زیست پژوهان گنبد کاووس

تفاوت سلول های پروکاریوتی و یوکاریوتی در نوع RNA پلی مراز

پروکاریوت : ( Prokaryote )

اصطلاح پروکاریوت مرکب از دو واژه ( pro ) به معنی «پیش» و( kariote ) به معنی« هسته» است. این اصطلاح در مورد سلولی بکار می رود که فاقد هسته مشخص و اندامک ها ی محدود به غشای سلولی است. مانند باکتری ها

باکتری

یوکاریوت : ( Eukaryote )

واژه یوکاریوت به معنی سلولی که دارای هسته حقیقی و اندامک های محدود به غشای سلولی میباشد.

مانند : آغازیان – قاچ ها – گیاهان – جانوران

تفاوت سلول های پروکاریوتی و یوکاریوتی در نوع RNA پلی مراز:

سلول های پروکاریوت فقط یک نوع RNA پلی مراز دارند. (RNA پلی مراز پروکاریوتی، پروتئینی است؛ که تمام مراحل فرایند رونویسی را انجام می دهد.)

سلول های یوکاریوتی دارای سه نوع RNA پلی مراز هستند :

RNA پلی مراز I : ← رونویسی از ژن های rRNA

RNA پلی مراز II : ← رونویسی از پیش ساز های mRNA و برخی RNA های کوچک

RNA پلی مراز III : ← رونویسی از ژن های tRNA و نیز بعضی دیگر از RNA های کوچک

مراحل فرایند رونویسی:

بر اثر فرایند رونویسی ،mRNA ساخته می شود. ، مهم است بدانید که:

تمام DNA رونویسی نمی گردد ، و فقط بعضی از قسمت های DNA رونویسی می گردند.

( قطعاتی از DNA که به صورت mRNA رونویسی می گردند، ژن(Gene) نام دارد.)

فرایند رونویسی در سلول های یوکاریوت کمی پیچیده تر از سلول های پروکاریوتی است.

تنها یکی از دو زنجیره ی DNA رونویسی میگردد. (ولی همیشه همان زنجیره ی DNA رونویسی نمی گردد، به طوری که برای بعضی از ژن ها یک زنجیره و برای ژن های دیگر زنجیره دیگر، رونویسی می گردد.)

مراحل فرایند رونویسی:

بر اثر فرایند رونویسی ،mRNA ساخته می شود. ، مهم است بدانید که:

تمام DNA رونویسی نمی گردد ، و فقط بعضی از قسمت های DNA رونویسی می گردند.

( قطعاتی از DNA که به صورت mRNA رونویسی می گردند، ژن(Gene) نام دارد.)

فرایند رونویسی در سلول های یوکاریوت کمی پیچیده تر از سلول های پروکاریوتی است.

تنها یکی از دو زنجیره ی DNA رونویسی میگردد. (ولی همیشه همان زنجیره ی DNA رونویسی نمی گردد، به طوری که برای بعضی از ژن ها یک زنجیره و برای ژن های دیگر زنجیره دیگر، رونویسی می گردد.)

مرحله ی آغاز رونویسی :

رونویسی با اتصال RNA پلی مراز به منطقه راه انداز ( پیش بر : Promoter ) ، شروع می شود.

تعریف راه انداز (پروموتر) :

قسمتی از ژن یا مولکول DNA ( بخش تنظیمی ژن) است که امکان آغاز صحیح رونویسی را به RNA پلی مراز می دهد.

محل راه انداز: درست در قبل از محلی قرار گرفته که رونویسی از آنجا آغاز می گردد.( در نزدیکی جایگاه آغاز رونویسی)

جایگاه آغاز رونویسی: اولین نوکلئوتیدی که از DNA رونویسی می گردد.( طبق قرار داد آن را با 1+ نشان می دهند.)

نکته :

هنگامی که RNA پلی مراز با ناحیه راه انداز برهم کنش اختصاصی و محکمی برقرار می کند،DNA دو رشته ای را در این محل از هم باز می کند ،که اصطلاحاً این ساختمان را حباب رونویسی گویند.

