تاریخچه ی:
اسید نوکلئیک
تفاوت با نگارش: 1
| | + |
||اسید نوکلئیک یکی از ماکرومولکولهای زیستی است که وظیفه ذخیره اطلاعات ژنتیکی را در سلول بر عهده دارد. جایگاه اسیدهای نوکلئیک در ((هسته سلول|هسته)) و ((سیتوپلاسم)) سلول است و از واحدهایی به نام نوکلئوتید ساخته شده‌اند.|| |
| | !نگاه اجمالی | | !نگاه اجمالی |
| - | اسیدهای نوکلئیک ای ولین ار در دهه 1860 از هسته یاخت استخراج و ه نام منا شان یده ن. روین های سی متنوی اید وسط یک اگانیسم ساخت شود ا تان ر یا ، کار کد ، همد سازی ک و ود تدید نید. اسیدهای نوکلئیک س پوین رهبری ی کن الی همانندسای گانیم ا یه ی کنند. مود ستا را می هند و ل دی ود توی می دهند. سیهای وکلیک ز سلولای ون پتناران در ما سلولهای زند وو اد.
!ساختار اسیدنوکلئیک
اسیدهای نوکلئیک بسپارهایی (پلیمرهایی) با زنجیر طولانی و وزن مولکولی بالا ست. و وحد نیر (ووم) از سه قسمت زیر تشکیل شده است.
*یک مولکول اسید فسفریک *یک مولکول قند 5 کربنی *یک مولکول باز نیتروژن دار
قسمتی از زنجیر اسیدنوکلئیک که تنها حاوی یک واحد است ، نوکلئوتید نامیده می شود. |
+ | نوکلئوتیدها مال منوعی ا در داخ سلول نجام می‌دهن. نکلتیدها ه نو زیر ودهای سیهی نوکلیک امل طلاات ژنتیکی هستد. اتان ه ((پروین)) و نهای هر بیومولکل ، مصی از اطعات موود تولی نکلوتیدی اسیدهای نوکلئیک سول می‌شد. ونیی یره انت اطلاعات تیکی از نسلی به نسل بعد شرط اسای نگی است. ((اسی آمینه|والی مینو سیی)) هر روتئین موود ر سلول و تالی نوکلتیدی ر ((ساتمن RNA|مولکول RNA)) سط تلی نوکلویدی موود در ((ساختمن DNA DNAسلول)) تعیی میگردد. قه ای از ولکول DNA که اوی طاعات لزم جهت سنتز یک محصول بیولژیک یه‌ر نظیر پوتین ی RNA است را یک ((ژن|ژن)) م‌گویند. در اخ سلولها د و اسید نوکلیک یات می‌شود.
{img src=img/daneshnameh_up/2/21/RNA.1.gif}
|
!ساختار اسید نوکلئیک
اسیدهای نوکلئیک بسپارهایی (((پلیمر|پلیمرهایی))) با زنجیر طولانی و وزن مولکولی بالا تشک ز نوکویدها هتن. هروکئوید از قسمتهای زیر تشکیل شده است.
*((اسید فسفریک|یک مولکول اسید فسفریک))
*یک مولکول قند 5 کربنی
*یک مولکول باز نیتروژن‌دار |
| | !انواع اسیدهای نوکلئیک | | !انواع اسیدهای نوکلئیک |
| - | دو نوع اسیدنوکلئیک وجود دارد: *دزوکسی ریبونوکلئیک اسید (DNA) *ریبو نوکلئیک اسید (RNA) اختلاف اساسی بین این دو مولکول قندی است که مورد استفاده قرار داده اند. DNA حاوی دزوکسی ریبوز و RNA حاوی ریبوز است. پیشوند دزوکسی برداشتن یک اتم اکسیژن را نشان می دهد. اگر یک اتم اکسیژن ز اتم اکسژن از اتم کربن شماره 2 ریبوز برداشته شود ، ساختار دزوکسی ریبوز بدست می آید. DNA به طور عمده در هسته سلول یافت می شود. در حالی که RNA بطور عمده در سیتوپلاسم یعنی در خارج هسته سلول است. سه نوع عمده از RNA مشخص شده است. این سه نوع عبارتند از RNA پیک (mRNA) ، RNA ناقل (tRNA) ، و RNA ریبوزومی (rRNA). هر یک از آنها وزن مولکولی و ترکیب بازی خاص خود را دارد. RNAهای پیک ، معمولا از همه بزرگترند و وزن مولکولی آنها بین 25000 تا یک میلیون است. آنها 75 تا 3000 واحد مونو نوکلئوتید دارند. وزن مولکولی RNA های ناقل بین 23000 تا 30000 است و شامل 75 تا 90 واحد نوکلئوتیدند. RNA های ریبوزومی که وزن مولکولی آنها بین وزن مولکولهای mRNA و tRNA است حدود 80 درصد کل RNAسلول را تشکیل می دهند.
