Dr.Hossein.M.Al
02-17-2010, 04:59 PM
معرفی چندشكلی ژنهای كاندیدا در برنامه نوین اصلاح نژاد دام و طیور
چكیده:
مدلهای استفاده شده در ژنتیك كمی عمدتا اثر تجمعی ژنهایی را كه عهده دار ایجاد تنوع در صفات می باشند مورد توجه قرار می دهند و فرض اصلی در این مبحث، تفكیك همزمان بسیاری از ژنهای كوچك اثر می باشد. این موضوع مورد تردید است كه همه ژنهای مؤثر بر صفات كمی اثرات جزئی داشته باشند و ممكن است برخی از این ژنها سهم عمده ای در تنوع صفات به خود اختصاص داده باشند. متخصصین ژنتیك مولكولی قادر به تعیین ژنوتیپ آنها با استفاده از تكنیك های مولكولی بوده و قادرند بطور مستقیم نشان دهند كه چگونه تنوع فنوتیپی از تنوع ژنتیكی موجود در ژنوم موجود ناشی می شود امروزه تكنیك های مولكولی و ژنتیك كمی بصورت مكمل یكدیگر استفاده می گردند. دو دیدگاه عمده برای تعیین ژنوتیپ در ژنتیك وجود دارد كه عبارتند از: 1- استفاده از نشانگرهای غیر مستقیم، كه در این روش تعیین ژنوتیپ با استفاده از نشانگرهایی كه بر روی قطعه كروموزومی خاصی است صورت میگیرد. 2- دیدگاه ژنهای كاندیدا است كه در این روش با توجه به اطلاعات موجود، خود ژن كنترل كننده صفت كه پروتئین خاصی را كد می كند مورد بررسی قرار می گیرد كه در واقع این ژنها به عنوان ماركرهای مستقیم صفات بیولوژیكی و فیزیولوژیكی بكار گرفته می شوند. این مقاله سعی دارد در یك نگرش اجمالی برخی از ژنهای كاندیدا برای كنترل صفات مهم اقتصادی یا ژنهای مرتبط با بروز ناهنجاری های ژنتیكی را معرفی كند.
1- ژن كاپا كازئین (K-Casein Gene):
ژنهای بخش كازئین شیر به چهار گروه عمده K-Casein (با وزن مولكولی 19800 دالتون و 169 اسید آمینه)، Beta-Casein (با وزن مولكولی 24000 دالتون و 209 اسید آمینه)، as1-Casein (با وزن مولكولی 23000 دالتون و 199 اسید آمینه) و as2-Casein (با وزن مولكولی 25000 دالتون و 207 اسید آمینه) تقسیم می شوند كه در گاو، بر روی كروموزوم شمار 6 و در گوسفند و بز بر روی كروموزوم شماره 4 قرار گرفته اند. كاپا كازئین یكی از مهمترین پروتئینهای شیر است و توسط ژنی با پنج اگزون و چهار اینترون كنترل می گردد. مقدار پنیر تولیدی و همچنین مانده گاری شیر در خارج از یخچال بطور مستقیم به خصوصیات كاپا كازئین شیر بستگی دارد. الل B ژن كاپاكازئین كه حاصل بروز جهش نقطه ای (T/C) در موقعیت اگزون 4 می باشد موجب بالا رفتن راندمان تولید شیر به پنیر می شود در كاتالوگهای اسپرم ژنوتیپهای BB یا AB بیانگر ژنوتیپ های مطلوب برای تولید شیر مورد استفاده در كارخانجات پنیرسازی می باشد. كه موجب كاهش زمان انعقاد شیر و بالارفتن ثبات و استحكام دلمه شدن آن می شود.
2- ژن بتالاكتوگلوبولین (Beta-lactoglobulin):
بتالاكتوگلوبولین پروتئین اصلی بخش آب پنیر شیر نشخواركنندگان است كه دارای وزن مولكولی 18200 دالتون است كه در گاو و بز بر روی كروموزوم شماره 11 و در گوسفند بر روی كروموزوم شماره 3 تعیین نقشه شده است. ژن بتالاكتوگلوبولین در گوسفند دارای 9737 جفت باز است و شامل 7 اگزون و 6 اینترون می باشد كه اگزون 7 این ژن كاملا غیر فعال است و 6 اگزون اولیه مسئول تولید پروتئین بتالاكتوگلوبولین می باشند. ارتباط چندشكلی های موجود در این ژن با صفات تولیدی به خوبی مورد بررسی قرار گرفته است. ژن آلفا لاكتالبومین یكی دیگر از ژنهای بخش آب پنیر است كه در گاو در كروموزوم 5 و در گوسفند در كروموزوم 3 شناسائی شده است و دارای 1400 دالتون وزن مولكولی است.
