شروع مجدد دوره: 26 آبان | 3 آذر | 16 آذر

تعداد جلسات: 20 جلسه | مدت زمان آموزشی: 100 ساعت | هزینه 2 میلیون تومان

سنتز cDNA|آموزش PCR|نحوه بافر سازی و محلول سازی و…

آزمایشگاه ژنیران میزبان شما در دوره های کارآموزی ژنتیک مولکولی می باشد.

🔴👆😉برای کسب اطلاعات بیشتر از دوره های کارآموزی ژنتیک مولکولی ویدیو بالا را مشاهده فرمایید👆😉🔴

امروزه شاخه ژنتیک مولکولی به یکی از مهم ترین شاخه ها در زمینه های مختلف پزشکی و زیست شناسی مبدل گشته است. چرا که کل پایه حیات و بروز صفات مختلف در آن ها بر پایه ژنتیک بوده و آن چه که مشخص می کند یک موجود زنده چه شکلی داشته و چه صفاتی را از خود نشان دهد. در اهمیت این شاخه می توان گفت هرچه ما بیشتر مسائل مربوط به ژن ها را بیشتر بشناسیم، بهتر می توانیم به بررسی آن موجود زنده بپردازیم و بیماری های ژنتیکی را راحت تر تشخیص و درمان کنیم. یک بیماری ژنتیکی که در اثر تغییرات در سطح ژنوم به وجود می آید می تواند اثرات خود را در سطوح مختلف ژنومیک، پروتئومیک و سایر بیومولکول ها نشان دهد.

آزمایشگاه ژنیران با برگزاری دوره کارآموزی ژنتیک مولکولی دانشجویان را قادر به بررسی و پژوهش در رابطه با مسائل مختلف در زمینه ژنتیک می کند. دوره کارآموزی ژنتیک مولکولی شامل ۲۰ جلسه علمی-عملی می باشد که در این مدت کارآموزان زمان مناسب را جهت یادگیری تمامی تکنیک های مربوطه و انجام آن ها به شکل عملی داشته و به خوبی تمامی سرفصل ها را یاد می گیرند. آزمایشگاه ژنیران در دوره های کارآموزی خود، تلاش بر آن دارد که تقسیم بندی گروه ها را بسته به شرایط افراد از نظر زمانی انجام داده و با تشکیل گروه های ۴ نفره، کیفیت آموزشی را بالا ببرد. در این دوره دانشجویان پس از آشنایی کلی با محیط آزمایشگاه ژنتیک مولکولی، با اصول ایمنی مربوطه نیز به شکل تئوری آشنا می شوند و در جلسات بعد از آموخته های خود در رابطه با ایمنی زیستی آزمایشگاه های ژنتیک مولکولی، استفاده می کنند. در ادامه تمامی سرفصل ها تک به تک به شکل تئوری آموزش داده شده و سپس پس از انجام تکنیک توسط استاد مربوطه، توسط هر فرد به تنهایی تکنیک مجددا تکرار می گردد. لذا با تکرار مناسب تکنیک ها دانشجویان به خوبی تمامی سرفصل را آموخته و در اتمام دوره قادر به انجام تمامی آن ها خواهند بود.

کارآموزی ژنتیک مولکولی

سرفصل های کارآموزی ژنتیک مولکولی:

دانشجویان پس از گذراندن دوره کارآموزی ژنتیک مولکولی مدرک معتبر دریافت کرده و می تواند به عنوان رزومه آن ها محسوب گردد. این مدرک اعتبار کافی جهت ارائه به دانشگاه های مختلف جهت اخذ بورسیه تحصیلی داشته و افراد می توانند با گذراندن دوره ژنتیک مولکولی، هم از نظر رزومه و هم از نظر عملی، مصاحبه های مورد نظر را با موفقیت پشت سر بگذارند. همچنین با تکنیک ورزی در دوره کارآموزی ژنتیک مولکولی، قبولی در مقطع دکتری و عبور از مرحله سخت مصاحبه بسیار مرتفع خواهد گشت.

