تعریف اصلاح نباتات و تاریخچه ی آن

اصلاح نباتات علم تغییر صفات گیاهان به منظور تولید خصوصیات مطلوب است که برای بهبود کیفیت تغذیه در محصولات انسان و حیوانات استفاده شده است. اهداف اصلاح نباتات تولید واریته های زراعی است که دارای ویژگی های منحصر به فرد و برتر برای انواع کاربردهای کشاورزی باشد. صفاتی که اغلب مورد توجه قرار می‌گیرند صفاتی هستند که به تحمل تنش زیستی و غیرزیستی، عملکرد دانه یا زیست توده، ویژگی‌های کیفی مصرف نهایی مانند طعم یا غلظت مولکول‌های بیولوژیکی خاص (پروتئین‌ها، قندها، لیپیدها، ویتامین‌ها، الیاف) و سهولت پردازش مربوط می‌شوند (برداشت، آسیاب، پخت، مالت سازی، مخلوط کردن، و غیره).

اصلاح نباتات را می توان از طریق بسیاری از تکنیک های مختلف انجام داد، از انتخاب ساده گیاهان با ویژگی های مطلوب برای تکثیر، روش هایی که از دانش ژنتیک و کروموزوم ها استفاده می کنند، تا تکنیک های مولکولی پیچیده تر. این ژن‌ها هستند که در یک گیاه تعیین می‌کنند چه نوع صفات کمی یا کیفی دارد. اصلاح‌کنندگان گیاه تلاش می‌کنند تا یک نتیجه خاص از گیاهان و گونه‌های گیاهی بالقوه جدید ایجاد کنند، و در طی انجام این کار، تنوع ژنتیکی آن رقم را به چند بیوتیپ خاص محدود کنند.

اینکار در سرتاسر جهان توسط افرادی مانند باغداران و کشاورزان و توسط اصلاحگران حرفه ای گیاهی که توسط سازمان هایی مانند موسسات دولتی، دانشگاه ها، انجمن های صنعتی خاص محصول یا مراکز تحقیقاتی استخدام می شوند، انجام می شود.

آژانس‌های توسعه بین‌المللی بر این باورند که اصلاح محصولات جدید برای تضمین امنیت غذایی با توسعه گونه‌های جدید که عملکرد بالاتر، مقاوم به بیماری، مقاوم به خشکی یا سازگاری منطقه‌ای با محیط‌ها و شرایط مختلف رشد دارند، مهم است.

تاریخچه

اصلاح نباتات با کشاورزی یکجانشینی و به ویژه اهلی کردن اولین گیاهان کشاورزی آغاز شد، عملی که قدمت آن به 9000 تا 11000 سال پیش تخمین زده می شود. در ابتدا کشاورزان اولیه به سادگی گیاهان غذایی با ویژگی‌های مطلوب خاص را انتخاب می‌کردند و آنها را به‌عنوان اجداد برای نسل‌های بعدی به کار می‌گرفتند که منجر به تجمع صفات ارزشمند در طول زمان می‌شد.

فناوری پیوند قبل از سال 2000 قبل از میلاد در چین انجام می شد.

تا سال 500 قبل از میلاد پیوند به خوبی تثبیت و اجرا شد.

گرگور مندل (1822-1884) به عنوان "پدر ژنتیک" شناخته می شود. آزمایش های او با هیبریداسیون گیاهان منجر به ایجاد قوانین وراثت او شد. ژنتیک تحقیقات را برای بهبود تولید محصول از طریق اصلاح نباتات تحریک کرد.

اصلاح نباتات مدرن ژنتیک کاربردی است، اما مبنای علمی آن گسترده تر است و زیست شناسی مولکولی، سیتولوژی، سیستماتیک، فیزیولوژی، آسیب شناسی، حشره شناسی، شیمی و آمار (بیومتریک) را پوشش می دهد. همچنین فناوری خود را توسعه داده است.

---

References

^ Breeding Field Crops. 1995. Sleper and Poehlman. Page 3

^ Jump up to:a b Hartung, Frank; Schiemann, Joachim (2014). "Precise plant breeding using new genome editing techniques: opportunities, safety and regulation in the EU". The Plant Journal. 78 (5): 742–752. doi:10.1111/tpj.12413. PMID 24330272.

