بیوشیمی

بیوشیمی برای همه

تومورمارکرهای تشخیصی در سرطان سینه

نویسنده:
10 آگوست 15

صدیقه معصوم بیگی، رشته علوم آزمایشگاهی

مقدمه و تاریخچه

تومور مارکرها معمولاً موادی از جنس پروتئین هستند که از بدن و در پاسخ به رشد سرطان و یا توسط خود بافت سرطانی ساخته و معمولاً در خون یا ادرار یافت می­شوند. تومار مارکرها می­توانند محصول خود سلول­های سرطانی یا سلول­های بدن در پاسخ به سرطان یا سایر شرایط باشند. انواع گوناگونی از تومور مارکرهاوجود دارند. بعضی دارای ویژگی بوده و فقط در یک نوع منفرد از سرطان دیده می­شوند در حالی که گروهی دیگر می­توانند در انواع متعددی از سرطان­ها یافت شوند.

از سوی دیگر بسیاری از مارکرهایی که از قبل به خوبی شناخته شده­اند در شرایطی غیرسرطانی هم دیده می­شوند و در نتیجه­ برای سرطان تشخیصی نخواهند بود. اولین تومورمارکرهایی که برای ردیابی سرطان مورد استفاده قرار گرفت گنادوتروپین جفتی انسان یا HCG بود که به عنوان آزمایش حاملگی شناخته می­شود. سطح بالایی از این ماده در خون و پس از حاملگی ممکن است نشانه­ای از بیماری تروفوبلاستیک حاملگی باشد.

کاربرد تومورمارکرها:

در استفاده از تومورمارکرها هدف اصلی این است که غربالگری و تشخیص زودهنگام سرطان اتفاق افتد، چرا که در این زمان بیشترین احتمال تأثیر درمان وجود دارد. از همین رو تنها تومورمارکر دارای مقبولیت گسترده به عنوان یک غربالگر در مردان PSA خواهد بود. سایر تومورمارکرها یا فاقد ویژگی کافی هستند و یا این که در ابتدای بیماری به قدر کافی افزایش نیافته­اند. ذکر این نکته الزامی است که تومورمارکرها به خودی خود تشخیصی نیستند و تشخیص قطعی سرطان با دیدن نمونه بافت سرطانی در زیر میکروسکوپ توسط پاتولوژیست صورت می­گیرد. با این وجود تومورمارکرها اطلاعاتی به ما می­دهند که از آنها می­توان به طریق زیر استفاده کرد:

1- غربالگری: غربالگری یا Screening توسط تومورمارکرها به معنای جست و جوی سرطان در افرادی است که علایمی از بیماری را ندارند.

2- کمک به تشخیص: از تومورمارکرها معمولاً برای تشخیص سرطان استفاده نمی­شود و در اکثر موارد سرطان فقط با نمونه بیوسبی تشخیص داده می­شود. از تومورمارکرها می­توان برای تشخیص منشأ سرطان پخش شده در بدن که منشأ اولیه آن معلوم نیست کمک گرفت.

3- تعیین مرحله (Stage): در بیمار مبتلا به سرطان از میزان بالا بودن تومورمارکرها می­توان برای کمک به تعیین این که سرطان به چه میزان به سایر بافت­ها و اعضا گسترش یافته است استفاده کرد.

4- تعیین پیش­آگهی: بعضی انواع سرطان نسبت به بقیه سریعتر رشد کرده و منتشر می­شوند. حتی در یک نوع سرطان مثل سرطان سینه، بعضی نسبت به بقیه رشد کرده و منتشر می­شوند یا ممکن است پاسخ کمتر یا بیشتری بر درمان­های خاصی داشته باشند. بعضی از تومور مارکرهای جدیدتر به تعیین احتمال مهاجم­بودن سرطان و یا پاسخ احتمالی به داروهای خاص کمک می­کنند.

5- راهنمای درمان: بعضی از تومورمارکرها تعیین­کننده دستورالعمل درمان خواهند بود.

6- پایش درمان: اگر یک تومورمارکر برای نوع خاصی از سرطان در دسترس باشد برای تعیین کارآمد بودن درمان راحت­تر این است که به جای تکرار CXR و … هزینه کمتری خواهد داشت.

7- تعیین عود: به طور معمول یکی از بیشترین استفاده از تومورمارکرها برای پایش عود سرطان خواهد بود.

بررسی تومورمارکرهای مربوط به سرطان

از جمله تومورمارکرهای مورد استفاده در بیماران مبتلا یا مشکوک به سرطان سینه CAI5-3 ، CEA، و CA27-29 می­باشد که در اینجا مختصری به بررسی آنها خواهیم پرداخت.

(CA-Breast , cancer Antigen – breast) CA15-3

CA15-3 پروتئینی است با وزن مولکولی 300-450 KD است که توسط سلول­های طبیعی سینه تولید می­شود. در بسیاری از بیماران مبتلا به سرطان سینه، میزان تولید آنتی­ژن CA15-3 و همچنین دیگر آنتی­ژن­های سرطانی مرتبط مانند CA27.29 افزایش می­یابد. لازم به ذکر است که آنتی­ژن CA15-3 عامل ایجاد سرطان سینه نیست. بلکه فقط پروتئینی است که فقط از سطح سلول­های سرطانی سینه جدا شده و وارد جریان خون می­شوند. به همین دلیل CA15-3 شاخصی مناسبی برای مانیتورکردن روند پیشرفت سرطان و ارزیابی میزان اثربخشی درمان است.

CA15-3 توسط آنتی­بادیهای مونوکلونال DF3 بدست آمده از یک نوع موش (murine) تشخیص داده می­شود. این آنتی­بادی بر علیه عصاره­ی غنی از غشای متاستاز سرطان پستان انسان به کبد به دست می­آید. یک آنتی­باید مونوکلونال دیگر به نام 115D8 بر ضد غشای گلبولی چربی شیر انسانی پدید آمده است. آنتی­ژنی که با DF3 در حال گردش وارد واکنش می­شود، یک مولکول ناهمگن با وزن مولکلوی 300-450 KD است. مشابه­سازی با CDNA نشان می­دهد که مرکز پپتیدی DF3 از یک توالی تکراری پشت سر هم دارای 60 جفت باز نوکلئوتیدی تشکیل شده است که در طول تکامل به شدت حفظ شده است. تغییرپذیری این آنتی­ژن، نتیجه­ی تعداد متفاوت تکرارها در مرکز پپتید است. آنتی­بادی DF3، یک اپی توپ را که در داخل این توالی تکرار شونده­ی 20 اسید آمینه­ای متعلق به مرکز پپتید قرار داد، شناسایی می­کند. شناسایی این اپی­توپ همچنین تحت تأثیر گلیکاسیون قرار دارد.

کاربردهای بالینی

سطح CA15-3 در تقریباً 10 درصد از زنان مبتلا به سرطان سینه­ی محدود (loculized) در مراحل اولیه بیماری و در 70 درصد از موارد سرطان سینه­ی منتشره (متاستاتیک) افزایش نشان می­دهد. به علاوه در درصدی از افراد کاملاً سالم هم، ممکن است به طور مختصر افزایش نشان دهد.

CA15-3 در غربالگری مفید نیست زیرا در تعدادی از بیماری­های خوش­خیم از جمله تومورهای خوش­خیم تخمدان، بیماری­های خوش­خیم پستان ، هپاتیت مزمن، سیروز کبدی سارکوئیدوز، سل، لویوس اریتماتوز سیستمیک و هیپرتیروئیدی بالا می­رود. افزایش CA15-3 همچنین در سایر بدخیمی­ها از جمله سرطان پانکراس (80%) ریه (71%) تخمدان (64%)، کولورکتال (63%) و کبد (28%) دیده می­شود. از CA15-3 نباید برای تشخیص سرطان پستان اولیه استفاده کرد زیرا میزان افزایش آن نسبتاً کم (23%) است. CA15-3 مفیدترین شاخص رد پایش درمان و پیشرفت بیماری در بیماران دچار سرطان پستان متاستاتیک است. تغییر چشمگیر در مقدار این شاخص باید حداقل 25% باشد و ثابت شده است که این مقدار با پیشرفت بیماری در 90% از بیماران و با پس­رفت آن در 78% از موارد مطابقت دارد. در 60% موارد هیچگونه تغییری با پایداری بیماری مطابقت نمی­کند. افزایش متناقض CA15-3 را می­توان در آن­هایی که به درمان پاسخ می­دهند، مشاهده کرد. این مسئله احتمالاً به دلیل لیزتومور و آزادشدن – CA153 است، بنابراین باید در اوایل سرطان ما در تغییر غلظت CA15-3 دقت کرد.

مهمترین کاربرد CA15-3 در پیگیری بیماران مبتلا به سرطان پستان می­باشد که درمان شده­اند و هیچگونه علامتی از بیماری ندارند. افزایش CA15-3 (بیش از 25%) در طول پیگیری، مطرح کننده عود (به ویژه در بافت احشایی یا استخوانی) است. همچنین از جمله موارد سنجش این تومور مارکر سنجش حجم تومور می­باشد. تست CA15-3 معمولاً همراه با آزمایش “گیرنده­های استروژن و پروژسترون” برای تشخیص سرطان سینه و انتخاب پروتکل درمانی مناسب انجام می­شود.

