تعريف رمز:

×علايمي است كه از آن براي ذخيره سازي و انتقال اطلاعات استفاده مي شود. مثلاً زبان فارسي 32 علامت رمز (32 حرف)  دارد كه با آن مي شود كلمات مختلفي را ساخت.

×همانطور كه مي دانيد در ساختار مولكول DNA فقط چهار نوع نوكلوئيد (A، T ، C و G   ) بكار رفته است، به عبارت ديگر مولكول DNA به صورت يك الفباي چهار حرفي مي باشد. از طرفي مي دانيد كه 20 نوع آمينواسيدهاي مختلف در ساختار پروتئين ها بكار مي رود. لذا رابطه بين DNA و پروتئين نمي تواندبر مبناي (يك رمز نوكلئوتيد = يك آمينواسيد) قابل توجيه باشد. (4=4¹ =4ⁿ) در اين صورت فقط چهار آمينواسيد كلمه رمز خواهد داشت (چند حرفي بودن = n و تعداد بازها = 4). ولي اگر رمزهاي با بيش از يك نوكلئوتيد را براي آمينواسيد در نظر بگيريم ممكن است رابطه معقولي را بدست آوريم. اما سوالي كه پيش مي آيد  اين است: چند نوكلئوتيد؟

×اگر رمزها 2 حرفي باشند (2 نوكلئوتيد) در آنصورت فقط 16 آمينواسيد كلمه رمز خواهند داشت(4=4² =4ⁿ). به عبارت ديگر با چهار نوكلئوتيد 16 كلمه رمز دو حرفي مي توان نوشت (نظير : AA ، CC ،‌GGG ، TT، AC، AG ، AT ، GC ، …………) . با توجه به وجود 20 نوع آمينواسيد، رمز دو حرفي نمي تواند مورد قبول واقع شود . زيرا چهار آمينواسيد كلمه رمز نخواهند داشت.

×اگر رمزها را سه حرفي در نظر بگيريم در آنصورت 64 كليد رمز سه(4=4³ =4ⁿ) حرفي  خواهيم داشت (نظير AAA ، GGG ؤ CCC ، TTT ، GGA ، GCC ، GAA و ………) كه كاملاً منطقي مي باشد. در اين صورت يك آمينواسيد ممكن است بيش ازيك كليد رمز داشته باشد.

نتيجه گيري : رمزهاي مولكول DNA سه حرفي مي باشند.

رابط بين DNA و پروتئين:

در موجودات يوكاريوت مولكول DNA  در داخل هسته قرار دارد در حالي كه سنتز پروتئين در سيتوپلاسم در محل ريبوزوم ها صورت مي گيرد. بنابراين اطلاعات ژنتيكي بايد از جايگاه اصلي خود يعني هسته به محل بكارگيري يعني سيتوپلاسم ارسال گردد. به همين سبب انتظار مي رود نوعي مولكول ميانجي ارتباط بين DNA و ريبوزوم را برقرار كند. اين مولكول ميانجي RNA مي باشد. دلايلي كه منجر شد دانشمندان به اين نتيجه برسند كه مولكول RNA به عنوان ميانجي است به قرار زير است:

الف ) در سلولهايي كه پروتئين سازي شديد است RNA فراواني يافت مي شود و بالعكس. مثل سلولهاي جگر.

ب) RNA هم در هسته يافت مي شود و هم در سيتوپلاسم (البته در هسته ساخته شده و در سيتوپلاسم بكار مي رود)

×حال سوالي پيش مي آيد و آن اين است كه چرا خود مولكول DNA نمي تواند مستقيماً براي سنتز پروتئين بكار برده شود؟ با دلايل مختلف مي توان به اين سؤال پاسخ داد:

الف) DNA مولكول بزرگي است و از منافذ غشاي هسته نمي تواند عبور كند.

ب) اگر مولكول DNA به طور مستقيم بكار برده مي شد بي ترديد تحت تأثير عوامل مختلف دروني ياخته ها به ويژه آنزيم ها و عوامل محيطي آسيب مي ديد.

×انواع RNA در سلول وجود دارد. در جدول زير انواع RNA و نقش آنها بيان شده است.

مقايسه ساختاري مولكول DNA و RNA :

بين مولكول DNA و RNA تفاوت هاي ساختاري وجود دارد كه در جدول زير مشاهده مي شود.

رونويسي:

×به ساخته شدن RNA از روي DNA با كمك آنزيم RNA پلي مراز، رونويسي گويند كه اولين قدم براي ساخت پروتئين هاست. به عبارت دقيق تر رونويسي فرايندي است كه ضمن آن بادخالت آنزيم هاي اختصاصي (RNA پلي مراز)، مصرف مولكولهاي پر انرژي (ATP) و بكارگيري نوكلئوئيدها، تركيبات نوكلئوتيدي موجود در مولكول DNA به سنتز نوعي RNA ها(mRNA، tRNA ،  rRNA) مي انجامد.