^ Willy H. Verheye, ed. (2010). "Plant Breeding and Genetics". Soils, Plant Growth and Crop Production Volume I. Eolss Publishers. p. 185. ISBN 978-1-84826-367-3.

^ Hayes, Patrick M.; Castro, Ariel; Marquez-Cedillo, Luis; Corey, Ann; Henson, Cynthia; Jones, Berne L.; Kling, Jennifer; Mather, Diane; Matus, Ivan; Rossi, Carlos; Sato, Kazuhiro (2003). "Genetic diversity for quantitatively inherited agronomic and malting quality traits". In Roland von Bothmer; Theo van Hintum; Helmut Knüpffer; Kazuhiro Sato (eds.). Diversity in Barley (Hordeum vulgare). Amsterdam Boston: Elsevier. pp. 201–226. doi:10.1016/S0168-7972(03)80012-9. ISBN 978-0-444-50585-9. ISSN 0168-7972. OCLC 162130976. ISBN 1865843830

^ Piperno, D. R.; Ranere, A. J.; Holst, I.; Iriarte, J.; Dickau, R. (2009). "Starch grain and phytolith evidence for early ninth millennium B.P. maize from the Central Balsas River Valley, Mexico". PNAS. 106 (13): 5019–5024. Bibcode:2009PNAS..106.5019P. doi:10.1073/pnas.0812525106. PMC 2664021. PMID 19307570.

^ Meng, Chao; Xu, Dong; Son, Young-Jun & Kubota, Chieri (2012). "Simulation-based Economic Feasibility Analysis of Grafting Technology for Propagation Operation". In Lim, G. & Herrmann, J.W. (eds.). Proceedings of the 2012 Industrial and Systems Engineering Research Conference. IIE Annual Conference. Norcross: Institute of Industrial Engineers.

^ Mudge, K.; Janick, J.; Scofield, S.; Goldschmidt, E. (2009). A History of Grafting (PDF). Horticultural Reviews. Vol. 35. pp. 449–475. doi:10.1002/9780470593776.ch9. ISBN 9780470593776.

ژنتیک گیاهی (بخش دوم)

DNA

ساختار بخشی از یک مارپیچ دوگانه DNA اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA) یک اسید نوکلئیک است که حاوی دستورالعمل های ژنتیکی است که در رشد و عملکرد همه موجودات زنده شناخته شده و برخی ویروس ها استفاده می شود. نقش اصلی مولکول های DNA ذخیره سازی طولانی مدت اطلاعات است. DNA اغلب با مجموعه ای از نقشه ها یا دستور العمل ها یا یک کد مقایسه می شود، زیرا حاوی دستورالعمل های لازم برای ساخت سایر اجزای سلول ها مانند پروتئین ها و مولکول های RNA است. بخش‌های DNA حامل این اطلاعات ژنتیکی ژن نامیده می‌شوند و محل آن‌ها در داخل ژنوم به عنوان جایگاه ژنتیکی شناخته می‌شوند، اما سایر توالی‌های DNA اهداف ساختاری دارند یا در تنظیم استفاده از این اطلاعات ژنتیکی نقش دارند.

مارپیچ DNA

ژنتیک دانان، از جمله متخصصان ژنتیک گیاهی، از این توالی DNA به نفع خود استفاده می کنند تا نقش ژن های مختلف را در یک ژنوم بهتر پیدا کنند و درک کنند. از طریق تحقیقات و اصلاح نباتات، می توان با دستکاری ژن ها و جایگاه های مختلف گیاهی که توسط توالی DNA کروموزوم های گیاهی کدگذاری شده اند، با روش های مختلف، ژنوتیپ های مختلف یا دلخواه تولید کرد که منجر به فنوتیپ های متفاوت یا دلخواه می شود.

ژنتیک خاص گیاهی
گیاهان، مانند سایر موجودات زنده شناخته شده، ویژگی های خود را با استفاده از DNA منتقل می کنند. با این حال گیاهان

1- به دلیل داشتن کلروپلاست از سایر موجودات زنده منحصر به فرد هستند. مثل میتوکندری، کلروپلاست ها DNA خاص خود را دارند.

