تبليغاتX
زیست شناسی

زیست شناسی

مطالبی جالب از زیست شناسی

تاریخچه تغذیه

 


تا اوایل قرن نوزدهم مفهوم غذاخوردن فقط پرکردن شکم بود و احساس گرسنگی بشر را وادار می‌کرد تا آنچه را در دسترس خود می‌دید بدون توجه به کمیت و کیفیت آن مصرف کند.
شهرنشینی و تشکیل اجتماعات باعث ایجاد تغییرات زیادی در طرز تغذیه بشر شده است. اولین اجتماعات و شهرها در بین‌النهرین، آسیای باختری، مصر و یونان بوجود آمدند. شهرنشینهای اولیه کشاورزی و دامپروری را به خوبی می‌دانستند و برای تغذیه خود از محصولات متنوع استفاده می‌کردند.ایران نخستین کشور جهان است که انسان اولیه در آن به کشاورزی و پرورش دام پرداخته است. (دو تن از متخصصین به نامهای آرتور کیت و دکتر ارنست هرتسفیلد در کتابی به نام صنایع ایران ثابت کرده‌اند که کشاورزی و تمدن از فلات ایران شروع شده است). در حفاریهایی که در بعضی از نقاط ایران نظیر شوشتر، دامغان ، تخت جمشید و تپة سیلک کاشان به عمل آمده نشان می دهد که تاریخ کشاورزی در ایران متجاوز از 6000 هزار سال است .

تاریخچة تغذیه در یونان نشان می‌دهد که مردم یونان باستان برای تغذیه اهمیت زیادی قائل بودند و این جمله به آنان منسوب است که : " برای تقویت روح هرگز جسم را نباید فراموش کرد و باید مردم را با ورزش و غذای مناسب تربیت کرد ." شواهد نشان می‌دهد که در زمانهای قدیم مردم یونان بیشتر از گیاهان تغذیه می‌کردند و مصرف گوشت گوسفند، پرندگان، شکر، لبنیات و ماهی نیز در بین بعضی از طبقات اجتماع معمول بوده است. همچنین روغن زیتون را بسیار دوست داشته و مصرف می‌کرده‌اند.

در روم قدیم مردم کشاورزی می‌کردند و از غلات، بقولات و میوه و بعضی از انواع سبزیها تغذیه می‌کردند. غلات غذای اصلی آنها را تشکیل می‌داد و مصرف گوشت منحصر به طبقة اشراف بود.
در دورانهای بعد یعنی پس از استقرار امپراطوری در روم وضع تغذیة مردم تغییر کرد و رومیان بعد از فتوحات مختلف از تغذیة مردم سرزمینهای فتح شده تقلید کرده و در این راه جانب افراط می‌پیمودند. البته این طرز تغذیه مربوط به طبقات مرفه و اعیان بود درحالیکه مردم عادی تغذیة ساده‌ای داشتند. در این زمان حتی کتب آشپزی نیز در روم منتشر شده که کتاب Deipnosphistae اثر Athenaeus در قرن دوم میلادی چاپ شده و طرز تهیه غذاهای گوشتی، سبزیها و اطلاعات دیگری در آن شرح داده شده است.

در مورد رژیمهای غذایی آغاز پیدایش آن به لوحه ای متعلق به سال 1900 قبل از میلاد مسیح در ناحیه سومر مربوط میشود که در آن برنامه غذایی یک کودک نوشته شده و در حال حاضر در موزه باستان شناسی استانبول نگهداری میشود .

طی دورانهای مختلف تاریخ و از دیدگاه مذاهب گوناگون، رژیمهای غذایی حائز اهمیت بسیار بوده و در بسیاری از کتب مذهبی مطالبی در زمینة تغذیه در دوران بارداری، شیردهی و روزه منعکس شده است. بقراط غالباً نصایح و توصیه‌هایی در زمینة مصرف یا عدم مصرف بعضی از غذاها به بیماران خود می‌کرده است و اکثر پزشکان یونان باستان رژیم درمانی را به عنوان بخش مهمی از معالجة بیماریها بکار می‌بردند.

زکریای رازی که از دید عدة زیادی پدر علم تغذیه و رژیمهای غذایی کودک شناخته شده توصیه‌های مختلفی در زمینة رژیمهای غذایی دارد. همچنین در کتاب حفظ الصحه اثر اسرف بن محمد در زمینة تغذیه و رژیم در دوران مختلف زندگی مطالبی سودمند عنوان شده است.

