: رمز گشایی ماده ژنتیکی

کاربر Online

703 کاربر online

تاریخچه ی: رمز گشایی ماده ژنتیکی

تفاوت با نگارش: 2

Lines: 1-92

Lines: 1-114

{DYNAMICMENU()}

__واژه‌نامه__

*((واژگان ژنتیک))

*((واژگان ژنتیک پایه))

*((واژگان ژنتیک مولکولی))

*((واژگان ژنتیک پزشکی و انسانی))

__مقالات مرتبط__

*((اصطلاحات رایج در علم ژنتیک))

*((تاریخچه ژنتیک))

*((تنظیم بیان ژن در پروکاریوتها))

*((تنظیم بیان ژن در یوکاریوتها))

*((ژن))

*((ژنتیک))

*((ژنتیک پایه))

*((ژنتیک جمعیت))

*((ساختمان DNA))

*((همانند سازی ژنتیکی))

*((مبانی مولکولی جهش))

*((مهندسی ژنتیک))

*((میتوز))

*((کروموزوم))

__کتابهای مرتبط__

*((کتابهای ژنتیک))

__[http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-view_forum.php?forumId=44|انجمن زیست شناسی]__

__[http://217.218.177.31/mavara/mavara-view_forum.php?forumId=44|انجمن زیست شناسی]__

__مجلات دانشنامه__

*[http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%85%D8%AC%D9%84%D9%87+%DA%98%D9%86%D8%AA%DB%8C%DA%A9|مجله ژنتیک]

*[http://217.218.177.31/mavara/mavara-index.php?page=%D9%85%D8%AC%D9%84%D9%87+%DA%98%D9%86%D8%AA%DB%8C%DA%A9|مجله ژنتیک]

__سایتهای مرتبط__

*سایتهای داخلی

**[http://genetics.persianblog.com/|سرویس خبری ژنتیک و بیوتکنولوژی ایران]

**[http://www.genetics.ir/html/index.php|انجمن ژنتیک ایران]

**[http://213.176.29.3/Rahyaft/R19/1918.htm|مرکز ملی‌ تحقیقات‌ مهندسی‌ ژنتیک‌ و بیوتکنولوژی‌]

**[http://www.bioincubator.ir/|مرکز رشد زیست فناوری]

**[http://ibs.nrcgeb.ac.ir/|انجمن بیوتکنولوژی ایران]

**[http://www.magiran.com/category.asp?cat=8535|نشریات ژنتیک]

**[http://www.rouzbeh.net/rouzbeh/f_gentics.htm|ژنتیک]

**[http://www.keshavarzejavan.com/content/view/24/34/|زیست ایمنی و مسایل مرتبط با مهندسی ژنتیک]

**[http://e.1asphost.com/foolad/forum_posts.asp?TID=132&PN=2|انجمن زیست شناسان ایران (تقسیم سلولی)]

*سایتهای خارجی

**[http://igs.nrcgeb.ac.ir/files/animal.htm|ژنتیک جانوری]

**[http://www.nrcgeb.ac.ir/|مهندسی ژنتیک]

**[http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/launchpad/|کروموزومهای انسان]

**[http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/posters/chromosome/|ژنوم انسان]

**[http://learn.genetics.utah.edu/|علم ژنتیک]

**[http://www.genome.gov/glossary.cfm|واژه های ژنتیک]

**[http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/geneticdisorders.html|ژنتیک]

**[http://en.wikipedia.org/wiki/Genetics|ژنتیک ویکی پدیا]

**[http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/links.shtml|لینکهای مفید ژنتیک]

**[http://www.kumc.edu/gec/|مرکز آموزش ژنتیک]

**[http://www.genome.gov/DIR/VIP/Learning_Tools/genetic_illustrations.html|علم ژنتیک]

**[http://en.wikipedia.org/wiki/DNA|DNA]

__گالری تصویر__

*[http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-browse_gallery.php?galleryId=39|گالری علوم]
**[http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-browse_gallery.php?galleryId=44|گالری زیست شناسی]

*[http://217.218.177.31/mavara/mavara-browse_gallery.php?galleryId=39|گالری علوم]
**[http://217.218.177.31/mavara/mavara-browse_gallery.php?galleryId=44|گالری زیست شناسی]

body=

|~|

{DYNAMICMENU}

>
>||رمز ژنتیکی تعداد نوکلئوتیدهایی است که برای ساختن یک ((اسید آمینه)) لازم است. برای تعیین تعداد این نوکلئوتیدها آزمایشهای زیادی صورت گرفت و مشخص شد که تعداد ((نوکلئوتید|نوکلئوتیدها)) برای ساختن یک اسید آمینه 3 عدد می‌باشد.||

||رمز ژنتیکی تعداد نوکلئوتیدهایی است که برای ساختن یک ((اسید آمینه)) لازم است. برای تعیین تعداد این نوکلئوتیدها آزمایشهای زیادی صورت گرفت و مشخص شد که تعداد ((اسیدهای نوکلئیک|نوکلئوتیدها)) برای ساختن یک اسید آمینه 3 عدد می‌باشد.||

