رونویسی ( ژنتیک ) – زیست دوازدهم

رونویسی در زیست دوازدهم :

براساس زیست دوازدهم ، واحد سازنده‌ی مولکول DNA نکلئوتید است و دستورالعمل ساخت پلی‌پپتیدها نیز روی مولکول DNA قرار دارد و این پلی‌پپتیدها از جنس آمینواسیدها هستند؛ پس باید بین نوکلئوتیدهای ژن در DNA و آمینواسیدهای پلی‌پپتید، ارتباطی وجود داشته باشد.دنا (DNA) نوع آمینواسیدهای پلی‌پپتید را تعیین می‌کند .
در مولکول DNA ۴ نوع نوکلئوتید وحود دارد که تفاوتشان در نوع بازهای آلی است‌ . درحالیکه پلی‌پپتیدها از ۲۰ نوع آمینو اسید تشکیل می‌شوند.
درحقیقت توالی‌های ۳تایی از نوکلئوتیدهای DNA بیانگر نوعی از آمینواسید می‌باشد.
با این ۴ نوع نوکلئوتید ، ۶۴ توالی ۳ نوکلئوتیدی مختلف می‌توان داشت که رمز ساخت پلی‌پپتیدهایی با ۲۰ نوع آمینواسید می‌باشند.

نکته زیست دوازدهم :

۶۴ نوع کدون داریم و ۲۰ نوع آمینواسید پس نتیجه می‌گیریم که اغلب آمینواسیدها بیش از یک کدون دارند.طبق زیست دوازدهم ، گفتیم که پلی‌پپتیدها بر اساس اطلاعاتDNA و توسط ریبوزوم‌ها در سیتوپلاسم ساخته می‌شوند.

در واقع در سلول‌های هسته‌دار طبق متن کتاب زیست دوازدهم ، چون ریبوزوم‌ها درون هسته وجود ندارند ولی اطلاعات DNA در هسته است ،نیاز به یک مولکول واسطه است تا اطلاعات را از هسته به سیتوپلاسم منتقل کند و آن مولکول RNA می‌باشد. این RNA ها از مولکول DNA ساخته می‌شوند که به ساخته شدن مولکول RNA از روی بخشی از یک رشته مولکول DNA ، رونویسی گفته می‌شود.در فرآیند رونویسی، با توجه به نوکلئوتیدهای رشته DNA، نوکلئوتیدهای مکمل در زنجیره‌ی RNA قرار می‌گیرند و متصل می‌شوند.
رونویسی یک ژن می‌تواند درهر چرخه بارها انجام شود و چندین رشته ساخته شود.عمل رونویسی به کمک آنزیم‌ها انجام می‌شود و در سلول انواعی از RNA می‌تواند ساخته شود.

در پروکاریوت‌ها، وظیفه‌ی ساخت RNA زا یک نوع RNA پلیمراز برعهده دارد ولی در یوکاریوت‌ها، انواعی از RNA پلیمراز وجود دارد‌. برای مثال mRNA (پیک) توسط RNAپلیمراز ۲ و tRNA (ناقل) توسط RNA پلیمراز نوع ۳ و rRNA توسط RNA پلیمراز نوع ۱ ساخته می‌شوند.

مراحل رونویسی :

رونویسی فرایندی پیوسته است ولی آن را به ۳ مرحله تقسیم می‌کنند

مرحله آغاز :

در این مرحله،RNA پلیمراز به DNA متصل می‌شود و دو رشته را از هم باز می‌کند (شکستن پیوندهای هیدروژنی).
برای اینکه رونویسی از محل صحیحی شروع شود ،توالی‌های نوکلئوتیدی ویژه‌ای به نام راه‌انداز در DNA وجود دارد که توسط RNAپلیمراز شناسایی می‌شود .
پس رونویسی از محل دقیق آغاز می‌شود و RNA کوچکی ساخته میشود.