با وجود اهمیت زیاد این رشته در حفظ سلامت انسان از گذشته تا حال داشته ، ولی تا سالهای پایان وضعیت زندگی استاد درجنگ جهانی اول هیچ سازمانی که رسما در این زمینه فعالیت کند وجود نداشت ، تا اینکه در سال 1917 نخستین انجمن مربوط به رژیم دانان توسط گروهی از کارشناسان تغذیه آمریکا تاسیس شد . این انجمن برای اولین بار مجله علمی رژیم شناسان را در سال 1925 منتشر کرد . و به تدریج دامنه فعالیت خود را در زمینه مدیریت خدمات غذایی مراکز تغذیه توسعه داد .

فارغ التحصیلان این رشته که رژیم‌شناس (Dietition) نامیده میشوند ، باید تمام اطلاعات و دانش خود را در راه کمک به برقراری وبهبود سلامت بشر بکار گیرند .

اصطلاح رژیم درمانی یا درمان با رژیم (Diet-therapy) به معنای استفاده از رژیم غذایی نه فقط برای بیماران بلکه برای افراد سالم نیز می‌باشد. بدین معنی که افراد سالم نیز باید به نوبة خود از رژیم غذایی مناسب استفاده کنند تا بدین وسیله از ابتلا به سوء‌تغذیه مصون مانده و از سلامت کامل برخوردار شوند.(از سایت:www.mortezavy.com)

مطالب مرتبط


+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و ششم بهمن 1385ساعت 11:21  توسط سمیراابراهیمی  | 

امان از فراموشیییی

من دو تا وبلاگ زیست شناسی داشتم .

از اولی کلمه ی عبور را فراموش کرده ام

دومی را هم که هر دو را .

بنابراین هم اولی و هم آنچه از دومی یادم بود را به این وبلاگ منتقل کردم .

به همین دلیل شرمنده ام که تاریخ آپ شدن همه اش پشت سر هم است.

+ نوشته شده در  سه شنبه چهاردهم آذر 1385ساعت 10:19  توسط سمیراابراهیمی  | 

چندتا عکس خوشگل از DNA

 

+ نوشته شده در  سه شنبه چهاردهم آذر 1385ساعت 10:16  توسط سمیراابراهیمی  | 

با انر}ی سلولی در مقابل سرطان بایستید!!!!!!!!!

نتايج يك مطالعه جديد نشان مي‌دهد سلول‌هاي فاقد يك آنزيم كنياز محدودكننده تومور بنام LKB1 هم مي‌توانند سطوح سالم انرژي را در خود حفظ كنند.
زماني كه تحت استرس قرار مي‌گيرند. اين تنظيم انرژي براي حفظ سلول‌ها از مرگ سريع ضروري است. اين نتايج نشان‌دهنده پيشرفت‌هاي جديد براي مبارزه با رشد تومورهاي سرطاني و نيز مقابله با چاقي و ديابت است.
كنيازها گروهي از پروتئين‌هاي آنزيمي هستند كه نقش عمده‌اي در عملكرد اكثر سلول‌هاي حيواني دارند. اين تحقيق عمدتا بر كنياز فعال شده با AMP (AMPK) كه مسوول كنترل انرژي در راههاي داخل سلولي‌است، متمركز شده است.
به گفته سرپرست اين تحقيق سطح انرژي يك سلول در بقاي آن نقش حياتي دارد و سلول كم‌انرژي مانند يك ماشين بدون گازوئيل است. پيش از اين نيز مشخص شده بود كه AMP سلولي مي‌تواند به گردش درآمده هر نقصي و كمبودي را در سلول اصلاح كند، البته در صورتي كه به وسيله آنزيم كنياز LKB1 روشن شود.
در اين مطالعه مشخص شد كه دو كنياز در سلول‌هاي سرطاني به نام‌هاي CaMKEE و CaMKKE به طور مستقل از LKB1 قادر به تنظيم عملكرد AMPK هستند. با افزودن اين دو كنياز، تصور بر اين است كه همه عوامل مسوول براي تنظيم انرژي در داخل سلول شناخته شده است كه اين امر فرصت‌هاي جديدي را براي درمان سرطان فراهم مي‌سازد.
سرپرست اين تحقيق مي‌گويد اگر بتوان توانايي يك سلول سرطاني را براي سازگاري با نقص انرژي سركوب كرد، ممكن است اين سلول توانايي رشد خود را از دست بدهد.
به هر حال پيش از هر اقدامي بايد دانست اين پروتئين‌ها چگونه با هم تداخل مي‌كنند.
علاوه بر تاثير تنظيم AMPK در مبارزه با سرطان، خودآنزيم به تغييرات انسولين يا قند نيز پاسخ مي‌دهد و متابوليسم ناقص انرژي كه مشخصه ديابت نوع دو است را ترميم مي‌كند. لذا AMPK هدف بسيار ارزشمندي براي درمان برخي اشكال ديابت و حتي چاقي محسوب مي‌شود.
+ نوشته شده در  سه شنبه چهاردهم آذر 1385ساعت 10:8  توسط سمیراابراهیمی  | 

