Transcript جزوه درسی ( اسیدهای نوکلئیک ) آقای عامری

‫اسیدهای نوکلئیک‬
‫• اسید نوکلئیک به زنجیرههای طویل مولکولی که از به هم‬
‫پیوستن تعداد زیادی نوکلئوتید تشکیل شدهاست گفته میشود‪.‬‬
‫• اسیدهای نوکلئیک در همه جانداران یافت میشوند‪.‬‬
‫• دارای سه زیرواحد ساختمانی هستند‪ :‬قند پنج کربنه پنتوز‪،‬‬
‫باز هتروسیکلیک و گروه فسفات استر‪.‬‬
‫ساختمان ‪DNA‬‬
‫ساختمان اسیدهای نوکلئیک‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫در ساختمان این اسیدها دو نوع قند پنتوز دیده میشود‪.‬‬
‫قند موجود در ‪ RNA‬از نوع ریبوز است‪.‬‬
‫در ساختمان ‪ DNA‬از قند مشابهی به نام دئوکسی ریبوز‬
‫استفاده میشود‪.‬‬
‫پیشوند دئوکسی نمایشگر فقدان یک گروه ‪ OH‬در جایگاه‬
‫́‪ ۲‬است‪.‬‬
‫بازها‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫دو دسته از بازهای مهم واصلی در این اسیدها پورینها و‬
‫پیریمیدینها هستند‪.‬‬
‫پورینها شامل بازهای آدنین و گوانین هستند؛ که در ‪RNA‬‬
‫و ‪ DNA‬دیده میشوند‪.‬‬
‫سیتوزین و اوراسیل وتیمین سه باز پیریمیدینی مهم هستند‪.‬‬
‫سیتوزین در ‪ RNA‬و ‪ DNA‬وجود دارد؛ در حالی که‬
‫یوراسیل تنها در ‪ RNA‬و تیمین در ‪ DNA‬یافت میشود‪.‬‬
‫در موارد نادر ممکن است تیمین در ‪ RNA‬و اوراسیل در‬
‫‪ DNA‬نیزدیده شود‪.‬‬
‫نوکلئوزید و نوکلئوتید‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫بازی که توسط قند پنج کربنه قند دار شده باشد نوکلئوزید نامیده‬
‫میشود‪.‬‬
‫نوکلئوزیدهای دارای ریبوز‪ ،‬ریبونوکلئوزید و آنهایی که دارای‬
‫داکسی ریبوز هستند؛ داکسی ریبونوکلئوزید نامگذاری میشوند‪.‬‬
‫چهار نوکلئوزیدی که در ساختمان ‪ RNA‬یافت میشوند؛ عبارتند‬
‫از آدنوزین‪ ،‬گوانوزین‪ ،‬سیتیدین و یوریدین و چهار دئوکسی‬
‫ریبونوکلئوزید موجود در پیکر ‪ DNA‬عبارتند از داکسی‬
‫آدنوزین داکسی گوانین‪ ،‬داکسی سیتیدین و داکسی تیمیدین‪.‬‬
‫نوکلئوتیدها استرهای فسفاته نوکلئوزیدها در کربن پنج قند‬
‫هستند‪.‬‬
Nucleotides
O
O -P O
O
O
O -P O
O
One deoxyribose together with
its phosphate and base make a
nucleotide.
O
O -P O
Nitrogenous
base
O
O
Phosphate
C
C
O
C
Deoxyribose
Types of nitrogen bases
A= adenine
G= guanine
C= cytosine
T= thymine
•
•
•
•
DNA
(deoxyribonucleic acid)
mRNA
Protein
DNA by the numbers
Each cell has about 2
m of DNA.
The average human
has 75 trillion cells.
The average human
has enough DNA to
go from the earth to
the sun more than 400
times.
DNA has a diameter
of only 0.000000002
m.
•
•
•
•
The earth is 150 billion m
or 93 million miles from
the sun.
