2- شوک گرمایی یا پاسخ به استرس: که از آسیب جلوگیری می‌کند و یا باعث بهبودی سلول آسیب دیده و در نتیجه باعث بقاء حیات سلول می‌گردد.
برهم کنش‌های بین این دو مسیر تعیین می‌کند که یک سلول در شرایط استرس‌های بیولوژیک چه پاسخی از خود نشان می‌دهد. آپوپتوزیس یک مسیر مرگ برنامه ریزی شده سلول است. آپوپتوزیس توسط خانواده‌ای از پروتئازها تحت عنوان کاسپازها (عامل فعال شدن) انجام می‌شود. مولکول محرک دیگر در آپوپتوزیس Apaf-1 (فاکتور فعال کننده آپوپتوزیس) است و از دیگر تنظیم کنندگان آپوپتوزیس خانواده BCL-2 می‌باشد که شامل مولکول‌های پیش آپوپتیک Bax، Bad، Bak، Bid می‌باشد (شکل 2-2).
شکل 2-2- آپپتوزیس
از مهم‌ترین Hspها در آپپتوزیس Hsp70 و Hsp90 می‌باشند. فعالیت‌های چاپرونی Hspها با چرخه واکنش‌های اتصال به ATP، هیدرولیز و تعویض نوکلئوتید تنظیم می‌شود. در اثر این واکنش‌ها مجموعه‌ای از چرخه‌های اتصال و جدا شدن بین Hspها و پلی‌پپتیدهای هدف ایجاد می‌شود. در حالتی که Hsp به ADP متصل است Hspها به کندی به پپتیدها متصل شده اما پایداری آن بیشتر است. این فعالیت توسط کوفاکتورهای کوچاپرون‌ها تنظیم می‌شود. این‌ها شامل پروتئین‌های واکنش دهنده با Hsp70 و پروتئین سازمان دهنده Hsp90 است.پروتئینHsp70 بر دو مسیر داخل سلولی و خارج سلولی آپوپتوزیس تأثیر دارد. Hsp70 سلول را از استرس اکسیداتیو، عوامل شیمی درمانی و تشعشعات محافظت می‌نماید.Hsp70 در استرس حرارتی ایجاد شده در سلول از جابجایی پروتئین Bax از سیتوپلاسم به میتوکندری جلوگیری می‌کند.Hsp90 توسط Apaf-1(فاکتور فعال کننده آپوپتوزیس) مداخله می‌کند به این صورت که از الیگومراسیون مولکول‌های ادپتور پروکاسپاز 9 برای تشکیل آپوپتوزوم جلوگیری می‌نماید (پرسل و لیندکایست، 1993؛ بیر 2004؛ فان و همکاران، 2014).
شکل 2-3- فرآیند آپپتوزیس با حضور Hsp70
2-11- Hsp70 و Hsp90 و بیماری‌ها
پلی‌پپتیدهایی که تازه سنتز شده‌اند در سلول تاخورده و شکل فضایی خود را به دست می‌آورند که تاخوردگی‌های این پلی‌پپتیدها توسط پروتئین شوک حرارتی انجام می‌شود.پلی‌پپتیدهایی که تاخوردگی مناسب را پیدا نکرده باعث ایجاد اجتماعاتی در سلول می‌شوند که تجزیه این تجمعات نیز توسط پروتئین شوک حرارتی انجام می‌گیرد. پروتئین‌های شوک حرارتی با سایر پروتئین‌های مسؤول تاخوردگی پروتئین و پروتئین‌های انتقالی واکنش هیدروفوبیک میدهند، زنجیره‌های پروتئینی که قسمتی از آن‌ها تانخورده (unfold) است دارای بخش‌های هیدروفوبیک می‌باشد که تمایل به ایجاد تجمعات دارد. پروتئین‌های شوک حرارتی بزرگ ساختمال لوله‌ای دارند که پروتئین‌های تانخورده (unfold) وارد آن می‌شوند و ساختمان نامناسب حذف می‌گردد (دلیژ و همکاران، 1391).
