پـريـون
پريونها پاتوژنهاي جديدي هستند كه گروهي ازبيماريهاي كشنده با آسيبهاي عصبي را توسط مكانيسمهاي كاملاً جديدي ايجاد مي نمايند . prion ذره عفونت زاي پروتئيني است كه نام آن از ابتداي دو كلمه ( PRO) proteinaceous و infectious (IN) گرفته شده . براي ايجاد اين بيماري انتقال ژن يااطلاعات ژنتيكي صورت نمي گيرد . استانگي بروسينر از اصطلاحات Only protein (فقطپروتئين ) براي بيان اين پديده استفاده كرد يعني تبديل پروتئين طبيعي بدن به فرمغير طبيعي بيماريزا ، بدون دخالت اسيد نوكلئيك . شواهد و دلايل اين نظريه عبارتنداز:
1- در محيط عاري از سلول ، پريون پروتئين غير طبيعي مي تواند فرم طبيعيرا به غيرطبيعي تبديل كند .
2- در حيوانات و انسانهاي بيمار و نيز مدلهايتجربي ژنوم بيگانه يافت نشده است .
3- پريونهايي كه عامل بيماري هستند نسبتبه اشعه UV و امواج يونيزاسيون مقاومند .
4- فرم غير طبيعي حاوي زنجيره بتااست كه مي تواند توجيه گر وجود رشته هاي فيبريل و آميلوئيدي در مغز بيمارانباشد.
5- بيماري در حيواني كه فاقد ژن PRNP است ايجاد نمي شود يعني امكانايجاد اشكال غير طبيعي پريون پروتئيني وجود ندارد و در نتيجه تكثير پريونها اتفاقنمي افتد .
6- جهشهاي مختلف در ژن PRNP مي تواند باعث ايجاد اشكال متنوعي ازپريون غير طبيعي گردد و بيماري باليني متنوعي را ايجاد نمايد . امروزه انواع متعددياز بيماريهاي پريوني در انسان و حيوانات يافت شده است كه از نظر علائم باليني با همتفاوتهايي دارند .
فعاليت پريون پروتئين :
فعاليت و نقش اصلي اينپروتئين هنوز بدرستي مشخص نشده است ولي بر اساس شواهد موجود چند نقش را براي آن درنظر مي گيرند كه به شرح زير است:
1- تنظيم خواب
2- تاثير در حافظهكوتاه مدت ( در موشهايي كه ژن PRNP را در آن حذف كرده اند خواب و حافظه كوتاه مدتاختلال ايجاد مي شود.
3- جلوگيري از بروز دمانس و جنون در سنينپيري
4- پريون پروتئين فعاليت آنتي اكسيدان دارد ودر تنظيم و تعديل استرسهاياكسيداتيور در اعصاب دخالت دارد.
5- تنظيم كننده مس در داخل سلولهاي بدن وبا اتصال با مس سلولهاي عصبي را از اثرات سمي اين يون حفظ مي كند .
خواص مهم پريونها
1- اندازه : از صافيهاي با قطر 25-50نانومتر عبور مي كند
2- پايداري در برابر حرارت : در 90 درجه بمدت طولاني ودر اتوكلاو بيش از يك ساعت زنده مي ماند .
3- وزن ملكولي : چون اشعهيونيزاسيون روي آن اثر ندارد وزن آن حدود 64-150 كيلودالتون مي باشد.
4- مقاومت كامل به : آلوئيدها ، نوكلئازها ، اشعه ، حلالهاي آلي ، ودترجنتهاي غيريوني
5- مقاومت نسبي به : اتر ، استون ، اتيلن اكسيد
6- حساسيت بهپروتئازها ، اكسيد كننده قوي و حلالهاي آلي قوي
جمع بندي كلي :
1- پريونها ملكولهاي كوچكي هستند كه به فرم طبيعي در بدن توليد مي شوند .
2- فرم طبيعي آن نسبت به عوامل فيزيكي و شيميايي حساس است .
3- فرم طبيعي برايبدن مفيد است .
4- فرم طبيعي پروتئيني با 253 اسيد آمينه مي باشد كه بيشترينتجمع آن در سطح سلولهاي عصبي مي باشد در ساختمان آن مقدار زيادي زنجيره آلفا ديدهمي شود (45%) و تنها 3% از آن صفحات بتا تشكيل شده ژن مولد آن در انسان روي بازويكوتاه كروموزوم 20 قرار دارد كه در موش روي كروموزوم شماره 2 است اين ژن قبل ازانشعاب در پستانداران وجود داشته است اين ژن فقط از يك اگزون تشكيل شده و فاقداينترون است و از 762 جفت نوكلوتيد تشكيل شده . اين پروتئين در دستگاه گلژيگليكوزيله مي شود و سپس به سطح خارجي سلول متصل مي شود .