آنزيمي كه عمل رونويسي را انجام مي دهد RNA پلي مراز است. درپروكاريوت ها يك نوع RNA پلي مراز رونويسي همه نوع RNA ها را انجام مي دهد اما دريوكاريوت ها علاوه بر RNA  پلي ـ مراز خاصي كه در دواندامك كلروپلاست و ميتوكندري آنها موجود است سه نوع RNA پلي مراز در هسته آنها موجود مي باشد. در جدول زير انواع RNA پلي مرازها و نقش آنها بيان شده است.

پيش سازهاي mRNA:

 RNA پيش ساز هر مولكول mRNA نهايي يوكاريوتي را كه  نواحي داراي اطلاعات دارا و فاقد اطلاعات (بعداً بحث مي شود) مي باشد پيش سازهاي mRNA يا RNA ناهمگن هسته اي مي نامند.

RNA هاي كوچك هسته اي:

 RNA هايي هستند كوچك كه در عمل پردازش پيش سازهاي mRNA يعني حذف نقاط فاقد اطلاعات و به هم چسبيدن نقاط داراي اطلاعات نقش دارند. (بعداً بحث مي شود)

×ويژگي هاي آنزيم RNA پلي مراز از پروكاريوتي: آنزيمي بزرگ كه از 6 زير واحد تشكيل شده است كه البته زير واحدی به نام زيگما جايگاه صحيح آغاز رونويسي را برروي مولكول DNA تشخيص مي دهد (راه انداز) و پس ازتشخيص از مجموعه آنزيم جدا مي شود.

× RNA پلي مراز پروكاريوتي توانايي تشخيص راه انداز را دارد.

تعريف راه انداز:

× بخشي از ژن است كه امكان شروع ساختن RNA مربوط به آن ژن را فراهم مي سازد، والبته آنزيم RNA پلي مراز نيز به اين جايگاه متصل مي شود. در حقيقت راه انداز به آنزيم RNA پلي مراز اجازه مي دهد تا رونويسي را از محل صحيح آغاز كند و مثلاً رونويسي از وسط ژن شروع نشود.

ويژگي آنزيم هاي RNA پلي مراز يوكاريوتي:

× اين آنزيم ها ساختار پيچيده تر از آنزيم RNA پلي مراز پروكاريوتي دارند و از چندين زيرواحد تشكيل شده اند. هيچ كدام از اين آنزيم ها برخلاف آنزيم RNA پلي مراز پروكاريوتي
نمي توانند مستقيماً راه اندازي راشناسائي كنند بلكه هر يك به پروتئين هاي ويژه اي كه عوامل رونويسي نام دارند، نياز دارند .

مراحل رونويسي:

رونويسي را مي توان در مراحل مختلف به صورت زير شرح داد.

مرحله (1) : الف) شناسائي راه انداز ژن موردنظر توسط آنزيم RNA پلي مراز

                ب) اتصال صحيح RNA پلي مراز به راه انداز ژن

مرحله (2): باز شدن دو رشته DNA توسط آنزيم RNA پلي مراز (شكستن پيوند هيدروژني)

مرحله (3): شروع رونويسي از جايگاه آغاز رونويسي

جايگاه آغاز رونويسي:

× اولين نوكلئوتيدي از DNA كه رونويسي مي شود.

×رونويسي فقط از يك رشته ژن صورت مي گيرد.

×در اين مرحله (مرحله 3) آنزيم RNA پلي مراز همچون قطاري روي DNA حركت مي كند (كه بااستفاده از انرژي حاصل از تجزيه ATP صورت مي گيرد) و در مقابل دئوكسي ريبونوكلئوئيد DNA اي ريبونوكلئوئيد RNA اي قرار مي دهد. (تشكيل پيوند هيدروژني) همچنين ريبونوكلئوتيد جديد را به ريبونوكلئوتيد قبلي وصل مي كند.(تشكيل پيوند فسفودي استر)

مرحله (4) در اين مرحله رونويسي پايان مي يابد بدين صورت كه پس از رونويسي جايگاه پايان رونويسي توسط RNA پل مراز، مولكول RNA پلي مراز، DNA و mRNA ساخته شده از هم جدا شده و مولكول mRNA براي ترجمه آزاد مي شود.

