logo





بیان ژن در کارکرد مغز

دوشنبه ۱۵ ارديبهشت ۱۳۹۳ - ۰۵ مه ۲۰۱۴

بیژن باران

bijan-baran.jpg
چگونه توانهای دماغی بنا به ژنهای ارثی فرد تبیین می شوند؟ چگونه ژن به فکر و رفتار تبدیل می شود؟ 20% استعدادهای فرد ناشی از ژنهای ارثی و 80 % از محیط شامل پرورش، آموزش، تغذیه میباشند. هم ژن با کمی موتاسیون هم محیط با ثقل جامعه، عمدتا ایستا با تغییر جزیی اند. پرورش، آموزش، تغذیه از سنت جامعه پیروی می کنند. در سده 21م ساختار ارثی فرد را با توانهای مغزی او مربوط کرده اند. توانها شامل خلاقیت، منطق، زبان، حافظه، ادراک، اندیشه، عاطفه، جنبش می باشند.

ژن ارثی را مندل، واتسون، کریک در بیان و ساختار گیاه و انسان نشان دادند. در سده 20م روشن شده که تا 20% استعدادها و مهارتها ژنی/ ارثی و 80% محیطی اند. اغلب فقر پرورشی و غذایی آن 20% را هم تخریب می کند. داروین انطباق برای بقا و لامارک تاثیر روی ژن در تغییر موجود زنده در محیط را نشان دادند.

یاخته ها 2 نوعند: هسته دار مانند عصب، بی هسته مانند گلبول سرخ. زیست شناسی حیات را در مصرف انرژی، رشد، جنبش، خوراک، تنفس، تولید مثل، ایجاد فضله، واکنش به محیط یک موجود تعریف میکند. چرخه حیات مانند هر رویداد زنده ای دارای آغاز، گسترش، میرش میباشد. سیر حیات بر کره زمین یک بیلیون/ میلیارد یا 10 بقوه 9 سال بوده؛ خاطرات این سفر در طومار هسته یاخته های زنده ذخیره اند؛ که نشان میدهند حیات تک یاخته ای از دریا آغاز شد. این را در اشتراک سروم خون cytoplasm با آب شور دریا و بخش گسترده ای از دی ان ای هسته یاخته در موجودات زنده می توان دید.

بشر حاصل فرایند تکاملی از یاخته های بیلیون سالی نباتی، ویروسی، جانوری به انواع میلیون سالی پستانداران، 2پایان، انسان میباشد. اطلاعات اولی با محتوای انطباق با محیط و جهشهای ژنتیک در هسته یاخته های تن؛ اطلاعات دومی با محتوای غرایز جمعی و آموزشهای گروهی در ساختار مغز با سامانه سیمی عصب و شیمی هورمون در سیناپسهای آنها انبار اند.

هر عصب دسته کروموزمهای کامل داشته؛ فعالیت عصب همان بیان ژن است. ژنهای متمایز در هر ناحیه مغز برای کارکردی مشخص فعالند. پس ژن نوع عصب را تعیین می کند. فعالیت ژنها در مغز به جنس زن/ مرد، نژاد سفید/ سیاه بستگی ندارد. کارکرد عصب بستگی به محل عصب و اتصال عصب داشته؛ اتصال عصب تابع تجربه گذشته و وضع کنونی آنها است.

ژن واحد وراثت جسمی و کارکردی بوده؛ این واحد در تسلسل ویژه نوکلیوتایدها و جای ثابتی در کروموزم برای کدبندی پروتین خاصی می باشد. ژن 3 نوع تسلسل نوکلیوتاید دارد: 1-ناحیه کدینگ، بنام اکسون/ خروجی، که زنجیره آمینواسید را ترتیب می دهد. 2-ناحیه غیرکدینگ، بنام اینترون/ ورودی، که آمینواسید را ترتیب نمی دهد. 3- زنجیره تنظیمی که نقش در تعیین زمان، مکان، مقدار پروتین دارد.

انسان از یاخته ها، هر یاخته دارای یک هسته، هر هسته دارای ژن، هر ژن دارای دی ان ای و آر ان ای می باشد. آر ان ای پروتین کودینگ هر یاخته است. فرد ژن خود را از پدر و مادر می گیرد. هر کدام 23 جفت کرموزوم با کرموزوم ایکس و ایگرگ برای جنسیت مذکر/ مونث و برخی دیگر خصایل، بقیه 22 جفت برای کارکردهای تن فرد می باشند. بفرد می دهند. کروموزوم 21 با عقبماندگی ذهنی ربط دارد. هر کروموزم از 4 هزار تا 500 ژن، رویهم 32 هزار ژن، می باشد.