3- ژن فسفوانول كربوكسی كیناز (PEPCK):
این ژن آنزیمی را تولید می كند كه این آنزیم، آنزیم كلیدی مسیر گلوكونئوژنز می باشد یعنی مسیری كه از طریق آن از سوبستراهای متنوع غیر كربوهیدراته، گلوكز خالص بدست می آید. این آنزیم با سوبسترا قرار دادن فسفوانول و دكربوكسیلاسیون آن باعث تشكیل اگزالواستات پیروات می شود. بطور كلی دو نوع آنزیم فسفوانول كربوكسی كیناز وجود دارد كه به دو دسته میتوكندریایی (PEPCK-M) و سیتوزولی (PEPCK-C) تقسیم می شود ژن كد كننده این آنزیم بعنوان یك ژن كاندیدا برای شناسائی تنوع اللی و ارتباط آن با صفات اقتصادی مرتبط با پرورش طیور شناخته شده است و عمدتا ناحیه پروموتور این ژن جهت تعیین ژنوتیپ بكار می رود. از طرفی ژن PEPCK-M ممكن است ژن پروموتور برای حساسیت یا مقاومت به بیماری مارك (Marek disease) باشد.
4- مجموعه ژنی كالپاین، كالپاستاتین (Calpain/Calpastatin):
تا كنون سه آنزیم از خانواده كالپاینها شناسائی شده كه عبارتند از W-Calpain، M-Calpain و Calpastatin. كه این آنزیمها نقش مهمی در رشد ماهیچه های اسكلتی و میزان تردی گوشت بعد از ذبح دارند كه كالپاستاتین آنزیمی با عملكرد متفاوت در این سیستم می باشد. اكنون بخوبی روشن شده كه تجزیه پروتئینهای میوفیبریل ماهیچه كه توسط آنزیمهای كالپاین صورت می گیرد عمده ترین عامل تردی گوشت در هنگام جمود نعشی می باشد علاوه بر این به نظر میرسد كه كالپاستاتین یك ممانعت كننده ویژه آندوژنوسی وابسته به كلسیم می باشد كه از عمل آنزیمهای كالپاین جلوگیری میكند و از این طریق میزان تردی گوشت بعد از كشتار را عهده دار می باشد.
5- مجموعه ژنی هورمون رشد، گیرنده هورمون رشد (GH/GHR):
ژن هورمون رشد دارای 5 اگزون و 4 اینترون می باشد كه كد كننده پروتئینی با 191-190 اسید آمینه می باشد كه از غده هیپوفیز قدامی ترشح می شود این هورمون نقش كلیدی در فرایندهای متابولیكی مانند رشد، تولید مثل، پیری، پاسخهای ایمنی، بلوغ، اشتها، چربی لاشه و اسپرماتوژنز دارد بررسی جهشهای موجود در نواحی مختلف این ژن همواره مورد توجه بسیاری از متخصصان اصلاح نژاد می باشد. ارتباط چندشكلیهای این ژن با خصوصیات تولید شیر بطور وسیعی مورد بررسی قرار گرفته است. ژن گیرنده هورمون رشد دارای 10 اگزون و 9 اینترون می باشد كه دایمر شدن آن با هورمون رشد، برای انتقال پیام هورمون رشد به داخل سلول لازم می باشد. ارتباط ژن گیرنده هورمون رشد با فنوتیپ كوتولگی و همچنین با خصوصیات تولید شیر و وزن از شیرگیری و وزن كشتار در سطح وسیعی بررسی شده است.
6- ژن لپتین (Leptin gene):
لپتین از واژه Leptus به معنی لاغری گرفته شده است این هورمون در نتیجه جهش ایجاد شده در سطح ژن مسئول چاقی تولید میشود منبع اصلی ترشح لپتین سلولهای آدیپوسیت بافتهای چربی بخصوص آدیپوز سفید می باشد. اعتقاد بر این است كه این هورمون عمده ترین كنترل كننده اشتها، متابولیسم انرژی، بلوغ، باروری، ایمنی و افزایش وزن بدن می باشد. این ژن دارای 3 اگزون و 2 اینترون می باشد و از لحاظ اصلاح نژاد برای بهبود و كیفیت گوشت، باروری، بازده مصرف خوراك و تولید شیر حائز اهمیت است.
