نکات مهم فصل اول زیست پیش 1

 ×اولين اظهارنظر را در مورد چگونگي فعاليت ژن ها در سال 1909 يك پزشك انگليسي به نام "سرآرچيبالد گرو" مطرح كرد. در آن زمان ژن واژه جديدي بود كه هيچكس در مورد ماهيت شيميايي و ساختمان آن اطلاعاتي نداشت. تصور گرو براين بود كه ژنها از طريق آنزيم فعاليت مي كنند.

×بعضي از امراض ارثي در انسان موجب نقص هاي بيوشيميايي مي شوند. براي مثال بيماري آلكاپتونوريا يك نوعبيماري ارثي (از نوع اتوزومي مغلوب) است كه ادرار افراد مبتلا به اين بيماري در مجاورت هوا سياه مي شود. علت سياه شدن وجود ماده اي در ادرار به نام هموجنتيسيك اسيد است.

آقاي گرو پي برو كه در افراد سالم اين اسيد وجود ندارد. چون آنزيمي به نام هموجنيتسيك اسيد اكسيداز آن را تجزيه مي كند. بنابراين در افراد بيمار ژن توليد كننده آنزيم هموجنتيسيك اسيد اكسيداز داراي نقص مي باشد و آنزيم موردنظر توليد نخواهد شد.آقاي گرو با بررسي و مشاهدات خود توانست انديشه هاي اوليه نظريه يك ژن ـ يك آنزيم را شكل دهد.

×نظريه يك ژن ـ يك آنزيم: هر ژن از طريق توليد يك آنزيم تأثير خود راعمل مي كند.

×آزمايشهايي را كه منجر به تأئيد و ارائه نظريه يك ژن ـ يك آنزيم شد دو دانشمند به نام هاي جورج بيدل و ادوارد تيتوم انجام دادند. تا زمان بيدل وتيتوم بيشتر آزمايش ها روي صفات فنوتيپي بود . مثلاً ژنهاي كنترل كننده رنگيزه در گياهان را  پژوهشگران انگليسي تحقيق كردند.

پژوهش آنان مربوط به رنگيزه آنتوسيانين موجود در گياه پامچال بوده است. در اين گياه سه ژن، هر كدام با تأثير بر رنگيزه آنتوسيانين موجب رنگهاي متفاوت در اين گياه مي شود (قرمز، صورتي، گل سرخي) . همچنين آزمايش هاي ديگري روي ژنهاي كنترل كننده رنگ چشم در مگس سركه بوده است كه اين آزمايش ها نيز فنوتيپي بوده است.

×آقاي بيدل و تيتوم جهش هابي را بررسي كردند كه برروي ژنهاي كنترل كننده واكنش هاي مهم متابوليك از قبيل توليد ويتامين و آمينواسيد بود. اين دو محقق برروي هاگهاي كپك نوروسپورا كراسا براي بررسي عمل ژن استفاده كردند.

×كپك نوروسپورا از دسته قارچ هاي آسكوميست (فصل 11 كتاب پيش دانشگاهي) مي باشد كه داراي چرخه زندگي هاپيوئيدي است. قارچ هاي آسكوميست در چرخه توليد مثل جنسي خود 8 هاگ هاپلوئيد درون هر هاگدان (آسك) توليد مي كنند. اين قارچ چون داراي سرعت توليد مثلي بالائي است در مطالعات وراثتي انتخاب مي شود.

  ×كپك نوروسپورا در لوله آزمايشي حاوي نمك ها، كمي شكر و يك نوع ويتامين (بيوتين؛ يكي از ويتامين هاي خانواده B) قادر به كشت دادن مي باشد. مجموع اين مواد را محيط كشت حداقل مي نامند.آقاي بيدل وتيتوم هاگهاي اين كپك را در معرض اشعه X قرار دادند به اميد اينكه تغييراتي در توانايي اين قارچ ها در ساختن موادآلي ايجاد كنند (جهش) . آنها مشاهده كردند كه بعضي از هاگهاي پرتو ديده در محيط كشت حداقل قادر به رشد نخواهند بود، ولي چنانچه مواد غذايي اضافي از قبيل اسيدها ي آمينه و ويتامين به محيط كشت حداقل اضافه مي شد اين هاگها نيز قادر به رشد بودند. البته مي دانيم هرگونه تغيير در ماده وراثتي راجهش گويند. ولي آقاي بيدل و تيتوم از جهش و چگونگي انجام آن اطلاعي نداشتند، جهش از ديدگاه آنان يعني عدم رشد كپك نوروسپورا در محيط كشت حداقل بوده است.