کروموزوم نوار بسته بندی ژنهاست که وسط هر جفت بهم متصل است، مانند 4 بال سنجاقک/ ملخ. انسان 23 جفت کروموزوم، یعنی 46 تا، دارد. اطلاعات ارثی در دی ان ای اینکود/ حک شده؛ تسلسل آنها کرموزوم را می سازد. ژن واحد ارث از اولیا به فرزند می باشد؛ کدهای پروتین برای خصایل کودک اند.

پروتین آمینو اسید یا زنجیر بلوک/ آجرهای سازنده تا چند هزار در تن است که برای هضم، انرژیزایی، رشد تن اند. پلی پپتایدها ترکیب اصلی همه پروتینهایند. پروتین به یونانی "رتبه اول" معنی میدهد؛ یعنی در فعالیت آنزایمها و هورمونها نقش اول دارد.

مغز مانند گردو 2 نیمکره چپ و راست متصل بهم دارد. چپ جایگاه ریاضی، زبان، منطق؛ مغز راست جایگاه هنرها و خلاقیت اند. هر عصب مانند یاخته دارای هسته و هر هسته مکان ژنها می باشد. در جمجمه مغز 1.5 کیلویی 86بیلیون عصب، 100 تریلیون سیناپس/ اتصال، 86 بیلیون یاخته حامی وجود دارند. در مغر انسانها بیان ژن 2 نیمکره چپ و راست فعالیت شبیه بهم دارد.

ژن ماشین پروتین سازی بدن است که مو و رنگ پوست را تعیین می کند. در همه یاخته های بدن ژنها ثابت اند؛ ولی برخی فعال اند برخی خاموش/ غیر فعال/ پروتین نساز. بیان ژن یعنی ژن فعال و پروتین ساز است که بر کارکرد مغز اثر گذار است. ثلث 20 هزار ژنوم انسان در مغز فعال اند. آنها برای حرکت، فکر، احساس، رفتار ند که بیشترین فعالیت بدن اند. انسان 20-25 هزار ژن دارد که روی 46 کروموزوم در 23 جفت قرار دارند؛ متوسط 500 ژن در هر کروموزوم. تنها در مغز 6هزار ژن فعال/ پروتین ساز اند- یعنی ثلث تا ربع کل ژنوم انسان در مغز است.

ژنوم انسان از 50 تا100 هزار ژن دارد که 20 هزار آن برای اینکود پروتین بکار می روند. ژنوم کل کپی، رونویسی، همانندسازی کامل دستورات ژنهای انسان است. ژنوم سکانس/ ردیف دی ان ای می باشد. این دستورات در 2003 در databases سازه-داده های سروری در نهادی در آمریکا برای دسترسی همگان انبار شده. مولکول دی ان ای ژنوم ساختار پایدار/ ثابت نداشته؛ در معرض تغییرات ارثی قرار دارد. شمار ژنوم انسان با 20 هزار ژن به ثبت رسید. ژن می تواند خاموش/مخفی، روشن/ فعال بهنگام شنیدن، نوازش، جنبش، استدلال باشد.

ساختار ژنوم همان دسته کروموزمها را تشکیل می دهد که کل محتوای ژن با کودینگ دی ان ای اطلاعات ارثی در هسته هر یاخته است. قیاس کتاب با انسان مراتب زیر را دارد: هر کتاب/ ژنوم 23 فصل/ کروموزوم دارد. هر فصل 48-250 میلیون حرف آ سی جی تی با فاصله دارد. پس کتاب 3.2 بیلیون حرف دارد که در نک سوزن در هسته یاخته جا می گیرد. کمینه 1 کپی تمام 23 فصل در تمام یاخته های بدن وجود دارد. ژنوم ویروس 2 هزار، باکتری 600 هزار، گیاه 100 میلیون، حشره 300 میلیون، ماهی 400 میلیون، انسان 3.2 بیلیون می باشد.