7- ژنهای (PIT1/IGF1 (PIT1/IGF1 gene:
ژن PIT1 بعنوان یك فاكتور اختصاصی نسخه برداری در غده هیپوفیز شناسائی شده است. پروتئین كد شونده توسط این ژن میزان تظاهر ژن هورمون رشد و پرولاكتین را كنترل می كند وجود چندشكلی در توالی این ژن احتمالا در میزان و تعداد نسخه برداری ژنهای هورمون رشد و پرولاكتین ضروری می باشد بنابراین این ژن بعنوان ژن كاندیدا برای صفات مرتبط با رشد در گاوهای گوشتی شناخته شده است. ژن IGF1 ژن دیگری است كه پروتئین حاصل از این ژن در تنظیم عمل هورمون رشد نقش عمده ای دارد. ژن IGF1، سوماتومدین C نام دارد كه توسط كبد ساخته می شود و دارای 70 اسیدآمینه است. بسیاری از مقالات نشان داده اند كه عمل هورمون رشد از طریق واسطه گری پروتئین IGF1 عمل می كند.
8- ژن میواستاتین (Myostatin gene):
ژن كنترل كننده هیپرتروفی ماهیچه (Double Muscling) میواستاتین نام دارد. پروتئین كد شونده توسط این ژن رشد ماهیچه های اسكلتی را باعث می شود اما جهش در این ژن باعث ایجاد رشد بیش از حد ماهیچه می شود فنوتیپ های حاصل از این جهش بصورت اندامهای خلفی گرد و برجسته، سر كوچك، زبان بزرگ، دستگاه تناسلی نابالغ و افزایش حساسیت در مقابل بیماریهای تنفسی و عضلات مضاعف می باشد.
9- ژن لاكتوفرین (Lactoferin gene):
لاكتوفرین یك گلیكوپروتئین متصل شونده به آهن است كه متعلق به خانواده ژنهای ترانسفرین می باشد لاكتوفرین گاو بزرگترین ژن از دسته پروتئین های شیر است كه شامل 17 اگزون می باشد لاكتوفرین متداولترین مكانیسم دفاع شیمیایی موجود در شیر است این پروتئین موجود در شیر از رشد باكتری های نیازمند به آهن، با مهار آهن جلوگیری می كند و در نهایت با غیر قابل دسترس كردن آهن برای استفاده باكتری از رشد باكتری جلوگیری می كند.
10- مجموعه ژنی Amelogenin / SRY / ZFX:
دستیابی به تكنیك های تعیین جنسیت جنین می تواند یكی از ابزارهای قدرتمند در مدیریت برنامه های اصلاح نژاد باشد. امروزه استفاده از چندشكلی ژنهای موجود در كروموزومهای جنسی، امكان تعیین جنسیت با درصد اطمینان بیشتر و نیاز به حداقل بیوپسی و سرعت عمل را فراهم میكند. تعداد معدودی ژن در كروموزومهای جنسی وجود دارد كه مسئول تمایز اندامهای جنسی می باشد به عنوان مثال ژن SRY تولید كننده 229 اسیدآمینه می باشد و از معدود ژنهایی است كه در كروموزوم Y قرار دار، ZFX و Amelogenin نیز از دیگر ژنهای كاندیدا برای دستیابی به تعیین جنسیت موفقیت آمیز میباشد.
11- ژن DRB3 (BOLA-DRB3):
كمپلكس ژنی MHC قسمتی از ژنوم است كه كد كننده مولكولهای مسئول كنترل سیستم ایمنی و واكنشهای مربوطه آن می باشد این مولكولها بیشتر از جنس گلیكوپروتئین بوده و در آغاز واكنشهای ایمنی در برابر ورود عوامل بیماری زا نقش كلیدی دارند، سیستم آنتی ژنی گلوبولهای سفید در گاو (BOLA) جزء كلاس دوم این كمپلكس ژنی بوده و كد كننده گلیكوپروتئینهایی هستند كه داری دو زنجیر α و β بوده و در سطح سلولهای دفاعی تظاهر می یابند و با اتصال به عوامل خارجی، حضور آنها در عفونتها باعث تحریك اختصاصی لنفوسیتهای T میشود. تا كنون در مورد جایگاه ژنی DRB سه توالی شناسایی شده است كه جایگاه DRB3 نسبت به بقیه بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. الل 16 از ژن BOLA-DRB3 با تعداد سلولهای سوماتیك موجود در شیر و ابتلا به بیماری ورم پستان ارتباط معنی داری دارد. عامل اصلی باكتریایی ورم پستان Staphylococus aureus می باشد. كه گلیكوپروتئین كد شونده توسط DRB3 احتمالا در تحریك اختصاصی لنفوسیتهای T مربوط، دخالت دارد همچنین حداقل 3 الل از این ژن با مقاومت به ویروس لوكمیای گاوی رابطه معنی داری دارد.
12- ژن اوریدین مونوفسفاتات سنتتاز (UMPs):
آنزیم اوریدین مونوفسفاتات سنتتاز، آنزیم مسئول در مسیر تبدیل اورتیك اسید به اوریدین مونو فسفات (UMP) می باشد كه این مسیر برای تشكیل بازهای پیریمیدین می باشد از آنجاییكه پیریمیدینها اجزای ضروری و حیاتی برای سنتز اسیدهای نوكلئیك هستند نقص در سنتز این آنزیم می تواند سنتز پیریمیدینها را كاملا متوقف می سازد و علائم این نقص عمدتا با مشاهده جنینهای مرده توام می باشد جهش در این ژن در كدون 405 شناخته شده است این ژن دارای 6 اگزون می باشند و برای شناسائی جهش مربوطه از آنزیم AVA1 استفاده می شود.
13- ژن CD18 (CD18 gene):
این ژن كد كننده گلیكوپروتئینهای موجود در غشای پروتئینهای سطحی نوتروفیلها می باشد كه در نتیجه جهش در موقعیت 128 (A / G)، در ساختمان پروتئین كد شونده توسط این ژن، گلاسین به آسپارتیك اسید تبدیل میشود در نتیجه این موتاسیون، گلیكوپروتئینهای موجود در غشاء سطح پروتئینهای نوتروفیل قادر به مهاجرت به محلهایی كه مبتلا به عفونت در بافت های عفونی بدن حیوان نبوده و قدرت چسبندگی خود را به عوامل خارجی از دست می دهند و اختلال در سیستم ایمنی را بوجود می آورند. پیامد این حالت بروز بیماری معروف BLAD می باشد كه با علائمی مانند تورم دهان، پنومونی، تاخیر در بهبود جراحات حاصله، اسهال، مرگ زودرس جنین و افزایش نوتروفیلهای خون خود را نشان می دهد.
جمع بندی:
ژنهای كاندیدا برای كنترل صفات اقتصادی و مسئول بروز ناهنجاریهای ژنتیكی تنها به این چند ژن ختم نمی شود، بسیاری از محققان به علت اهمیت فوق العاده ژنهای كنترل كننده صفات اقتصادی به سادگی از بیان جزئیات تكنیكها و افشای نام ژنهای مسئول بروز ناهنجاری خودداری می كنند از جمله این موارد، vetebral malformation Complex، Prolonged gestration، Mulefoot (Syndactyly) و Hairlesses و است كه وجود یا عدم وجود این ناهنجاریها در اسپرمهای گاوهای آزمون شده همیشه سؤال برانگیز است، می باشد كه در این موارد فقط نتایج تعیین ژنوتیپ در كاتالوگها درج گردیده است.
برخی منابع:
Masoudi, M. et al. 1998. Genotyping of kappa-casein alleles in holstein dairy cattle using PCR-SSCP. In: proceeding of 5th WCGALP. Ontario.
Kehrli, M.E. et al. 1994. Bovine locukocyte adhension dificiency. In: proceeding of 5th WCGALP. Ontario.
Kim, H.B. et al. 1998. Polymorphism study of Obese gene by PCR-RFLP for development of DNA marker releated to meat quality in Hamwoo (Bos taurus).In: proceeding of 5th WCGALP. Ontario.
Cockett, N.E. et al. 1995. A Taq 1 RFLP in the bovine calpastain gene. J. Anim.Sci., 73: 3790.
Chenht, C. et al.1996.Variant within 5-flanking region and the intron I bovine growth hormone gene. Animal Genetic, 27: 329-332.
Moody, D.E. et al. 1995. Assigment of the growth hormone receptor gene to bovine chromosome 20 using linkage analysis. Animal Genetic, 26: 341-343.
APPLICATION OF THE CANDIDATE GENE APPROUCH IN NEW ANIMAL BREEDING STRATEGIES
Javanmard, Arash., Sagamatdoost, Ramin., Elyasi Zarringhabaiy, Ghorban. and Pirahary, Ommolbanin
Researchers of East Azarbaidjan Agriculture and Animal Breeding Research Center
Abstract:
To date, most genetic progress for quantitative traits in livestock has made by selection on phenotype or estimates for breeding values drived from phenotype, without any knowledge of the number of genes that affect the trait or the effects of each gene. In this quantitative genetic approach to genetic improvement, the genetic architecture of traits of interest has essentially been treated as a black box.
Genetics can measure genotypes with molecular techniques, and then examine directly how genetic variation maps on to phenotypic variation. There are two major type of measured genotype approaches in quantitative genetic; that linkage mapping approach that in which the genotypes being measured are used as markers of chromosomal segment, and candidate gene approach which prior knowledge indicates that surveyed loci may be involved in the phenotype of interest. In other words, DNA markers within or near genes whose products are known to be involved in relevant physiological processes and/or development are evaluated for effects on this traits. The objective in this paper is to short review the some of candidate gene for using in new animal breeding programs.