در سرطان سینه منتشره، افزایش شدید CA15-3 معمولاً هنگامی مشاهده می­شود که سرطان به استخوان یا کبد متاستاز داده باشد.

روشهای سنجش

در ایمونواسی­ها از دو آنتی­بادی استفاده می­شود: Mab II5D8 به یک تکیه­گاه محکم مثل جدار چاهک الایزا متصل می­شود و به عنوان آنتی­بادی تسخیری عمل می­کند، در حالی که MAbDf3 آنتی­بادی تشخیصی نشان­دار است. FDA تعدادی از سنجش­های موجود تجاری را تصویب کرده است.

سایر آزمایش­های مرتبط با این تست :

CA 27.29 , CEA , Her2/ new , Hormon. Receptor. Status , Gene Experssion Tests for Breast Cancer

مقادیر نرمال :

کمتر از 31 واحد در میلی­لیتر>31u/ml

(Carcinoembryonic Antigen) CEA

CEA مفیدترین شاخص برای کارسینوم کولورکتال، دستگاه گوراش، ریه و پستان است. CEA در سال 1965 توسط Goldو Freeman با ایمونیزاسیون خرگوش بر علیه عصاره­ی بافت سرطانی کولون انسان کشف گردید. آنتی­سرم حاصله با عصاره کولون طبیعی انسان جذب شده و بعضی از آنتی­سرم­ها با عصاره­های تومور واکنش داده ولی با عصاره بافت سالم واکنش نشان ندادند. این آنتی­ژن که در بافت رویانی نیز یافت می­شود آنتی­زن کارسینو امبریونیک نامیده شد.

CEA پروتئینی است که در هنگام تولد نوزاد مقدار CEA باقی مانده در خون در حد غیرقابل اندازه­گیری است و در افراد بالغ CEA فقط به مقدار اندک در خون وجود دارد. افزایش CEA در خون افراد بالغ می­تواند نشان­دهنده­ی وجود ضایعه­ی سرطانی باشد.

CEA گلیکوپروتئینی به وزن 150-300 kd است که حاوی 45% تا 55% کربوهیدرات است. این آنتی­ژن یک زنیجره پلی­پپتیدی منفرد متشکل از 641 اسید آمینه که لیزین در موقعیت انتهایی N آن قرار دارد.

CEA از یک خانواده­ی بزرگ گلیکوپروتئین­های مربوط به سطح سلول تشکیل شده است. پروتئین CEA توسط حدودا 10 ژن واقع بر روی کروموزوم 19 کدگذاری می­شود تا 36 گلیکوپروتئین متفاوت در خانواده­ی CEA شناسایی شده است.

پروتئین­های اصلی عبارتند از CEA و آنتی­ژن غیراختصاصی که واکنش متقاطع می­دهد (nonspecific cross-reafing antigen: NCA) ساختار حوزه­ی CEA، NAC50 و زنجیره­ی ایمونوگلوبولینIgG  بسیار شبیه به یکدیگر است. بدین ترتیب CEA بخشی از ابرخانواده­ی ژن ایمنوگلوبولین است.

کاربردهای بالینی

CEA در انواع گوناگونی از سرطان­ها نظیر کولورکتال 70%، ریه 45%، معده 50% پستان 40%، پانکراس 55%، تخمدان 25% و رحم 40% بالا می­رود.

در سرطان پستان افزایش CEA با متاستاز ارتباط دارد. مراحل اولیه­ی سرطان پستان یا محدودبودن تومور به عضو، CEA را بالا نمی­برد ولی متاستاز اغلب این کار را می­کند که همین مسئله باعث می­شود که CEA در پایش متاستاز استخوانی یا ریوی رخ دهد.

استفاده از CEA در بیماران مبتلا به سرطان پستان، با سایر شاخص­های اختصاصی­تر نظیر CA15-3 جایزگین شده است.

در مراحل اولیه سرطان، ممکن است سطح CEA طبیعی باشد یا افزایش جزیی نشان دهد. سطح CEA در مرحله­ی پیشرفته­ی سرطان یا سرطان منتشر شده، افزایش بیشتری نشان می­دهد. کاهش سطح CEA پس از درمان، نشان دهنده اثر بخشی درمان است. افزایش مداوم CEA پس از دوره­ی درمان، معمولاً اولین نشانه­ی عود تومور است. در صورت متاستاز دادن و انتشار سرطان CEA ممکن است علاوه بر خون در سایر مایعات بدن هم شناسایی شود. برای مثال وجود CEA در مایع مغذی نخاعی نشان­دهنده­ی متاستاز تومور به ایستگاه عصبی است.

روشهای اندازه ­گیری

اکثر سنجش­ها برای تعیینCEA سرم از چارچوب سنجش ایمونومتریک IMA استفاده می­کنند. آنتی­بادیهای پلی کلونال یا مونوکلونال یا ترکیبی از هر دو نوع، در ایمونواسی­های CEA مورد استفاده قرار گرفته است. در جمعیت سالم حد فوقانی LEA برای افراد غیرسیگاری درحدود 3/mg/L و برای افراد سیگاری 5/mg/L است.

مهمترین بخش برای انجام موفقیت­آمیز تست­های ایمنواسی وجود آنتی­بادی­های اختصاصی باافینیتی بالا (متصل به آنزیم و بی­حرکت) همراه بااپی توپ­های متفاوت و قوی برای آنتی­ژن خود می­باشد. در این روش بی­حرکت­سازی در سطح چاهک پلیت ها صورت می­گیرد. این عمل با کمک کنش بین استروپتواویدین کوت شده در سطح پلیت و آنتی­بادی Anti-CEA منوکلونال بیو تینیله شده که به چاهک اضافه می­شود صورت می­گیرد. با مخلوط شدن آنتی­بادی منوکلونال بیوتینیله شده، آنتی­بادی متصل به آنزیم و سرم حاوی آنتی­ژن واکنش بین آنتی­ژن خودی و آنتی­بادی­ها بدون هیج رقابت و یا مانعی صورت می­گیرد و کمپلکس­های ساندویچی محلول را ایجاد می­کند. به موازات واکنش فوق کمپلکس ساندویچی ایجاد شده به دلیل تمایل بسیار بالای بین استریتواویدین و آنتی­بادی بیوتینیله ته­نشین می­شود. پس از به تعادل رسیدن واکنش قطعه متصل به آنتی­بادی از آنتی­ژن­های آزاد با آسپیره­کردن جدا می­شود.

مقادیر نرمال CEA کمتر از 5 نانوگرم در میلی­لیتر یا <5 mcg/L

CA 27.29

CA 27.29 توسط یک آنتی­بادی مونوکلونال بنام B 27.29 آشکار می­شود. این آنتی­بادی به ضد یک آنتی­ژن موجود در آسیت بیماران مبتلا به کارسینوم متاستاتیک پستان تولید می­شود. توالی واکنش­دهنده CA 27.29 با توالی DF3 مورد استفاده در سنجش CA15-3 همپوشانی دارد.

FDA استفاده بالینی از CA 27.29 را در تشخیص عود سرطان پستان در بیماران مبتلا به مرحله­ی II یا مرحله­ی III بیمرای تصویب کرده است.

روشهای اندازه­گیری:

CA 27.29 توسط ایمونواسی رقابتی فاز جامد اندازه­گیری می­شود. سنجش­های اتوماتیک و برای ELISA جهت سنجش این مارکر موجود می­باشند.

مقادیر نرمال : کمتر از 38

منابع:

– اصول بیوشیمی بالینی تیتر ترجمه هوشنگ امیررسولی

– راهنمای جامع تفسیر تست­های آزمایشگاهی ؟، دکتر حمیده سعادتی و مهسا ولی­بیگی.

– مرجع تست­های تشخیصی و آزمایشگاهی یاگانا 2013.

– www.mahdikf.blogfa.com

توالی پالیندروم

نویسنده:
10 آگوست 15

سید محمد محمدی

ردیف پالیندرومی به ردیفی گفته می‌شود که حول یک محور فرضی به طور متقارن قرار گرفته باشد مانند توالی زیر:

GTATCC GGATAC

CATAGG CCTATG

بعضی از پالیندروم‌های وارونه مانند آنهایی که به وسیله آنزیم‌های محدودکننده تشخیص داده می‌شوند، از سه تا ده جفت باز تشکیل شده‌اند. در حالی که برخی دیگر طویلتر بوده و مشخصات پالیندروم کامل را ندارند، بدین معنی که یک یا چند نوکلئوتید غیرمربوط در بین جفت بازهای پالیندروم قرار می‌گیرند و یا ممکن است بین دو قسمت توالی پالیندروم قطعات طویل قرار گیرند. چنانچه قطعه طویلی از DNA بین دو قطعه متقارن پالیندروم قرار گیرد قطعاتی حاصل می‌شوند که به نام عوامل ژنی متحرک خوانده می‌شوند. وجود چنین ردیفهای طویلی که بین دو قسمت پالیندروم قرار گرفته‌اند امکان قطع و قرارگرفتن معکوس ردیف بازهای یک ژن در یک کروموزوم را بوجود می‌آورند.

