  عدسي هايي  روي  يک  نقطه  بسيار ظريف  متمرکز مي شوند. واکنش  متقابل  الکترونها با نمونه  باعث  رهاشدن  انواع  تشعشعات  (مثلاً الکترونهاي  ثانويه ) از سطح  ماده  مي گردد، که  به  وسيله  شناساگر و تقويت کننده  مناسب  مي توان  آن  را جذب  نموده ، بر روي  يک  صفحه  نمايشگر، تصوير آن  را مشاهده  نمود.

          يک  تکنيک  مهم  در ميکروسکوپ  الکتروني ، استفاده  از سايه زدن مي باشد. در اين  روش  با قرار دادن  نمونه  در مسير يک  پرتو از يونهاي  فلزي  در محيط  خلأ، يک  لايه  نازک  از فلزي  سنگين  (مانند پلاتين ) را بر روي  نمونه  رسوب  مي دهند. پرتو با زاويه  کمي  نسبت  به  سطح  نمونه  تابانيده  مي شود، بنابراين  باعث  به  وجود آمدن  سايه  به  شکل  ناحيه  پوشيده  نشده  در سطح  ديگر مي شود. سپس  هنگامي  که  پرتو الکترون  از نمونه  پوشيده  شده  عبور داده  مي شود، از تصوير منفي ، يک  اثر مثبت  ايجاد مي شود و يک  تصوير سه بعدي  بدست  مي آيد.

          ساير تکنيک هاي  مهم  در ميکروسکوپ  الکتروني  عبارت اند از: استفاده  از مقاطع  بسيار نازک  از مواد، استفاده  از يک  روش  منجمد کردن  خشک  که  از تغيير شکل  نمونه ها که  در روشهاي  خشک  کردن  معمولي  روي  مي دهد، جلوگيري  مي کند، استفاده  از رنگ آميزي  منفي  با يک  ماده  متراکم  در برابر الکترون مانند اسيدفسفوتنگسيک يا نمک هاي اورانيوم . بدون استفاده از اين نمک هاي  فلزات  سنگين ، وضوح  کافي  براي  شناسايي  جزئيات  نمونه  وجود نخواهد داشت .

 

  روشنايي  زمينه  تاريک 

            اين  روش  به  وسيله  همان  نوع  ميکروسکوپي  که  ميدان  ديد روشن  دارد، انجام  مي شود. با استفاده  از يک  کاندنسر خاص  که  پرتوهاي  نور مستقيم  را مسدود کرده  و نور را از طريق  يک  آينه  روي  سطح  طرفي  کاندنسر، با زاويه  مايل  به  نمونه  مي تاباند، مي توان  ميکروسکوپ  ميدان  تاريک  تهيه  نمود. با اين  روش  يک  ميدان  تاريک  به  وجود مي آيد که  در تضاد با لبه هاي  نوراني  نمونه ها مي باشد. هنگامي  که  اشعه  نوراني  مايل  از لبه هاي  نمونه  به  سمت  بالا و به  سمت  اشعه  شيئي  ميکروسکوپ  بازتابانده  مي شود، اين  لبه هاي  نوراني  به  وجود مي آيند. اين  تکنيک ، بخصوص  براي  مشاهده  ارگانيسم هايي  مانند ترپونما پاليدوم ، اسپيروکتي  با قطر کمتر از 2/0 ميکرون  که  با نور مستقيم  قابل  مشاهده  نيست ، مفيد مي باشد.

