Transcript Slide 1
ژنها قطعه اي از DNAهستند كه معموال به دو صورت زير در موجودات يافت مي شوند: •گسسته :با فاصله هايي بين آنها كه به (DNA) intergenicمعروف است. •پيوسته :بدون اينكه فاصله اي بين آنها باشد موجودات پست در باكتريها گاهي تعدادي ژن كه در انجام يك فرايند خاص به هم مربوط هستند ،در يك گروه و بصورت پشت سرهم قرار مي گيرند كه به آنها Operonsگويند. 1 در ژنهاي گسسته قسمتي از ژن كه اطالعات در آن وجود دارد Exonsناميده مي شود و قسمت هاي مياني كه حاوي اطالعات نيستند به Intronsمعروفند. 2 ژنها در طول يك رشته بزرگ DNAكه به آن كروموزوم مي گويند بصورت بزرگ و كوچك (صدها يا هزاران نوكلئوتيد) قرار گرفته اند . هر كروموزوم تشكيل شده است از يك رشته بزرگ و متصل DNAكه هزاران برابر بزرگتر است از قطر هسته سلولي كه در آن قرار گرفته است .ولي بصورت منظم جمع شده و فضاي كمي را اشغال مي كند. در Prokaryotic cellsبصورت يك ملكول تك حلقوي DNAاست. 3 در Eukaryotic cellsبصورت چندين ملكول خطي DNAو معموال در دوكپي ) (homologous chromosomesموجود است. بسته بندي DNAبه شكل كروموزوم توسط پروتئين هايي صورت مي گيرد كه تا كنون پنج نوع از يك گروه آنها به نام Histonesشناخته شده اند(H₁,H₂A,H₂B,H₃,H₄) . 4 واژه chromatinبه مجموع DNAو پروتئينهاي كروموزوم اطالق مي گردد. كوچكترين واحد اساسي ساختمان كروموزومها Nucleosomesهستند .كه شامل هشت ملكول از چهار نوع ( Histonازهر نوع دو ملكول) در وسط بصورت استوانه و چرخش DNAبه دور آن مي باشد. 5 6 اطالعات ژنتيكي از كروموزوم بايد به پروتئين هاي مختلف تبديل گردد تا فرايندهاي زيستي صورت پذيرد. اولين مرحله از اين فرايند با ساختن RNAكه مكمل ژن مربوطه است ،به اسم (mRNA) messenger RNAيا RNA Transcriptاست ،شروع مي شود. به اين عمل نسخه برداري يا Transcriptionگفته مي شود .زيرا اطالعات از يك زبان Polynucleotidesبه همان زبان RNAنسخه برداري شده است. 7 آنزيمي كه به عنوان كاتاليزور در ساخت mRNAدخيل است به نام RNA Polymeraseمعروف است. RNA Polymeraseدر E.coliاز پنج قسمت ) (α₂ßß´σ₁تشكيل شده است. تقريبا همه ژنها در E.coliتوسط RNAپلي مراز مشابهي نسخه برداري مي شود. در صورتيكه در Eukaryotesتاكنون سه نوع RNAپلي مراز مختلف شناخته شده است كه هر كدام مسئول نسخه برداري از ژنهاي مختلف است. 8 9 10 RNAپلي مراز در موجودات عالي بزرگتر ،پيچيده تر و از تعداد حدوداً 10 قسمت تشكيل شده است. نسخه برداري شامل سه مرحله است: • Initiationيا شروع • Elongationيا طويل شدن • Terminationيا ختم 11 12 13 از آنجايي كه نسخه برداري بايد از ژنها صورت پذيرد و نمي تواند بصورت تصادفي ) (Randomباشد ,بايد در ابتداي ژن ) (upstreamقسمتي وجود داشته باشد كه توسط RNAپلي مراز قابل تشخيص براي اتصال باشد. به اين قسمت ژن كه توسط RNAپلي مراز براي اتصال قابل تشخيص است، Promoterگويند .در E.coliپروموتور شامل دو قسمت است: -10 box -35 box پس از اتصال كامل RNA ،پلي مراز در طول رشته DNAحركت كرده دو رشته را باز نموده و با اضافه نمودن Ribonucleotidesبه انتهاي ´ 3رشته، mRNAرا طويل مي كند. 14 15 16 17 چند نكته در اين مورد بايد مورد توجه قرار گيرد: -1نسخه برداشته شده طوالني تر از ژن است. -2تنها قسمت كوچكي از DNAدر آن واحد جهت نسخه برداري باز مي شود. -3سرعت رشد يا طويل شدن نسخه ثابت نيست. ختم يا Terminationتوسط توالي هاي ديگري در انتهاي ژن به اسم Terminator صورت مي گيرد .نه تنها اين توالي ها قادرند با رشته مكمل خود ايجاد باند كنند ،بلكه در داخل تك رشته خود نيز قادر به ايجاد باند با توالي هاي مكمل خود هستند. در نتيجه اين عمل يك شكل صليب مانند در DNAبنام cruciform structureدر حالت دو رشته اي و يا به نام Stem-loop structureيا Hairpinدر حالت يك رشته اي ايجاد مي گردد. 18 19 به دليل وجود توالي هاي مكمل در mRNAهم stem-loopبوجود مي آيد، محققين به اين باورند كه پس از اين توالي ها ،نسخه برداري توسط RNAپلي مراز در منطقه اي كه داراي تعداد زيادي باز A-Tمي باشد خاتمه مي يابد. در بعضي از Terminatorها منطقه A-Tيافت نمي شود و تنها با وجود آنزيمي بهنام Rhoعمل Terminationصورت مي پذيرد. -به اينها Rho-dependent terminatorsگويند. 20 21 mRNAساخته شده از هسته به سيتوپالسم آمده و در آنجا طي فرايندي كه به Translationمعروف است ،اطالعات موجود به پروتئين تبديل مي گردد. هر سه نوكلئوتيد در mRNAمخصوص يك اسيد آمينه است كه به اسم Codonمي باشد. عمل Translationتوسط ريبوزوم ها انجام مي گيرد ،كه خود داراي دو جزء كه يكي بزرگتر وديگري كوچكتر است ،مي باشد .هر جزء تشكيل شده از چندين پروتئين و RNAكه به )(rRNA Ribosomal RNAمعروفند مي باشند. -از ملكول هاي مهم ديگر در اين فرايند (tRNA) transfer RNAمي باشد كه نقش واسط يا مترجم را ايفا مي كند. tRNAملكولي است به شكل برگ شبدر ) (Clover leafكه داراي قسمت هاي مختلف از جمله موارد زير: 22 23 24 25 :Acceptor Armكه آمينو اسيد به آن متصل مي شود. :Anti Codon Armكه داراي توالي هايي است كه مكمل Codonها هستند و در اتصال با آن ها ،آمينو اسيدي را كه در زنجيره پلي پپتيد قرار مي گيرد ،تعيين مي كنند. اولين مرحله از Translationبا چسبيدن جزء كوچك ريبوزم به mRNAشروع مي گردد .در ابتداي mRNAتوالي هايي وجود دارد كه توسط ريبوزوم قابل تشخيص است ،به نام ” . “Ribosome binding Siteدر اينجا rRNAنقش مهمي به عهده دارد. 26 بعد از اتصال ،جزء كوچك به طرف پايين حركت كرده تا به AUGكه معموال 10نوكلئوتيد پايين تر از نقطه اتصال و اولين Codonژن و نقطه شروع ترجمه Initial Codonاست مي رسد .در اين موقع اولين tRNAكه حامل Methionineاست از طريق Anti Codonبا اولين Codonايجاد باند مي كند .به اين مجموعه Initial Complexمي گويند .پس از آنكه int.com.شكل گرفت ،جزء بزرگتر ريبوزوم وصل مي شود و tRNAدومين اسيد آمينه را حمل كرده و درمحل دوم A-siteقرار مي دهد. بعد از اينكه دو آمينو اسيد متصل شدند ،ريبوزوم به جلو حركت كرده و رشته polypeptide رشد مي كند. ختم Translationبا برخورد ريبوزوم به يكي از Termination codonها اتفاق مي افتد. 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36