بسیاری از پالیندروم های معکوس جایگاه تشخیصی برای پروتئین‌های مولتی‌مری که به DNA متصل می‌شوند هستند.

پورین Pu= و پیریمیدین Py= در کلیه قطعات فوق انتهای زنجیره بالایی در سمت چپ قرار دارد

پایداری بوجود آورد که در آن‌ها توالیهای مکمل هر رشته با یکدیگر جفت شده و اشکال سنجاق سری ایجاد کرده باشند. اشکال فوق از محور مارپیچ مضاعف به سمت خارج امتداد می‌یابند. حلقه‌های سنجاق‌سری قسمتی از فشار ناشی از ابرمارپیچ بودن DNA را کاسته و ضمناً می توانند جایگاه تشخیصی برای بسیاری از پروتئین‌های اختصاصی محسوب شوند.

به هر حال قسمتهایی از مولکول RNA که از پالیندروم رونویسی شده‌اند نیز حلقه‌های سنجاقی شکل تشکیل می‌دهند که پایداری آرایش آنها به درجه کامل بودن تقارن پالیندروم بستگی دارد. در نتیجه ممکن است علت وجودی بعضی از پالیندروم‌ها تراکم ساختمانی محصول RNA تک‌رشته‌ای آنها باشد.

امروزه برای ذخیره اطلاعات مربوط به توالی نوکلئوتیدهای DNA از کامیپوتر استفاده می‌شود. اطلاعات به دست آمده از ژل مستقیماً به حافظه کامپیوتر منتقل می‌شوند و نیازی به دوباره نویسی توالی فوق بر روی کاغذ نیست چرا که ممکن است در حین نوشتن اشتباهی رخ دهد. با داشتن اطلاعات لازم در کامپیوتر میتوان در جستجوی ردیفهای تشخیص آنزیم‌های محدودکننده بود و یا نقاط شروع و ختم بیوسنتز RNA را مشخص کرد. همچنین حضور پالیندروم‌های معکوس، توالیهایی که توان تشکیل Z_DNA را دارند(توالیهای متناوب پورین – پیریمیدین) و توالیهایی که حاوی اطلاعات خاصی در مورد فعالیت بیولژیک سلول هستند را می‌توان با استفاده از کامپیوتر مشخص کرد.

بکارگیری کامپیوتر، سرعت تعیین توالی DNA را افزایش داده است. با این حال تعیین نقشه محدودکننده ، از تعیین توالی DNA وقت گیرتر است. برای تعیین نقشه محدودکننده کروموزوم باید ترتیب قرار گرفتن قطعات DNA در کنار یکدیگر مشخص شود. به این منظور یک کروموزوم هر بار به وسیله یک آنزیم محدودکننده معین قطعه‌قطعه می‌گردد و بعد از تعیین توالی قطعات فوق، کامپیوتر ردیف قسمتهایی که بر هم منطبق می‌شوند را شناسایی می‌کند و بدین ترتیب نحوه قرار گرفتن قطعات DNA‌ مشخص می‌شود. امروزه با بکارگیری روش دی‌دزاکسی و با استفاده از فاژ این عمل سریعتر صورت می‌گیرد.

روش تعیین توالی DNA به کمک فاژ . ابتدا قطعه DNAای که به وسیله آنزیم محدودکننده EcoRI بریده شده است در مولکول DNA تک‌رشته‌ای قرار داده و تکثیر می‌شود. با استفاده از قطعه پرایمری که مکمل قسمتی از مولکول است که درست مجاور محل قرار گرفتن DNA مورد نظر می‌باشد و با استفاده از روش سنگر می‌توان توالی DNA را تعیین نمود.

روش کار بدین ترتیب است که ابتدا قطعات DNA حاصل از آنزیم‌های محدودکننده را در فاژ قرار دادهو سپس فاژ فوق تکثیرمی‌شود. با استفاده از پرایمریکه مکمل قطعه‌ای است که درست قبل از ناحیه قرار گرفتن DNA بیگانه وجود دارد، می توان با استفاده از روش دی‌دزاکسی توالی فوق را تعیین کرد. با این روش سرعت تعیین توالی قطعات بزرگ DNA به طور غیرقابل تصوری افزایش یافته است  و تعیین توالی کروموزوم‌های ویروسی که حاوی حدود جفت باز هستند با این روش در حال انجام است و توالی کروموزوم کلی‌باسی در آینده نزدیک به اتمام خواهد رسید. اگر چه کروموزوم سلولهای مهره‌داران بسیار طویل‌تر از کروموزوم ویروس یا باکتری است، با این حال توالی قسمتهای مهمی از کروموزوم‌های سلولهای فوق در شرف تعیین است.

توالی پالیندرومی حدود یک چهارم از یوکروماتین موجود در کروموزوم تعیین کنندۀ جنسیت را تشکیل می دهند. تعداد بسیاری از ژنهای مختص به مردان در این ناحیۀ پالیندرومی قرار دارد و بازوهای این توالی ها حدود 97/99 درصد با هم یکسان می باشند. درجۀ بالای یکسان بودن توالی ها در داخل بازوها می توان تأیید کننده این مطلب باشد که حدود صد هزار سال پیش این کروموزوم در چنین توالی هایی دچار مضاعف شدگی شده است. با استفاده از مقایسۀ توالی ها در میمون های بزرگ و انسان می توان به این نتیجه رسید که حداقل 6 عدد از این 8 توالی قبل از اشتقاق انسان از شامپانزه وجود داشته است بازوهای این توالی های پالیندرومی احتملاً در فرآیند درگیر بوده است و جفت شدن بازوها باعث عملی شدن این رویداد شده است. تجزیه و تحلیل تنوع توالی های پالیندرومی شاهدی برای وجود این فرآیند در جمعیت های انسانی در زمان حال می باشد و نتیجه گرفته شده است که در طول تکامل در هر نوزاد پسر متولد شده در انسان به طور میانگین 600 نوکلئوتید دچار چنین رویدادی می شوند، که نقش مهمی در تکامل خانواده های چند کپی در بیضه دارد.

بازوها در هر توالی با استفاده از یک فاصله گذار جدا شده است. طول فاصله گذارها متفاوت و از 2 تا 170 کیلو باز گزارش شده است. 15 خانواد ژنی در توالی های پالیندورمی معرفی شده است همۀ این خانواده های ژنی در بیضه بیان می شوند. شبیه به بازوهای پالیندرومی که این خانواده های ژنی درآنها قرار دارند ژنها نیز اشتقاق زیادی از هم نداشته اند و بین کپی های موجود در یک خانواده ژنی تفاوت بسیار اندکی می باشد.

ترومبوکسان

نویسنده:
10 آگوست 15

آرش وحدتی، رشته ی پزشکی 

خلاصه

  • ترومبوکسان از معروفترین چربی های عضو خانواده ایکوزانوئیدهاست.
  • دو نوع معروف ترومبوکسان A2 و B2 هستند.
  • نقش اصلی ترومبوکسان در ایجاد انقباض عروق ولخته خون (ترومبوز) است
  • زیاد بودن آن می تواند باعث بیماری های قلبی عروقی و لخته ی خون شود
  • کم بودن آن باعث عدم لخته خون وعدم انقباض عروق پاره شده و تداوم خون ریزی می شود
  • آسپرین و بعضی از دارو ها تولید ترومبوکسان a2 را مهار می کند ر باعث خون ریزی می شود.
  • ترومبوکسان A2 (TXA2) با جلوگیری از فعالیت آدنیلات سیکلاز پلاکتی منجر به کاهش سطح  cAMPدرون سلول می شود. این امر به نوبه خود منجر به تجمع یون کلسیم درون پلاکت و شروع فرایند انقباض پلاکتی و تخلیه محتویات گرانول های پلاکت می شود.

ترومبوکسان (Thromboxane) یکی از معروفترین چربی های عضو خانواده ایکوزانوئیدها است. دو نوع معروف ترومبوکسان A2 و B2 هستند. نقش اصلی ترومبوکسان در ایجاد انقباض عروق ولخته خون (ترومبوز) است.

آنزیم Thromboxane-A سنتتاز که در پلاکتها یافت میشود ترومبوکسان A2 را از آراشیدونیک اسید و prostaglandin H2 میسازد. ترومبوکسان بی۲ متابولیت غیرفعال ترومبوکسان ای۲ است.

ساختار شیمیایی

فرمول شیمیایی C۲۰H۳۲O۵ یک ترکیب شیمیایی با شناسه پاب‌کم ۵۲۸۰۴۹۷ است. که جرم مولی آن ۳۵۲٫۴۶۵ g/mol می‌باشد.

