سفارش تبلیغ

پایه عکاسی مونوپاد
تخفیف یار
در سختی، دوست آزموده می شود . [امام علی علیه السلام]
لوگوی وبلاگ
 

دسته بندی موضوعی یادداشتها
 

آمار و اطلاعات

بازدید امروز :2
بازدید دیروز :23
کل بازدید :13786
تعداد کل یاداشته ها : 1
93/6/6
9:29 ص
مشخصات مدیروبلاگ
 
سید رضا مظهری[16]

خبر مایه
عناوین یادداشتهای وبلاگ
درباره وبلاگ عناوین یادداشتها[1]

بسیاری از خصوصیات و صفات موجودات زنده از نسلی به نسل دیگر انتقال می یابد.در یک دید کلی این صفات شامل مخلوطی از خصوصیات مادری و پدری هر موجود زنده است

 شباهت های خانوادگی

همه ما بصورت ملموس با کپی کردن اطلاعات کامپیوتری از روی یک CD   و انتقال آن به CDدیگر آشنا هستیم . در این حالت اگر در فرایند کپی اطلاعات خللی ایجاد نشود ،محصولی دقیقاً مشابه با محصول اول یا مادر حاصل می شود .قالب گردش اطلاعات و انتقال آن به نسل جدید در بدن موجودات زنده همانند آنچیزیست که در فرایندهای تولید و گردش اطلاعات در کامپیوتر روی می دهد. هر چند در بدن موجودات زنده با پیچیدگی بیشتری برخورد می کنیم اما توجه به مدل مصنوعی طراحی شده توسط بشر می تواند زمینه مناسبی برای تفهیم مطلب ایجاد نماید

 سی دی

 اگر با میکروسکوپ الکترونیک به یک صفحه CD   نگاه کنیم حفرات متعدد را در یک امتداد و روی خطوط دوار بهم پیوسته مشاهده می کنیم. این حفرات ریز با استفاده از تکنولوژی لیزری بر روی صفحه CD ایجاد شده است . در واقع یک صفحه الکترونیکی از تعداد بسیار زیادی از حفرات تشکیل شده است . این حفرات از نظر شکلی به دو دسته تقسیم می شوند. حفرات بزرگ و حفرات کوچک . حفرات بزرگ را با رمز یک و حفرات کوچک را با رمز صفر نشان می دهیم

صفر و یک

 بنابراین می توان اینگونه تصور کرد که بر روی سطح CD   تجمع بسیار زیادی از رمزهای صفر و یک است 

سی دی صفر و یک

این رمز ها پس از قرار گرفتن CD  در دستگاه خواننده یا همان CD-ROM توسط یک لامپ لیزری همزمان با چرخش سریع CD خوانده می شوند و به ازای عبور هر حفره از مقابل لامپ لیزری یک سیگنال تولید می شود که شکل آن در خصوص حفره های صفر و یک متفاوت است.در رایانه ها بخشهای دیگری وجود دارد که باید سیگنالهای فوق را تفسیر کنند و آنها را به عکس،موزیک،فیلم و... تبدیل نمایند .

cd rom

 در هر سلول از سلولهای بدن و معمولاً در داخل هسته یک بستر ذخیره اطلاعات وجود دارد.همانند آنچه در فوق اشاره شد در اینجا نیز ماهیت مشابه ای دیده می شود اما تفاوتهای فاحشی نیز وجود دارد.اولین تفاوت در جنس و فیزیک رمزهاست . در CD   این فیزک شامل یک سری حفره ها بر روی صفحات نازک آلومینیومی مستقر بر یک بستر پلاستیکی از جنس پلی کربنات است (CD های پلاستیکی)اما در سلول که ماهیت بیوشیمایی دارد یک سری مولکول با ساختمان خاص در کنار هم این بستر را می سازند . مولکولهای خاصی در کنار هم ساختمان های نردبانی شکل را با طول بسیار زیاد می سازند که با پیچشهای متعدد و فنری شکل فشرده سازی شده و خود را در داخل هسته سلول جای می دهند .