ژنوم در جفت پایه دی ان ای هسته یاخته در 46 کرموزوم 2گانه چیده شده- بنا به مدل نردبان پیچی واتسون- کریک 1953. در هسته یک یاخته 46 کروموزوم /رشته های DNA بطول 2 متر با اسرار تکامل از ماهی تا میمون به انسان می باشد. هر رشته 20 بیلیون کد code حاوی اطلاعات برای سوخت و سوز/ متابولیزم و کارکرد یاخته دارد. پدر و مادر هر یک 23 جفت به فرزند داده؛ که شامل 23 جفت کروموزوم با 20-25 هزار ژن می باشد.

4نوع عصب حسگر، پردازشگر، ربط، جنبان/ موتور را ژن تعیین می کند. عصبهای تاربندی/ سیمکشی شده مدارات یک شبکه را تولید می کنند. نور آبی پاشیدن به مغز منجر به ترشح گابا می شود- فعالیت عصب را کم می کند. وضع مغز در ظهور/ آغاز اندیشه، خاطره، تصمیم تغییر می کند. برای ضبط، کنترل، دیکود الگوی تیغکهای الکتریک در مغز تولید می شود. تخیل و ادراک روی مردمک چشم اثر واحد دارد- هر 2 یک نوع عصب پردازشگر بکار می برند. تخیل یک اتاق تاریک روی چشم و تن اثر یک اتاق تاریک را دارد.

اندیشیدن گردش خون مغز و فعالیت الکتریکی عصب را افزایش می دهد. فعالیت مغز منجر به ادراک، یادگیری، حافظه، رفتار می شود. بیشتر رشد مغز انسان پس از تولد اتفاق می افتد. در هیپوکامپوس ژنهای مربوط به تقلیل استرس با پرستاری مادرانه تعدیل/ کم اثر می شوند؛ ناهنجاری اثر دراز مدت بر مغز گذاشته که بر نسل بعدی هم اثر می گذارد.

مغز ناحیه های ثابت داشته؛ در هر ناحیه، ژنهای یاخته ها فعال اند. ام آر آی/ نقشه نگاری مغز مواد نورزا در مغز یعنی یاخته های بامصرف اکسیژن فعال را اندازه گیری و ضبط میکند. تعداد ژنهای دخیل در یک فعالیت مغز، مقداری پروتین پدید می آورند. در 6 لایه ماده خاکستری کورتکس، بیان ژنی در همه عصبها همگن است. در این 6لایه رفتار و شخصیت انسان جای دارند.

دی ان ای deoxyribonucleic acid، کد/ طومار ژنتیکی در هسته یاخته است که از ولی/ سلف به فرزند/ خلف در روند تکثیر انتقال می یابد. ساختار آن مانند پل ریسمانی با 2 طناب و نرده های بین آنها می باشد. یک طناب از ژن مادر و طناب دیگر از ژن پدر در روند کپی سازی پدید می آیند. این ساختار نردبانی پیچ از تسلسل تکراری 4 نوکلیوتاید ادنین ا، ثایمین تی، سایتوس سی، گوانین جی  A, T, C, Gدر زوج ریسمان تشکیل شده.

دی ان ای نوار دربرگیرنده دستورات ارثی در رشد و کارکرد موجودات زنده نقشه مهندسی حیات است که اطلاعات دراز مدت را در خود ذخیره دارد. دی ان ای 3 تکه دارد برای: اطلاعات ارثی/ ژنتیک، ساختار یاخته، تنظیم کاربرد اطلاعات ارثی. دی ان ای در ساختار فنری دوبل با 4 نوکلیوتاید ساخته شده. کروموزوم از دی ان ای ساخته شده که 4 نوکلیوتاید دارد که بیش از 1 میلیون پروتین می سازد.

در روند کپی دی ان ای ولی/ فرزند، ردیف/ توالی زوجی 4 نوکلیوتاید خطا/ ارور اتفاق می افتد؛ یک زوج عوض، حذف، تکرار می شود. این خطا را موتاسیون/ جهش نامند. این تغییر در کدینگ یک ژن گاهی مرض تولید می کند گاهی اثری در کارکرد یاخته/ انسان ندارد. نوع دوم تغییر در کد دی ان ای با خطا error در کروموزوم اتفاق می افتد. بخشی از کروموزوم شکسته، معاوضه با یکی دیگر، معاوضه با بخش دیگر نوار خود- می شود. گاهی ممکن است که 3 کپی کروموزوم بجای زوج نرمال/ عادی باشد.

