كاربرد راديوايزوتوپ‌ها در بيولوژي (زيست‌شناسي)2

كاربرد راديوايزوتوپ‌ها در بيولوژي (زيست‌شناسي)قسمت-۲

 سنتز پروتئين

اسيدهاي آمينه راديواكتيو نقش حياتي در مطالعه فرآيندهاي مربوط به سنتز پروتئين و شكسته شدن در ارگانيزم زنده را ايفاء نمودند. ملاحظه شد هنگامي كه اسيدهاي آمينه راديواكتيو به حيوانات تزريق شود، پروتئين‌هاي حاصل از بافت‌هاي گوناگون راديواكتيو مي‌شوند.

هنگامي كه لئوسين راديواكتيو با اتيكوسيت‌ها كشت شدند و نمونه‌هاي زنجيره‌اي پروتئين در زمان‌هاي گوناگون جداسازي شدند، نتيجه‌گيري شد كه سنتز زنجيره پلي پپتيد در پايانه آمينو شروع شده و با افزايش باقي‌مانده‌هاي اسيد آمينه به پايانه كربوكسيل اضافه شده‌اند. با نشان‌دار كردن راديواكتيو در جزء اسيدآمينه، اين امكان جهت كشف رمز وجود دارد كه تري نوكلئوتيد(سه گانه) كودون نهايتاً به چه امينواسيدي تبديل مي‌شود.

 

نقشL – S³⁵ متيونين در تحقيقات بيولوژيكي

L -S³⁵ متيونين روش مهم ويژه‌اي در مطالعه سنتز پروتئين با توجه به نقش آن به عنوان شروع كننده سنتز پروتئين مي‌باشد(جدول 17 .2). همچنين به عنوان ردياب راديواكتيو در جداسازي و خالص‌سازي يك مولكول همچون – فاكتور بارور زودرس حاصل از ليمفوسيت زنان باردار مي‌باشد. كاربرد ديگر اين مولكول كاربرد آن براي مطالعه اثرات پرولاكتين روي Secretion و سنتز پرده بيروني جنين انساني گونادوتروپين (gonadotropin) (HCG) در جفت‌جنين خارجي مي‌باشد.

جدول 17 .2 : تركيبات نشان‌دار مهم به كار رفته در تحقيقات علوم زيستي

 

نام	روش تهيه	اكتيويته ويژه	زمينه كاربرد
تايميدين ـ متيل-H^3	شيميايي	20 كوري بر ميلي‌مول	سنجش گسترش سلول
L-S^35 ـ ميتونين	سنتز بيولوژيكي	1100 كوري بر ميلي‌مول	مطالعه سنتز پروتئين
گلوگز-U-C^14	سنتز بيولوژيكي	300ميلي‌كوري‌برميلي‌مول	مطالعات متابوليسم كاشت
g ـP^32ـATP	آنزيمي	5000 كوري بر ميلي مول	تكنولوژي DNA مركب

 

سنتز L- S³⁵  ميتونين

سنتز ميكروبيL-S³⁵ ميتونين با رشد يك ميكروارگانيزم مناسب در يك ماده با حداقل سديم S³⁵ – سولفات به عنوان چشمه انحصاري سولفور، انجام مي‌پذيرد. پس از رشد، پروتئين نشان‌دار با S³⁵ هيدروليز اسيدي بوده و اسيدهاي آمينه به وسيله روش‌هاي كروماتوگرافي جداسازي و خالص‌سازي شده‌اند.

 

سنتز نوكلئوتيد پيورين (Purine)

توضيحات روي فرآيند بيوسنتز نوكلئوتيد پيورين سنتزي ابتدا به وسيله به كار‌گيري مولكول‌هاي ماده اوليه نشان‌دار انجام مي‌پذيرفت. در اين مطالعه، حيوانات با مواد اوليه نشان‌دار با ساختار شيميايي گوناگون خوراك‌دهي شدند. نوكلئوتيد‌هاي پيورين تشكيل شده جداسازي و محل اشتراك راديواكتيويته در نوكلئوتيد شناسايي شدند.

