دانلود تحقیق شبیه سازی

شبیه سازی(cloning)یکی از پیشرفته ترین دست یافته های بشر در زمینه علم پزشکی و مهندسی ژنتیک است که هر مرحله پیشرفت آن جنجال های بسیار زیادی را به همراه دارد.        

شبیه سازی(cloning)یکی از پیشرفته ترین دست یافته های بشر در زمینه علم پزشکی و مهندسی ژنتیک است که هر مرحله پیشرفت آن جنجال های بسیار زیادی را به همراه دارد.

● شبیه سازی حیوانات

در شبیه سازی عکس عمل تمایز صورت می گیرد .

یعنی باید یک سلول تمایز یافته سلول شروع کننده باشد و سلول های تمایز نیافته تولید کند .

در ابتدا این کار غیر ممکن به نظر می رسید تا اینکه در دهه ۱۹۷۰ آزمایشهای اولیه ای انجام شد که در آنها هسته سلول تمایز یافته قورباغه به یک سلول تخم بدون هسته انتقال داده شد .

در بعضی از این آزمایش ها سلول تخم تقسیم می شد و تکثیر می یافت حتی در بعضی موارد نوزاد قورباغه نیز به وجود می آمد ولی هیچ کدام به قورباغه بالغ تبدیل نمی شدند .

سر انجام دکتر ویلموت و تیمش توانستند با خاموش کردن یک سلول تمایز یافته که از غدد شیری یک گوسفند بالغ گرفته شده بود و دوباره برنامه ریزی آن یک گوسفند کامل را به وجود آورند.

آگاهی از محتوای کامل ژنتیکی موجود کلون شده از فواید شبیه سازی است.

● شبیه سازی انسان

امکان شبیه سازی انسان زمانی مطرح شد که دانشمندان اسکاتلندی در مؤسسه روسلین، «دالی» را تولید کردند.

«دالی» که به «دالی گوسفنده» شهرت داشت گوسفندی بود که تولید آن در سراسر دنیا با عکس العمل های متفاوتی از لحاظ علمی و اخلاقی مواجه شد.

این کار که در سال ۱۹۹۷ از سوی مجله نیچر به عنوان مهم ترین تحقیق علمی سال برگزیده شد، در کنار نگرانی های اخلاقی بسیار زیادی که در برداشت- چه از سوی علمای مسیحیت و اسلام و چه از سوی مقامات کشورهای مختلف- افق جدیدی در علم ژنتیک پیش روی دانشمندان گشود و امیدواری های زیادی برای بهبود زندگی بشر ایجاد کرد.

به دلیل حساسیتی که تولید دالی در برداشت، رسانه ها توجه خاصی به پدیده شبیه سازی نشان دادند، اما این نوع شبیه سازی تنها یک نوع خاص از چندین روش شبیه سازی موجود در علم پزشکی و ژنتیک است که به شبیه سازی بازتولیدی مشهور است.

علاوه بر این نوع شبیه سازی، چند نوع دیگر شبیه سازی هم وجود دارد که می توان از آن ها علاوه بر باز تولید یک ارگانیزم خاص در انجام دیگر تحقیقات پزشکی هم استفاده کرد.

● انواع شبیه سازی

۱) فناوری دی ان ای باز ترکیب شده

در این قسمت می توان فناوری DNA باز ترکیب شده، شبیه سازیِ ، شبیه سازی مولکولی یا شبیه سازی ژنی را در کنار هم دسته بندی کرد، چون همه از یک پروسه مشترک پیروی می کنند.

انتقال دستواره (تکه ای از دی ان ای اصلی که برای تکثیر از آن جدا می شود) از یک ارگانیزم به یک عنصر ژنتیک خود همانندساز مانند پلازمید باکتریایی.

دانشمندانی که بر روی یک ژن خاص کار می کنند معمولاً از پلازمید باکتریایی برای تولید کپی های چند گانه همان ژن استفاده می کنند.

پلازمیدها کروموزوم های اضافی خود همانندساز مولکول دایره ای دی ان ای هستند که جدا از ژنوم های معمولی باکتریایی هستند.