dna

این مولکولهای عظیم را که حاصل از پیوند مولکولهای کوچکتر است اسیدهای نوکلئیک می نامند

dna

 آرایش مولکول های کوچک در کنار هم برای ساخت یک مولکول عظیم الجثه یعنی اسید نوکلئوتیک  بگونه ای است که همانند نردبان از دو ستون طویل همراه با پلکانهایی حاصل شده است .هر نردبان همانند شکل یک زیپ از دو قسمت ساخته شده که از وسط قابل باز شدن و تشکیل دو نیمه موازی است .هر رشته دارای دندانه های کوچک پلکانی است .پس از باز شدن زیپ، این دندانه ها در واقع یک نیم پلکان را تشکیل می دهند چون نیم دیگر هر پلکان بر روی رشته مقابل قرار دارد. از نظر جنس مولکولی ،نیم پلکانها دارای 4 تنوع هستند  

                                                                                    

زیپ dna

 در واقع در اینجا بجای صفر و یک ،چهار حرف رمز گونه داریم که در کنار هم کلمات معناداری را خواهند ساخت .هر نیم پلکان در طول زنجیره خود ممکن است یکی از 4 نوع مولکول زیرباشد.آدنین (A)-گوانین (G)- سیتوزین (C)و تیمین(T).هر یک از این 4 نوع مولکول در طول زنجیره ممکن است بصورت های مختلف پشت سر هم قرار گیرند مثلاً یک حرف چندبار پی در پی تکرار شود و یا اینکه در یک توالی تا چند حرف پیاپی دیده نشود

dna

 هر حرف از حروف این رشته اسید نوکلئیکی را یک نوکلئوتید می نامند.

نوکلئوتید ها خود مولکولهای سه قسمتی هستند . بعارت دیگر خودشان از پیوند سه مولکول دیگر حاصل شده اند .یک مولکول از جنس اسید فسفریک ،مولکول بعدی از جنس قند و مولکول سوم از جنس باز  است.

 دو مولکول اول در هر 4 نوع نوکلئوتید همسان و هم شکل است اما مولکول باز در هر کدام متفاوت است

نوکلئوتید

 در واقع به لحاظ شکل قرار گیری ،مولکول اسید فسفریک و قند در بخش پایه یا تنه اصلی نردبان و مولکول باز بسمت فضای بین دو پایه سوق داده می شود . تا با باز روبرویی پیوند برقرار نموده و هر جفت باز بصورت مکمل بتوانند یک پله از پله های نردبان را تشکیل دهند

Dna

از نظر آرایش اتمی سه مولکول اسید فسفریک -قند و باز آلی بصورت زیر قابل نمایش هستند . 

1- اسید فسفریک

اسید فسفریک

 

2-مولکول قند 5 کربنی بنام دزوکسی ریبوز:اتم های قند از عناصر اکسیژن ،کربن و هیدروژن ساخته شده و عنصر کربن بعنوان اصلی ترین اتم و سازنده پیکر اصلی قند بترتیب شماره گذاری شده تا وقتی در خصوص پیوندهای اتمی بین این مولکول با مولکولهای دیگر  صحبت به میان می آید آدرس اتم متصل شونده با شماره بیان شود

دزوکسی ریبوز

دزوکسی ریبوز

3- مولکول باز آلی که همانگونه که ذکر شد در این ساختار یکی از انواع چهار گانه آدنین،تیمین،سیتوزین و گوانین است . این مولکول ها نیز همانند قند دارای شماره گذاری اتمی در اسکلت خود می باشند و ساختار آنها از اتم های هیدروزن،کربن ،اکسیژن و نیتروژن تشکیل گردیده است

 سیتوزین یک مولکول یک حلقه ای با شکل زیر

 

       

 تیمین نیز یک مولکول یک حلقه ای با شکل زیر

      

گوانین یک مولکول دو حلقه ای با شکل زیر

      گوانین

آدنین یک مولکول دو حلقه ای با شکل زیر

      آدنین

 به بازهای دو حلقه ای یعنی آدنین و گوانین ،بازهای پورینی و به بازهای سیتوزین و تیمین که یک حلقه ای هستند بازهای پیریمیدینی نیز می گویند . علت نام گذاری این حلقه ها بعلت مشتق شدن مولکولهای فوق از حلقه هایی تحت همین اسامی و با همین قالب(یعنی دو حلقه ای و یک حلقه ای با همین تعداد اتم در اسکلت اصلی)می باشد. حلقه های پورینی و پیریمیدینی در ساختار بسیاری از مولکول های دیگر بجز بازهای آلی که در فوق نام برده شد بکار رفته اند