ترومبوکسان B2

با فرمول شیمیایی C۲۰H۳۴O۶ یک ترکیب شیمیایی با شناسه پاب‌کم ۵۲۸۳۱۳۷ است. که جرم مولی آن ۳۷۰٫۴۸ g/mol می‌باشد.

نقش و عملکرد آن روی سلول های هدف

ترومبوکسان باعث انقباض عروق و تجمع پلاکتها میشود. ترومبوکسان همچنین منقبض کننده عروق است و فشار خون را افزایش می دهد.

برخی محرک های پلاکتی با فعال کردن فسفولیپاز A2، باعث آزاد شدن آراشیدونیک اسید از غشای فسفولیپیدی پلاکت می شوند. آراشیدونیک اسید توسط سیکلواکسیژناز به ترومبوکسان A2 (TXA2) تبدیل می شود که با جلوگیری از فعالیت آدنیلات سیکلاز پلاکتی منجر به کاهش سطح  cAMPدرون سلول می شود. این امر به نوبه خود منجر به تجمع یون کلسیم درون پلاکت و شروع فرایند انقباض پلاکتی و تخلیه محتویات گرانول های پلاکت می شود.

ارزش تشخیصی و بیماری های مربوطه

با توجه به نقش ترومبوکسان در بدن تشخیص میزان آن برای ما اهمیت دارد

زیاد بودن آن می تواند باعث بیماری های قلبی عروقی و لخته ی خون شود و کم بودن آن باعث عدم لخته خون وعدم انقباض عروق پاره شده و تداوم خون ریزی می شود

آسپرین و بعضی از دارو ها تولید ترومبوکسان a2 را مهار می کند ر باعث خون ریزی می شود.

اندازه گیری ترومبوکسان

اخیرا از روش هایی برای اندازه گیری این ماده استفاده می شود که در این روش ها متابولیت های ترومبوکسان b2 را در ادرار اندازه می گیرند

روش هایی هم برای اندازه گیری آن از طریق متابولیت های آنزیمی آن در خون وجود دارد

انکفالین

نویسنده:
10 آگوست 15

مریم خسروی، رشته پزشکی

مقدمه:

انکفالین نوعی نوروترنسمیتر است که در مغز به عنوان ضد درد عمل میکند و می تواند مانع ترشح ماده (substance P) p  درCNS  شود.

هنگامیکه عضوی آسیب می بیند از انتهای اعصاب آسیب دیده پیام درد به مغز منتقل می شود.انکفالین باعث مهار و سرکوب حس درد شدید از طریق انتشار به هسته دور بطنی اطراف بطن 3 یا به داخل ناحیه خاکستری دور قناتی ساقه مغز عمل میکند.

احتمالا مهار پیش سیناپسی با بلوکه کردن کانال های کلسیمی به وسیله انکفالین در غشای ترمینال های عصبی صورت میپذیرد.

اثرات انکفالین ها:ضد درد/کنترل ترشحات هیپوفیزی/تنظیم رفتار جنسی

انکفالین ها از دسته اندورفین ها میباشد و در طب سوزنی باعث ضد درد می شود.

1- معرفی مولکول به صورت کلی : انکفالین ها نوعی نور ترانسمیتر هستند که در مغز به عنوان ضد درد عمل می کنند و از دسته پپتیدهای شبه مورفینی هستند و دارای 5 اسید آمینه می باشد 2 نوع انکفالین داریم داریم که بر اساس توالی اسید آمینه های انتهایی طبقه بندی می شوند.

  • لوسین ( لوانکفالین )
  • میتونین ( مت انکفالین )

2- ساختار شیمیایی انکفالین

3- نقش بیولوژیک در سلولهای هدف

انکفالین ها به عنوان مخدرهای طبیعی بدن شناخته شده اند و آرام بخش های طبیعی بدن نامیده می شود که مرکز لذت را در هنگام دویدن – ورزش کردن و مصرف کاکائو و . . . تحریک و فعال می کند.

زمانیکه انکفالین ها به رشته های عصبی در نخاع متصل می شوند از انتقال پیام درد ، مغز جلوگیری می کنند و در کنترل درد نقش دارند.

4- اثرات بیوشیمیایی در سلول های هدف :

یون های کلسیم موجب آزاد شدن نوروترنسمیتر (میانجی عصبی ) در سیناپس می شوند ، حال انکفالین ها با بلوکه کردن کانال های کلسیمی در غشای ترمینال های عصبی باعث مهار شدن سیناپسی می شوند.

انکفالین ها از دسته اندورفین ها می باشد و در طب سوزنی با آزاد شدن انکفالین در نخاع از تحریک درد جلوگیری می شود.

5- ارزش تشخیص و بیماری های مربوطه :

افزایش انکفالین از طریق مواد مخدر : عوارض روانی – احساس خوشی و لذت به دنبال آن افسردگی و کج خلقی – بی قراری – اختلال در حافظه – عوارض جسمی  نشئگی – گیجی – اغماء . . .

کاهش انکفالین : احساس درد عضلانی – خلق ناخوش – تهوع – استفراغ-احساس سرما و لرز – بی خوابی-عطسه – سکسکه – آبریزش بینی

6- روش های اندازه گیری

رادیو ایمنواسی RTA

7- مقادیر طبیعی در سرم و ادرار

100-15 پیکومول بر لیتر

آنژیوتانسینوژن و آنژیوتانسین

نویسنده:
10 آگوست 15

 مهرداد داودابادی

خلاصه تحقیق : آنژیوتانسینوزن پروتئینی از خانواده الفا-2-گلوبین میباشد که از کبد ترشح میشود و پیش ساز هورمونهای آنزیوتانسین  نوع 1 تا 4 میباشد و طی واکنشهایی به این هورمونها تبدیل میشود . انزیوتانسین قسمتی از مکانیسم رنین – انژیوتانسین را تشکیل میدهد ، وظیفه این مکانیسم تنگی عروق و افزایش فشار خون است ، این هورمون با تحریک پیک ثانویه کارش انجام میدهد .انژیوتانسین باعث تنگی عروق میشود و به همین دلیل در خونریزیهای شدید برای انقباض موضعی عروق از ان استفاده میشود

آنزیوتانسین نوع 2 با اثر بر روی کلیه بازجذب اب و سدیم را افزایش میدهد و از این طریق فشار خون را بالا میبرد .

آنژیوتانسین نوع 3 با اثر بر روی قسمتی از مغز احساس تشنگی را افزایش میدهد .

به طور کلی عدم تعادل در میزان آنژیوتانسین باعث عدم تعادل در فشار خون میشود .

سر فصلها :

1 – معرفی مولکول به صورت کلی : آنزیوتانسینوژن پروتئینی است که پیش ساز هورمونهای آنژیوتانسین 1 و2و3و4 است .انزیوتانسین یکی از اعضای خانواده سرپین میباشد.آنژیوتانسینوزن یکجزئ از سیستم هورمونی ( رنین-آنزیوتانسین-آلدوسترون ) است.در این سیستم هورمونی آنزیوتانسینوزن به عنوان بستر رنین شناخته میشود.آنزیوتانسینوزن توسط رنین به آنزیوتانسین نوع یک تبدیل میشود سپس انزیوتانسین نوع یک توط انزیم مبدل انژیوتانسین به آنژیوتانسین نوع دو تبدیل میشودوسپس انزیوتانسین نوع دو تئسط آنزیم انژیوتانسیناز به انزیوتانسین نوع سه تبدیل میشود.

2 – ساختار شیمیایی : آنژیوتانسینوزن پروتئینی از خانواده آلفا-2-گلوبین میباشدکه در انسان 452 اسیدامینه دارد.آنژیوتانسینوژن تحت تاثیر رنین قرار میگیرد و پیوند بین امینو اسیدهای لوسین و والین شکسته میشود و آنزیوتانسین نوع یک که 10 امینواسید دارد تولید میشود . سپس انزیوتانسین نوع یک تحت تاثیر آنزیم مبدل انژیوتانسین به آنژیوتانسین نوع دو که 8 امینواسید دارد تبدیل میشود . سپس انزیم انزیوتانسیناز دو امینواسید دیگر از آنژیوتانسین نوع دو جدا کرده و آنژیوتانسین نوع سه را میسازد .

3 – نقش بیولوزیکی در سلولهای هدف :  آنزیوتانسین نوع 2 بر قسمت قشری غده ادرنال اثر میگذارد و ترشح هورمون الدوسترون و ضد ادراری را تحریک میکند ، با اثر بر روی کلیه بازجذب سدیم را افزایش میدهد ، باعث ازاد شدن موضعی پروستاگلاندین میشود و به عنوان حساس کننده خودتنظیمی توبولوگلومرولار عمل میکند .

4 اثرات بیو شیمیایی در سلولهای هدف : آنزیوتانسین نوع 2 با اثر بر روی کلیه بازجذب سدیم را افزایش داده و فشار خون را بالا میبرد و باعث ازاد سازی موضعی پروستاگلاندین میشود که از تنگی عروق ممانعت میکند ، همچنین به عنوان حساس کننده توبوگلومرولار از افزایش بیش از حد ( جی اف ار ) جلوگیری میکند . آنژیوتانسین نوع سه احساس تشنگی را با اثر بر روی بخش سابفورنیکال مغز افزایش میدهد همچنین میل به نمک را افزایش میدهد و باعث ترشح شدیدتر نور اپی نفرین میشود.