چگونگی عمل RNAپلیمراز :

آنزیم با توجه به نوکلئوتید DNA ، نوکلیوتید مکمل را روبه‌روی آن قرار می‌دهد و این نوکلئوتید را به نوکلئوتید قبلی رشته RNAمتصل می‌کند (برقراری پیوند فسفودی‌استر)

نکته زیست دوازدهم :

در رونویسی،نوکلئوتید یوراسیل‌دار به عنوان مکمل نوکلئوتید آدنین‌دار قرار می‌گیرد.

مرحله آغاز به صورت خلاصه :

▪اتصال آنزیم به راه‌انداز
▪شکستن پیوندهای هیدروژنی بین دو رشته DNA در جلوی راه‌انداز توسط RNAپلیمراز
▪ساختRNA کوتاه

مرحله طویل شدن :

در این مرحله، ساخت RNA ادامه پیدا می‌کند و طویل می‌شود‌.
بر اساس زیست دوازدهم ، همچنان که مولکول RNAپلیمراز پیش می‌رود ،دو رشته‌ی DNA در جلوی آن باز و در چندین نوکلئوتید عقب‌تر ،RNA از DNA جدا می‌شود (شکستن پیوند هیدروژنی ) و دو رشته‌ی DNA مجددا به هم متصل می‌شوند (تشکلیل پیوند هیدروژنی).
در محل رونویسی و نواحی مجاور آن‌ها حابتی شبیه به حباب ایجاد می‌شود و به سوی انتهای ژن پیش می‌رود.

مرحله طویل شدن به صورت خلاصه :

▪جلوی آنزیم :

شکستن پیوند هیدروژنی بین دو رشته DNA

▪داخل حباب :

۱.تشکیل پیوند هیدروژنی بین نوکلئوتیدهای مکمل
۲.تشکیل پیوند فسفودی‌استر در RNA

▪پشت آنزیم :

۱.شکستن پیوند هیدروژنی بین RNA و رشته الگو
۲.تشکلیل پیوند هیدروژنی بین دو رشتهDNA

مرحله پایان :

در زیست دوازدهم گفته شد که در DNA توالی‌های ویژه‌ای وجود دارد که سبب پایان رونویسی توسط آنزیم RNA پلیمراز می‌شوند.
در این محل‌ها، آنزیم از مولکول DNA و RNA تازه ساخت جدا می‌شود و دو رشته DNA به هم متصل می‌شوند.

نکته زیست دوازدهم :

▪اندازه حباب رونویسی ثابت است اما حباب همانند سازی بزرگ می‌شود.(ترکیبی با فصل ۱ زیست دوازدهم‌.)

▪طول RNA با طول ژن برابر است‌.
▪پیوند کوالانسی قابلیت چرخش دارد.فقط یکی از دو رشته DNA در ار ژن رونویسی می‌شود.

برای هر ژن خاص، همیشه و فقط یکی از دو رشته‌ رونویسی می‌شود .
به آن رشته از DNA که مکمل رشته‌یRNA رونویسی شده است، رشته‌ی الگو گفته می‌شود و به رشته‌ی مکمل همین بخش در DNA رشته رمزگذار می‌گویند زیرا توالی نکلئوتیدی آن شبیه به رشته‌ی RNA ساخته شده از روی رشته‌ی الگو است.رشته مورد رونویسی یک ژن ممکن است با رشته مورد رونیسی ژن مجاور خود یکسان یا متفاوت باشد.

نکته زیست دوازدهم :

رشته‌های الگوی ژن‌ها که روی یک رشتهDNA قرار دارند ، همواره در یک جهت رونویسی می‌شوند.

نکته عکس کتاب زیست دوازدهم :

۱.امکان دارد ۲ راه‌انداز در مجاورت هم قرار گیرند.
۲.امکان دارد دو ژن بدون وجود راه‌انداز میان آن‌ها، کنار هم باشند.رنا(RNA ) های ساخته شده دچار تغییر می‌شوند.

در سلول‌های یوکاریوتی، RNA ساخته‌شده در رونویسی با RNA موجود در سیتوپلاسم متفاوت است.این تغییرات در بسیاری از RNAها انجام می‌شود.