!ساختار RNA و DNA :
مونومرهای RNA و DNA شامل یک قند ساده ، یکی از بازهای نیتروژنی و یک یا دو واحد اسید فسفریک هستند. نوکلئوتیدهای RNA و DNA از نظر ساختاری تنها در قند و یک باز متفاوت دارند. />پلی نوکلئوتیدهایی با وزن های مولکولی تا چند میلیون شناخته شده اند. ردیف نوکلئوتیدها در زنجیر پلی نوکلئوتیدی ساختار نوع اول این زنجیر است. در زنجیر اسید نوکلئیک ، اتم کربن شماره 3 یک مولکول قند و اتم کربن شماره 5 مولکول قند بعدی توسط یک اتصال استر به مولکول اسید فسفریک متصل می گردد. یکی از چهار بنیان مختلف باز نیتروژن دار جایگزین گروه OH اتم کربن شماره 1 هر مولکول قند می گردد. />ساختار دوم DNA یک مارپیچ دوگانه است. دو زنجیر DNA به نحوی به یکدیگر پیچ خورده اند که بازها درون مارپیچ واقع شده اند. />ساختار از طریق پیوندهای هیدروژنی بین بازهای یک زنجیر و بازهای زنجیر دیگر به هم متصل شده اند. چهار بنیان باز موجود در DNA از تیمین (T) ، آدنین (A) ، گوانین (G) ، سیتوزین(C). آدنین و تیمین یکدیگر را تکمیل می کنند. موقعیت اتمها این امکان را فراهممی سازد تا دو پیوند قوی هیدروژنی بین A از یک زنجیر و T از زنجیر دیگر مارپیچ دو گانه بوجود آید. گوانین (G) و سیتوزین(C) به همین نحو همدیگر را تکمیل می کنند. بین این زوج باز سه پیوند قوی هیدروژنی تشکیل می شود. در هر نمونه DNA مقدار A و T و نیز G و C یکسان است. بازهایی که به یک زنجیر DNA متصل است بازهای متصل به زنجیر دیگر DNA را تکمیل می کنند. اگر یک A روی زنجیر 1 وجود داشته باشد ، T روی زنجیر 2 مخالف آن خواهد داشت و اگر یک T روی زنجیر 1 وجود داشته باشد ، A روی زنجیر 2 مخالف آن وجود خواهد داشت. همین نحوه جفت شدن بین C و G روی می دهد. دو جفت پیوند هیدروژنی تقریبا طول یکسان دارند. در نتیجه دو زنجیر مارپیچ دو گانه به یک فاصله از همدیگر قرار می گیرند.
عمل پلی نوکلئوتیدها:
عمل پلی نوکلئوتیدها خ بردای از اطلاعات سلولی و یس است. بطوری که شبیه ، شبیه را بوجود می آورد. گوناگونی ساختارهای نوع اول پلی نوکلئوتیدها تقریبا بی نهایت است و این گوناگونی امکان می دهد که اطلاعات بی نهایت گوناگون در ساختارهای مولکولی رشته های اسید نوکلئیک ثبت شود. آرایشهای گوناگون فقط چند باز متفاوت ساختارهای بسیار گوناگونی ایجاد می کند. امروزه باور دانشمندان این است که اطلاعات کد شده با همانند سازی DNA آغاز می شود و با سنتز پروتئین طبیعی و همچنین با سنتز بافتهای بدن ادامه می یابد.