2-11-1- سرطان
پروتئین‌های شوک حرارتی در سرطان‌های انسان به طور وسیعی بیان می‌شوند و در تکثیر سلول‌هایی تومور، تمایز، تهاجم، مرگ و شناسایی توسط سیستم ایمنی دخالت دارند. بیان Hsp70 در سلول‌های سرطانی کبد و رحم افزایش می‌یابد. Hsp90 یکی از مهم‌ترین پروتئین‌های موجود در سلول‌های یوکاریوتی است که با انواعی از پروتئین‌های کلیدی مؤثر در پیشرفت سرطان پروستات و مری واکنش می‌دهد. در سرطان پروستات Hsp90 با گیرنده آندروژن واکنش داده و باعث پیشرفت سرطان پروستات می‌گردد. Hsp90 قبل از اتصال لیگاند به گیرنده آندروژن متصل می‌شود. هتروکمپلکس Hsp90، گیرنده آندروژن را پایدار نموده که قسمتی از آن تانخورده می‌ماند که برای تحلیل کافی آندروژن ضروری است. واکنش Hsp90 با گیرنده آندروژن یک هدف محرک در مردان مبتلا به سرطان پروستات مقاوم به هورمون است. یک مکانیسم توسعه مقاومت به هورمون، فعال شدن گیرنده آندروژن مستقل از لیگاند است (یعنی بدون اتصال لیگاند به رسپتور آندروژن، رسپتور فعال می‌شود). داروهایی که از فعال شدن گیرنده آندروژن جلوگیری می‌کنند به‌عنوان یک راه درمانی مناسب در پیشرفت بیماری پس از جراحی و برداشت پروستات است (لی و همکاران، 2009: سنتنرا و همکاران، 2013؛ قربانی و همکاران، 2014؛ اسلوتا هاسپنینا، 2014).
2-11-2- دیابت
دیابت نوع 2، یک وضعیت التهابی است که انتظار می‌رود افزایش سایتوکاین‌ها و تشکیل زیاد رادیکال‌های آزاد و افزایش اکسیداسیون در این بیماری، همگی باعث القای پاسخ پروتئین‌های شوک حرارتی شوند. در حقیقت نقش حیاتی پروتئین‌های شوک حرارتی در دیابت با توانایی آن‌ها برای خنثی کردن و دناتوره شدن پروتئین‌های بافتی و تسهیل ترمیم سلولی و سازوکارهای دفاعی پررنگ شده است. از طرفی در مطالعاتآزمایشگاهیدر مورد سطح پروتئین شوک حرارتی 70 در دیابت، نتایج متفاوتی ارایه شده است (محمدیکاریزنو و همکاران، 1393). با توجه به مطالعات محدودی که روی سطح سرمی پروتئین‌های شوک حرارتی در بیماران دیابتی نوع 2 انجام شده است،سطح سرمی HSP70 در گروه بیماران دیابتی با میانگین سنی9±49 سال به طور قابل ملاحظه ای بالاتر از گروه کنترل با میانگین سنی7±47سال بود.بیماری دیابت با سطح سرمی HSP70 رابطه معنی‌دار داشت P<0.001)) (رضایی اول و همکاران، 1389).
2-12- چند شکلی‌های Hsp70 و Hsp90
با بررسی‌های انجام شده در انسان مشخص شد که این ژن بر روی سرطان حنجره نیز موثر می‌باشد (ماردان نیک و همکاران 2014). همچنین گزارش شده است که وقوع جهش‌هایی در ژن HSP70 باعث بروز دیستروفی عضلانی دیافراگم در گاوهای هلشتاین شده است ( ساجیماتو و همکارن، 2003). همچنین وقوع تغییر در لوکوس 1623 ژن HSP70 در روند تکامل آن در گاو هلشتاین پرورش یافته در چین، منجر به کاهش شمار سلول‌های بدنی در این دام‌ها و مقاومت بیشتر این دام‌ها به ورم پستان شده است (وای جای و همکاران، 2009).
مطالعات نیکبین و همکاران (2014) روی اگزون شماره یک ژن HSP70 بز نژاد بوئر و آمیخته‌های بوئر دو SNP مترادف (74A>C) و (191C>G) را نشان داد که با صفات مربوط به کیفیت اسپرم ارتباط معنی داری داشت.
روزنکران و همکاران (2010) شناسایی چند شکلی تک نوکلئوتیدی واقع در منطقه‌یپروموتور ژن HSP70 و ارتباط بین آن‌ها و صفات گوساله‌زایی گاو برهمن و آمیخته‌های آن‌ها را مطالعه نمودند. نتایج حاصل از مطالعه‌یایشان در یک قطعه 539 جفت بازی از ژن HSP70 گاو، 10 جهش را مشخص نمود. به طوریکه یک جهش حذف، هفت جهش جابه جایی و سه جهش متقاطع مشاهده شد.SNP های با فراوانی آلل بیش از 10 درصد برای تجزیه و تحلیل انتخاب شدند. این جهش‌ها در موقعیتC895D (حذف سیتوزین)، A1125C (آدنین به جای سیتوزین)، G1128T (گوانین به جای تیمین) و T1204C(تیمین جای سیتوزین) قرار داشتند. نتایج کار آن‌ها نشان داد ناحیه پروموتور ژن HSP70 دارای چندشکلی‌های فراوانی است که می‌تواند روی بسیاری صفات اقتصادی از جمله افزایش باروری تاثیر گذار باشد (روزنکران و همکاران، 2010).
سودهای و همکاران (2013) نیز توالی ژن HSP70.1 را در دو گونه گاو هندی(Bos Taurus) و بوفالو را مقایسه نمودند. آن‌ها بیش از 50 تفاوت چند شکلی در بین این دو گونه یافتند. همچنین 19 جایگاه چند شکل داخل گونه‌ای یافتند. در نهایت آن‌ها نتیجه گرفتند که ژن HSP70 می‌تواند نشانگر مناسبی برای ارزیابی عملکرد گونه‌های گاو و بوفالو در شرایط تنش گرمایی می‌باشد.
در سال 2009 چنگ و همکاران با بررسی چندشکلی‌های ژن HSP70، دو جهش متفاوت در ناحیه 623 و 409 جفت بازی این ژنیافتند. در ادامه پژوهش آن‌ها دریافتند رابطه معنی‌داری بین جهش G به A ناحیه 409 و ورم پستان وجود دارد که می‌تواند نشانگر مناسبی برای بهبود ظرفیت ژنتیکی گاوهای هلشتاین چین باشد.
دو ایزوفرم عمده‌یسیتوپلاسمی HSP90 با نسخه‌برداری ژن تشکیل می‌شوند که شامل HSP90α و HSP90β می‌باشد. اثر ایزوفرم هایHSP90 در فرآیندهای سلولی از جمله انتقال سیگنال، تاخوردگی پروتئین، تخریب پروتئین، بقای سلولی و تکامل مورفولوژیکی به طور گسترده مطالعه شده است (چارونسوک و همکاران 2012).
مورگان وماکی (2006) مطالعه‌ای را روی صفت تحمل به گرما (صفت کمی) پروتیئن شوک حرارتی در دروزوفیلاملانوگاستر در منطقه‌یژنومی کروموزومی 3 از ژن HSP83 مشاهده نمودند که مشابه ژن HSP90 در پستانداران بود.
مارکوس و همکاران (2010) چند شکلی‌های ژن‌هایHSP90 و HSPAA1 را در گوسفند بررسی کردند و یک SNP در موقعیت 660 جفت بازی در ناحیه 5 َ جانبی شناسایی کردند که با شرایط حرارتی مختلف ارتباط داشت.
چارونسوک و همکاران (2011) با مطالعه روی چند شکلی ژن HSP90AB1(5664 جفت باز) 9 چند شکلی جدید از SNP01تاSNP09 (3 چند شکلی در اگزون، 5 چند شکلی در اینترون و یک چند شکلی در منطقه‌ی3`UTR) را شناسایی نمودند.SNP07 سبب تبدیل آلانین به والین در توالی پروتئین می‌شد. سایر SNP ها در توالی اسید آمینه‌ای تاثیری نداشتند. فراوانی آللی عمدتاً در تلیسه‌ها ثابت بود و متعادل‌ترین توزیع آللی را در گاوهای کوهستانی مشاهده نمودند.
فصل سوم