برای مشاهده بخش مرتبط روی لینک های زیر کلیک کنید:

کارگاه های ژنیران

لیست امکانات و تجهیزات آزمایشگاه ژنیران

آزمایشگاه ژنتیک مولکولی

خدمات ژنتیک مولکولی

درسنامه مولکولی (پیش نیاز دوره)

ژنتیک مولکولی در وهله اول روابط بین مولکول های زیستی RNA و DNA و کاربرد ان ها در سنتز انواع پلی پپتید ها و پروتئین ها را مورد بررسی قرار می دهد. اطلاعات ژنتیک ذخیره شده در کد های DNA (مولکول زیستی بسیار پایدار از نظر شیمیایی )با دقت بالا کپی شده و به سلول های دختری منتقل می شود. نواحی از مولکول DNA که وظیفه ساخت یک مولکول RNA را برعهده دارند ژن می نامند. ژنوم یوکاریوت ها از دو بخش ژنوم هسته ای و ژنوم میتوکدریایی تشکیل می شود.DNA هسته ای دارای چند ده هزار ژن به علاوه نواحی تکراری است در حالی که DNA میتوکندریایی از ژن های اندک (دهها تا صدها ژن) تشکیل شده اند. DNA دو رشته از طریق فرایند رونویسی، RNA تک رشته را ساخته ،RNA های پیامبر (mRNA) به ریبوزوم ها منتقل شده و به شکل گروه هایی از سه نوکلئوتید (کدون) رمزگشایی می شوند و ساختار خطی امینواسیدی تشکیل دهنده پلی پپتید ها را می سازند.

ساختار اسید های نوکلئیک(RNA , DNA) :

DNA و RNA ساختارهایی بسیار مشابه دارند. هر دو واجد زیرواحدهای مونومری نوکلئوتید که در نهایت پلیمر RNA و DNA را می سازند هستند. این دو ماکرومولکول در موارد زیر با هم تفاوت دارند:

DNA دورشته ای است در حالیکه RNA تک رشته است

RNA (ریبونوکلئیک اسید) دارای قند ۵ کربنه ریبوز بوده در حالی که DNA(دئوکسی ریبو نوکلئیک اسید) از قند ۵ کربنه دئوکسی ریبوز(حذف گروه هیدروکسیل -OH کربن دو) ایجاد شده است.

DNA دارای چهار باز الی Aادنین , تیمینT, سیتوزینC ,گوانینG است در حالی که در RNA باز تیمین با باز یوراسیل U جایگزین شده است.

ساختار نوکلئوتید:

هر نوکلئوتید در حالت ازاد و منفرد  دارای یک قند ۵ کربنه ریبوز یا دئوکسی ریبوز ،یک باز الی متصل به کربن یک پریم و سه گروه فسفات متصل به کربن ۵ پریم است.

باز های الی  از حلقه های هتروسیکلیک اتم های کربن و نیتروژن تشکیل شده اند.باز های الی به دودسته تک حلقه ای ها (پیریمیدین) و دو حلقه ای ها (پورین) تقسیم می شوند. باز های تیمین T ،سیتوزین C و یوراسیل U پیریمیدین بوده و باز های ادنین A و گوانین G جزو دسته پورین ها قرار دارند.

باز الی به کربن یک پریم از قند پنج کربنه متصل می شود این ساختار را نوکلئوزید می نامند. سه گروه فسفات به کربن ۵ پریم قند اتصال می یابند و ساختار نوکلئوتید را شکل می دهند.نوکلئوتید های سازنده DNA دئوکسی نوکلئوزید تری فسفات (dNTP) و نوکلئوتید های سازنده رشته RNA نوکلئوزید تری فسفات(NTP) می باشند.نوکلئوتیدها زمانی که در رشته DNA یا RNA به عنوان واحد سازنده وارد می شوند دو فسفات انتهایی خود را از دست داده و به شکل مونو فسفاته تبدیل می شوند.

با علم به اینکه مولکول های باردار در اب بسیار محلول می باشند مولکول های زیستی RNA و DNA نیز به دلیل داشتن گروه های فسفات پلی انیون هایی با بار منفی محسوب شده و در اب حل می شوند. RNA و DNA ساختمانی نردبانی شکل دارند به این ترتیب که اسکلت این نردبان را واحدهای قند و فسفات به طور یک در میان با پیوندهای فسفودی استری ۳ پریم و ۵ پریم تشکیل داده و پله های ان را جفت بازهای الی که از طریق پیوند هیدروژنی به هم متصل شده اند تشکیل می دهد.جفت باز ها بر اساس قوانین واتسون و کریک به هم اتصال می یابند بنابراین در مقابل هر باز پورین یک باز پیریمیدین قرار می گیرد. A روبروی T و C در مقابل G.

