خانه | درباره من |  وبلاگ شخصی |  همکاران مدرس |  تکنیک های آزمایشگاهی |  درسنامه |  تست |  پیوند ها |  عمومی |  نقشه سایت |  تماس با من

پیش دانشگاهی           بخش اول                   رمزهای وراثتی

ادامه از...... 1-3-  از ژن تا پلی پپتید   1-3-1- رونویسی  ساخته شدن RNA از روی الگوی DNA رونویسی نام دارد. رونوسی RNA  یک واکنش انرژی خواه و آنزیمی است که توسط RNA پلی مراز انجام می گیرد. سلولهای پروکاریوتی فقط یک نوع  RNA پلی مراز دارند که هر سه نوع RNA را  رونویسی می کند. اما سلولهای یوکاریوتی دارای سه نوع RNA پلی مراز متفاوت هستند. RNA پلی مرازI:  رونویسی از ژنهای کد کننده rRNA را بر عهده دارد. RNA پلی مرازII: رونویسی پیش سازهای mRNA   و بعضی RNA های کوچک هسته را انجام می دهد. RNA پلی مرازIII: وظیفه آن رونویسی از ژنهای tRNA  است.   1-3-2- مراحل رونویسی      RNA الف: اتصال RNAپلیمراز به راه انداز :  راه انداز ژن در ناحیه ای قبل از جایگاه آغاز رونویسی قرار دارد. اولین نوکلئوتیدی که رونویسی از آن شروع می شود جایگاه آغاز رونویسی نام دارد. وظیفه راه انداز معرفی جایگاه آغاز رونویسی به RNA پلیمراز است. به این ترتبب RNAپلیمراز رونویسی را از هر کجا ی ژن مثلاً وسط آن شروع نمیکند. ب:  RNAپلیمراز با صرف انرژی دو رشته DNA را از یکدیگر باز می کند تا یکی از دو رشته به عنوان الگوی رونویسی انتخاب شود. ج:   RNAپلیمراز در امتداد رشته الگو حرکت  می کند و در مقابل هر داکسی نوکلئوتید رشته DNA، ریبونوکلئوتید مکمل آن را برای ساخت RNA قرار می دهد. هر کدام از نوکلئوتید ها با کمک پیوند فسفودی استر به نوکلئوتید قبلی متصل شده و تک زنجیره RNA ساخته می شود. RNA پلی مراز هم مثل DNA پلیمراز دارای خاصیت ویرایش در صورت خطای قرار گرفتن نوکلئوتیدهاست. 1-3-3-  تفاوت های رونویسی و همانند سازی: 1-     در رونویسی فقط بخشی از DNA کپی بردای می شود، اما در همانند سازی همه DNA مضاعف می شود. 2-     در رونویسی فقط یک رشته DNA به عنوان الگو مورد استفاده قرا ر می گیرد. اما در همانند سازی هر دو رشته. 3-     نوکلئوتید هایی که در رونویسی استفاده می شوند ریبونوکلئیک اسید هستند، اما در همانند سازی داکسی ریبو نوکلئیک اسید.   1-3-4-انواع مولکول های  RNA: سه نوع مختلف RNA  قابل بررسي مي باشند: -                                                     mRNA -                                                     tRNA -                                                     rRNA   الف: mRNA یا RNAی پیامبر یا RNAی پیک:                 این نوع RNA اطلاعات را از DNA به ریبوزومها انتقال می دهد تا ریبوزومها از روی این اطلاعات پروتئین سازی نمایند.                 ب: tRNA یا RNAی ناقل: این مولکول، اسید های آمینه را به ریبوزوم انتقال می دهد تا ریبوزومها بر اساس اطلاعات موجود در mRNA، از  این اسید های آمینه برای ساخت پروتئین استفاده نماید. ج: rRNA یا RNAی ریبوزومی:                 در ساختار ریبوزوم  شرکت دارد. ریبوزومها اندامکهای فاقد غشاء سیتوپلاسمی هستند که کار آنها سنتز پروتئین است. ریبوزومها  ساختار نوکلئوپروتئینی دارند و از دو  نوع مولکول مختلف ساخته شده اند؛ پروتئین و rRNA . محل ساخته شدن ریبوزومها، هستک میباشد.  