 

  ميکروسکوپ  فاز

            ميکروسکوپ  فاز از مزاياي  اين  واقعيت  استفاده  مي کند که  امواج  نوراني  که  از اشياي  شفاف  مانند سلولها مي گذرند، برحسب  ويژگيهاي  ماده اي  که  از آن  عبور مي کنند، در فازهاي  مختلف  به  شکلهاي  متفاوت  خارج  مي شوند. يک  سيستم  نوري  خاص ، تفاوت  در فاز را به  تفاوت  در شدت  تبديل  مي کند و بنابراين  بعضي  ساختمانها تيره تر از بقيه  به  نظر مي رسند. يک  ويژگي  مهم  اين  روش  اين  است  که  ساختمانهاي  داخلي  در سلولهاي  زنده ، قابل  تمايز هستند؛ در ميکروسکوپ هاي  معمولي ، فقط  مي توان  از سلولهاي  کشته  شده  و رنگ آميزي  شده  استفاده  کرد.

 

  ميکروسکوپ  هم کانون

            در  ميکروسکوپ  هم کانون   ، از پرتوهاي  شديد نور ليزر و يک  تصويرساز کامپيوتري  براي  بدست  آوردن  تصاوير تقريباً سه بعدي  از نمونه هاي  ضخيم  فلوئورسنت  استفاده  مي شود. اين  ميکروسکوپ  نقش  قابل توجهي  در حوزه  بيولوژي  سلولي  داشته  است .

 

  اتوراديوگرافي

            در صورتي  که  سلولهايي  حاوي  اتمهاي  راديواکتيو بر روي  يک  لام  ثابت  شوند و با محلول  عکاسي  پوشانده  شده ، در تاريکي  براي  مدت  مناسب  نگهداري  شوند، در محلهاي  تشعشع  راديواکتيو، لکه هايي  بر روي  فيلم  مشاهده  مي شود. اگر سلول  به  وسيله  يک  ماده  داراي  فعاليت  راديواکتيو ضعيف ، مانند تريتيوم ، نشاندار شده  باشد، لکه  حاصله  به  اندازه  کافي  براي  تعيين  مکان  نشاندارشدن  در سلول ، کوچک  خواهد بود. در روش  اتوراديوگرافي ، با استفاده  از تيميدين  نشاندار شده  با تريتيوم  به  عنوان  يک  نشانگر اختصاصي ، مي توان  تکثير DNA  را مورد بررسي  قرار داد. يک  نوع  تغيير يافته  از اين  روش  که  از پروب هاي  اسيدنوکلئيک  نشاندارشده  استفاده  مي کند،  دورگه سازي  در جا   ناميده  مي شود که  براي  شناسايي  وجود اسيدنوکلئيک  ويروسي ، باکتريال  و قارچي  در سلولها و بافتها بکار مي رود.

 

مطالعه سلولهای بنیادی سرطان ، سرعت تحقیق برای ساخت داروهای ضد سرطان را افزایش خواهد داد

 

شیوه سریعی برای مطالعه سلول های محرک سرطان ارائه شد 

دانشمندان انگلیسی شیوه جدید و سریعتری را برای مطالعه دسته مهمی از سلول های سرطانی موسوم به سلولهای بنیادی سرطان ارائه کرده اند که به گفته آنها می تواند سرعت تحقیق بر روی ساخت داروهای مبارزه با سرطان را افزایش دهد.   

به گزارش خبرنگار سایت پزشکان بدون مرز به نقل از رویترز  ،  محققان دانشگاه آکسفورد شیوه ای برای دستیابی به نمونه های غنی از سلولهای بنیادی سرطان از سلول های سرطان مثانه و نگه داری آنها در آزمایشگاه ارائه کرده اند.

این شیوه امکان آزمایش های مکرر این سلول ها را برای بررسی درمانهای دارویی ممکن فراهم می آورد.
دکتر والتر بودمر مجری این تحقیقات گفت: کار با خطوط سلولی شیوه مناسب و مطلوبی برای مطالعه سلولهای سرطان بنیادی نسبت به استفاده از نمونه های بدست آمده از انسانهای بیمار و یا الگوهای حیوانی است.