Keyword: Candidate genes, Molecular genetic, Marker assisted selection, Polymorphism
چكیده:
مدلهای استفاده شده در ژنتیك كمی عمدتا اثر تجمعی ژنهایی را كه عهده دار ایجاد تنوع در صفات می باشند مورد توجه قرار می دهند و فرض اصلی در این مبحث، تفكیك همزمان بسیاری از ژنهای كوچك اثر می باشد. این موضوع مورد تردید است كه همه ژنهای مؤثر بر صفات كمی اثرات جزئی داشته باشند و ممكن است برخی از این ژنها سهم عمده ای در تنوع صفات به خود اختصاص داده باشند. متخصصین ژنتیك مولكولی قادر به تعیین ژنوتیپ آنها با استفاده از تكنیك های مولكولی بوده و قادرند بطور مستقیم نشان دهند كه چگونه تنوع فنوتیپی از تنوع ژنتیكی موجود در ژنوم موجود ناشی می شود امروزه تكنیك های مولكولی و ژنتیك كمی بصورت مكمل یكدیگر استفاده می گردند. دو دیدگاه عمده برای تعیین ژنوتیپ در ژنتیك وجود دارد كه عبارتند از: 1- استفاده از نشانگرهای غیر مستقیم، كه در این روش تعیین ژنوتیپ با استفاده از نشانگرهایی كه بر روی قطعه كروموزومی خاصی است صورت میگیرد. 2- دیدگاه ژنهای كاندیدا است كه در این روش با توجه به اطلاعات موجود، خود ژن كنترل كننده صفت كه پروتئین خاصی را كد می كند مورد بررسی قرار می گیرد كه در واقع این ژنها به عنوان ماركرهای مستقیم صفات بیولوژیكی و فیزیولوژیكی بكار گرفته می شوند. این مقاله سعی دارد در یك نگرش اجمالی برخی از ژنهای كاندیدا برای كنترل صفات مهم اقتصادی یا ژنهای مرتبط با بروز ناهنجاری های ژنتیكی را معرفی كند.
1- ژن كاپا كازئین (K-Casein Gene):
ژنهای بخش كازئین شیر به چهار گروه عمده K-Casein (با وزن مولكولی 19800 دالتون و 169 اسید آمینه)، Beta-Casein (با وزن مولكولی 24000 دالتون و 209 اسید آمینه)، as1-Casein (با وزن مولكولی 23000 دالتون و 199 اسید آمینه) و as2-Casein (با وزن مولكولی 25000 دالتون و 207 اسید آمینه) تقسیم می شوند كه در گاو، بر روی كروموزوم شمار 6 و در گوسفند و بز بر روی كروموزوم شماره 4 قرار گرفته اند. كاپا كازئین یكی از مهمترین پروتئینهای شیر است و توسط ژنی با پنج اگزون و چهار اینترون كنترل می گردد. مقدار پنیر تولیدی و همچنین مانده گاری شیر در خارج از یخچال بطور مستقیم به خصوصیات كاپا كازئین شیر بستگی دارد. الل B ژن كاپاكازئین كه حاصل بروز جهش نقطه ای (T/C) در موقعیت اگزون 4 می باشد موجب بالا رفتن راندمان تولید شیر به پنیر می شود در كاتالوگهای اسپرم ژنوتیپهای BB یا AB بیانگر ژنوتیپ های مطلوب برای تولید شیر مورد استفاده در كارخانجات پنیرسازی می باشد. كه موجب كاهش زمان انعقاد شیر و بالارفتن ثبات و استحكام دلمه شدن آن می شود.
2- ژن بتالاكتوگلوبولین (Beta-lactoglobulin):
بتالاكتوگلوبولین پروتئین اصلی بخش آب پنیر شیر نشخواركنندگان است كه دارای وزن مولكولی 18200 دالتون است كه در گاو و بز بر روی كروموزوم شماره 11 و در گوسفند بر روی كروموزوم شماره 3 تعیین نقشه شده است. ژن بتالاكتوگلوبولین در گوسفند دارای 9737 جفت باز است و شامل 7 اگزون و 6 اینترون می باشد كه اگزون 7 این ژن كاملا غیر فعال است و 6 اگزون اولیه مسئول تولید پروتئین بتالاكتوگلوبولین می باشند. ارتباط چندشكلی های موجود در این ژن با صفات تولیدی به خوبی مورد بررسی قرار گرفته است. ژن آلفا لاكتالبومین یكی دیگر از ژنهای بخش آب پنیر است كه در گاو در كروموزوم 5 و در گوسفند در كروموزوم 3 شناسائی شده است و دارای 1400 دالتون وزن مولكولی است.
