آنالیز بیوانفورماتیکی خانواده های ژنی مرتبط با دفاع اکسیداتیو گیاه

چکیده تنش اکسیداتیو یک تنش ثانویه است، علامت ندارد و در پس زمینه همه تنش ها وجود دارد و مهمّترین تنش در دنیای بیولوژی گیاهی و جانوری است. مثلاً شوری یک تنش اولیه است که پس از اعمال در گیاه، منجر به تولید ros ها که همان تنش اکسیداتیو است، می شود. گیاهان مکانیسم های مهمّی را برای مقابله با آنها در خود توسعه داده اند. ros ها یا انواع اکسیژن های واکنشی ، به عنوان مواد جهش زا در واکنش ها عمل می کنند و تخریب چربی ها، غیرفعال کردن پروتئین ها و یا اختلال در فعالیت آنها را باعث می شوند. ros ها شامل رادیکال های آزاد اکسیژن و دیگر ترکیبات آن هستند. آنتی اکسیدان-ها، موادی هستند که از تولید رادیکال های آزاد در سلول ها ممانعت به عمل می آورند. نتیجه فرایندهای دفاعی آنتی اکسیدان-ها، تبدیل رادیکال های آزاد اکسیژن به هیدروژن پراکساید (h2o2) و سپس تبدیل این ترکیب به آب در جهت از بین بردن اثرات زیانبار آن برای سلول است. این مراحل در سه اندامک سلولی کلروپلاست ، میتوکندری و پراکسی زوم در مسیرهای متابولیکی مختلفی صورت می گیرد. در این پژوهش، ما با بررسی روی ژن های مسیر بیوشیمیایی دفاع اکسیداتیو در دو گیاه آرابیدوپسیس تالیانا (arabidopsis thaliana l.) و برنج (oryza sativa l.)، به مطالعه روی عناصر کنترلی (سیس المنت-های تنظیمی ) پروموترهای این ژن ها پرداختیم. تمام توالی های نوکلئوتیدی 74 ژن مسیر دفاع اکسیداتیو این دو گیاه را با استفاده از قسمت run blas پایگاه داده ای ncbi مورد بررسی قرار دادیم. و توالی های پروموتری آنها را بر حسب 1500 جفت باز در بالادست ناحیه کدکننده، به دست آوردیم. این تعداد، حداقل میزان از بازها برای تجزیه و تحلیل آنها برای سیس المنت های پروموتری در پایگاه داده ای plant care است. در پایگاه داده ای plant care برای تمامی ژن ها، اقدام به استخراج اطلاعات سیس المنت های پروموتری گردید. سیس المنت ها یا عناصر تنظیمی مختلف در پیشبر ژن های مسیر دفاع اکسیداتیو این دو گیاه را می توان در گروه های تنظیم کننده در واکنش های بیوشیمیایی و هورمونی، تنش های خشکی و شوری، پاسخ به نور، تشکیل آنزیم ها و پروتئین ها، کنترل فعالیّت های بیولوژیکی سلول و توسعه مورفولوژیکی گیاه تقسیم نمود. برای این دو گیاه آرابیدوپسیس تالیانا و برنج ، سیس المنت های box – 4 و abre و skn - 1 motif و g – box که دارای فراوانی مشترک و بالا می باشند و در طراحی پرایمر و انتقال ژن جهت ایجاد و تقویت ژن های مسیر اکسیداتیو گیاهان در مقابله با انواع تنش ها حائز اهمیت هستند. به نظر می رسد همبستگی ژنی که تعداد بیشتری از سیس المنت های با فراوانی بالا را دارا است، با دیگر ژن ها در یک مسیر بیوشیمیایی، بیشتر می شود. به عبارت دیگر داشتن تعداد بیشتری از عناصر تنظیمی در یک ژن، هم بیانی آن را در رابطه با دیگر ژن های یک مسیر بیوشیمیایی بیشتر می نماید. در یک مطالعه مولکولی، آنالیز بیوانفورماتیک ژن ها، اعتبار نتایج را افزایش می دهد. صحّت خوشه ای عمل کردن ژن ها در یک مسیر بیوشمیایی، از دیگر نتایج این مطالعه بود. کلمات کلیدی: آرابیدوپسیس تالیانا، آنالیز بیوانفورماتیک، آنتی اکسیدان ها، برنج، پروموتر، سیس المنت، دفاع اکسیداتیو، ross