2- حیوانات، گیاهان به طور منظم جهش‌های سوماتیکی (جهش در سلولهای غیر جنسی) را تجربه می‌کنند، اما این جهش‌ها می‌توانند به آسانی به لاین جوانه کمک کنند، زیرا گل‌ها در انتهای شاخه‌های متشکل از سلول‌های سوماتیک رشد می‌کنند. مردم قرن ها این موضوع می دانستند و شاخه های جهش یافته "sports" نامیده می شوند. اگر میوه روی اسپورت از نظر اقتصادی مطلوب باشد، ممکن است رقم جدیدی به دست آید.

3- برخی از گونه های گیاهی قادر به خودبارورسازی هستند و برخی تقریباً به طور انحصاری خود بارور هستند. این به این معنی است که یک گیاه می تواند برای فرزندانش هم مادر و هم پدر باشد، اتفاقی نادر در حیوانات. دانشمندان و علاقمندان به ایجاد تلاقی بین گیاهان مختلف باید اقدامات خاصی را برای جلوگیری از خودبارور شدن گیاهان انجام دهند. در اصلاح نباتات، افراد به دلایل اقتصادی و زیبایی شناختی هیبرید بین گونه های گیاهی ایجاد می کنند. به عنوان مثال، عملکرد ذرت در قرن گذشته تا حدودی به دلیل کشف و تکثیر ارقام هیبریدی ذرت تقریباً پنج برابر شده است. از ژنتیک گیاهی می توان برای پیش بینی اینکه کدام ترکیب از گیاهان ممکن است گیاهی با بنیه هیبریدی تولید کند استفاده کرد، یا برعکس بسیاری از اکتشافات در ژنتیک گیاهی از مطالعه اثرات هیبریداسیون حاصل شده است.

4- گیاهان به طور کلی توانایی بیشتری برای بقا به عنوان پلی پلوئید دارند. موجودات پلی پلوئید بیش از دو دسته کروموزوم همولوگ دارند. به عنوان مثال، انسان دارای دو مجموعه کروموزوم همولوگ است، به این معنی که یک انسان معمولی دارای 2 نسخه از هر 23 کروموزوم مختلف، در مجموع 46 کروموزوم خواهد بود. از سوی دیگر گندم در حالی که تنها 7 کروموزوم مجزا دارد، یک هگزاپلوئید در نظر گرفته می شود و دارای 6 نسخه از هر کروموزوم است که در مجموع 42 عدد است. در حیوانات، پلی پلوئیدی ژرملاین ارثی کمتر شایع است و افزایش خود به خودی کروموزوم ممکن است حتی از لقاح نیز جان سالم به در نبرد. اما در گیاهان این مشکل کمتر است. افراد پلی پلوئید اغلب توسط فرآیندهای مختلف ایجاد می شوند. با این حال، پس از ایجاد، آنها معمولا نمی توانند به نوع والدین برگردند. افراد پلی پلوئیدی که قادر به خود بارور شدن هستند می توانند یک دودمان جدید و ژنتیکی متمایز ایجاد کنند که می تواند آغاز گونه جدیدی باشد. اغلب "گونه زایی فوری" (instant speciation) نامیده می شود. پلی پلوئیدها عموماً میوه‌های بزرگ‌تری دارند که یک ویژگی اقتصادی مطلوب است، و بسیاری از محصولات غذایی انسان، از جمله گندم، ذرت، سیب‌زمینی، بادام‌زمینی، توت‌فرنگی و تنباکو، به‌طور تصادفی بصورت پلی‌پلوئید ایجاد می‌شوند.

---

R eferences

^ Dudley, J. W. (1993-07-08). "Molecular Markers in Plant Improvement: Manipulation of Genes Affecting Quantitative Traits". Crop Science. 33 (4): 660–668. doi:10.2135/cropsci1993.0011183X003300040003x. ISSN 0011-183X.

^ "Plant and Soil Sciences eLibrary". passel.unl.edu. Retrieved 2018-06-20.

^ "Why is the Wheat Genome So Complicated? | Colorado Wheat". coloradowheat.org. Retrieved 2018-06-20.