3- ژن فسفوانول كربوكسی كیناز (PEPCK):
این ژن آنزیمی را تولید می كند كه این آنزیم، آنزیم كلیدی مسیر گلوكونئوژنز می باشد یعنی مسیری كه از طریق آن از سوبستراهای متنوع غیر كربوهیدراته، گلوكز خالص بدست می آید. این آنزیم با سوبسترا قرار دادن فسفوانول و دكربوكسیلاسیون آن باعث تشكیل اگزالواستات پیروات می شود. بطور كلی دو نوع آنزیم فسفوانول كربوكسی كیناز وجود دارد كه به دو دسته میتوكندریایی (PEPCK-M) و سیتوزولی (PEPCK-C) تقسیم می شود ژن كد كننده این آنزیم بعنوان یك ژن كاندیدا برای شناسائی تنوع اللی و ارتباط آن با صفات اقتصادی مرتبط با پرورش طیور شناخته شده است و عمدتا ناحیه پروموتور این ژن جهت تعیین ژنوتیپ بكار می رود. از طرفی ژن PEPCK-M ممكن است ژن پروموتور برای حساسیت یا مقاومت به بیماری مارك (Marek disease) باشد.
4- مجموعه ژنی كالپاین، كالپاستاتین (Calpain/Calpastatin):
تا كنون سه آنزیم از خانواده كالپاینها شناسائی شده كه عبارتند از W-Calpain، M-Calpain و Calpastatin. كه این آنزیمها نقش مهمی در رشد ماهیچه های اسكلتی و میزان تردی گوشت بعد از ذبح دارند كه كالپاستاتین آنزیمی با عملكرد متفاوت در این سیستم می باشد. اكنون بخوبی روشن شده كه تجزیه پروتئینهای میوفیبریل ماهیچه كه توسط آنزیمهای كالپاین صورت می گیرد عمده ترین عامل تردی گوشت در هنگام جمود نعشی می باشد علاوه بر این به نظر میرسد كه كالپاستاتین یك ممانعت كننده ویژه آندوژنوسی وابسته به كلسیم می باشد كه از عمل آنزیمهای كالپاین جلوگیری میكند و از این طریق میزان تردی گوشت بعد از كشتار را عهده دار می باشد.
5- مجموعه ژنی هورمون رشد، گیرنده هورمون رشد (GH/GHR):
ژن هورمون رشد دارای 5 اگزون و 4 اینترون می باشد كه كد كننده پروتئینی با 191-190 اسید آمینه می باشد كه از غده هیپوفیز قدامی ترشح می شود این هورمون نقش كلیدی در فرایندهای متابولیكی مانند رشد، تولید مثل، پیری، پاسخهای ایمنی، بلوغ، اشتها، چربی لاشه و اسپرماتوژنز دارد بررسی جهشهای موجود در نواحی مختلف این ژن همواره مورد توجه بسیاری از متخصصان اصلاح نژاد می باشد. ارتباط چندشكلیهای این ژن با خصوصیات تولید شیر بطور وسیعی مورد بررسی قرار گرفته است. ژن گیرنده هورمون رشد دارای 10 اگزون و 9 اینترون می باشد كه دایمر شدن آن با هورمون رشد، برای انتقال پیام هورمون رشد به داخل سلول لازم می باشد. ارتباط ژن گیرنده هورمون رشد با فنوتیپ كوتولگی و همچنین با خصوصیات تولید شیر و وزن از شیرگیری و وزن كشتار در سطح وسیعی بررسی شده است.
6- ژن لپتین (Leptin gene):
لپتین از واژه Leptus به معنی لاغری گرفته شده است این هورمون در نتیجه جهش ایجاد شده در سطح ژن مسئول چاقی تولید میشود منبع اصلی ترشح لپتین سلولهای آدیپوسیت بافتهای چربی بخصوص آدیپوز سفید می باشد. اعتقاد بر این است كه این هورمون عمده ترین كنترل كننده اشتها، متابولیسم انرژی، بلوغ، باروری، ایمنی و افزایش وزن بدن می باشد. این ژن دارای 3 اگزون و 2 اینترون می باشد و از لحاظ اصلاح نژاد برای بهبود و كیفیت گوشت، باروری، بازده مصرف خوراك و تولید شیر حائز اهمیت است.
