زیست شناسی...علم برتر
جمعه سی و یکم تیر 1390
نقش بیوتین در حیوانات ...  

نقش بیوتین در حیوانات

نقش بیوتین در حیوانات

بیوتین در غلطت های کم در گیاهان و بافت های حیوانات یافت می شود . بیوتن بوسیله گیلوپروتئین به نام آویدین که در سفیده تخم مرغ یافت می شود در خطر باند شدن با آن در روده ی کوچک است که طی این فرایند جذب بیوتین مختل می شود .

بیوتن براحتی در آب حل می شود . این ویتامین می تواند ساختارش را تغییر دهد که با یک حلقه تتراهیدروتیوفین ترکیب شده و به زنجیرهای کناری اسید والریک متصل می شود.

نقش تغذیه ای

احتیاجات جیره ای گونه های مختلف :

اگر چه حیوانات نیاز های متابولیک به بیوتن دارند اما هنوز برای تمامی گونه ها این احتیاجات اثبات نشده است که این نیاز توسط سنتز روده ای برآورده می شود. کمبود بیوتین توسط داروهای سولفا جبران می شود . احتیاجات جیره ای برای طیور مشخص شده ولی برای همه حیوانات هنوز اطلاعات کافی در دست نیست . جوجه های گوشتی به (۱۵/۰ ) میلی گرم بیوتن به ازای هر کیلوگرم جیره و پولت بوقلمون به (۲/۰) میلی گرم بیوتین به ازای هر kg احتیاج دارد ( NRC 1984 ) .

مولکول بیوتین ۸ استریو ایزومر دارد که فقط شکل د – بیوتن ( Cis) آن از نظر فیزیولوژیکی فعال است. بیشتر بیوتین در طبیعت بصورت ترکیب ای – ان بیوتینل – ال – لایزین در پروتئین است . شکل قابل دسترس از نظر بیولوژیکی را بیوسیتین می ماند، که بر روی قابلیت هضم پروتئین اثر می گذارد شکل مکملی که در خوراک استفاده می شود د– بیوتین سنیتیک است .

عملکرد بیو شیمیایی

بیوتین به عنوان جهش از واکنشهای متابولیکی کربوکسیلاسیون شناخته شده است ( بونزور ۱۹۸۴ ) بیشتر بوتین در واکنشهای مربوط به انرژی در پستانداران مصرف می شود. واکنش شامل شکستن آدنوزین تری فسفات ( ATP) به آدنوزین دی فسفات (ADP) و فسفات غیر آلی می باشد. بیشتر واکنشهای وابسته بیوتین در بافتهای پستانداران از این نوع است. یک استثنایی در مورد ترانس کبوکسیلاسیون وجود دارد که این عمل وابسته به انرژی نیست. بیوتین کاتالیز شده سیستم کربوکسیلاز شامل ۳ زیر مجموعه است: بوتین کربوکسیلاز ، کربوکسیل ترانسفراز و پروتئین حامل کربوکسیل . بیوتین ظرفیت وصل شدن با پروتئین حامل کربوکسیل از طریق یک ترکیب پپتیدی به گروه ای – آمینو لایزین(که مثل بیوستین)وصل می شود. بیشترین اهمیت آنزیم های کربوکسیلاسیون وابسته به بیوتین در بیروات کربوکسیلاز ، استیل کوآکربوکسیلاز و پروپیونل کوآکربوکسیلاز می باشد .

جذب و متابولیسم

بیوتین به خوبی از طریق روده کوچک جذب می شود ( مارکر ۱۹۷۹ ) اگر چه شکل پروتئین باند شده در خوراکی برای حیوانات قابل دسترس خواهد بود . ارزیابی های ما پیشنهاد می کنند که این ویتامین بخوبی ابقاء نمی شود. بالاترین نسبت بیوتن، بصورت دست نخورده در ادرار موش و انسان یافت شد ( فرانکی لورنات ۱۹۵۱ رایت و همکاران ۱۹۵۶ ) . ترشح بیوتین همانندبیشتر ویتامین های محلول در آب با جذب آن ارتباط نزدیک دارد .

فعالیت بیوتین با تعدادی از کربوکسیلازها، که از طریق جابجایی اتم های کربن بین اجزای سلول انجام می شود ( مورتی و مستری ۱۹۷۷ ) . آنزیم وابسته بیوتین ، پیروات کربوکسیلاز ، پیروات کربوکسیلاز ، پیروات را به اسید اگزالیک تبدیل می کند . این واکنش در گلوکونئوزنز ، شکل گیری گلیسرات و سنتز استیل کولین اهمیت دارد . دو تا از آنزیم های بیوتین ،پرو پیونیل کوا کربوکسیلاز و استیل کو آ کربوسیلاز ، که در سنتز سوکسنیل کوآ شرکت می کند. شکل این ( ویتامین ) اهمیت اصلی را در استفاده از انرژی در نشخوار کننده هاست .

بیوتین در ساختار ۶ کربن ها در پورین ها نقش کلیدی دارد ، در سنتز RNA و DNA نقش اصلی را دارد .

هایپر ویتامیوز ( ازدیاد ویتامین )

اثر سطوح بالای بیوتین بطور خلاصه در جدول ۱۵ آمده است . اطلاعات کافی در دست نیست . کمبن ( ۱۹۷۹) نتایج مکمل کردن ۲ میلی گرم بیوتین را در جیره های ماده خوک های بالغ را برای مدت ۴ ماه را گزارش کرد . اومشاهده کرد که لنگلش برای ۵ تا ۶ هفته کاهش یافته بود همچنین در عملکرد تولید مثل نیز نقش مهمی دارد ، اثر نامطلوبی گزارش نشد.

برینت و همکاران ( ۱۹۸۵ c , b , a ) اثری را در خوک های ماده که در جیره هایشان از سطوح ۴۴/۰ میلی گرم در کیلوگرم بیوتین استفاده شده بود مشاهده کردند . با مکمل کردن سطح ( ۲۲/۰) میلی گرم در کیلوگرم بیوتین در جیره باعث بهبود سلامت پا در حیوانات در حال رشد می شود . بر روی رشد هیچ اثری نداشت ، اثر نامطلوبی نیز نداشت . در طول دوره آمیزشی بعدی خوک هایی که هیچ مکملی از بیوتین را دریافت نکردند و یا (۴۴/۰) میلی گرم در کیلوگرمدر جیره بکاربرده شود بیش از چهار چرخه تولید مثل داشته اند در جیره بکار برده شود .

بهبود سلامت پا ، پوشش مو و تولیدمثل مورد توجه بوده اثر نامطلوبی گزارش نشده بود .

آدامز و همکاران ( ۱۹۶۷) جیره ای بر اساس ذرت ، مایلو و کنجار سویا که شامل (۲۹/۰) یا ( ۴/۰) میلی گرم بیوتین در کیلوگرم را به خوک های تازه از شیر گرفته شده خورانیده شد.

محققان بهبود در رشد و بازدهی خوراکی در طول ۱۲۲ روز دوره پرورش گزارش کردند ،اثر نامطلوبی را در استفاده از سطوح بالای بیوتین گزارش نشد. بروکس و همکاران (۱۹۷۷) سطوح بیوتین را در جیره خوک های ماده از ( ۱۵/۰) میلی گرم در کیلوگرم به ( ۳۵/۰) یا ( ۴/۰) میلی گرم در کیلوگرم افزایش دادند . آنها (۲۸%) کاهش را در میزان شاخص پا مشاهده کردند. تولید بستر نیز بیشتر شده بود . اثر نامطلوبی در سطوح بالای بیوتن مشاهده نشد .

آرندز و همکاران ( ۱۹۷۱ ) سطوح (۱۵/۰) ، ( ۲۵/۰) یا ( ۳۳/۰) میلی گرم در کیلوگرم بیوتین را در جیره مرغ های ترکیه ای مولد ۳۲ هفته را برای ۱۲ تا ۱۴ هفته بکار بردند طی آن هیچ اثر معنی داری را در تولید تخم مرغ و جوجه درآوری مشاهده نکردند . همچنین، بیوتین تخم مرغ از ( ۱۳/۰) میلی گرم در کیلوگرم وزن تخم مرغ در جیره کنترل ( شاهد ) به ( ۲۵/۰) میلی گرم در کیلو گرم با جیره ای حاوی (۳۳/۰) میلی گرم بیوتین در کیلوگرم افزایش یافته بود . مرگ و میر ( تلفات ) در پولت های مرغی که از جیره ای که مکمل بیوتین را مصرف کرده بودند به حداقل رسیده بود .نتاجی که ( ۳۷/۰) میلی گرم بیوتین در کیلوگرم جیره را دریافت کرده بود سنشان ۴ هفته بود. جیره ای که از سطوح بیوتین در آن استفاده شد اندازه کبد بطور خطی افزایش یافته بود . پولت هایی که بالاترین سطح بیوتن را مصرف کردند، غلظت بیوتین جگر ( ۹۱/۰) میکروگرم در گرم بود .