نکته زیست دوازدهم:

در یوکاریوت‌ها، گروهس از ژن‌ها اینترون ندارند و فقط اگزون هستند –> دچار پیرایش نمیشوند.

تغیییرات mRNA (RNAپیک) :

در کتاب زیست دوازدهم بیان شد که رنای پیک(mRNA)می‌تواند در حین رونویسی یا پس از آن دچار تغییرات شود.یکی از این تغییرات متداول در یوکاریوت‌ها، حذف بخش‌هایی از مولکول است.
در بعضی ژن‌ها ، توالی‌های معینی از RNA ساخته شده جدا و حذف می‌شوند و سایر بخش‌ها به هم متصل می‌شوند و RNA یکپارچه می‌سازند.(تشکیل پیوند فسفودی‌استر)
این فرایند، پیرایش نام دارد.

این فرایند هنگامی شناخته شد که یک RNA سیتوپلاسمی را با رشته‌ی الگوی ژن در DNA مجاورت دادند و دریافتند که بخش‌هایی از DNA با RNA رونویسی شده ، دو رشته مکمل را تشکیل می‌دهند ولی بخش‌هایی فاقد مکمل باقی می‌ماند.این بخش‌ها به صورت حلقه‌هایی بیرون از مولکول ۲ رشته قرار می‌گیرند و اینترون نام دارند .
این نواحی در DNA قرار دارند ولی رونوشت آن‌ها در mRNA سیتوپلامی حذف شده است .
به سایر بخش‌هایDNA که رونوشت آن‌ها حذف نمی‌شود ، اگزون می‌گویند .
طبق کتاب زیست دوازدهم ، RNA رونویسی شده ، در ابتدا حاوی رونوشت‌های اینترون نیز هست که به این RNA ، RNA اولیه یا نابالغ گفته‌ می‌شود؛ سپس با حذف رونوشت‌های اینترون و پیوستن بخش‌های باقی مانده، RNAبالغ ساخته می‌شود .

نکته زیست دوازدهم :

▪ ژن همواره با اگزون شروع می‌شود و ژن همواره با اگزون تمام می‌شود پس همواره تعداد اینترون‌ها یکی کمتر از اگزون‌هاست.

شدت و میزان رونویسی

میزان رونویسی از یک ژن به مقدار نیاز سلول و فراورده‌های آن بستگی دارد.
بعضی ژن‌ها مانند ژن سازنده‌ی rRNA در سلول‌های تازه تقسیم شده بسیار فعال هستندتا تعداد زیادی از این نوع RNA بسازند.
در این نوع ژن‌ها ، همزمان تعداد زیادی RNAپلیمراز درحال رونویسی هستندو به لین دلیل که در هر زمان ، RNA پلیمرازها در مرحله‌ی مختلفی از رونویسی می‌باشند ، در زیر میکروسکوپ الکترونی، اندازه‌ی RNAهای ساخته شده متفاوت است و از کوتاه به بلند دیده می‌شوند .(پر مانند)

تست :

گزینه  ۱_ در مراحل آغاز و طویل شدن رونویسی، بین ریبونوکلئوتیدهای جدید با رِنای درحال ساخت پیوند فسفودی‌استر ایجاد می‌شود. دقت کنید که بیش‌تر توالی مولکول رنا در مرحلهٔ طویل شدن ایجاد می‌شود.

بررسی سایر گزینه‌ها:

۲) فقط از روی رشتهٔ الگو رونویسی رخ می‌دهد و فعالیت بسپارازی مولکول رنابسپاراز در ارتباط با این رشته است (نه هر دو رشتهٔ دنا)
۳) هم‌چنان که مولکول رنابسپاراز به پیش می‌رود، دو رشتهٔ دنا در جلوی آن باز و در چندین نوکلئوتید عقب‌تر، رنا از دنا جدا می‌شود و دو رشتهٔ دنا مجدداً به هم می‌پیوندند.
۴) با جداشدن رنابسپاراز، توالی رشته الگو (نه رشتهٔ حاصل از رونویسی که رنا است) به رشتهٔ غیرالگو اتصال می‌یابد.

رونویسی ژنتیک در ویکی پدیا