مرحله ی طویل شدن زنجیره RNA :

آنزیم RNA پلی مراز روی مولکول DNA ( روی یکی از رشته ها ی DNA ) حرکت می کند.
آنزیم RNA پلی مراز در مقابل هر یک از دئوکسی ریبونوکلئوتید های DNA ،ریبونوکلئوتید های RNA مکمل را قرار می دهد.
آنزیمRNA پلی مراز هر ریبونوکلئوتید جدید را به ریبونوکلئوتید قبلی متصل می کند.( پیوند فسفودی استری )

نکته: در فرایند رونویسی قواعد جفت شدن رعایت می شد و فقط یک تفاوت وجود دارد:

در مقابل دئوکسی ریبونوکلئوتید آدنین دار ( A ) در DNA ریبونوکلئوتید اوراسیل دار (U ) در RNA قرار می گیرد.

مرحله پایان رونویسی :

آنزیم RNA پلی مراز از جایگاه پایان رونویسی عبور کرده ، و از آنجا رونویسی میکند.
جدا شدن RNA پلی مراز ، DNA و mRNA تازه ساخته شده از یکدیگر.
آزاد شدن mRNA برای مرحله ترجمه.

مقایسه فرایند های رونویسی و همانند سازی :

شباهت :

در هر دو مکانیسم از دئوکسی ریبونوکلئوتیدهای DNA به عنوان الگو برای ساخت مولکول جدید استفاده می شود.

تفاوت ها :

   1 - در همانند سازی DNA ساخته می شود، ولی در رونویسی RNA ساخته می شود.

    2 - در همانند سازی هر دو رشته DNA به عنوان الگو مورد استفاده قرار می گیرد،ولی در رونویسی فقط یکی از رشته ها ی DNA الگو قرار میگیرد

    3 - در رونویسی همزمان تعداد زیادی RNA از روی DNA ساخته می شود.

+ نوشته شده توسط زبرجد در دوشنبه 13 مهر1388 و ساعت 16:33 |

قابل توجه دانش آموزان عزیز

دانش آموزان عزیز،

می توانید سوالات درسی خود را در قسمت نظرات وبلاگ بیان نمایند تا در اسرع وقت جواب داده شود.

همچنین می توانید سوالات خود را از طریق پست الکترونیک به آدرسrzebarjad@yahoo.com ارسال نمایید.

+ نوشته شده توسط زبرجد در یکشنبه 12 مهر1388 و ساعت 22:55 |

کتاب های الکترونیکی دروس دوره های مختلف آموزشی

همکاران عزیز در صورت تمایل، می توانید کتاب های الکترونیکی دروس دوره های مختلف آموزشی را از لینک زیر تهیه فرمایید.

ابتدا فایل راهنمای نصب را دانلود کرده و پس از نصب برنامه مورد نظر اقدام به باز کردن متن کتاب های درسی نمایید.

برای دریافت کتاب های درسی اینجا را کلیک کنید.

لیست کتاب های درسی

ابتدایی

راهنمايى

متوسطه -دروس عمومی

متوسطه - نظری

دروس مشترک فنی و حرفه ای

متوسطه - فنی حرفه ای-خدمات

متوسطه - فنی حرفه ای-صنعت

متوسطه - فنی حرفه ای-کشاورزی

متوسطه - کار و دانش

پيش دانشگاهى

راهنمای تدریس

+ نوشته شده توسط زبرجد در یکشنبه 12 مهر1388 و ساعت 21:3 |

از ژن تا پروتئین (From gene to protein )

از ژن تا پروتئین (From gene to protein )

ژن ها واحد های وراثت هستند. آرایش ژنتیکی یک موجود زنده (ترکیب ژنهای آن)، تعیین کننده مشخصات آن موجود ، مانند رنگ چشم های یک جانور یا بوی گل یک گیاه است. بیشتر ژنها اطلاعات مربوط به ساخت پروتئین ها را در بر دارند و معمولاً در توالی های مولکول DNA ذخیره می‌شوند. برای اینکه یک ژن بتواند اثر خود را نمایان سازد باید ابتدا به پروتئین ترجمه شود.