 

سنجش‌هاي ليگاند راديواكتيو

سنجش‌هاي راديواكتيو روش‌هاي بي‌نهايت حساس و خاص تجزيه‌اي به كار رفته در اندازه‌گيري مواد بيولوژيكي همچون هورمون‌ها، ويتامين‌ها، داروها، پروتئين‌ها، باكتري‌ها و آنتي‌ژن‌هاي ويروسي هستند. سنجش براساس واكنش پيوندي خاص مولكول‌هاي بيولوژيكي مورد تجزيه (آناليت‌ها) با عوامل پيوندي ماكرو مولكول‌هاي ويژه (پيوند‌زن‌‌ها) همچون آنتي‌بادي‌ها و مولكول‌هاي گيرنده مي‌باشد. در عمل،درصد ممانعت ماده تجزيه‌شونده نشان‌دار شده با پيوند‌دهنده به وسيله ماده آناليت غير‌نشان‌دار اندازه‌گيري مي‌گردد. روش به كار رفته در سنجش ليگاند همانند راديوايمونواسي (RIA) است كه در فصل 16 توضيح داده شد.

 

نوع سنجش‌ها                       پيوند‌دهنده

راديوايمونواسي                              آنتي‌بادي

سنجش راديوآنزيمي                        آنزيم

سنجش پيوندي پروتئين      پروتئين پيوندي

سنجش گيرنده راديواكتيو     گيرنده 

 

            I¹²⁵، H³ و C¹⁴ راديونوكليدهايي هستند كه معمولاً در اين سنجش‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرند. اين سنجش‌ها داراي كاربردهايي در علوم كاشت، علوم دامپزشكي، ميكرو بيولوژي، مونيتورينگ درماني داروها، ارزيابي فرمولاسيون، آشكارسازي كمي دوپينگ در ورزش و مطالعات محيطي هستند.

 

پيوند گيرنده

تركيبات نشان‌دار كاربردهايي را در مطالعه گيرنده‌ها و پيوند گيرنده پيدا كرده‌اند. گيرنده‌‌ها بيومولكول‌هايي هستند، غالباً به صورت پروتئين در طبيعت وجود دارند كه قادر به پيوند شدن بخصوص با ليگاند‌هايي همچون هورمون‌ها، نئوراترنسميترها و پپتيدهاي فعال بيولوژيكي هستند. پيوندگيرنده نقش مهمي را در اثرات متعدد بيولوژيكي مرتبطي با مولكول‌هاي بيولوژيكي همچون هورمون‌ها ايفاء مي‌كند، مثلاً هورمون تحريكي تيروئيد(TSH) با گيرنده تيروئيد پيوند داده و توليد هورمون تيروئيد را تحريك مي‌كند. انسولين با گيرنده‌هاي خود در سلول‌ها پيونده داده و متابوليسم كربوهيدرات را به وجود مي‌آورد. مطالعات پيونـد گيرنده نقش

مهمي را در فهم بيماري‌هاي گوناگون ايفا نموده و براي تشخيص آن‌ها كمك مي‌كنند.

 

اتوراديوگرافي

اتو راديوگرافي يك روش معمول در علوم بيولوژيكي براي شناسايي محل قرار گرفتن هورمون‌ها و مولكول‌هاي بيولوژيكي ديگر در ارگانيزم‌ها است. اين روش مستلزم تزريق تركيب نشان‌دار به حيوان مورد مطالعه مي‌باشد. پس از مدت زمان معين قطعاتي از بافت بدن برش خورده و براي به دست آوردن اوتوراديوگراف در مقابل فيلم عكاسي قرار مي‌گيرد. اين روش مي‌تواند براي مطالعه اعضاء و بافت‌ها در كل حيوانات و نيز اعضاء سلول فردي به كار رود.

 

كاربردها

كشت‌هاي سلولي مستعد آلودگي به وسيله مايكو پلاسماها بوده و لذا لازم است براي حضور اين ميكروارگانيزم ها غربال شوند. اين روش براساس اين اصل است كه هنگامي كه سلول‌هاي غيرعفوني در مقابل تايميدين-H³ پرتوگيري كردند حضور خود را صرفاً در هسته آشكار نموده در حاليكه سلول‌هاي آلوده به وسيله مايكوپلاسما حضور تايميدين- H³ را در سطوح بيروني هسته آشكار مي‌كنند. اين به دليل شكافتگي تايميدين – H³ به تايميدين (پايه آزاد) به وسيله مايكوپلاسما است.

همانگونه كه در اين فصل توضيح داده شده، مولكول‌هاي ارائه شده در جدول 17 . 2 مثال‌هايي از تجهيزات بيولوژيكي به كار رفته براي توضيح مكانيسم مسيرهاي گوناگون بيولوژيكي هستند.