وی افزود اکنون با این روش می توانیم داروهای ضد سرطان را برای بررسی اینکه آیا سلول های بنیادی سرطان را هدف قرار می دهند یا خیر، بهتر ارزیابی کنیم.
سلول های بنیادی سرطان در برابر درمانهای رایج مانند شیمی درمانی و پرتو درمانی مقاوم هستند و همین مقاومت می تواند دلیل عود سرطان باشد.
دانشمندان این سلولها را سلول های بنیادی سرطان نام نهاده اند؛ چرا که مانند سلول های بنیادی در سایر بخش های بدن نیز دیده می شوند. این سلولها با تکثیر خود و یا تبدیل شدن به دیگر انواع سلول ها رشد می کنند.
محققان می گویند تا کنون تشخیص سلول های بنیادی سرطان از طریق نمونه برداری از بدن بیمار صورت می گرفته است.
دانشمندان برای این کار می بایست تعدادی از سلول های بنیادی سرطان را غنی سازی کنند و ببینند که آیا این سلول ها به تشکیل تومور در موشها منجر می شوند یا خیر.
این فرایند بسیار طولانی بود و امکان استفاه از این سلول ها در آزمایش های بعدی وجود ندارد.
اما با استفاده از شیوه جدید، کار بر روی سلول های بنیادی سریعتر و موثرتر صورت می گیرد. این شیوه امکان بررسی مجدد و سریع داروها و همچنین مطالعات پایه ای در مورد ماهیت سلول های بنیادی سرطان و نقش آنها در ایجاد تومورها را فراهم می آورد.
نتایج این تحقیقات در نشریه مجموعه مقالات فرهنگستان ملی علوم آمریکا منتشر شده است.

مطالعه سلول

	اگر نور ماورائ بنفش را به صفحه‌ای فلزی كه قبلا دارای بار الكتریكی منفی شده است بتابانیم، ذره به سرعت بار منفی خود را از دست میدهد اما اگر دارای بار الكتریكی مثبت باشد، بار آن در اثر برخورد نور ماوراء بنفش از بین نمیرود. می‌توان چنین نتیجه گرفت كه از برخورد نور ماوراء بنفش به یك صفحه فلزی‌ فقط بار الكتریكی منفی از آن خارج خواهد شد و ثابت شده است كه بر اثر برخورد نور ماوراء بنفش به سطح فلز، الكترون از آن خارج می‌شودكه این اثر را اثر فتوالكتریك یا اغلب اثر هالواكس می‌نامند. هر سلول فتو الكتریك از یك كاتد صادر كننده و یك آند جمع كننده الكترونها تشكیل شده كه این دو در یك محفظه شیشه‌ای قرار دارند كه داخل آن خلا است. حال اگر نور ماوارء بنفش روی كاتد بیفتد، از كاتد الكترون صادر شده و بوسیله گالوانومتر این جریان اندازه‌گیری می‌شود. اگر پتانسیل آند نسبت به كاتد مثبت باشد، آنگاه میدان الكتریكی شتاب دهنده خواهد بود و تمام الكترونها به آند خواهند رسید. در غیر این.

 

مطالعه سلول

گلها، درختان، مردم، حشرات، پرندگان و ... چیزهایی است که همه ما هر روز سر راه خود می‌بینیم. با اینکه هم اینها از سلول ساخته شده اند، به زحمت می‌توان سلولهای آنها را دید.

سلولها خیلی کوچکند. یک سلول جانوری بین 10 تا 20 میکرون قطر دارد، یعنی پنج بار کوچکتر از کوچکترین ذره ای که شما می‌توانید با چشم خود ببینید. همین کوچکی سلول باعث شد تا زمان اختراع میکروسکوپ نوری، هیچ کس نفهمد که همه جانداران از سلول ساخته شده اند.