در سال 1909 میلادی، پزشک انگلیسی بنام گَرو ( Archibald Garrod ) طی انجام تحقیقات متوالی، پی به مسئله مهمی برد :

« رابطه ای بین یک نقص ژنی( بیماری آلکاپتونوریا) و یک نقص آنزیمی ( آنزیم تجزیه کننده ی هوموجنتیسیک اسید[1] ) وجود دارد».

بیماری آلکاپتونوریا، توسط یک ژن نهفته ( مغلوب) که محل آن روی کروموزوم غیر جنسی شماره (3 ) میباشد، کنترل میشود.

نشانه بیماری: سیاه شدن ادرار افراد بیمار در مجاورت اکسیژن هوا

( ادرار = uria + سیاه= Alkapton : Alkaptonuria )

علت بیماری: عدم وجود آنزیم تجزیه کننده هوموجنتیسیک اسید ←; نشت هموجنتیسیک اسید در داخل ادرار افراد بیمار ( وجود این اسید در ادرار افراد بیمار )← ادرار در مجاورت اکسیژن هوا سیاه می شود.

بیشتر بدانیم : مشاهده‌ي آرچيبلد گرو

" براي پدر و مادر كودك واقعه‌ي هولناكي بود. پوشك‌هاي مرطوب نوزادشان از لكه‌هاي تيره، يا تقريبا سياه‌ رنگي پوشيده شده بود. لابد بچه سخت بيمار است. دكتر آرچيبلدگرو پس از آن‌كه كودك را معاينه كرد، پدر و مادر نگران او را آسوده خاطر ساخت. كودك، مبتلا به بيماري بي‌خطري به‌نام آلكاپتونوريا شده بود كه از تراكم آلكاپتون (كه نام ديگر آن هموجنتيسيك اسيد است) ناشي مي‌شود. آلكاپتون در مجاورت هوا، رنگي تيره به‌خود مي‌گيرد و به اين علت، پوشك‌هاي كودكان مبتلا، سياه رنگ مي‌شود."

دكتر گرو در كتاب" خطاهاي مادرزادي متابوليسم" كه يك سال پيش از اين واقعه منتشر كرده بود، آلكاپتونوريا را به‌خوبي شرح داده بود.

بنا به نظر دكتر گرو در افراد سالم، آنزيمي وجود دارد كه آلكاپتون موجود در ادرار را تجزيه مي‌كند اما در بيماران مبتلا به آلكاپتونوريا، اين آنزيم وجود ندارد و به همين سبب در ادرار آن‌ها آلكاپتون ديده مي‌شود. از آنجا كه آلكاپتونوريا يك بيماري ارثي است، مي‌توان علت آن را به ماده‌ي وراثتي يا ژن‌ها نسبت داد. به اين ترتيب، گرو در واقع توانست بين يك نقص ژني (بيماري آلكاپتونوريا) و يك نقص آنزيمي (آنزيم تجزيه كننده‌ي آلكاپتون) را بطه برقرار كند. گرو، بر اين باور بود كه ژن‌ها از طريق توليد آنزيم كار خود را انجام مي‌دهند اما نتوانست در زمان خود، اين انديشه را به‌وضوح ثابت كند.

نکته : در ادرار افراد سالم هوموجنتیسیک اسید وجود ندارد؛ زیرا توسط آنزیم تجزیه کنندهی هوموجنتیسیک اسید، تجزیه میشود.

توجه داشته باشید که دکتر گرو نه بیماری آلکاپتونوریا را کشف کرد و نه ارثی بودن آنرا بلکه فقط به علت شیمیایی بیماری الکاپتونوریا پی برد . و از قبل به ارثی بودن این بیماری آگاه بودند.- نقص در ژن=نقص درِDNA -گرو نقص آنزیمی را کشف کرد.

نتیجه گیری :

نقص ژنی( نقص ژن سازنده آنزیم تجزیه کننده هموجنتیسیک اسید ) ← نقص آنزیمی( عدم تولید آنزیم تجزیه کننده هموجنتیسیک اسید) ← بیماری آلکاپتونوریا

با توجه به مطالب فوق اندیشه های اولیه ی در مورد نظریه « هر ژن مسئول ساختن یک آنزیم است» شکل گرفت.

[1] homogentisic acid 1,2-dioxygenase

+ نوشته شده توسط زبرجد در یکشنبه 5 مهر1388 و ساعت 22:45 |

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.

+ نوشته شده توسط زبرجد در یکشنبه 20 آبان1386 و ساعت 13:37 |

بیشتر بدانید

چند" بیشتر بدانید "مرتبط با فصل ۲ زیست شناسی پیش دانشگاهی

بیشتر بدانید 1 :

* نامگذاری آنزیمهای محدود کننده 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.*

بیشتر بدانید 2 :

*هموفیلی یک اختلال خونریزی دهنده مادرزادی است که در آن فرد مبتلا فاکتور شماره 8 که لازم برای انعقاد خون میباشد را ندارد یا دچار کمبود آن میباشد . نقش این فاکتور کمک به انعقاد خون است و در غیاب آن خون دیر تر منعقد شده و زمان خونریزی طولانی تر میشود .

میزان بروز این بیماری در نوزادان پسر تازه متولد شده یک مورد در هر 5000 نفر است .

هموفیلی بیماری وابسته به X مغلوب است بنابراین غالب بیماران از جنس مذکر هستند . برای هموستاز طبیعی خون حداقل نیاز به 25 درصد از فعالیت فاکتور 8 است که توسط کبد تولید و ترشح میشود.*

بیشتر بدانید3 :

*سیستیک فیبروزیس یک اختلال ژنتیکی است که با افزایش مخاط چسبناک در ریه به آن آسیب زیادی وارد می کند.

* بیماری دیستروفی عضلانی از بیماری های ژنتیکی است که تا کنون علاجی قطعی برای آن کشف نشده است. این بیماری باعث می شود تمامی عضلات بیمار به مرور زمان تحلیل رود. بیماری دیستروفی در سن خاصی بروز نمی کند بلکه احتمال بروز آن در سنین متفاوتی امکان دارد و دارای انواع گوناگونی چون دوشن، بکر، sma است که زمان تحلیل عضلات بیماران دیستروفی بستگی به میزان ژن های از بین رفته در طول بیماری دارد.همچنین تا کنون علاجی برای آن در ایران وجود ندارد.*

کودک مبتلا به دیستروفی عضلانی

بیشتر بدانید4 :

*سیناپسین 1 یکی از اعضای خانواده فسفوپروتئین ها می باشد، که بر روی وزیکول های سیناپسی کوچک(موسوم به ssv) در پایانه های پیش سیناپسی قرار دارد. این پروتئین احتمالاً از طریق ایجاد پلهای ارتباطی کنترل شده ای میان ssv و اسکلت سلولی، نقش مهمی را در فـــــرآیند اگزوسیتوز نورونی ایفا می نماید. با انجام دو نوع برش در m RNA، دو نوع سیناپسین 1 از ژن مربوط حاصل می آید که عبارتند از La با 706 آمینواسید و Lb با 670 آمینواسید. سیناپسین 1 از نظر ساختمان به دو ناحیه تقسیم می شود ناحیه ای در انتهای آمینی (انتهای N) که کروی است و ناحیه دیگر بل یک دم طویل. عکس های میکروسکوپ الکترونی از پایـــانه های عصبی و تجربیات IN VITRO نشان می دهد که سیناپسین 1 می تواند با میکروتوبول ها ، میکروفیلامان ها و اسپکترین مرتبط باشد

+ نوشته شده توسط زبرجد در شنبه 14 مهر1386 و ساعت 21:53 |