1-1-4- ترجمه ساخت پروتئین از روی توالی نوکلئوتیدی موجود در  mRNAتوسط ریبوزومها ترجمه نامیده می شود. ترجمه، تبدیل زبان نوکلئوتیدی به زبان آمینو اسیدی است که در سیتوپلاسم انجام می گیرد و  یک فرایند انرژی خواه است. 1-4-1- عوامل موثر در ترجمه 1-          mRNA : نقشه و دستور ساخت پروتئین را از هسته به سیتوپلاسم انتقال می دهد. 2-          ریبوزومها: از دو زیر واحد کوچک و بزرگ ساخته شده اند. شناسایی mRNA به عهده زیر واحد کوچک است. زیر واحد بزرگ دارای کانالهایی است که اسید های  آمینه از یکی وارد شده و رشته پلی پپتیدی تازه ساخت از دیگری خارج می شود. 3-          آمینو اسیدها: 20 نوع اسید آمینه مختلف، مونومرهای سازنده پروتئین ها می باشند. تعدادی به نام ضروری و تعدادی غیر ضروری هستند. اسید های آمینه غیر ضروری توسط سلول ساخته می شوند. 4-          tRNA: مولکول های ناقل اسیدهای آمینه با ساختار برگ شبدری  در سیتوپلاسم هستند که دارای چهار بازو می باشند. یکی از بازوهای tRNA، بازوی آمینو اسید است. اسید آمینه اختصاصی هر tRNA به این بازو متصل می شود. بازوی دیگر ، بازوی آنتی کدون نام دارد. توالی نوکلئوتیدی موجود در این بازو  با یکی از 61 کدون  با معنی موجود در mRNA جفت شده و اسید آمینه  اختصاصی آن کدون  را  به ریبوزوم معرفی می کند. اگر چه مولکول tRNA  مثل سایر RNA ها یک مولکول تک رشته ای است ، اما بعضی نوکلئوتید های مکمل آن با یکدیگر جفت شده و در بعضی نقاط ساختارهای دو رشته ای بوجود می آورد که در تشکیل ساختمان دوم آن نقش دارند.  tRNA فعال داری شکل فضایی L مانند است .tRNA ها عوامل اصلی برگرداندن رمزهای ژنتیکی به ترتیب آمینو اسیدی هستند. در حقیقت، ریبوزوم و  mRNA قادر به شناسایی اسید های آمینه نیستند. در حالی که tRNA ها به شکل مولکول های آداپتور می توانند پیامهایی را که به صورت رمز در mRNA نهفته است بخوانند و در عین حال اسید های آمینه مشخص شده به وسیله رمزها را بشناسند و پیامهای mRNA را به توالی های اسید آمینه برگردانند. هر آنتی کدون در tRNA دارای توالی سه نوکلئوتیدی است که مکمل یکی از کدونهای mRNA است. همین tRNA حامل اختصاصی یک اسید آمینه نیز می باشد. مثلاً tRNAی که دارای آنتی کدون GAA است به کدون CUU در mRNA شده و چون ناقل اسید آمینه لوسین می باشد می تواند رمز CUU  در mRNA را به اسید آمینه لوسین ترجمه کنــــــــــــــــــــــــــــــد.  بجز اسید آمینه متیونین که اسید آمینه شروع ترجمه نام دارد، سایر اسید های آمینه بیشتر از یک رمز دارند. همه این رمزها توسط tRNA ها شناسایی می شوند. تنها رمزهای پایانی سنتز پروتئین هستند که توسط هیچ  tRNAی  شناسایی نمی شوند و بنابر این قادر به کد کردن هیچ اسید آمینه ای نمی باشند. بلکه به وسیله عوامل پایان دهنده ترجمه شناسایی می شوند و بعد از برخورد ریبوزوم با این توالی ها ، فرایند ترجمه خاتمه می یابد.tRNA  های زیادی ( بیشتر از تعداد 20 اسید آمینه و احتمالاً به اندازه تنوع رمزهای ژنتیکی ) در سلول شناسایی شده اند. بنابر این تعدادی از اسید های آمینه، همانطور