خواص اعجاز گر بعضی ازخوراکی ها

 
احتياجات غذايى ما از ۴۰ سالگى به بعد تغيير مى كنند. از آنجايى كه سوخت وساز بدن ما از اين سن كاهش مى يابد، كيفيت و كميت آنچه مى خوريم بيش از پيش اهميت پيدا مى كند در نتيجه ضرورى است كه برخى از مواد غذايى را به مواد ديگر ترجيح دهيم. برخى ميوه ها و سبزيجات كه ما در طول زندگى مان مصرف نموده ايم اكنون بسيار گرانبها و با ارزش مى شوند. در درجه اول براى جلوگيرى از اضافه وزن و سپس براى تامين ويتامين ها و مواد معدنى در كاركرد ارگانيسم ما بيشترين نقش را دارند. مواد غذايى معجزه آسا كه مصرف روزانه آنها برترى دارند عبارتند از:

 •اسفناج سبزيجاتى كه داراى برگ تيره هستند سرشار از ويتامين ث و پتاسيم هستند، اما اسفناج گنجى در نهان دارد: ويتامين آ، ويتامين ث، آهن، كلسيم، پتاسيم، ويتامين اى، گروه ويتامين ب و پروتئين. اگر شما طعم اسفناج پخته را دوست نداريد، آن را با سالاد مصرف كنيد يا در سبزى خوردن روزانه خود اسفناج را بگنجانيد.

 •كيوى تمامى مركبات، همچنين طالبى، انبه، زردآلو، هلو و توت فرنگى سرشار از ويتامين ث هستند. اما كيوى از تمام آنها پيشى گرفته است. كيوى كالرى كمترى دارد، و غنى از ويتامين هاى ث، آ، گروه ب، كلسيم و آهن است. كيوى در مقايسه با موز حاوى پتاسيم بيشترى است. همچنين منبع بسيار خوبى از منيزيم، آهن، مس، روى و فسفر است. برترى ديگر اين ميوه وجود ويتامين اى در دانه هاى ريز و سياه رنگ كيوى است.

 •غلات تمام غلات خاصيت خاص خودشان را دارند. برخى سرشار از پروتئين هستند و برخى ديگر سرشار از مواد معدنى يا ويتامين ها هستند. بهتر است براى بهره بردن بيشتر از خواص فوق العاده غلات گاهگاهى از كل غلات استفاده نمائيد. گندم منبع بسيار خوب پروتئين است و شامل ويتامين هاى گروه ب، به ويژه ب۱، ب۲، ب۳، ب۱۲، آهن، نمك هاى معدنى، كلسيم، منيزيم و سديم است.جوانه گندم و روغن جوانه گندم را به عنوان يكى از بهترين منابع ويتامين اى و آهن به حساب مى آورند. همچنين جوانه هاى غلات منابع عالى ويتامين ث هستند. گندم كامل، سبوس و جوانه هاى گندم، آرد جو دو سر، نيز حاوى ويتامين هاى گروه ب هستند. غلات كامل به ويژه جو دوسر، سرشار از آهن و روى هستند.

•حبوبات اگر مى خواهيد كمتر گوشت حاوى كلسترول بخوريد، تركيبات پروتئين هاى گياهى بهترين جايگزين هستند. پروتئين هاى گياهى كه اساساً در دانه هاى گياهى يافت مى شوند (عدس، باقلا، لوبياى خشك، نخود) و غلات، بايد گاهى همه با هم در يك غذا گنجانده شوند. اين بهترين راه براى بهره بردن از پروتئين هاى غيرحيوانى است.

•لبنيات تمام محصولات لبنى سرشار از كلسيم هستند. لبنيات همچنين منبع خوب ويتامين آ، فسفر و منيزيم هستند. اما به دليل مقدار چربى و كلسترول موجود در لبنيات بايد انواع كم چرب و كم كالرى آنها را انتخاب كرد. نبايد فراموش كرد كه ويتامين د، در جذب كلسيم نقش مهمى دارد. پس رمز كار فراموش نشود: روزى ۱۵ تا ۲۰ دقيقه در معرض نور آفتاب قرار بگيريد.

•آب آب رمز سلامتى در همه سنين است. آب نه تنها پوست را مرطوب مى سازد، بلكه به كليه ها و روده ها در دفع ضايعات كمك مى كند. اگر شما به اندازه كافى آب نمى نوشيد، به خاطر داشته باشيد كه ميوه ها از جمله هندوانه، و سبزيجاتى كه برگ هاى سبز تيره دارند، مقادير فراوانى آب دارند.

