لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 79
پیش گفتار
امروزه علم ایمونولوژی بعنوان یک دانش اگرچه بظاهر نوپا اما درحقیقت زیربنایی برای بسیاری از شاخه‌های مختلف علوم زیستی مطرح شده است. روشهای آزمایشگاهی این دانش مارا با یک انفجار اطلاعات در پایه‌های دانش پزشکی مواجه ساخته است. اگر نگاهی گذرا به برندگان جایزة نوبل در دو دهة اخیر داشته باشیم متوجه می‌شویم که بسیاری از آنها در زمینه‌های مختلف علم ایمنی شناسایی و یا محدوده‌های مرتبط با این دانش بدست آمده‌اند.
آنچه که حائز اهمیت است اینست که محافل معتبر علمی علاوه بر بررسی‌های علوم بصورت محض، بسرعت دانسته‌های خود را کاربردی نموده و در ارتباط تنگاتنگ با محیط‌های تجاری قرار می‌گیرند. بعنوان مثال اکثر روشهای مختلف آزمایشگاهی که ما بصورت نیم‌نگاه در کتب مختلف علوم زیستی مطالعه می‌کنیم و براحتی می‌گذریم، امروزه منبع سود سرشار میلیارد دلاری برای شرکت‌ها و کمپانی‌های مختلف ( عموما غربی) شده است. شایسته است ما بعنوان پیشگامان تاریخی قافلة دانش بشری (که متأسفانه امروزه سالها عقب مانده‌ایم) با همتی دیگر خود را در رتبه‌های نخست علم و دانش قرار دهیم.
در این کارگاه الکترونیکی سعی برآن است که با استفاده از به‌روزترین منابع و تجربیات عملی، مجموعه‌ای از چند روش و تکنیک اصلی دانش ایمنی‌شناسی بصورت جزءبجز و نه آنچه که تنها بصورت مختصر در کتب ایمونولوژی آمده است معرفی و شرح داده شود. بدین منطور تعدادی از تکنیکهای وابسته به واکنش آنتی‌ژن – آنتی‌بادی که ستون فقرات این دانش می‌باشند انتخاب گردیدند.
در فصل اول تنها آن محدوده‌ای از دانش ایمونولوژی که در انجام این روشهای آزمایشگاهی موردنیاز است ارائه شده‌اند. تعریف آنتی‌بادی ، آنتی‌ژن و ساختار آنها و چگونگی و نوع واکنش آنتی‌ژن – آنتی‌بادی از مباحث مهم این فصل می‌باشند. فراگیری این فصل برای انجام بهینة تکنیکهای آزمایشگاهی مطرح شده بسیار ضروری است.
در فصل دوم به واکنش‌های انتشار ایمنی پرداخته‌ایم و می‌خواهیم بدانیم که آیا اصولا آنتی‌بادی و آنتی‌ژن موردنظر ما قابلیت واکنش با یکدیگر را دارند یا خیر.
در فصل سوم به آزمون الیزا می‌رسیم. تست الیزا امروزه یکی از رایج‌ترین روشهای آزمایشگاهی است و کافی است بدانیم درآمد کمپانی های آمریکایی تنها از کیت های تشخیص بیماریها که مبتنی بر روش الیزا می‌باشد برابر با 4 میلیارد دلار می‌باشد (حدود یک پنجم درآمد نفتی کشور ما). کاربرد الیزا علاوه بر رشته های علوم پزشکی امروزه تا حوزه کشاورزی ، محیط زیست ، صنایع غذایی ، سم شناسی ، آزمایشگاههای کنترل کیفی ، آزمایشگاههای آنالیز ، دامپزشکی، پزشکی قانونی و... نیز کشیده شده است. در این بخش آزمون الیزا بدقت با تمام مقدمات و مؤخرات توضیح داده شده‌است و در انتهای فصل، سه تمرین کاربردی ارائه شده‌اند که دقت در آنها در فهم روش الیزا بسیار مهم می‌باشد.
درفصل چهارم تکنیکهای پروتئین بلاتینگ مورد بررسی قرار گرفته است این تکنیکها علاوه بر کاربردهای فراوان در آزمایشگاههای تحقیقاتی، بعنوان تست تأیید کنندة الیزا معرفی شده اند. برای یادگیری مطلوب پروتئین بلاتینگ، دانستن روش الکتروفورز لازم می‌باشد که آن نیز بصورت کامل در محدوده‌ای که موردنیاز است شرح داده شده است.
در فصل پنجم نگاهی داریم به نحوة صنعتی کردن فرایندهای الیزا و بلاتینگ که امروزه شرکت‌های و کمپانی‌های بسیار معتبری از آن سود می‌برند و در بخش پایانی نیز برخی از نکات مهم که مارا در آزمایشگاه یاری می‌رسانند ارائه خواهد شد.
در طول این فصل‌ها به سئوالاتی برخورد خواهید کرد که با اندکی دقت جواب آنها در همان متن و شاید با عبارات دیگری آمده است اما غیر از سئوالات، قسمت‌هایی موجود است تحت عنوان شما چگونه فکر می‌کنید که پاسخ دادن به آنها احتیاج به تفکر و دقت بیشتری دارد.
درس 1
1-1 سیستم ایمنی
ما از بدو تولد تا هنگام مرگ در برابر یک جریان مداومی از میکروارگانیسم‌های متفاوت هستیم که قادرند واکنش‌های اساسی بدن مارا دچار اختلالات اساسی نمایند. بدون یک سیستم کارای حفاظت کننده، حیات ما دچار مخاطره خواهد شد. این سیستم کارای حفاظت کننده که دربرگیرندة انواع مختلفی از سلولها و فراورده‌های سلولی و نیز اندامهای مختلف می‌باشد سیستم ایمنی [1 ] نامیده می‌شود.
واژة ایمنی[2] از کلمه لاتین ایمونیته[3] گرفته شده است که به‌معنای معافیت از عوارض شهری و پیگیردهای قانونی است که به سناتورهای رومی درطی دورة تصدی آنها اعطا می‌شد. از نظر تاریخی، ایمنی به معنای مصونیت در برابر بیماریها بویژه بیماریهای عفونی است. پاسخ جامع و هماهنگ سیستم ایمنی در مقابل مواد بیگانه پاسخ ایمنی [4] نامیده می‌شود. عملکرد فیزیولوژیک سیستم ایمنی، دفاع علیه میکروب‌های عفونی است. با این وجود، مواد بیگانه غیرعفونی نیز توانایی ایجاد پاسخهای ایمنی را دارند. بنابراین تعریف فراگیر و جدید ایمنی عبارت از واکنش بدن دربرابر مواد بیگانه نظیر میکروبها و نیز ماکرومولکولهایی مانند پروتئین‌ها و پلی‌ساکاریدها است بدون این که اشاره‌ای به پیامدهای فیزیولوژیک یا پاتولوژیک این واکنش داشته باشد.
ایمونولوژی علم مطالعة ایمنی و در مفهوم گسترده‌تر بررسی وقایع سلولی و مولکولی است که بعد از برخورد یک موجود زنده با میکروبها و سایر مولکولهای بیگانه روی می‌دهند. از دهة 1960 به‌بعد، دگرگونی قابل توجهی در شناخت از سیستم ایمنی و عملکردهای آن رخ داده است.
پیشرفت‌های حاصله در تکنیکهای کشت سلولی (از جمله تولید آنتی‌بادی مونوکلونال [5] )، ایمونوشیمی، روشهای نوترکیبی DNA، کریستالوگرافی اشعة X و حیواناتی که از لحاظ ژنتیکی تغییر یافته‌اند (بویژه موش های حذف ژن شده [6] و انتقال ژن یافته [7] ) باعث شده تا ایمونولوژی از یک دانش صرفا توصیفی به علمی تبدیل شود که در آن می‌توان فرایندها و پدیده‌های متنوع ایمنی را از نظر ساختاری و بیوشیمیایی شرح داد.
1-1-1 ایمنی ذاتی و ایمنی اکتسابی
در دفاع علیه میکروبها در ابتدا واکنش‌های ایمنی‌ذاتی و سپس پاسخهای ایمنی اکتسابی ایجاد می‌شوند.
ایمنی‌ذاتی[8] شامل مکانیسم‌هایی است که قبل از ورود عامل عفونی، در بدن بصورت طبیعی وجود دارند و از ابتدای ورود عامل بیگانه توانایی پاسخ دادن سریع در برابر این مواد را دارا هستند و واکنش نسبتا یکسانی را در برابر عفونت‌های پی‌درپی ایجاد می‌کنند.
ایمنی‌ذاتی اولین خط دفاعی در برابر میکروبها را بوجود می‌آورد. اجزای ایمنی ذاتی و نحوة فعالیت آنها در جدول شمارة 1 خلاصه شده است.
برخلاف ایمنی‌ذاتی، مکانیسم‌های دفاعی تکامل یافته‌تری وجود دارند که بعد از برخورد با عوامل عفونی تحریک می‌شوند و شدت و قدرت دفاعی آنها بعد از هربار برخورد با یک میکروب خاص افزایش می‌یابد چون این ایمنی در پاسخ به عفونت تکامل پیدا می‌کند ایمنی اکتسابی[15] نامیده می‌شود .
اجزای ایمنی اختصاصی لنفوسیت‌ها و محصولات آنها می‌باشند مواد بیگانه‌ای که پاسخهای ایمنی اختصاصی را القاء می‌کنند یامورد هدف چنین پاسخهایی قرار می‌گیرند آنتی‌ژن[16] نامیده می‌شوند.
دو نوع پاسخ ایمنی اختصاصی، بنام‌های ایمنی هومورال [17] و ایمنی سلولی [18] وجود دارند که با واسطة اجزای مختلف سیستم ایمنی درجهت حذف انواع مختلف میکروبها عمل می‌کنند (شکل شمارة 1)
ایمنی هومورال بوسیلة مولکولهایی در خون بنام آنتی‌بادیها [19] که توسط سلولهایی بنام لنفوسیت‌های B تولید می‌شوند، میانجیگری می‌شود (در گذشته به مایعات بدنی هومور گفته می‌شد). آنتی‌بادیها، آنتیژنهای میکروبی را بطور اختصاصی شناسایی کرده و عقونت‌زایی میکروبها را خنثی می‌کنند و میکروب‌های هدف را توسط مکانیسم‌های اجرایی متعدد از بین می‌برند. ایمنی هومورال مکانیسم دفاعی اصلی در برابر میکروب‌های خارج سلولی و سموم مترشحه آنهاست که به این میکروبها متصل شده و باعث نابودی آنها می‌شوند.
ایمنی باواسطة سلولی که اختصارا ایمنی سلولی نامیده می‌شود باواسطة سلولهایی بنام لنفوسیت‌های T ایجاد می‌شود.
میکروب‌های درون سلولی مانند ویروس‌ها و تعدادی از باکتری‌ها، در درون فاگوسیت‌ها و برخی از سلولهای میزبان زنده مانده و تکثیر پیدا می‌کنند که در این شرایط آنتی‌بادیهای گردشی نمی‌توانند به‌آنها دسترسی پیدا کنند. یکی از عملکردهای ایمنی سلولی دفاع علیه این قبیل عفونت‌ها می‌باشد که تخریب میکروب‌های موجود در درون فاگوسیت‌ها و یالیز سلولهای آلوده را افزایش می‌دهد.
تمام پاسخهای ایمنی هومورال و سلولی در برابر آنتیژنهای بیگانه، دارای تعدادی ویژگیهای بنیادی هستند که بیانگر خواص لنفوسیت‌هایی است که این پاسخها را ایجاد می‌کنند این خواص عبارتند از:
ویژگی: [20] پاسخهای ایمنی برای آنتیژنهای مختلف و در حقیقت برای اجزاء ساختمانی متفاوت یک کمپلکس پروتئین، پلی‌ساکارید یا هر آنتی‌ژن دیگری ویژگی دارند.
بخش‌هایی از این آنتی‌ژن‌ها که بطور اختصاصی توسط لنفوسیت ها مورد شناسایی قرار می‌گیرند شاخص یا اپی‌توپ [21] نامیده می شوند. علت این ویژگی آنست که هریک از لنفوسیت‌های B و T که به آنتیژنهای بیگانه پاسخ می‌دهند دارای پذیرنده‌های غشایی هستند که تفاوت اندک بین آنتیژنهای مختلف را تشخیص می‌دهند. آنتی‌بادیها در حقیقت می‌توانند بین دو پروتئین که تنها در یک اسید آمینه بایکدیگر متفاوتند تمایز قائل شوند.
تنوع : سیستم ایمنی قادر است مولکولهای متنوعی را بوجود آورد که توانایی شناسایی بیلیونها ساختار متفاوت آنتی‌ژنی دارند این تعداد که گنجینة لنفوسیتی [22] نامیده می‌شود بسیار زیاد است.
تخمین زده می شود که سیستم ایمنی پستانداران، می تواند 109 تا 1011 شاخص آنتی‌ژنی مختلف را از یکدیگر تمیز دهد. این خاصیت را تنوع می‌نامند که درنتیجه تغییراتی است که در ساختار نواحی اتصال آنتی‌ژن در پذیرنده‌های آنتی‌ژنی لنفوسیت‌ها بوجود می‌آید.
خاطره: [23] پس از برخورد سیستم ایمنی با یک آنتی‌ژن بیگانه، توانایی آن برای پاسخ‌دهی دوباره به‌همان آنتی‌ژن افزایش می‌یابد بنابراین پاسخهایی که دربرابر برخوردهای دوم و بعدی یک آنتی‌ژن ایجاد می‌شوند و به آنها پاسخهای ایمنی ثانویه گفته می‌شود معمولا سریعتر، شدیدتر و از نظر کمی نیز متفاوت با پاسخ ایمنی اولیه دربرابر همان نوع آنتی‌ژن هستند.
عدم واکنش به خود : [24] یکی از مهم‌ترین خواص سیستم ایمنی افراد طبیعی آن است که توانایی شناسایی، پاسخ‌دهی و حذف آنتیژنهای بیگانه (غیرخودی) را دارد ولی در برابر مواد آنتی‌ژنی متعلق به هر فرد (خودی) واکنش ایجاد نمی‌کند. سیستم ایمنی به‌منظور انجام اعمال طبیعی خود جهت دفاع میزبان باید دارای خواص اصلی ایمنی آداپتیو باشد. ویژگی و خاطره سیستم ایمنی را قادر می‌سازند تا در برابر تحریکات مکرر و پایدار از یک نوع آنتی‌ژن پاسخهای شدیدتری را ایجاد کند تا بتواند در برابر عفونت‌های طولانی‌مدت یا تکرار شونده، مقابله نماید. تنوع بدلیل آنکه سیستم ایمنی مجبور به دفاع میزبان در برابر تعداد بسیار زیاد عوامل بیماریزای محیطی می‌باشد ضروری است. توانایی تشخیص خودی از غیرخودی، در جلوگیری از بروز واکنش در برابر سلولها و بافت‌های خودی نقش حیاتی دارد، درعین حال که بایستی گنجینة وسیع لنفوسیت‌های اختصاصی آنتیژنهای بیگانه را نیز حفظ کنند.
1-3 آنتی‌بادیها
یکی از عملکردهای اصلی سیستم ایمنی، تولید پروتئین‌های محلولی است که در گردش خون آزادانه جریان داشته و دارای ویژگیهایی باشند که اختصاصا مرتبط با ایمنی و حفاظت دربرابر مواد خارجی باشد. پروتئین‌های مذکور را آنتی‌بادی می‌نامند، که اینها نیز به‌نوبة خود به‌سبب ساختار کروی شکلشان به رده‌ای از پروتئین‌ها بنام گلوبولین‌ها تعلق دارند. قبلا به‌علت مهاجرت این پروتئین‌ها در میدان الکتریکی, γ- گلوبولین خوانده می‌شدند (باتوجه به اینکه حرکت آلبومین، α گلوبولین و β گلوبولین سریعتر از آنها است)
درحال حاضر آنها را تحت نام ایمونوگلوبولین‌ها [1] می‌شناسند. آنتی‌بادیها در مایعات بیولوژیک سرتاسر بدن انتشار پیدا کرده و در سطح تعداد محدودی از انواع سلولهاهم یافت می‌شوند. لنفوسیت های B ، تنها سلولهای تولید کننده مولکولهای آنتی‌بادی هستند. در درون لنفوسیت B، آنتی‌بادیها در ساختمان‌های سیتوپلاسمی متصل به غشاء (شبکه اندوپلاسمیک و دستگاه گلژی) وجود دارند و در سطح لنفوسیت های B، بصورت پروتئین درون غشایی بارز می‌شوند. اشکال ترشحی آنتی‌بادیها در پلاسما، در ترشحات مخاطی و به مقدار کمتری در مایع میان بافتی وجود دارند.
وقتی خون یا پلاسما لخته می‌شود، آنتی‌بادیها در بخش مایع موسوم به سرم باقی می‌مانند. به‌سرمی که حاوی مقادیر فراوانی از مولکولهای آنتی‌بادی برای اتصال به یک آنتی‌ژن خاص می‌باشد آنتی‌سرم [2] گفته می‌شود. غلظت مولکولهای آنتی‌بادی اختصاصی برای یک آنتی‌ژن در سرم را اغلب می‌توان با رقیق کردن متوالی سرم تعیین کرد. بدین ترتیب آخرین رقتی از سرم که بعد از آن دیگر اتصال آنتی‌ژن – آنتی‌بادی مشاهده نمی‌شود را غلظت آنتی‌بادی می‌گویند. به سرمی که حاوی غلظت‌های بالایی از مولکولهای آنتی‌بادی اختصاصی برای یک آنتی‌ژن خاص باشد، سرم قوی یا دارای عیار بالا [3] می‌گویند. یک شخص 70 کیلوگرمی سالم و بالغ روزانه در حدود 3 گرم آنتی‌بادی تولید می‌کند. تقریبا دو سوم آنتی بادیهای تولید شده را آنتی بادیهایی بنام ایمونوگلوبولین A (IgA ) تشکیل می‌دهد که توضیح داده خواهد شد. آنتی بادیهایی که وارد جریان خون می شوند عمر محدودی دارند که این مقدار در مورد بیشترین نوع آنتی بادی موجود در سرم که ایمونوگلوبولینG (IgG) نامیده می شود حدود 3 هفته است.
1-3-1 ساختمان مولکولی آنتی‌بادیها
هر مولکول آنتی‌بادی یک ساختمان مرکزی متقارن دارد که از دو زنجیرة سبک یکسان (هریک حدود 24KD) و دو زنجیرة سنگین یکسان (در حدود 55-70KD) تشکیل شده‌آند.
هر زنجیرة سبک از طریق باند دی‌سولفیدی و یا پیوند کووالان به یک زنجیرة سنگین متصل می‌شود دو زنجیره‌های سنگین نیز با باند دی‌سولفیدی به یکدیگر اتصال می‌یابند. زنجیره های سبک و سنگین از یکسری واحدهای تکرار شونده و شبیه به هم، بطول تقریبی 110 آمینواسید تشکیل شده‌اند و به‌طور مستقل و به شکل کروی تا می‌خورند که به‌نام دومین ایمونوگلوبولین [4] نامیده می‌شوند. هر دومین ایمونوگلوبولین از دو لایة صفحة چین دار β سه یا چهار رشته‌ای از زنجیره‌های پلی‌پپتیدی ناهمسو تشکیل شده است. زنجیره‌های سنگین و سبک دارای نواحی متغیر (V) در انتهای آمینی و مناطق ثابت (C) در انتهای کربوکسیلی هستند. منطقة متغییر زنجیرة سنگین از یک دومین ایمونوگلوبولین و منطقة ثابت آن از سه یا چهار دومین ایمونوگلوبین تشکیل شده‌اند. مناطق متغییر و ثابت زنجیرة سبک هرکدام از یک دومین ایمونوگلوبولین درست شده‌اند. مناطق متغییر را از این رو به این نام می خوانند که توالی اسیدهای آمینة آنها، متغییر بوده و همین مسأله موجب تشخیص آنتی بادیهای یک کلون لنفوسیت B از کلون دیگر می‌شود. منطقة متغییر یک زنجیره سنگین (VH) در کنار منطقة متغییر یک زنجیر سبک (VL) قرار گرفته و تشکیل جایگاه اتصالی آنتی‌ژن را می‌دهند.
این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
دانلود تحقیق کامل درمورد علم ایمونولوژی
