منابع پایان نامه ارشد با موضوع بهره بردار

د (Sriniva san S, 2012).
2-3- ساختار نوکلئوتيد
کروموزوم باکتريايي با يکسري از پروتئين ها در ارتباط است که يک ساختار فشرده به نام نوکلئوئيد را ايجاد مي کند. ساختار نوکلئوئيدي اجزاي خانواده جنس Deinococcus و Rubrobacter داراي فشردگي بالايي هستند و بعد از اشعه دهي گاما بدون تغيير باقي مي ماند. انتشار محدود انتهاي DNA ممکن است يک توضيح مناسبي براي ترميم پربازده شکست هاي DNA دورشته اي باشد که در معرض دوزهاي بالاي اشعه قرار گرفته است. هم چنين مطالعات نشان مي دهد که 4 تا 10 کپي از ژنوم داينوکوکوس راديودورانس همرديف مي شوند و جستجوي هومولوژي براي ترميم شکستگي هاي DNA دو رشته اي راحت مي شود. در E. coli تعداد فراواني از پروتئين هاي HU مشابه هيستون با نوکلئوئيد باکتري ارتباط دارد و در سلول هاي اشعه ديده با اشعه گاما بسيار حايز اهميت است. در D. radiodurans پروتئين HU در بقاي سلول حايز اهميت است و از يک پلاسميد حساس به حرارت بيان مي شود و نقش مهمي را در سازمان ساختار نوکلئوئيد ايفا مي کند (Zimmerman, 2005).
2-4- پاسخ سلول هاي داينوکوکوس متعاقب اشعه گاما:
آناليز ترانسکريپتوم D. radiodurans يک گروه جديد از ژنهايي را نشان ميدهد که در پاسخ به اشعه هاي يونيزان و خشکي بيشتر بيان مي شوند. در ميان 72 ژن که در طي يک ساعت بعد از اشعه گرفتن بشيتر بيان مي شوند و همينطور 33 ژن بعد از ايجاد شرايط خشکي در اين باکتري بيان مي شوند. فقط تعداد محدودي از ژن هاي دخيل در فرايند ترميم DNA مانند RecA در ميان اين ژن ها وجود دارد. 5 ژن که در پاسخ به استرس به ميزان زياد بيان مي شوند عبارتند از ddrA، ddrC، ddrD و pprA. اين ژن ها در D. geothermalis و D. deserti بصورت حفاظت شده وجود دارد. ، پروتئين DdrA با ميل ترکيبي بالا به تک رشته DNA و به انتهاي ‘3 متصل مي شود و آن را از تخريب توسط اگزونوکلئازI محافظت مي کند. همچنين DdrA در پايداري سوبستراهاي نوترکيب ، به ويژه در حضور تعداد زيادي از شکست هاي DNA دخيل است. پروتئين DdrB با ميل ترکيبي بالا به DNA تک رشته متصل مي شود و اتصال مکمل DNA تک رشته را تحريک مي کند. مشخص شده است کهDdrB براي ترانسفرماسيونDNA پلاسميدي ضروري است و پيش و پس از تابش به نوکلئوئيد به صورت گذرا به کار گرفته مي شود. DdrB بازسازي قطعات کوچک بي شماري را توسط فرآيند اتصال تک رشته (SSA) براي توليد سوبسترهاي مناسب براي ESDSA تسهيل مي کند ((Alice Devigne1, 2013. PprA از تجزيه انتهاي DNA دورشته اي حفاظت مي کند و فعاليت DNA ليگاز را تحريک مي کند و نقش PprA را در مسير NHEJ نشان مي دهد. هم چنين سه سوپراکسيد ديسموتاز و سه کاتالاز بيومولکولهاي سلولي را از راديکال هاي سمي اکسيژن محافظت مي کند (Imly JA, 2003).
