ژن کلونينگ فرآيندي است که طي آن توالي مشخصي از DNA را جداسازي مي‌کنند تا نسخه‌هاي يکساني از آن را در محيط طبيعي ( سلول يا بافت زنده ) بدست آورند.
هدف از ژن کلونينگ فراهم کردن نسخه‌هاي متعدد از يک ژن منفرد است. تکثير يک ژن در حوزه‌هاي مختلف تحقيقاتي مورد استفاده است. به علاوه داراي کاربردهاي پزشکي از قبيل ژن درماني و کاربردهاي صنعتي نظير توليد مقدار زيادي از يک پروتئين مي‌باشد.
براي کلون کردن ژن قطعه‌اي از DNA را از موجودي به موجود ديگر منتقل مي‌کنند. سلولي را که منشا DNA از آن است را « دهنده » و سلولي را که آن را دريافت مي‌کند « ميزبان» مي‌گويند.
کلونينگ ژن به روش‌هاي مختلفي صورت مي‌گيرد اما اساس همه‌ي آنها به اين صورت است که DNA هدف از سلول دهنده استخراج مي‌شود و با کمک آنزيم‌هايي برش داده مي‌شود و به داخل يک مولکول DNA حلقوي، که معمولاً يک پلاسميد است و نقش ناقل ( وکتور ) را دارد، وارد مي‌شود. به اين ترتيب يک مولکول DNA نوترکيب ساخته مي‌شود. در مرحله‌ي بعد DNA نوترکيب را به سلول ميزبان که اغلب نوعي باکتري مي‌باشد منتقل مي‌کنند. اين مرحله را ترنسفورماسيون مي‌نامند. DNA نوترکيب در سلول ميزبان همانندسازي مي‌کند و همراه سلول ميزبان تکثير مي‌شود. سلول‌هاي حاصل از تقسيم سلول ميزبان اوليه، نسخه‌هايي از DNA نوترکيب همانندسازي شده را به ارث مي‌برند. سلول‌هاي باکتري به دنبال تقسيمات متعدد کلني تشکيل مي‌دهند و از آنجا که اعضاي اين کلوني حاوي يک يا چند نسخه از ژن مورد نظر ما که در DNA نوترکيب حمل مي‌شود مي‌باشد، مي‌توان گفت اين ژن کلون شده است.
استخراج و برش ـ اولين گام در توليد DNA نوترکيب و سپس کلون کردن آن، استخراج و برش وکتور از سلول باکتري و DNA از سلول دهنده مي‌باشد.
براي استخراج DNA از سلول دهنده، ابتدا بايد «عصاره‌ي سلولي» تهيه کرد. براي اين منظور غشاي سلول را متلاشي مي‌کنند تا محتويات آن خارج شود سپس مخلوط حاصل را سانتريفيوژ مي‌کنند تا زوائد آن ته‌نشين شود و مايع رويي که «عصاره‌ي سلولي» است و حاوي DNA مي‌باشد را جمع آوري مي‌کنند. عصاره‌ي سلولي علاوه بر DNA حاوي پروتئين و RNA نيز مي‌باشد. با يکي از روش‌هاي «تجزيه‌ي آنزيمي پروتئين و RNA » يا «کروماتوگرافي تعويض يوني» DNA را از عصاره‌ي سلولي تخليص مي‌کنند.
براي استخراج پلاسميد از سلول باکتري، بعد از تخليص DNA بايد پلاسميد را از DNA کرومزوم باکتري جدا کرد. براي اين منظور از تکنيک « اولتراسانتريفيوژ » که بر مبناي شيب جرمي مي‌باشد استفاده مي‌کنند.
بعد از جداسازي، DNA سلول دهنده بايد به قطعات کوچکتر بريده شود. برش DNA به قطعات کوچکتر را مي‌توان از طرق راه‌هاي مختلفي انجام داد از آن جمله ايجاد شکست در DNA با استفادها از امواج صوتي ( سونيکيت )مي‌باشد. در اين صورت طول قطعات حاصل از يک مولکول DNA با مولکول ديگر متفاوت خواهد بود چرا که شکست مولکول DNA به صورت تصادفي صورت مي‌گيرد. کشف «آنزيم‌هاي محدود کننده» (restriction enzymes) محققان را قادر ساخت تابتوانند قطعات با طول يکسان را از چندين مولکول DNA يکسان فراهم کنند. آنزيم‌هاي محدود کننده باکتري‌ها را قادر به دفاع در مقابل فاژها مي‌کند. اين آنزيم‌ها مولکول DNA را درمحل‌هاي ويژه‌اي باترتيب نوکلوتيدي خاصي قطع مي‌کنند. بنابراين براي آنکه يک مولکول DNA با اين آنزيم‌ها بريده شود، وجود توالي‌هاي خاصي به نام «جايگاه محدود کننده» در مولکول DNA ضروري است و بايد براي برش DNA به دنبال آنزيمي گشت که داراي بيش از 2 جايگاه محدود کننده بر روي آن باشد.
همچنين مزيت ديگر استفاده از آنزيم‌هاي محدود کننده اين است که مي‌توان از همان آنزيم براي برش پلاسميد ناقل استفاده کرد و به اين طرق امکان انطباق دو انتهاي قطعه‌ي ژن هدف با دو انتهاي بريده شده‌ي پلاسميد را به سادگي فراهم کرد.
یک سوئیسی در انگلیس پس از 20 سال تحقیقات موفق شد بدون استفاده از تکنیکهای مهندسی اصلاح ژنتیکی سیبی را ایجاد کند که علاوه بر پوسته درون آن نیز کاملا سرخ است.
به گزارش خبرگزاری مهر، در ظاهر به نظر میرسد که تنها یک سیب سرخ زیبا و اشتها آور باشد اما در حقیقت این سیب ویژه که Redlove نام دارد نه تنها دارای یک پوسته قرمز رنگ است، بلکه درون آن نیز کاملا سرخ است.
به علاوه این سیب نسبت به سیبهای معمولی از آنتی اکسیدانها و مواد غذایی غنی تری برخوردار است. بنابراین برای تهیه کیک سیب با این میوه جدید می‌توان یک کیک سرخ رنگ را تصور کرد که به نظر میرسد با آب تمشک سیاه مخلوط شده باشد.
در تفاوت با سایر سیبها، Redlove حتی در مجاورت هوا نیز سیاه نمی شود و به این ترتیب برای تهیه سالاد بسیار مطلوب است.
این سیب ثمره 20 سال مطالعات یک پرورش دهنده گیاهان در انگلیس به نام «مارکوس کوبرت» است که این سیب کاملا سرخ را از پیوند گونه‌های متمایز میوه‌ها و کاملا طبیعی به دست آورده است. در این سیب از تکنیکهای اصلاح ژنتیکی استفاده نشده است.
بسیاری از تولیدکنندگان میوه در اروپا شروع به کاشت اولین نمونه‌های Redlove برای عرضه تجاری کرده‌اند و انتظار می‌رود که این میوه ظرف چند سال آینده وارد بازار شود.
سابقه کشت هندوانه بدون بذر در ایالت متحده به بیش از 40 سال میرسد. البته امروزه تقاضای بازار برای این نوع هندوانه افزایش یافته است و فعالیت های اصلاحی به منظور تولید و معرفی ارقام جدید ادامه دارد
تعداد کروموزوم های طبیعی در بیشتر موجودات زنده به صورت دیپلوئید یا N2 است. هندوانه معمولی بذر دار نیز یک دیپلوئید با 27 کروموزوم است. در صورتیکه هندوانه بدون بذر یک تریپلوئید(3N) است که از لحاظ جنسی عقیم میباشد. گیاه تریپلوئید از تلاقی یک گیاه دیپلوئید به عنوان والد پدری و یک گیاه تتراپلوئید(4N) به عنوان والد مادری حاصل میشود. بنابراین یکی از گامهای اساسی در تولید هندوانه تریپلوئید ایجاد یک گیاه تتراپلوئید به عنوان والد مادری است. برای تولید یک گیاه تتراپلوئید از تیمار گیاهان دیپلوئید با محلول کلشی سین استفاده میکنند. کلشی سین آلکالوئیدی است که از گل حسرت با نام علمی Colchicum.autumnule از خانواده liliaceae استخراج میشود.این ماده موجب تخریب تارهای دوکی در هنگام تقسیم سلولی شده و در نتیجه انتقال و هدایت کروموزوم ها به قطبین صورت نمیگیرد و مرحله آنافاز عملی نمیشود. در نتیجه کروموزوم ها به صورت دو برابر شده در داخل یک هسته باقی خواهند ماند. لاین های تتراپلوئید معمولاً سبز تیره و بدون نوار و یا طرح در پوست میوه هستند. گیاه تریپلوئید معمولاً عقیم بوده و بذر زنده ای تولید نمیکنند. اگرچه گاهی بذرهای کوچک و سفید شبیه بذرهای خیار که همراه میوه قابل خوردن هستند در آن یافت میشود
کاشت بذر
جوانه زنی بذرهای هندوانه تریپلوئید نیاز به مراقبت های بیشتر و دقیق تری نسبت به ارقام متداول دارد. ارقام استاندارد برای جوانه زنی نیاز به دمای 55 درجه فارنهایت و ارقام تریپلوئید به دمایی بالاتر از 80 درجه فارنهایت دارند. مدت زمان لازم برای جوانه زنی و خروج گیاهچه در ارقام تریپلوئید بدون بذر طولانی تر از ارقام معمولی بوده و بنابراین احتمال حمله پاتوژن ها و قارچ ها افزایش میابد. به همین دلیل تیمار بذرها با سموم شیمیایی مجاز قبل از کاشت توصیه میشود. پس از خروج گیاهچه دمای مورد نیاز برای رشد باید کاهش داده شود. گیاهچه ها پس از 5-3 هفته آماده انتقال به زمین اصلی میشود. مقاوم سازی نشاها به وسیله کاهش تدریجی آبیاری صورت میگیرد.
تشکیل و بزرگ شدن میوه در هندوانه وابسته به تنظیم کننده های رشدی است که از دانه های گرده یا جنین در طول رشد حاصل میشود. گرده افشانی ناکافی در هندوانه بدون بذر موجب تشکیل میوه با شکلی نامنظم و زاویه دار و کیفیتی پایین میشود. از آنجا که هندوانه های تریپلوئید به مقدار کافی دانه گرده تولید نمیکنند، باید تامین دانه های گرده از یک رقم دیپلوئید طبیعی صورت بگیرد. معمولاً کاشت ارقام گرده دهنده بین هر 3 ردیف انجام میشود. از آنجا که 30 درصد هندوانه های تشکیل شده در مزرعه مربوط به ارقام گرده دهنده خواهد بود بنابراین در نظر گرفتن ویژگی هایی مانند بازارپسندی، قدرت رشد، تولید گرده، مقاومت به بیماریها و شرایط محیطی باید در نظر گرفته شوند. ضمن اینکه از نظر ظاهری با ارقام تریپلوئید قابل تمایز باشند.
فاصله کاشت معمولاً به نوع رقم، منطقه کاشت، زمان کاشت و نوع خاک وابسته است. اما به طور کلی ارقام تریپلوئید نسبت به ارقام استاندارد دارای چثه بزرگتری هستند و تراکم کاشت آنها 20-10 درصد کمتر از ارقام استاندارد است. نکته مهم در تولید هندوانه تریپلوئید نگاهداری پیوسته رطوبت خاک در حد اپتیمم است. هر گونه استرس آبی(خشکی) موجب توسعه ی بیماری پوسیدگی گلگاه در میوه و بروز یک شکل نامنظم در میوه میشود
|
روز بخير كاربر مهمان! 