به طور معمول برا ي مرحله پايان رونويسي دو مرحله در نظر گرفته مي شود:

الف) مرحله كندشدن حركت RNA پلي مراز برروي ژن

ب) مرحله پايان حقيقي

× كند شدن RNA پلي مراز برروي ژن بدين ترتيب صورت مي گيرد كه در نزديك به انتهاي ژن يك ناحيه غني از بازهاي C و G وجود دارد. همانطور كه مي دانيد بين C و G سه پيوند هيدروژني برقرار است. بنابراين جدا كردن آنها از هم مشكل خواهد بود كه اين موجب كند شدن حركت آنزيم RNA پلي مراز خواهد شد.

× در مرحله پايان حقيقي ، يا با فعاليت پروتئين هاي خاصي موجب پايان رونويسي مي شود و يااينكه با ترادف هاي خاصي كه در ژن وجود دارد موحب تشكيل ساقه ـ حلقه شده و رونويسي پايان مي يابد.

×عمل رونويسي در هسته يوكاريوت و سيتوپلاسم پروكاريوت ها صورت مي گيرد. (در پروكاريوت ها هسته وجود ندارد)

× RNA هاي ساخته شده از ژن ساختار پر مانند را به نمايش مي گذارد.

×از روي يك ژن، يك نوع mRNA ولي به تعداد فراوان ساخته مي شود.

مقايسه عمل همانندسازي و رونويسي:

 در جدول زير دو فرايند همانند سازي و رونويسي مقايسه شده است.

چگونگي كشف رمز DNA :

×رمزهاي ژنتيكي مربوط به اسيدهاي آمينه مختلف و علائم توقف سنتز زنجيره پلي پپتيدي (رمزهاي پايان) طي يك سري آزمايش ها در سالهاي 1960 توسط نيرنبرگ و ماني صورت پذيرفت.

×آنان نوع خاصي از RNA را به طور مصنوعي ساختند كه فقط نوكلئوئيد يوراسيل داشت. RNA ساخته شده را درلوله آزمايشي حاوي مايع استخراج شده از سيتوپلاسم باكتري E.Coli قرار دادند. قطعاً در اين مايع ريبوزوم،20 نوع آمينواسيد، tRNA ، آنزيم و منبع انرژي (ATP) وجود داشت. بنابراين در لوله آزمايش عمل پروتئين سازي صورت پذيرفت و رشته پلي پپتيدي ساخته شد. پس ازتجزيه رشته پلي پپتيدي مشخص شد كه فقط اسيد آمينه فنيل آلانين در ساختار اين پلي پپتيد بكار رفته است. پس متوجه شد كه UUU رمز قرار گرفتن اسيد آمينه فنيل آلانين برروي رشته پلي پپتيد است.                              

 ×درآزمايش هاي مشابه، mRNA ي مصنوعي ساخته شده از نوكئوتيدهاي سيتوزين و آدنين به صورت جداگانه به ترتيب زنجيره هاي پپتيدي ساخته شده منحصراً از اسيد آمينه پرولين (CCC) و ليزين(AAA) است  . به همين ترتيب محققان ديگر توانستند با آزمايش مشابه نيرنبرگ رمزهاي هر يك از 20 نوع آمينواسيد راشناسائي كنند.

×هر رمز سه نوکلئوتیدی RNA  را کدون گویند.

64× کدون وجود دارد که 61 کدون برای بیست نوع آمینو اسید (یک آمینو اسید ممکن است چندین کدون داشته باشد) و سه کدون برای پایان پروتئین سازی است(کرون پایان= UAA،UAG و UGA) که هیچ آمینو اسیدی را کد نمی کند.

عموميت داشتن رمزهاي ژنتيك (ياكدون ها)

×رمزهاي ژنتيكي تقريباً در تمام موجودات يكسان است. اين خاصيت راعموميت داشتن رمزهاي ژنتيك مي نامند. به اين معني كه يك رمز ژنتيكي اسيد آمينه خاص، هم درپروكاريوت ها و هم در يوكاريوت ها همان معني را مي دهد. مثلاً AUG كدون اسيد آمينه متيونين در همه جانداران است.

ترجمه (سنتز پروتئين):

×فرايندي است كه در آن اطلاعات موجود در RNA براي ساختن پروتئين ها استفاده مي شود. بكار بردن كلمه ترجمه در اين جا مناسب است زيرا حرف نوكلئوئيد RNA به حرف آمينواسيد پروتئين تغيير مي كند.

×عمل ترجمه در سيتوپلاسم واقع در محل ريبوزوم صورت مي گيرد.

×اندامك هاي ميتوكندري و كلروپلاست داراي DNA اختصاصي مي باشند و درآنها ريبوزوم و RNA يافت مي شود بنابراين در اين اندامك ها نيز عمل ترجمه صورت مي گيرد.