برور و ادواردز (۱۹۷۲) جیره ای حاوی ( ۰۲/۰) ، ( ۰۴/۰) ، (۰۶/۰) ، ( ۱/۰) ، ( ۱۸/۰) یا (۳۴/۰) میلی گرم بیوتین در کیلوگرم جیره را برای مرغ های گوشتی برای دوره ی ۱۰ روزه استفاده کردند تولید تخم مرغ و باروری با جیره ای که بیش از (۱/۰) میلی گرم بیوتین را در کیلوگرم داشت بهبود یافته بود. غلظت بیوتین تخم مرغ با افزایش سطوح ویتامین در جیره افزایش خطی داشت. سطح بیوتن (۱/۰) میلی گرم در کیلوگرم جیره (۲/۰) میکرو گرم در کیلوگرم وزن تولید می کند . سطح بیوتن (۳۴/۰) میلی گرم در کیلوگرم جیره (۶/۰) میکروگرم در گرم وزن تولید می کند . سطوح بالای بیوتن هیچ اثر نامطلوبی را نداشتند .

پائول و همکاران ( ۱۹۷۳ b , a ) 50 میلی گرم بیوتین در کیلوگرم وزن زنده موش های مادر جفت گیری نکرده ۳ تا ۴ ماهه را از طریق تزریق زیر پوستی بیوتین غیر قابل حل در (۵/۰) میلی لیتر ( ۱/۰) ان – سدیم هیدروکسید ( NaoH) را دریافت کردند. موش ها بعد از ۷ ، ۱۴ ، ۲۱ روز استفاده از تیمارها باردار شدند. آنها ۱۵ یا ۲۲ روز بعد از آبستنی مردند . آن دسته از موش هایی که توسط بیوتین تیمار شدند چرخه فحلی نامنظمی داشتند. جسم زردشان نیز لاغر شده بود تعداد زیادی از تیمارها در روز ۲۲ آبستنی جنین را باز جذب کردند،حتی با اینکه جفت گیری ۷ روز بعد از تیمار انجام شده بود وزن جنین و جفت کاهش یافته بود .

پائول و دوتاگوپتا (۱۹۷۵) دز ۱۰۰ میلی گرم بیوتن ۱۰۰گرم وزن زنده موش های ماده در اولین و دومین روز آبستنی بصورت زیر پوستی تزریق شد آنها باز جذب جنین وجفت را در روزهای ۷ و ۸ در حیواناتی که تا ۲۱ روز آبستنی شده بودند گزارش کردند.در تحقیقات متوالی پائول و دوتاگوپتا (۱۹۷۶) یک دز د-بیوتین در (۱/۰) NNaoH به موش های ماده در روزهای ۱۴ و ۱۵ آبستنی بصورت زیر پوستی تزریق شد. باز جذب جنین و جفت در ۲ تا از ۱۱ حیوان اتفاق افتاد . وزن مادر ، رحم ، جنین و جفت در دیگران کاهش یافت .

میتل هولزر (۱۹۷۶) اثر پروتکلهای مشابه را نتوانست ایجاد کند. در این مطالعه د-بیوتین خالص به مقدار ۱۹۰ تا ۲۴۰ گرم در موش های ماده ای که دارای چرخه بودند مصرف می شد. در روز فحلی مهبلی هر موش، با استثنایی که در گروه کنترل ( شاهد ) مقدار حداکثر ۵ یا ۵۰ میلی گرم بیوتین در کیلوگرم وزن زنده را با (۱/۰) NNaoH به عنوان ابزار حمل کننده بصورت زیر پوستی تزریق کردند تیمارها شامل ۲ دز به فاصله ۶ ساعت از هم بودند .

یافته ها نشان داد که ۸۸ درصد موش ها ۵ میلی گرم در کیلوگرم جنین را در ۲۱ روز آبستنی حمل می کردند ] آبستن بودند [. این موش ها ۷۱ درصد را در بالاترین مقدار بیوتین و ۶۷ در گروه ، کنترل ( شاهد ) داشتند . تفاوت معنی داری را در القاء موش، تعداد باز جذب سایت ها ، وزن جنین ،وزن جفت و وزن تخمدان مشاهده شد.

فرضیه استفاده از سطوح بالای حالت بهینه

اطلاعات کافی در مورد ارزیابی استفاده از حداکثر سطوح بیوتین در جیره در دسترس نیست. نتایجی از یک لابراتوار نشان داد که بیوتین می تواند برای جنین موش ها زمانی که بصورت زیر پوستی تزریق می شود سمی باشد. این اثر، توسط دیگر محققین دوباره تکرار نشد . مطالعه ای بر روی مرغ ها و خوک انجام شد که طی آن محققان دریافتند که این گونه ها می توانند جیره هایی حاوی حداقل ۴ بار مکمل غذایی بیوتین را در جیره هاشان تحمل کنند، نشان می دهد که ابقا بیوتین ضعیف است که در نتیجه می توان نتیجه گرفت که گونه ها می توانند سطوح بالای بیوتین را تحمل کنند .

خلاصه

۱- بیوتین ویتامین محلول در آب است که تعداد زیادی از حیوانات در جیره هایشان به آن احتیاج دارند برای گونه های دیگر ، سنتز میکروبی دستگاه گوارش استفاده از بیوتین را فراهم می سازد . این ویتامین ظاهرا از طریق دستگاه گوارش جذب می شود، اما ابقاء نخواهد شد .

۲- مطالعه ای که بر روی مرغ ها وخوک ها انجام شد نشان داد که اینگونه ها می توانند سطوح ۴ تا ۱۰ برابر مکمل غذایی بیوتین را در جیره هایشان تحمل کنند،زیرا این ویتامین ابقا نخواهند شد، در نتیجه حداکثر تحمل سطوح بیوتین می تواند خیلی بیشتر باشد .


مترجم:

سید میلادفرهادی نیاکی/دانشجو کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی قائمشهر/گرایش تغذیه

منبع :

http://www.nap.edu/

یکشنبه بیست و یکم فروردین 1390
اخبار کوتاه زیست شناسی ...  
پژوهشهای جدید درباره سلولهای بنیادین
دانشمندان به سرنخ های جدید درباره تولید سلولهای بنیادین در مغز دست یافته‌اند. پژوهشگران آلمانی در مطالعات خود کلیدی کشف کرده‌اند که وقتی این مولکول به سلولهای "آستروسیت" اضافه می‌شود آنها را وادار به تولید سلولهای عصبی می‌نمایند. زیست شناسان در این تحقیق با آزمایش "سلولهای شعاعی گلیال" موش مادر دریافتند زمانی که این گروه از سلولها به سلولهای زمینه ساز مرسوم به "پاکسا ها" متصل می شود، شروع به تولید سلول های عصبی می کنند. آن ها امیدوارند این کشف راهی برای ترمیم سلولهای از دست رفته در مبتلایان به سکته و برخی ضایعات مغزی پیشروی آنها قرار می‌دهد.


اثر جزر و مد بر تنه درختان
دانشمندان پی برده‌اند که قطر تنه درختان با ریتم جزر و مد ، کم و زیاد می‌شود. نیروی جاذبه ماه به وضوح جریان آب را در داخل درختان تحت تاثیر قرار می‌دهد. محققان همزمان با نوسانات جاذبه ماه ، ضخامت درختان متفاوت را دقت شرایط یکسان از نظر نور و دما بررسی کرده‌اند. آنها پی برده‌اند که قطر تنه درختان در طول گردش ماه (تقریبا 25 ساعت) تا حدود 10 میلیمتر کم و زیاد می‌شود که علت آنرا تبادل آب بین سلولهای زنده چوب و نسوخ مرده از دیواره سلولی ذکر کرده‌اند.