پلازمیدها و دیگر گونه های ناقل شبیه سازی، توسط محققان ژنوم انسان برای تکثیر ژن ها و دیگر تکه های کروموزوم که مواد شناسایی کافی برای تحقیق بیشتر تولید می کنند استفاده می شوند برای شبیه سازی یک ژن، یک تکه از دی ان ای که ژن مورد نظر را شامل می شود از دی ان ای کروموزومی توسط آنزیم های محدود کننده جدا می شود و سپس با یک پلازمید که توسط همان آنزیم های محدود کننده جدا شده است، ترکیب می شود.

هنگامی که یک تکه از دی ان ای کروموزومی به ناقل شبیه سازی در آزمایشگاه وصل می شود، به آن مولکول دی ان ای بازترکیب شده گفته می شود.

با انتقال این مولکول به سلول میزبان مناسب، دی ان ای باز ترکیب شده در کنار دی ان ای سلول میزبان باز تولید می شود. 

پلازمیدها و دیگر گونه های ناقل شبیه سازی، توسط محققان ژنوم انسان برای تکثیر ژن ها و دیگر تکه های کروموزوم که مواد شناسایی کافی برای تحقیق بیشتر تولید می کنند استفاده می شوند برای شبیه سازی یک ژن، یک تکه از دی ان ای که ژن مورد نظر را شامل می شود از دی ان ای کروموزومی توسط آنزیم های محدود کننده جدا می شود و سپس با یک پلازمید که توسط همان آنزیم های محدود کننده جدا شده است، ترکیب می شود.

با انتقال این مولکول به سلول میزبان مناسب، دی ان ای باز ترکیب شده در کنار دی ان ای سلول میزبان باز تولید می شود.

۲) شبیه سازی باز تولیدی شبیه سازی بازتولیدی فناوری است برای تولید یک حیوان که از همان هسته دی ان ای بهره می برد که حیوانی دیگر در همان زمان یا پیش از آن، آن هسته دی ان ای را داشته یا دارد.

دالی گوسفند معروف اسکاتلندی ها با همین روش شبیه سازی شده بود.

در این پروسه که انتقال هسته سلول تکثیر شونده نام دارد، دانشمندان مواد ژنتیک هسته یک سلول بالغ اهدا کننده را به یک تخم که هسته و همین طور مواد ژنتیک آن جدا شده اند منتقل می کنند.

این تخم که دی ان ای یک سلول اهدا کننده را در خود دارد باید با جریان های شیمیایی یا الکتریکی مراقبت شود تا برای تقسیمات سلولی تحریک شود.

هنگامی که جنین شبیه سازی شده به سطح مناسبی از پیشرفت می رسد به رحم یک میزبان مؤنث منتقل می شود جایی که تا تولد به پیشرفت خود ادامه می دهد.

موجودی که با روش انتقال هسته تولید می شود، نمونه شبیه سازی شده واقعی حیوان اهدا کننده نیست و فقط دی ان ای کروموزومی و هسته ای آن همانند حیوان اهدا کننده در این زمینه موفقیت پروژه دالی بسیار چشمگیر است چرا که اثبات کرد مواد ژنتیک یک سلول بالغ می توانند برای تولید یک ارگانیزم جدید کامل مورد استفاده قرار گیرند.

پیش از این دانشمندان بالاتفاق تصور می کردند هنگامی که سلولی به کبد، قلب، استخوان یا هر نوع دیگری از بافت های بدن تخصیص داده می شود، دیگر استفاده از آنها در بافت های دیگر امکان ندارد و دیگر ژن هایی که در سلول بودند و نیازی به آنها نبود غیرفعال می شوند.

برخی محققین براین باورند که اشتباه یا کامل انجام ندادن پروسه باز برنامه ریزی، سبب مرگ، نقص عضو و معلولیت حیوانات شبیه سازی شده خواهد شد .

۳) شبیه سازی درمانی این شبیه سازی که به شبیه سازی جنینی هم معروف است در واقع تولید جنین های انسانی برای استفاده در تحقیقات است.

هدف از انجام این شبیه سازی تولید انسان های شبیه سازی شده نیست، بلکه هدف کشت سلول هایی است که می توانند در تحقیقات پیشبردی انسان و همچنین درمان بیماری ها مورد استفاده قرار گیرند.

این سلول ها برای محققان بیومکانیک بسیار با اهمیت هستند برای این که می توان از آن ها برای تولید هر نوع سلولی که در بدن انسان وجود دارد استفاده کرد.

این سلول ها پس از گذشت ۵ روز از تقسیم تخم، از آن استخراج می شوند.

پروسه استخراج باعث از بین رفتن جنین می شود که این مسأله نگرانی های اخلاقی فراوانی را در پی دارد.

محققان امیدوارند روزی این سلول های ساختگی، جایگزین مناسبی برای سلول هایی شوند که بر اثر بیماری هایی نظیر آلزایمر، سرطان و...

از بین رفته اند.

پس از آشنایی جزیی با روش های مختلف شبیه سازی، این سؤال مطرح می شود که اصلاً چرا انسان باید شبیه سازی شود؟

و یا این که آیا تا به حال هیچ انسانی شبیه سازی شده است؟

در مورد شبیه سازی انسان باید گفت که تا به حال هیچ انسانی از کشت سلول های یک انسان دیگر تولید نشده است.

اما در مورد این که چرا انسان باید شبیه سازی شود، این گروه از دانشمندان موارد ذیل را ذکر می کنند.

یکی از کاربردهای شبیه سازی می تواند برای زوج ناباروری اتفاق بیفتد که تمایل بسیار زیادی به بچه دارند.

این بچه که از یکی از والدین شبیه سازی می شود، مسلماً در دوران کودکی فشارهای فیزیولوژیکی بسیار زیادی را متحمل خواهد شد.

کاربرد دیگر شبیه سازی می تواند شبیه سازی استعدادهای بشری برای چند نسل باشد.

مثلاً می توان با استفاده از دی ان ای اینشتین، وی را شبیه سازی کرد، اما هیچ تضمینی نیست که اینشتین جدید همانند آلبرت با هوش ما همان راهی را برگزیند که اینشتین به خاطر آن به شهرت رسیده است.

یکی دیگر از موارد شبیه سازی تولید جنین های تحقیقاتی است.

● اهداف شبیه سازی الف) اهداف تولید مثلی : این تکنیک تولید مثلی به منظور مزرعه داری ، حفظ حیوانات در معرض انقراض ، تولید مثل محصولات حیوانی بیشتر و سالم تر، صورت می گیرد .

همچنین می توان با این روش به زوج هایی که قادر به بچه دار شدن نیستند نیز کمک کرد .

ب) اهداف درمانی : در شبیه سازی می توان با کشت دادن سلول های بنیادی جنینی از کلون به انواع سلول های تخصص یافته دست یافت.

این سلول ها قابل کشت و پیوند در بیماران هستند (جهت ،آلزایمر، پارکینسون ، دیابت ، بیمیری های قلبی و...)MS درمان با همه علاقه ای که بشر به شبیه سازی دارد، این پدیده دارای خطرات و ایراداتی است.

شبیه سازی باز تولیدی بسیار گران است و امید انجام مطلوب آن بسیار کم است.

نزدیک به ۹۰ درصد اقدام های شبیه سازی در این زمینه به نتیجه نمی رسند و برای انجام یک شبیه سازی موفق، باید نزدیک به ۱۰۰ بار انتقال هسته ای صورت گیرد و در همین یک مورد موفق هم، حیوان شبیه سازی شده نسبت به عفونت ها بسیار غیرمقاوم است.

نمونه آن هم دالی بود که بر اثر عفونت ریه مرد.

علاوه برآن رشد تومورها در آن به سرعت انجام می شود و کوچکترین بیماری برای این نوع حیوانات، می تواند منجر به مرگ شود.

اکثر این حیوانات رشد غیرطبیعی دارند و گاه به دلایل نامشخص به یک باره می میرند.

از میان حیواناتی که تاکنون شبیه سازی شده اند، می توان به گوسفند ها، موش ها، گاو ها و حیوانات خانگی از قبیل گربه اشاره کرد.

اما یکی از وسوسه انگیزترین شبیه سازی ها، شبیه سازی حیوانات ما قبل تاریخ مانند دایناسورها است، بدین ترتیب که با استفاده از دی ان ای بازمانده از آنها در سنگواره ها، آن ها را شبیه سازی کرد.

هنگامی که این فرضیه مطرح شد، موافقت ها و مخالفت های زیادی با آن شد، اما این التهابات به زودی فروکش کرد، چون این موجودات بیش از ۶۵ میلیون سال پیش از بین رفته اند و این در حالی است که دی ان ای، فقط ۱۰ هزار سال عمر می کند.

نظریه بعدی شبیه سازی ماموت ها بود که کمتر از ۱۰ هزار سال پیش زندگی می کرده اند.

با این حال پیدا کردن دی ان ای مناسب ماموت ها غیرممکن به نظر می رسد.

شبیه سازی انسان تظاهرات علیه شبیه سازی انسان در نوامبر 2001 ایده اصلی و منشا تفکر راجع به شبیه سازی انسان (human cloning) هنگامی شکل گرفت که یک دانشمند اسکاتلندی توانست گوسفندی بنام Dolly را در سال 1997 شبیه سازی کند.

پخش خبر این واقعه مهم توجه محافل پزشکی، مذهبی، سیاسی و ...

را در جهان به خود جلب کرد بگونه ای از این واقعه علمی اغلب بعنوان نقطه عطف علم در سال 1997 یاد می شود.

شبیه سازی چیست؟

عموما" هنگامی که خبرگزاری ها و رسانه ها خبرهای جنجالی شبیه سازی را منتشر میکنند عموما" منظورشان شبیه سازی به حالت تولد طبیعی می باشد.

با این وجود باید اضافه کرد که امروزه انواع مختلف تکنولوژیهای شبیه سازی مطرح می باشد که توسط آنها - از لحاظ تئوریک - می توان به دوقلوی ژنتیکی یک موجود زنده یا هر ارگانیسم دیگری دست پیدا کرد.

در این ارتباط درک اولیه از انواع روشهای شبیه سازی کمک بسیاری خواهد کرد تا بتوانیم در مقابل این اخبار تصمیم گیری کنیم که آیا این اعمال مخالف مسائل اخلاقی هست یا خیر.

- شبیه سازی DNA این روش که در اصطلاح علمی DNA Cloning یا Molecular Cloning و یا Gene Cloning گفته می شود عبارت است از مجموعه عملیاتی که توسط آن قسمتی از DNA موجود مورد علاقه که قرار است شبیه سازی شود، به یکی از انواع موجودات ارگانیکی خود تکثیر منتقل می شود.

معمولا" از باکتری های خود تکثیر یا Bacterial Plasmid ها برای اینکار استفاده می شود.

تظاهرات موافقین شبیه سازی انسان در نوامبر 2001 طی این شرایط DNA مورد علاقه توسط یک میزبان پردازش و تکثیر می شود.

این تکنولوژی تقریبا" از سال 1970 استفاده می شود و از معمولترین فعالیت ها در آزمایشگاه های زیست شناسی می باشد.

در این روش، دانشمندان معمولا" از ژن های خاصی برای کپی از یک ژن خاص استفاده می کنند.

- شبیه سازی از طریق تولد به این روش Reproductive Cloning گفته می شود که بعنوان مثال توانایی تولید حیوانی را دارد که دارای DNA مشخص می باشد.

این DNA ممکن است از یک حیوان زنده کنونی گرفته شود و یا حتی از بقایای یک حیوان مرده مربوط به سالهای دور.

Dolly گوسفندی که راجع به آن صحبت کردیم از این روش شبیه سازی شد.

دانشمندان طی مجموعه عملیاتی که بنام Somatic Cell Nuclear Transfer - به معنی انتقال هسته سلولهای کالبدی - مشهور است، مشخصات ژنتیکی موجود مورد نظر را به نطفه ای که تمام خواص ژنتیکی آن برداشته شده است منتقل می کنند.

البته نطفه جدید باید تحت مراقب های خاص الکتریکی و شیمیایی باشد تا توانایی تکثیر را داشته باشد.

پس از آنکه جنین به حد قابل قبولی از رشد رسید، آنرا به داخل رحم یک حیوان ماده منتقل می کنند و از آن به بعد به رشد طبیعی خود تا تولد ادامه می دهد.

Dolly اولین موجود شبیه سازی شده به دست انسان در سال 1997 Dolly یا هر حیوان دیگری که با این روش ساخته شود دقیقا" مشابه موجود مورد نظر نخواهد بود چرا که برخی از ویژگی های نطفه از همان ابتدای شکل گیری از پدر و مادر به نطفه منتقل می شوند.

اما موفقیت پروژه Dolly در این بود که نشان داد سلولهای DNA یک حیوان بالغ می تواند برای رشد یک نطفه مورد استفاده قرار گیرد.

تا قبل از این دانشمندان تصور می کردند سلولهایی که رشد می کنند و بالغ می شوند بسیاری از خواص اولیه خود را از دست می دهند و دیگر توانایی رشد از ابتدا را ندارند.

Dolly در سال 2002 هنگامی که شش ساله بود از دنیا رفت، علت مرگ او ناراحتی و بیماری در ناحیه ریه اعلام شد.

دانشمندان هنوز نمی دانند که بیماری او ناشی از متفاوت بودن نوع تولد او دارد و یا اینکه یک بیماری عادی بود که ممکن است گریبانگیر هر جانداری شود.

- شبیه سازی جنین به این روش Embory Cloning یا Therapeutic Cloning گفته می شود که در آن جنین انسان برای تحقیق در آزمایشگاه شبیه سازی می شود.

اهمیت این موضوع در آن نیست که یک انسان، مشابه فرد مورد نظر ساخته شود بلکه هدف آن است که با بررسی و آزمایش روی جنین شبیه سازی شده بتوان نارسایی ها و بیماری های مربوط به انسان را تحلیل کرده و در حد امکان به روشهایی برای جلوگیری از بروز آنها قبل از تولد دست یافت.

در این روش پس از گذشت حدود پنج روز از شکل گیری نطفه، سلولهای خاصی از آن - که سلولهای بنیادی یا Stem Cells نام دارد - برای شبیه سازی یا آزمایش برداشته می شود که با این عمل به جنین صدماتی وارد خواهد شد.

(احتمالا" ریشه اصلی بحث بر سر مسائل اخلاقی نیز به همین جا بر می گردد.) این سلولها تقریبا" توانایی تولید هر نوع سلولی در بدن انسان را دارند و دانشمندان با استفاده از این سلولهای خاص امیدوار هستند که روزی بتوانند درمان قطعی بیماری های قلبی، انواع سرطان، آلزایمر و ...

را پیدا کنند.

در نوامبر سال 2001 یک دانشمند از مرکز تحقیقات پیشرفته سلولی (Advanced Cell Technologies) در ماساچوست اعلام کرد که توانسته است اولین جنین انسان را به منظور انجام تحقیقات در باره بیماری های انسان، شبیه سازی کند.

آزمایش های این دانشمند بر روی هشت سلول انجام گرفت که از میان آنها فقط سه عدد شروع به تقسیم شدن نمودند و در نهایت یکی از آنها توانست فقط به شش تقسیم شود.

بنابر این همانگونه که مشاهده می کنید هنوز راه درازی برای شبیه سازی یک انسان وجود دارد.

آیا ممکن است روزی انسان شبیه سازی شود؟

مجله تایم، فوریه 2001 با تیتر Human cloning is closer than you think بسیاری از محافل سیاسی، مذهبی و حتی دانشمندان با فشارهایی که به کنگره آمریکا وارد کرده اند در صدد تصویب لایحه ای هستند که هرگونه تحقیق و فعالیت در این زمینه را ممنوع کند.

اما جدای این مسائل با توجه به هزینه بسیار بالا و درصد کم موفقیت در شبیه سازی حیوانات (بین یک تا دو درصد) که به علت دانش کم در باره روش "شبیه سازی از طریق تولد" می باشد هر گونه تلاش برای تولید انسان از این روش در حال حاضر با شکست روبروه خواهد شد.

بخصوص که پس از تولد حیوانات شبیه سازی شده، حدود 30% از این حیوانات که زنده بدنیا می آیند، دارای ناتوانی های بارز جسمی و مشکلات جدی پس از تولد می باشند.

دانشمندان عوارض مشابهی را برای شبیه سازی انسان از این روش پیش بینی می کنند.

نکته مهم دیگر وضعیت فکری و روحی انسان می باشد که هنوز بصورت یک سئول بزرگ پیش روی دانشمندان می باشد.

شاید برای یک گوسفند خیلی مهم نباشد که نتواند درست فکر کند یا تصمیم بگیرد اما این موضوع بطور قطع برای انسان بسیار مهم می باشد چرا که یک انسان سالم فقط به بدن سالم نیاز ندارد.

بنابراین بنظر می رسد که در حال حاضر به دلیل ضعف تکنولوژی و دانش و نیز نبود توافق میان جناح ها و گروه های مختلف درگیر در جهان عملا" هیچ دانشمندی به خود اجازه انجام آزمایش برای شبیه سازی انسان از طریق Reproductive Cloning را نمی دهد.

منبع : Oak Ridge National Laboratory News http://www.senmerv.com/archives/000072.php