^ Banjara, Manoj; Zhu, Longfu; Shen, Guoxin; Payton, Paxton; Zhang, Hong (2012-01-01). "Expression of an Arabidopsis sodium/proton antiporter gene (AtNHX1) in peanut to improve salt tolerance - Springer". Plant Biotechnology Reports. 6: 59–67. doi:10.1007/s11816-011-0200-5. S2CID 12025029

ژنتیک گیاهی (بخش اول)

ژنتیک گیاهی مطالعه ژن ها، تنوع ژنتیکی و وراثت به طور خاص در گیاهان است. به طور کلی به عنوان یک رشته زیست شناسی و گیاه شناسی در نظر گرفته می شود، اما اغلب با بسیاری از علوم زیستی دیگر تلاقی می کند و با مطالعه سیستم های اطلاعاتی مرتبط است. ژنتیک گیاهی از بسیاری جهات شبیه به ژنتیک حیوانات است اما در چند زمینه کلیدی متفاوت است.

کاشف ژنتیک، گرگور مندل، دانشمند اواخر قرن نوزدهم و راهب آگوستینی بود. مندل "وراثت صفت" را مطالعه کرد، الگوهایی در نحوه انتقال صفات از والدین به فرزندان. او مشاهده کرد که ارگانیسم‌ها (مشهورترین گیاهان نخود) ویژگی‌هایی را از طریق «واحدهای وراثت» مجزا به ارث می‌برند. این اصطلاح که هنوز هم امروزه مورد استفاده قرار می گیرد، یک تعریف تا حدی مبهم از چیزی است که امروزه به عنوان ژن شناخته می شود. بسیاری از کارهای مندل با گیاهان هنوز اساس ژنتیک گیاهان مدرن را تشکیل می دهد.

گیاهان مانند همه موجودات شناخته شده از DNA برای انتقال صفات خود استفاده می کنند. ژنتیک حیوانات اغلب بر اصل و نسب (تبار) متمرکز است، اما گاهی اوقات ارزیابی این امر در ژنتیک گیاهی دشوار است زیرا گیاهان، بر خلاف بسیاری از حیوانات، می توانند خود بارور باشند. به دلیل توانایی های ژنتیکی منحصر به فرد، مانند سازگاری خوب با پلی پلوئیدی، گونه زایی در بسیاری از گیاهان آسان تر است. گیاهان از این نظر منحصر به فرد هستند که می توانند کربوهیدرات های پر انرژی را از طریق فتوسنتز تولید کنند، فرآیندی که با استفاده از کلروپلاست به دست می آید. کلروپلاست ها، مانند میتوکندری ها، DNA خود را دارند. بنابراین کلروپلاست ها یک مخزن اضافی برای ژن ها و تنوع ژنتیکی و یک لایه اضافی از پیچیدگی ژنتیکی که در حیوانات یافت نمی شود را فراهم می کنند.

مطالعه ژنتیک گیاهی اثرات اقتصادی عمده ای دارد: بسیاری از محصولات اصلی به منظور افزایش عملکرد، ایجاد مقاومت در برابر آفات و بیماری ها، ایجاد مقاومت در برابر علف کش ها یا افزایش ارزش غذایی آنها اصلاح ژنتیکی می شوند.

تاریخچه ژنتیک گیاهی: قدیمی ترین شواهد از اهلی شدن گیاهان به 11000 سال قبل از میلاد، در گندم اجدادی مربوط می شود. در حالی که در ابتدا ممکن است انتخاب ناخواسته اتفاق افتاده باشد، به احتمال بسیار زیاد تا 5000 سال پیش کشاورزان درک اولیه ای از وراثت، بار و اساس ژنتیک، نداشتند. این انتخاب در طول زمان باعث پیدایش گونه‌ها و محصولات جدیدی شد که اساس محصولاتی هستند که امروزه پرورش می‌دهیم، می‌خوریم و روی آنها تحقیق می‌کنیم.