5 – ارزش تشخیصی و بیماری های مربوطه : عدم تعادل در میزان انزیوتانسین باعث افزایش یا کاهش فشار خون میشود .در خونریزیهای شدید برای انقباض موضعی عروق از آنژیوتانسین استفاده میشود . ادم ریه در اثر افت فشار خون ایجاد میشود که افت فشار خون را میتوان با مهار انزیم مبدل آنژیوتانسین کنترل کرد .بیماری رینود در اثر اسپاسم شریانها و شریانچهای انگشتان دست به وجود می اید که به رنگ پریدگی یا سیانوزه شدن پوست می انجامد این بیماری را میتوان با کمک بلوکه کنندهای آنژیوتانسین نوع 2 تا حدی مهار کرد .

6 – روشهای اندازه گیری : اندازه گیری آنژیوتانسین نوع دو به روش ایمونواسی و تخلیص جزئی و روش روش غیر مستقیم که روشی انزیماتیک است انجام میشود .

7 – مقادیر طبیعی در سرم یا ادرار : استاد هرچه گشتیم پیدا نکردیم با خودتونم صحبت کردیم گفتید اشکال نداره خالی بزار

 

منابع:

  1. Tietz fundamentals of clinical chemistry, 6th edition, Burtis, Ashwood, Bruns. 2008. Elsevier (WB Saunders).
  2. Henry’s Clinical Diagnosis & Management By Laboratory Methods. 21st edition. Richard A. McPherson, MD and Matthew R. Pincus, MD, PhD. 2006. Elsevier (WB Saunders).
  3. Lehninger principles of biochemistry.Cox M.M., Nelson D.L. W. H. Freeman.
  4. Jeremy M. Berg, John L.Tymoczko, Lubert Stryer. W. H. Freeman.
  5. Harpers biochemistry. Robert K. Murray, Daryl K. Granner, Peter A. Mayes, Victor W. Rodwel. McGraw-Hill.
  6. The Metabolic basis of inherited disease. Scriver C.R., Beaudet A.L., Sly W.S. and Valle D. McGraw-Hill.
  7. Williams Textbook of Endocrinology, 10thedition, Larsen, Kronenberg, Melmed, Polonsky, 2003. WB Saunders.

mtDNA

نویسنده:
10 آگوست 15

مونا شهريارپور، رشته پزشكي

تاريخچه: در ۱۹۶۰ توسط مارگریت ام. کی. ناس و سیلوان ام. کی ناس و به وسیله میکروسکوپ الکترونی وهمچنین توسط الن هاسلبروز، هانس تاپی و گاتفرید شاتز به وسیله  آزمایش‌های بیوشیمیایی روی بخش‌های به شدت خالص شده ي میتوکندری کشف گردید

مشخصات كلي:1.حلقوي و دو رشته اي است.

2-فاقد نواحي اينترون مي باشد.

3-فاقد پوشش پروتئين هاي  هيستوني مي باشد و مستقل از هسته است.

4-جهش پذيري آن 15 بار بيشتر از هسته است.

5-فقط از طريق مادر منتقل مي شود زيرا اسپرم ها داراي تعداد كمي ميتو كندري هستند كه هنگام لقاح از بين مي روند.

6-قدرت ترميم آن بسيار كمتر از هسته است-

 رونويسي: به وسيله پليمراز گاما رونويسي مي شود كه به وسيله ي ژنوم هسته اي كد مي شود. رونويسي آن الزاما با تقسيم ميتوكندري همراه نيست به همين دليل ممكن است در يك ميتوكندري چندين نسخه از ژنوم به طور جداگانه موجود باشد كه به آن كنكاتامر (concatamer) ميگويند.

خاستگاه : به نظر می‌رسد DNA میتوکندریایی و هسته دارای ویژگیهای تکاملی متفاوتی باشند. mtDNAها از ژنوم‌های حلقوی باکتری‌هایی که توسط اجداد اولیهٔ سلول‌های یوکاریوتی امروزی در بر گرفته شده‌اند مشتق شده‌اند.  این نظریه به نظریهٔ درون هم زيستي (endosymbiotic theory) معروف است.

ژن هاي ميتوكندريايي: میتوکندری ها ژنوم خاص خود را دارند که به صورت یک ملکول DNA حلقوی دو رشته ای می باشد . کروموزوم میتوکندری انسان دارای 37 ژن ( 16569 جفت باز ) شامل 13 ژن کد کننده زیر واحدهای موجود در پروتئین های زنجیره تنفس هستند كه ژن باقی مانده ملکول های rRNAو tRNA مورد نیاز برای ماشین سنتز پروتئین در میتوکندری را کد می کنند . اکثریت قریب به اتفاق پروتئین های میتوکندریایی ، حدود 900 نوع مختلف ، توسط ژن های موجود در هسته کد شده ، بر روی ریبوزوم های سیتوپلاسمی ترجمه می شوند و بعد از ترجمه به داخل میتوکندری انتقال می یابند . وجود DNA میتوکندریایی ، ریبوزوم ها و ملکول های tRNA در ميتوكندري، از فرضیه منشاء درون همزیستی میتوکندری ها حمایت می کند .  علاوه بر همانندسازي، DNAوRNA سازی ،پروتئين سازي هم در میتوکندری صورت می‌گیرد. این فرایند توسط آنزیم ها و ملکول های خاص خود اندامک صورت می‌گیرد. جایگاه DNA در ماده زمینه میتوکندری و بعضی مواقع چسبیده به غشای داخلی میتوکندری است.

جهش در ژنوم ميتوكندريايي و بيماري هاي ناشي از آن : برخی جهش ها در ژنوم میتوکندریایی سبب بیماری می شوند.عملکرد ناصحیح میتوکندری به عنوان اندامکی که در متابولیسم انرژی نقش بسیار مهمی دارد می‌تواند به شرایط پاتولوژیک منجر شود. تعداد رو به افزایشی از بیماری های انسانی ، ناشی از جهش هایی در ژنوم میتوکندریایی هستند که ظرفیت سلول را در تولید ATP کاهش می دهند . برخی از انواع بافت ها و سلول ها  (نورون ها ، سلول های عضلانی ،عضله اسکلتی ، قلب و سلول های بتا پانکراس ) در مقایسه با بافت ها یا سلول های دیگر ، تحمل کمتری نسبت به کاهش تولید ATP دارند و به همین دلیل تحت تاثیر جهش در ژنوم میتوکندریایی قرار می گیرند .اكثر بيماري هاي ميتوكندريال از نوع ميوپاتي و نوروپاتي (عصبي-عضلاني) هستند كه بيشتر اعضايي نظير مغز ، كليه،عضلات،چشم،گوش داخلي‌ و روده بزرگ را درگير مي كند چرا كه مصرف ATP در اين اندام ها زياد است. آنسفالومیوپاتی های میتوکندریایی (بيماري هاي ژنتيكي ميتوكندريال) همیشه از طریق مادر منتقل می شوند  زیرا ، یک رویان در حال نمو تمامی میتوکندری های خود را از تخمک دریافت می کند.در حال حاضر در حدود 150 بيماري وجود دارند كه علت آن ها جهش هاي ژنتيكي درDNA  ميتوكندريال است و از هر 200 تولد یک کودک با یک جهش میتوکندریال متولد می شود.

برخي از آنسفالو ميوپاتي هاي مهم عبارتند از:

  • بيماري لبراپتيك نوروپاتي (Leber hereditary optic neuropathy=LHON )كه از علائم آن نابينائي تدريجي است كه فرد در حدود بيست سالگي به كلي نابينا مي شود.
  • بيماري گلوتاريك اسيد اورياتيپ 2 كه باعلائمي مانند شلي عضلات ،صورت ناهنجار و غير طبيعي،كيست هاي كليوي و عقب ماندگي ذهني همراه است.
  • سندروم هايي نظير سندروم پيرسون و آكاتالاسيما كه اكثرا با دژنره شدن عضلات دستگاه عصبي همراه هستند.

