تغییرات پروتئینی بر روی ژل های الکتروفورز دو بعدی می تواند کمّی یا کیفی باشد. تغییرات کیفی می تواند به صورت حضور یا عدم حضور و یا تغییرات مکانی باشد.
۱ – تغییرات مکانی (PS)
تغییرات مکانی شامل مواردی است که در آن دو پروتئین مشابه، دارای نقطه ایزوالکتریک و وزن مولکولی نزدیک به هم هستند و مکان آنها بر روی ژل در نسل های در حال تفرق از قوانین توارث مندلی تک ژنی و همبارز پیروی می کنند. بنابراین نسبت تفرق آنها در ژل های بدست آمده از لاین های هاپلوئید و هاپلوئید مضاعف به نسبت ۱:۱ و در نسل های F2 به نسبت ۱:۲:۱ است.
-
تغییر مکان پروتئینی:
تغییر در مکان یک پروتئین اساسا ناشی از تفاوت در ساختمان این پروتئین ها است. بنابراین با افزایش وزن مولکولی پروتئین انتظار می رود تعداد پروتئین هایی که تغییرات مکانی نشان می دهند افزایش یابد. تنها انحرافی که از این نسبت دیده شده مربوط به یک جمعیت هاپلوئید مضاعف جو حاصل از میکروسپور است که احتمالا دلیل آن وقوع انتخاب گامتی در طول مراحل کشت بافت بوده است.
با توجه به طبیعت تک ژنی و همبارزی تغییرات مکانی، این احتمال وجود دارد که PSLS را پیدا کرد. چون تغییرات مکانی حاصل مکان های ژنی کنترل کننده تغییر مکان تغییر در ساختار پروتئین است، ژن های کد کننده این پروتئین ها نیز به احتمال زیاد چند شکلی نشان می دهند. به عبارت دیگر مکان های ژنی کنترل کننده تغییر مکان بر روی نقشه ژنتیکی، همان ژن های کد کننده این پروتئین ها هستند.
-
مثال:
مثال مشخص در این زمینه مربوط به آنزیم فسفوگلیسرات موتاز (PGAM) است. این آنزیم تبدیل ۳- فسفوگلیسرات را به ۲- فسفوگلیسرات یا برعکس کاتالیز می کند. نقشه یابی RFLP با استفاده از cDNA این آنزیم به عنوان کاوشگر، منتهی به شناسایی ۴ مکان در نقشه ژنتیکی ذرت شد. یکی از این مکان ها بر روی کروموزوم ۲ نزدیک به نشانگر umc14 و دو تا بر روی کروموزوم ۳ و یکی روی کروموزوم ۶ نزدیک به نشانگر bn18.23 قرار داشتند.
در الکتروفورز دو بعدی پروتئین های کلئوپتیل، برگ و آندوسپرم ذرت، این پروتئین در دو لاین والدینی تغییرات مکانی نشان داد و در نتایج F2 نسبت تفرق آن ۲:۱:۱ بود. همچنین مشخص شد که یکی از RFLP ها که روی کروموزوم ۳ قرار داشت با این تغییرات مکانی تفرق همزمان نشان می دهد.
-
نتیجه گیری
با توجه به اینکه به احتمال بسیار زیاد مکان ژنی کنترل کننده تغییر مکان، همان ژن ساختاری است، آنزیم فسفوگلیسرات موتاز یاد شده می تواند حاصل همین ژن قرار گرفته بر روی کروموزوم ۳ باشد. به نظر می رسد سایر ژن ها، ژن های کاذب باشند و اشکال دیگری از آنزیم فسفوگلیسرات موتاز را کد می کنند که هنوز بر روی ژل دو بعدی شناسایی نشده اند.
۲ – حضور یا عدم حضور پروتئین
یکی از انواع تغییرات مشاهده شده بر روی ژل های الکتروفورز دو بعدی، حضور یا عدم حضور پروتئین است. این نوع تغییرات بیولوژی اهمیت خاصی دارند. برای مثال زمانی که ژنوتیپ مقاوم به تنش محیطی خاص، با ژنوتیپ حساس مقایسه می گردد، انواع تغییرات را می توان در دو ژنوتیپ در شرایط تنش یا بدون تنش انتظار داشت.
قابل توجه ترین نوع تغییرات می تواند حضور یک پروتئین تنها در ژنوتیپ مقاوم در شرایط تنش باشد. چنین چیزی ممکن است به این معنی باشد که ژنوتیپ مقاوم در شرایط تنش توان بیان ژنی را دارد که ژنوتیپ حساس فاقد آن است. می توان با مطالعه بیشتر تفرق این پروتئین در نسل های در حال تفرق، رابطه آن را با مقاومت گیاه به تنش بهتر بررسی کرد.
-
تغییرات مربوط به حضور یا عدم حضور (P/A) ممکن است به یکی از دلایل زیر باشد:
۱ – وجود یا نبود پروتئین (P/A) حاصل یک تغییر مکانی (PS) است که در آن یکی از پروتئین های تغییر مکان یافته قابل شناسایی نیست. در این صورت جایگاه ژنی مرتبط با حضور یا عدم حضور پروتئین، همان ژن ساختاری پروتئین است (مشابه با PS).
۲ – وجود یا نبود پروتئین ممکن است حاصل تغییرات کمی پروتئین باشد، به نحوی که مقدار یکی از پروتئین ها کمتر از سطح قابل شناسایی توسط روش رنگ آمیزی و نرم افزار است. در این صورت این نوع تغییرات کمی به عنوان P/A شناسایی میشوند. بنابراین جایگاه ژنی مرتبط با P/A یک ژن تنظیم کننده کنترل کننده مقدار بیان پروتئین است.
در ژل های الکتروفورز دو بعدی حاصل از نتاج F2 پروتئین هایی که تغییرات حضور یا عدم حضور پروتئین را داشتند، تفرق ۳۰۱ پروتئین را نشان دادند. این موضوع نشان دهنده کنترل تغییرات P/A پروتئین توسط عناصر تنظیم کننده اصلی است.
منبع: کتاب نشانگرهای مولکولی، انتشارات دانشگاه تهران
دیدگاهتان را بنویسید