7- ژنهای (PIT1/IGF1 (PIT1/IGF1 gene:
ژن PIT1 بعنوان یك فاكتور اختصاصی نسخه برداری در غده هیپوفیز شناسائی شده است. پروتئین كد شونده توسط این ژن میزان تظاهر ژن هورمون رشد و پرولاكتین را كنترل می كند وجود چندشكلی در توالی این ژن احتمالا در میزان و تعداد نسخه برداری ژنهای هورمون رشد و پرولاكتین ضروری می باشد بنابراین این ژن بعنوان ژن كاندیدا برای صفات مرتبط با رشد در گاوهای گوشتی شناخته شده است. ژن IGF1 ژن دیگری است كه پروتئین حاصل از این ژن در تنظیم عمل هورمون رشد نقش عمده ای دارد. ژن IGF1، سوماتومدین C نام دارد كه توسط كبد ساخته می شود و دارای 70 اسیدآمینه است. بسیاری از مقالات نشان داده اند كه عمل هورمون رشد از طریق واسطه گری پروتئین IGF1 عمل می كند.
8- ژن میواستاتین (Myostatin gene):
ژن كنترل كننده هیپرتروفی ماهیچه (Double Muscling) میواستاتین نام دارد. پروتئین كد شونده توسط این ژن رشد ماهیچه های اسكلتی را باعث می شود اما جهش در این ژن باعث ایجاد رشد بیش از حد ماهیچه می شود فنوتیپ های حاصل از این جهش بصورت اندامهای خلفی گرد و برجسته، سر كوچك، زبان بزرگ، دستگاه تناسلی نابالغ و افزایش حساسیت در مقابل بیماریهای تنفسی و عضلات مضاعف می باشد.
9- ژن لاكتوفرین (Lactoferin gene):
لاكتوفرین یك گلیكوپروتئین متصل شونده به آهن است كه متعلق به خانواده ژنهای ترانسفرین می باشد لاكتوفرین گاو بزرگترین ژن از دسته پروتئین های شیر است كه شامل 17 اگزون می باشد لاكتوفرین متداولترین مكانیسم دفاع شیمیایی موجود در شیر است این پروتئین موجود در شیر از رشد باكتری های نیازمند به آهن، با مهار آهن جلوگیری می كند و در نهایت با غیر قابل دسترس كردن آهن برای استفاده باكتری از رشد باكتری جلوگیری می كند.
10- مجموعه ژنی Amelogenin / SRY / ZFX:
دستیابی به تكنیك های تعیین جنسیت جنین می تواند یكی از ابزارهای قدرتمند در مدیریت برنامه های اصلاح نژاد باشد. امروزه استفاده از چندشكلی ژنهای موجود در كروموزومهای جنسی، امكان تعیین جنسیت با درصد اطمینان بیشتر و نیاز به حداقل بیوپسی و سرعت عمل را فراهم میكند. تعداد معدودی ژن در كروموزومهای جنسی وجود دارد كه مسئول تمایز اندامهای جنسی می باشد به عنوان مثال ژن SRY تولید كننده 229 اسیدآمینه می باشد و از معدود ژنهایی است كه در كروموزوم Y قرار دار، ZFX و Amelogenin نیز از دیگر ژنهای كاندیدا برای دستیابی به تعیین جنسیت موفقیت آمیز میباشد.
11- ژن DRB3 (BOLA-DRB3):
كمپلكس ژنی MHC قسمتی از ژنوم است كه كد كننده مولكولهای مسئول كنترل سیستم ایمنی و واكنشهای مربوطه آن می باشد این مولكولها بیشتر از جنس گلیكوپروتئین بوده و در آغاز واكنشهای ایمنی در برابر ورود عوامل بیماری زا نقش كلیدی دارند، سیستم آنتی ژنی گلوبولهای سفید در گاو (BOLA) جزء كلاس دوم این كمپلكس ژنی بوده و كد كننده گلیكوپروتئینهایی هستند كه داری دو زنجیر α و β بوده و در سطح سلولهای دفاعی تظاهر می یابند و با اتصال به عوامل خارجی، حضور آنها در عفونتها باعث تحریك اختصاصی لنفوسیتهای T میشود. تا كنون در مورد جایگاه ژنی DRB سه توالی شناسایی شده است كه جایگاه DRB3 نسبت به بقیه بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. الل 16 از ژن BOLA-DRB3 با تعداد سلولهای سوماتیك موجود در شیر و ابتلا به بیماری ورم پستان ارتباط معنی داری دارد. عامل اصلی باكتریایی ورم پستان Staphylococus aureus می باشد. كه گلیكوپروتئین كد شونده توسط DRB3 احتمالا در تحریك اختصاصی لنفوسیتهای T مربوط، دخالت دارد همچنین حداقل 3 الل از این ژن با مقاومت به ویروس لوكمیای گاوی رابطه معنی داری دارد.