×براي انجام عمل ترجمه در سلول نياز به عوامل زير مي باشد:

mRNA  ـ ريبوزوم ـ tRNA ـ اسيدهاي آمينه ـ آنزيم و عوامل پروتئيني ـ ATP

mRNA :

اين مولكول حاوي اطلاعات ژن موردنظر مي باشد و آنزيم RNA پلي مراز II در هسته يوكاريوت ها و RNA پلي مراز پروكاريوتي در سيتوپلاسم پروكاريوت ها طي عمل رونويسي آن را مي سازد.

ريبوزوم:

× محل ساخت پروتئين هاست. هر ريبوزوم از دو بخش كوچك و بزرگ تشكيل شده است كه هر بخش از پروتئين ها+ انواع RNA ريبوزومي (rRNA) تشكيل مي شود.

×ريبوزوم ها در هستك يوكاريوت ساخته مي شوند و از بخشي ازDNA كه درهستك است، RNA مربوط به ريبوزوم رونويسي مي شود.

×ريبوزوم هاي سلولهاي يوكاريوتي بزرگتر و پيچيده تر (حدود 80 نوع پروتئين و چهارنوع rRNA) از ريبوزوم هاي سلولهاي پروكاريوتي (حدود 50 نوع پروتئين و سه نوع rRNA) مي باشند.

×ريبوزوم هاي پروكاريوتي مشابه با ريبوزوم هاي درون كلروپلاست و ميتوكندري سلولهاي يوكاريوتي اند ولي با ريبوزوم هاي سيتوسلي و ريبوزوم هاي متصل به غشاء اندامك هاي شبكه آندوپلاسمي و هسته سلولهاي يوكاريوتي متفاوتند.

tRNA (RNA ناقل):

× نقش اين RNA انتخاب آمينواسيدها و انتقال آن به محل ريبوزوم ها مي باشد.

×حداقل 20 نوع tRNA در سلول موجود مي باشد و بعضي آمينواسيدها بيش ازيك نوع tRNA دارند. tRNA ها، مولكولهاي RNA كوچك تك رشته اي متشكل از 74 تا 95 نوكلئوئيد مي باشند و بخش هاي دو رشته اي مشاهده شده در آنها در نتيجه تاخوردگي مولكول tRNA روي خود حاصل شده است.

× tRNA  ها به دو صورت برگ شبدري و ساختارهاي L شكل قابل مشاهده اند، ولي ساختار واقعي tRNA ها در سلول به صورت حرف  L  است.

بخش هاي مختلف tRNA در ساختار برگ شبدري:

هر tRNA شامل حلقه و بازو است.حلقه ها شامل حلقه آنتی کدونی و حلقه های غیر آنتی کدونی می باشد.حلقه های غیرآنتی کدونی شامل سه حلقه است و نقش آنها کمک به نگهداری tRNA بر روی ریبوزوم می باشد. حلقه آنتی کدونی حاوی سه باز مکمل mRNA است که تعیین کننده نوع آمینو اسید tRNA می باشد. 

بازوی tRNAجایگاه پذبرنده آمینو اسید خاص است.در این جایگاه توالی CCA مختص به همه tRNA ها می باشد.

×به سه نوكلئوئيدي كه برروي حلقه آنتي كدوني tRNA قرار دارد آنتي كدون مي گويند كه مكمل كدون هاي mRNA مي باشد. در جدول زير رمز (كد) ، كدون و آنتي كدون و روابط مكملي بين آنها مشخص است.

×سه كدون پايان (UGA,UAG,UAA) هيچ tRNA اي در سلول ندارند.

چگونه خوانده شدن رمزهاي موجود در RNA :

×هر آنتي كدون tRNA مكمل يكي از كدون هاي mRNA  است. (جدول فوق) . مثلا tRNA اي كه آنتي كدون GAA آن به كدون CUU متصل مي شود (با پيوند هيدروژني) ناقل لوسين است.

فرايند ترجمه:

 در سه مرحله آغاز، ادامه و پايان قابل بررسي است.

در عمل ترجمه پروكاريوت ها ويوكاريوت ها تفاوت هايي ديده مي شود و سيستم سنتز پروتئين يوكاريوتي پيچيده تر است. دراين جا فقط سيستم پروتئين سازي درسلولهاي پروكاريوتي شرح داده خواهد شد.

