روشی جدید برای تعیین مشخصات فردی

دانشمندان برای اولین بار موفق شده‌اند تا از طریق شبیه سازی، چگونگی کنترل بدن از این طریق نحوه‌ی چین خوردگی رشته‌های DNA را نمایش دهند.

zoomit.ir - حسین خلیلی صفا: رشته‌های DNA نقشی غیرقابل انکار در شکل‌گیری مشخصات انسان‌ها دارند. دانشمندان به این موضوع پی برده‌‌اند که علاوه بر ترتیب قرارگیری بازهای آلی G، A، C و T، چین خوردگی رشته‌های DNA نیز ایجاد ژن‌ها تاثیر دارند. حال دانشمندان برای اولین بار موفق شده‌اند تا از طریق شبیه سازی، چگونگی کنترل بدن از این طریق نحوه‌ی چین خوردگی رشته‌های DNA را نمایش دهند.

دانشمندان این موضوع را تایید کرده‌اند که تنها اطلاعات کدگذاری شده در رشته‌های DNA مشخصات هر فرد را شکل نمی‌دهد، بلکه نحوه‌ی چین خوردگی رشته‌ها نیز در تعیین مشخصات دخیل بوده و در واقع این فاکتور نیز ایجاد ژن‌های متعدد را کنترل می‌کند.

البته باید به این موضوع اشاره کرد که زیست شناسان به این موضوع پیش از این نیز پی برده‌ بودند، بطوریکه حتی شماری از پروتئین‌های دخیل در شکل‌گیری الگوی چین خوردگی رشته‌های DNA نیز تشخیص داده شده بود. اما اخیرا محققان موفق شده‌اند برای اولین بار از طریق شبیه‌سازی نشان دهند که چگونه چین خوردگی رشته‌های DNA می‌توانند شماری از ویژگی‌های هر فرد را تعیین کنند.

برای درک بهتر این موضوع بهتر است مروری بر اطلاعات پایه‌ای مورد نیاز برای درک بهتر DNA داشته باشیم. همانطور که در دوران دبیرستان و کتاب زیست‌شناسی خوانده‌ایم، رشته‌ی DNA در سال ۱۹۵۳ میلادی توسط دو دانشمند با نام‌های واتسون و کریک کشف شده است. براساس اطلاعات موجود، رشته‌های DNA توالی چهار باز آلی است که ترکیب آن‌ها با یکدیگر و توالی آن‌ها باعث ایجاد مشخصات مختلف در افراد می‌شود.

به بیان بهتر توالی این بازهای آلی است که نشان می‌دهد سلول‌های بدن ما باید چه پروتئینی را تولید کنند. برای مثال اگر چشمان شما قهوه‌ای رنگ باشد، این موضوع به دلیل برخورداری DNA از توالی خاصی از باز‌های آلی است که در نتیجه باعث ایجاد پروتئینی خاص و در نتیجه ایجاد رنگ قهوه‌ای در عنبیه می‌شود.

اما این تمام ماجرا نیست، چراکه تمام سلول‌های بدن انسان با یک توالی مشابه در DNA شکل می‌گیرد، اما هر یک از ارگان‌های بدن وظیفه‌ی متفاوتی را برعهده دارند. برای مثال سلول‌های موجود در معده‌ی انسان به تولید پروتئینی که برای ایجاد رنگ قهوه‌ای در چشم است، نیاز ندارند، حال آنکه تولید آنزیم‌های گوارشی نیاز اصلی سلول‌هایی است که در معده قرار دارند. اما چگونه توالی یکسانی از DNA در تمام سلول‌های بدن می‌تواند در هر ارگان پروتئین‌های متفاوتی را ایجاد کند.

از دهه‌ی ۸۰ میلادی دانشمندان به این موضوع پی برده‌اند که الگوی چین خوردگی DNA در سلول‌ها این فرآیند را کنترل می‌کند. فاکتور‌های محیطی می‌تواند نقش بسیار تاثیرگذاری در انجام این فرآیند داشته باشد. برای مثال استرس و فشارهای عصبی می‌توانند تولید ژن‌های خاصی را آغاز یا متوقف کنند.

اما نحوه‌ی چین خوردگی رشته‌های DNA اصلی‌ترین فاکتور در کنترل مکانیزم ایجاد تفاوت در پروتئین‌های تولیدی است. هر یک از سلول‌های بدن انسان‌ها دارای رشته‌ DNA به طول ۲ متر است که درون آن قرار می‌گیرد. DNA هر سلول درون ساختاری که با نام نوکلئوزوم شناخته می‌شود، قرار می‌گیرد.

نحوه‌ی قرارگیری و تابیده شدن DNA در نوکلئوزوم، امکان خواندن ژن‌های مختلفی را از دنیای بیرون این ساختار، ممکن می‌کند. مهم نیست که رشته‌ی DNA در درون چه ژن‌هایی را دارد، چراکه موضوع مهم خوانایی ژن‌هایی است که رشته‌ی DNA برای دنیای بیرون نوکلئوزوم نمایش می‌دهد و همین امر تولید پروتئین‌ها را مشخص می‌کند، از این‌رو است که سلول‌های مختلف با وجود بهره‌گیری از یک رشته‌ی DNA با ساختار واحد، عملکرد بسیار متفاوتی دارند.

تیمی از محققان دانشگاه لیدن هلند، با بررسی ساختار DNA در سطح ژنوم و شبیه‌سازی آن با استفاده از شبیه سازی رایانه‌ای، به این موضوع پی بردند که نقشه‌ و در واقع الگوی پیچیدگی رشته‌ی DNA بصورت کد شده درون رشته وجود دارد.

در واقع محققان به این موضوع پی برده‌اند که به دو صورت می‌توان در رشته‌های DNA و در نتیجه‌ی ویژگی‌ها و خصوصیات رفتاری سلول‌ها تغییر ایجاد کرد؛ یکی از این روش‌ها که پیش از این نیز دانش آن وجود داشت، تغییر توالی قرار گیری بازهای آلی در رشته‌های DNA است، روش دوم تغییر الگوی مکانیکی یا چین خوردگی رشته‌ها است که براساس آن هر رشته در سلول‌های مختلف درون نوکلئوزوم تابیده می‌شود.

اهمیت این موضوع به این دلیل است که شاید روزی با استفاده از این دانش، محققان بتوانند ساختار رشته‌های تاب خورده‌ی DNA را برای جلوگیری از تولید ژن‌هایی تغییر دهند که عامل اصلی ایجاد بیماری‌ها در بدن انسان است.