کتاب زیست شناسی پیش دانشگاهی

بخش اول - گوناگونی و تغییر رمز های زندگی

نکات فصل اول (پروتئین سازی )

1-         آلکاپتونوریا یک نوع بیماری ارثی است ( مربوط به ژن و DNA )

2-         ادرار افراد مبتلا به آلکاپتونوریا در مجاورت هوا سیاه رنگ می شود ( واکنش هموجنتیسیک اسید با هوا )

3-         در افراد مبتلا به آلکاپتونوریا آنزیم تجزیه کننده هموجنتیسیک اسید وجود ندارد .( نظر آرچیبلد گرو )

4-         این بیماری رابطه‌ی بین یک ژن و یک نقص آنزیمی را نشان می دهد.

5-         کپک نوروسپورا نوعی قارچ  هاپلوئید (یوکاریوت و n کروموزومی ) می باشد ، که در زمان کوتاهی تعداد زیادی هاگ تولید می کند.

6-         محیط کشت حداقل شامل انواع نمک ها کمی شکر و یک نوع ویتامین به نام بیوتین است .

7-         بیدل و تیتم از اشعه X برای ایجاد جهش در هاگ ها استفاده کردند .

8-         بیدل و تیتم هاگ هایی که در محیط حداقل نمی توانستند رشد کنند را جهش یافته نامیدند .

9-         مسیر متابولیکی پیشنهادی برای تولید آرژینین با توجه به آزمایش های بیدل و تیتم به صورت زیر است .

 

X ارنیتین سیترولین آرژینین

10-     جهش یافته های نیازمند آرژینین 3 دسته‌اند :

a.     گروهی که با اضافه کردن ارنیتین یا سیترولین و یا آرژینین به محیط کشت حداقل رشد می کردند. در این گروه آنزیم شماره‌ی 1 وجود ندارد.

b.     گروهی که با اضافه کردن سیترولین یا آرژینین به محیط کشت حداقل رشد می کنند. در این گروه آنزیم شماره ی 2 وجود ندارد.

c.       گروهی که فقط با اضافه کردن آرژینین به محیط کشت حداقل رشد می کنند. این گروه آنزیم شماره‌ی 3 را ندارند.

11-     بیدل و تیتم نتیجه گرفتند که هر ژن از طریق کنترل تولید یک نوع آنزیم اثر خود را اعمال می کند.

12-    به دلیل اینکه 1) بسیاری از ژن ها پروتئین هایی را رمز می کنند که آنزیم نیستند و 2) بسیاری از پروتئین ها از چند زنجیره‌ی پلی پپتیدی تشکیل شده‌اند که تولید هر زنجیره را یک ژن خاص رهبری می کند ، نظریه یک ژن یک آنزیم به نظریه ی یک ژن یک رشته‌ی پلی پپتیدی تغییر کرده است.

13-     منظور از رمز علائمی است که برای ذخیره سازی و انتقال اطلاعات به کار می رود.

14-     اطلاعات در DNA به صورت رمز است ؛ زبان رمز DNA فقط دارای چهار حرف است ( 4 نوع نوکلئوتید A , T, C , G )

15-     رمز های DNA تعیین کننده ی نوع و ترتیب اسید های آمینه در پروتئین ها می باشند.

16-     در پروتئین ها در کل 20 نوع اسید آمینه وجود دارد.

17-     رمزهای  DNA برای هر اسید آمینه باید حداقل سه حرفی باشند. ( توالی سه نوکلئوتید)

18-     با در نظر گرفتن سه حرفی بودن رمز ها در DNA ، در کل 64 نوع رمز در DNA برای 20 نوع اسید آمینه وجود دارد.

19-     به رمز های DNA کد و به رمز های DNA کدون و به ضد رمز های tRNA آنتی کدون گفته می شود.

20-     رابطه ی بین DNA و سیتوپلاسم را مولکولی به نام RNA برقرار می کند.

21-    دلایل وجود RNA عبارتند از 1) در یوکاریوت ها DNA در هسته است ولی پروتئین سازی در سیتوپلاسم ، پس نیاز به یک واسطه وجود دارد. 2) سلول هایی که فعالیت پروتئین سازی در آنها بیشتر است ، مقدار بیشتری هم RNA دارند. 3) RNA هم در هسته و هم در سیتوپلاسم یافت می شود.

22-     RNA یک مولکول تک رشته ای است که در آن به جای نوکلئوتید T ، نوکلئوتید U وجود دارد و قند نوکلئوتیدهای آن ریبوز است.

23-     در همه ی انواع سلول ها سه نوع RNA وجود دارد که عبارتند از

a.       mRNA که اطلاعات DNA را به ریبوزوم ها در سیتوپلاسم حمل می کند.(RNAی پیک یا پیامبر)

b.       tRNA که آمینو اسید ها را به ریبوزوم منتقل می کند ( RNAی ناقل )

c.       rRNA که همان RNAی ریبوزومی است و در ساختمان ریبوزوم شرکت دارد .

24-     ساخته شدن RNA از روی DNA را رونویسی گویند.

25-     رونویسی اولین قدم برای ساختن پروتئین است.

26-     رونویسی با کمک آنزیمی به نام RNA پلی مراز صورت می گیرد.

27-     سلول های پروکاریوتی فقط یک نوع RNA پلی مراز دارند.

28-     سلول های یوکاریوتی 3 نوع RNA پلی مراز دارند؛ که با شماره های I و II  و III نشان داده می شوند.

29-     RNA پلی مرازI رونویسی از ژن های مربوط به rRNA ها را انجام می دهد.

30-     RNA پلی مرازII رونویسی از ژن های مربوط به mRNA و نیز برخی RNA های کوچک را انجام می دهد.

31-     RNA پلی مراز III رونویسی از ژن های مربوط به tRNA و برخی RNA های کوچک دیگر را انجام می دهد.

32-     رونویسی را در طی سه مرحله می توان نشان داد:

a.     در مرحله اول RNA پلی مراز به راه انداز متصل می شود ( راه انداز قسمتی از DNA است که به RNA پلی مراز امکان می دهد که رونویسی از محل صحیح را آغاز کند)

b.       در مرحله‌ی دوم RNA پلی مراز دو رشته‌ی DNA را از هم باز می کند.

c.     در مرحله‌ی سوم RNA پلی مراز همچون قطاری در طول DNA حرکت و در مقابل هر نوکلئوتید آن ، نوکلئوتید مکمل RNAیی آن را قرار می دهد تا به جایگاه پایان رونویسی برسد ( جایگاه پایان رونویسی بخشی از DNA است که بعد از رونویسی از آن ، RNA پلی مراز و DNA و RNA ساخته شده از هم جدا می شوند و رونویسی پایان می پذیرد.)

33-    در همانند سازی DNA هر از دو رشته به عنوان الگو استفاده می شود ولی در رونویسی فقط از یکی از دو رشته ی مولکول DNA ( ژن مورد نظر) به عنوان الگو استفاده می شود.

34-     هیچ گاه در یک ژن به طور همزمان از دو رشته در یک قسمت رونویسی صورت نمی گیرد.

35-     در بخشی از مولکول DNA ممکن است که به طور همزمان چندین مولکول RNA رونویسی شوند.

36-     نیرنبرگ و همکارانش اولین گروهی بودند که با استفاده از mRNA رمز DNA را کشف کردند.

37-    نیرنبرگ و همکارانش مولکول mRNAی مصنوعی ساختند که فقط از توالی نوکلئوتیدی یوراسیل تشکیل شده بود ، سپس این mRNA را در لوله‌ی آزمایشی قرار دادند که در آن انواع اسید های آمینه و عصاره‌ی استخراجی سیتوپلاسم ( آنزیم های ترجمه) وجود داشت؛ در پایان پلی پپتید ساخته شده را استخراج و تجزیه کردند، این پلی پپتید فقط از اسید آمینه‌ی فنیل آلانین تشکیل شده بود.بنابر این    UUU = یک اسید آمینه فنیل آلانین اضافه کن    می باشد.(رمز فنیل آلانین بر روی DNA توالی AAA می باشد.)

38-     در کل هر اسید آمینه حداقل یک رمز روی RNA (یا DNA )دارد.(بسیاری از اسیدهای آمینه بیش از یک رمز دارند)

39-     سه رمز پایان وجود دارد که عبارتند از UAA  و UAG  و UGA .

40-     رمز آغازین همیشه AUG است که مربوط به اسیدآمینه متیونین است.

41-     در ترجمه توالی نوکلئوتیدی mRNA به توالی آمینواسیدی در رشته ی پلی پپتیدی ترجمه می شود.

42-     در ترجمه در اصل زبان نوکلئیک اسیدی به زبان آمینواسیدی ترجمه می شود.

43-    پروتئین سازی در ریبوزوم ها صورت می گیرد( rRNA ) و tRNA اسید های آمینه را به ریبوزوم حمل می کند و mRNA اطلاعات را به ریبوزوم حمل می کند. ( در پروتئین ستزی هر سه نوع RNA شرکت دارند)

44-      tRNA ساختار برگ شبدری دارد ولی در سلول ساختار اصلی آن شکل L  دارد.

45-     ضد رمز در برگ میانی قرار دارد و آنتی کدون نامیده می شود.

46-     برای هر اسید آمینه حداقل یک نوع tRNA وجود دارد.

47-      قسمت انتهایی و بدون برگ tRNA جایگاه اتصال آمینواسید است و توالی انتهایی آن همیشه CCA می باشد.

48-     tRNA ی دارای آنتی کدون GAA ناقل اسید آمینه‌ی لوسین است و مکمل آن رمز CUU  می باشد.

49-     tRNA ی دارای آنتی کدون UAC ناقل اسید آمینه‌ی متیونین است و مکمل رمز آن AUG می باشد.

50-     tRNA ها ی دارای آنتی کدون های  ACA و ACG  ناقل اسیدآمینه‌ی سیستئین هستند و مکمل رمز آنها UGU و UGC می باشند.

51-     ترجمه دارای سه مرحله‌ی آغاز ، ادامه و پایان است.

52-     فرآیندهای همانند سازی ، رونویسی و ترجمه هر سه از نوع ساختن و نیازمند به انرژی هستند.

53-    ریبوزوم دارای دو زیر واحد بزرگ و کوچک است که زیر واحد کوچک خود دارای دو جایگاه به نام های A برای آمینواسید و P برای پلی پپتید در حال ساخت است.

54-    در مرحله ی آغاز ترجمه tRNAی آغازگر (ناقل متیونین) در جایگاه P ریبوزوم قرار می گیرد و با کدون آغاز ( AUG) رابطه‌ی مکملی برقرار می کند.سپس زیر واحد بزرگ ریبوزوم به زیر واحد کوچک متصل می شود.

55-    در مرحله ی ادامه tRNA ی بعدی در جایگاه A قرار می گیرد و دومین اسید آمینه با اولین اسید آمینه پیوند پپتیدی برقرار می کند، سپس tRNA ی موجود در جایگاه P آزاد شده و جایگاه P خالی می شود و tRNA ی جایگاه A به همراه رشته ی پلی پپتیدی به اندازه ی یک کدون جابجا شده و جایگاه P را اشغال می کندو جایگاه A خالی می شود و  tRNAی سوم در جایگاه A قرار می‌گیرد و ...

56-    در مرحله ی پایان با قرار گرفتن یکی از کدون های پایان در جایگاه A ریبوزوم ، زیر واحد های ریبوزوم و mRNA و رشته ی پلی پپتیدی ساخته شده از هم جدا می شوند و ترجمه به اتمام می رسد.

57-     یک mRNA می تواند به طور همزمان توسط چند ریبوزوم ترجمه شود.

58-     هر mRNA عمر مشخصی دارد و بعد از مدتی از بین خواهد رفت.

59-     در یوکاریوت ها mRNA ی تازه ساخته شده دچار تغییراتی می شود تا به mRNAی بالغ تبدیل شود.

60-     یکی از تغییرات mRNA برای بالغ شدن ، کوتاه شدن آن است.

61-     اگزون بخشی از DNA است که رونوشت آن در mRNA باقی مانده و ترجمه می شود.

62-     اینترون بخشی از DNA است که رونوشت آن در mRNA حذف می شود و ترجمه نمی شود.

63-     اگزون و اینترون مخصوص سلول های یوکاریوتی هستند.

64-     ژن های یوکاریوتی به خاطر داشتن اگزون و اینترون ، گسسته هستند.

65-     بیان شدن یک ژن یعنی اینکه آن ژن مورد استفاده قرار گرفته است و در اصطلاح روشن است .

66-     وقتی ژنی مورد استفاده قرار نگیرد ، خاموش است .

67-     اینکه در یک زمان مشخص ، کدام ژن روشن و کدام ژن خاموش باشد، تنظیم بیان ژن نامیده می شود.

68-     تنظیم بیان ژن برای پاسخ به شرایط محیطی و نمو مهم است.

69-    ماده‌ی ژنتیک همه‌ی سلول های بدن ما یکسان است ؛ تفاوت سلول ها به خاطر این است که در هر نوع سلول فقط بعضی از ژن ها بیان می شوند و روشن هستند و بقیه‌ی ژن ها خاموش هستند.

70-     آنچه که فنوتیپ را تعیین می کند ، نوع پروتئین ها است که خود محصول ژن های روشن هستند.

71-     تنظیم بیان ژن ممکن است در سطوح مختلفی مثل قبل از رونویسی  یا در هنگام رونویسی و یا بعد از رونویسی صورت بگیرد .

72-     معمولا تنظیم بیان ژن در هنگام رونویسی صورت می گیرد ، چون در این حالت انرژی کمتری صرف می شود.

73-     تنظیم بیان ژن در هنگام رونویسی یعنی اینکه اگر به محصول آن ژن نیازی نباشد از آن ژن رونویسی صورت نمی گیرد .

74-     اپران بخشی از DNA است که شامل دو بخش تنظیم کننده و ساختاری است .

75-     بخش تنظیم کننده خود شامل دو قسمت راه انداز و اپراتور است .

76-     بخش ساختاری بخشی است که از روی آن mRNA رونویسی می شود.

77-     بخش ساختاری خود می تواند شامل چندین ژن باشد .

78-    اپران مربوط به سلول های پروکاریوتی است و توسط ژاکوب و مونو برای توضیح نحوه ی بیان هماهنگ ژن ها در باکتری ها پیشنهاد شده است .

79-     بخش تنظیم کننده ، بیان همزمان ژن ها را کنترل می کند.

80-     اپراتور و راه انداز کنار همدیگر هستند .

ژن 3

ژن 2

ژن 1

اپراتور

راه انداز

 

 

 


81-    بخشی به نام ژن تنظیم کننده که ممکن است فاصله ی زیادی از راه انداز داشته باشد باعث تولید پروتئینی به نام مهار کننده می شود ( پروتئین تنظیم کننده )

82-    چسبیدن مهار کننده به به اپراتور ، سدی در جلو RNAپلی مراز ایجاد می کند که به راه انداز چسبیده است و بنابر این ژن خاموش می شود.

83-    در اپران لک با ورود لاکتوز به محیط ، لاکتوز در باکتری به الولاکتوز (عامل تنظیم کننده) تبدیل می شود که الولاکتوز به مهار کننده (پروتئین تنظیم کننده ) می چسبد و از اتصال آن به اپراتور جلوگیری می کند و بنابر این اپران لک روشن می شود.

84-     در سلول های یوکاریوتی ساختار اپران وجود ندارد .

85-    در سلول های یوکاریوتی فرصت بیشتری برای تنظیم بیان ژن وجود دارد چون DNA در هسته است و از سیتوپلاسم (محل ترجمه) جدا می باشد.

86-    در سلول های یوکاریوتی تنظیم بیان ژن ممکن است در سطوح رونویسی یا حتی ترجمه ( در سیتوپلاسم ) صورت گیرد .
(قبل از رونویسی
رونویسی بعد از رونویسی ) که اینها در هسته است /  (قبل از ترجمه ترجمه بعد از ترجمه ) که این ها در سیتوپلاسم است .

87-     غالبا تنظیم بیان ژن در یوکاریوت ها در هنگام شروع رونویسی صورت می گیرد.

88-    در یوکاریوت ها RNAپلی مراز به تنهایی نمی تواد راه انداز را شناسایی کرده و بر روی آن قرار گیرد و برای این کار نیاز به بخش های پروتئینی به نام عوامل رونویسی دارد .

89-     عوامل رونویسی بسیار متنوع و متعدد هستند و نقش های مختلفی را در تنظیم بیان ژن دارند .

90-     گروهی از عوامل رونویسی در ابتدا با راه انداز متصل می شوند و بعد از آن RNAپلی مراز به آنها می پیوندد .

91-     افزاینده بخشی از مولکول DNA‌است که به کمک عوامل رونویسی متصل به آن (فعال کننده) ، عمل رونویسی را تقویت می کند .

92-     افزاینده بر خلاف راه انداز ممکن است هزاران نوکلئوتید از ژن فاصله داشته باشد .

93-    افزاینده و فعال کننده متصل به آن با تشکیل یک حلقه در DNA در کنار RNAپلی مراز و سایر عوامل رونویسی روی راه انداز قرار می گیرند و به این ترتیب عوامل رونویسی متصل به راه انداز فعال شده و ژن روشن می شود.

94-     افزاینده و فعال کننده هستند که عوامل رونویسی متصل به راه انداز را فعال می کنند.

95-     هر گونه تغییر در DNA را جهش می نامیم .

96-     جهشی که در سلول های جنسی رخ دهد ممکن است به زاده ها منتقل شود.

97-     جهشی که در سلول های پیکری رخ دهد فقط بدن خود فرد را تحت تأثیر قرار می دهد و به نسل بعد منتقل نخواهد شد.

98-     جهش هایی که یک یا چند نوکلئوتید ژن را روی یک کروموزوم تغییر می دهند ، جهش نقطه‌ای نامیده می شوند.

99-     در کل جهش های نقطه‌ای دو نوع هستند 1) جهش های جانشینی که در آن در جای یک نوکلئوتید ، نوکلئوتیدی از نوع دیگر قرار می گیرد .  2) جهش های افزایشی یا کاهشی که یک یا چند نوکلئوتید در ژن حذف یا اضافه می شود.

100- جهش های افزایشی یا کاهشی معمولارمز های سه حرفی را به هم می ریزند .

101- جهشی که باعث اشتباه خوانده شدن حروف سه نوکلئوتیدی شوند ، جهش تغییر چهارچوب نامیده می شوند زیرا چهارچوب الگوی خواندن در یک یا دو موضع جابجا می شود.

102- جهش های نقطه ای می توانند باعث شوند که الف) پروتئین مورد نظر ساخته نشود    ب) پروتئینی متفاوت ساخته شود که عملکرد متفاوتی داشته باشد.

103- گاه جهش جانشینی بی تأثیر است چون بعضی از اسید های آمینه بیش از یک رمز دارند .
مثال:
GGU و UGC هر دو رمز های مربوط به سیستئین هستند بنابراین اگر در جهش جانشینی به جای C  ، U
قرار بگیرد مشکلی پیش نمی آید .