+ نوشته شده در  سه شنبه چهاردهم آذر 1385ساعت 9:55  توسط سمیراابراهیمی  | 

محصولات و زمينه‌هاي فعاليت بيونانوتکنولوژي

تلفيق بيوتکنولوژي با فناوري نوظهور نانوتکنولوژي، مباحث جديدي را بين محققان، هم در سطح دانشگاهي و هم در حوزة صنعت به‌وجود آورده است. نتيجة اين تلفيق، ظهور " بيونانوتکنولوژي " به‌عنوان يک زمينة تحقيقاتي بين‌رشته‌اي است که به‌سرعت در حال رشد و توسعه است و با مقولة علم و مهندسي در سطح مولکول ارتباط داردبرخي از صاحب‌نظران، بيونانوتکنولوژي را به‌عنوان زيرمجموعه‌اي از نانوتکنولوژي، به اين صورت تعريف کرده‌اند: " مطالعه و ايجاد ارتباط بين بيولوژي مولکولي ساختاري و نانوتکنولوژي مولکولي " برخي ديگر، آن‌را به‌عنوان زير مجموعه‌اي از بيوتکنولوژي بدين شکل تعريف کرده‌اند: " به‌کارگيري پتانسيل بالقوة بيولوژي در ساخت و سازماندهي ساختارهاي پيچيده با استفاده از مواد ساده و با دقت در حد اتم ". در اين زمينه، تنها تفاوتي که بين بيونانوتکنولوژي و بيوتکنولوژي وجود دارد اين است که طراحي و ساخت در مقياس نانو جزء لاينفک پروژه‌هاي بيونانوتکنولوژي است در حالي‌که در پروژه‌هاي بيوتکنولوژي، نيازي به فهم و طراحي در حد نانو نيست

چنان‌که ملاحظه مي‌گردد، برخلاف تعريف "بيوتکنولوژي" که به معني فناوري استفاده از موجودات زنده و اجزاي موجودات زنده در راستاي نيازهاي صنايع مختلف است و همچنين برخلاف تعاريف واژه‌هايي چون "بيومتريال" و "بيومکانيک" که معمولا به‌معني استفاده از قابليت‌هاي فناوري‌هاي "مواد" و يا "مکانيک" در کاربردهاي زيستي است، در تعريف بيونانوتکنولوژي، هم کاربرد ابزارهاي بيولوژيکي به‌عنوان سازمان‌دهنده و مادة اوليه جهت ساخت محصولات و مواد نانويي، مورد توجه است و هم کاربرد محصولات توليدي تکنولوژي نانو، جهت مطالعة وقايع درون سلول‌هاي زنده و تشخيص و معالجة بيماري‌ها

آنچه مسلم است ظهور اين زمينة تحقيقاتي، حاصل تغيير عقيدة بسياري از محققان در استفاده از راهکارهاي پايين به بالا  Bottom-Up approach  به جاي استفاده از راهکار بالا به پايين ( Top-Down approach ) جهت ساخت وسايل و مواد بسيار ريز است. در راهکارهاي بالا به پايين نانوتکنولوژي، سعي بر اين است که وسايل موجود مرتبا کوچکتر شوند؛ به اين راهکار، نانوتکنولوژي مکانيکي نيز گفته مي‌شود. اما در راهکار پايين به بالا، هدف ايجاد ساختارهاي ريز از طريق اتصال اتم‌ها و مولکول‌ها به‌يکديگر است؛ در اين راهکار از الگوهاي بيولوژيکي بهره‌گيري مي‌شود.

محصولات و زمينه‌هاي فعاليت بيونانوتکنولوژي

برخي از محصولات و زمينه‌هاي فعاليت بيونانوتکنولوژي عبارتند از:

-1 بيونانوماشين‌ها

مهمترين زمينة کاربرد بيونانوتکنولوژي، ساخت بيونانوماشين‌ها (ماشين‌هاي مولکولي با ابعادي در حد نانومتر) است. در يک باکتري هزاران بيونانوماشين مختلف وجود دارد. نمونة آنها، ريبوزوم‌ (دستگاه بسته‌بندي پروتئين) است که محصولات نانومتري (پروتئين‌ها) را توليد مي‌کند. از خصوصيات خوب بيونانوماشين‌ها (به‌عنوان مثال حسگرهاي نوري يا آنتي‌بادي‌ها)، امکان هيبريدکردن آنها با وسايل سيليکوني با استفاده از فرآيند ميکروليتوگرافي است. به اين ترتيب با ايجاد پيوند بين دنياي نانويي بيونانوماشين و دنياي ماکروي کامپيوتر، امکان حسگري مستقيم و بررسي وقايع نانويي را مي‌توان به‌وجود آورد. نمونة کاربردي اين سيستم، ساخت شبکية مصنوعي با استفاده از پروتئين باکتريورودوپسين است

