عملیات نجات

● الگوی وراثت در تناقض با قوانین مندل
اصل بدون تردید زیست شناسی مدرن عبارت است از توارث اطلاعات ژنتیك به شكل DNA كه به صورت RNA نسخه برداری شده و در نهایت به فرم پروتئین بیان می شود. در این میان رفیع ترین جایگاه به DNA تعلق پیدا كرده است. حال كشفی شگفت انگیز مجدداً موجب اقبال زیست شناسان به RNA به عنوان قابل انعطاف ترین و مهم ترین مولكول در چرخه توارث شده است. اكتشاف مورد نظر از این قرار است كه بنا بر مشاهده دانشمندان یك گونه گیاهی قادر به فراخوان مجدد ژن هایی است كه نسل قبلی گیاه آنها را از دست داده بود.
RNA از قبل مكانی ویژه در میان مولكول های بیولوژیك دارا بود. این ماده از طرفی همانند DNA قادر به ذخیره سازی اطلاعات ژنتیك است و از طرف دیگر همانند پروتئین ها قادر به انطباق با اشكال پیچیده سه بعدی فضایی و كاتالیز واكنش های شیمیایی بر روی خود است. به گفته یك متخصص ژنتیك در دانشگاه كانكتیكوت: «RNA همان DNA با قابلیت انطباق فضایی است. این مولكول تقریباً قادر به انجام هر كاری است.» احتمالاً حیات با گونه ای از RNA آغاز شد كه در آن اتصال مولكول های RNA دو وظیفه «الگوی ژنتیكی» و «ماشین همانند سازی» را همزمان بر دوش كشیدند.
شاید فرآیند حیات در گیاه خردل (Arabidopsis thaliana) مسیری متفاوت از توانایی های RNA را در ذخیره سازی اطلاعات ژنتیك آشكار ساخته باشد. در یك بررسی محققین دانشگاه پوردو گلبرگ های گیاه خردل را مورد مطالعه قرار داده اند. این رده از گیاهان دارای دو نسخه جهش یافته از یك ژن موسوم به hot head هستند كه در یك جفت باز منفرد نسبت به ژن معمولی تفاوت دارند. طی مشاهداتی تعجب آور در درصد كمی از گیاه زادگان (offsprings) حاصل از موتان های فوق الذكر دیده شد كه یك نسخه از ژن hot head به صورت خود به خود تبدیل به نوع معمولی گشت، به عبارت دیگر جهش موضعی خود را ترمیم كرد.
حتی یك مورد بروز چنین اتفاقی از لحاظ حساب احتمالات در دنیای پرسرعت كلنی های در حال تكثیر باكتریایی نامحتمل و دور از واقع است. محققین به طور قطع هر نوع توجیهات كلامی چون باروری گیاه موتان در اثر گرده دیگر گیاهان معمولی مجاور (Cross Pollination) وجود نرخ بی نهایت بالای موتاسیون در گیاه فوق و یا حضور یك نسخه كپی نهان از hot head را مردود دانستند.
موتان های hot head در قسمت های دیگری از DNA خود نیز دارای تفاوت هایی بودند كه همه آنها با توالی ژنتیك مربوط به گیاهان دو یا سه نسل قبل آنها منطبق بود در حالی كه با توالی گیاه مادر آنها منطبق نبود.
پدیده برشمرده شده موجب ترویج این مسئله گشت كه یك نسخه ژنوم جهش نكرده از گیاهان نسل های قبلی بایستی به طریقی نامعلوم در گذر از نسل جهش یافته واسط به نسل های بعد انتقال یافته باشد. محققین حاصل بررسی های خود را در شماره ۲۴ مارس مجله نیچر (۲۰۰۵) ارائه كردند. به اعتقاد آنها عامل ذخیره ژنتیك در بین نسل های مختلف گیاه خردل بایستی به صورت مولكول های RNA دوزنجیره ای انتقال یافته باشد. مولكول RNA در حالت معمولی دارای یك زنجیره است. از نظر یك دانشمند گیاه شناس در دانشگاه آریزونا، « RNAدوزنجیره ای توجیه مناسب موضوع است زیرا همان چیزی است كه برای انجام تداخل RNA مورد نیاز است. البته دلیل خاصی نداریم كه پای مولكول DNA در میان نباشد. حتی برای دوزنجیره بودن RNA نیز هنوز دلیل موجهی در دست نداریم.»
در هر حال RNA مكانیسم و دلیل مناسبی است زیرا محققین تاكنون روش های مختلفی را هویدا ساخته اند كه این مولكول موجب تعدیل بنیان یا ساختار DNA می شود. همین امر، می تواند علت و توجیه تولید اسرارآمیز آن دسته از مولكول های RNA باشد كه منجر به سنتز هیچ نوع پروتئینی نمی شوند. در بسیاری از موجودات، از گیاه خردل گرفته تا برنج، موش و حتی در انسان، تعداد زیادی از RNAها از روی زنجیره «نادرست» DNA - یعنی زنجیره مقابل آن كه كدكننده پروتئین موردنظر است- ساخته می شوند. به عقیده یكی از اعضای پروژه كه زیست شناس گیاهی از موسسه مطالعات زیست شناسی سالك (Salk) در شهر لایولا ایالت كالیفرنیا است، «با توجه به اینكه گیاهان دارای آنزیم های متصل كننده دو زنجیر RNA بوده و همچنین سیستمی مناسب برای انتقال مواد شیمیایی در بین سلول ها را دارا هستند لذا احتمالاً این RNAهای كپی شده از DNA نادرست، همان منبعی است كه ذخیره ژنتیك را منتقل می كند.»
به پیش بینی گروه پژوهشی پوردو احتمالاً یك بایگانی مجزا از اطلاعات ژنتیك در شرایط سخت و روز مبادا -مثلاً دوران طولانی خشكسالی- به كمك گیاه می آید. بدین صورت، این بایگانی كمكی به گیاه امكان می دهد تا به ژن هایی دسترسی داشته باشد كه در اختیار اجداد آن موجود بوده اند و این فرضیه به دیگر خاصیت عجیب RNA یعنی Recoding نیز شباهت دارد.
مرحله بعدی مطالعات شامل تعیین گستره اثر این پدیده است. مواردی نامعلوم از عود و بازگشت خود به خود بیماری های ژنتیكی در انسان مشاهده شده كه آنها را می توان با نتایج این بررسی ها توجیه كرد. به گفته یكی از كاوشگران پروژه «بسیار تعجب آور است اگر مكانیسم فوق فقط مختص گیاهان باشد. باور این موضوع سخت است كه این فرآیند در سایر گونه های حیات و موجودات اتفاق نیفتد.»

www.sciam.com
ترجمه: محمدرضا جبلی

منبع : روزنامه شرق