درمان بيماري هاي ميتو كندری: پژوهشگران آمریکایی برای اولین بار موفق شدند از راه پیوند کروموزوم با بیماریهای ارثی میتوکندریال که از مادر به فرزند می رسند مبارزه کنند. اکنون گروهی از دانشمندان مرکز تحقیقات ملی اورگان و دانشگاه علم و بهداشت اورگان موفق شدند این بیماریها را روی گروهی از میمونها درمان کنند. در این متد، کروموزمها از مادر حامل یک جهش ژنتیکی بیماریزا به اهداکننده سالم منتقل می شوند. به این ترتیب از انتقال بیماریهای ارثی میتوکندریال به فرزندان جلوگیری می شود. در این خصوص این دانشمندان اظهار داشتند: “معتقدیم که این کشف در میمونها می تواند به سرعت در ارائه روشهای درمانی مناسب برای انسان نیز توسعه یابد و از بیماریهایی که از طریق DNA ميتوكندری از مادر به فرزندان منتقل مي شود جلوگيري كند مثل بعضی از اشکال سرطان، دیابت بارداری، مشکلات عضلانی و آسیبهای تخریب نورونی.

rRNA

نویسنده:
10 آگوست 15

زهراسادات موسوی، رشته پزشکی

       مولکول rRNA را میتوان از دو جهت بررسی کرد:

  1. بعنوان یک نوع RNA   بعنوان بخشی از ساختار ریبوزوم

1 ) اسیدریبونوکلئیک یا RNA  همراه با DNAو پروتئینها ,سه مولکول درشت اصلی اند که برای همه ی گونه های شناخته شده ی زیستی ضروری اند. DNA مولکول بسیار پایداری بوده و حتی در فسیل هانیز یافت میشود .اما مولکولRNA پایداری کمتری نسبت به DNAدارد. زیرا در طی هیدرولیز پیوند’3,’5- فسفودی استر گروه’ 2- هیدروکسیل RNA  (عدم وجود درDNA ) بعنوان یک نوکلئوفیل عمل میکند .واحد ساختاری RNA ,ریبو نوکلئیوتید است که شامل قند 5 کربنی ریبوز ,گروه فسفات و یک باز آلی پورین یا پیریمیدین می باشد . ریبو نوکلئوتیدها با پیوند فسفو دی استر بهم متصل شده و RNA هارا بوجود می آورند .

RNA از لحاظ شیمیایی بسیار شبیه DNA است .ولی از جنبه های مهمی هم متفاوت است :

1-واحد قندی آن بجای دئوکسی ریبوز,ریبوزاست,که یک گروه هیدروکسیل اضافی در ناحیه’ 2 دارد .

2-  U بجای T جایگزین شده .

3- پلیمر تک رشته بسیار کوتاهتر از DNAوساختار سه بعدی نامنظمی دارد .

طبق تحقیقات سال های اخیر ساختمانهای RNA ساختارهایی اتفاقی نیستند و مکانیسم تا خوردن مولکول RNA  پیچیده است . تا خوردن ,ساختارهای دوم را ایجاد میکند که در یک تصویر دو بعدی قابل مشاهده است . ساختار دوم پذیرفته شده توسط یک مولکول RNA تا حد زیادی وابسته به توالی نوکلئوتیدی آن است .ساختار دوم برخی توالی های خاص RNA  میتواند به همان اندازه ی ساختار دوم یک پروتئین ,تکرار پذیر باشد . مولکولهای RNA میتوانند برهم کنش کنند تاساختار های سوم پیچیده ی دیگری را (سه بعدی مانند مجسمه ) تولید نمایند . تشکیل این ساختارها مستلزم برهمکنش های شیمیایی دیگر در مولکول RNA  است که با عملکردهای جدید RNA مثل عملکرد کاتالیتیک ریبوزوم ها ارتباط دارد.

اشکال اصلی RNA شامل RNA پیک ( mRNA),RNA ریبوزومی (rRNA) ,RNA ناقل (tRNA) و مولکولهای RNA هسته ای کوچک ( miRNAوSnRNA) میباشند . بعضی از مولکولهای RNA بعنوان کاتالیت (ریبوزیم ) عمل میکنند .

rRNA از mRNAپایدارتراست .همچنین پروتئین های ریبوزومی نیز به آنها متصل میشوند و باعث پایداری و عدم تجزیه یrRNA ها در مقابل RNase ها میشوند.

دسته بندی RNA از نظر توانایی کد کردن :

1- کد کننده :mRNA  (نتیجه ی فعالیت RNA پلیمراز II)

2- غیر کدکننده : rRNA,tRNA ( نتیجه ی فعالیت RNAپلیمرازIوIII )

ریبوزوم :

ریبوزوم یک ساختمان نوکلئو پروتئینی سیتوپلاسمی است که بعنوان ماشین سنتز پروتئین درسیتوپلاسم عمل میکند . اجزای سازنده ی ریبوزوم , پروتئین وrRNAاست .

RNAرناتنی :جزء کاتالیک ریبوزوم است و نام ریبوزوم از ریبونوکلئیک اسید گرفته شده است .ریبوزوم یوکاریوتی حاوی چهار مولکول rRNA مختلف است :S18-S 28-S 5.8-S5  . سه عدد از مولکولهایrRNA در هسته سنتز میشوند و دیگری در جای دیگر .در سیتوپلاسم RNA ریبوزومی و پروتئین برای تشکیل (یک نوکلئوپروتئین ) ریبوزوم ترکیب میشوند . ریبوزوم به mRNAمتصل میشود و سنتز پروتئین را عملی میکند .

RNA های پروکاریوتی شاملS23–S16–S5.8میباشند .

ریبوزوم پستانداران از دو زیر واحد نوکلئو پروتئینی اصلی تشکیل میشود . یک زیرواحد بزرگ که وزن مولکولی (S60) 106×2.8 دارد و دیگری زیرواحد کوچک که وزن مولکولی آن 40S))106 ×1.4 میباشد .زیر واحد S60 حاوی یک RNA ریبوزومی  (rRNA) S5 , یکSrRNA5.8 و یک SrRNA 28 بوده و احتمالآ در آن بیش از 50 پلی پپتید اختصاصی وجود دارد . زیر واحد S40 کوچکتر بوده و شامل یک S rRNA18 و حدود 30 زنجیر پلی پپتیدی متفاوت میباشد . همه ی مولکولهای rRNAبه استثناءS rRNA5 از یک مولکول RNA پیش ساز S45 در هستک پردازش میشوند . رونویسی S rRNA5 مستقل است . مولکولهای شدیدا متیله RNA ریبوزومی همراه با پروتئینهای اختصاصی ریبوزومی در هستک بسته بندی میشوند . در سیتوپلاسم , ریبوزوم ها کاملا پایدارند و قادرند چرخه های متعدد ترجمه را انجام دهند . فعالیت مولکولهای RNA ریبوزومی در داخل ریبوزوم ها به خوبی مشخص نشده است , ولی برای همایش ریبوزومی لازم بوده و به نظر میرسد نقش کلیدی را در اتصالmRNA به ریبوزوم ها و در ترجمه دارند .مطالعات اخیر نشان می دهد که در یک جزء ازrRNA فعالیت پپتیدیل ترانسفرازی وجود دارد ولذا این rRNA یک آنزیم(ریبوزیم )است . ساختار RNA از اشکال حلزونی تا زنجیره های غیر مارپیچی متفاوت است.

در سلول های پستانداران , سه مولکول rRNA به عنوان بخشی از یک مولکول پیش ساز بزرگ S45 رونویسی شوند . در مرحله بعد این پیش ساز در هستک پردازش شده تا اجزاءRNA ای زیر واحدهای ریبوزومی موجود در سیتو پلاسم تولید شوند . ژن های rRNAدر هستک سلول های پستانداران قرار دارند . صدها نسخه از این ژن ها در هر سلول یافت میشود . این تعداد زیاد ژن ها برای سنتز نسخه های کافی هر کدام از این مولکول های rRNA مورد نیاز می باشند تا 107 ریبوزوم مورد نیاز هر همانند سازی سلولی را فراهم سازند .

ریبوزیم

نویسنده:
10 آگوست 15

علی بختیاری، رشته : پزشکی

ریبوزیم(Ribonocleic acid enzyme)   یک مولکول RNA با توانایی کاتالیز واکنش­های بیوشیمیایی خاص،مانند عملی که آنزیم های پروئینی انجام می دهند، است. برای مدت ها دانشمندان تصور می کردند که پروتئین ها تنها مولکول هایی هستند که ترکیب ساختاری مورد نیاز برای کاتالیز واکنش های زیستی را دارا هستند. اما کشفی که در سال 1982 صورت گرفت نشان داد که RNA ها می توانند هم مانند DNA ماده ژنتیک باشند و هم مانند پروتئین ها عملکرد آنزیمی داشته باشند.

ریبوزیم ها در واکنش های مختلفی از جمله اتصال آمینواسیدها به هنگام سنتز پروتئین در ریبوزوم ها و انواعی از واکنش­های پردازش RNA شامل اسپلایسینگ(پیرایش) RNA، همانندسازی ویروس ها و بیو سنتز tRNAها نقش دارند.

کشف

در سال 1967 کارل ووس،فرانسیس کریک ولزلی ارگل اولین کسانی بودند که بیان کردند Rnaها می توانند به عنوان یک کاتالیزگر عمل کنند.این نظریه یر پایه ی این که RNA می تواند ساختار دوم تشکیل دهد شکل گرفت. اولین ریبوزیم ها در دهه ی 80 ،به طور جداگانه، توسط توماس چک،که بر روی اسپلایسینگ RNA یک تک یاخته مژه دار مطالعه می کرد، و سیدنی آلتمن،که بر روی ترکیب RNase P باکتریایی کار می کرد، کشف شدند. این ریبوزیم ها در اینترون حذف شده ی یک رونوشت RNA و همچنین در جزء RNAای ترکیب RNase P یافت شدند.