اين دو محقق روشي را ابداع كردند كه در اين روش به محيط كشت حداقل انواع ويتامين ها و اسيدهاي آمينه اضافه شد و يك محيط كشت كامل(غني شده) به دست آمد. هاگهاي پرتو ديده نمي توانستند در محيط كشت حداقل رشد كنند ولي درمحيط كشت كامل قادربه رشد بودند.

بعضي مواد (ويتامين ، اسيدآمينه) + محيط كشت حداقل = محيط كشت كامل

×با انجام آزمايش هاي مختلف به تدريج معلوم شد كه عملاً هر ماده اي را كه قارچ درحالت طبيعي توسط مي سازد  تحت كنترل وراثتي است و با اشعه X و يا فرا بنفش مي توان ژنها را طوري تغيير داد كه قادر به عمل نباشند.

×آقاي بيدل و تيتوم

تأثير جهش را درسنتز اسيدآمينه پيدا كردند. جهش هاي متعددي در نوروسپورا كشف شد. گروهي از اين جهش يافته ها براي رشد نياز به آمينواسيد آرژينين داشتند. مسير بيوسنتزي براي ساخت اسيد آمينه آرژينين به قرار زير است:

ژن3                                           ژن۲                             ژن۱

پیش ماده X                             آرژینین         <-----    سیترولین        <----      اورنیتین        <------

×پيش ماده X مربوط به محيط كشت حداقل مي باشد.

×آقاي بيدل و تيتوم مشاهده كردند كه جهش يافته هاي نيازمند به آرژينين سه دسته اند:

×در  جدول زير سه نوع جهش يافته و دليل عدم رشد در محيط حداقل را مشاهده مي كنيد.

جهش یافته	امکان رشد	دليل عدم رشد در محيط كشت حداقل
اول	محيط كشت حداقل + اورنيتين ،‌سيترولين يا آرژينين	نقص ژن 1
دوم	محيط كشت حداقل + سيترولين يا آرژينين	نقص ژن 2
سوم	محيط كشت حداقل + آرژينين	نقص ژن 3

×همانطور كه درجدول مشخص است در جهش يافته هاي اول ژن 1 نقص دارد. با نقص ژن 1 آنزيم 1 توليد نخواهد شد. عدم حضور آنزيم 1 پيش ماده (X) به محصول (اورني تين) تبديل نخواهد شد و در صورت فعال بودن آنزيم 2 و 3 ستيرولين وآرژينين نيز توليد نمي شود.

×در جهش يافته دوم ژن 2 نقص دارد. با نقص ژن 2 آنزيم 2 توليد نخواهد شد. عدم حضور آنزيم 2 اورنيتين به سيترولين تبديل نخواهد شد و درصورت فعال بودن آنزيم 3 آرژينين نيز توليد نمي شود.

×در جهش يافته سوم ژن 3 نقص دارد. با نقص ژن 3 آنزيم 3 توليد نخواهد شد. عدم حضور آنزيم 3 ، سيترولين به آرژينين تبديل نخواهد شد و آرژينين توليد نمي شود.

تعريف رمز:

×علايمي است كه از آن براي ذخيره سازي و انتقال اطلاعات استفاده مي شود. مثلاً زبان فارسي 32 علامت رمز (32 حرف)  دارد كه با آن مي شود كلمات مختلفي را ساخت.

×همانطور كه مي دانيد در ساختار مولكول DNA فقط چهار نوع نوكلوئيد (A، T ، C و G   ) بكار رفته است، به عبارت ديگر مولكول DNA به صورت يك الفباي چهار حرفي مي باشد. از طرفي مي دانيد كه 20 نوع آمينواسيدهاي مختلف در ساختار پروتئين ها بكار مي رود. لذا رابطه بين DNA و پروتئين نمي تواندبر مبناي (يك رمز نوكلئوتيد = يك آمينواسيد) قابل توجيه باشد. (4=41 =4n) در اين صورت فقط چهار آمينواسيد كلمه رمز خواهد داشت (چند حرفي بودن = n و تعداد بازها = 4). ولي اگر رمزهاي با بيش از يك نوكلئوتيد را براي آمينواسيد در نظر بگيريم ممكن است رابطه معقولي را بدست آوريم. اما سوالي كه پيش مي آيد  اين است: چند نوكلئوتيد؟

×اگر رمزها 2 حرفي باشند (2 نوكلئوتيد) در آنصورت فقط 16 آمينواسيد كلمه رمز خواهند داشت(4=42 =4n). به عبارت ديگر با چهار نوكلئوتيد 16 كلمه رمز دو حرفي مي توان نوشت (نظير : AA ، CC ،‌GGG ، TT، AC، AG ، AT ، GC ، …………) . با توجه به وجود 20 نوع آمينواسيد، رمز دو حرفي نمي تواند مورد قبول واقع شود . زيرا چهار آمينواسيد كلمه رمز نخواهند داشت.

×اگر رمزها را سه حرفي در نظر بگيريم در آنصورت 64 كليد رمز سه(4=43 =4n) حرفي  خواهيم داشت (نظير AAA ، GGG ؤ CCC ، TTT ، GGA ، GCC ، GAA و ………) كه كاملاً منطقي مي باشد. در اين صورت يك آمينواسيد ممكن است بيش ازيك كليد رمز داشته باشد.

نتيجه گيري : رمزهاي مولكول DNA سه حرفي مي باشند.

رابط بين DNA و پروتئين:

در موجودات يوكاريوت مولكول DNA  در داخل هسته قرار دارد در حالي كه سنتز پروتئين در سيتوپلاسم در محل ريبوزوم ها صورت مي گيرد. بنابراين اطلاعات ژنتيكي بايد از جايگاه اصلي خود يعني هسته به محل بكارگيري يعني سيتوپلاسم ارسال گردد. به همين سبب انتظار مي رود نوعي مولكول ميانجي ارتباط بين DNA و ريبوزوم را برقرار كند. اين مولكول ميانجي RNA مي باشد. دلايلي كه منجر شد دانشمندان به اين نتيجه برسند كه مولكول RNA به عنوان ميانجي است به قرار زير است:

الف ) در سلولهايي كه پروتئين سازي شديد است RNA فراواني يافت مي شود و بالعكس. مثل سلولهاي جگر.

ب) RNA هم در هسته يافت مي شود و هم در سيتوپلاسم (البته در هسته ساخته شده و در سيتوپلاسم بكار مي رود)

×حال سوالي پيش مي آيد و آن اين است كه چرا خود مولكول DNA نمي تواند مستقيماً براي سنتز پروتئين بكار برده شود؟ با دلايل مختلف مي توان به اين سؤال پاسخ داد:

الف) DNA مولكول بزرگي است و از منافذ غشاي هسته نمي تواند عبور كند.

ب) اگر مولكول DNA به طور مستقيم بكار برده مي شد بي ترديد تحت تأثير عوامل مختلف دروني ياخته ها به ويژه آنزيم ها و عوامل محيطي آسيب مي ديد.

×انواع RNA در سلول وجود دارد. در جدول زير انواع RNA و نقش آنها بيان شده است.

 

انواع RNA	نقش
mRNA (RNA پيك)	اطلاعات را از DNA به محل ريبوزوم ها در سيتوپلاسم حمل مي كند.
tRNA (RNA ناقل)	آمينواسيدها را به محل ريبوزوم ها منتقل مي كند.
rRNA (RNA ريبوزومي)	در ساختار ريبوزوم ها شركت دارد.

مقايسه ساختاري مولكول DNA و RNA :

بين مولكول DNA و RNA تفاوت هاي ساختاري وجود دارد كه در جدول زير مشاهده مي شود.

ويژگي	DNA	RNA
تعداد رشته	دو رشته اي	تك رشته اي
انواع بازهاي آلي نيتروژن وار	G-C-T-A	G-C-U-A
نوع قند بكار رفته	دئوكسي ريبوز	ريبوز

رونويسي:

×به ساخته شدن RNA از روي DNA با كمك آنزيم RNA پلي مراز، رونويسي گويند كه اولين قدم براي ساخت پروتئين هاست. به عبارت دقيق تر رونويسي فرايندي است كه ضمن آن بادخالت آنزيم هاي اختصاصي (RNA پلي مراز)، مصرف مولكولهاي پر انرژي (ATP) و بكارگيري نوكلئوئيدها، تركيبات نوكلئوتيدي موجود در مولكول DNA به سنتز نوعي RNA ها(mRNA، tRNA ،  rRNA) مي انجامد.

آنزيمي كه عمل رونويسي را انجام مي دهد RNA پلي مراز است. درپروكاريوت ها يك نوع RNA پلي مراز رونويسي همه نوع RNA ها را انجام مي دهد اما دريوكاريوت ها علاوه بر RNA  پلي ـ مراز خاصي كه در دواندامك كلروپلاست و ميتوكندري آنها موجود است سه نوع RNA پلي مراز در هسته آنها موجود مي باشد. در جدول زير انواع RNA پلي مرازها و نقش آنها بيان شده است.

نوع آنزيم  (RNA پلي مراز)	محل توليد	محل فعاليت	نقش
I	سیتوپلاسم	هسته	رونويسي ژنهاي rRNA
II	سیتوپلاسم	هسته	رونويسي پيش سازهاي mRNA و نيز برخي RNA هاي كوچك
III	سیتوپلاسم	هسته	رونويسي tRNA و نيز بعضي ديگر از RNA هاي كوچك
پروكاريوتي	سيتوپلاسم	سيتوپلاسم	رونويسي انواع RNA(mRNA,tRNA,rRNA)

پيش سازهاي mRNA:

 RNA پيش ساز هر مولكول mRNA نهايي يوكاريوتي را كه  نواحي داراي اطلاعات دارا و فاقد اطلاعات (بعداً بحث مي شود) مي باشد پيش سازهاي mRNA يا RNA ناهمگن هسته اي مي نامند.

RNA هاي كوچك هسته اي:

 RNA هايي هستند كوچك كه در عمل پردازش پيش سازهاي mRNA يعني حذف نقاط فاقد اطلاعات و به هم چسبيدن نقاط داراي اطلاعات نقش دارند. (بعداً بحث مي شود)

×ويژگي هاي آنزيم RNA پلي مراز از پروكاريوتي: آنزيمي بزرگ كه از 6 زير واحد تشكيل شده است كه البته زير واحدی به نام زيگما جايگاه صحيح آغاز رونويسي را برروي مولكول DNA تشخيص مي دهد (راه انداز) و پس ازتشخيص از مجموعه آنزيم جدا مي شود.

×RNA پلي مراز پروكاريوتي توانايي تشخيص راه انداز را دارد.

تعريف راه انداز:

× بخشي از ژن است كه امكان شروع ساختن RNA مربوط به آن ژن را فراهم مي سازد، والبته آنزيم RNA پلي مراز نيز به اين جايگاه متصل مي شود. در حقيقت راه انداز به آنزيم RNA پلي مراز اجازه مي دهد تا رونويسي را از محل صحيح آغاز كند و مثلاً رونويسي از وسط ژن شروع نشود.

ويژگي آنزيم هاي RNA پلي مراز يوكاريوتي:

× اين آنزيم ها ساختار پيچيده تر از آنزيم RNA پلي مراز پروكاريوتي دارند و از چندين زيرواحد تشكيل شده اند. هيچ كدام از اين آنزيم ها برخلاف آنزيم RNA پلي مراز پروكاريوتي
نمي توانند مستقيماً راه اندازي راشناسائي كنند بلكه هر يك به پروتئين هاي ويژه اي كه عوامل رونويسي نام دارند، نياز دارند .

مراحل رونويسي:

رونويسي را مي توان در مراحل مختلف به صورت زير شرح داد.

مرحله (1) : الف) شناسائي راه انداز ژن موردنظر توسط آنزيم RNA پلي مراز

                ب) اتصال صحيح RNA پلي مراز به راه انداز ژن

مرحله (2): باز شدن دو رشته DNA توسط آنزيم RNA پلي مراز (شكستن پيوند هيدروژني)

مرحله (3): شروع رونويسي از جايگاه آغاز رونويسي

جايگاه آغاز رونويسي:

× اولين نوكلئوتيدي از DNA كه رونويسي مي شود.

×رونويسي فقط از يك رشته ژن صورت مي گيرد.

×در اين مرحله (مرحله 3) آنزيم RNA پلي مراز همچون قطاري روي DNA حركت مي كند (كه بااستفاده از انرژي حاصل از تجزيه ATP صورت مي گيرد) و در مقابل دئوكسي ريبونوكلئوئيد DNA اي ريبونوكلئوئيد RNA اي قرار مي دهد. (تشكيل پيوند هيدروژني) همچنين ريبونوكلئوتيد جديد را به ريبونوكلئوتيد قبلي وصل مي كند.(تشكيل پيوند فسفودي استر)

مرحله (4) در اين مرحله رونويسي پايان مي يابد بدين صورت كه پس از رونويسي جايگاه پايان رونويسي توسط RNA پل مراز، مولكول RNA پلي مراز، DNA و mRNA ساخته شده از هم جدا شده و مولكول mRNA براي ترجمه آزاد مي شود.

به طور معمول برا ي مرحله پايان رونويسي دو مرحله در نظر گرفته مي شود:

الف) مرحله كندشدن حركت RNA پلي مراز برروي ژن

ب) مرحله پايان حقيقي

× كند شدن RNA پلي مراز برروي ژن بدين ترتيب صورت مي گيرد كه در نزديك به انتهاي ژن يك ناحيه غني از بازهاي C و G وجود دارد. همانطور كه مي دانيد بين C و G سه پيوند هيدروژني برقرار است. بنابراين جدا كردن آنها از هم مشكل خواهد بود كه اين موجب كند شدن حركت آنزيم RNA پلي مراز خواهد شد.

× در مرحله پايان حقيقي ، يا با فعاليت پروتئين هاي خاصي موجب پايان رونويسي مي شود و يااينكه با ترادف هاي خاصي كه در ژن وجود دارد موحب تشكيل ساقه ـ حلقه شده و رونويسي پايان مي يابد.

×عمل رونويسي در هسته يوكاريوت و سيتوپلاسم پروكاريوت ها صورت مي گيرد. (در پروكاريوت ها هسته وجود ندارد)

×RNA هاي ساخته شده از ژن ساختار پر مانند را به نمايش مي گذارد.

×از روي يك ژن، يك نوع mRNA ولي به تعداد فراوان ساخته مي شود.

 مقايسه عمل همانندسازي و رونويسي:

 در جدول زير دو فرايند همانند سازي و رونويسي مقايسه شده است.

مبناي مقايسه	همانند سازي	رونويسي
ـ مولكول الگو	DNA	DNA
ـ تعداد رشته الگو	دو رشته	يك رشته
ـ مولكول ساخته شده	DNA	RNA
ـ آنزيم اصلي مورد استفاده	DNA پلي مراز	RNA پلي مراز
ـ محل انجام (يوكاريوت ها)	هسته	هسته

چگونگي كشف رمز DNA :

×رمزهاي ژنتيكي مربوط به اسيدهاي آمينه مختلف و علائم توقف سنتز زنجيره پلي پپتيدي (رمزهاي پايان) طي يك سري آزمايش ها در سالهاي 1960 توسط نيرنبرگ و ماني صورت پذيرفت.

×آنان نوع خاصي از RNA را به طور مصنوعي ساختند كه فقط نوكلئوئيد يوراسيل داشت. RNA ساخته شده را درلوله آزمايشي حاوي مايع استخراج شده از سيتوپلاسم باكتري E.Coli قرار دادند. قطعاً در اين مايع ريبوزوم،20 نوع آمينواسيد، tRNA ، آنزيم و منبع انرژي (ATP) وجود داشت. بنابراين در لوله آزمايش عمل پروتئين سازي صورت پذيرفت و رشته پلي پپتيدي ساخته شد. پس ازتجزيه رشته پلي پپتيدي مشخص شد كه فقط اسيد آمينه فنيل آلانين در ساختار اين پلي پپتيد بكار رفته است. پس متوجه شد كه UUU رمز قرار گرفتن اسيد آمينه فنيل آلانين برروي رشته پلي پپتيد است.                              

 ×درآزمايش هاي مشابه، mRNA ي مصنوعي ساخته شده از نوكئوتيدهاي سيتوزين و آدنين به صورت جداگانه به ترتيب زنجيره هاي پپتيدي ساخته شده منحصراً از اسيد آمينه پرولين (CCC) و ليزين(AAA) است  . به همين ترتيب محققان ديگر توانستند با آزمايش مشابه نيرنبرگ رمزهاي هر يك از 20 نوع آمينواسيد راشناسائي كنند.

×هر رمز سه نوکلئوتیدی RNA  را کدون گویند 

64 کدون وجود دارد که 61 کدون برای بیست نوع آمینو اسید (یک آمینو اسید ممکن است چندین کدون داشته باشد) و سه کدون برای پایان پروتئین سازی است(کرون پایان= UAA،UAG و UGA) که هیچ آمینو اسیدی را کد نمی کند.

 عموميت داشتن رمزهاي ژنتيك (ياكدون ها)

×رمزهاي ژنتيكي تقريباً در تمام موجودات يكسان است. اين خاصيت راعموميت داشتن رمزهاي ژنتيك مي نامند. به اين معني كه يك رمز ژنتيكي اسيد آمينه خاص، هم درپروكاريوت ها و هم در يوكاريوت ها همان معني را مي دهد. مثلاً AUG كدون اسيد آمينه متيونين در همه جانداران است.

ترجمه (سنتز پروتئين):

×فرايندي است كه در آن اطلاعات موجود در RNA براي ساختن پروتئين ها استفاده مي شود. بكار بردن كلمه ترجمه در اين جا مناسب است زيرا حرف نوكلئوئيد RNA به حرف آمينواسيد پروتئين تغيير مي كند.

×عمل ترجمه در سيتوپلاسم واقع در محل ريبوزوم صورت مي گيرد.

×اندامك هاي ميتوكندري و كلروپلاست داراي DNA اختصاصي مي باشند و درآنها ريبوزوم و RNA يافت مي شود بنابراين در اين اندامك ها نيز عمل ترجمه صورت مي گيرد.

×براي انجام عمل ترجمه در سلول نياز به عوامل زير مي باشد:

mRNA  ـ ريبوزوم ـ tRNA ـ اسيدهاي آمينه ـ آنزيم و عوامل پروتئيني ـ ATP

mRNA :

اين مولكول حاوي اطلاعات ژن موردنظر مي باشد و آنزيم RNA پلي مراز II در هسته يوكاريوت ها و RNA پلي مراز پروكاريوتي در سيتوپلاسم پروكاريوت ها طي عمل رونويسي آن را مي سازد.

ريبوزوم:

× محل ساخت پروتئين هاست. هر ريبوزوم از دو بخش كوچك و بزرگ تشكيل شده است كه هر بخش از پروتئين ها+ انواع RNA ريبوزومي (rRNA) تشكيل مي شود.

×ريبوزوم ها در هستك يوكاريوت ساخته مي شوند و از بخشي ازDNA كه درهستك است، RNA مربوط به ريبوزوم رونويسي مي شود.

×ريبوزوم هاي سلولهاي يوكاريوتي بزرگتر و پيچيده تر (حدود 80 نوع پروتئين و چهارنوع rRNA) از ريبوزوم هاي سلولهاي پروكاريوتي (حدود 50 نوع پروتئين و سه نوع rRNA) مي باشند.

×ريبوزوم هاي پروكاريوتي مشابه با ريبوزوم هاي درون كلروپلاست و ميتوكندري سلولهاي يوكاريوتي اند ولي با ريبوزوم هاي سيتوسلي و ريبوزوم هاي متصل به غشاء اندامك هاي شبكه آندوپلاسمي و هسته سلولهاي يوكاريوتي متفاوتند.

tRNA (RNA ناقل):

× نقش اين RNA انتخاب آمينواسيدها و انتقال آن به محل ريبوزوم ها مي باشد.

×حداقل 20 نوع tRNA در سلول موجود مي باشد و بعضي آمينواسيدها بيش ازيك نوع tRNA دارند. tRNA ها، مولكولهاي RNA كوچك تك رشته اي متشكل از 74 تا 95 نوكلئوئيد مي باشند و بخش هاي دو رشته اي مشاهده شده در آنها در نتيجه تاخوردگي مولكول tRNA روي خود حاصل شده است.

×tRNA  ها به دو صورت برگ شبدري و ساختارهاي L شكل قابل مشاهده اند، ولي ساختار واقعي tRNA ها در سلول به صورت حرف  L  است.

بخش هاي مختلف tRNA در ساختار برگ شبدري:

هر tRNA شامل حلقه و بازو است.حلقه ها شامل حلقه آنتی کدونی و حلقه های غیر آنتی کدونی می باشد.حلقه های غیرآنتی کدونی شامل سه حلقه است و نقش آنها کمک به نگهداری tRNA بر روی ریبوزوم می باشد. حلقه آنتی کدونی حاوی سه باز مکمل mRNA است که تعیین کننده نوع آمینو اسید tRNA می باشد. 

بازوی tRNAجایگاه پذبرنده آمینو اسید خاص است.در این جایگاه توالی CCA مختص به همه tRNA ها می باشد.

×به سه نوكلئوئيدي كه برروي حلقه آنتي كدوني tRNA قرار دارد آنتي كدون مي گويند كه مكمل كدون هاي mRNA مي باشد. در جدول زير رمز (كد) ، كدون و آنتي كدون و روابط مكملي بين آنها مشخص است.

رمز (كد) (DNA)	كدون (mRNA)	آنتي كدون (tRNA)
مثال	AAA	UUU	AAA
ATG	UAC	AUG
TAA	AUU	UAA

×سه كدون پايان (UGA,UAG,UAA) هيچ tRNA اي در سلول ندارند.

چگونه خوانده شدن رمزهاي موجود در RNA :

×هر آنتي كدون tRNA مكمل يكي از كدون هاي mRNA  است. (جدول فوق) . مثلا tRNA اي كه آنتي كدون GAA آن به كدون CUU متصل مي شود (با پيوند هيدروژني) ناقل لوسين است.

فرايند ترجمه:

 در سه مرحله آغاز، ادامه و پايان قابل بررسي است.

در عمل ترجمه پروكاريوت ها ويوكاريوت ها تفاوت هايي ديده مي شود و سيستم سنتز پروتئين يوكاريوتي پيچيده تر است. دراين جا فقط سيستم پروتئين سازي درسلولهاي پروكاريوتي شرح داده خواهد شد.

وقايع مرحله آغاز :

1)      تشخيص كدون آغاز توسط بخش كوچك ريبوزوم

2)      اتصال بخش كوچك ريبوزوم به mRNA در مجاورت كدون آغاز

3)      انتقال اسيدآمينه آغازي (متيونين) توسط tRNA آغازگر به جايگاه P  ريبوزوم

4)      اتصال بخش بزرگ ريبوزوم به بخش كوچك و كامل شدن ريبوزم براي عمل ترجمه

در مرحله آغاز جزء كوچك ريبوزوم به همراه فاكتورهاي پروتئيني خاص، كدون آغاز را كه AUG مي باشد شناسايي مي كند و به آن مي چسبد. البته نشانه سنتز پروتئين پيچيده است و علاوه بركدون AUG ، ‌ترتيب ديگري را نيز شامل مي شود. اين ترتيب ها موجب تشخيص رمز آغازين AUG از ديگر رمزهاي AUG  كه در mRNA قرار دارند، مي شود. بررسي هايي كه انجام شد مشخص شد كه محل اتصال ريبوزوم به mRNA در پروكاريوت ها داراي حدود 5 تا 8 نوكلئوئيد غني از پورين (G,A) مي باشد. اين ناحيه غني از پورين قبل ازكدون AUG آغازي قرار دارد و در تمام mRNA هاي پروكاريوتي كه تاكنون بررسي شد وجود دارد. اين 5 تا 8 نوكلئوئيد و ترتيب و  توالي آنها راتوالي پيشرو (قبل از AUG) گويند. اين توالي به صورت (UAAGGAGG……….AUG) است.پس از اتصال صحيح جزء كوچك ريبوزوم به محل اتصال ويژه (توالي پيشرو) اولين اسيد آمينه كه متيونين مي باشد پس از فعال شدن توسط ATP و متصل شدن به tRNA خاص خود (tRNA اغازگر) كه حاوي آنتي كدون مربوط به اين آمينواسيد است (اين كار را  آنزيم خاصي صورتمي دهد) به جزء كوچك ريبوزوم كه سنتز پروتئين را آغاز كرده است منتقل مي گردد. در يوكاريوت ها كلاهكي انتهاي mRNA وجود دارد كه ريبوزوم را به AUG آغازين هدايت مي كند. اين كلاهك درواقع دونوكلئوتيدي و با ساختارهاي غيرعادي مي باشد. وجود كلاهك براي شروع پروتئين سازي در يوكاريوت ها لازم است.

tRNA  : ** آغازگر وارد جايگاه A ريبوزوم نمي شود. 

وقايع مرحله ادامه :

1)      وارد شدن tRNA حامل آمينواسيد بعدي به جايگاه A

2)      رها شدن آمينواسيد متيونين از tRNA آغازگر موجود در جايگاه p

3)      تشكيل پيوند پپتيدي بين آمينواسيد متيونين و آمينواسيد متصل به tRNA حامل آمينواسيد دوم

4)      انجام عمل جا به جايي

× پس از تشكيل تركيب آغازين، دومين آمينواسيد فراخوانده مي شود. اين آمينو اسيد را به همان ترتيبي كه گفته شد  ATP و آنزيم خاص فعال كرده به tRNA خاص خود متصل مي كند. پس tRNA حاوي آمينواسيد موردنظر خود به كمك عوامل پروتئيني طويل كننده به ريبوزوم منتقل شده و درجايگاه A ريبوزوم قرار مي گيرد. دراين هنگام پيوند بين متيونين و tRNA آغازگر گسسته شده و tRNA آغازگر جايگاه P راترك مي كند و پيوند پپتيدي بين ميتونين و آمينواسيدي كه به tRNA خاص خود واقع در جايگاه A متصل است، تشكيل مي شود. تشكيل اين پيوند را آنزيم خاصي به نام پپتيديل ترانسفراز صورت مي دهد. اين آنزيم يكي ازآنزيم هاي جزء بزرگ ريبوزوم مي باشد.

تعريف جا به جايي:

جا به جا شدن ريبوزوم به اندازه يك كدون در طول mRNA

نتيجه جابه جائي:

×خالي شدن جايگاه A ريبوزوم به منظور ورود tRNA حامل آمينواسيد بعدي.

× با ورود tRNA حاوي آمينواسيد سوم به جايگاه A چرخه فوق دوباره تكرار مي شود تا tRNA حاوي آمينواسيدهاي بعدي نيز وارد جايگاه A شوند.

وقايع مرحله پايان:

1)      قرار گرفتن يكي از كدون هاي پايان (UGA,UAG,UAA) در جايگاه A ريبوزوم

2)      قرار گرفتن عامل پايان ترجمه در جايگاه A

1)      جدا شدن دو بخش كوچك و بزرگ ريبوزوم از يكديگر از mRNA و پايان پروتئين سازي

×كدون پايان وارد جايگاه p ريبوزوم نمي شود.

×عامل پايان ترجمه پس ازورود به جايگاه A موجب انتقال tRNA حاوي پلي پيتيد از جايگاه A به جايگاه P مي شود و خود در جايگاه A ريبوزوم قرا رمي گيرد.

× وقتي يكي از كدون هاي پايان وارد جايگاه A ريبوزوم شد، براي اين
كدون ها هيچ آمينواسيدي وجود ندارد و درنتيجه عوامل پروتئيني پايان ترجمه (عوامل رها كننده) به ريبوزوم مي رسند و وارد جايگاه A مي شوند. پس ازورود عامل پايان ترجمه ازجايگاه A، آنزيم پپتيديل ترانسفراز كه موجب تشكيل پيوندپپتيدي بين آمينواسيدها مي شود، خاصيت هيدرولازي پيدا كرده و پيوند بين tRNA و زنجيره پلي پيتيدي متصل به آن راهيدرو

مطالب مشابه :

نکات مهم فصل اول زیست پیش دانشگاهی

نکات مهم فصل اول زیست پیش با ورود trna حامل دومین آمينو اسيد به جايگاه a مرحله دوم شروع

---

نکات مهم فصل اول زیست پیش 1

نکات مهم فصل اول زیست پیش 1 ×در جهش يافته دوم ژن 2 نقص دارد. با نقص ژن 2 آنزيم 2 توليد نخواهد شد.

---

نکات فصل دوم پیش دانشگاهی – تکنولوژی زیستی

نکات فصل دوم پیش های حساس و مهم وکتور باشد مثلا سوالات زیست شناسی مطرح شده

---

نکات فصل 4 زیست پیش

نکات فصل 4 زیست پیش . چهارشنبه دوم اینم از نکات مهم فصل ۴.امیدوارم به دردتون خورده

---

نکات فصل 2 زیست پیش (تکنولوژی زیستی)

خلاصه نکات مهم کتاب انیمیشن های زیست سال دوم. نکات فصل 2 زیست پیش

---

نکات مهم تستی فصل اول زیست 2

نکات مهم تستی فصل اول شناسی دوره دبیرستان و پیش دانشگاهی - کلبه زیست خط دوم کـم رنگ

---

نکات مهم فصل 1و2 چهارم

زیست دوم زیست 800x600 نکات مهم فصل ها توسط نورون های پیش عقده ای سمپاتیکی که

---

سوالات تست فصل دوم زیست شناسی پیش دانشگاهی

سوالات تست فصل دوم زیست شناسی پیش نکات درس زیست شناسی و آزمایشگاه 1.

---

برچسب :
نکات مهم فصل دوم زیست پیش