وقايع مرحله آغاز :

1)      تشخيص كدون آغاز توسط بخش كوچك ريبوزوم

2)      اتصال بخش كوچك ريبوزوم به mRNA در مجاورت كدون آغاز

3)      انتقال اسيدآمينه آغازي (متيونين) توسط tRNA آغازگر به جايگاه P  ريبوزوم

4)      اتصال بخش بزرگ ريبوزوم به بخش كوچك و كامل شدن ريبوزم براي عمل ترجمه

در مرحله آغاز جزء كوچك ريبوزوم به همراه فاكتورهاي پروتئيني خاص، كدون آغاز را كه AUG مي باشد شناسايي مي كند و به آن مي چسبد. البته نشانه سنتز پروتئين پيچيده است و علاوه بركدون AUG ، ‌ترتيب ديگري را نيز شامل مي شود. اين ترتيب ها موجب تشخيص رمز آغازين AUG از ديگر رمزهاي AUG  كه در mRNA قرار دارند، مي شود. بررسي هايي كه انجام شد مشخص شد كه محل اتصال ريبوزوم به mRNA در پروكاريوت ها داراي حدود 5 تا 8 نوكلئوئيد غني از پورين (G,A) مي باشد. اين ناحيه غني از پورين قبل ازكدون AUG آغازي قرار دارد و در تمام mRNA هاي پروكاريوتي كه تاكنون بررسي شد وجود دارد. اين 5 تا 8 نوكلئوئيد و ترتيب و  توالي آنها راتوالي پيشرو (قبل از AUG) گويند. اين توالي به صورت (UAAGGAGG……….AUG) است.پس از اتصال صحيح جزء كوچك ريبوزوم به محل اتصال ويژه (توالي پيشرو) اولين اسيد آمينه كه متيونين مي باشد پس از فعال شدن توسط ATP و متصل شدن به tRNA خاص خود (tRNA اغازگر) كه حاوي آنتي كدون مربوط به اين آمينواسيد است (اين كار را  آنزيم خاصي صورت مي دهد) به جزء كوچك ريبوزوم كه سنتز پروتئين را آغاز كرده است منتقل مي گردد. در يوكاريوت ها كلاهكي انتهاي mRNA وجود دارد كه ريبوزوم را به AUG آغازين هدايت مي كند. اين كلاهك درواقع دونوكلئوتيدي و با ساختارهاي غيرعادي مي باشد. وجود كلاهك براي شروع پروتئين سازي در يوكاريوت ها لازم است.

وقايع مرحله ادامه :

1)      وارد شدن tRNA حامل آمينواسيد بعدي به جايگاه A

2)      رها شدن آمينواسيد متيونين از tRNA آغازگر موجود در جايگاه p

3)      تشكيل پيوند پپتيدي بين آمينواسيد متيونين و آمينواسيد متصل به tRNA حامل آمينواسيد دوم

4)      انجام عمل جا به جايي

× پس از تشكيل تركيب آغازين، دومين آمينواسيد فراخوانده مي شود. اين آمينو اسيد را به همان ترتيبي كه گفته شد  ATP و آنزيم خاص فعال كرده به tRNA خاص خود متصل مي كند. پس tRNA حاوي آمينواسيد موردنظر خود به كمك عوامل پروتئيني طويل كننده به ريبوزوم منتقل شده و درجايگاه A ريبوزوم قرار مي گيرد. دراين هنگام پيوند بين متيونين و tRNA آغازگر گسسته شده و tRNA آغازگر جايگاه P راترك مي كند و پيوند پپتيدي بين ميتونين و آمينواسيدي كه به tRNA خاص خود واقع در جايگاه A متصل است، تشكيل مي شود. تشكيل اين پيوند را آنزيم خاصي به نام پپتيديل ترانسفراز صورت مي دهد. اين آنزيم يكي ازآنزيم هاي جزء بزرگ ريبوزوم مي باشد.

تعريف جا به جايي:

جا به جا شدن ريبوزوم به اندازه يك كدون در طول mRNA

نتيجه جابه جائي:

×خالي شدن جايگاه A ريبوزوم به منظور ورود tRNA حامل آمينواسيد بعدي.

× با ورود tRNA حاوي آمينواسيد سوم به جايگاه A چرخه فوق دوباره تكرار مي شود تا tRNA حاوي آمينواسيدهاي بعدي نيز وارد جايگاه A شوند.

وقايع مرحله پايان:

1)      قرار گرفتن يكي از كدون هاي پايان (UGA,UAG,UAA) در جايگاه A ريبوزوم

2)      قرار گرفتن عامل پايان ترجمه در جايگاه A

1)      جدا شدن دو بخش كوچك و بزرگ ريبوزوم از يكديگر از mRNA و پايان پروتئين سازي

×كدون پايان وارد جايگاه p ريبوزوم نمي شود.

×عامل پايان ترجمه پس ازورود به جايگاه A موجب انتقال tRNA حاوي پلي پيتيد از جايگاه A به جايگاه P مي شود و خود در جايگاه A ريبوزوم قرا رمي گيرد.

× وقتي يكي از كدون هاي پايان وارد جايگاه A ريبوزوم شد، براي اين
كدون ها هيچ آمينواسيدي وجود ندارد و درنتيجه عوامل پروتئيني پايان ترجمه (عوامل رها كننده) به ريبوزوم مي رسند و وارد جايگاه A مي شوند. پس ازورود عامل پايان ترجمه ازجايگاه A، آنزيم پپتيديل ترانسفراز كه موجب تشكيل پيوندپپتيدي بين آمينواسيدها مي شود، خاصيت هيدرولازي پيدا كرده و پيوند بين tRNA و زنجيره پلي پيتيدي متصل به آن راهيدروليز مي كند و درنتيجه پلي پپتيد رها مي شود. سپس دو بخش بزرگ و كوچك ريبوزوم از هم و از mRNA جدا شده و پروتئين سازي به پايان مي رسد.

×جهت جريان اطلاعات ژني هميشه يك طرفه و از DNA به سمت پروتئین است.

ترجمه

انیمیشن

انیمیشن

انیمیشن

ژنهاي يوكاريوتي گسسته اند:

× دريوكاريوت ها RNAاي كه مستقيماً از نتيجه فعاليت RAN پلي مراز حاصل مي شود mRNA اوليه ناميده مي شود. اين RNA پس از تغييراتي كه پيرايش ناميده مي شود به mRNA بالغ تبديل شده و براي ترجمه به سيتوپلاسم فرستاده مي شود.

×در mRNA اوليه مناطقي وجود دارد كه در mRNA بالغ وجود ندارد كه به آن رونوشت اينترون گويند. اينترون بخشي از مولكول DNA است كه رونوشت آن در mRNA بالغ حذف مي شود. (نقاط فاقد اطلاعات). مناطقي كه هم از mRNA اوليه هم در mRNA بالغ وجود دارد به آن رونوشت اگزون گويند. پس اگزون بخشي ازمولكول DNA است كه رونوشت آن در mRNA بالغ باقي مي ماند (نقاط داراي اطلاعات)

×براي درك بهتر مطلب، اگر از طريق توالي آمينواسيدي يك رشته پلي پپتيدي DNA تك
رشته اي بسازيم و آنرا با mRNA اوليه مربوط به رشته پلي پيتيدي جفت كنيم، در mRNA اوليه يك سري حلقه تشكيل مي شود و فقط در بعضي نقاط mRNA اوليه با DNA مصنوعي جفت مي شود

×در حقيقت نقاط جفت شده رونوشت اگزون در mRNA اوليه است كه در DNA مصنوعي نيز (در واقع mRNA بالغ) وجود دارد. نقاطي از mRNA اوليه تشكيل حلقه داده است رونوشت اينترون است كه در DNA مصنوعي وجود نداشت.

×هميشه اولين و آخرين قسمت mRNA اوليه رونوشت اگزون است.

×گسسته بودن ژن ها خاص يوكار يوت ها نيست و گروهي از پروكاريوت ها به نام آركي باكتري ها نيز داراي ژنهاي گسسته اند.

×عمل پيرايش ژنهاي يوكاريوتي در هسته صورت مي گيرد اما درآركي باكتري ها به دليل عدم وجود هسته، در سيتوپلاسم صورت مي گيرد.

×در طي عمل پيرايش به هنگام حذف رونوشت اينترون پيوند فسفردي استر شكسته شده و درهنگام به هم چسبيدن رونوشت اگزون پيوند فسفردي استر تشكيل مي شود.

اهميت وجود اينترون درژنهاي يوكاريوتي (و برخي پروكايوت ها):

تعداد زيادي ازجهش ها دربخش اينتروني كه اغلب تعداد نوكلئوئيدهاي بيشتري ازاگزون دارد، اتفاق مي افتد. و چون رونوشت اينترون طي عمل پيرايش حذف مي شود در نتيجه جهش هاي اين بخش حذف گشته،  بروز نمي كنند. در واقع اينترون ها نوعي پشتيبان سلول در مقابل جهش محسوب مي شوند.

تنظيم بيان ژن:

× منظور از بيان ژن يعني استفاده ازآن ژن به منظور توليد RNA و يا پروتئين است .

×وقتي ژني مورد استفاده قرار مي گيرد مي گويند آن ژن بيان شده و روشن است و وقتي كه يك ژن مورد استفاده قرار نگيرد مي گويند ان ژن خاموش است.

×اينكه در زمان مشخصي كدام ژن روشن و كدام ژن خاموش باشدبه تنظيم بيان ژن معروف است.

×تنظيم بيان ژن در دو حالت نقش مهمي را ايفا مي كند:

1)     پاسخ به تغيير شرايط محيط (مثلاً در دسترس بودن يا نبودن يك منبع غذائي)

2)     در نمو جاندار

توضيح (1): باكتري E.coli در دستگاه گوارش مازندگي مي كند و منبع انرژي آن قند گلوكز است. در صورت فقدان گلوكز مي تواند ازلاكتوز (گلوكز+گالاكتوز) نيز براي تأمين انرژي استفاده كند. پس درفقدان گلوكز اين باكتري نياز به آنزيم هاي جذب و تجزيه لاكتوز دارد. بنابراين در صورت وجود گلوكز نيازي به اين آنزيم ها نمي باشد و ژن مربوط به آن خاموش است ولي وقتي كه گلوكز در محيط نيست و لاكتوز وجود دارد ژن مربوط به جذب و تجزيه لاكتوز بيان شده و روشن است.

توضيح (2) بدن هر فرد از صدها نوع سلول مختلف تشكيل شده است (سلول عصبي، خوني، ماهيچه اي….)  كه همگي حاصل تقسيم ميتوز سلول اوليه زيگوت مي باشند. چون در تقسيم ميتوز مقدار DNA تغييري نمي كند پس ماده ژنتيك همه آنها يكسان است.

×طرح يك سؤال: اگر ماده ژنتيك همه سلولهاي بدن ما يكسان است پس چرا شكل و كار آنها متفاوت است؟ در هر سلول فقط بعضي از ژن هابيان شده و روشن است. و بقيه خاموش مي باشند. مثلاً ژن توليد پروتئين همو گلوبين در همه سلولهاي بدن ما وجود دارد ولي فقط در اريتروسيت ها (گلبولهاي قرمز) بيان شده و روشن است و ژن آن در سلولهاي ديگر (عصبي، پوششي…) خاموش است. همچنين ژن توليد پروتئين كراتين در همه سلولهاي يك فرد وجود دارد ولي فقط در سلولها خاصي از پوست بيان مي شود و در سلولهاي ديگر خاموش است.

×سلولهائي كه شكل (فنوتيپ) و كارمتفاوت دارند؛ mRNA هاي متفاوت و درنتيجه پروتئين هاي متفاوت دارند.

×سلولهاي يك فرد در نوع mRNA ساخته شده و نوع پروتئين متفاوتند ولي درDNA شان يكسانند.

1ـ كپك نوروسپورا به طور طبيعي ………………… را مي سازد.

الف) آرژينين                                       ب) گلوكز

2ـ در بيماري آلكاپتونوريا ادرار افراد ……………. درمجاورت هوا كدر نمي شود.

الف) سالم                                           ب) بيمار

3ـ هموجنتيسيك اسيد را افراد …………… توليد مي كنند.

الف) سالم                                           ب) بيمار                                    ج) هر دو

4ـ در آزمايش آقاي بيدل و تيتوم بر روي كپك نوروسپورا، در جهش يافته هاي گروه دوم آنزيم …… وجود نداشت.

الف) 3                                               ب) 1                                 ج) 2

5ـ در داخل هر هاگدان (آسك) كپك نوروسپورا …………….. هاگ وجود دارد.

الف) 4                                             ب) 8

6ـ براي بيست نوع آمينواسيد ………………. رمز سه حرفي وجود دارد.

الف) 64                                         ب) 61

7ـ در قطعه اي از مولكول DNA نوكلئوتيد C وجود ندارد حداكثر ……………. آمينواسيد ازاين بخش حاصل مي شود.

الف) 8 تا                                     ب) كمتر از 8 تا

8ـ  در سولهائي كه فعاليت پروتئين سازي شديد دارند،

الف) DNA بيشتري دارند            ب) فعاليت آنزيم RNA پلي مراز بيشتر است.

9ـ اولين قدم براي ساختن پروتئين ها ……………… مي باشد.

الف) ترجمه                               ب) رونويسي

10ـ تنوع آنزيم RNA پلي مراز در ………………. بيشتر است.

الف) E.coli                                           ب) مخمر

1۱ـ جايگاه پايان رونويسي بخشي از …………. است.

الف) RNA                                           ب) DNA

12ـ مكمل AUG حين رونويسي ……………. است.

الف) UAC                                           ب) TAC

13ـ وقتي از يك ژن قورباغه رونويسي شود …………………. نوع RNA ساخته مي شود.

الف) بي نهايت                                    ب) يك

14ـ در حين رونويسي حداكثر …………………. نوكلئوتيد مي تواند قابل مشاهده باشد.

الف) 4 نوع                                           ب) 8 نوع

15ـ در لوله آزمايش آقاي نيرنبرگ و همكارش عمل ………………. صورت پذيرفت .

الف) رونويسي                                    ب) ترجمه                                   ج) هردو

16ـ انسولين ساخته شده توسط باكتري E.coli و انسان يكي است چون …………….. .

الف) رمزها عمومي اند                                          ب) راه انداز يكساني دارند.

17ـ شكل واقعي tRNA در سلول …………….. است.

الف) برگ شبدري                                            ب) شبيه حرف L

18ـ tRNA حاوي ………… در سلول وجود ندارد.

الف) UAA                                                      ب) AUC

19ـ آمينواسيدها به نوكلئوتيد ………………….. tRNA متصل اند.

الف) سيتوزين دار                                            ب) آدنين دار

20ـ نقش حلقه هاي غير آنتي كدوني tRNA ………………… است.

الف) كمك به تشكيل پيوند پپتيدي              ب) كمك به نگهداري tRNA روي ريبوزوم

21ـ اولين كدوني كه وارد جايگاه A ريبوزوم مي شود …………………. است.

الف) كدون آغاز                                           ب) يك كدون بعد ازكدون آغاز

22ـ براي ساخته شدن پلي پپتيدي با n اسيد آمينه …………… بار جابه جائي لازم است.

الف) 2ـn                                           ب) 1ـn

23ـ  جهت جريان اطلاعات ژني ……………. است.

الف) يك طرفه                                          ب) دوطرفه

24ـ اگر درmRNA اي 8 رونوشت اگزون موجود باشد طي عمل پيرايش …………….. پيوند فسفردي استر شكسته مي شود.

الف) 8                                                     ب) 14

25ـ ژن مربوط به پروتئين كراتين در ……………….. بدن ما وجود دارد.

الف) سلولهاي خاصي ازپوست                                          ب) همه سلولهاي بدن

26ـ جهشي كه موجب اشتباه خواندن حروف سه نوكلئوتيدي مي شود………… ناميده مي شود.

الف) جهش جانشيني                                                          ب) جهش تغيير چارچوب

27ـ مونومرهاي ………………. با پيوند پپتيدي به يكديگر متصل اند.

الف) فعال كننده                                                                ب) توالي افزاينده

28ـ در اپران لك عامل تنظيم كننده …………….. است.

الف) مهار كننده                                                               ب) آلولاكتوز

29ـ بخشي از DNA  كه رونويسي را تقويت مي كند…………. نام دارد.

الف) افزاينده                                                                 ب) راه انداز                                          

30ـ اگر جهش در منطقه ……………. ژن اتفاق بيافتد تأثيري در بيان ژن نخواهد داشت.

الف) اينترون                                                                ب) اگزون                                         

31ـ براي ساخته شدن پلي پپتيدي با n اسيد آمينه …………… كدون وارد جايگاههاي ريبوزوم
مي شود.

الف) 1+n                                                                 ب )n

32ـ mRNA چند ژني مربوط به ………………….. است.

الف) يوكاريوت ها                                 ب) پروكاريوت ها                       ج) هر دو

33ـ اپران لك وقتي روشن مي شود كه :

الف) لاكتوز به مهار كننده متصل شود.           ب) آلولاكتوز به مهار كننده متصل شود.

34ـ عاملي در يوكاريوت ها كه موجب مي شود پديده رونويسي از ترجمه جدا باشد ………….. است.

الف) غشاي هسته                                          ب ) داشتن چند نوع RNA پلي مراز   

   35ـ جهشي كه موجب اشتباه خواندن حروف سه نوكئوتيدي مي شود را ………………. گويند.

الف) جهش تغييير چارچوب                       ب) جهش جانشيني                               

36ـ آنزيم RNA پلي مراز به ……………….. ژن متصل مي شود.

الف ) اپراتور                                               ب) راه انداز

37ـ جهشي كه در سلولهاي ……………… فرد روي دهد مي تواند به زاده ها منتقل شود.

الف ) جنسي                                                 ب) بدني

38ـ در جانداري آنزيم RNA پلي مراز به تنهائي راه انداز راشناسايي مي كند آن جاندار:

الف ) پروكاريوت است                             ب) يوكاريوت است

39ـ بين آنتي كدون tRNA آغازگر و كدون آغاز حداكثر ……………… پيوند هيدروژني مي تواند تشكيل شود .

الف ) 1                                          ب) 3                                          ج) 7

40ـ بخشي از mRNA فاقدباز C مي باشد……………… كدون از اين بخش حاصل مي شود.

الف) 8                                       ب) 27