که دارای چندین رمز می باشند ، می توانند توسط چندین tRNA هم حمل شوند. این  پدیده وبلینگ نام دارد. بجز اسید آمینه متیونین که اسید آمینه شروع ترجمه نام دارد، سایر اسید های آمینه بیشتر از یک رمز دارند. همه این رمزها توسط tRNA ها شناسایی می شوند. تنها رمزهای پایانی سنتز پروتئین هستند که توسط هیچ  tRNAی  شناسایی نمی شوند و بنابر این قادر به کد کردن هیچ اسید آمینه ای نمی باشند. بلکه به وسیله عوامل پایان دهنده ترجمه شناسایی می شوند و بعد از برخورد ریبوزوم با این توالی ها ، فرایند ترجمه خاتمه می یابد.tRNA  های زیادی ( بیشتر از تعداد 20 اسید آمینه و احتمالاً به اندازه تنوع رمزهای ژنتیکی ) در سلول شناسایی شده اند. بنابر این تعدادی از اسید های آمینه، همانطور که دارای چندین رمز می باشند ، می توانند توسط چندین tRNA هم حمل شوند. این  پدیده وبلینگ نام دارد. 1-4-2- مراحل ترجمه ترجمه یک فرایند پیوسته است. اما جهت سهولت مطالعه ، ترجمه را در سه مرحله مورد بررسی قرار می دهیم. 1-4-2-1-  مرحله شروع:    در آغاز ترجمه، دو زیر واحد کوچک و بزرگ ریبوزوم از یکدیگر جدا هستند. بخش کوچک ریبوزوم با شناسایی کدون آغاز(AUG)، بر روی mRNA به آن متصل می شود. پس از اتصال صحیح جزء کوچک ریبوزوم، اولین اسید آمینه که متیونین نام دارد از سیتوپلاسم فرا خوانده می شود. نکته 31: tRNAی ناقل اسید آمینه متیونین را tRNAی آغازگر می نامند. با اتصال tRNA به زیر واحد کوچک ریبوزوم و کدون آغاز، شرایط برای اتصال زیر واحد بزرگ ریبوزوم به این مجموعه فراهم می شود. زیر واحد بزرگ ریبوزوم دارای دو جایگاه به نامهای A و P است. جایگاه A یا جایگاه آمینو اسید که محل ورود tRNA متصل به اسید آمینه است و جایگاه P یا جایگاه پپتیدیل که محل قرار گرفتن و خروج زنجیره در حال ساخت پلی پپتید می باشد. نکته32 : tRNA آغازگر و متیونین متصل ، مستقیماً وارد جایگاه P می شودند، اما سایر tRNA های متصل به آمینو اسید، ابتدا وارد جایگاه A و بعد وارد جایگاه P  خواهند شد. نکته33: tRNA در دو مرحله، دقت و درستی سنتز پروتئین را کنترل می کند. الف: مرحله انتخاب اسید آمینه مناسب، زمانی که tRNA آزاد  در سیتوپلاسم به دنبال اسید آمینه اختصاصی خود می گردد تا به آن متصل شود. ب: مرحله جفت شدن آنتی کدون tRNA با کدون mRNA  درریبوزوم. در این مرحله فقط زمانی که این دو توالی مکمل یکدیگر باشند، اسید آمینه پذیرفته می شود و به رشته پلی پپتید در حال ساخت اضافه می شود. 1-4-2-2- مرحله ادامه:   این مرحله با ورود دومین tRNA حامل اسید آمینه به جایگاه A آغاز می شود. بلافاصله اسید آمینه موجود در جایگاه P از tRNA حامل جدا شده و به اسید آمینه موجود در جایگاه A متصل می شود. به این ترتیب tRNA موجود در جایگاه P آزاد شده و باید ریبوزوم را ترک کند. در گام بعد، با صرف انرژی ریبوزوم به اندازه سه نوکلئوتید جابجا شده و ضمن انتقال tRNA متصل به دی پپتید ا زجایگاه A به P، جایگاه A خالی شده و آماده پذیرش tRNA جدید می شود. با انتقال tRNA جدید به جایگاه A دوباره دی پپتید موجود در جایگاه P به اسید آمینه جایگاه A متصل می شود و tRNA جایگاه P آزاد شده و از ریبوزوم خارج می گردد. این چرخه تا تکمیل سنتز پلی پپتید تکرار می شود. 1-4-2-3-  مرحله پایان: پایان پروتئین سازی زمانی انجام می گیرد که یکی از سه رمز پایانی، ( UAA، UAG،  UGA) در مسیر فعالیت ریبوزوم و در جایگاه A قرار می گیرد. برای این سه رمز ، اسید آمینه ای وجود ندارد و آنتی کدون هیچ tRNAی مکمل آنها نیست. به این ترتیب ترجمه پایان پذیرفته و همراه با جدا شدن دو زیر واحد ریبوزوم، پلی پپتید تازه ساخته شده رها می شود. دو زیر واحد ریبوزوم بعد از جدا شدن از یکدیگر،  آماده یافتن کدون آغاز دیگری بر روی mRNA می شوند و tRNA های آزاد با صرف انرژی دوباره به اسید آمینه اختصاصی متصل می شوند. نکته 34: ترجمه از انتهای ' 5  شروع شده و در انتهای '3 خاتمه می یابد. به این معنی که کدون AUG در انتهای  ' 5، رشته mRNA و کدونهای خاتمه در انتهای '3 قرار می گیرند. 1-5- پلی پپتید و پروتئین پلی پپتید ها نتیجه پلیمریزاسیون واحد های آمینو اسیدی ضمن فرایند ترجمه می باشند. پلی پپتیدها  ساختار خطی دارند و فاقد عملکرد می باشند. در صورتی که یک پلی پپتید شکل فضایی خاصی به خود بگیرد و به این ترتیب توانایی انجام فعالیت های متابولیکی را بدست آورد پروتئین نامیده می شود. همچنین پروتئینها ممکن است از یک یا چند رشته پلی پپتید درست شده باشند. برای مثال هموگلوبین ، پروتئینی متشکل  از چهار پلی پپتید است که دو به دو به یکدیگر شبیه می باشند 1-6- گسستگی ژن در یوکاریوتها  ساختار ژن در پروکاریوت ها  و  یوکاریوتها تفاوت هایی با یکدیگر دارند. پروکاریوتها هسته ندارند و  mRNA به محض رونویسی در معرض عمل  ریبوزومها قرار می گیرد و ترجمه آغاز می شود. اما در یوکاریوتها mRNA ای که تازه رونویسی شده ، mRNA اولیه  یا  نابالغ نام دارد ضمن تغییراتی که در آن به وجود می آید وارد سیتوپلاسم شده و بالغ می شود. mRNA اولیه دارای توالی های نوکلئوتیدی است که در mRNA بالغ دیده نمیشود. مناطقی از DNA که رونوشت آن در mRNA بالغ باقی می ماند اگزون و مناطقی که ضمن پردازش حذف می شود اینترون نامیده می شوند. به این ترتیب mRNA بالغ نسبت به mRNA اولیه کوتاهتر می شود. اینترون به معنی مناطق بینابینی است. تعریف: مجموعه فرایندهایی که موجب حذف اینترونها در mRNA  می شود، پردازش نام دارد. نکته35  : تعداد اینترونها همیشه یکی کمتر از تعداد اگزونها است اما طول آنها معمولاً بلند تر از اگزونها است. نکته36  : آرکی باکتر ها گروهی از باکتری ها هستندکه بر خلاف سایر یوکاریوتها اینترون دارند. 1-6-1- اهمیت وجود اینترونها:  تعداد قابل توجهی از جهش ها در بخشهای وسیع اینترونی به وقوع می پیوندد که ضمن ویرایش حذف می شوند و بروز نمی کنند. از آنجا که اغلب جهش ها زیان آور هستند وجود اینترون ها باعث می شود که وقوع جهش در بخش های کد کننده کمتر شود. به این ترتیب اینترون ها،  پشتیبان سلول در برابر جهش ها هستند.                ادامه دارد...             بازگشت به صفحه درسنامه زیست شناسی

امانت داری و اخلاق مداری: استفاده از این منابع با ذکر منبع زیست شناسی غضنفری بلامانع می باشد.

خانه | درباره من |  وبلاگ شخصی |  همکاران مدرس |  تکنیک های آزمایشگاهی |  درسنامه |  تست |  پیوند ها |  عمومی |  نقشه سایت |  تماس با من