جفت بازهای CG از طریق سه پیوند و جفت باز های AT از طریق دو پیوند هیدروژنی کنار هم قرار می گیرند.با این شرایط تعداد T با تعداد A و تعداد C با تعداد G برابر می شود بنابراین می توان ترکیب باز های DNA را با ذکر درصد GC (درصدG + درصدC)در ترکیب ان مشخص نمود. برای مثال ترکیب DNA با ۵۶% GC  شامل ۲۸% G ،۲۸% C و ۲۲%T و ۲۲%  A است.

ساختمان نردبانی شکل DNA حول یک محور فرضی چرخیده و ساختار مارپیچ شکل به خود می گیرد. این چرخش به همراه تابیدگی ملایم دو شیار کوچک و بزرگ را در DNA تشکیل می دهد. به دلیل انکه پیوند های فسفودی استری بین کربن ۳ پریم از یک   نوکلئوتید با فسفات کربن ۵ پریم از نوکلئوتید مجاور تشکیل می شوند دو انتهای یک رشته DNA خطی با هم تفاوت دارند به این نحو که در یک انتها فسفات متصل به کربن ۵ پریم ازاد بوده و در اتصال با نوکلئوتید دیگری قرار ندارد از طرف دیگر درانتهای ۳ پریم نوکلئوتید دارای یک گروه ۳ پریم OH ازاد خواهد بود که در تشکیل پیوند شرکت نکرده است.براساس قوانین واتسون و کریک دو رشته DNA قرار گرفته روبروی هم نسبت به هم جهت عکس دارند و به فرم موازی ناهم سو هستند.دو رشته یک مولکول DNA دارای توالی های مکمل بوده به گونه ای که با دانستن توالی های بازی یک رشته می توان به اسانی توالی رشته مکمل را حدس زد.به طور معمول DNA را با نوشتن توالی بازی تنها یکی از رشته ها در جهت       ۳ ۵ که جهت سنتز RNA و یا DNA جدید از روی الگوی DNA می باشد توصیف می کنند.

همانندسازی:

همانندسازی فرایندی است که از طریق ان یک مولکول دو رشته ای DNA مضاعف شده و از ان دو مولکول DNA دو رشته ای حاصل می شود. دانستن کامل همانندسازی و شیوه انجام ان در بدن به فهم دیگر روش های تکثیری DNA در محیط ازمایشگاه همچون PCR کمک شایانی خواهد کرد. برای شروع ساخت DNA جدید ابتدا می بایست مبدا های همانند سازی خاصی شناسایی شود سپس پیوند های هیدروژنی دو رشته DNA در این محل گسسته شده و دو رشته از هم جدا شوند این عمل به وسیله انزیم هلیکاز در سلول رخ می دهد و چنگال همانندسازی به شکل Y تشکیل می شود. سپس هر رشته به عنوان الگو برای ساخت رشته جدید قرار خواهد گرفت در نتیجه دو رشته ای جدید تشکیل شده از یک رشته مادری و یک رشته دختری تازه سنتز شده به این نحو از همانندسازی فرم نیمه حفاظتی اطلاق می شود. انزیم DNA پلیمراز جهت ساخت رشته مکمل از چهار داکسی نوکلئوزید تری فسفات (dTTP,dGTP;dCTP;dATP) استفاده می کند. انزیم DNA polymerase برخلاف انزیم RNA polymerase به انتهای ۳پریم OH ازاد در ناحیه شروع همانندسازی برای ادامه رشته نیاز دارد و قادر به شروع ساخت رشته جدید از یک الگوی تک رشته ای برهنه نمی باشد. سر ۳ پریم OH  ازاد به وسیله یک قطعه کوتاه الیگونوکلئوتیدی به نام اغازگر یا پرایمر تامین می شود. پرایمر از جنس RNA به وسیله انزیم پرایمازساخته می شود. رشته DNA در جهت ۳ به ۵ رشته رهبر(Leading) و رشته مقابل در جهت ۵ به ۳ رشته پیرو(Lagging)است . جهت همانندسازی و سنتز رشته جدید همیشه از ۵ پریم به ۳ پریم است بنابراین جهت سنتز رشته رهبر در جهت حرکت چنگال همانندسازی است در حالیکه رشته پیرو در خلاف حرکت انزیم پلیمراز قرار دارد بنابراین منقطع و ناپیوسته ساخته می شود.قطعات حاصل از همانندسازی رشته پیرو در نهایت بعد از حذف پرایمرهای RNA از ابتدای DNA های تازه سنتز شده به وسیله انزیم لیگاز به یک دیگر متصل می شوند. از این رو همانندسازی را یک فرایند نیمه منقطع یا semi-discontinuous می نامند.