 نحوه اتصال سه جزء : گروه فسفات،قند و بازآلی با هم

وقتی سه مولکول فوق با هم پیوند برقرار می کنند تشکیل یک مولکول بزرگتر بنام نوکلئوتید را می دهند . البته ترکیب قند و باز آلی را بدون گروه فسفات نوکلئوزید و ترکیب این سه با هم را نوکلئوتید و یا نوکلئوزید فسفات نیز می گویند 

 

 اتصال قند و باز آلی: 

کربن شماره '1 از قند دزوکسی ریبوز مکان اتصال با یکی از بازهای آلی چهار گانه است. در بازهای پیریمیدینی (سیتوزین و تیمین)یعنی بازهای یک حلقه ای اتصال قند با اتم نیتروژن شماره 1 حلقه و در مولکول های دو حلقه ای پورینی (گوانین و آدنین) با نیتروزن شماره 9 اتصال برقرار می شود 

  

   اتصال قند و گروه فسفات 

   اتصال کربن شماره پنج پریم از قند دزوکسی ریبوز که خارج از حلقه قرار دارد با فسفات اسید فسفریک برقرار می شود بطوریکه OH  از مولکول قند و H از اسید فسفریک بصورت یک مولکول آب خارج و پیوند بین اکسیژن اسید فسفریک و کربن قند برقرار می گردد. این پیوند را یک پیوند استری می گویند.استر نوعی ترکیب شیمیای است که از تاثیر دو ماده با خصوصیات اسیدی و الکلی بر یکدیگر به وجود می آید و در اینجا قند ریبوز به دلیل وجود گروه OH  (هیدروکسیل ) خاصیت الکلی دارد و گروه فسفات هم یک بنیان اسیدی است از تاثیر این دو بر هم پیوند قند –فسفاتی بوجود می آید که در حقیقت یک نوع پیوند استری  است

در  اسید نوکلئیک که حاوی توالی های نوکلئوتیدی می باشد همانگونه که ذکر شد دو زنجیره موازی وجود دارد . هر زنجیره از تعداد زیادی نوکلئوتید پشت سرهم و متصل به یکدیگر ساخته شده است . نحوه اتصال واحدهای نوکلئوتیدی با هم از طریق اتصال واحد اسید فسفریک یک نوکلئوتید به کربن شماره 3 پریم نوکلئوتید مجاور خواهد بود 

 

 در واقع دو پیوند استری در فاصله دو قند 5 کربنه شکل می گیرد که در بین آنها یک گروه فسفات قرار دارد و لذا به آن پیوند فسفودی استر می گویند  

 

 

در زمانی که نوکلئوتیدهای پشت سر هم تشکیل یک زنجیره طولانی پلی نوکلئوتیدی را می دهند همواره در هرطرف زنجیره یک قند وجود دارد که یکی دارای اتصال با اسید فسفریک حاصل از ارتباط کربن شماره 5 پریم قند است و در انتهای دیگر بسبب نبودن اتصال اسید فسفریک ،کربن 3 پریم آزاد است به شکل زیر دقت نمایید

بنابراین زنجیره ها همواره دارای یک سمت '3 و یک سمت '5 می باشد

نوکلئوتید ها در کنار هم یک زنجیره طولانی را تشکیل می دهند ولی همانگونه که ذکر شد دو زنجیره کنارهم و موازی تشکیل یک مولکول بزرگ دو زنجیره ای را می دهد .اما چگونه این دو نوار بموازات هم حفظ می شوند ؟ نیرویی که باعث حفظ این دو ساختار در کنار هم می شود چیست. اتم های مولکولهای بازهای  آلی در دو رشته مقابل قادرند با یکدیگر پیوندهای هیدروژنی برقرار کنند. نیروی جاذبه اتمی بین اتم ها از دو نوکلئوتید روبروی هم در انواع بازهای آلی بگونه ای است که باز آلی سیتوزین در  مقابل گوانین ایجاد سه پیوند هیدروژنی می نماید و باز آلی تیمین در مقابل آدنین با دو پیوند هیدروزنی ارتباط برقرار می کنند . 