!دید کلی

از سال 1953 که ساختار مولکولی DNA به صورت مارپیچ مضاعف مطرح شد و DNA به عنوان مرکز اطلاعات یاخته و نیز واسطه انتقال اطلاعات از نسلی به نسل دیگر یاخته‌ای مورد تاکید قرار گرفت. مساله اصلی چگونگی دخالت این مولکول در عملکردهای یاخته‌ای بود. از همان زمان این نظر قوت گرفت که سنتز پروتئینها مثل دیگر فرآیندهای زیستی یاخته‌ها تحت کنترل ماده ژنتیکی باشد.

پیشرفتهای حاصل نشان داد که عمل ((پروتئین سازی)) در واقع نوعی ترجمه است که طی آن زبان اطلاعاتی DNA و RNA به زبان اسیدهای آمینه تبدیل می‌شود. توالی اسیدهای آمینه بوسیله ((ساختمان RNA|RNA پیک)) (mRNA) تعیین می‌شود و به عبارت دیگر رمز مربوط به اسیدهای آمینه بر روی mRNA قرار دارد. اما مشخص کردن این امر دشوار و حتی غیر ممکن بنظر می‌رسید زیرا هیچ روشی برای ایجاد ارتباط مستقیم بین رمز اسیدهای آمینه و mRNA وجود نداشت.

از سال 1953 که ((ساختمان DNA|ساختار مولکولی DNA)) به صورت مارپیچ مضاعف مطرح شد و DNA به عنوان مرکز اطلاعات یاخته و نیز واسطه انتقال اطلاعات از نسلی به نسل دیگر یاخته‌ای مورد تاکید قرار گرفت. مساله اصلی چگونگی دخالت این مولکول در عملکردهای یاخته‌ای بود. از همان زمان این نظر قوت گرفت که سنتز پروتئینها مثل دیگر فرآیندهای زیستی یاخته‌ها تحت کنترل ماده ژنتیکی باشد.

پیشرفتهای حاصل نشان داد که عمل ((ترجمه و بیوسنتز انواع پروتئین|پروتئین سازی)) در واقع نوعی ترجمه است که طی آن زبان اطلاعاتی DNA و RNA به زبان اسیدهای آمینه تبدیل می‌شود. توالی اسیدهای آمینه بوسیله ((ساختمان RNA|RNA پیک)) (mRNA) تعیین می‌شود و به عبارت دیگر رمز مربوط به اسیدهای آمینه بر روی mRNA قرار دارد. اما مشخص کردن این امر دشوار و حتی غیر ممکن بنظر می‌رسید زیرا هیچ روشی برای ایجاد ارتباط مستقیم بین رمز اسیدهای آمینه و mRNA وجود نداشت.

{img src=img/daneshnameh_up/7/72/mendl.JPG}

!سیر تحولی

*در اوایل دهه 1950 __پائول زامک نیک__ آزمایشاتی را برای تعیین محل سنتز پروتئین در داخل ((سلول)) انجام داد و تعیین کرد که سنتز پروتئین در اندامکهایی به نام ((ریبوزوم)) صورت می‌گیرد.

*دومین پیشرفت کلیدی توسط __مالون هاگلند__ بدست آمد که نشان داد اسیدهای آمینه برای شرکت در پروتئین سازی در ریبوزومها ، باید به RNA محلول که بعدها ((ساختمان RNA|RNA ناقل)) نامیده شد، متصل شوند.

*سومین پیشرفت کلیدی زمانی حاصل شد که __کریک__ نحوه کد شدن اطلاعات ژنتیکی در زبان 4 حرفی نوکلئوتیدها به زبان 20 حرفی پروتئینها را مورد بررسی قرار داد. لازم به یادآوری است که فقط 20 اسید آمینه در ساختار پروتئینها شرکت دارند.این سه پیشرفت بزودی منجر به شناسایی مراحل اصلی ((سنتز پروتئین)) و نهایتا رمز گشایی ماده ژنتیکی گردید که هر ((اسید آمینه)) را مشخص می‌کند.