!همانند سازی DNA: توارث
تقریبا تمام هسته های سلولهای موجود زنده شامل ترکیب کروموزومی یکسان است. این ترکیب همواره ثابت است. صرف نظر از اینکه در سلول ، مواد غذایی فراوان یا بسیار کم باشد. هر موجود زنده حیات خود را بصورت یک تک سلول با ترکیب کروموزمی یکسان آغاز می کند. در تولید مثل جنسی نیم یک کروموزوم از هر یک از والدین به آن می رسد. این واقعیتهای زیست شناختی ، خوب شناخته شده همراه با اکتشافهای اخیر درباره ساختارهای پلی نوکلئوتیدها ، دانشمندان را به این نتیجه گیری رسانیده است که ساختار DNA در حین تقسیم عادی سلول (میتوز - هر دو رشته) بطور کامل و در تقسیم سلولی سلولهای وید (میوز – یک رشته) فقط بطور نیمه کپیه می شود. وقتی یاخته ای تقسیم می شود ، دو زنجیر مارپیچ دوگانه DNA از همدیگر جدا می گردد. هر زنجیر به عنوان الگو برای سنتز زنجیر جدید و مکمل مورد استفاده قرار می گیرد. از این فرآیند دو مارپیچ دوگانه یکسان بوجود می آید. هر مارپیچ دوگانه حاوی یکی از زنجیرهای مارپیچ دوگانه اصلی است. نوکلئوتیدهای موجود در محلول ، زنجیرهای جدید را تشکیل می دهند. باز یک نوکلئوتید با باز مکمل یک زنجیره DNA از طریق تشکیل پیوندهای هیدروژنی جفت می شوند. بنابراین ، نوکلئوتیدها به نحوی که توسط ترتیب بازها در زنجیر DNA تعیین می گردد منظم می شوند. زنجیرهای جدید که از نوکلئوتیدها تشکیل می شوند مکمل زنجیرهای DNA اصلی می باشند. همانند سازی DNA در هسته سلول صورت می گیرد.
!سنتز طبیعی پروتئین
ترتیبی که بازها در مولکول DNA دارند اطلاعات مورد استفاده برای سنتز پروتئینها را فراهم می سازد. در این فرایند دو نوع RNA مورد استفاده قرار می یرد. RNA و DNA بازهای یکسانی به کار می برند. در RNA به جای تیمین (T) از اوراسیل (U) ستفاده شده است. ساختار اوراسیل شبیه ساختار تیمین است. به استثنا ینکه یک اتم هیدروژن انشین روه –CH3 شده است. بنابراین ه همان صورت که T و A را تکمل می کند ، U و A را تکمیل می نماید. زنجیر RNA در هسته یاخته از نوکلئوتیدها سنتز می شود. به نحوی که ترتیب باز ر زنجیر RNA ترتیب بخشی از زنجیر DNA را تکمیل می کند. بنابراین ، زنجیر DNA به عنوان یک لو عمل می کند. زنجیری را که بدین صورت تشکیل می شود RNA پیک نامیده می شود. اطلاعات در بخشی از زنجیر DNA توسط RNA پیک نسخه برداری می شود. اطلاعات ، پیامی است که پیکها از هسته یاخته به ریبوزمها ، جایی که پروتئین ساخته می شود عمل نن. ترتیب بازها ، ترتیبی را که در آن اسیدهای آمینه متلف برای تشکیل پروتئین به دور هم جمع می شوند ، تعیین می کند. ه اسید آمینه پروتئین توسط مجموعه ای از گروه سه تایی بازی مربوط به زنجی RNA پیک مشخص می ردد. هر یک از هزاران پروتئین متفاوت که توسط سلولها سنتز می شود با mRNA خاص یا قطعه ای از یک مولکول mRNA کدبندی می شود. بخشی از زنجیر RNA پیک که حاوی سه باز یک رمز باشد رمز نامیده می شود. نوع دوم RNA که RNA ناقل نامیده می شود برای یافتن رمز مورد استفاده قرار می گیرد و پروتئین را می سازد. زنجیرهای RNA ناقل کوچکترین زنجیرهای اسید نوکلئیک هستند و تقریبا از 80 نوکلئوتید تشکیل شده اند و ممکن است چند بازی بش از چهار باز معمول داشته باشد. یک مولکول RNA ناقل معین که یک اسید آمینه خاص پیوند تشکیل می دهد و آن را با RNA پیک حمل می کند. در این محل ، در موقعیتی که توسط رمز RNA پیک تعیین می شود ، به پروتئین می پیوندند. در اینجا گفته می شود RNA ناقل ، رمز را ترجمه می کند. هر RNA ناقل حاوی یک سه تایی بازی به نام (ضد رمز) است که سه تایی رمز RNA پیک را کمیل می نماید. ضد رمز ک RNA ناقل معین به اید آمینه خاصی که آنرا حمل می کند ، مربوط می شود. ستز پروتئین طی مراحلی انجام می گیرد. RNA ناقل که حامل اسید آمینه است از طریق جت شدن رمزه – ضدرمزه به RNA پیک متصل می شود. RNA ناقل دوم به رم بعدی زنجیر RNA پیک متصل می شود. اتصال پپتیدی بین دو اسید آمینه خود را ترک می کند تا به دی پپتید ملحق شود. RNA ناقل سوم که توسط رمزه بعدی مشخص می شود ، به RNA پیک متصل می شود. ه محض اینکه یک پیون پپتیدی ، دی پپتید را به آمینو اسید RNA ناقل سو متصل می کند ، RNA ناقل دوم رها می گردد. فرایند زمانی متوقف می شود که رمزه ا ه به هیچ اسی آمینه مربوط نیست درگیر شده باشد. سنتز بیش از یک پروتئین توسط یک RNA پیک تنها هدایت می شود.
!جهش
هر تغییری که در DNA یک یاخته ، تغییر در RNA پیکی که از آن تولید می شود و در نتیجه اختلال در پروتئین حاصل را به دنبال دارد. چنین تغییراتی جهش نامیده می شود. این تغییرات ممکن است سودمند ، زیان آور یا بی اهمیت باشد و از نسلی به نسل دیگر متصل گردد. جهشها مسئوول بیماریهای ژنتیکی از قبیل بیماری تی – ساک ، کم خونی یاخت داسی شکل ، هموفیلی و کره هونتینگتون هستند. |
+ | دو نوع اسید نوکلئیک وجود دارد. ((ساختمان DNA|دزوکسی ریبونوکلئیک اسید)) (DNA) و ((ساختمان RNA|ریبو نوکلئیک اسید)) (RNA). اختلاف اساسی بین این دو مولکول قندی است که مورد استفاده قرار داده‌اند. DNA حاوی دزوکسی ریبوز و RNA حاوی ریبوز است. پیشوند دزوکسی برداشتن یک ((اکسیژن|اتم اکسیژن)) را نشان می‌دهد. اگر یک اتم اکسیژن ، از اتم کربن شماره 2 ریبوز برداشته شود، ساختار دزوکسی ریبوز بدست می‌آید. DNA بطور عمده در ((هسته سلول)) یافت می‌شود. در حالی که RNA بطور عمده در ((سیتوپلاسم)) یعنی در خارج هسته سلول است.
سه نوع عمده از RNA مشخص شده است. این سه نوع عبارتند از RNA پیک (mRNA) ، RNA ناقل (tRNA) ، و RNA ریبوزومی (rRNA). هر یک از آنها وزن مولکولی و ترکیب بازی خاص خود را دارد. RNAهای پیک ، معمولا از همه بزرگترند و وزن مولکولی آنها بین 25000 تا یک میلیون است. آنها 75 تا 3000 واحد مونو نوکلئوتید دارند. وزن مولکولی RNA های ناقل بین 23000 تا 30000 است و شامل 75 تا 90 واحد نوکلئوتیدند. RNA های ریبوزومی که وزن مولکولی آنها بین وزن مولکولهای mRNA و tRNA است حدود 80 درصد کل RNA سلول را تشکیل می‌دهند.
!ساختار RNA و DNA
مونومرهای RNA و DNA شامل یک ((کربوهیدراتها|قند ساده)) ، یکی از بازهای نیتروژنی و یک یا دو واحد اسید فسفریک هستند. نوکلئوتیدهای RNA و DNA از نظر ساختاری تنها در قند و یک باز متفاوت دارند. پلی نوکلئوتیدهایی با وزن‌های مولکولی تا چند میلیون شناخته شده‌اند. ردیف نوکلئوتیدها در زنجیر پلی نوکلئوتیدی ساختار نوع اول این زنجیر است. در زنجیر اسید نوکلئیک ، اتم کربن شماره 3 یک مولکول قند و اتم کربن شماره 5 مولکول قند بعدی توسط یک اتصال استر به مولکول اسید فسفریک متصل میگردد.
یکی از چهار بنیان مختلف باز نیتروژن‌دار جایگزین گروه OH اتم کربن شماره 1 هر مولکول قند میگردد. ساختار دوم DNA یک مارپیچ دوگانه است. دو زنجیر DNA به نحوی به یکدیگر پیچ خورده‌اند که بازها درون مارپیچ واقع شده‌اند. ساختار از طریق ((پیوند هیدروژنی|پیوندهای هیدروژنی)) بین بازهای یک زنجیر و بازهای زنجیر دیگر به هم متصل شده‌اند. چهار بنیان باز موجود در DNA از __~~green:تیمین~~__ (T) ، __~~green:آدنین~~__ (A) ، __~~green:گوانین~~__ (G) و __~~green:سیتوزین~~__ (C). آدنین و تیمین یکدیگر را تکمیل می‌کنند.
موقعیت اتمها این امکان را فراهم می‌سازد تا دو ((پیوند هیدروژنی|پیوند قوی هیدروژنی)) بین A از یک زنجیر و T از زنجیر دیگر مارپیچ دو گانه بوجود آید. گوانین (G) و سیتوزین (C) به همین نحو همدیگر را تکمیل می‌کنند. بین این زوج باز سه پیوند قوی هیدروژنی تشکیل می‌شود. در هر نمونه DNA مقدار A و T و نیز G و C یکسان است. بازهایی که به یک زنجیر DNA متصل است بازهای متصل به زنجیر دیگر DNA را تکمیل می‌کنند. اگر یک A روی زنجیر 1 وجود داشته باشد، T روی زنجیر 2 مخالف آن خواهد داشت و اگر یک T روی زنجیر 1 وجود داشته باشد، A روی زنجیر 2 مخالف آن وجود خواهد داشت. همین نحوه جفت شدن بین C و G روی می‌دهد.
دو جفت ((پیوند هیدروژنی)) تقریبا طول یکسان دارند. در نتیجه دو زنجیر مارپیچ دوگانه به یک فاصله از همدیگر قرار می گیرند. مولکولهای RNA به صورت تک رشته‌ای قرار دارند و فقط در بعضی از انواع آن هم در مواقعی خاص پیوندهای هیدروژنی در داخل یک زنجیره ایجاد می‌شود که می‌توان مولکول RNA ناقل را نام برد. 4 باز موجود در RNA عبارتند از: __~~green:آدنین~~__ ، __~~green:یوراسیل~~__ ، __~~green:گوانین~~__ و __~~green:سیتوزین~~__.
{img src=img/daneshnameh_up/7/7b/b.Gen.4.gif}
|
!عمل پلی نوکلئوتیدها
عمل پلی نوکلئوتیدها مند سای از اطلاعات سلولی موود ر ست است. بطوری که شبیه ، شبیه را بوجود می آورد. گوناگونی ساختارهای نوع اول پلی نوکلئوتیدها تقریبا بی‌نهایت است و این گوناگونی امکان می‌دهد که اطلاعات بی‌نهایت گوناگون در ساختارهای مولکولی رشته‌های اسید نوکلئیک ثبت شود. آرایشهای گوناگون فقط چند باز متفاوت ساختارهای بسیار گوناگونی ایجاد می کند. امروزه باور دانشمندان این است که اطلاعات کد شده با همانند سازی DNA آغاز می‌شود و با سنتز پروتئین طبیعی و همچنین با سنتز بافتهای بدن ادامه می‌یابد.
!همانند سازی DNA
تقریبا تمام هسته‌های سلولهای موجود زنده شامل ((کروموزوم|ترکیب کروموزومی)) یکسان است. این ترکیب همواره ثابت است. صرف نظر از اینکه در سلول ، مواد غذایی فراوان یا بسیار کم باشد. هر موجود زنده حیات خود را بصورت یک تک سلول با ترکیب کروموزمی یکسان آغاز می‌کند. در ((تولید مثل|تولید مثل جنسی)) نیم یک کروموزوم از هر یک از والدین به آن می‌رسد. این واقعیتهای زیست شناختی ، خوب شناخته شده همراه با اکتشافهای اخیر درباره ساختارهای پلی نوکلئوتیدها ، دانشمندان را به این نتیجه‌گیری رسانیده است که ساختار DNA در حین تقسیم عادی سلول (((میتوز)) - هر دو رشته) بطور کامل و در تقسیم سلولی سلولهای سی (((تی میوز|میوز)) – یک رشته) فقط بطور نیمه کپیه می‌شود.
وقتی یاخته‌ای تقسیم می‌شود، دو زنجیر مارپیچ دوگانه DNA از همدیگر جدا میگردد. هر زنجیر به عنوان الگو برای سنتز زنجیر جدید و مکمل مورد استفاده قرار میگیرد. از این فرآیند دو مارپیچ دوگانه یکسان بوجود می‌آید. هر مارپیچ دوگانه حاوی یکی از زنجیرهای مارپیچ دوگانه اصلی است. نوکلئوتیدهای موجود در محلول ، زنجیرهای جدید را تشکیل می‌دهند. باز یک نوکلئوتید با باز مکمل یک زنجیره DNA از طریق تشکیل ((پیوند هیدروژنی|پیوندهای هیدرونی)) فت میوند. بنابراین ، نوکلئوتیدها به نحوی که ت ترتیب بازها در زنجیر DNA تعیین میگردد منم میشوند. نجیرهای جدید که از نوکلئوتیدها تشکیل میشوند مکمل زنجیرهای DNA الی میباند. ((مانند سازی ژتیکی|همنند سازی DNA)) د ((هته سلو)) صورت میگیرد.
!جهش (Mutation)
هر تغییری که در DNA یک یاخته ، تغییر در RNA پیکی که از آن تولید می‌شود و در نتیجه اختلال در ((پروتئین)) حاصل را به دنبال دارد جهش نامیده می‌شود. این تغییرات ممکن است سودمند ، زیان آور یا بی‌اهمیت باشد و از نسلی به نسل دیگر منتقل گردد. جهشها مسئول ((بیماریهای ژنتیکی)) از قبیل بیماری __~~green:تی – ساک~~__ ((بیمار کم خونی|کم خنی)) ، ((هموفیلی)) و __~~green:کره هانتینگتون~~__ هستند. |
| | !مباحث مرتبط با عنوان | | !مباحث مرتبط با عنوان |
| - |
|
+ | *((پروتئین))
*((ترجمه یا بیوسنتز انواع پروتئین))
*((تقسیم میوز))
*((ژن))
*((ژنتیک))
*((ژنتیک پایه))
*((ژنتیک مولکولی))
*((ساختمان DNA))
*((ساختمان RNA))
*((کروموزوم))
*((میتوز)) |