مولکول دو زنجیره ای اسید نوکلئیک که با ساختار فوق تشکیل شده است یک پلی نوکلئوتید(توالی نوکلئوتیدهای متعدد بهم پیوسته) بزرگ است که DNA   یا دزوکسی ریبو نوکلئیک اسید نام دارد 

اتصالات نوکلئوتیدی بین دو نوکلئوتید مقابل از دو زنجیره موازی مولکول DNA   همیشه در حالت طبیعی بگونه ای است که سیتوزین در مقابل گوانین و تیمین در مقابل آدنین است و غیر این ،حالات دیگر روی نمی دهد مثلاً سیتوزین نمی تواند با آدنین ارتباط برقرار کند و یا ارتباط بین گوانین و تیمین و یا آدنین دیده نمی شود. علت این موضوع با ساختار مولکولی اینها برمی گردد بطوریکه اگر بطور موقت اتصالات آدنین- سیتوزین و یا گوانین -تیمین و حالات دیگر قابل تصور بغیر از مواردی که بصورت طبیعی باید وجود داشته باشد  هم برقرار شود آنقدر ناپایدار است که بسرعت آن بخش از زنجیره از زنجیره مقابل فاصله می گیرد.این ناپایداری بعلل زیر است 

 

اول اینکه اتصالات دو نوکلئوتید پورینی و پیریمیدینی مثل (سیتوزین و گوانین با هم ) و یا (تیمین و آدنین با هم) بصورتی است که مولکول دوحلقه ای پورینی با مولکول یک حلقه ای پیریمیدینی متصل می شود و این موجب تناسب و همسانی فاصله بین دو زنجیره در طول DNA     می گردد . در حالتی که دو پورین با هم ارتباط برقرار می کردند فاصله در یکجای زنجیره کم و در حالتی که دو پیریمیدین با هم ارتباط متقابل پیدا می کردند فاصله زیاد می شد و این DNA     را در طول مسیر خود ناپایدار می نماید ولی در حالت تعادل و همسانی فاصله ها درست مثل یک زیپ محکم دو زنجیره ب هم جفت می شوند   

علت بعدی به خواص دیگری از بازهای آلی برمی گردد که در زیر توضیح داده می شود 

باز سیتوزین بر روی کربن 4 خود دارای گروه آمینو (NH      -) می باشد که می تواند با انتقال یک اتم هیدروژن روی حلقه پیریمیدینی خود به گروه ایمینو (NH     =) تبدیل شود در اینصورت موقعیت پیوند دوگانه بین اتم های حلقه جابجا می شود (به شکل مقابل زیر توجه کنید ( این وضعیت باعث بوجود آمدن دو شکل از سیتوزین می شود که به آن اشکال توتومری سیتوزین می گویند.در ادامه به اهمیت اشکال توتومری اشاره می شود  

باز تیمین بر روی کربن شماره 4 گروه کتو (=O) دارد و میتواند با دریافت هیدروژن به شکل انول (OH-) تبدیل شود. این نیز از اشکال توتومری این باز می باشد. فرم کتونی را لاکتام و فرم انولی را لاکتیم نیز می نامند

 

باز گوانین بر روی کربن شماره 6 گروه کتو (=O) دارد و میتواند با دریافت هیدروژن به شکل انول (OH-) تبدیل شود. این نیز از اشکال توتومری این باز می باشد 

 باز آدنین بر روی کربن 6 خود دارای گروه آمینو (NH-) می باشد که می تواند با انتقال یک اتم هیدروژن روی حلقه پیریمیدینی خود به گروه ایمینو (NH=) تبدیل شود 

 

ایجاد اشکال توتومری بصورت یک تعادل موجب می شود که در هر لحظه دو فرم از دو شکل یک باز موجود باشد اما بر اساس شرایط محیط ،مثل PH ،غلظت یک طرف ممکن است از طرف دیگر تعادل بیشتر باشد. در شرایط فیزیولوژیک بدن یعنی PH خنثی،سیتوزین و آدنین بصورت آمینو فرم و گوانین و تیمین بصورت کتو می باشند . 

بین بازهای دارای شکل کتو با بازهای دارای شکل آمینو بسبب نیروهای گرانشی اتمی بین گروه کربوکسیل و گروه آمین پیوندهای هیدروژنی برقرار می شود . بنابراین بین سیتوزین و گوانین ارتباط هیدروژنی پایداری قابل تصور است چون از یکسو یکی پیریمیدین و دیگری پورین است (بحث مطرح شده در مطلب قبل)که اشکالی را در ایجاد فاصله غیر معمول بین دو زنجیره DNA ایجاد نمی کند و از سوی دیگر یکی آمینوفرم و دیگری کتو فرم است که موجب می شود پیوندهای هیدروژنی بخوبی شکل بگیرند بطوریکه سه پیوند هیدروژنی بین این دو نوکلئوتید متقابل مشاهده می شود.