‫ساختارهای نوکلئوتیدی‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫در داخل یاخته عالوه بر اسیدهای نوکلئیک ساختارهای‬
‫نوکلئوتیدی دیگری نیز وجود دارد؛ که گروههای فسفات آنها‬
‫در موقعیتهایی غیر از کربن پنج قرار دارد‪.‬‬
‫در این رابطه میتوان از پیامبرهای ثانویه مهم‪ ،‬آدنوزین ́‪-۳́-۵‬‬
‫مونو فسفات حلقوی و گوانوزین ́‪ -۳́-۵‬مونوفسفات حلقوی را‬
‫که نقش مهمی در انتقال پیام و کنترل بیان ژنها دارند نام برد‪.‬‬
‫عالوه بر این نوکلئوزیدها بیش از ‪ ۸۰‬نوکلئوزید دیگر به طور‬
‫طبیعی در اسیدهای نوکلئیک وجود دارد‪.‬‬
‫در ‪ DNA‬این بازها اغلب شامل اشکال متیل دار‪ ،‬استیل دارو‬
‫یوبی کوئینین دار هستند‪.‬‬
‫در ‪ RNA‬نیز هیپوزانتین و زانتین را میتوان اشاره کرد‪.‬‬
‫انواع ‪RNA‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫سه نوع عمده از ‪RNA‬مشخص شده است‪ .‬این سه نوع عبارتند از‪:‬‬
‫‪RNA‬پیک )‪RNA ،)mRNA‬ناقل )‪ ،)tRNA‬و ‪RNA‬‬
‫ریبوزومی ‪)rRNA) .‬‬
‫هر یک از آنها وزن مولکولی و ترکیب بازی خاص خود را دارد‪.‬‬
‫‪RNA‬های پیک ‪ ،‬معموال از همه بزرگترند و وزن مولکولی آنها بین‬
‫‪ 25000‬تا یک میلیون است‪ .‬آنها ‪ 75‬تا ‪ 3000‬واحد مونو نوکلئوتید‬
‫دارند‪ .‬وزن مولکولی ‪RNA‬های ناقل بین ‪ 23000‬تا ‪ 30000‬است و‬
‫شامل ‪ 75‬تا ‪ 90‬واحد نوکلئوتیدند‪.‬‬
‫‪RNA‬های ریبوزومی که وزن مولکولی آنها بین وزن مولکولهای‬
‫‪mRNA‬و ‪tRNA‬است حدود ‪ 80‬درصد کل ‪RNA‬سلول را تشکیل‬
‫میدهند‪.‬‬
‫مقایسه آرانای با دیان‬
‫• برخالف دیانآ که دورشتهای است‪ ،‬آرانای یک مولکول‬
‫تکرشتهای است و زنجیر ٔه بسیار کوتاهتری از نوکلئوتیدها را‬
‫دارد‪.‬‬
‫• در حالیکه دیانآ دارای قند دئوکسیریبوز میباشد‪ ،‬آرانای‬
‫دارای ریبوز است (در دئوکسیریبوز هیچ گروه هیدروکسیلی‬
‫به حلقه پنتوزی در جایگاه ‪ ۲‬پیوند ندارد)‪ .‬این گروههای‬
‫هیدروکسیلی‪ ،‬پایداری آرانای را کمتر از پایداری دیانآ‬
‫میسازند‪.‬‬
‫• برخالف دیانآ در آرانای‪ ،‬باز تکمیلکنند ٔه آدنین‪ ،‬تیمین نیست‬
‫بلکه اوراسیل میباشد‪.‬‬
‫انواع ‪RNA‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫‪mRNA‬یا ‪RNA‬پیک به صورت تک رشتهای است‪.‬‬
‫وظیفه اصلی پروتئین سازی را به عهده دارد و حاوی کدهای ژنتیکی‬
‫برای ساخت پروتئین میباشد‪.‬‬
‫پایداری آن کم است بطوری که گاهی پس از دو دقیقه بوسیله‬
‫‪RNAase‬تجزیه میشود و به همین دلیل استخراج ‪mRNA‬مشکل‬
‫میباشد‪.‬‬
‫گاهی هنوز ترجمه قسمت انتهایی ‪mRNA‬تمام شده است که ابتدای‬
‫‪mRNA‬تجزیه میشود‪.‬‬
‫در یوکاریوتها با مکانیسمهای خاص پایداری ‪mRNA‬افزایش یافته‬
‫است بطوری که گاهی پایداری ‪mRNA‬در سلولهای یوکاریوت به ‪10‬‬
‫ساعت میرسد‪.‬‬
‫‪rRNA‬‬
‫• ‪rRNA‬ها یا ‪RNA‬های ریبوزومی اصلیترین اجزای تشکیل‬
‫دهنده ریبوزومها میباشند و نام ریبوزوم نیز از ریبونوکلوئیک‬
‫اسید ( )‪RNA‬گرفته شده است‪.‬‬
‫• ‪RNA‬های ریبوزومی نسبت به ‪mRNA‬ها پایدارترند‪ .‬همچنین‬
‫پروتئینهای ریبوزومی نیز به آنها متصل میشوند و باعث‬
‫پایداری و عدم تجزیه ‪rRNA‬ها در مقابل ‪RNase‬ها میشوند‪.‬‬
‫‪rRNA‬های پروکاریوتی شامل ‪23s ،s 16‬و ‪s 5.8‬و‬
‫‪rRNA‬های یوکاریوتی شامل ‪5s ،28s ،s 18‬و ‪s 5.8‬‬
‫میباشند‪.‬‬
‫‪tRNA‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫‪tRNA‬ها یا ‪RNA‬های ناقل مولکولهای ‪RNA‬کوچک به‬
‫طول ‪ 75‬تا ‪ 85‬نوکلوئید هستند که وظیفه آنها انتقال‬
‫اسید آمینهها به داخل جایگاه خاص ریبوزوم میباشد‪.‬‬
‫عمل اصلی ترجمه در پروتئین سازی را ‪tRNA‬به‬
‫عهده دارد‪ ،‬زیرا از یک طرف یک کد سه تایی روی‬
‫‪mRNA‬را تشخیص میدهد و از طرف دیگر نیز اسید آمینه خاص مربوط به این کد‬
‫سه تایی را حمل میکند که به زنجیره پلی پپتیدی اضافه میشود‪.‬‬
‫در داخل سلولهای مختلف ‪ ،‬تعداد متفاوتی از ‪tRNA‬یافت میشود‪ ،‬ولی حداقل ‪20‬‬
‫خانواده از ‪tRNA‬ها وجود دارد که هر خانواده یک اسید آمینه را حمل میکند‪ .‬شکل‬
‫کلی ‪tRNA‬به صورت برگ شبدر میباشد‪.‬‬
‫اتصال اسید آمینه به ‪tRNA‬بوسیله آنزیم خاصی به نام آمینو اسیل ‪tRNA -‬سنتتار‬
‫انجام میشود‪.‬‬
‫‪hnRNA‬‬
‫• این نوع ‪RNA‬مخصوص سلولهای یوکاریوت میباشد که در‬
‫آنها مواد ژنتیکی در داخل هسته قرار دارند در داخل هسته ‪،‬‬
‫‪RNA‬در ابتدا به صورت رشتههای حاوی نواحی کد کننده و‬
‫غیر کد کننده ساخته میشود‪.‬‬
‫• به نواحی کدکننده اگزون و به نواحی غیر کد کننده ‪ ،‬انترون‬
‫گفته میشود‪ .‬این ‪RNA‬برای تبدیل شدن به ‪mRNA‬باید‬
‫فرآیندهای خاصی را پشت سر بگذارد و قسمتهای انترون آن‬
‫حذف شود به این ‪RNA‬حاوی نواحی اضافی ‪hnRNA‬گفته‬
‫میشود که پس از اتمام فرآیند اصالح تبدیل به ‪mRNA‬‬
‫میشود‪.‬‬