DNA به عنوان ماده کلیدی در ذخیره سازی و انتقال اطلاعات ژنتیکی و حمایت از عملکرد کروموزوم و داشتن رمزهای ارزشمند در غالب ژن برای ساخت RNA و پلی پپتیدهایی که بین سلول ها تفاوت ایجاد می کنند بسیار مطرح و قابل توجه هستند.

ژن ها قطعات DNA پراکنده ای هستند که در فاصله های متغیر در طول توالی DNA قرار دارند و به عنوان الگویی برای ساخت انواع مولکول های RNA مکمل مورد استفاده قرار می گیرند به فرایند ساخت RNA از روی DNA رونویسی و یا بیان ژن اطلاق می شود.پس از ان رونوشت اولیه RNA طی مراحلی بالغ شده و در نهایت یک RNA دارای عملکرد از روی رشته DNA ساخته خواهد شد. اساسا ترکیب توالی DNA در تمام سلول های یک جاندار یکسان است و در واقع تفاوت بین سلول ها به دلیل تفاوت در سطح بیان ژن ها در مرحله رونویسی است. در این میان یک دسته از ژن ها بیان تقریبا ثابتی را در همه سلول های بدن نشان می دهند این ژن ها را به اصطلاح ژن های خانه دار یا housekeeping می نامند ،در واقع عملکرد ژن های خانه دار برای حیات سلول ها ضروری و بنابراین بیان انها در هر سلول اجباری است. برای مثال این ژن ها در فرایندهای پایه ای سلول همچون گلیکولیز و اسکلت سلولی نقش دارند. ژن های دیگر بیان اختصاصی بافتی نشان می دهند و یا اینکه در زمان های خاصی از مراحل تکوین و یا چرخه سلولی بیان می شوند.

رونویسی:

فرایندی که طی ان از یک دو رشته ای DNA یک تک رشته RNA ایجاد می شود را رونویسی و یا transcription می نامند.هر دو رشته تشکیل دهنده DNA می توانند به عنوان الگو برای ساخت RNA قرار بگیرند. رشته الگو را Template یا انتی سنس antisense و رشته غیر الگو را nontemplate یا سنس sense می نامند. رونویسی برای انجام نیاز به توالی های تنظیمی مهمی در بالادست ژن دارد این توالی ها که تحت عنوان پروموتر نامیده می شوند محل شناسایی فاکتورهای رونویسی بوده که هدایت و فعالسازی انزیم RNApolymerase را برعهده دارند. موجودات یوکاریوتی دارای سه گروه RNA polymerase هستند.

 RNApol IکدکنندهRNA های ریبوزومی۲۸ srRNA  ۱۸ srRNA و ۵٫۸ srRNA  

RNApol III  کدکننده ۵srRNA ،tRNA ،U6 snRNA و دیگر انواع RNA های کوچک غیرکدکننده می باشد.

ژن های miRNA ،mRNA اغلب snRNA ها و snoRNA ها نیز توسط RNApol II کد می شوند.

  •  snRNA: RNA های کوچک هسته ای
  • snoRNA: RNA های کوچک هستکی
  • tRNA: RNA ناقل
  • rRNA: RNA ریبوزومی
  • mRNA: RNA پیک

پیرایش و پردازش RNA:

اکثر ژن های مهره داران (تقریبا تمام ژن های کدکننده پروتئین mRNA و برخی از ژن های RNA)اولین رونوشت RNA ای که از ان ها در سلول ساخته می شود خام بوده و باید تحت فرایندهای مشخصی بالغ شود. این عمل ها تحت عنوان پردازش(end modification) و پیرایش (splicing)بیان می شوند.