بنابراین در حالت طبیعی اتصال سیتوزین فقط با گوانین قابل تصور است.اتصال تیمین و آدنین نیز بهمان دو علتی که در خصوص دو باز قبلی ذکر شد میسر و مقدور خواهد بود اما در اینجا دو پیوند هیدروژنی بین اتم های این دو باز ایجاد می شود .بازهای سیتوزین و گوانین را نسبت به هم بازهای مکمل می گویند . بازهای آدنین و تیمین نیز بعنوان بازهای مکمل شناخته می شوند

 

  

یکبار دیگر به مطالب بخش ابتدایی رجوع می کنیم . همانطور که در خصوص نحوه ذخیره سازی اطلاعات در CD  یا همان Compact disc مربوط به سیستم های رایانه ای بیان شد ،رمزهای پی در پی صفر و یک بر روی یک خط دوار که از مرکز CD آغاز و در حاشیه CD به اتمام می رسد بصورت حفراتی چیده شده اند

تعداد مشخصی از رمزها که از یک نقطه خاص شر وع و در نقطه دیگر پایان می پذیرند می توانند رمز مربوط به یک محصول خاص مثل موزیک باشند در این صورت لامپ لیزری با قرائت رمزها و تولید سیگنالهای الکتریکی صفر و یک  ،سیگنال ها را به سیستم پردازش گر ارسال می کند تا آن سیستم بر اساس سیگنالهای دریافتی ،تفسیر نماید که در هر لحظه چه فرکانس صوتی را می بایست از بلندگو ایجاد نماید . با دریافت مستمر سیگنالها و تولید فرکانس های صوتی ،موزیک شکل می گیرد و توسط شنونده قابل درک می گردد  . 

شکل زیر توالی رمزهای بخشی از یک موزیک است که بر روی   CD حک شده است 

0010101111010100010100010101010100101010111110100

 اما یک   CD ممکن است دارای چندین موزیک باشد در نتیجه در پایان رمزهای مربوط به موزیک اول ،رمزهای موزیک دوم آغاز می شود . اما بین رمزهای پایان دهنده موزیک اول تا رمزهای آغاز کننده موزیک دوم فاصله ای موجود است که این فاصله هم با رمزهای صفر و یک پر شده است اما نحوه آرایش و توالی صفرها و یک ها بگونه ای است سیگنالهای تولیدی در محدوده این توسط دستگاه پردازش گر منجر به تولید فرکانس صوتی نمی شود یعنی دستگاه تشخیص می دهد که این مدل سیگنال دریافتی رمز ایجاد هیچ فرکانسی نیست

همانگونه که ذکر شد رمزهای موجود در   DNA  چهار حرفی بوده و بصورت A-T-C-G میباشد پس اگر یک قطعه از یک زنجیره DNA را ببینیم ممکن است بعنوان مثال با این رمز مواجه شویم

 ........atggtgagcaagggcgaggagctgttcaccggggtggtgcc ........

اما بواقع این رمزها در بدن انسان چگونه قرائت می شوندو سیستم پرازش گری که باید این رمزها را به محصول تبدیل کند چگونه کار می کندو اساساً محصول تولید شده از قرائت این رمزها چیست؟

 در داخل هسته سلولها مولکولهای بزرگی از جنس پروتئین وجود دارند که کارشان همانند لامپ لیزری قرائت رمزهاست . اما در اینجا بجای عبور حفرات حک شده بر روی خط ها دایره ای شکل از مقابل لامپ لیزری ،این مولکولهای پروتئینی بر روی یکی از دو رشته DNA قرار گرفته و حرکت می کنند تا رمزها را بخوانند