زمینه ژنتیک گیاهی با کار گرگور یوهان مندل آغاز شد که اغلب او را "پدر ژنتیک" می نامند. او یک کشیش و دانشمند آگوستینی بود که در 20 ژوئیه 1822 در اتریش مجارستان به دنیا آمد. او در صومعه سنت توماس در برونو کار می کرد، موجود انتخابی او برای مطالعه وراثت و صفات گیاه نخود فرهنگی بود. مندل بسیاری از ویژگی‌های فنوتیپی (خواص ظاهری) گیاهان نخود را دنبال کرد، مانند ارتفاع، رنگ گل و ویژگی‌های دانه. مندل نشان داد که وراثت این صفات از دو قانون خاص پیروی می کند که بعدها به نام او نامگذاری شدند. کار اصلی او در زمینه ژنتیک،با عنوان "Versuche über Pflanzen-Hybriden" (آزمایش هایی در مورد هیبریدهای گیاهی)، در سال 1866 منتشر شد، اما خیلی مورد توجه قرار نگرفت تا اینکه در سال 1900، گیاه شناسان برجسته در بریتانیا، مانند سر گاوین دی بیر، اهمیت آن را تشخیص دادند و دوباره به آن پی بردند و ترجمه انگلیسی را منتشر کردند. مندل در سال 1884 درگذشت. اهمیت کار مندل تا پایان قرن بیستم شناخته نشد. کشف مجدد آن باعث پایه گذاری ژنتیک مدرن شد. اکتشافات او، کسر نسبت های تفکیک و قوانین بعدی، نه تنها در تحقیقات برای به دست آوردن درک بهتر از ژنتیک گیاهان استفاده شده است، بلکه نقش زیادی در اصلاح نباتات ایفا می کند. آثار مندل همراه با آثار چارلز داروین و آلفرد والاس در مورد انتخاب، اساس بسیاری از علم ژنتیک را به عنوان یک رشته فراهم کردند.

در اوایل دهه 1900، گیاه شناسان و آماردانان شروع به بررسی نسبت های جداسازی ارائه شده توسط مندل کردند. W.E. کسل کشف کرد : در حالی که صفات فردی ممکن است در طول زمان با انتخاب تفکیک شوند و تغییر کنند، زمانی که انتخاب متوقف شود و اثرات محیطی در نظر گرفته نشود، نسبت ژنتیکی تغییر نمی کند و به نوعی ایستایی می رسد، که پایه و اساس ژنتیک جمعیت است. این مسئله به طور مستقل توسط G. H. Hardy و W. Weinberg کشف شد، که در نهایت منجر به ایجاد مفهوم تعادل هاردی واینبرگ شد که در سال 1908 منتشر شد.

در همان زمان، آزمایشات ژنتیکی و اصلاح نباتات در ذرت آغاز شد. ذرتی که خود گرده افشانی شده است پدیده ای به نام پسروی درون زادآوری را تجربه می کند. محققان مانند نیلز هریبرت-نیلسون دریافتند که با تلاقی گیاهان و تشکیل هیبریدها، نه تنها توانستند صفات دو والدین مطلوب را با هم ترکیب کنند، بلکه محصول هتروزیس یا بنیه هیبریدی را نیز تجربه کرد. این آغاز شناسایی برهمکنش های ژنی یا اپیستازی بود. در اوایل دهه 1920، دونالد فورشا جونز روشی را اختراع کرد که منجر به تولید اولین دانه ذرت هیبریدی شد که به صورت تجاری در دسترس بود. تقاضای زیاد برای بذر هیبریدی در کورن بلت ایالات متحده در اواسط دهه 1930 منجر به رشد سریع در صنعت تولید بذر و در نهایت تحقیقات بذر شد. الزامات سخت‌گیرانه برای تولید بذر هیبریدی منجر به توسعه جمعیت دقیق و نگهداری از لاین اینبرد شد، گیاهان را جدا نگه داشته تا قادر به تلاقی باهم نباشند، و گیاهانی را تولید کرد که به محققان اجازه می‌داد مفاهیم ژنتیکی مختلف را کشف کنند. ساختار این جمعیت ها به دانشمندی مانند T. Dobzhansky، S. Wright و R.A. فیشر برای توسعه مفاهیم زیست شناسی تکاملی و همچنین کشف گونه زایی در طول زمان و آماره های زیربنایی ژنتیک گیاهی کمک نمود. کار آنها پایه های اکتشافات ژنتیکی آینده مانند عدم تعادل لینکاژی را در سال 1960 بنا نهاد.