RNA های ساخته شده توسط RNApol II دستخوش اصلاحاتی در انتهای ۵ و ۳ توالی می شوند. مدت کوتاهی بعد از شروع ساخت RNA اولیه که در ادامه به mRNA تبدیل می شود یک نوکلئوتید گوانین متیله، به جای پیوند معمول ۳OH به ۵P از طریق پیوند غیر طبیعی ۵P به ۵P به نوکلئوتید اول از سر ۵ اتصال می یابد. به این فرایند کلاهک گذاری گفته می شود.از جمله مهمترین نقش های این کلاهک می توان به محافظت انتهای ۵ در برابر حمله نوکلئازها ، تسهیل پیرایش RNA و تسهیل انتقال mRNA از هسته به سیتوپلاسم را نام برد. سنتز محصولات انزیم های RNApol I و RNApol III پس از شناسایی محل اختتام رونویسی متوقف می شود در حالی که انتهای مولکول های mRNA حاصل از RNApol II بعد از خاتمه رونویسی برش خورده و یک توالی شامل نوکلئوتیدهای ادنین پشت سر هم به انتهای ۳ ان اضافه می شود. طی فرایند پلی ادنیلاسیون حدودا ۲۰۰ نوکلئوتید ادنین (AMP) به ۳ اضافه شده و دم پلی A تشکیل می دهد. این دنباله پلی ادنینی در انتقال mRNA  به سیتوپلاسم و پایداری ان همینطور شناسایی mRNA توسط ماشین پروتئین سازی (ریبوزوم) کمک می کند.

mRNA های اصلاح شده سپس باید در معرض پیرایش (splicing) قرار گیرند. اسپلایسینگ فرایندی است که طی ان اینترون ها حذف و اگزون ها به هم اتصال می یابند. اگزون ها دارای کدون های رمز کننده پروتئین هستند در حالی که هیچ رمز ژنتیکی کدکننده محصول نهایی در اینترون ها وجود ندارد. اسپلایسینگ با شناسایی نواحی مرزی بین اگزون ها و اینترون ها اغاز می شود به نحوی که هر اینترون با یک دی نوکلئوتید GT اغاز شده و به یک دی نوکلئوتید AG ختم می شود. قانون  (GT-AG)این نواحی splice site نامیده می شوند. اپلایس سایت ها به شدت حفاظت شده هستند. علاوه بر نواحی GT-AG راهنماهای دیگری نیز در اینترون وجود دارند تا به وسیله انها فاکتورهای اسپلایسینگ در برش اینترون ها و اتصال صحیح اگزون ها دچار خطا نشوند. یکی دیگر از این توالی های راهنما تحت عنوان ناحیه انشعاب (Branch site) در فاصله حدودا ۴۰ نوکلئوتیدی بالادست ناحیه AG واقع می باشد.

اسپلایسینگ به وسیله یک کمپلکس بزرگ پروتئینی به نام اسپلایسئوزوم انجام می شود.کمپلکس اسپلایسئوزوم دارای پنج نوع snRNA(U1,U2,U4,U5,U6) و بیش از  ۵۰ پروتئین است. مولکول های snRNA به همراه این پروتئین ها ذرات ریبونکلئوپروتئینی کوچک هسته ای (snurp or snRNP) را تشکیل می دهند.

توالی قسمتی از U1snRNA مکمل توالی مورد توافق جایگاه دهنده پیرایشی (donor site) می باشد در نتیجه این دو RNA به هم متصل می شوند از طرفی مولکول U2snRNA با جایگاه انشعاب پیوند می دهد سپس یک حمله نوکلئوفیلی نوکلئوتید G انتهای ۵ را به نوکلئوتید A جایگاه انشعاب وصل کرده و یک ساختار کمند شکل را ایجاد می کند. حمله نوکلئوفیلی انتهای انتهای ۳ اگزون بالادستی سبب برش و ازاد شدن RNA اینترونی به شکل یک کمند شده و دو قطعه RNA اگزونی به یکدیگر وصل می شوند.