در کامپیوتر دیدیم که رمزها بر اساس مدل بازتابش نور لیزر به حفرات صفر و یک ،تبدیل به سیگنالهای الکتریکی می شدند اما در اینجا سیگنالها نمی توانند با فرمت الکتریکی جابجا و منتقل شوند.در سلول سیگنالهای تولید شده خود از جنس مولکول هستند و رمز خوانده شده از یک رشته   DNA   ، بصورت یک مولکول تک رشته ای با همان جنس نوکلئوتیدی است. این مولکول که   RNA نام دارد دارای نوکلئوتیدهای مکمل رشته الگوبرداری شده است . با عبور مولکول پروتئینی از روی هر نوکلئوتید توقف بسیار کوتاه لحظه ای (کسر کوچکی از واحد زمان)بر روی نوکلئوتید صورت می گیرد .سپس از داخل محیط اطراف   DNA نوکلئوتیدهای شناور(مولکولهای سه قسمتی حاوی قند ،باز و فسفات)جذب میشوند تا یکی از آنها که مکمل نوکلئوتید مورد نظر بر روی DNA است انتخاب شود پس از آن مولکول پروتئینی قرائت کننده رمز ،یک واحد جلو می رود(به اندازه یک نوکلئوتید)و این مرحله برای جذب و اتصال یک نوکلئوتید مکمل دیگر تکرار می شود.ضن اینکه اتصال دو نوکلئوتید مجاور بر روی رشته RNA شکل می گیرد تا تمامیت رشته حفظ شود .بتدریج این رشته طولانی تر می شود تا قرائت رمزها تمام شود.

 

در اینجا نیز همانند مجموعه رمزهای یک موزیک بر روی CD ،دارای یک ابتدا و یک انتها هستند .بعبارت دیگر رشته DNA در طول مسیر خود دارای رمزهایی است است که جدا جدا تفسیر می شوند و مولکول پروتئینی قادر است تشخیص دهد که شروع قرائت از کجا صورت بگیرد و در کجا ختم شود . با این تفسیر طول قطعه RNA بسیار کوچکتر از DNA است زیرا RNA از روی قسمتی از مولکول DNA کپی می شود 

در اینجا نیز همانند مجموعه رمزهای یک موزیک بر روی CD ،دارای یک ابتدا و یک انتها هستند .بعبارت دیگر رشته DNA در طول مسیر خود دارای رمزهایی است است که جدا جدا تفسیر می شوند و مولکول پروتئینی قادر است تشخیص دهد که شروع قرائت از کجا صورت بگیرد و در کجا ختم شود . با این تفسیر طول قطعه RNA بسیار کوچکتر از DNA است زیرا RNA از روی قسمتی از مولکول DNA کپی می شود

مولکول ساخته شده تحت عنوان RNA با اینکه از جنس نوکلئوتید است اما تفاوت هایی را با مولکول DNA دارد. اول اینکه تک رشته ای است .دوم اینکه مولکولهای قند پنج کربنی در هر واحد نوکلئوتیدی آن یک تفاوت کوچک با نوکلئوتیدهای DNA دارد.این تفاوت بر اثر وجود یک اتم اکسیژن اضافه تر بر روی کربن شماره 2 پریم است.در اینجا مولکول قندی را ریبوز می گویند (در DNA دزوکسی ریبوز نام داشت)

 

 تفاوت بعدی مربوط به ساختار یکی از بازهای چهارگانه است . باز آلی تیمین در RNA دیده نمی شود و بجای آن باز دیگری بعنوان یوراسیل قرار داداه شده .بنابراین باز های آلی RNA عبارتند از

َC-G-A-U

 

فرایند ساخت RNA   از روی DNA   را نسخه برداری یا transcription   میگویند. نسخه برداری از روی قطعه ای از DNA   که منجر به تولید RNA  می شود بکرات و دفعات متعدد تکرار می شود یعنی مولکول های پروتئینی سازنده RNA مکرراً به نقطه آغازین ترجمه وصل شده و با حرکت بسمت جلو موجب تولید زنجیره های جدید RNA می شود. این مولکولهای پروتئینی سازنده RNA خود حاصل پیوند تعداد زیادی پروتئین کوچک تر است .اصلی ترین پروتئین این کمپلکس RNA polymerase  نام دارد. هر بار که RNA پلیمراز به نقطه آغازین وصل می شود موجب شکسته شدن پیوندهای هیدروژنی بین نوکلئوتیدی در محدوده اتصال شده و دو زنجیره DNA از هم فاصله می گیرند تا جا برای اتصال نوکلئوتیدهای مکمل از زنجیره RNA با نوکلئوتیدهای زنجیره الگو از مولکول DNA فراهم شود. پیوندهای هیدروژنی بین نوکلوتیدهای RNA با نوکلئوتیدهای DNA بسیار ضعیف تر از پیوندهای بین دو زنجیره DNA است در نتیجه با دور شدن RNA پلیمراز ،دو زنجیره DNA بهم وصل شده و بتدریج مولکول RNA جدا می شود 