در حالی که آزمایش‌های اصلاحی در حال انجام بود، دانشمندان دیگری مانند نیکولای واویلف و چارلز ام. ریک به گونه‌های مولد وحشی گیاهان زراعی مدرن علاقه‌مند بودند. گیاه‌شناسان بین دهه‌های 1920 و 1960 اغلب به مناطقی با تنوع گیاهی بالا سفر می‌کردند و گونه‌های وحشی را جستجو می‌کردند که پس از انتخاب، گونه‌های اهلی‌شده را به وجود آوردند. تعیین چگونگی تغییر محصولات در طول زمان با انتخاب در ابتدا بر اساس ویژگی های مورفولوژیکی بود. در طول زمان به تجزیه و تحلیل کروموزومی، سپس تجزیه و تحلیل نشانگر ژنتیکی، و در نهایت تجزیه و تحلیل ژنومی توسعه یافت. شناسایی صفات و ژنتیک زیربنایی آنها امکان انتقال ژن های مفید و صفات کنترل شده توسط آنها را از گیاهان وحشی یا جهش یافته به گیاهان زراعی فراهم کرد. درک و دستکاری ژنتیک گیاهان در اوج خود در طول انقلاب سبز توسط نورمن بورلاگ به وجود آمد. در طول این مدت، مولکول وراثت، DNA، نیز کشف شد که به دانشمندان اجازه داد تا به طور مستقیم اطلاعات ژنتیکی را بررسی و دستکاری کنند.

---

References

^ Griffiths, Anthony J. F.; Miller, Jeffrey H.; Suzuki, David T.; Lewontin, Richard C.; Gelbart, eds. (2000). "Genetics and the Organism: Introduction". An Introduction to Genetic Analysis (7th ed.). New York: W. H. Freeman. ISBN 978-0-7167-3520-5.

^ Hartl D, Jones E (2005)

^ Jump up to:a b Allard, Robert W. (December 1999). "History of Plant Population Genetics". Annual Review of Genetics. 33 (1): 1–27. doi:10.1146/annurev.genet.33.1.1. ISSN 0066-4197. PMID 10690402.

^ "1. Gregor Mendel: Versuche über Pflanzen-Hybriden". www.bshs.org.uk. Retrieved 2018-07-11.

^ Castle, W. E. (1903). "The Laws of Heredity of Galton and Mendel, and Some Laws Governing Race Improvement by Selection". Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences. 39 (8): 223–242. doi:10.2307/20021870. hdl:2027/hvd.32044106445109. JSTOR 20021870.

^ Hardy, G. H. (1908-07-10). "Mendelian Proportions in a Mixed Population". Science. 28 (706): 49–50. Bibcode:1908Sci....28...49H. doi:10.1126/science.28.706.49. ISSN 0036-8075. PMC 2582692. PMID 17779291.

^ "corn : USDA ARS". www.ars.usda.gov. Retrieved 2018-07-11.

^ "CAB Direct". www.cabdirect.org. Retrieved 2018-07-11.

^ Wright, Sewall (May 1940). "Breeding Structure of Populations in Relation to Speciation". The American Naturalist. 74 (752): 232–248. doi:10.1086/280891. ISSN 0003-0147.

^ Dobzhansky, Theodosius (1970). Genetics of the Evolutionary Process. Columbia University Press. ISBN 9780231083065.

^ Lewontin, R. C.; Kojima, Ken-ichi (December 1960). "The Evolutionary Dynamics of Complex Polymorphisms". Evolution. 14 (4): 458–472. doi:10.1111/j.1558-5646.1960.tb03113.x. ISSN 0014-3820. S2CID 221734239.

^ Vavilov, N. I. (1926). "Studies on the origin of cultivated plants". AGRIS: International Information System for the Agricultural Science and Technology. 118 (2967): 392–393. Bibcode:1926Natur.118..392T. doi:10.1038/118392a0. S2CID 4122968.