-2 مواد زيستي ( Biomaterial )

 کاربرد ديگر بيونانوتکنولوژي، ساخت مواد زيستي مستحکم و زيست‌تخريب‌پذير است. از جملة اين مواد مي‌توان به DNA و پروتئين‌ها اشاره نمود. موارد کاربرد اين مواد و به‌خصوص در زمينة پزشکي متعدد است. از ‌جمله موارد کاربرد اين مواد، استفاده از آنها به‌عنوان بلوک‌هاي سازندة نانومدارها و در نهايت ساخت وسايل نانويي ( Nano-Device ) است. همچنين به‌دليل خصوصيات مناسب اين مواد از آنها در ترميم ضايعات پوستي استفاده مي‌شود.

-3موتورهاي بيومولکولي

موتورهاي بيومولکولي، موتورهاي محرکة سلول هستند که معمولا از دو يا چند پروتئين تشکيل شده‌اند و انرژي شيميايي (عموماً به شکل ATP ) را به حرکت (مکانيکي) تبديل مي‌کنند. از جملة اين موتورها، مي‌توان به پروتئين ميوزين (باعث حرکت فيلامنت‌ها مي‌شود)، پروتئين‌هاي درگير در تعمير DNA يا ويرايش RNA (به‌عنوان مثال، آنزيم‌هاي برشي) و ATPase اشاره کرد. از اين موتورها در ساخت نانوروبات‌ها و شبکة هادي‌ها و ترانزيستورهاي مولکولي (قابل استفاده در مدارهاي الکترونيکي) استفاده مي‌شود. از جمله زمينه‌هاي ديگري که از بيونانوتکنولوژي استفاده مي‌شود، مي‌توان به تکنولوژي دستکاري تک مولکول ( Single Molecule )، تکنولوژي Biochip و Drug Delivery ( ساخت نانوکپسول و نانوحفره تکنولوژي Microfluidics به‌عنوان مثال، ساخت lab on a chip ، BioNEMS ساخت پمپ‌ها، حسگرها و اهرم‌هاي نانويي Nucleic Acid Bioengineering ساخت نانوسيم DNA و يا کاربرد در همسانه‌سازي و ترانسفرميشن، Nanobioprocessing خودساماندهي، دستکاري سلولي و توليد فرآورده‌هاي زيستي، حسگرهاي زيستي ارزيابي ايمني غذا و محيط‌زيست و Bioselective surfaceمورد استفاده در تکنولوژي‌هاي جداسازي زيستي، اشاره نمود

نانوبيوتکنولوژي و رابطة آن با بيونانوتکنولوژي

اما نانوبيوتکنولوژي نيز واژة ديگري است که در سال‌هاي اخير، محققان و صاحب‌نظران در کتب، مقالات و کنفرانس‌ها به‌کار مي‌برند. طبق تعريف برخي از اين محققان، نانوبيوتکنولوژي، زيرمجموعه‌اي از نانوتکنولوژي است که در آن از ابزارها و فرآيندهاي نانويي و ميکروني براي ساخت و تهية محصولاتي استفاده مي‌شود که در مطالعة سيستم‌هاي زنده استفاده مي‌شوند برخي ديگر از محققان، نانوبيوتکنولوژي را زمينه‌اي از نانوتکنولوژي مي‌دانند که در آن از سيستم‌هاي بيولوژيکي موجود، همچون سلول، اجزاي سلولي، اسيدهاي نوکلئيک و پروتئين‌ها براي ايجاد ساختارهاي نانويي تلفيقي (مرکب از مواد آلي و معدني) استفاده مي‌شود

اگر به مفهوم و هدف دو زيرشاخة نانوتکنولوژي يعني بيونانوتکنولوژي و نانوبيوتکنولوژي نگاه شود، مي‌توان فهميد که اهداف هر دو شاخه (يعني توليد محصولاتي که جهت مطالعة سيستم‌هاي زنده به‌کار مي‌روند) و همچنين فرآيندها و مقياس فعاليت هر دو شاخه (يعني مقياس‌هاي در سطح نانو)، تقريبا يکسان است. بنابراين مي‌توان اين دو شاخه را به‌صورت کلي با نام نانوبيوتکنولوژي ناميد. منتهي زماني که به‌طور صرف، از الگوها و مواد زيستي جهت ساخت وسايل در ابعاد نانو استفاده مي‌شود، بهتر است پيشوند "بيو" مقدم بر پيشوند "نانو" بيايد. در اين حالت، کاربرد واژة بيونانوتکنولوژي تخصصي‌تر از واژة نانوبيوتکنولوژي خواهد بود. مي‌توان بيونانوتکنولوژي را شکلي خاص از نانوبيوتکنولوژي دانست که مبناي آن، استفاده از موادزيستي براي مثال پروتئين‌ها يا DNA جهت ساخت وسايل نانويي است؛ اما در هنگام استعمال واژة نانوبيوتکنولوژي، استفاده از ابزارهاي نانويي در کاربردهاي بيولوژيک نيز مورد نظر خواهد بود. بار ديگر تأکيد مي‌شود که کاربرد هر کدام از اين دو واژه، تا حد زيادي سليقه‌اي است و به زمينة تخصصي محققان مختلف، بستگي دارد