 مولکولهای RNA تولید شده حاصل نسخه برداری از قسمتی از طول DNA است. درست مثل CD که حاوی رمزهای دسته بندی شده و متوالی برای موزیک های پی در پی بود در اینجا نیز پس از نقطه ختم نسخه برداری ممکن است تا توالی های بسیار زیادی نقطه آغازین بعدی دیده نشود . بنابراین یک زنجیره طویل DNA هم در بخشهایی ممکن است توالی هایی داشته باشد که بیان کننده نقطه آغازین برای اتصال RNA پلیمراز باشد.

در یک برداشت کلی می توان اینگونه تصور کرد که هر کدام از این بخشهای مختلف که قابلیت نسخه برداری از روی آنها وجود دارد یک ژن قلمداد می شوند . هر چند امروزه بر اساس کشفیات جدید تعریف پیچیده تری را از ژن باید ارائه نمود. در درس های بعد بیشتر به این وضوع خواهیم پرداخت و با مفهوم جدید ژن آشنا خواهیم شد

mRNA ساخته شده در موجودات پیشرفته قبل از اینکه از هسته خارج و به سمت سیتوپلاسم ارسال شود دچار تغییرات متعددی می شود.این تغییرات شامل اضافه شدن بعضی از مولکولها به یک سر مولکول mRNA که تحت عنوان کلاه دار شدن شناخته می شود و یا اضافه شدن تعدادی مولکول دیگر به انتهای دیگر می باشد .از سوی دیگر با مداخله پروتئین های خاص برش دهنده ممکن است بخشهایی از mRNA در طول زنجیره انتخاب و پس از برش از زنجیره جدا شوند در نتیجه mRNA کوتاه تر از آنچه که در ابتدا تولید شده بود حاصل می شود.این فرایند که اسپلایسینگ نام دارد در دروس بعدی به صورت مفصل تشریح می شود. در فرایند اسپلایسینگ بخشهایی که قرار است حذف شود تحت عنوان اینترون و بخشهایی که باقی می ماند اگزون نام دارند

 

زنجیره های RNA تولید شده از منافذ هسته بسمت سیتوپلاسم منتقل می شوند در واقع این مولکول ها معادل همان سیگنالهایی هستند که به دستگاه پردازش گر باید منتقل شوند.

نکات جالب مرتبط با درس اول

1- توجه به این نکته خالی از لطف نیست که بدانیم تعداد زنجیره های DNA در هسته یک سلول معمولی در بدن انسان  46 قطعه با طول های متفاوت  و مجموع توالی های نوکلئوتیدی بر روی این 46 قطعه در حدود سه میلیارد و دویست میلیون جفت (یعنی 6 میلیارد و چهارصد میلیون نوکلئوتید در دو زنجیره) می باشد

2-قطعات DNA در داخل سلول فشرده سازی شده و پیچ خوردگی های متوالی پیدا می کنند . در صورتیکه بخواهیم 46 قطعه را از حالت پیچش خارج نموده و پشت سرهم ردیف کنیم طولی برابر با یک متر و هفتاد سانتیمتر ایجاد خواهد نمود. واگر DNA های موجود در کل سلول های بدن یک فرد بالغ را پشت سرهم ردیف کنیم شش هزار بار بیشتر از طول کره ماه تا زمین می گردید

3- اگر رمزهای نوکلئوتیدی موجود در یک سلول از بدن انسان (شش میلیاردو چهارصد میلیون نوکلئوتید)را بخواهیم در صفحات کاغذ بنویسیم و حروف 4 گانه نوکلئوتیدی را بدون فاصله ردیف نموده و صفحه خود را با فونت 12 بر روی صفحه Word تنظیم کنیم 2604168 صفحه خواهد شد که برابر با کتابی به ارتفاع 130 متر و یا یک ساختمان تقریباً 36طبقه خواهد .   

ادامه مطلب در درس دوم : بر روی تصویر زیر کلیک کنید

سید رضا مظهری

 

 

 

 

 


90/2/15::: 7:43 ع