توالي 113- 128 كهشديداً محافظت مي شود و در تمام گونه ها شناخته شده در موجودات بدون تغيير ماندهاند .و غني از گليسين و آلانين است . موتاسيون در يكي از بازهاي آن مي تواند بيماريپريوني را ايجاد كند .
5- براي تبديل فرم طبيعي به غير طبيعي عوامل و شرايطمختلفي لازمست كه مهمترين آن پروتئين X است .
6- اتصال پريون غير طبيعي بهفرم طبيعي باعث القاء تغيير شكل در فرم طبيعي شده و آنرا غير طبيعي مي كند .
7- تفاوت فرم طبيعي و غير طبيعي از نظر شكل فضايي است .
8- تغييرفرم فضاي باعث ايجاد مقاومت نسبت به حرارت و عوامل فيزيكي و شيميايي ميشود.
9- وجود صفحات بتا زياد از مشخصات كليدي پريون غير طبيعي ميباشد.
انواع بيماريهاي پريوني :
1- اسكراپي (Scrapi)
اسكراپياختلال عصبي شايع در گوسفندان و شايع ترين بيماري پريوني در بين حيوانات است اينبيماري 250 سال پيش ديده شد كه روي سيستم اعصاب مركزي حيواناتي مانند گوسفند و بزاثر مي گذاشت .
علائم آن خارش زياد در حيوان كه حيوان دائماً خود را به نردههاي طويله مي چسباند ، كاهش وزن ، جست و خيز زياد كه در زبان فارسي به آن لرزه هممي گويند . اگر حيوان اسيد آمينه آلانين دركدون136 خود داشته باشد به بيماري مقاومخواهد بود اما وجود والين در اين نقطه حيوان را به بيماري حساس مي كند . ژنوتيپتنها حيوان را به عفونت حساس تر يا مقاومتر مي كند ولي آنچه بروز بيماري اسكراپي راباعث مي شود وجود عامل بيماريزا است . دوره كمون بيماري 2-5 سال است .
2- جنون گاوي : Bovine spongiform Encepha lopnthy
بيماري كشنده و دژنره كنندهسيستم عصبي – مغزي در گاوها و با ايجاد واكوئل و سوراخهاي شفاف در مغز مشخص مي شودكه به آن فرم اسفنجي مي دهد . بيماري از طريق فراورده گوشتي منتقل مي شود و پريونبعد از ورود به دستگاه گوارش گاو و استقرار در پلاكهاي پي ير خود را به سيستم اعصابمركزي مي رساند ولي براي اينكار به زماني حدود 3-5 سال نياز دارد ولي گاهي دورهكمون مدت بيشتري طول مي كشد در اين فاصله گاو آلوده هيچ علامت مشخصي را نشان نميدهد . بهمين دليل عموماً در گاوهاي كمتر از 2 سال بيماري بروز نمي كند از طرفي چونبسياري از گاوها (گاوهاي نر) در 2-3 سالگي كشتار مي شوند كه هنوز علامتي از بيماريدر آنها بروز نكرده است ، ممكن است بيماري را به مصرف كنندگان انتقال دهند. بيماريبا فلج شدن ادامه مي يابد و حالت تلوتلو مي خورد . افزايش خارش ، بي اشتهايي ، حالتتهاجمي و افزايش تحريك پذيري دام ادامه مي يابد .
3- كورو :
اينبيماري در قبيله آدمخوار در گينه نو ديده شد افراد اين قبيله كه مشابه دوران پارينهسنگي زندگي مي كردند در رسوم مذهبي مغز بستگان فوت شده خود را مي خوردند . در اينسنت مغز مردان مرده را بصورت سوپ ويژه اي تهيه مي كردند كه خوردن آن براي زن وفرزندان وي ضروري بود.
از اين طريق بيماري در اين قبيله گسترش يافت . در اينبيماري حالت لرزش عضلاني كه به آن كورو گفته مي شود وجود دارد اكثريت آن را زنانتشكيل مي دادند كه علت آن پخت سوپ توسط زنان بود و برخورد آنان با پريونها در حينتهيه سوپ بيشتر مي گردد .
مخاط بويائي ، ملتحمه چشم و وجود زخم در سطح پوستراه ورود آن ولي راه اصلي از طريق گوارشي است . بيماري ابتدا با علائمي عمومي مثلسردرد و درد مفاصل آغاز شده و در 12-6 هفته بعد علائم مغزي بروز مي كند و عدمتوانائي در ايستادن و در نهايت نشستن غير ممكن مي شود كه علت آن آتاكسي مخچه اي استمرگ در عرض يك سال و بيشتر به علت ذات الريه و آلودگي زخمي بروز مي كند در مشاهدهمغز اتروفي مخچه ، تغييرات اسفنجي ، كاهش سلول عصبي در كورتكس مغز و مخچه ديده ميشود .