در دهه ی70 توماس چک در دانشگاه کلرادو بر روی حذف اینترون یک ژن RNAریبوزومی(rRNA)  در تک­یاخته مژه­دار(Tetrahymena thermophila) کار می کرد. او در حین تلاش برای جداسازی(خالص سازی) آنزیم مسئول واکنش های اسپلایسینگ متوجه شد که حذف اینترون حتی بدون اضافه کردن عصاره ی سلولی(حضور پروتئین) رخ می دهد.تلاش های وی و همکارانشش برای یافتن پروتئینی که به واکنش اسپلایسینگ کمک کند بی نتیجه ماند و سرانجام او چس از کار بیشتر این موضوع را پیشنهاد داد که بخشی از توالی اینترون RNA می تواند پیوند فسفودی استر را بشکند یا ایجاد کند. تقریبا در همین زمان سیدنی آلتمن،استاد دانشگاه یل،که در حال مطالعه ی راه پردازش tRNa در سلول ها و تبدیل tRNaاولیه به tRNaفعال و بالغ بود، دریافت که آنزیم RNase Pکه مسئول انجام این واکنش است،علاوه بر بخش پروتئینی از یک RNA تشکیل شده است و همین RNA جزء اصلی آنزیم فعال است. در سال های بعد آلتمن با نمایش اینکه بخش RNAای RNase P حتی در غیاب بخش پروتئینی می تواند پردازش tRNA را کاتالیز کند،نشان داد که RNA میتواند به عنوان یک کاتالیزگر عمل کند.

توماس چک و سیدنی آلتمن در سال 1989 موفق به دریافت جایزه ی نوبل شیمی به دلیل کشف خاصیت آنزیمی RNA شدند.

 ساختار و عملکرد

ریبوزیم ها در هسته،میتوکندری وکلروپلاست یوکاریوت ها یافت می شوند. برخی ویروس ها نیز ریبوزیم دارند. ریبوزیم هایی که تا کنون کشف شده اند می توانند در انواع مختلفی کروه بندی شوند اما در همه ی موارد ریبوزیم ها با یون های فلزی مانند منیزیم(Mg2+) و پتاسیم(K+) همراه هستند که نقش مهمی در طول کاتالیز دارند.

تقریبا همه ی ریبوزیم ها در پردازش RNA نقش دارند. آن ها مانند قیچی های مولکولی برای قطع کردن پیش سازهای RNA عمل می کنند و یا همچون منگنه های مولکولی دو قطعه RNA را به هم متصل می کنند. اگرچه اغلب هدف های ریبوزیم ها RNAهستند اکنون شواهد محکمی وجود دارد که اتصال آمینواسیدها به هنگام سنتز پروتئین در ریبوزوم ها توسط ریبوزیم ها کاتالیز می شوند،بنابراین rRNAها خود نیز ریبوزیم هستند.

در برخی از واکنش هایی که با ریبوزیم کاتالیز می شوند، فرآیندهای شکستن و اتصال RNA با هم رخ می دهد. در این موارد یک رشته ی RNA در دو قسمت شکسته می شود و قسمت میانی(اینترون) حذف می شود و دو قسمت بیرونی(اگزون) به هم متصل می شوند. به این واکنش اسپلایسینگ(پیرایش) گفته می شود.

برخی از مولکول های پیش ساز RNA یک ریبوزیم در بخش اینترون خود دارند که این ریبوزیم مسئول حذف اینترون است. این RNAها را خود پیرایش(self-splicing) می گویند. بعد از کامل شدن واکنش اسپلایسینگ اینترون که شامل خود ریبوزیم نیز می شود حذف می شود. در این موارد هر ریبوزیم تنها یک بار عمل می کند(برخلاف آنزیم های پروتئینی). rRNAهای تک یاخته های مژه دار و mRNAهای میتو کندری مخمر از مثال های RNAهای خود پیرایش هستند.

بعضی ویروس های RNAدار مانند ویروس دلتا هپاتیت، در RNA ژنوم خود نیز ریبوزیم دارند. درطول همانندسازی RNAویروس، رشته های بلندی که شامل تکرارهایی از ژنوم ویروس است سنتز می شود، سپس ریبوزیم، مولکول مولتی مری را به قسمت هایی که هرکدام یک کپی از ژنوم ویروس دارند تقسیم می کند.

یک نوع ریبوزیم دیگرRAase Pاست که از یک رشته ی RNA و یک یا چند پروتئین تشکیل می شود. این ریبوزیم پیش سازهای tRNAرا ،باحذف یک قسمت اضافی از انتهای 5پریم tRNAبرای ساخت انتهای 5پریم بالغ، پردازش می کند.

کاربردها

مطالعات متمرکز درمورد ریبوزیم ها قاعده هایی را در مورد این که آن ها چگونه هدف خود را شناسایی می کنند ارائه داده است. بر اساس این قواعد امکان تغییر ریبوزیم ها،برای ساخت ریبوزیم هایی که به طور خاص مولکول های RNA رابشکند، وجوددارد. این نتایج احتمال استفاده از ریبوزیم ها برای درمان در انسان را افزایش می دهد. برای مثال یک ریبوزیم مصنوعی برای شکستن(cleave) RNA HIV،طراحی شده است. اگر این ریبوزیم ها توسط سلول مورد نظر ساخته شود همه ی RNAویروس های ورودی شکسته می شود و به این طریق از عفونت جلوگیری به عمل می آید.

RNA و پیدایش حیات  

اعتقاد محکمی که در زیست شناسی مبنی بر اختصاص عملکرد کاتالیزی به پروتئین ها وجود داشت سوالی در مورد پیدایش حیات ایجاد می کردکه : آنزیم هایی که کار سلول هارا انجام می دهند اول به وجود آمده اند؟ یا نوکلوئیک اسیدهایی که اطلاعات مورد نیاز تولید آنزیم هارا حمل می کنند؟ ماهیت دوگانه ی RNA به عنوان ماده ی ژنتیک و کاتالیزگر پاسخ این سوال است.

زیست شناسان امروزه بر این باورند که قبل از تکامل پروتئین ها RNAها کاتالیز سازوکارهایی مانند همانندسازی، شکستن و پیوند مولکول های RNA را برعهده داشتند و پس از تکامل پروتئین ها به علت کارآمدی وتطبیق پذیری بیشتر با عملکرد آنزیمی، عملکردهایی که قبلا توسط RNAها صورت می گرفت را به دست گرفتند.

منابع

Cech, T. R. “RNA as an Enzyme.” Scientific American 255 (1986): 64

Karp, Gerald. Cell and Molecular Biology, 3rd ed. New York: John Wiley & Sons, 2002

Johnston WK, Unrau PJ, Lawrence MS, Glasner ME, Bartel DP (May 2001)

Zaher HS, Unrau PJ (July 2007)

Wochner A, Attwater J, Coulson A, Holliger P (April 2011)

Hean J, Weinberg MS (2008)Carl Woese, The Genetic Code (New York: Harper and Row, 1967)

Kruger K, Grabowski PJ, Zaug AJ, Sands J, Gottschling DE, Cech TR (November 1982).isser CM (1984)

آنزيم لياز

نویسنده:
10 آگوست 15

فائزه بادکوبه، رشته پزشکی

دانشنامه ي ويكي پديا: لياز آنزيمي است كه شكستن پيوند شيميايي مختلف را از راه هايي به جز آبكافت و اكسيداسيون كاتاليز مي كند و اغلب باعث ايجاد يك پيوند دوگانه ي جديد با يك ساختمان حلقوي مي باشد. براي مثال آنزيمي كه تجزيه ي ATP به AMP و دو فسفات كاتاليز مي كند آنزيم لياز است.

عملكرد آنزيم لياز: برش پيوندهاي ‍‍C-S، C-O، ‍‍C-C و C-N موجب پيدايش پيوند دوگانه مي گردند. نوع پيوند دوگانه اساس گروه بندي آنزيم لياز است كه معروف ترين آن ها كربوكسيلاز و آلدولاز است. واكنش اين گروه آنزيم ها برگشت پذير است.

طبقه بندي آنزيم لياز:

نام آنزيم نوع عملكرد طبقه
1- Pyruvat edecarboxylylase2- Acetoacetatr decarboxylase3- aldolase , Phosphoketalase قطع پيوند C-C 1
Fumarate hydratase قطع پيوندC-O 2
Asparta ammonia lyase asparta قطع پيوند C-N 3
Cycteine desulfhydrase قطع پيوند C-S 4
Dehydroch orinase, DDt قطع پيوند C- 5

 

نمونه هايي از انواع آنزيم لياز و نحوه ي عملكرد آن ها:

ازجمله معروف ترين آنزيم اين گروه فنيل آلانين آمينولياز (PAL) است كه يكي از مهم ترين آنزيم ها در توليد فنيل پروپانوئيد در گياهان است و باعث تنظيم توليد تركيباتی است كه باعث تبديل اسيد آمينه ي ال- فنيل آلانين به ترانس سيناميك اسيد مي شود. پس از اين آنزيم مي توان براي افزايش بيان و توليد عمده ي فنيل پروپانوئيدي استفاده كرد.

يكي ديگر از آنزيم هاي لياز مهم سنتاز (Synthasc) نام دارد كه در زماني كه نوكلئوتيدتري فسفاته براي تشكيل پيوند جديد لازم نباشد استفاده مي گردد. ( به ATP نياز ندارد.)

بيماري هايي كه در اثر اختلال در آنزيم لياز ايجاد مي شوند:

1- نقص آنزيم آدنيلوسوكسينات لياز (Adenylosaccinatelyase) يا ADSL :

اين بيماري نوعي بيماري ارثي از نوع اتوزومي مغلوب است كه ميزان بروز اين بيماري بسيار نادر و اندك مي باشد. اين بيماري كه به دليل نقص در آنزيم ADSL ايجاد مي شود باعث افزايش اسيد آمينه هاي گليسين و آسپارتيك اسيد خون شده و از مقدار اين دو اسيد آمينه براي تشخيص اين بيماري استفاده مي شود. اين بيماري باعث افزايش مقدار سوكسينيل آدنوزين،‌سوكسينيل آميد و ايميد ازول كربوكسيل در خون وادرار و مايع مغزي نخاعي مي گردد.

از علائم باليني اين بيماري عقب ماندگي ذهني و جسمي و رشدي و تشنج و يافته هاي اوتیسم مانند تماس چشمي و رفتارهاي كليشه اي و كاهش تونس ماهيچه اي (افتادگي پلك و گردن و …) مي باشد.

نكته قابل توجه در اين بيماري آن است كه در بدو تولد فرد طبيعي به نظر مي رسد و علائمي ندارد ولي در دوران نوزادي و شيرخوارگي علائم بروز مي كند و اين بيماري قبل از تولد قابل تشخيص نيست و درمان كاملي براي آن وجود ندارد و تنها مي توان از درمان علامتي (درمان تشنج) استفاده كرد.

2- نقص و اختلال در آنزيم ASL يا آرژينو سوكسينك لياز (بيماري سيترولينمي)

اين بيماري در اثر اختلال در چرخه ي اوره ايجاد مي گردد كه همراه با تجمع آمونياك خون است. وظيفه ي اين آنزيم (ASL) هضم اسيد آمينه ي آسپارتات و آرژينوسوكسينات و دفع آمونياك است و نقص در آن باعث تجمع آمونياك مي گردند كه اين موضوع به دنبال يك گرسنگي طولاني،‌عفونت،‌بيماري و يا بعد از دريافت پروتئين ديده مي شود. اين بيماري نيز نوعي بيماري ارثي است كه در اثر اختلال و موتاسيون در ژن (ASL) ايجاد مي شود.

علائم بيماري :  اين بيماري سيستم عصبي را درگير مي كند و باعث گيجي،‌بي قراري،‌از دست دادن حافظه و رفتارهاي غير طبيعي مي گردد و اين علائم به دنبال عفونت و جراحي و دريافت ميزان بالاي الكل آشكار مي شود.

اين بيماري را مي توان با تكنيك TMS در دوران نوزادي تشخيص و تحت مراقبت قرار داد. در اين بيماري مي توان بيمار را همودياليز كرد تا از تجمع آمونياك جلوگيري كند.

3- نقص HMG lyase

اين بيماري يك اختلال مرتبط با اسيدهاي ارگانيك است. افراد مبتلا به اين بيماري توانايي هضم برخي از اسيد آمينه ها مانند لوسين را ندارند. اين بيماري وراثتي است و غلظت برخي مواد سمي و مضر در بدن را افزايش داده  و باعث اختلالات جسمي و ذهني در افراد مي گردد.

علت بيماري : پروتئين هاي مصرفي در بدن تبديل به اسيد آمينه ها میشوند وپس از تغييراتي مورد استفاده ي بدن قرار مي گيرند. چربي ها نيز پس از عملكرد آنزيم ها به كتون باديها تبديل مي شوند و به عنوان سوخت مورد استفاده قرار مي گيرند. آنزيم HMG CoA lyase دو عمل مهم يعني هضم لوسين و توليد كتون باديها را در بدن انجام مي دهد. اگر اختلالي در اين آنزيم ايجاد شود موجب تجمع چربي ها و عدم هضم لوسين و نرسيدن سوخت كافي به سلول ها و در نتيجه كاهش قند خون مي گردد كه باعث بيماري هاي حاد جسمي و ضعف مي شود. كه از علامت هاي اين بيماري كم اشتهايي، ‌تغييرات رفتاري،‌ضعف و خواب آلودگي و ضعف ماهيچه ها مي باشد. البته علائم بيماري براي افراد مختلف متفاوت است.

اين بيماري در بدو تولد علائمي ندارد ولي در دوران 4-3 ماهگي با نقص جسمي و ذهني بارز شده و مي توان در دوران بارداري با آزمايش DNA به اين بيماري در جنين پي برد.

نام هاي ديگر اين بيماري هيدروكسي ميتل گلوتاريك اسيد روي ، نقص HL، HMG ، 3- هيدروكسي 3-متيل گلوتاريك اسيدروي است

آمینوترانسفرازها

نویسنده:
10 آگوست 15

فائزه شریفی، رشته علوم آزمایشگاهی 

مقدمه

آمینوترانسفرازاز آنزیمهای میتوکندریایی وسیتوزولی سلولهای کبدی است که درانتقال گروه های آمین ازاسیدهای امینه به ترکیبات هیدروکربنه وتشکیل اسیدهای امینه جدید نقش داشته واز دیرباز بعنوان شاخصهای مفیددر ارزیابی اسیبهای هپاتوسلولربکاررفته اند.ترانس امینازها بطور گسترده درسرتاسر بدن توزیع شده اند.اسپارتات امینو ترانسفراز و الانین امینو ترانسفراز از امینوترانسفرازهاهستندکه ازنظربالینی مورد توجه میباشند.

ALT

عمدتادرسیتوپلاسم وبه میزان کم درمیتوکندری سلولهای کبدی قراردارد.الانین امینوترانسفرازدر آسیبهای خفیف کبدی  ALT که نفوذپذیری غشای سلول افزایش میابدبه جریان خون نشت کرده وکم وبیش به مقادیر مساوی با اسپارتات امینوترانسفراز درسرم افزایش میابد.این انزیم درمقایسه با اسپارتات امینوترانسفراز ازویژگیهای بیشتری درارتباط بابیماریهای کبدی برخورداراست ودر بیماران مبتلا به هپاتیت ویروسی وضایعات حاد هپاتوسلولربه نحو بارزی افزایش میابد.این انزیم در افراد مبتلابه چاقی افزایش یافته وباکاهش وزن کاهش میابد.پایدارماندن افزایش این انزیم برای مدت بیش از 6 ماه پس از یک دوره هپاتیت حادبرای تشخیص هپاتیت مزمن بکارمیرود.اگرچه فعالیت سرمی هردو انزیم الانین امینوترانسفراز و اسپارتات امینوترانسفراز هرزمان که یکپارچگی سلولهلی کبدی تحت تاثیربیماریها قرارگیرندبالامیروداماالانین امینو- ترانسفراز انزیم اختصاصی تری برای کبد است.

مکانیسم عمل ALT:

ALT در حضور كوآنزيم پيريدوكسال 5 فسفات ، گروه آمين آلانين را به اگزالو گلوتارات منتقل كرده و خود به پيروويت تبديل مي شود.

كوآنزيم طي واكنش مصرف نشده و مجددا مورد استفاده قرار مي گيرد.

Alanine + 2 Oxoglutarate ≤————→ pyruvate + Glutamate

مقادیرطبیعی: U/L
10-40 بزرگسالان
male<45
13-45 نوزادان واطفالfemale<34

AST

این انزیم که علاوه برکبددر سلولهای قلب وعضله یافت میشود عمدتا در میتوکندری سلول متمرکزاست ودراسیبهای شدید کبدی که میتوکندریهاراتحت تاثیر قرارمیدهند(بعنوان مثال الکلیسم)به میزان قابل توجهی رها میشود.مقادیربسیاربالای این انزیم برنکروز فعال سلولهای پارانشیمی کبد دلالت داشته.مقادیر 10-20برابرحدطبیعی درهپاتیتهای حادویروسی واسیبهای دارویی مشاهده میگردد.سنجش این انزیم درمواردتجویزداروهای هپاتوتوکسیک حائز اهمیت است.

مکانیسم عملAST

L-Aspartate + 2-Oxoglutarate ————> Oxalacelate + L-Glutamate

مقدار طبیعی (U/L)

Male    <35

Female <31

تازه متولد شده: 120-40

نوزاد: 95-25

بزرگسال: 40-10

منابع

کتاب بیوشینی بالینی تیتز

کتاب بیوشیمی بالینی و ازمایشگاهی دکترعلی گرانسر

منابع اینترنتی