نتيجه‌گيري و چشم‌انداز

از مجموع مباحث فوق نتيجه گرفته شد که " بيونانوتکنولوژي " يک حوزة نوين ناشي از تلفيق علوم زيستي و مهندسي در حوزة نانو است که افق‌هاي جديدي را در زمينة ساخت و توسعة سيستم‌هاي تلفيقي به‌وجود آورده و محققان را اميدوار کرده‌است که بتوانند از اين تلفيق، در ساخت نانوساختارهايي استفاده کنند که در آنها از مولکول‌هاي بيولوژيکي به‌عنوان اجزاي سيستم مورد نظر استفاده شود؛ به‌عنوان مثال، از استراتژي‌ طراحي بيولوژيک (مثلاٌ، حالت زيپ‌مانند مولکول دورشته‌اي DNA  بتوانند در ساخت چارچوب‌هاي جداشدني و الگويي براي چينش ( Assembly ) پايين به بالاي فرآيندي که طي آن، سازماندهي مولکولي، بدون دخالت نيروي خارجي صورت مي‌گيرد مواد معمول‌تر، استفاده کنند. اين توانمندي نه‌تنها در حل مسائل مهمي در علوم زيستي چون کاوش و شناسايي دقيق ساختار موجودات زنده کابرد خواهد داشت، بلکه مي‌تواند محققان را در رفع چالش‌هاي عمدة مهندسي همچون نياز به تکنيک‌هاي نوين جهت سنتز مواد و دستکاري آنها ياري دهد و به اين ترتيب دنياي نانو را به دنياي ماکرو وصل کند. به‌عبارت ديگر اين شاخة مهم علمي (يعني بيونانوتکنولوژي)، به زودي قابليت کاربرد در حوزه‌هاي مختلف غيرزيستي و حوزه‌هاي کاربردي ماکرو را خواهد داشت؛ کاربردهايي که هرچند در حوزة زيستي نيستند ولي الهام گرفته از فرآيندهاي زيستي ( Bio-inspired ) هستند.

+ نوشته شده در  سه شنبه چهاردهم آذر 1385ساعت 9:49  توسط سمیراابراهیمی  | 

نانوبیوتکنولوژی با بیونانو تکنولوژی چه تفاوتی دارد؟

 

