شنبه, ۱۵ اردیبهشت, ۱۴۰۳ / 4 May, 2024
مجله ویستا
ژنتیک مولکولی
ماهیت مولکولی ماده ژنتیکی چیست؟ چطور اطلاعات ژنتیکی از یک نسل به نسل بعد با صحت بالا انتقال مییابد؟ تغییرات نادر در ماده ژنتیکی که ماده خام تکامل میباشد، چگونه ایجاد میشوند؟ چطور اطلاعات ژنتیکی نهایتا به شکل توالیهای اسید آمینهای مولکولهای پروتئینی متنوع موجود در یک سلول زنده ، بیان میشود؟ و ... . واحد پایه اطلاعات در سیستمهای زنده ، ژن میباشد.
از نظر بیوشیمیایی یک ژن به صورت قطعهای از DNA تعریف میشود که اطلاعات مورد نیاز برای ایجاد یک محصول دارای فعالیت بیولوژیک راکد میکند. محصول نهایی معمولا یک پروتئین است. ممکن است محصول ژنی وظیفهای یکی از انواع RNA باشد. ذخیره ، حفظ و متابولیزم این واحدهای اطلاعاتی موضوعات بحث را در ژنتیک مولکولی تشکیل میدهند. پیشرفتهای اخیر در ژنتیک مولکولی ، منجر به مطرح شدن سه فرآیند اصلی در استفاده از اطلاعات ژنتیکی شده است.
اولین فرآیند ، همانند سازی DNA یا نسخه برداری از DNA مادری و تولید مولکولهای DNA با توالیهای نوکلئوتیدی یکسان میباشد.
دومین فرآیند سنتز RNA از روی DNA است، که طی قسمتهایی از پیام ژنتیکی کد شده در DNA دقیقا به صورت RNA ، نسخه برداری میشود.
سومین فرآیند ، ترجمه میباشد که به موجب آن پیام ژنتیکی کد شده در RNA پیک بر روی ریبوزومها به پلیپپتیدی با توالی مشخص از اسیدهای آمینه ترجمه میشود.
● وقایع مهم در ژنتیک مولکولی تا سال ۱۹۴۴
شروع ژنتیک توسط گرگور مندل و با مقالهای بود که وی در سال ۱۸۶۶ در مجموعه مقالات انجمن علوم طبیعی در مورد نخود فرنگی ، به چاپ رساند.
تا سال ۱۹۰۰ طول کشید تا سایر زیست شناسان مانند هوگو ، کورنس و شرماک اهمیت کار مندل را درک کنند و این علم پس از رکورد طولانی توالی دوباره یافت.
در سال ۱۹۰۳ ، ساتن پیشنهاد کرد که ژنها روی کروموزومها قرار دارند.
در سال ۱۹۰۹ ، یوهانس پیشنهاد کرد که عوامل مندلی ژن نامیده شدند.
در سال ۱۹۱۰ ، مورگان آزمایشهای زیادی بر روی مگس سرکه انجام داد.
در سال ۱۹۲۷ ، مولر کشف کرد که اشعه ایکس ایجاد موتاسیون (جهش) در مگس سرکه مینماید.
در سال ۱۹۴۱ ، بیدل و تاتوم پیشنهاد کردند که هر ژن فعالیت یک آنزیم را کنترل میکند.
در سال ۱۹۴۴ ، کتاب زندگی چیست توسط یک فیزیکدان به نام شرودینگر انتشار یافت.
● کشف ساختمان DNA
شناخت امروزی ما در مورد مسیرهای اطلاعاتی از همگرایی یافتههای ژنتیکی ، فیزیکی و شیمیایی در بیوشیمی امروزی حاصل شده است. لین شناخت در کشف ساختمان دو رشته مارپیچی DNA ، توسط جیمز واتسون و فرانسیس کریک در سال ۱۹۵۳ خلاصه گردید. فرضیه ژنتیکی ، مفهوم کد نمودن توسط ژنها را مشخص نمود. با استفاده از روشهای فیزیکی ، تعیین ساختمان مولکولی DNA بوسیله آزمایش انکسار اشعه ایکس ممکن گردید. شیمی نیز ترکیب DNA را آشکار نمود. ساختمان مارپیچی دو رشتهای DNA ، چگونگی نسخه برداری آن را نشان داد، نحوه تولید RNA و سنتز پروتئین از روی آن را شفاف کرد.
● ژنها و کروموزومها
ژنها قطعاتی از یک کروموزوم هستند که اطلاعات مورد نیاز برای یک مولکول DNA یا یک پلی پپتید را دارند. علاوه بر ژنها ، انواع مختلفی از توالیهای مختلف تنظیمی در روی کروموزومها وجود دارد که در همانند سازی ، رونویسی و ... شرکت دارند. کروموزومهای یوکاریوتی دارای دو توالی مهم تکراری DNA میباشند که عمل اختصاصی را انجام میدهند؛ سانترومرها که نقاط اتصالی برای دوک تقسیم هستند و تلومرها که در دو انتهای کروموزوم وجود دارند. کروماتین در یوکاریوتها به صورت واحدهای نوکلئوزومی قرار دارد.
● متابولیزم DNA
سلامت DNA بیشترین اهمیت را برای سلول دارد که آن را میتوان از پیچیدگی و کثرت سیستمهای آنزیمی شرکت کننده در همانند سازی ، ترمیم و نوترکیبی DNA ، دریافت. همانند سازی DNA با صحت بسیار بالا و در یک دوره زمانی مشخص در طی چرخه سلولی به انجام می رسد. همانند سازی نیمه حفاظتی است، بطوری که هر رشته آن به عنوان قالبی برای تولید رشته جدید DNA مورد استفاده قرار میگیرد. سلولها دارای سیستمهای متعددی برای ترمیم DNA هستند. توالیهای DNA در طی واکنشهای نوترکیبی ، در فرآیندهایی که شدیدا هماهنگ با همانند سازی یا ترمیم DNA هستند، نو آرایی میشوند.
● متابولیزم RNA
رونویسی توسط آنزیم RNA پلیمراز وابسته به DNA کاتالیز میشود. رونویسی در چندین فاز ، شامل اتصال RNA پلیمراز به یک جایگاه DNA به نام پروموتور ، شروع سنتز رونویسی ، طویل سازی و خاتمه ، روی میدهد. سه نوع RNA ساخته میشود؛ RNA پیک که برای ساختن پلی پپتیدها مورد استفاده قرار میگیرد. RNA ناقل که در انتقال اسیدهای آمینه بر روی ریبوزومها برای پروتئین سازی ، شرکت دارند و RNA ریبوزومی که در ساختار ریبوزوم شرکت دارند. این RNA ها به صورت پیش ساز ساخته میشوند که طی فرآیندهای آنزیمی بالغ میشوند.
● متابولیزم پروتئین
پروتئینها در یک کمپلکس RNA پروتئینی به نام ریبوزوم ، با یک توالی اسید آمینههای خاص در طی ترجمه اطلاعات کد شده در RNA پیک ، سنتز میگردند. اسیدهای آمینهای که توسط کدونهای RNA پیک مشخص میگردند، از کلمات سه حرفی نوکلئوتیدی تشکیل شدهاند. برای ترجمه نیاز به مولکولهای RNA ناقل میباشد که با شناسایی کدونها ، اسیدهای آمینه را در موقعیتهای متوالی مناسب خود در داخل زنجیر پلی پپتیدی قرار میدهند. بعد از سنتز بسیاری از پروتئینها به موقعیتهای خاص خود در داخل سلول هدایت میشوند.
● تنظیم بیان ژن
بیان ژنها توسط فرآیندهایی تنظیم میشود که بر روی سرعت تولید و تخریب محصولات ژنی اثر میگذارند. بیشتر این تنظیم در سطح شروع رونویسی و بواسطه پروتئینهای تنظیمی رخ میدهد که رونویسی را از پروموتورهای اختصاصی مهار یا تحریک میکنند. اثر مهارکننده ها را تنظیم منفی و فعال شدن را تنظیم مثبت گویند. پروتئینهای تنظیمی ، پروتئینهای اتصالی DNA هستند که توالیهای اختصاصی از DNA را شناسایی میکنند. هورمونها بر روی تنظیم بیان ژن تأثیر دارند. موجودات یوکاریوت و پروکاریوت دارای مکانیزمهای متفاوتی برای تنظیم بیان ژنهای خود دارند.
● فناوری DNA نوترکیبی
با استفاده از فناوری DNA نو ترکیبی مطالعه ساختمان و عملکرد ژن بسیار آسان شده است. جداسازی یک ژن از یک کروموزوم بزرگ نیاز دارد به، روشهایی برای برش و دوختن قطعات DNA ، وجود ناقلین کوچک که قادر به تکثیر خود بوده و ژنها در داخل آنها قرار داده میشوند، روشهایی برای ارائه ناقل حاوی DNA خارجی به سلولی که در آن بتواند تکثیر یافته و کلنیهایی را ایجاد کند و روشهایی برای شناسایی سلولهای حاوی DNA مورد نظر. پیشرفتهای حاصل در این فناوری ، در حال متحول نمودن بسیاری از دیدگاههای پزشکی ، کشاورزی و سایر صنایع میباشد.
نمایندگی زیمنس ایران فروش PLC S71200/300/400/1500 | درایو …
دریافت خدمات پرستاری در منزل
pameranian.com
پیچ و مهره پارس سهند
تعمیر جک پارکینگ
خرید بلیط هواپیما
دولت سیستان و بلوچستان حسین امیرعبداللهیان مجلس شورای اسلامی شورای نگهبان افغانستان انتخابات حسن روحانی حجاب دولت سیزدهم امیرعبداللهیان مجلس
سیل ایران هواشناسی تهران شهرداری تهران سازمان هواشناسی باران آتش سوزی یسنا فضای مجازی هلال احمر قوه قضاییه
خودرو قیمت خودرو قیمت دلار مسکن بانک مرکزی قیمت طلا تورم دلار ارز بازار خودرو حقوق بازنشستگان ایران خودرو
صدا و سیما مسعود اسکویی سوئد مهران غفوریان بی بی سی موسیقی تلویزیون ساواک صداوسیما سریال سینمای ایران تبلیغات
رژیم صهیونیستی فلسطین جنگ غزه حماس روسیه آمریکا ترکیه اوکراین انگلیس نوار غزه ایالات متحده آمریکا اتحادیه اروپا
فوتبال پرسپولیس استقلال سپاهان لیگ برتر باشگاه پرسپولیس باشگاه استقلال علی خطیر بازی جواد نکونام تراکتور لیگ قهرمانان اروپا
اینستاگرام آیفون اپل ناسا صاعقه موبایل گوگل تلفن همراه
استرس کبد چرب فشار خون گرما