ژن واحد ارثی، در جایی ثابت روی کروموزوم مسئول یک صفت موجود زنده است. هر ژن ابرسازه/ مجموعه دی ان ای مشخص می باشد. ژن برای امور کدشده برای تمام کارکردهای بدن، بویژه پروتینها می باشد. برخی از این ژنها و نقش اختلالی مانند مرض هانتینگتون آنها نقشه بندی شده؛ نقش بسیاری از آنها هنوز ناروشن است. ژن از مواد خارج سلولی، پروسه داخلی، خطای تولیدی، اشعه، مواد شمیایی آسیب می بیند. ترمیم/ برگشت پذیری هم وجود دارد.

اشکال ویژه یک ژن در جای ثابت را در جمعیت آلل می نامند. نمونه: آلل چروکیدگی در ژن نخود غالب می باشد. در انتقال ژن به فرزند ژن/ آلل allele می تواند غالب یا پنهانrecessive / dominantباشد. نمونه: مردمک میشی بر آبی غالب است؛ پس از اولیا با مردمک میشی و آبی، احتمال فرزند چشم آبی 33% است. در کروموزوم 9 انسان ژن تایپ/ گروه A, B, O خون فرد وجود دارد که 3 آلل در این جا می تواند باشد؛ ولی فقط 2 تا در فرد، یکی از مادر یکی از پدر، وجود دارند.

تاریخ تکامل حیات در دی ان ای ضبط شده؛ تاریخ تکامل نوع در عصب اتصال/ سیناپس آنها با هم قرار دارد. انتقال خصیصه های عالی اولیا در جفت گیری برای زایش اسبهای تندرو، گاوهای شیرده؛ در لقاح برای پیدایش میوه های درشت، حبوبات مقاوم در برابر آفات بکار می رود. آسیبهای ارثی که تا 4 هزار مرض شمارش شده اند: عارضه های چاقی Turner, Autism, Huntington, Diabetes, Cysticfibrosis, Down. جمعیت آمریکا 5% عارضه ارثی دارد.

اختلاف DNA  انسان با میمون تنها 2% است. بین این 2 اشتراک رفتار فراوانست: اجتماعی بودن، پرورش کودک، همکاری، حقانیت، گویایی چهره. اختلالات دماغی مانند افسردگی، 2قطبی با ژن ویژه ای ربط دارند. رابطه رفتار ساده با یک ژن نبوده؛ رفتار پیچیده مانند دگرباشی، پرخاش، تکانه impulsivity ، پرورش با چند ژن می باشد. پس ژنتیک جبر رفتار است. رفتار فرد در ژنها ضبط اند؛ بروز آنها در پندار و کردار تابع محیط است. در OMIM با ارجاعات کتابگذاری، خلاصه ادبیات علمی، اعداد 6رقمی برای 3 مقوله ژن، خصلت، اختلالها بکار رفته:
139900: مهارت دستی
: 139800کف زدن
107850 : دست بسینه بودن
129100 : گوش جنباندن
189300 : لوله، تا، بیرون کردن زبان
159300: نوای ناب موسیقی
: 601696 صفت شخصیت نوجو
: 184450 لکنت
188890 : اعتیاد تنباکو
103780 : اعتیاد به الکل
306995 : دگرباشی
http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/elsi/behavior.shtml

ﻣﻨﺎﺑﻊ. 2014/05/5
http://www.scientificamerican.com/magazine/sa/2014/04-01/ انقلاب آر ان ای- گورمن، مارون
http://www.scientificamerican.com/mind-and-brain/ نقشه های ژن در مغز شگفتآورند.
http://human.brain-map.org/static/brainexplorer اطلس مغز
 http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=how-has-human-brain-evolved
http://www.washingtonpost.com/opinions/books-about-the-brain-ha-joy-guilt-anger-love-and-consciousness-and-the-brain/2014/03/21/95700d56-a54d-11e3-84d4-e59b1709222c_story.html
http://www.ninds.nih.gov/disorders/brain_basics/genes_at_work.htm
Top of Form



نظر شما؟

نام:

پست الکترونیک(اختياری):

عنوان:

نظر:
codeimgکد روی تصویررا اينجا وارد کنيد:

نظر شما پس از بازبینی توسط مدير سايت منتشر خواهد شد