پیازهایی که اشک تولید نمی‌کنند.
دانشمندان ژاپنی در هفته نامه انگلیسی "Nature" نوشته‌اند، آنچه باعث اشک ریزی هنگم خرد کردن پیاز می‌شود، آنزیمی به به نام "سینتاز" است. این آنزیم در طعم پیاز نقش ندارد. ماده دیگری به نام "تیوسولفینات" است که به طعم آن طعم می‌دهد. پژوهشگران با تکیه بر دستاوردها ، محتاطانه پیش بینی می‌کنند که شاید زمان تولید ابرپیازی فرا رسیده باشد که طعم پیاز را داشته باشد اما چشم زا نسوزاند.

به گفته کارشناسان ، می‌توان ژنهای پیاز را بگونه‌ای دست کاری کرد که آنزیم عامل سوزاندن چشم را نداشته باشد. اما میزان تیوسولفینات آن که تعیین کننده ارزش غذایی و طعم پیاز است بیش از پیازهای عادی باشد.


بزرگترین مار در جهان کدام است؟
پیتون بزرگترین ماری است که تاکنون شناخته شده و طول این مار 11 متر می‌باشد که در شبه جزیره مالایا ، برمه ، هند ، چین و جزایر فیلیپین یافت می‌شود.
  • آناکوندا: این مار در مناطق گرمسیری آمریکای جنوبی زیست می‌کند و طولش 8 متر است.
  • پیتون هندی و پیتون صخره‌ای: که اولی در شبه جزیره مالایا و دومی در آفریقا زیست می‌کند طولشان به 5.7 متر می‌رسد.
  • پیتون الماسی: که به سرزمین استرالیا و گینه نو تعلق دارد و تا 7 متر رشد می‌کند.
  • کبرا: که بزرگترین مار زهری دنیاست و طولش 6 متر است.
  • بوآ: که محل زیست این جانور در مکزیک - جنوبی- آمریکای مرکزی و امریکای جنوبی است و طولش حدود 5 متر است.
  • به لحاظ وزن آناکوندا سنگینترین مار است که حدود 170kg وزن دارد، یعنی 50kg سنگینتر از پیتون.


آنزیم کلیدی تبدیل کننده کلسترول به پیش ساز پلاک‌های عروقی کشف شد.
دانشمندان کارولینای شمالی آنزیمی را یافته‌اند که کلسترول را به یکی از پیش سازهای پلاکهای مسدود کننده عروق تبدیل می‌کند. به گزارش پایگاه اینترنتی medlineplus.com ، این یافته سنگ بنایی برای درمان تصلب شرایین یا آترواسکلروز محسوب می‌شود. کلسترول یکی از اساسیترین مواد ساختمانی پوشش اعصاب ، یکی از اصلیترین چربیهای غشای سلولی و همچنین ماده پیش ساز هورمونها محسوب می‌شود. بدن به خودی خود کلسترول مورد نیاز خود را می‌سازد با وجود این کلسترول موجود در مواد غذایی با مسدود کردن عروق خونی خطر ابتلا به بیماریهای قلبی عروقی را افزایش می‌دهند. هنوز روشن نیست چگونه کلسترول موجود در مواد غذایی به پلاکهای مسدود کننده عروق وارد می‌شود.

دانشمندان دانشکده پزشکی وابسته به دانشگاه ویک فارست با دستکاری الگوی ژنتیکی موشها آنزیم ACAT2‬را از بدن آنها حذف کردند. این آنزیم با ایجاد تغییرات ساختمانی در کلسترول انتقال آن را به داخل سلول تسهیل می‌کند. در این موشها میزان بروز بیماری تصلب شرایین ‪85‬ درصد کمتر از موشهایی بود که این آنزیم را داشتند. نتایج این مطالعه در ششمین کنفرانس سالانه انجمن متخصصان قلب آمریکا در واشنگتن ارائه شد.


تاثیر خوردن بستنی بر روی مغز
زیست - عصب شناسان موسسه روان شناسی لندن در تازه‌ترین بررسیهای خود دریافته‌اند خوردن بستنی سبب تحریک همان بخشی از مغز می‌شود که مسوول پردازش اطلاعات مربوط به شادی و سرخوشی در افراد است. در این بررسیها روشن شد خوردن بستنی بلافاصله بر ناحیه موسوم به قشر چشمی پیشانی مغز تاثیر می‌گذارد. این آزمایش با حمایت مالی یکی از بزرگترین شرکتهای تولید کننده بستنی در اروپا انجام شده است. محققان با کمک دستگاه اسکنر ، نحوه عمل بخشهای مختلف مغز داوطلبان را در هنگام خوردن بستنی بررسی کردند.

نتایج تحقیق اخیر که در کنفرانس متخصصان زیست عصب شناسی در شهر کاردیف مرکز کلان در "ویلز" انگلیس ارائه شده ، بخشی از تحقیقات گسترده‌تری است که در زمینه شناسایی مراکزی از مغز که احساسات مختلف را در اشخاص بوجود می‌آورد، در دست انجام است. محققان امیدوارند بتوانند جایگاه احساساتی نظیر ناامید شدن و سرخوردگی و یا
احساس تنهایی را مشخص سازند. به نوشته روزنامه گاردین یک محقق انگلیسی به نام پیتر هالیگان که استاد علوم زیست - عصب شناسی در دانشگاه لندن است بزودی با یک بودجه دوازده ‪میلیون پوندی نخستین تحقیقات را در حوزه نوظهور زیست - عصب شناسی اجتماعی به اجرا در خواهد آورد.

یکی از اهداف این طرح استفاده از اطلاعات بدست آمده از تصاویر اسکنرها برای تشخیص این نکته است که کدام یک از کارمندانی که بابت بیماری مرخصی استحقاقی تقاضا می‌کنند، واقعا دچار بیماری هستند و کدام دسته تمارض می‌کنند. این محقق با بهره‌گیری از این نوع اسکنها توانسته است ناحیه‌ای از مغز را که در هنگام تقلب و فریبکاری فعال می‌شود مشخص کند.
یکشنبه پانزدهم اسفند 1389
فداکاری در جانوران ...  
در میان جانوران آشناترین موردی که یک فرد به دیگری کمک می‌کند، مراقبت‌های والدین است. هیچگاه از دیدن پرنده‌ای که به شدت مشغول تغذیه فرزند خویش است متعجب نمی‌شویم زیرا در طبیعت افرادی موفق خواهند بود که بتوانند قسمت بیشتری از ژن‌های خویش را در نسل‌های بعدی منتقل کنند.