در سال 1665، رابرت هوک با یک میکروسکوپ نوری به تراشه های نازک چوب پنبه نگاه کرد. او تصویری شبیه شکل زیر دید. او هر یک از این بخشهای کوچک را یک سلول نامید، چون او را به یاد سلول های زندان می‌انداخت. چوب پنبه در واقع تعداد زیادی سلول گیاهی مرده است که فقط جداره آنها باقی مانده است. هوک اولین کسی بود که سلول را دید.
هر چه ابزارها و روش‌ها پیشرفت کرد، تصاویر بهتری به دست آمد.

میکروسکوپ نوری
با میکروسکوپ نوری می‌توان سلول را مشاهده کرد، اما از نور برای بزرگنمایی استفاده می‌شود. اجزایی از سلول کوچکتر از 500 نانومتر باشند به وضوح دیده نمی شوند. با میکروسکوپ می‌توان اندامهای اصلی سلول مانند هسته و میتوکندری را مشاهده کرد. معمولا برای اینکه تصاویر بهتری به دست آید، این اندامها را به مواد رنگی آغشته می‌کنند.
امروز برای مشاهده سلولها، ابتدا آنها را با مواد فلورسنت رنگ می‌کنند و سپس با میکروسکوپ فلورسنت آنها را می‌بینند. با استفاده از این میکروسکپها می‌توان حتی پروتئینها را هم دید.

میکروسکوپ الکترونی
در دهه 1940 اولین میکروسکوپ های الکترونی ساخته شد و دانشمندان توانستند پیچیدگی های درون سلول را به خوبی مشاهده کنند. در این میکروسکوپها به جای نور، از الکترونها استفاده می‌شود. چون طول موج الکترونها کمتر از نور است، تصاویر بزرگنمایی بسیار خوبی دارند و حتی می‌توان ذراتی با ابعاد 0.1 نانومتر را به خوبی دید. اما الکترون قدرت نفوذ خیلی بالایی ندارد و باید نمونه های ریزی با ابعاد 50 تا 100 نانومتر بسازیم. پس آماده کردن نمونه برای این میکروسکوپها کار ساده ای نیست. وضوح بالا آن، این امکان را به ما می‌دهد که تصاویر سه بعدی تهیه کنیم.

با میکروسکوپ الکترونی دو نوع تصویر می‌توان تهیه کرد: SEM و TEM. در SEM الکترونها را پس از انعکاس از سطح شی به یک گیرنده می‌فرستند. این کار در دفعات متعدد و برای لایه های مختلف نمونه انجام می‌شود و سپس با ترکیب این داده ها، یک تصویر سه بعدی به دست می‌آید. در TEM، الکترونها از نمونه عبور می‌کنند و به گیرنده می‌رسند. SEM برای مشاهده سطح اشیاء و TEM برای مشاهده عمق نمونه‌ها به کار می‌رود. در شکل زیر SEM، TEM و یک میکروسکوپ نوری با هم مقایسه شده است.

کریستالوگرافی با اشعه X
برای اینکه بتوانیم اجزای کوچکتر سلول مانند پروتئینها را ببینیم از این روش استفاده کنیم.
اشعه X به کریستالها تابانده می‌شود و پراش پیدا می‌کند. نور پراش پیدا کرده، جمع آوری می‌شود و با استفاده از آن تصویری از آرایش اتمهای مولکول به دست آید.

تولید تصاویر در این روش کار بسیار مشکل و پیچیده ای است. دشوارترین و طولانی ترین مرحله کار، تهیه نمونه هایی کریستالی است که برای این کار مناسب باشند. گاهی کشف ساختار یک پروتئین، چندین ماه طول می‌کشد. با وجود این همه مشکلات، این روش یکی از تکنیکهایی است که اکنون به طور گسترده برای روش کردن ساختمان پروتئینها استفاده می‌شود.

روشهای بسیار زیاد دیگری برای مطالعه سلول وجود دارد از جمله کرماتوگرافی که انواع بسیار زیادی دارد وهمچنین چندین مدل الکتروفورز داریم که در آینده آنها را توضیح خواهم داد...و یا اگر دوست دارید شما شروع کننده در پست بعدی باشد