منو
 کاربر Online
1203 کاربر online

نظریه یک ژن - یک آنزیم

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > زیست شناسی
(cached)


این مطلب از بخش آموزش وب‌سایت المپیاد زیست‌شناسی رشد،انتخاب شده که با فرمت pdf نیز در وب‌سایت المپیاد رشدموجود می‌باشد. برای مشاهده این موضوعات در وب‌سایت المپیاد، به آدرس فهرست مطالب زیست‌شناسی مراجعه کنید. همچنین می‌توانید با کلیک اینجا‌ ، با ویژگی‌های بخش آموزش این وب‌سایت آشنا شوید.


نظریه یک ژن_یک آنزیم


کارهای اولیه درباره این که ژن ها تولید آنزیم هایی را که مسئول مسیرهای بیوشیمیایی هستند، کنترل می کنند توسط George Beadleو Edward Tatumانجام گرفت که در نهایت، مشترکاً جایزه نوبل را برای کارشان دریافت کردند. نه تنها، آنها نظریه یک ژن یک آنزیم را ارائه کردند، بلکه آنها از جهش یافته ها برای مطالعه مسیرهای بیوشیمیایی استفاده کردند. در اوایل دهه 1940، آنها علم ژنتیک بیوشیمی را با استفاده از سویه هایی از کپک نان، نوروسپورا، که نیاز به مواد غذایی داشتند و به کمک آنها هر قدم در مسیر بیوشیمیایی موجود است زنده را مشخص کردند، متحد نمودند.
در طی قرن گذشته، موتور پیشران علم ژنتیک، استفاده از جهش یافته های بوده است. روند جهش زایی، منجر به تولید آلترنانیوهایی برای الل وحشی می شوند و نشان می دهند که فنوتیپ ها، تحت تاثیر و کنترل ژن ها هستند. Beadleو Tatumاز جهش یافته های نوروسپورا استفاده کردند تا مسیر سنتز نیاسین ( ویتامین B3) را در کپک صورتی نان، نوروسپورا، مشخص کنند.
به طور معمول، نوروسپورا، نیاسین را از مسیر نشان داده شده درشکل زیر سنتز می کند. ( شکل زیر ).
img/daneshnameh_up/1/10/bioM0039.jpg
Tatumو Beadle، سویه هایی را جدا کردند که قادر به رشد نبودند مگر اینکه نیاسین در محیط آنها اضافه شود. این سویه ها، در مسیر بیو شیمیایی منجر به تولید نیاسین، دچار نقض بودند. در نتیجه، هر چند که نور و سپورای وحشی قادر به رشد در روی محیط کشت بدون اضافه کردن نیاسین است. این جهش یافته ها قادر به رشد روی محیط بدون additiveنیستند.
Beadleو Tatum ، از روی ساختار نیاسین، حدس هایی در مورد مواد حد واسط در مسیر سنتر این ویتامین می زدند. در نتیجه آنها می توانستند حدس بزنند که احتمالاً چه مواردی را باید به محیط کشت اضافه کنند تا به برخی از این جهش یافته ها امکان رشد بدهند. جهش یافته در جدول، در صورت وجود نیاسین یا اسید 3_hydroxyanthدر محیط کشت،رشد می کند. اما در صورت اضافه کردن kynurenineقادر به رشد نیستند. درنتیجه Beadleو Tatum فهمیدند که این جهش یافته بین kynurenine و 3_hydroxyanthranilicدچار مشکل هستند.جهش یافته ،در صورت وجود 3_hydroxyanthranilic
یا kynurenine در محیط رشد می کند. در نتیجه این دو ماده، باید بعد از مرحله دچار نقص در جهش یافته ، قرار داشته باشند زیرا این جهش یافته ها فقط در حضور tryptophanقادر به رشد نیستندBeadleو Tatum فهمیدند که تریپتوفان در مسیر، قبل از آنزیم جهش یافته قرار دارد. با این نوع تحلیل آنها مسیرهای بیوشیمیایی بسیاری را در نوروسپورا کشف کردند. بسیاری از چرخه های بیوشیمیایی در اکثر موجودات زنده مشابهند و در نتیجه کار Beadleو Tatum اهمیت زیادی داشت.
Beadleو Tatum می توانستند کار خود را با بررسی انباشته شدن مواد در جاندار، ادامه دهند.
در صورتی که یک مسیر بیوشیمیایی در یک نقطه دچار نقص باشد، ماده ای که در آن نقطه قرار دارد، به ماده بعدی تبدیل نمی شود و در نتیجه درون سلول انباشته می شود. در مسیر بیوسنتز نیاسین، در صورتی که توقف بعد از اسید 3_hydroxyanthranilic باشد، این ماده درون سلول تجمع پیدا می کند زیرا قابل تبدیل به ماده بعدی نیست.
البته این نوع تحلیل می تواند نتایج غلطی به دست دهد زیرا ماده انباشته شده ممکن است وارد سایر مسیرهای بیوشیمیایی سلول شود و در آنها مصرف شود. همچنین ممکن است که در صورت سمی بودن ماده، سلول ماده را تجزیه کند که مجدداً نتیجه آن بالا نرفتن غلظت ماده قبل از نقطه جهش در مسیر است. TatumوBeadle از آزمایش های خود به این نتیجه رسیدند که یک ژن تولید یک آنزیم را کنترل می کنند. نظریه یک ژن – یک آنزیم ، بسیار ساده است و موارد نقض دارد و در مطالب بعدی کامل تر خواهد شد. اما به عنوان یک قانون تقریبی، نظریه بسیار سودمندی است و اشاره به رابطه تنگاتنگ ژن ها و مسیرهای بیوشیمیایی دارد.
هر چند که جهش در یک ژن و تولید یک آنزیم ناقص، معمولاً یک مسیر بیوشیمیایی را متوقف می کند، ولی معمولاً اثرات متعددی بر روی فنوتیپ دارد. این اثر به نام pleiotropy شناخته می شود. مثال شناخته شده ای از این موارد،‌ کم خونی داسی شکل است که در اثر جهش در ژن مولد زنجیره در هموگلوبین است. این ژن در حالت هموزیگوت سبب تغییر شکل گولبولهای قرمز می شود.
img/daneshnameh_up/0/06/bioM0041.jpg
داسی شدن این سلولها، 2 اثر عمده بر فنوتیپ دارد.اول اینکه سلولهای داسی در کبد شکسته می شوند و کم خونی ایجاد می شود. اثرات فنوتیپی این پدیده شامل ضعف جسمی، جثه کوچکتر از حد معمول و هاپیرتروفی مغز استخوان که باعث "tower skull" در برخی از مبتلایان می شود، می باشد. اثر مهم دوم، کاهش جریان خون در مویرگ ها به علت انباشته شدن سلولهای غیر طبیعی در آنهاست و به تمامی اندامهای اصلی آسیب می زند. اثرات فنوتیپی آن شامل درد، بیماری های قلبی، روماتیسم و بیماریهای دیگر است. در نتیجه، یک جهش، به تنهایی اثرات متعددی بر فنوتیپ دارد.
img/daneshnameh_up/3/36/bioM0040.jpg


پیوند های خارجی

http://Olympiad.roshd.ir/biology/content/pdf/0027.pdf




تعداد بازدید ها: 16445


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..