*در اوایل دهه 1950 __~~green:پائول زامک نیک~~__ آزمایشاتی را برای تعیین محل سنتز پروتئین در داخل ((سلول انسانی|سلول)) انجام داد و تعیین کرد که سنتز پروتئین در اندامکهایی به نام ((ریبوزوم)) صورت می‌گیرد.

*دومین پیشرفت کلیدی توسط __~~green:مالون هاگلند~~__ بدست آمد که نشان داد اسیدهای آمینه برای شرکت در پروتئین سازی در ریبوزومها ، باید به RNA محلول که بعدها ((ساختمان RNA|RNA ناقل)) نامیده شد، متصل شوند.

*سومین پیشرفت کلیدی زمانی حاصل شد که __~~green:کریک~~__ نحوه کد شدن اطلاعات ژنتیکی در زبان 4 حرفی نوکلئوتیدها به زبان 20 حرفی پروتئینها را مورد بررسی قرار داد. لازم به یادآوری است که فقط 20 اسید آمینه در ساختار پروتئینها شرکت دارند.این سه پیشرفت بزودی منجر به شناسایی مراحل اصلی سنتز پروتئین و نهایتا رمز گشایی ماده ژنتیکی گردید که هر ((اسید آمینه)) را مشخص می‌کند.

!رمز ژنتیکی (Genetic Code)

در بین RNA های مختلف فقط RNA پیک حاوی رمز ژنتیکی برای سنتز پروتئینها می‌باشد. بازهای سازنده RNA پیک فقط 4 نوع هستند در حالی که پروتئینها از 20 نوع اسید آمینه ساخته شده‌اند. بنابراین باید بین بازهای موجود در مولکول RNA پیک و اسیدهای آمینه رابطه‌ای وجود داشته باشد تا بتوان ~~green:رمز 4 حرفی~~ RNA پیک را به رمز 20 حرفی پروتئینها ترجمه کرد. اگر یک نوکلئوتید نماینده یک اسید آمینه فرض شود در این صورت فقط رمز ترجمه چهار اسید آمینه بدست می‌آید (~~green:4¹~~) و اگر دو نوکلئوتید برای یک اسید آمینه در نظر گرفته شود در این صورت رمز ترجمه 16 (~~green:4²~~) اسید آمینه بدست می آید که البته با مقایسه 20 اسید آمینه کافی نیست. اگر 3 نوکلئوتید را رمز ترجمه یک اسید آمینه فرض کنیم در این صورت 64 (~~green:4³~~) رمز برای 20 اسیدآمینه بدست می آید. رمز سه نوکلئوتیدی ، ~~green:رمز بازهای سه گانه~~ (Triplet) نامیده می شود. RNA حامل ، واسط بین اسیدهای آمینه و بازهای سه گانه RNA پیک در پروتئین سازی است.

در بین RNA های مختلف فقط RNA پیک حاوی رمز ژنتیکی برای سنتز پروتئینها می‌باشد. بازهای سازنده RNA پیک فقط 4 نوع هستند در حالی که پروتئینها از 20 نوع اسید آمینه ساخته شده‌اند. بنابراین باید بین بازهای موجود در مولکول RNA پیک و اسیدهای آمینه رابطه‌ای وجود داشته باشد تا بتوان ~~green:رمز 4 حرفی~~ RNA پیک را به رمز 20 حرفی پروتئینها ترجمه کرد. اگر یک نوکلئوتید نماینده یک اسید آمینه فرض شود در این صورت فقط رمز ترجمه چهار اسید آمینه بدست می‌آید (~~green:4¹~~).

اگر دو نوکلئوتید برای یک اسید آمینه در نظر گرفته شود در این صورت رمز ترجمه 16 (~~green:4²~~) اسید آمینه بدست می آید که البته با مقایسه 20 اسید آمینه کافی نیست. اگر 3 نوکلئوتید را رمز ترجمه یک اسید آمینه فرض کنیم در این صورت 64 (~~green:4³~~) رمز برای 20 اسیدآمینه بدست می آید. رمز سه نوکلئوتیدی ، ~~green:رمز بازهای سه گانه~~ (Triplet) نامیده می شود. RNA حامل ، واسط بین اسیدهای آمینه و بازهای سه گانه RNA پیک در پروتئین سازی است.