12- ژن اوریدین مونوفسفاتات سنتتاز (UMPs):
آنزیم اوریدین مونوفسفاتات سنتتاز، آنزیم مسئول در مسیر تبدیل اورتیك اسید به اوریدین مونو فسفات (UMP) می باشد كه این مسیر برای تشكیل بازهای پیریمیدین می باشد از آنجاییكه پیریمیدینها اجزای ضروری و حیاتی برای سنتز اسیدهای نوكلئیك هستند نقص در سنتز این آنزیم می تواند سنتز پیریمیدینها را كاملا متوقف می سازد و علائم این نقص عمدتا با مشاهده جنینهای مرده توام می باشد جهش در این ژن در كدون 405 شناخته شده است این ژن دارای 6 اگزون می باشند و برای شناسائی جهش مربوطه از آنزیم AVA1 استفاده می شود.
13- ژن CD18 (CD18 gene):
این ژن كد كننده گلیكوپروتئینهای موجود در غشای پروتئینهای سطحی نوتروفیلها می باشد كه در نتیجه جهش در موقعیت 128 (A / G)، در ساختمان پروتئین كد شونده توسط این ژن، گلاسین به آسپارتیك اسید تبدیل میشود در نتیجه این موتاسیون، گلیكوپروتئینهای موجود در غشاء سطح پروتئینهای نوتروفیل قادر به مهاجرت به محلهایی كه مبتلا به عفونت در بافت های عفونی بدن حیوان نبوده و قدرت چسبندگی خود را به عوامل خارجی از دست می دهند و اختلال در سیستم ایمنی را بوجود می آورند. پیامد این حالت بروز بیماری معروف BLAD می باشد كه با علائمی مانند تورم دهان، پنومونی، تاخیر در بهبود جراحات حاصله، اسهال، مرگ زودرس جنین و افزایش نوتروفیلهای خون خود را نشان می دهد.
جمع بندی:
ژنهای كاندیدا برای كنترل صفات اقتصادی و مسئول بروز ناهنجاریهای ژنتیكی تنها به این چند ژن ختم نمی شود، بسیاری از محققان به علت اهمیت فوق العاده ژنهای كنترل كننده صفات اقتصادی به سادگی از بیان جزئیات تكنیكها و افشای نام ژنهای مسئول بروز ناهنجاری خودداری می كنند از جمله این موارد، vetebral malformation Complex، Prolonged gestration، Mulefoot (Syndactyly) و Hairlesses و است كه وجود یا عدم وجود این ناهنجاریها در اسپرمهای گاوهای آزمون شده همیشه سؤال برانگیز است، می باشد كه در این موارد فقط نتایج تعیین ژنوتیپ در كاتالوگها درج گردیده است.
برخی منابع:
Masoudi, M. et al. 1998. Genotyping of kappa-casein alleles in holstein dairy cattle using PCR-SSCP. In: proceeding of 5th WCGALP. Ontario.
Kehrli, M.E. et al. 1994. Bovine locukocyte adhension dificiency. In: proceeding of 5th WCGALP. Ontario.
Kim, H.B. et al. 1998. Polymorphism study of Obese gene by PCR-RFLP for development of DNA marker releated to meat quality in Hamwoo (Bos taurus).In: proceeding of 5th WCGALP. Ontario.
Cockett, N.E. et al. 1995. A Taq 1 RFLP in the bovine calpastain gene. J. Anim.Sci., 73: 3790.
Chenht, C. et al.1996.Variant within 5-flanking region and the intron I bovine growth hormone gene. Animal Genetic, 27: 329-332.
Moody, D.E. et al. 1995. Assigment of the growth hormone receptor gene to bovine chromosome 20 using linkage analysis. Animal Genetic, 26: 341-343.
APPLICATION OF THE CANDIDATE GENE APPROUCH IN NEW ANIMAL BREEDING STRATEGIES
Javanmard, Arash., Sagamatdoost, Ramin., Elyasi Zarringhabaiy, Ghorban. and Pirahary, Ommolbanin
Researchers of East Azarbaidjan Agriculture and Animal Breeding Research Center
Abstract:
To date, most genetic progress for quantitative traits in livestock has made by selection on phenotype or estimates for breeding values drived from phenotype, without any knowledge of the number of genes that affect the trait or the effects of each gene. In this quantitative genetic approach to genetic improvement, the genetic architecture of traits of interest has essentially been treated as a black box.
Genetics can measure genotypes with molecular techniques, and then examine directly how genetic variation maps on to phenotypic variation. There are two major type of measured genotype approaches in quantitative genetic; that linkage mapping approach that in which the genotypes being measured are used as markers of chromosomal segment, and candidate gene approach which prior knowledge indicates that surveyed loci may be involved in the phenotype of interest. In other words, DNA markers within or near genes whose products are known to be involved in relevant physiological processes and/or development are evaluated for effects on this traits. The objective in this paper is to short review the some of candidate gene for using in new animal breeding programs.
Keyword: Candidate genes, Molecular genetic, Marker assisted selection, Polymorphism