در میان جانوران آشناترین موردی که یک فرد به دیگری کمک می‌کند، مراقبت‌های والدین است. هیچگاه از دیدن پرنده‌ای که به شدت مشغول تغذیه فرزند خویش است متعجب نمی‌شویم زیرا در طبیعت افرادی موفق خواهند بود که بتوانند قسمت بیشتری از ژن‌های خویش را در نسل‌های بعدی منتقل کنند. بنابراین فداکاری در مبحث اتولوژی (رفتارشناسی) جانوران عبارت است از عملی که در آن یک فرد با هزینه کاهش بقای خود باعث افزایش عمر فرد دیگر می‌شود. در ادامه برای آشنا شدن با غریزة فداکاری به نمونه‌هایی از این رفتار در میان جانوران اشاره می‌کنیم.نمونه‌های خوبی از فداکاری اغراق‌آمیز را می‌توان در بین حشرات اجتماعی جستجو کرد. زنبورهای عسل کارگر با نیش دندانه‌ای و اره‌ای شکل خود به شکارچیانی که به لانة آنها نزدیک می‌شوند، حمله می‌کنند. در جریان این حمله که به صورت نیش زدن است، نیش این زنبورها در بدن قربانی‌ گیر می‌کند و در نتیجه این اتفاق زنبور می‌میرد. تا زمانی که متوجه نشدیم که فایده این رفتار خودکشی برای حفاظت از کندو و سایر افراد چیست، درک تکامل این رفتار در میان زنبوران نیز دشوار است. زنبورهای کارگر از یک لحاظ دیگر نیز فداکار هستند و آن این است که آنها هیچگاه تولیدمثل نمی‌کنند بلکه با تلاش‌های خود نظیر جمع‌آوری غذا و حفاظت از کندو سعی می‌کنند شرایطی مناسب برای بقا و تولیدمثل لاروها (نوزادان) و ملکه فراهم آورند. داروین این گونه مشاهدات را برای نظریه انتخاب طبیعی خویش به شدت خطرناک می‌دیده است. چرا که اگر قرار باشد که فداکار هرگز خود تولیدمثل نکند تکامل این رفتار فداکارانه چگونه امکان‌پذیر خواهد بود و این فرد فداکار چگونه ژن‌های حاوی این رفتار را به نسل‌های بعد منتقل کرده است؟ در این میان نظریه انتخاب طبیعی هامیلتون رفتارشناس مشهور پاسخی برای این مشکل است که کارگران عقیم زنبورها به ملکه خویش در تولیدمثل کمک می‌کند و این ملکه است که ژن‌ها را منتقل می‌کند.مثالی دیگر از فداکاری را می‌توان در سنجاب‌های زمینی با نام علمی Spermophilus beldingi مشاهده کرد. این سنجاب نوعی جونده زمینی آمریکایی است که به صورت گروهی زندگی می‌کند و با صدای عوعوی مخصوص همدیگر را خبر می‌کنند. این جونده در روز فعالیت می‌کند و زیستگاه آن در علفزارهای نیمه کوهستانی در غرب آمریکا است. سنجاب زمینی زمستان‌ها در لانه‌های زیرزمینی خود می‌خوابد و در ماه اردیبهشت در سطح زمین ظاهر می‌شود. پس از خواب زمستانی به زودی آمادة تولیدمثل می‌شود. نرها در نگهداری از نوزادان هیچ کمکی به ماده‌ها نمی‌کنند و آنها را در پرورش و نگهداری نوزادها به حال خود می‌گذارند. ماده‌ها در اطراف لانه‌شان قلمرویی را به وجود می‌آورند و در طول نگهداری از نوزادان از این قلمرو محافظت می‌کنند. ماده‌ها هر بار ۳ تا ۶ بچه به دنیا می‌آورند. که این بچه‌ها در ۳ تا ۴ هفتگی از شیر می‌گیرند در این هنگام نرها به سرعت کلنی را ترک می‌کنند، ولی ماده‌های جوان در زادگاه خود باقی می‌مانند. اگر نرها محل را ترک نکنند مورد حمله ماده‌ها قرار می‌گیرند. اما ماده‌ها یا مادران بچه‌ها هیچگاه با یکدیگر بر سر قلمرو و یا لانه با همدیگر نمی‌جنگند. در واقع آنها با کمک و همکاری یکدیگر از قلمرو و بچه‌های یکدیگر دفاع می‌کنند. در این هنگام اگر نری و یا مادة غریبه‌ای به قلمرو و کلنی آنها نزدیک شود مورد حمله مادران قرار می‌گیرد چرا که در آنها بچه‌کشی توسط نرها زیاد دیده می‌شود. معمولاً حدود ۸ درصد از بچه‌ها توسط سنجاب‌های زمینی نر از لانه‌ها بیرون کشیده شده و کشته می‌شوند. این قاتلان از نرهای خویشاوند یا به عبارت دیگر پدران بچه‌های این کلنی نیستند بلکه ممکن است آنها نرهای ولگرد جوانی باشند که در جستجوی انتخاب ماده هستند یا اینکه ماده‌هایی در جستجوی حفره‌ای برای تولیدمثل می باشند و معمولاً این ماده‌ها در کوشش خود برای تصاحب حفره ، هر بچه‌ای را که ببینند می‌کشند تا قلمرو را از چنگ مادران بچه‌ها پاک کنند. این نوع رفتار در میان جانوران همان چیزی است که می‌توان آن را انتخاب طبیعی دانست چرا که سنجاب‌ها با این رفتار سعی می‌کنند ژن‌های خود را به نسل‌های بعدی انتقال دهند و طبیعت نیز آن دسته را انتخاب می‌کند که قدرت و شانس بیشتری دارد.البته باید در نظر داشت که تمامی مهاجمان از هم‌نوع‌های سنجاب زمینی نیستند بلکه برخی از شکارچیان نیز هستند که در جستجوی بچه‌های سنجاب زمینی قلمروی این جوندگان را مورد حمله قرار می‌دهند.ماده‌ها در مواردی که یک حیوان شکارچی مانند قاقم به قلمروی آنها نزدیک می‌شود، آوای هشداردهنده‌ای سر می‌دهند. سنجاب‌های زمینی ماده با آوای هشداردهندة خود می‌خواهند که مورد توجه شکارچی قرار گیرند. آنها با این عمل در واقع در حال یک فداکاری جانانه هستند چرا که شکارچی متوجه حضور این سنجاب‌ها می‌شود و دیگر افراد کلنی (بچه‌ها و ماده‌های دیگر) از این آواها سود می‌برند و فرصت فرار پیدا می‌کنند. در این میان ممکن است که ماده‌هایی که تولیدمثل نکرده‌اند و دارای فرزند نیستند ولی نسبت به سایر ماده‌ها خویشاوندی نزدیکی دارند، در سر دادن آواها هنگام نزدیک شدن شکارچی شرکت کنند. در این رفتار ممکن است که ماده‌ای به علت سردادن آوا و جلب‌توجه شکارچی در خطر بیفتد و طعمه آن شکارچی شود اما این در خطر افتادن به سود سایر افراد کلنی است چرا که بچه‌هایی که در کلنی هستند و یا سایر مادران فرصت فرار کردن پیدا می‌کنند و آن مادر فداکار باعث می‌شود که کلنی زنده بماند و افراد جوان و دیگر خویشاوندان بتوانند به بقا و زندگی خود ادامه دهند و ژن‌هایی که در اصل مشابه ژن آن مادر فداکار بوده را به نسل‌های بعدی منتقل کنند. معمولاً ماده‌هایی که آوا سر می‌دهند بر روی یک برآمدگی نظیر یک سنگ یا تپة کوچکی روی دو پای خود می‌ایستند و با صدای عوعو به دیگر افراد کلنی هشدار می‌دهند و با حرکات خود شکارچی را متوجه خود می‌کنند تا به طرف قلمرو و کلنی آنها نرود و دیگر افراد کلنی فرصت و توانایی فرار و مخفی شدن را پیدا کنند.این رفتارهای فداکارانه و مشابه آن در بسیاری از جانوران دیگر اعم از پرندگان، پستانداران، حشرات و غیره به فراوانی دیده می‌شود و این به آن معنی نیست که جانوران قدرت تصمیم‌گیری و آن فداکاری که انسان‌ها با میل خود انجام می‌دهند را دارند بلکه این فداکاری‌ها یک رفتار تکامل‌یافته و جدایی‌ناپذیر در میان جانوران است که برای بقای نسل خود ملزم به ارائه آن هستند. جانوران با این رفتارها ژن‌های خود را در طبیعت باقی می‌گذارند و انتخاب طبیعی به نفع آنها عمل می‌کند. این رفتارها جزئی از برنامه زیستی جانوران شده است و ترک آن نیز باعث اختلال در شیوة زیستی آنها می‌شود و در نهایت آن تعادل زیستی و اکولوژیکی در طبیعت دچار زیان و نقص می‌شود.

چهارشنبه یازدهم اسفند 1389
عکس های میکروسکوژی از حشرات! ...  

 
























پنجشنبه پنجم اسفند 1389
چارلز داروین ...  


از کودکی تا دانشگاه:
چارلز داروین در ۱۲ فوریه ۱۸۰۹ در خانواده پزشکی ثروتمند اهل شروبری انگلستان دیده به جهان گشود. پدرش رابرت داروین و مادرش سوزانا وجوود هر دو از خانواده های اصیل زاده انگلیسی و حامیان کلیسای توحیذی بودند.در ۱۸۲۵ پس از صرف یک سال کارآموزی در کنار پدرش برای تحصیل پزشکی به دانشگاه ادینبرو رفت. اما خشونت عملیات جراحی باعث شد که از پزشکی بیزار شود و در عوض در نزد یک برده سیاهپوست آزاد شده به نام جان ادمونستون به آموختن تاکسیدرمی پرداخت. در سال ۱۸۲۷ پدر ناخشنود از این که پسر جوانش به پزشکی علاقه‌ای نشان نمی‌دهد، نام او را در کالج کریست دانشگاه کیمبریج نوشت تا در کسوت روحانیت در آید. داروین در کلاس‌های تاریخ طبیعی هنسلو شرکت جست و چیزی نگذشت که محبوب ‌ترین شاگرد وی شد. با نزدیک شدن فصل آزمون، داروین بر درس‌هایش متمرکز شد و سرانجام امتحانات نهایی را با کسب نمره خوب در الهیات و نمره‌های متوسط در ادبیات یونانی، ریاضیات و فیزیک با موفقیت پشت سر گذاشت.