با پيشرفت علم و تكنولوژي در جهان، مرتبا بر تعداد واژه هاي تخصصي افزوده مي شود. در اين ميان، گسترش علوم و تكنولوژي نانو و تعامل آن با بيوتكنولوژي، منجر به توليد و كاربرد واژه هايي چون بيونانوتكنولوژي و نانوبيوتكنولوژي در گفته ها و نوشته هاي محققان مختلف در سطح جهان شده است. آشنايي محققان و سياستگذاران علمي كشور با اين واژه ها، مي تواند آنها را در مطالعات و تصميم گيري ها ياري كند. در اين مطلب، سعي شده است با استفاده از منابع اينترنتي، مقالات و كتب موجود و همچنين استفاده از نظرات برخي متخصصين امر، تعاريف ساده اي از دو واژه بيونانوتكنولوژي و نانوبيوتكنولوژي ارائه شود.
    مفهوم و زمينه كاربرد بيونانوتكنولوژي
    تلفيق بيوتكنولوژي با فناوري نوظهور نانوتكنولوژي، مباحث جديدي را بين محققان، هم در سطح دانشگاهي و هم در حوزه صنعت به وجود آورده است. نتيجه اين تلفيق، ظهور «بيونانوتكنولوژي» به عنوان يك زمينه تحقيقاتي بين رشته اي است كه به سرعت در حال رشد و توسعه است و با مقوله علم و مهندسي در سطح مولكول ارتباط دارد. برخي از صاحب نظران، بيونانوتكنولوژي را به عنوان زيرمجموعه اي از نانوتكنولوژي، به اين صورت تعريف كرده اند: «مطالعه و ايجاد ارتباط بين بيولوژي مولكولي ساختاري و نانوتكنولوژي مولكولي». برخي ديگر، آن را به عنوان زيرمجموعه اي از بيوتكنولوژي بدين شكل تعريف كرده اند: «به كارگيري پتانسيل بالقوه بيولوژي در ساخت و سازماندهي ساختارهاي پيچيده با استفاده از مواد ساده و با دقت در حد اتم». در اين زمينه، تنها تفاوتي كه بين بيونانوتكنولوژي و بيوتكنولوژي وجود دارد اين است كه طراحي و ساخت در مقياس نانو جزء لاينفك پروژه هاي بيونانوتكنولوژي است در حالي كه در پروژه هاي بيوتكنولوژي، نيازي به فهم و طراحي در حد نانو نيست.
    چنان كه ملاحظه مي شود برخلاف تعريف «بيوتكنولوژي» كه به معني فناوري استفاده از موجودات و اجزاي موجودات زنده در راستاي نيازهاي صنايع مختلف است و همچنين برخلاف تعاريف واژه هايي چون «بيومتريال» و «بيومكانيك» كه معمولا به معني استفاده از قابليت هاي فناوري هاي «مواد» و يا «مكانيك» در كاربردهاي زيستي است، در تعريف بيونانوتكنولوژي، هم كاربرد ابزارهاي بيولوژيكي به عنوان سازمان دهنده و ماده اوليه جهت ساخت محصولات و مواد نانويي، مورد توجه است و هم كاربرد محصولات توليدي تكنولوژي نانو، جهت مطالعه وقايع درون سلول هاي زنده و تشخيص و معالجه بيماري ها. آنچه مسلم است ظهور اين زمينه تحقيقاتي، حاصل تغيير عقيده بسياري از محققان در استفاده از راهكارهاي پايين به بالا Bottom-Up approach
به جاي استفاده از راهكار بالا به پايين Top-Down approach جهت ساخت وسايل و مواد بسيار ريز است. در راهكارهاي بالا به پايين نانوتكنولوژي، سعي بر اين است كه وسايل موجود مرتبا كوچك تر شوند به اين راهكار، نانوتكنولوژي مكانيكي نيز گفته مي شود. اما در راهكار پايين به بالا، هدف ايجاد ساختارهاي ريز از طريق اتصال اتم ها و مولكول ها به يكديگر است در اين راهكار از الگوهاي بيولوژيكي بهره گيري مي شود.