2-5- ژن هاي دخيل در مقاومت بخشي به اشعه:
مطالعات توالي يابي ژنوم در مورد باکتريهاي D. radiodurans R1 و D. geothermalis به اتمام رسيده است. مطالعات ژنتيکي سويه هاي حساس به اشعه داينوکوکوس باعث شده است که ژن هاي جديد تنظيمي جديد از قبيل dr0167 که جديدا PprI نام دارد کشف شود. پروتئين PprI مي تواند رونويسي recA و pprA را تحريک کند که پروتئين هاي دخيل در ريکاميناسيون مي باشند. بطور قابل توجهي، افزايش بيان ژن PprI در E. coli تحت کنترل GroESL ترميم DNA و حفاظت بخشي عليه آسيب هاي اکسيداتيو را افزايش مي دهد. هم چنين، مطالعات نشان مي دهد که پروتئين PprI داراي توالي هاي مشابه با دو موتيف عملکردي است: موتيف روي متالوپپتيداز (Zinc-binding signature) و پروتئين تنظيمي باکتريايي (lacI family signature) که نشان مي دهد که اين پروتئين داراي فعاليت عملکردي است. هم چنين اين ژن توسط Battista و هم کارانش شناسايي شد و irrE نام گرفت. مطالعات نشان مي دهد که حذف کامل ژن PprI بيان ژن recA را تحت تاثير قرار مي دهد. محصول ژن recA براي ترميم DNA باکتري داينوکوکوس در شرايط آسيب DNA بسيار ضروري است. ژن PprA نيز يکي ديگر از ژنهايي است که در ترميم DNA نقش دارد و توسط ژن PprI کنترل مي شود. در شرايطي که سلول ميکروبي تحت تاثير اشعه قرار ميگيرد مرگ سلولي توسط هيدروژن پراکسيد و راديکال هاي سمي اکسيژن اتفاق ميافتد (آسيب غشاي سلولي، پروتئينها و اسيدهاي نوکلئيک) ولي پروتئين PprI خاصيت آنتي اکسيدانتي دارد و باعث حفاظت بخشي سلول ميشود. پاسخ به آسيب DNA توسط مسيرهاي سيگانال ترانسداکشن، ترانسديوسرها و افکتورها انجام مي شود. فعال شدن PprI به عنوان يک سوئيچ، بيان بسياري از ژن هاي دخيل در ترميم DNA مانند recA، pprA و کاتالاز را فعال ميکند. با اين که اين ژن مختص باکتري داينوکوکوس ميباشد ولي مطالعات در سيستم هاي يوکاريوتي نيز در حال انجام ميباشد (Ghosal D, 2005). بيان ژن PprI در E. coli ترميم DNA و حفاظت بخشي اکسيداتيو را افزايش مي دهد و باعث حفاظت بخشي عليه اشعه مي شود (شکل 4).
شکل 4. مدل شماتيک از ارتباط حيات باکتري و پروتئين PprI و مسيرهاي فعال شده.
شبکه تنظيمي: در E. coli، ترميم آسيب DNA در القاي عملکرد SOS است که اين فرايند درگير فرايندهايي است که توسط RecA و LexA ميانجيگري ميشود. D. radiodurans داراي دو مولکول لومولوگ LexA است که بعد از تخريب DNA، RecA فرايند ترميم را ميانجي گري مي کند. با اين حال، در D. radiodurans هيچ رگولون تحت کنترل پروتئين هاي LexA1 و LexA2 شناسايي نشده است (Ghosal D, 2005).
2-6- منابع ميکروبي مقاوم به پرتو فرابنفش و پيامدهاي درماني:
منابع متابوليکي ميکروبي (يعني اکستريموليت) ترکيباتي آلي هستند که منحصر به فرد بوده و به طور مستقيم در رشد طبيعي، توسعه و يا توليد مثل موجودات درگير نيست؛ با اين حال، به علت عدم وجود اثر آنها در طولاني مدت موجب اختلال در بقاي ارگانيسم، باروري و يا ريخت شناسي آن مي گردد. اين ذخاير ميکروبي به طور گسترده اي از لحاظ اهميت صنعتي بررسي شده اند، با اين حال، پيامدهاي درماني همچنان باقي مانده تا مورد بررسي قرار گيرد. سازگاري ميکروبي در زنده ماندن در شرايط اکستريم وابسته به متابوليسم منحصر به فردي است که يک عامل کليدي در تنوع گسترده ميکروبي است. ظهور ابزارهاي تحليلي عمده در ژنوميکس، پروتئوميکس و متابولوميکس، در تعيين ژن ها و پروتئين هايي که ممکن است در تنظيم ذخاير متابوليک ميکروبي در شرايط سخت محيطي کمک نمايد امروزه از توجه بالايي برخوردار است. در طول دهه گذشته، پيشرفت هاي شگفت انگيزي در تحقيقات در ارتباط با عوامل مختلف ضد سرطان با مطالعه موجودات زنده دريايي، که تحت شرايط بسيار سخت زنده مانده اند، به ثمر رسيده است (Makarova KS, 2007).
جدول 1 به طور خلاصه تعدادي از محصولات ميکروبي که توليد آنها تحت تابش فرابنفش القاء گرديده و داراي پيامدهاي درماني و يا کاربردي ميباشند، ذکر گرديده است. بعضي از آنها از اکستريموفيلهاي دريايي مشتق شده اند. براي بهره برداري از اکستريموليتهاي حاصل از اکستريموفيلهاي مقاوم در برابر اشعه در کاربرد هاي درماني، جداسازي ميکرو ارگانيسمها ميبايست تحت شرايط سخت زندگي خود صورت پذيرد. شرايط سخت محيطي مانند سطوح بالايي از اشعه UVB، مواد مغذي کم و محتويات فلزات سنگين که در ارتفاعات بالاتر يافت ميشوند. از آنجا که در ارتفاع بالا، تابش فرا بنفش يکي از محدود کننده ترين عوامل غيرزنده براي جوامع ميکروبي بوده و در نتيجه، ميتوان پيش بيني نمود که ميکروارگانيسمهاي جدا شده از ارتفاعات بالاتر داراي خواص مقاومت به تابش پرتو فرا بنفش ميباشند. همراه با ارتفاعات بالاتر، سايتهاي آلوده با زبالههاي راديو اکتيو نيز به عنوان يک منبع حاوي ميکروبهاي مقاوم در برابر اشعه پيشنهاد شده است. Asker و همکارانش سويههاي Deinococcus depolymerans که مقاوم به پرتو هاي فرابنفش و گاما بوده را از سايتهاي راديو اکتيو ژاپن جداسازي نمودهاند. اين سويههاي حاوي رنگدانههاي قرمز بوده، که فرض بر اين است که عمل مقاومت ميکروبي در برابر تابش با انرژي بالا، بر عهده اين رنگدانهها ميباشد (Singh S,P,2010).
جدول 1: محصولات متابوليکي ميکروبي توليد شده ناشي از القاء پرتو فرابنفش و پيامدهاي درماني آنها.
2-7- فوايد اکستريموفيلهاي مقاوم در برابر تابش
ذخاير متابوليک ثانويه اکستريموفيل ها (به عنوان مثال، اکستريموليت و اکستريموزيم ها) به طور مستقيم در بقاء، رشد، توسعه، و توليد مثل ارگانيسم دخيل نيست. با اين حال، حضور اين متابوليت هاي ثانويه به هنگام قرار گرفتن در معرض تابش بر بقاي ميکروبي مؤثر است. ويژگي هاي منحصر به فرد اکستريموليت ها شرايطي فراهم آورد تا برنامههاي کاربردي گسترده اي در بيوتکنولوژي، در محدوده پاکسازي زيستي زباله هاي هستهاي و توليد داروهاي مهم پزشکي توسط Singh و Gabani مورد بررسي قرار گيرد (Asker D,2010 و Singh OV, 2011) .
2-7-1- پيامدهاي دارويي اکستريموليت هاي مقاوم در برابر تابش
پيشرفت هاي صورت گرفته در تحقيقات اکستريموفيل هاي توليد کننده اکستريموليت، نشانه هايي جهت ساخت داروهاي ضد سرطان فراهم آورد. تا به امروز، چندين ترکيب حفاظتي در برابر تابش فرابنفش از اکستريموفيل هاي مقاوم به پرتو، از جمله اسيدهاي آمينه مشابه مايکوسپورين 1(MAA)، سيتونمين2، اکتوئين3، باکتريوروبرين4، اسفاروفورين5، پانارين6 و ملانين7 جداسازي شده است. در جدول 1 خلاصه اي از محصولات مختلف متابوليک ميکروبي که از اکستريموفيل هاي مقاوم در برابر تابش فرابنفش جداسازي شده و پيامدهاي دارويي آنها بيان گرديده است (Shick JM,2002).
MAA توسط يک cyclohexenone يا هسته cyclohexenimine کنژوگه شده با نصف نيتروژن يک اسيد آمينه شناخته شده است و توسط مسير اسيد shikimic از طريق اسيد 3-dehydroquinic و
4-deoxygadusol توليد مي گردد، که به عنوان يک آنتي اکسيدان قوي شناخته شده است. MAA از جلبک هاي قرمز، ستاره دريايي، مرجان ها، ، دينوفلاژل ها و سيانو باکتري ها تحت تابش UVB جداسازي شده است. مايکوسپورين جديد جدا شده از آسکوميست Collema cristatum؛ اثر حفاظت بخش خود را در برابر تخريب غشاء ناشي از تابش فرا بنفش ، تشکيل دايمر پيريميدين و اريتم در کراتينوسيت هاي کشت شده انساني، نشان داد . با توجه به توانايي MAA در جذب تابش فرا بنفش، اين ترکيبات مي تواند به ضد آفتاب هاي UV اضافه گردد. مشخص شده توانايي ضد آفتاب MAA زماني که اين ترکيبات در خارج سلول اعمال شوند تا حد زيادي افزايش يافته است ، که نشان دهنده نقش آنها در جذب نور مي باشد؛ که به منظور افزايش اثرات محافظتي مي توان در صنعت لوازم آرايشي و بهداشتي مورد استفاده قرار گيرد (Dela coba F, 2009). نقش فيزيولوژيکي جايگزين براي MAA به عنوان آنتي اکسيدان مطرح است. برخي از انواع MAA (جدول 2) به عنوان از بين برندهي ROS ناشي از قرار گرفتن در معرض تابش فرابنفش، شناخته شده اند. در ديگر گونه هايي از اکستريموفيل هايي کهMAA توليد مي کنند، بيوسنتز همچنين مي تواندتوسط شوک اسمزي القاء گردد.
فرمولاسيون MAA، به منظور حفاظت سيستم دفاع آنتي اکسيداني از پوست در حضور آسيب پوستي ناشي از تابش فرا بنفش در موش نشان داده شده است. اين نويسندگان همچنين نشان دادند که فرمولاسيون از ضخيم شدن لايه شاخي، لايه مولد اپيدرم، درم و هيپودرم جلوگيري مي کند. MAA هاي مختلف ديگر که نشان داده شده است که داراي آنتي اکسيدان و همچنين نقش حفاظتي در برابر نور را داشته شامل پاليتين، آسترينا، پاليتينول و پاليتن مي باشند (Llewellyn CA, 2010). GAO و Garcia Pichel به طور گسترده به

این نوشته در No category ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *