نكاتي چند در مورد مولكول‌هاي زيستي فصل يك زيست 1 و آزمايشگاه

 

نكاتي چند در مورد مولكول‌هاي زيستي فصل يك زيست 1 و آزمايشگاه

گردآورنده: اسمعيل شكيبا

به مولكولهايي كه در دنياي جانداران يافت مي‌شوند و بيشتر اتم كربن دارند مولكولهاي زيستي گفته مي‌شود.

دو ويژگي مولكولهاي زيستي 1- متنوع ( گوناگون) غير قابل شمارش است

                                                           2- پايدار مثل هموگلوبين كه مدتها در گلبول قرمز مي‌ماند.

اتم كربن مي‌تواند تركيباتي را بسازد كه پايدار و گوناگون است.

کربن چهار ظرفيتي- اتصال به انواع اتمهاي ديگر و كربن با پيوند كوالانسي.

انواع اسكلت كربني گوناگون با اتصال كربن‌ها ( خطي- شاخه‌دار- حلقوي- تركيبي)

معمولاً گروههاي فعال شيميايي OH هيدروكسيل سبب قليايي شدن مي‌شوندرواسكلت كربني قرار مي‌گيرند. CooH كربوكسيل سبب اسيدي شدن مولكول قرار مي‌گيرند.

و خواصي ويژه به اسكلت كربني مي‌بخشند.

- توانايي اتم كربن در شكل پيوند والانسي و ايجاد تركيباتي با شكل‌هاي گوناگون باعث شده است تا تركيبات كربن‌دار بتوانند بسيار پايدار و گوناگون باشند.

همه درشت مولكولها پلي‌مر نيستند. خواص فيزيكي و شيميايي درشت مولكولها به نوع- تعداد- ترتيب مونومرهاي آن بستگي دارد ( در مورد پروتئینها به تعداد رشته‌های پلی‌پپتیدی و نحوه پیچ و تاپ خوردن آنها نیز بستگی دارد.

با تغيير هر كدام از مواد سه گانه خواص درشت مولكول نيز تغيير مي‌كند.

1828 فردريك ماده آلي اوره را توانست از مواد غير آلي بسازد و اين تصور كه مواد آلي فقط به وسيله جانداران ساخته مي‌شود را اصلاح كرد .

ليپيد‌ها درشت مولكول نيستند ولي چون ساختارهاي بزرگي مثل غشاء سلولي را مي‌توانند پديد آورند و نقش مهم آنها در حيات سلول به همراه درشت مولکولها بررسي مي‌شوند.

درشت كربوهيدراتها

مولكولهاي مهم بدن پروتئين‌ها

نوكليك اسيدها

....

* با توجه به تنوع زياد مونومرهاي پروتئين ( 20 نوع آمينو اسيد) گمان مي‌رود حدود هزار ميليارد نوع پروتئين در دنيای زنده وجود داشته باشد كه همگي از همين 20 نوع آمينو اسيد ساخته شده‌اند.

بنابراين تفاوت جانداران مختلف با يكديگر به سبب تفاوت در نوع درشت مولكولهاي آنهاست.

اطلاعیه سرگروه زیست شناسی شهرستان گنبد کاووس

 

اطلاعیه شماره (۱)سرگروه زیست شناسی شهرستان گنبد کاووس

{برای روئیت ادامه مطلب را کلیک نمایید}

فناوری زیستی( Biotechnology )

                     فناوری زیستی( Biotechnology )

 

مهندسی ژنتیک (  Genetic engineering)

 

دانشمندانی که با طراحی آزمایشی پژوهش های ژنتیک را متحول کردند : استانلی کوهن (S. Cohen ) و هربرت بایر ( H. Boyer )  1973  

                                                                                                            

روش آزمایش:

1 -  جدا کردن ژن رمز کننده rRNA از مولکول DNA  قورباغه پنجه دار آفریقایی

2 -  وارد کردن آن ژن به درون مولکول DNA  باکتری E. coli

3 -  باکتری های دستکاری شده ، rRNA قورباغه را ساختند.

نکته:

باکتری E.coli نخستین موجودی است ک با روش مهندسی ژنتیک تغییر پیدا کرد.

تعریف مهندسی ژنتیک:

فرآیندی که در آن ژن ها دست ورزی شده، تا برای تحقق اهداف کاربردی استفاده شود.

نام های دیگر : تکنولوژی زیستی ، فناوری DNA نوترکیب ، دست ورزی ژنی

یکی از اهداف مهم مهندسی ژنتیک:   تولید ژن یا فراورده های آن به مقدار انبوه است.

برای دست یابی به این هدف ، مراحل زیر انجام می شود:

انتخاب و جدا کردن ژن مورد نظر

وارد کردن آن در جاندار ساده ای که تولید مثل سریع و آسانی داشته باشد، مانند باکتری ها

در نتیجه  همانند سازی پی در پی  مقدار ژن زیاد می شود.

البته در هر مرحله از  مهندسی ژنتیک ابزار های زیر  نیاز است،که بهتر راست ، با آن ها آشنا شویم:

آنزیم های محدود کننده (Restriction Enzymes ) :

آنزیم های باکتریایی هستند که ، توالی کوتاه و خاصی از DNA را شناسایی کرده، و آن را برش می دهند.(پیوند های فسفودی استر بین نوکلئوتید ها را می شکنند.)

بیشتر بدانید:  * نامگذاری این آنزیم ها بر پایه نام ژنریک و اختصاصی باکتری که در آن یافت شده است، می باشد و در این نامگذاری  حرف اول نام ژنریک و دو حرف اول نام اختصاصی باکتری به کار می رود. مثال:   آنزیم استخراج شده از باکتری Escherichia  coli  به صورت (Eco.   ) و با توجه به سویه باکتری (  Eco.R1 ) نوشته می شود. و آنزیم استخراج شده از Bacillus  amyloliquefaciens  به صورت (  Bam.) و با توجه به سویه باکتری (Bam.H1) نوشته می شود. که از آنزیم های محدود کننده فوق و آنزیم های محدود کننده  دیگر هر یک جایگاه شناسایی خاصی بر روی مولکول DNA هدف دارند.*

جایگاه تشخیص آنزیم : توالی خاصی از باز های DNA  که آنزیم محدود کننده آنجا را شناسایی می کند.

مثال: جایگاه تشخیص آنزیم Eco.R1  توالی نوکلئوتیدی(…GAATTC… ) می باشد .

توجه داشته باشید که :

• توالی دو رشته ی جایگاه تشخیص عکس یکدیگرند.                                           
• در مجموع 2  پیوند فسفودی استر بین GوA در دو رشته شکسته می شود.
• در  مجموع  8 پیوند هیدروژنی بین باز های آلی شکسته می شود.
• تعداد نوکلئوتید های جایگاه تشخیص  6 جفت  می باشد.
• در این جایگاه 14 پیوند هیدروژنی وجود دارد.
• دو انتهای چسبنده ایجاد می شود. که هر انتها دارای 4 نوکلئوتید منفرد می باشد.

آنزیم لیگاز (  Ligase ) :

 

آنزیمی است که باعث  اتصال قطعه DNA  حاوی ژن مورد نظر( DNAخارجی) به

DNA وکتور ( پلازمید) ، توسط پیوند فسفودی استر می شود.

• این آنزیم نوعی DNA پلی مراز است.
• باعث اتصال بین دو DNA دو رشته ای می شود.

حامل یا وکتور ( Vector )

 

وسیله ای که ژن مورد نظر به آن متصل شده ، توسط آن به سلول هدف هدایت می شود.

مثال:  پلازمید ها  ( Plasmid ) ،  ویروس ها ( باکتریوفاژ ها)

پلازمید ها (پلاسمید ها) :

مولکول های DNA حلقوی  نسبتاً کوچکی هستند که ، در درون بعضی از باکتری ها

وجود دارد و مستقل از کروموزوم(DNA ) اصلی باکتری همانند سازی می کند.

ویژگی های پلازمید ها عبارتند از :

مستقل از کروموزوم اصلی است.

 همانند سازی مستقل از کروموزوم اصلی ، دارند.

جایگاه آغاز همانند سازی دارند.

ژن های مقاومت در برابر آنتی بیوتیک ها را دارند.

DNA  حلقوی و کوچکتر از DNAاصلی  باکتری هستند.

ممکن است بیش از یک پلازمید در باکتری وجود داشته باشد.

دارای  جایگاه تشخیص برای آنزیم های محدود کننده هستند.

( در مهندسی ژنتیک پلازمیدی بکار برده می شود که فقط یک جایگاه دارد.)

• آن ها را « کروموزوم های کمکی» نیز می نامند. چرا؟
• دارای ژن هایی هستند که در کروموزوم اصلی باکتری وجود  ندارد.
  • نکته:  پلازمید حتی هنگامی که باکتری در حال تولید مثل نیست نیز همانند سازی می کند.(همانند سازی مستقل) و از این رو ژن خارجی تعبیه شدهدر آن نیز ، همانند سازی می کند و نسخه های زیادی از آن تهیه می شود.
• 
• باکتریوفاژ ها (Bacteriophage ):
• ویروس هایی که باکتری ها را آلوده می کنند. ژن خارجی را در DNA باکتریوفاژ
• قرار می دهند. در فصل 9 مطالب بیشتری در این مورد خواهید آموخت.
• اکنون پس از شناخت  ابزار های لازم برای مهندسی ژنتیک ، مراحل آن را بررسی می کنیم:
• مراحل اصلی مهندسی ژنتیک به قرار زیر است : 
• برش دادن DNA                                           
• تولید DNA نوترکیب
•  کلون کردن ژن
• غربال کردن سلول ها
  • مرحله برش دادن ِDNA  :
• در این مرحله به آنزیم های محدود کننده احتیاج است. با استفاده از آنزیم محدود کننده از نوع Eco.R I که قبلاً توضیح داده شد، در دو طرف ژن مورد نظر ( ژن انسولین ) روی کروموزوم انسان ( DNAخارجی ) در محل جایگاه های تشخیص ، برش داده می شود.و دو انتهای چسبنده ، در دو طرف ژن خارجی  ایجاد می شود. با همان نوع آنزیم محدود کننده ، یک برش هم در جایگاه تشخیص روی پلازمید انجام می شود، تا دو انتهای چسبنده ایجاد شود.  ( چرا با همان نوع آنزیم ؟)
  • تولید DNA نوترکیب (Recombinant DNA):
• در این مرحله آنزیم لیگاز وارد عمل می شود. این آنزیم باعث تولید ایجاد DNA نوترکیب می شود.
• تعریف : DNA جدیدی که از ترکیب دو  DNA متفاوت، یکی از ژن خارجی و دیگری پلازمید ، حاصل شده باشد را DNA نوترکیب گویند.

 

 

ساختار و کار نورون ( واحد عملی دستگاه عصبی )

ساختار و کار نورون ( واحد عملی دستگاه عصبی )

وظیفه: تولید ، هدایت ، و انتقال پیام عصبی

قسمتهای تشکیل دهنده:

دندریت ← آورنده پیام به جسم سلولی

اکسون ← بردن پیام از جم سلولی و رساندن آن به پایانه آکسونی ( با نورون و سلول های دیگر همچون سلول های

عضلانی و ترشحی در ارتباط است )

جسم سلولی ← دریافت پیام و صادر کردن دستور

تقسیم بندی نورون ها بر اساس عملکرد : با توجه به شکل کتاب

دندریت	اکسون	****************** ******************
منفرد بلند میلین دار متصل با سلول های دیگر	منفرد کوتاه میلین دار سیناپس با نورون بعدی: (دندریت حرکتی یا دندریت رابط )	نورون حسی
متعدد کوتاه بدون میلین سیناپس با: (اکسون حسی یا آکسون رابط )	منفرد بلند میلین دار سیناپس با : (سلول عضلانی یا سلول ترشحی )	نورون حرکتی
متعدد کوتاه بدون میلین سیناپس با: ( آکسون حسی یا آکسون رابط)	منفرد کوتاه بدون میلین سیناپس با: (دندریت حرکتی یا دندریت رابط )	نورون رابط

 

انتقال دهنده های عصبی : ناقل پیام در فضای سیناپسی

مثال: استیل کولین (در ماهیچه ها)

مکانیسم عمل:

1- ترکیب وزیکول های حاوی انتقال دهنده با غشای انتهای آکسون

2- آزاد شدن انتقال دهنده عصبی در فضای سیناپسی

3-تاثیر بر سلول پس سیناپسی از طریق اتصال به گیرنده پروتئینی غشائی ( کانال یونی غشائی )

انواع:

مهارکننده: منفی تر شدن پتانسیل غشاء پس سیناپسی ← مهار عملکرد نورون پس سیناپسی

فعال کننده : ایجاد پتانسیل عمل در غشاء پس سیناپسی ← فعالیت نورون پس سیناپسی

 

 

تنظیم هورمونی در جنس ماده

سلام

در جواب سوال دوست وهمکار محترم: جلیلیان عزیز

در این پست مطالبی در مورد تنظیم هورمونی در جنس ماده می آوریم .

امید است که پاسخ سوال خود را دریافت دارند.

تنظیم هورمونی سیکل جنسی ماده :

چند سطح کنترل هورمونی به ترتیب ذیل در پدیده تولید مثل وجود دارد

هیپوتالاموس: اولین سطح کنترل مغز است .انواع محرک بیرونی به مغز می رسد و محرک های مربوط به تولید مثل به هیپوتالاموس وارد می شوند .برای مثال در گوسفند کاهش تدریجی دوره روشنایی منجر به تحریک هورمونی می شود در حالی که در جانوران  دیگر از قبیل خرگوش جفت گیری محرک اولیه تخمک گذاری است از دیگر محرک های حسی می توان محرک بویایی را نام برد .مشخص شده  که اغلب این محرک های خارجی از طریق تاثیر هیپوتالاموس بر هیپوفیز منجر به تغییر فعالیت های هورمونی می شوند .تحت اثر این محرک ها فاکتورهای رها کننده و مهار کننده (releasing and inhibiting factors) از هیپوتالاموس رها شده این عوامل به لوب پیشین هیپوفیز منتقل می شوند.از جمله این فاکتورها هورمون رها کننده گنادوتروپین یا GnRH (gonadotropin releasing hormone )است .

هیپوفیز : سطح دوم کنترل هورمونی است .بخش پیشین این غده تحت تاثیر هورمون رها کننده که از هیپوتالاموس رها می شود و همچنین در پاسخ به غلظت هورمون های جنسی موجود در خون دو نوع هورمون LH,FSH را ترشح می کند    .  (follicle stimulating hormone ,luteinizing hormone)

 

تخمدان و بافت جفت در هنگام بارداری : سومین سطح کنترل هورمونی است .هورمون های استروئیدی استروژن و پروژسترون در تخمدان به وسیله فولیکول ها به درون خون تولید می شود .ترشحFSHبه وسیله هیپوفیز باعث تحریک رشد گروهی از فولیکول ها در تخمدان می شود.همه فولیکول ها به جز یکی تحلیل می روند و در مراحل نهایی فاز فولیکولی مقدار زیادی استروژن ترشح می کنند ،افزایش قابل توجه استروژن بر محور هیپوتالاموهیپوفیزی  اثر می کند و در نهایت باعث افزایش ناگهانی دو هورمون LH, FSH می شود است.

(این دو هورمون به پیک (peak)خود می رسند) پیک LH محرک مورد نیاز برای رشد نهایی و بلوغ فولیکول که تحت تاثیر آن در طی 24 ساعت تخمک گذاری رخ می دهد .پیش از تخمک گذاری تولید استروژن به وسیله فولیکول کاهش می یابد .تحت اثر این هورمون ها فولیکول ها در ضمن رشد هورمون استروژن ترشح می کنند .تحت اثر استروژن مخاط رحمی شروع به رشد می کند تا برای لانه گزینی آماده شود .با افزایش ناگهانی سطح LH و تحریک تخمک گذاری جسم زرد باقی مانده شروع به ترشح استروژن و به ویژه پروژسترون می کند .افزایش ترشح این هورمون ها و همچنین ترشح هورمون دیگری به نام inhibin (که ماده ای ممانعت کننده است ) به درون خون اثر مهاری بر محور هیپوتالاموهیپوفیز داشته  در نتیجه سطح هورمون های گنادوتروپین LH,FSHکاهش پیدا می کند .در طی فاز تکثیری سیکل،استروژن هورمون غالب است و بر روی بافت های تولید مثلی که در تسهیل انتقال گامت نقش دارند اثر می کند .کاهش سریع استروژن درست پیش از تخمک گذاری باعث افزایش تحرک عضلات صاف لوله رحمی و تسریع در انتقال گامت  می شود. استروژن میتوزسلول های رحمی را تحریک کرده و باعث رشد غدد رحمی می شود .از طرف دیگر پروژسترون رحم را برای لانه گزینی آماده می کند .در روز هفت پس از تخمک گذاری آندومتر در بهترین و آماده ترین وضعیت خود برای پذیرش جنین قرار دارد که این درست معادل زمان لانه گزینی تخم لقاح یافته است.

گردن رحم (سرویکس) و واژن هم هر دو به هورمون ها پاسخ می دهند .حول و حوش زمان تخمک گذاری PH در بخش فوقانی واژن افزایش می یابد .در طی دوره قاعدگی خصوصیات فیزیکی سرویکس به گونه ای است که به عنوان سدی در مقابل عبور اسپرم عمل می کند اما در زمان تخمک گذاری ویسکوزیتی موکوس کاهش پیدا کرده و به اسپرم اجازه عبور می دهد .در فاز ترشحی جسم زرد تحلیل می رود .در نتیجه تحلیل آن تولید استروژن و پروژسترون نیز قطع می شود این خود منجر به تحریک تولید فاکتورهای آزاد کننده به وسیله هیپوتالاموس و گنادوتروپین به وسیله هیپوفیز می شود و سیکل دوباره شروع می شود .مجموع اثرات هورمون های استروژن و پروژسترون منجر به آماده سازی رحم برای لانه گزینی می شود .اگر تخم رها شده لقاح یابد رخدادهای هورمونی متفاوت خواهد بود در این حالت غشاهای خارج جنین هورمون گنادوترپین به نام HCG(human chorionic gonadotropin)ترشح می کنند. تحت تاثیر این هورمون جسم زرد رشد کرده و به ترشح استروژن و پروژسترون ادامه می دهد .بدین ترتیب بافت رحمی حفظ می شود و غدد پستانی برای ترشح شیر آماده می شوند.چهارمین سطح کنترل هورمونی ،اثر هورمون های استروئیدی تخمدان بر انواع بافت ها در سراسر بدن است ،برای مثال استروژن موجود در جریان خون که به وسیله فولیکول پیش تخمک گذاری (preovulatory)تولید می شود روی بافت های تولید مثلی اثر کرده و آن ها را برای انتقال گامت آماده می کند .در اثر این هورمون تعداد مژه های سلول های اپی تلیالی لوله رحمی بیشتر شده و فعالیت عضلات صاف آن افزایش می یابد.مخاط رحمی شروع به ترمیم می کند و خود را برای دریافت تخم لقاح یافته آماده می نماید ویسکوزیته مخاط گردن رحم کاهش یافته و عبور اسپرم را از واژن به درون رحم آسان تر می کند .پس از تخمک گذاری پروژسترون که به وسیله جسم زرد ترشح می شود آندومتر را برای لانه گزینی جنین ،بیشتر آماده می کند هم چنین غدد پستانی به استروژن پاسخ می دهند.توزیع مو و غدد چربی در بدن نیز تحت تاثیر این هورمون های استروئیدی قرار می گیرد .اثر این هورمون ها بر مغز،بر رفتار موثر است .