 محصولات و زمينه هاي فعاليت بيونانوتكنولوژي :
    برخي از محصولات و زمينه هاي فعاليت بيونانوتكنولوژي عبارتند از:
    ۱ بيونانوماشين ها: مهم ترين زمينه كاربرد بيونانوتكنولوژي، ساخت بيونانوماشين ها ماشين هاي مولكولي با ابعادي در حد نانومتر است. در يك باكتري هزاران بيونانوماشين مختلف وجود دارد. نمونه آنها، ريبوزوم دستگاه بسته بندي پروتئين است كه محصولات نانومتري پروتئين ها را توليد مي كند. از خصوصيات خوب بيونانوماشين ها به عنوان مثال حسگرهاي نوري يا آنتي بادي ها، امكان هيبريدكردن آنها با وسايل سيليكوني با استفاده از فرآيند ميكروليتوگرافي است. به اين ترتيب با ايجاد پيوند بين دنياي نانويي بيونانوماشين و دنياي ماكروي كامپيوتر، امكان حسگري مستقيم و بررسي وقايع نانويي را مي توان به وجود آورد. نمونه كاربردي اين سيستم، ساخت شبكيه مصنوعي با استفاده از پروتئين باكتريورودوپسين است.
    ۲ مواد زيستي: كاربرد ديگر بيونانوتكنولوژي، ساخت مواد زيستي مستحكم و زيست تخريب پذير است. از جمله اين مواد مي توان به DNA
و پروتئين ها اشاره كرد. موارد كاربرد اين مواد و به خصوص در زمينه پزشكي متعدد است. از جمله موارد كاربرد اين مواد، استفاده از آنها به عنوان بلوك هاي سازنده نانومدارها و در نهايت ساخت وسايل نانويي Nano-Device
است.
    ۳ موتورهاي بيومولكولي: موتورهاي بيومولكولي، موتورهاي محركه سلول هستند كه معمولا از دو يا چند پروتئين تشكيل شده اند و انرژي شيميايي عموما به شكل
ATP را به حركت مكانيكي تبديل مي كنند. از جمله اين موتورها، مي توان به پروتئين ميوزين باعث حركت فيلامنت ها مي شود، پروتئين هاي درگير در تعمير DNA يا ويرايش RNA به عنوان مثال، آنزيم هاي برشي و ATPase اشاره كرد. از اين موتورها در ساخت نانوروبات ها و شبكه هادي ها و ترانزيستورهاي مولكولي قابل استفاده در مدارهاي الكترونيكي استفاده مي شود.
    نانوبيوتكنولوژي و رابطه آن با بيونانوتكنولوژي
    اما نانوبيوتكنولوژي نيز واژه ديگري است كه در سال هاي اخير، محققان و صاحب نظران در كتب، مقالات و كنفرانس ها به كار مي برند. طبق تعريف برخي از اين محققان، نانوبيوتكنولوژي، زيرمجموعه اي از نانوتكنولوژي است كه در آن از ابزارها و فرآيندهاي نانويي و ميكروني براي ساخت و تهيه محصولاتي استفاده مي شود كه در مطالعه سيستم هاي زنده استفاده مي شوند. برخي ديگر از محققان، نانوبيوتكنولوژي را زمينه اي از نانوتكنولوژي مي دانند كه در آن از سيستم هاي بيولوژيكي موجود، همچون سلول، اجزاي سلولي، اسيدهاي نوكلئيك و پروتئين ها براي ايجاد ساختارهاي نانويي تلفيقي مركب از مواد آلي و معدني استفاده مي شود.
    اگر به مفهوم و هدف دو زيرشاخه نانوتكنولوژي يعني بيونانوتكنولوژي و نانوبيوتكنولوژي نگاه شود، مي توان فهميد كه اهداف هر دو شاخه يعني توليد محصولاتي كه جهت مطالعه سيستم هاي زنده به كار مي روند و همچنين فرآيندها و مقياس فعاليت هر دو شاخه يعني مقياس هاي در سطح نانو، تقريبا يكسان است. بنابراين مي توان اين دو شاخه را به صورت كلي با نام نانوبيوتكنولوژي ناميد. منتها زماني كه به طور صرف، از الگوها و مواد زيستي جهت ساخت وسايل در ابعاد نانو استفاده مي شود، بهتر است پيشوند «بيو» مقدم بر پيشوند «نانو» بيايد. در اين حالت، كاربرد واژه بيونانوتكنولوژي تخصصي تر از واژه نانوبيوتكنولوژي خواهد بود. مي توان بيونانوتكنولوژي را شكلي خاص از نانوبيوتكنولوژي دانست كه مبناي آن، استفاده از موادزيستي براي مثال پروتئين ها يا
DNA جهت ساخت وسايل نانويي است اما در هنگام استعمال واژه نانوبيوتكنولوژي، استفاده از ابزارهاي نانويي در كاربردهاي بيولوژيك نيز مورد نظر خواهد بود. بار ديگر تٲكيد مي شود كه كاربرد هر كدام از اين دو واژه، تا حد زيادي سليقه اي است و به زمينه تخصصي محققان مختلف بستگي دارد.
    نتيجه گيري و چشم انداز
    از مجموع مباحث فوق نتيجه گرفته شد كه «بيونانوتكنولوژي» يك حوزه نوين ناشي از تلفيق علوم زيستي و مهندسي در حوزه نانو است كه افق هاي جديدي را در زمينه ساخت و توسعه سيستم هاي تلفيقي به وجود آورده و محققان را اميدوار كرده است كه بتوانند از اين تلفيق، در ساخت نانوساختارهايي استفاده كنند كه در آنها از مولكول هاي بيولوژيكي به عنوان اجزاي سيستم مورد نظر استفاده شود، به عنوان مثال، از استراتژي طراحي بيولوژيك مثلا، حالت زيپ مانند مولكول دورشته اي DNA
بتوانند در ساخت چارچوب هاي جداشدني و الگويي براي چينش Assembly پايين به بالاي فرآيندي كه طي آن، سازماندهي مولكولي، بدون دخالت نيروي خارجي صورت مي گيرد مواد معمول تر استفاده كنند. اين توانمندي نه تنها در حل مسائل مهمي در علوم زيستي چون كاوش و شناسايي دقيق ساختار موجودات زنده كاربرد خواهد داشت، بلكه مي تواند محققان را در رفع چالش هاي عمده مهندسي همچون نياز به تكنيك هاي نوين جهت سنتز مواد و دستكاري آنها ياري دهد و به اين ترتيب دنياي نانو را به دنياي ماكرو وصل كند. به عبارت ديگر اين شاخه مهم علمي يعني بيونانوتكنولوژي، به زودي قابليت كاربرد در حوزه هاي مختلف غيرزيستي و حوزه هاي كاربردي ماكرو را خواهد داشت كاربردهايي كه هرچند در حوزه زيستي نيستند ولي الهام گرفته از فرآيندهاي زيستي Bio-inspired هستند

+ نوشته شده در  سه شنبه چهاردهم آذر 1385ساعت 9:47  توسط سمیراابراهیمی  |