4- بي خوابي كشنده خانوادگي :
از جديد ترين بيماري پريونيشناخته شده در انسان است كه علائم آن بي خوابي غير قابل درمان و مشكلات درفعاليتهاي خودكار بدن و مشكلات حركتي است و اتروفي هسته تالاموس ، توهم ، گيجي وحالت كوما در مراحل بعدي است ، افزايش دماي بدن ، افزايش فشار خون مطالعات نشانداده كه موتاسيون D178N (آسپارترين به جاي اسيد آسپارتيك ) در كدون 129 ژن PRNP ديده مي شود .
***********
نحوه تنظيم بيان ژن دريوکاريوتها
فشرده شدن و باز شدن DNA ي کروموزومي(هتروکروماتین و یوکروماتین) در يوکاريتها سبب تنظيم غير دقيق بيان ژن ها مي شود و اين کنترل از طريق کم و زيادکردن ميزان دستسي آنزيم هاي رونويسي به DNA صورت مي گيرد. با شروع رو نويسي ، کنترلدقيق بيان ژن ها آغاز مي شود. مهمترين مرحله تنظيم بيان ژن در پروکاريوتها ويوکاريوتها ، تنظيم در سطح رونويسي است.
در يوکاريوتهاي پرسلولي حالت پيشفرض اکثر ژن ها، خاموش هستند بنابراين يک سلول يوکاريت به روشن شدن يا رونويسي درصد کوچکي از ژنهاي خود نيازمند است،که اين ژن ها نيز در اختصاصي شدن ساختار و عملسلول ها مورد نياز مي باشند ژن هاي نگهدارنده (اداره کننده) سلول که به طور دائمي ودر تمام سلولها ،براي انجام فعاليتهاي معمول نظير گليکوليز فعال هستند، در حالت پيشفرض به صورت روشن قرار دارند.
نحوه توليد پروتئين هاي يوکاريوتي در سلول هايپروکاريوتي در مهندسي ژنتيک
همه مولکوکهاي DNA که جهت کلون سازي استفاده ميشوند به طور مستقيم از سلولها به دست نمآيند براي شروع عمل کلون کردن با ژنم کامليوکاريوتي ، محققين مي توانند با توجه به ژنهاي بيان شده در نوع خاصي سلول از mRNA به عنوان منبع اوليه استفاده کنند. سلولها از ژن ها رونويسي کرده و RNAي اوليه حاصلرا پردازش نموده تا mRNAي بالغ حاصل گردد. سپس محققين mRNAي بالغ را جداسازي نمودهو با آنزيم مناسب، از آن به عنوان الگو براي ساخت DNA استفاده مي نمايند. اين آنزيممهم يک نسخه بردار معکوس است، زيرا عملکرد آن ، يعني ساخت DNA از يک الگوي RNA فرايندي عکس نسخه برداري مي باشد.
DNAي حاصل از اين شيوه ، تتها ژن هاي خاصيکه در سلول هاي اوليه رونويسي شده اند را نمايان مي سازد. به علاوه ، به خاطر آنکهاين ژنهاي ساختگي بدون اينترون مي اشند مي توانند به طور صحيح توسط باکتريها ، کهفاقد ماشين پيرايش RNA هستند، رونويسي و ترجمه گردند. بنابراين بعد از کلون سازيژنها، باکتري ميزبان مي تواند محصولات پروتئيني يوکاريوتي را نيز توليدنمايد.
توضيح بيشتر در مورد کواسرواتها و ميکروسفرها:
کواسرواتهامولکولهاي فسفو_ليپيدي هستند که رد محلول آبي به صورت خود به خودي محفظه هايي تشکيلمي دهند که مقدار کمي آب را در خود نگه مي دارند. اين محفظه ها ممکن است مولکولهايپرانرژي را احاطه کند و نيز ممکن است رشد کنند و تقسيم شوند کواسرواتها مرز احاطهکننده دو لايه اي شبيه به غشا هاي زيستي دارند ، با دريافت زيرواحدهاي مولکولهيليپيد بيشتر از محيط اطراف بزرگ تر مي سود. برآمدگيهاي جوانه مانند تشکيل مي دهند ومانند باکتريها با تقسيم دو تايي تقسيم مي شوند همچنين مي توانند آمينواسيدهاييداشته باشند که به واکنشهاي اسيد_بازي از جمله تجزيه گلوکوز کمک کند. با وجود اينويژگيها يقينا زنده نيستند .
ميکروسفرها نوعي پرتوبيونيت (پيش زيست ) هستندکه از طريق افزودن آب به اشکال پلي پپتيدي غير زنده ايجاد شده اند.برخي از ميکروسفرها از خود قابليت تحريک پذيري نشان مي دهند. آنها در امتداد سطح خود نوعي پتانسيلالکتريکي ايجاد مي کنند که شبيه شيب الکترو شيميايي سلول هاست، ميکروسفر ها همچنينقادر به جذب مواد از پيرامون خود هستند(نفوذپذيري انتخابي) در برابر تغييرات فشاراسمزي واکنش نشان مي دهند.
منبع : گروه آموشی زیست شناسی استان فارس