اطلاعات پایه ژنتیک

سلول ها بلوک های سازنده بدن هستند. بسیاری از انواع مختلف سلول ها عملکردهای متفاوتی دارند. آنها تمام اندام ها و بافت های بدن شما را تشکیل می دهند. تقریباً هر سلول در بدن یک فرد دارای همان اسید دئوکسی ریبونوکلئیک یا DNA است. DNA ماده ارثی در انسان و تقریباً همه موجودات دیگر است. بیشتر DNA در هسته سلول قرار دارد (جایی که DNA هسته ای نامیده می شود)، اما مقدار کمی از DNA را می توان در میتوکندری (جایی که DNA میتوکندری نامیده می شود) نیز یافت.

واحد سازنده DNA:

DNA حاوی کد ساخت و نگهداری ارگانیسم است. کد به ترتیب یا دنباله چهار پایه شیمیایی - آدنین (A)، سیتوزین (C)، گوانین (G) و تیمین (T) - به همان ترتیبی که حروف الفبا با هم ترکیب می شوند، نوشته شده است. کلمات، جملات و پاراگراف ها را تشکیل دهید. DNA انسان از حدود سه میلیارد باز تشکیل شده است و بیش از 99 درصد از این بازها در همه افراد یکسان است.

ساختمان:

بازهای DNA با یکدیگر جفت می شوند آدنین با تیمین و سیتوزین با گوانین واحدهایی به نام جفت باز را تشکیل می دهند. هر پایه به یک مولکول قند و یک مولکول فسفات متصل است. پایه، قند و فسفات با هم نوکلئوتید نامیده می شوند. نوکلئوتیدها در دو رشته بلند مرتب شده اند که یک مارپیچ به نام مارپیچ دوگانه را تشکیل می دهند. ساختار مارپیچ دوتایی مانند یک نردبان است که جفت‌های پایه مانند پله‌ها از وسط و مولکول‌های قند و فسفات در امتداد بیرون می‌گذرند.

ژن و آلل:

ژن ها بخش های کوچکی از زنجیره بلند DNA هستند. آنها واحدهای فیزیکی و عملکردی اساسی وراثت هستند. در انسان، ژن ها از نظر اندازه از چند صد باز DNA تا بیش از دو میلیون باز متفاوت هستند. پروژه ژنوم انسان تخمین زده است که انسان بین 20000 تا 25000 ژن دارد. هر فرد دارای دو نسخه از هر ژن است که یکی از آنها از هر والدین به ارث می رسد. بیشتر ژن ها در همه افراد یکسان هستند، اما تعداد کمی از ژن ها (کمتر از یک درصد از کل) بین افراد کمی متفاوت است. آلل ها اشکالی از یک ژن با تفاوت های کوچک در توالی بازهای DNA آنها هستند. این تفاوت های کوچک به ویژگی های منحصر به فرد هر فرد کمک می کند.

عملکرد ژن:

ژن ها به عنوان دستورالعملی برای ساخت مولکول هایی به نام پروتئین عمل می کنند. برای عملکرد صحیح، هر سلول به هزاران پروتئین وابسته است تا وظایف خود را در مکان های مناسب در زمان های مناسب انجام دهند. گاهی اوقات تغییرات در یک ژن، به نام جهش، مانع از عملکرد صحیح یک یا چند پروتئین می شود. این ممکن است باعث شود سلول ها یا اندام ها تغییر کنند یا عملکرد خود را از دست بدهند که می تواند منجر به بیماری شود. جهش ها، به جای خود ژن ها، باعث بیماری می شوند. به عنوان مثال، وقتی مردم می گویند که فردی دارای "ژن فیبروز کیستیک" است، معمولاً به یک نسخه جهش یافته از ژن CFTR اشاره می کنند که باعث بیماری می شود. همه افراد، از جمله افراد بدون فیبروز کیستیک، نسخه ای از ژن CFTR را دارند.

کروموزوم:

بخشهایی از DNA ژن ها را تشکیل می دهند و تعداد زیادی از ژن ها با هم کروموزوم ها را تشکیل می دهند. افراد دو مجموعه کروموزوم (یکی از هر والدین) را به ارث می برند، به همین دلیل است که هر فرد دو نسخه از هر ژن دارد. انسان 23 جفت کروموزوم دارد.

---

منبع

National Library of Medicine. Genetics Home Reference. How can gene mutations affect health and development? www.ghr.nlm.nih.gov/handbook/mutationsanddisorders/mutationscausedisease.