سفر با بیگل: سفر با کشتی بیگل پنج سال به طول انجامید. داروین بیشتر این مدت را صرف پویش‌های زمین‌شناختی، بررسی سنگواره‌ها و مطالعه بر روی ارگانیسم‌های زنده کرد. او از موجودات زنده امریکای جنوبی هزاران نمونه گرد آورد که بسیاری از آنها تا آن زمان برای دانشمندان غربی ناشناخته بودند. همه این‌ها به علاوه یادداشت‌های مفصلی که داروین از مشاهدات خود تهیه کرده بود، در نظریه‌پردازی‌های آینده او بسیار به کارآمدند. 

دستاوردهای علمی پیش از ارائه نظریه تکامل: در تمام طول سفر، داروین همواره از حمایت‌های استاد سابقش برخوردار بود. هنسلو ترتیب چاپ نوشته‌های داروین را می‌داد و سنگواره‌های جمع‌آوری شده را در اختیار طبیعیدانان معتبر می‌گذاشت؛ بطوریکه وقتی در دوم اکتبر ۱۸۳۶ بیگل به بریتانیا بازگشت، داروین در جمع دانشمندان شهرتی پیدا کرده بود. او پس از دیداری از خانه و ملاقات با پدر به لندن رفت و گروهی از بهترین طبیعیدانان را گرد آورد تا بر روی نمونه‌های گیاهی،جانوری و زمین‌شناختی جمع‌آوری شده مطالعه کنند. هنسلو داروین را به ریچارد اوون زیست‌شناس معروف معرفی کرد. وقتی اوون در کالج پادشاهی جراحان بر روی مجموعه سنگواره‌های داروین کار کرد با کمال شگفتی متوجه شد که آن متعلق به گونه‌هایی از جوندگان غول‌پیکر و تنبل‌هاست که نسلشان منقرض شده است. این کشف بیش ازپیش بر اعتبار داروین افزود. در ۱۷ فوریه ۱۸۳۷ لایل سخنرانی خود در مقام رئیس انجمن زمین‌شناسی را به یافته‌های ریچارد اوون درباره مجموعه سنگواره‌های داروین اختصاص داد با این مضمون که گونه‌های منقرض شده با گونه‌های فعلی همان منطقه در ارتباطند. در همان جلسه داروین به عنوان عضو شورای انجمن زمین‌شناسی برگزیده شد. نگارش کتابی درباره زمین‌شناسی امریکای جنوبی و تألیف کتاب چند جلدی «جانورشناسی کشتی بیگل» از جمله دیگر پروژه‌هایی بود که داروین در آن مشارکت کرد. 

ارائه نظریه تکامل: پژوهش‌های داروین به آرامی پیش می‌رفت. در سال ۱۸۴۲ مقاله خلاصه‌ای از نظریه‌اش تألیف کرد و در سال ۱۸۴۴ رساله‌ای ۲۴۰ صفحه‌ای درباره انتخاب طبیعی نوشت. با وجود اصرار دوستان، وی همچنان در انتشار گسترده نظریاتش مردد بود ؛ اما دریافت نامه‌ای در ژوئن ۱۸۵۸ داروین را واداشت تا تردیدهایش را کنار بگذارد.نویسنده نامه زیست شناس جوانی بود به نام آلفرد راسل والاس. او نیز درباره تکامل به همان اندیشه‌های داروین رسیده بود. داروین ظرف دو هفته مقاله‌ای تهیه کرد و همراه با مقاله والاس به انجمن علمی لینیان فرستاد. دوستانش ترتیبی دادند که هر دو مقاله با هم عرضه شود اما همراه با مدارکی که حق تقدم داروین را ثابت کند. داروین که اراده‌اش بر اثر آگاهی از وجود رقابت برانگیخته شده بود پس از ارائه مقاله شروع به نوشتن کتابی کرد با عنوان«پیرامون اصل انواع به وسیله انتخاب طبیعی یا بقای نژادهای مساعد در مبارزه برای زندگی» در این کتاب که بعدها بعنوان «اصل انواع» مشهور شد وی کوشید نظریل تکامل به وسیلل انتخاب طبیعی را توضیح دهدو مدارک علمی را برای آن ارائه کند.  

شنبه سی ام بهمن 1389
کپکی که سبب کشف پنیسیلین شد! ...  
مقدمه :

شاید معروفترین اکتشاف تصادفی مهم، کشف پنی سیلین به دست "سر الکساندر فلمینگ" باشد. اما در این اکتشاف، بیش از آنچه اکثر افراد تصور می کنند، بخت یاری دخالت داشته است؛ گر چه کشف فلمینگ پیامدهای شگفت آوری داشت که بدان اهمیت بخشیدند، اما این پیامدها کمتر شناخته شده اند.

زندگی فلمینگ مملو از وقایع به ظاهر نامربوطی است که در عین حال اگر حتی یکی از آنها هم روی نمی داد، چه بسا فلمینگ به شهرتی که بدان دست یافت نمی رسید. همان گونه که دوست و همکارش پروفسورس.آ. پانت به هنگام مرگش در ستایش او گفت:" شخص احساس می کند نمی تواند آنها را ناشی از تصادف محض بداند".

● زندگینامه :

الکساندر فلمینگ در سال ۱۸۸۱ در روستای آیرشایراسکاتلند به دنیا آمد. وقتی هفت ساله بود پدرش درگذشت و مسئولیت اداره مزرعه و تربیت چهار فرزند تنی و چند فرزند ناتنی به دوش مادر الکساندر افتاد. وقتی الکساندر پنج ساله بود، پیاده به مدرسه ای در ۵/۱ کیلومتری می رفت و وقتی دهساله شد، مجبور بود فاصله ۵/۶ کیلومتری خانه تا مدرسه را پیاده طی کند. هنگامی که به دوازده سالگی رسید مدرسه اش بیش از ۲۵ کیلومتر با خانه فاصله داشت، بنابراین در آکادمی کیلمارناک اقامت گزید. با این حال مجبور بود در تعطیلات آخر هفته حدود ۲۰ کیلومتر راه رفت و برگشت از ایستگاه قطار تا منزل را طی کند. پس از یک سال و نیم اقامت در کیلمارناک به لندن پیش برادرش رفت و تحصیلات خود را در پلی تکنیک ادامه داد. اما این دوران دیری نپایید، چون الکساندر توان مالی تحصیل در آنجا را نداشت. فلمینگ شانزده ساله در یک شرکت کشتیرانی استخدام شد و کمی از وقت خود را با نیروهای داوطلب اسکاتلندی مقیم لندن گذراند. او در تیم واترپولوی این گروه بازی می کرد، و یک بار با تیمی از بیمارستان سن مری، وابسته به دانشگاه لندن، مسابقه داد.

چند سال بعد ارث مختصری به او رسید و برادرش او را تشویق کرد تا وارد دانشکده پزشکی شود. در لندن دوازده دانشکده پزشکی بود، که فلمینگ از هیچ کدامشان شناختی نداشت جز یکی که بیمارستان سن مری وابسته به آن بود و تنها چیزی که می دانست این بود که یک تیم واترپولو دارد، و به همین دلیل به آنجا رفت. در همان هنگام بود که "المرات رایت" به عنوان مدرس باکتری شناسی در آن دانشکده مشغول به کار شد. فلمینگ در ابتدا تصمیم داشت جراح شود، اما پس از فارغ التحصیلی، شغلی در آزمایشگاهی که در آن موقع المرات رایت سرپرستی آن را به عهده داشت به او پیشنهاد شد؛ فلمینگ تا پایان عمر خود را در آن آزمایشگاه گذراند و در سال ۱۹۲۹ استاد باکتری شناسی شد.

طی جنگ جهانی اول فلمینگ و رایت به فرانسه اعزام شدند تا به معالجه سربازان زخمی بپردازند. آن زمان پزشکان برای درمان جراحت های جنگی از مواد ضد عفونی کننده استفاده می کردند. اما فلمینگ متوجه شد که فنل ( یا اسید کربولیک که رایجترین ماده ضد عفونی کننده آن زمان بود) بیشتر ضرر دارد تا فایده، چون گویچه های سفید خون را سریع تر از باکتری ها نابود می کند. فلمینگ می دانست که این اثر زیانمند است چون گویچه های سفید ، مدافعان طبیعی بدن در برابر باکتری ها هستند.

● بخت یاری :

در سال ۱۹۲۲فلمینگ برحسب تصادف میکروب کشی کشف کرد که باکتری ها را از بین می برد، اما بر گویچه های سفید اثری نمی گذاشت. هنگامی که فلمینگ دچار زکام شد، از ترشحات بینی خود کشتی تهیه کرد. همچنان که ظرف کشت را که پر از باکتری های زرد رنگ بود بررسی کرد، اشکی از چشمش به درون ظرف افتاد. روز بعد وقتی کشت را مورد مطالعه قرار داد، در قسمتی که اشک ریخته بود فضای شفافی دید. کنجکاوی و تیزبینی اش او را به نتیجه صحیح راهنمایی کرد. در اشک ماده ای بود که باعث تخریب سریع ( لیز) باکتری ها می شد، اما به بافت انسان آسیبی نمی رساند. او این آنزیم ضد میکروبی اشک را "لیزوزیم" نامید. معلوم شد که این آنزیم اهمیت کاربردی چندانی ندارد، چون میکروب هایی که لیزوزیم از بین می برد نسبتاً بی ضرر هستند، اما چنان که خواهیم دید، این اکتشاف مقدمه ضروری کشف پنی سیلین بود.

● کشف پنی سیلین:

در تابستان سال ۱۹۲۸ فلمینگ مشغول تحقیق درباره آنفلوانزا بود. ضمن انجام کارهای معمول آزمایشگاهی که می بایست کشت های باکتریایی را که در ظرفهای پهن در پوش دار رشد کرده بودند زیر میکروسکوپ بررسی کند، متوجه شد که در یکی از ظرف ها ناحیه شفافی به وجود آمده است. تحقیقات بیشتر نشان داد که ناحیه شفاف در اطراف نقطه ای بود که ظاهراً وقتی سرپوش ظرف گذاشته نشده بود، تکه ای کپک به درون آن افتاده بود. فلمینگ با به خاطر آوردن تجربیاتش در زمینه لیزوزیم، نتیجه گرفت که کپک چیزی تولید می کرد که باعث مرگ باکتری های "استافیلوکوک" در ظرف کشت شده بود. فلمینگ تعریف کرد:

"اگر تجربیات قبلی ام نبود[ درباره لیزوزیم] چه بسا مانند کاری که بسیاری از باکتری شناسان دیگر قبلاً کرده بودند ظرف را به دور می انداختم. به احتمال زیاد برخی از باکتری شناسان هم متوجه تغییراتی مشابه آنچه من دیدم شده بودم، اما چون علاقه ای به مواد ضد باکتریایی طبیعی وجود نداشت، کشتها را به دور اندخته بودند. من به جای آنکه مطابق رسم زمانه کشتهای آلوده را دور بیندازم، تحقیقاتی انجام دادم."

فلمینگ کپک را جدا کرد و آن را به عنوان یکی از اعضای جنس پنی سیلیوم شناخت، و ماده آنتی بیوتیکی را که تولید می کرد پنی سیلین نامید. بعدها گفت:"هزاران کپک مختلف وجود دارد و هزاران باکتری مختلف، و این که بخت ، کپک را در لحظه مناسب در نقطه مناسب بگذارد مثل برنده شدن در مسابقه بخت آزمایی بود. " ذکر" هزاران باکتری مختلف" آن قدر هم بی مورد نبود، چون گرچه پنی سیلین برای باکتریهای متعددی، ازجمله استافیلوکوک، مرگبار است، اما بر برخی از انواع دیگر باکتری ها اثری ندارد. خوشبختانه باکتری هایی که پنی سیلین از بین می برد، سبب بسیاری از عفونت های شایع و خطرناک در انسان هستند.

البته در سال ۱۹۲۸ استفاده از کپک برای مقابله با عفونت ، ابتکار کاملاً نوظهوری نبود. لویی پاستور و همکارش ژ. ف. ژوبر در سال ۱۸۷۷ نشان داده بودند که گاه میکروبی از رشد میکروبی دیگر جلوگیری می کند. نوشته اند که درعهد باستان مصریان و رومیان از کپک نان استفاده می کردند، اما هزاران کپک مختلف بر نان می رویند که تنها چند نوع آنها چیزی تولید می کنند که با عفونت مقابله کند. قاعدتاً فلمینگ هم از این مسئله مطلع بود و به همین سبب در می یابیم که چرا شگفت زده شد.

فلمینگ در ادامه نشان داد که پنی سیلین برای جانوران سمی نیست و به یاخته های بدن آسیبی نمی رساند:

همین سمی نبودن پنی سیلین برای گویچه های سفید بود که باعث شد متقاعد شوم روزی به عنوان ماده ای دارویی شناخته خواهد شد. وقتی پنی سیلین خام در خون انسان آزمایش می شد، رشد استافیلوکوکها را در رقت ۱ در ۱۰۰۰ کاملاً مهار کرد، اما اثر سمی آن بر گویچه های سفید چیزی بیش از محیط کشت اولیه نبود. آن را به جانوران نیز تزریق کردم، و ظاهراً هیچ اثر سمی نداشت. چند آزمایش ابتدایی [ بربیماران] نتایج مطلوبی داد اما اتفاق معجزه آسایی نیفتاد، و فهمیدم که باید آن را غلیظ می کردیم . سعی می کنیم پنی سیلین را تغلیظ کنیم اما دریافتیم که پنی سیلین به سرعت خراب می شود، و روشهای نسبتاً ساده ما فایده ای نداشتند.

● یک شکست:

در همین هنگام موفقیت چشمگیر سولفانیل آمید باعث شده بود که شیمی درمانی توجه همگان را به خود جلب کند . همکاری "هرولد ریستریک" و فلمینگ برای جدا سازی و تغلیظ پنی سیلین با شکست مواجه شد، و تا چندین سال بعد دیگر کار مهمی درباره پنی سیلین انجام نگرفت. در اواخر دهه ۱۹۳۰ "هاوارد و. فلوری" استاد آسیب شناسی دانشگاه آکسفورد همکاری پژوهشی خود را با "ارنست بوریس چین"، زیست شیمیدان پناهنده یهودی که از آلمان هیتلری گریخته بود و به سفارش فلوری به آکسفورد آمده بود، آغاز کرد. آن دو تحقیق درباره لیزوزیم، همان آنزیم ضد باکتریایی که فلمینگ کشف کرده بود، و نیز دیگر مواد ضد باکتریایی طبیعی را شروع کردند. چندی نگذشت که پژوهش های آنان بر پنی سیلین که به نظر آنان امید بخش ترین این عوامل بود متمرکز شد.

گروه آکسفورد با بهره گیری از روشهای پیچیده شیمیایی برای جداسازی و تغلیظ، که امکانات آن در آکسفورد وجود داشت و فلوری و چین با آن آشنا بودند، اما فلمینگ در سن مری نه با آنها آشنایی داشت و نه بدانها دسترسی، موفق شدند پنی سیلین را آن قدر تغلیظ و تصفیه کنند که خواص درمانی آن را ابتدا در مقابله با عفونت های تجربی در موش و بعداً در افراد بیماری که از عفونت های استافیلوکوکی و دیگر آلودگی های خطرناک رنج می بردند، به اثبات رسانند ( نخستین پنی سیلین را که در انسان استفاده می شد، در لگن های بیمارستانی رشد می دادند؛ با آنکه پنی سیلین را از ادرار بیماران جدا می کردند و مجدداً مورد استفاده قرار می دادند، اما برخی آزمایش های بالینی به دلیل کمیاب بودن این دارو ناتمام ماندند).

به سبب ضرورت بهره گیری سریع از توانایی پنی سیلین در مقابله با بیماری ها و درمان زخمهای نظامیان جنگ جهانی دوم، تولید آن در مقیاس گسترده، هم در انگلستان و هم در ایالات متحده، از اولویت های اول بود. فلوری به آمریکا رفت تا روشهای استخراج و تولید پنی سیلین در انگلستان را شرح دهد، و شیمیدانان دو سوی اقیانوس اطلس به طور خستگی ناپذیری کار کردند تا ساختار شیمیایی پنی سیلین را تعیین کنند و از راه تخمیر یا تولید آزمایشگاهی آن را به دست آورند. این مولکول پیچیده و ناپایدار برای نخستین بار سالها پس از پایان جنگ به طور صناعی تهیه شد، اما پیشرفت در گسترش تولید آن از راه تخمیر در مدت جنگ به نحوی استثنایی سریع بود.

● بخت یاری در تولید پنی سیلین:

همان طور که بخت یاری در کشف پنی سیلین نقش داشت، در این مرحله از تولید آن نیز وارد صحنه شد. وقتی فلوری به ایالات متحده رفت تا درباره تولید پنی سیلین در مقیاس وسیع تبادل نظر کند، از آزمایشگاه پژوهشی ناحیه شمال وابسته به وزارت کشاورزی ایالات متحده در پئوریای ایلینویز دیدن کرد. مدتی بود که در این آزمایشگاه به دنبال کاربردی صنعتی برای محصول غلّه اضافی، و راه حلی برای مشکلی که در همین رابطه وجود داشت، یعنی دفع ماده چسبناکی که به عنوان یکی از فراورده های جانبی از فرایند آسیاب کردن ذرت به دست می آمد، جست و جو می کردند. وقتی این ماده استخراج شده به محیط کشت پنی سیلین اضافه شد، بازدهی کپک مورد نظر را به طور نامنتظره ای ده برابر افزایش داد.

دومین کمکی که آزمایشگاه پئوریا کرد تهیه سویه بهتری از کپک مولّد پنی سیلین بود. صدها کپک از سرتاسر جهان جمع آوری و برای آزمایش به پئوریا فرستاده شدند. شگفت آنکه بهترین کپک را یکی از زنان محلی به نام مری هانت فرستاد، که به دلیل علاقه اش به جست و جو برای کپک های جدید،" مری کپکی" لقب گرفته بود. او از یکی از بازارهای میوه پئوریا یک طالبی آورد که کپکی با "ظاهری قشنگ و طلایی " روی آن بود. این سویه جدید کپک بازدهی پنی سیلین را دو برابر کرد، بنابراین ترکیب دو اکتشافی که در پئوریا صورت گرفت میزان بازدهی پنی سیلین را به ۲۰ برابر رساند. چه کسی فکر می کرد پئوریا این قدر در تولید داروی معجزه آسایی که برحسب تصادف در لندن کشف شده بود، نقش پیدا کند؟

● اشاره:

استفاده از پنی سیلین نه تنها جان هزاران نفر را طی جنگ جهانی نجات داد، بلکه عاملی شد تا برای کشف آنتی بیوتیک های دیگر، از جمله خانواده ای از ترکیبات مشابه شیمیایی پنی سیلین به نام سفالوسپورینها، پژوهش هایی انجام گیرد. برخی از این آنتی بیوتیک های جدید در مبارزه با باکتری هایی که به پنی سیلین مقاوم اند مؤثر هستند .

فلمینگ، فلوری و چین جایزه نوبل در فیزیولوژی یا پزشکی را در سال ۱۹۴۵ مشترکاً بردند. هر سه متعاقباً به سبب پژوهشهایشان، که منجر به تسکین آلام و نجات جانهای بی شماری شده بود، به لقب " سر " نایل شدند.

سِرالکساندر فلمینگ به بهره ای که از بخت یاری برد، آگاه بود. یک بار گفت: "سرگذشت پنی سیلین جنبه عاطفی خاصی دارد و نشان می دهد که چقدر بخت، اقبال، سرنوشت، تقدیر، یاهر چیزی که اسمش را می گذارید، در زندگی هر کس نقش دارد". باید اضافه کنم که اگر هوشمندی یا – اگر بخواهیم جزء اساسی تعریف والپول از بخت یاری را به کار ببریم – ذکاوت فلمینگ نبود، تصادف هایی که برایش اتفاق افتادند به هیچ چیزی نمی انجامیدند.

شنبه بیست و سوم بهمن 1389
تقسیم میوز ...  

تقسیم میوز شامل دو بخش میوز اول و میوز دوم است. در اثر تقسیم میوز ، گامتها بوجود می‌آیند. این تقسیم عموما قبل از تشکیل گامتها یا همزمان با تولید آنها صورت می‌گیرد. این فرایند سبب می‌شود که در موقع تشکیل تخم ، تعدادکروموزومها مضاعف نشود. تقسیم میوز در اندام تولید مثلی نر و ماده که محتوی سلولهای دیپلوئیدی مخصوصی است، صورت می‌گیرد. این سلولها دو تقسیم متوالی را طی می‌کنند، اما کروموزومها فقط یک بار مضاعف می‌شوند. از این تقسیم چهار سلول حاصل می‌آید که تعداد کروموزومهای هر یک نصف تعداد اولیه است

تصویر


 

بخش اول میوز

بخش اول میوز همانند میتوز خود شامل چهار مرحله است.

پروفاز اول

مرحله پروفاز در میوز اول روند پیچیده‌ای است که بسیار کندتر از میتوز صورت می‌گیرد و شامل پنج مرحله است:

  • زیرمرحله لپتوتن:

    آغاز پروفاز با افزایش حجم هسته‌ای مشخص می‌شود. کروموزومها به صورت تخمهای دراز ، نازک و تاب خورده به شکل دانه‌های تسبیح به نام کرومومر ظاهر می‌شوند. این ریز مرحله را لپتوتن گویند. کروموزومها منفرد به نظر می‌رسند، در حالی که بیشتر DNAی یاخته قبلا دو برابر شده و کروموزومها دارای دو کروماتید هستند. بر اساس گفته «براون» ، سنتز DNA تا مرحله لپتوتن ادامه دارد و زمان چرخه یاخته‌ای را تشکیل می‌دهد.
  • زیرمرحله زیگوتن:

    در این مرحله کروموزومهای همساخت به ترتیب ویژه‌ای جفت می‌شوند. نیرویی که دو جفت کروموزوم را به سوی یکدیگر می‌کشد، هنوز مشخص نشده است. این روند را سیناپس می‌گویند و جفت کروموزومهای همساخت را بی‌والانت (تتراد) می‌گویند.
  • زیرمرحله پاکی‌تن:

    در این مرحله هستک از نظر اندازه رشد می‌کند و کروموزومها کوتاهتر و ضخیخم‌تر می‌شوند. حال هر کدام یک تتراد هستند که از دو کروموزوم همساخت یا 4 کروماتید تشکیل شده‌اند. هر کروماتید از یک تتراد ، به دور کروماتید خواهر خود می‌پیچد و کوتاهتر و ضخیم‌تر می‌شود. هر کروموزوم همساخت سانترومر مستقل دارد. بنابراین هر کروماتید سانترومر خاص خود را دارا است.

    مهمترین رویداد در زیرمرحله پاکی‌تن ، تشکیل کیاسما به هنگامی است که دو کروماتید خواهر از هر کروموزوم همساخت ، قطعاتی را بین خود مبادله می‌کنند. تبادل قطعات بین دو کروماتید از دو کروموزوم همساخت را کراسینگ اور (تقاطع کروموزومی) گویند. زیرمرحله پاکی‌تن طولانی است. در پایان این زیرمرحله ، نیرویی سبب جدا شدن کروماتیدها از یکدیگر می‌شود.
  • زیرمرحله دیپلوتن:

    در این مرحله کروموزومها ، جدا شدن از یکدیگر را آغاز می‌کنند، اما چون در بعضی نقاط تبادل صورت گرفته است، لذا در این نقاط متصل به یکدیگر باقی می‌مانند. این ریز مرحله حقیقتا کیاسما نام دارد و از نظر ژنتیکی دارای اهمیت فراوانی است، زیرا تبادل بین کروماتیدهای ناخواهری در این زیرمرحله صورت می‌گیرد. کراسینگ اور به تبادل ژنها می‌انجامد و سبب تشکیل کروماتیدهای نوترکیب می‌شود. در ژنتیک مولکولی ، کراسینگ اور به عنوان وسیله تجربی برای نقشه برداری کروموزومی بکار می‌رود.
  • زیرمرحله دیاکینز:

    در این مرحله ، کروموزومها کوتاهتر و ضخیم‌تر شده و کیاسما ناپدید می‌شود. کروموزومهای همساخت از دو سو به سمت محیط هسته کشیده می‌شوند، اما جدا شدن کامل کروماتیدها صورت نمی‌گیرد. کروموزومهای همساخت فقط در انتها متصل به یکدیگر باقی می‌مانند و ساختار حلقه مانند عریضی را تشکیل می‌دهند. به علاوه هستک و غشای هسته ناپدید می‌شود و دوک بطور کامل تشکیل می‌گردد. کرومزومهای تتراد در صفحه متافاز قرار می‌گیرند.

متافاز اول
این مرحله پس از دیاکینز آغاز می‌شود و همانند متافاز میتوز است. کروموزومهای همساخت در صفحه استوایی باقی می‌مانند و از طریق سانترومرها به رشته‌های دوک متصل می‌شوند.

آنافاز اول

در آنافاز اول ، کروماتیدهای خواهر از هر کروموزوم همساخت که به وسیله سانترومر به یکدیگر متصل‌اند، به قطبهای مربوط به خود می‌روند. کیاسما کاملا متلاشی می‌شود و کروماتیدهای ناخواهری از هم جدا می‌گردند. این کروماتیدها ، با کروموزومهای پدری و مادری خود تفاوت دارند. در مقایسه با آنافاز میتوز که در آن هر کروموزوم یک کروماتید دارد، هر کروموزوم در مرحله آنافاز میوز ، از دو کروماتید تشکیل شده است که احتمالا یکی از کروماتیدها ، نوترکیب است.

تلوفاز اول

 
در این مرحله کوتاه ، پیچش کروماتیدها باز شده و کروماتیدها دراز می‌شوند و تا مدتی در حالت فشردگی باقی می‌مانند. غشای هسته در اطراف هر گروه کروماتید تشکیل می‌گردد و دو هسته مجزا بوجود می‌آیند. در بعضی موجودات پس از تشکیل غشاها در هسته ، هر هسته دختر قبل از اینکه دومین تقسیم میوز آغاز شود، مدتی در مرحله اینترفاز باقی می‌ماند. باید توجه داشت که بین دو تقسیم میوز (ساختمان DNA|DNA)) ساخته نمی‌شود.

تصویر

مرحله دوم میوز

این مرحله تقسیم همانند میتوز است، اما با این تفاوت که کروموزومها از دو کروماتید تشکیل شده‌اند. در این نوع تقسیم هر دو هسته خواهر از مراحل پروفاز ، متافاز ، آنافاز و تلوفاز دوم می‌گذرند. در این مرحله مضاعف شدن DNA صورت نمی‌گیرد.

پروفاز دوم

پروفاز این مرحله بسیار کوتاه است. دوک تشکیل می‌شود و کروموزومهای دو کروماتیدی و مضاعف روی آن قرار می‌گیرند.

متافاز دوم

در متافاز دوم ، کروموزومها به قسمت وسط دوک می‌روند و در آنجا مستقر می‌شوند. نکته جالب توجه این است در متافاز میوز اول سانترومرهای کروموزومهای همساخت از یکدیگر جدا می‌شوند، در حالی که در میوز دوم سانترومرهای کروماتیدهای خواهری از یکدیگر فاصله می‌گیرند.

آنافاز دوم

در آنافاز دوم میوز کروماتیدهای هر کروموزوم از هم جدا می‌شوند و به دو قطب سلول می‌روند.

تلوفاز دوم

در تلوفاز دوم میوز ، تقسیم میوزی کامل می‌شود و چهار سلول بوجود می‌آید. در بسیاری از جانداران ماده ، سیتوپلاسم سلولها در میوز بطور نامساوی تقسیم می‌شود و فقط یک سلول به جای چهار سلول حاصل می‌آید که سیتوپلاسم فراوان دارد و مبدل به تخمک می‌شود. سه سلول کوچک باقیمانده معمولا می‌میرند. در بعضی از جانداران نر چهار سلول حاصل مبدل به اسپرم می‌شوند.

دوشنبه هجدهم بهمن 1389
ويتامين‌ها ...  

سلام این اولین مطلبم تو این وبلاگه امیدوارم دوست داشته باشین

ويتامين‌ها ترکيبات آلي هستند که به مقدار خيلي جزئي براي سوخت و ساز مواد غذايي و اعمال حياتي بدن و رشد و نمو و تندرستي ضرورت دارند. تغذيه ناقص و رژيم غذايي نامناسب سبب کمبود يا فقدان يک يا چند ويتامين مي‌شود و به بيماري‌هاي مختلف مانند بري بري و پلاگر مي‌انجامد.ويتامينها سبب تسهيل دگرگشت (سوخت و ساز بدن)، اسيدهاي آمينه، چربي‌ها و کربوهيدرات‌ها مي‌شوند و رشد و نمو و ترميم سلولهاي بدن را ميسر مي‌سازند. برخي از ويتامينها سبب جذب مواد غذايي در روده مي‌شوند و بعضي نيز به عنوان کاتاليزور عمل مي‌کنند. عمل آنها بر روي بافتهاي اپي تليال و همچنين استخوان بوده و در مجموع هر کدام از آنها از بروز يک عارضه جلوگيري مي‌کند.فونک نام Vitalamine، يعني آميني که حياتي بوده و براي ادامه زندگي ضرورت دارد، را به موادي که سبب بهبود بيماري بري بري مي‌شد و از گروه آمين بوده اطلاق کرد. پس از آنکه معلوم شد بسياري از ويتامينها از گروه آمين نيستند حرف e از آخر واژه ويتامين حذف و واژه Vitamin مورد قبول واقع شد.ويتامينها را به دو دسته مهم، شامل ويتامينهاي محلول در آب و ويتامينهاي محلول در چربي، تقسيم کرده‌اند. ويتامين E، ويتامين K، ويتامين D، ويتامين A را محلول در چربي و ويتامين C و ويتامين‌هاي گروه B را محلول در آب دانسته‌اند.علاوه بر مواد معدني، ويتامينها نيز مورد نياز بدن هستند؛ زيرا بدون حضور آنها در غذا، سلامتي و تعادل اعضاي بدن ناپايدار مي‌شود و در اعمال حياتي اختلالاتي ايجاد مي‌گردد و عوارضي بروز مي‌کند که گاه منجر به مرگ مي‌شود.يتامين‌ها سوخت و ساز بدن را تنظيم مي‌کنند و تنها کمبود يک ويتامين مي‌تواند، تمام بدن انسان را به مخاطره اندازد. خوب است بدانيد که بيشتر ويتامين‌ها از منابع اصلي طبيعي استخراج مي‌شوند.

جمعه هشتم بهمن 1389
عجایب عجیب زیست شناسی! ...  

- گربه در گوشش 32 عضله دارد.

- خرسها موجوداتي چپ دست هستند.


- مورچه به هنگام مسموم شدن هميشه روي پهلوي راست مي افتد.


- در فصل پائيز 700 تا 900 هزار برگ درخت بلوط ميريزد.


- مغز انسان بيش از ساير اعضاي بدن كار ميكند و بيش از20% از انرژي بدن را مصرف مي كند.


-‌ از بين رنگها رنگ سفيد براي زنبور عسل آرامش دهنده و رنگ قهوه اي ناراحت كننده است.


-هر عطسه مي تواند سرعتي معادل 160km/h داشته باشد


-قلب زنان سريع تر و تند تر از قلب مردان ميزند.


-بر اساس نظر محققان و كارشناسان آلماني خطر حمله ي قلبي روز هاي سه شنبه بيشتر از روزهاي ديگر است.


-هر رخت خواب به طور معمول ميزبان بيش از شش بيليون جانور و انگل ذره بيني است.


- طول قد هر انسان سالم برابر 8 وجب دست خود اوست


- تعداد افرادي كه سالانه از نيش زنبور ميميرند بيشتر از كساني است كه سالانه از نيش مار ميميرند.


-تنها قسمت بدن كه خون ندارد قرنية چشم است


-سريع ترين عضله بدن انسان زبان است.


- پروانه ها با پاي خود مزه را احساس مي كنند.

سه شنبه پنجم بهمن 1389
عکسهای زیبا از صاعقه یا آذرخش ...