{img src=img/daneshnameh_up/f/fa/aminoacide1.JPG}

!آزمایش نیرنبرگ برای تعیین رمز اسید آمینه

برای این که بتوان مکانیسم بیوسنتز پروتئینها را مطالعه کرد. نخست باید مخلوط مناسبی از مواد مختلف داخل سلولی تهیه نمود و با افزایش اسیدهای آمینه رادیواکتیو در این محیط واکنشهای سنتز پروتئینها را روشن ساخت. __نیرنبرگ__ 20 نمونه از این مخلوط تهیه کرد و به هر یک از این نمونه‌ها مقداری پلیمر اسید اوریدیلیک و تنها یکی از 20 اسید آمینه را به صورت رادیواکتیو افزوده و نمونه‌ها را در دمای 37 درجه سانتیگراد قرار داد، رسوب حاصل فقط حاوی اسید آمینه فنیل آلانین است. بنابراین رمز ((اسید آمینه|فنیل آلانین)) در پلی u وجود دارد و باز سه گانه مربوطه ~~green:uuu~~ است. نیرنبرگ با تکرار آزمایش و انتخاب پلیمرهای مصنوعی دیگر ، بازهای سه گانه ~~green:ccc~~ را برای رمز ((اسید آمینه|پرولین)) و ~~green:AAA~~ را برای ((اسید آمینه|لیزین)) تعیین کرد.

برای این که بتوان مکانیسم بیوسنتز پروتئینها را مطالعه کرد. نخست باید مخلوط مناسبی از مواد مختلف داخل سلولی تهیه نمود و با افزایش اسیدهای آمینه رادیواکتیو در این محیط واکنشهای سنتز پروتئینها را روشن ساخت. __~~green:نیرنبرگ~~__ 20 نمونه از این مخلوط تهیه کرد و به هر یک از این نمونه‌ها مقداری پلیمر اسید اوریدیلیک و تنها یکی از 20 اسید آمینه را به صورت رادیواکتیو افزوده و نمونه‌ها را در دمای 37 درجه سانتیگراد قرار داد، رسوب حاصل فقط حاوی اسید آمینه فنیل آلانین است. بنابراین رمز ((اسید آمینه|فنیل آلانین)) در پلی u وجود دارد و باز سه گانه مربوطه ~~green:uuu~~ است. نیرنبرگ با تکرار آزمایش و انتخاب پلیمرهای مصنوعی دیگر ، بازهای سه گانه ~~green:ccc~~ را برای رمز ((اسید آمینه|پرولین)) و ~~green:AAA~~ را برای ((اسید آمینه|لیزین)) تعیین کرد.

!روش شیمیایی شناسایی رمزهای سه گانه

نیرنبرگ و یکی از همکاران او به نام __لدر__ با استفاده از روشهای شیمیایی تری‌نوکلئوتیدهای مختلفی را که ردیف بازهای آنها کاملا معلوم بود تهیه نموده و آنها را به جای پلی‌نوکلئوتیدهای مصنوعی در تجربه فوق مورد استفاده قرار دادند. به کمک این تجربیات دانشمندان فوق به این نتیجه رسیدند که هر باز سه گانه بر روی ریبوزوم قرار گرفته و با یک RNA ناقل که حامل اسیدهای آمینه مربوط به این باز سه گانه است پیوند می‌یابد. این ترکیب را می‌توان با روش صاف کردن روی ((نیترات سلولز)) ، به صورت خالص جدا ساخته و اسید آمینه و باز سه گانه موجود در آن را تعیین کرد و رمز مربوطه را شناخت.

نیرنبرگ و یکی از همکاران او به نام __~~green:لدر~~__ با استفاده از روشهای شیمیایی تری‌نوکلئوتیدهای مختلفی را که ردیف بازهای آنها کاملا معلوم بود تهیه نموده و آنها را به جای پلی‌نوکلئوتیدهای مصنوعی در تجربه فوق مورد استفاده قرار دادند. به کمک این تجربیات دانشمندان فوق به این نتیجه رسیدند که هر باز سه گانه بر روی ریبوزوم قرار گرفته و با یک RNA ناقل که حامل اسیدهای آمینه مربوط به این باز سه گانه است پیوند می‌یابد. این ترکیب را می‌توان با روش صاف کردن روی ((نیترات سلولز)) ، به صورت خالص جدا ساخته و اسید آمینه و باز سه گانه موجود در آن را تعیین کرد و رمز مربوطه را شناخت.

{img src=img/daneshnameh_up/7/76/ribosum1.GIF}

!رابطه رمز ژنتیکی با سنتز پروتئینها

از 64 باز سه گانه یا کدون سه کدون به __کدونهای بی‌معنی__ (Nonsense) معروف هستند، فاقد هر گونه رمز برای اسیدهای آمینه هستند اما دست کم دو تا از آنها حاوی علایم پایانی سنتز پروتئینی می‌باشند به این معنی که نقطه پایان پلیمر شدن اسیدهای آمینه به صورت پروتئین را تعیین می‌کنند. 61 کدون باقیمانده حاوی رمزهایی برای انتخاب 20 اسید آمینه هستند و این خود به این معنی است که در رمزهای ژنتیکی بعضی از رمزها تکراری هستند یعنی چند کدون حاوی رمز یک اسید آمینه واحد می‌باشند.

از 64 باز سه گانه یا کدون سه کدون به __~~green:کدونهای بی‌معنی (Nonsense)~~__ معروف هستند، فاقد هر گونه رمز برای اسیدهای آمینه هستند اما دست کم دو تا از آنها حاوی علایم پایانی سنتز پروتئینی می‌باشند به این معنی که نقطه پایان پلیمر شدن اسیدهای آمینه به صورت پروتئین را تعیین می‌کنند. 61 کدون باقیمانده حاوی رمزهایی برای انتخاب 20 اسید آمینه هستند و این خود به این معنی است که در رمزهای ژنتیکی بعضی از رمزها تکراری هستند یعنی چند کدون حاوی رمز یک اسید آمینه واحد می‌باشند.

!ویژگیهای عمومی رمزهای ژنتیکی

*__رمزهای ژنتیکی گسسته نیستند.__ یعنی بین آخرین نوکلئوتید یک رمز و اولین نوکلئوتید رمز بعدی فاصله‌ای وجود ندارد به عبارت دیگر بین دو رمز ژنتیکی ، نوکلئوتیدی بدون رمز وجود ندارند.

*__رمزهای ژنتیکی منحصر به فرد و در عین حال مترادف هستند.__ به این معنی که از یک سو یک رمز ژنتیکی برای اسید آمینه‌ای هم در پروکاریوتها و هم در یوکاریوتها رمزی برای همین اسید آمینه است و به جز ((اسید آمینه|متیونین)) و ((اسید آمینه|تریپتوفان)) هر اسید آمینه بیش از یک رمز دارد (رمزهای مختلف).

*__در بین ترادفهای هر رمز ژنتیکی ، تفاوت بطور معمول مربوط به نوکلئوتید سوم است.__ کمتر اختصاصی بودن باز سوم ، عاملی برای سهولت باز شدن پیوند بین رمز و ضد رمز هنگام سنتز پروتئین است. پدیده تغییر پذیری باز سوم ، انعطاف پذیری نام دارد. پدیده انعطاف پذیری یا لرزش موجب می‌شود برخی ((جهشهای ژنی)) که منجر به تغییر در سومین باز رمز می‌شوند، اثر نامناسبی در سنتز پروتئین بر جای نگذارند.

*__~~green:رمزهای ژنتیکی گسسته نیستند.~~__ یعنی بین آخرین نوکلئوتید یک رمز و اولین نوکلئوتید رمز بعدی فاصله‌ای وجود ندارد به عبارت دیگر بین دو رمز ژنتیکی ، نوکلئوتیدی بدون رمز وجود ندارند.

*__~~green:رمزهای ژنتیکی منحصر به فرد و در عین حال مترادف هستند.~~__ به این معنی که از یک سو یک رمز ژنتیکی برای اسید آمینه‌ای هم در پروکاریوتها و هم در یوکاریوتها رمزی برای همین اسید آمینه است و به جز متیونین و تریپتوفان هر اسید آمینه بیش از یک رمز دارد (رمزهای مختلف).

*__~~green:در بین ترادفهای هر رمز ژنتیکی ، تفاوت بطور معمول مربوط به نوکلئوتید سوم است.~~__ کمتر اختصاصی بودن باز سوم ، عاملی برای سهولت باز شدن پیوند بین رمز و ضد رمز هنگام سنتز پروتئین است. پدیده تغییر پذیری باز سوم ، انعطاف پذیری نام دارد. پدیده انعطاف پذیری یا لرزش موجب می‌شود برخی ((جهشهای ژنی)) که منجر به تغییر در سومین باز رمز می‌شوند، اثر نامناسبی در سنتز پروتئین بر جای نگذارند.

!مباحث مرتبط با عنوان

*((اسید آمینه))

*((اسید نوکلئیک))

*((پر��ین ��ا��ی))

*((ترج��ه ی�� یوسنتز ��نوا�� پروتئین))

*((جهشهای ژنی))

*((ژن))

*((ژنتیک مولکولی))

*((رونویسی RNA))

*((ریبوزوم))

*((س�� روتئی��))

*((��نی ��ولکولی ج��ش))

*((مهندسی ژنتیک))

*((نقشه برداری ژنتیکی ژنهای انسان))

*((نقشه برداری فیزیکی ژنهای انسان))

*((نوکلئوتید))

تاریخچه

توجه:

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..

تفاوت با نگارش: 2

سرویس‌های رشد:

فهرست: