ویدیو های آموزشی، ژنتیک مولکولی
بیان ژن ها-دوبله ژنیران
آموزش Transcription
رونویسی و ترجمه
در این ویدیو یک نگاه اجمالی بر رونویسی و ترجمه در سلول ها خواهیم داشت وقرار نیست وارد جزئیات بشیم.خب از داخل سلول شروع می کنیم غشای هسته را در نظر بگیرید (منظور غشای پلاسمایی نیست بلکه غشای هسته است )جایی که ماده ژنتیکی در ان ذخیره می شود. خارج از این غشای هسته ای فضای سیتوپلاسم می باشد که حاوی مایع درون سلولی است .درون سیتوپلاسم موادی زیادی از جمله اسید امینه یافت می شود که در کل 20 اسید امینه طبیعی در سلول یافت می شود.
خب برگردیم به درون هسته جایی که ماده ژنتیکی در در کروموزوم ها بسته بندی شده است.در کل انسان 46 عدد کروموزوم دارد که در قالب 23 جفت می باشد. یک مجموعه 232 تایی از مادر اون یکی از پدر به ارث رسیده است. اگر یک کروموزوم را باز کنیم میبینیم که ماده ژنتیکی اطراف یک سری پروتئین ها به نام هیستون حسابی پیچیده شده.با کنار زدن برخی از این هیستون ها ماده زنتیکی در دسترس قرار خواهد گرفت. ماده ژنتیکی اسید ریبونوکلئیک اسید یا به اختصار DNA نامیده می شود.
اگر پیچ و تاب DNA را باز کنیم می بینیم که DNA دورشته ای است و از واحدهای نوکلئوتید تشکیل شده است. نوع نوکلئوتید سازنده DNA هستند. خب حالا با این DNA چیکار میکینم؟ می تونیم اونو دوبرابر کنیم.ما این کار رو در حین تقسیم سلولی در مرحله میتوز انجام می دیم که اتفاقا در این باره هم یک ویدیو داریم که میتونید ببینید.DNA همچنین از تعداد زیادی ژن تشکیل شده است.
ژن ها مناطقی در DNA میباشند که برای بدن ما کار انجام می دهند. برای مثال ژن ها الگوها را در اختیار پروتئین ها و انزیم ها قرار می دهند. برای ساختن پروتئین ها و انزیم ها در بدن در ابتدا بایستی از روی DNA ، RNA تولید شود. RNA مخفف ریبونوکلئیک اسید می باشد. بدن ما RNA را از طریق انزیمی به نام RNA پلی مراز تولید می کند.خب الان انزیم RNA پلیمراز RNA را از روی یک رشته DNA به عنوان الگو می سازد.پروسه سنتز RNA از روی DNA رونویسی نامیده می شود.چراکه داریم رونوشت برداری میکینم.
RNA یک دم پلیA دارد به این معنی که تعداد زیادی نوکلئوتید ادنین پشت سرهم در یک انتهای RNA قرار گرفته اند. و در انتهای دیگر RNA یک کلاهک وجود دارد. در مورد این ها بعدا صحبت می کنیم.این RNAخاص که توسط انزیم RNA پلیمراز سنتز می شود یک RNA پیامبر یا mRNA می گویند.که یک mRNA نابالغ می باشد.پرا که هنوز به طور کامل به mRNA تبدیل نشده است.در حقیقت سه نوع rna به طور عمده در انسان ها وجود دارد.1) rna پیامبر یا mRNA 2) RNA ناقل یا tRNA 3) RNA ریبوزومی یا rRNA
هر کدام از این RNA ها توسط یک نوع RNA پلیمراز سنتز می شود. ما انزیم ها یrna پلیمراز 1 2 و 3 داریم.خب برگردیم سر mRNA نابالغ . mRNA نابالغ مانند سایر rna های نابالغ از نوکلئوتیدها ساخته شده است. این mRNA همچنین از واحدهایی به نام اینترون و اگزون تشکیل شده است.این mRNA نابالغ بعدا تحت تاثیر فرایند splicing قرار می گیرد.که در نتیجه ان اینترون ها حذف و اگزون ها در توالی باقی میمانند.این فرایند منجر به تولید یک mRNA خاص می شود.که در نهایت منجر به تولید یک پروتئین خاص می شود.
بعد از فرایند splicing که اینترون ها حذف شدند یک mRNA ایجاد می شود که هنوز در یک انتها دم پلی A و در یک انتها کلاهک دارد.الان mRNA اماده اس تا هسته را ترک کنه و وارد سیتوپلاسم بشود.خب ما می دانیم که کار mRNAدر رابطه با تولید پروتئین هاست.کاری که mRNA در واقع انجام میده به عنوان الگویی برای سنتز پروتئین هاست. mRNA همانند یک کتاب خارجیه که باید ترجمه بشه.تا اینجا مطالب mRNA که به دلیل مشارکت در پروتئین سازی حائز اهمیت می باشند را نگه داریم بریم سراغ RNA های بعدی.
دوباره برمی گردیم به DNA یک نوع خاصی از RNA پلیمراز قادر به ساخت tRNA نابالغ می باشد. tRNA نابالغ دچار فرایند splicing شده و اینترون هاش حذف میشه و در نهایت یک tRNA بالغ خواهیم داشت. Trna در نهایت از طریق منافذ هسته ای هسته را به مقصد سیتوپلاسم ترک می کند. Trna در واقع به شکلی که در تصویر میبینید بدل می شود.خب حالا وظیفه Trna ها چیه؟ به خاط داشته باشیم که Trna از نوکلئوتیدها تشکیل شده است نه امینواسید ها کاری که Trna ها در واقع انجام می دهند اینه که هر tRNA به یک امینواسید متصل میشه . اگر به یاد داشته باشیم درون سیتوپلاسم امینواسیدها قرار گرفته بودند.
در سیتوپلاسم انزیم امینواسیل tRNA سینتاز وجود دارد.انزیم امینواسیل tRNA سینتاز ضرورتا امینواسید را به tRNA متصل می کند و یک کمپلکس Trna امینواسید تشکیل می دهد.خب الان ما در سیتوپلاسم Trna با انوواع مختلفی از امینواسیدهارا داریم.همچنین Mrna را به عنوان الگو برای کمپلکس trna امینواسید داریم حالا چی کم داریم؟ تنها چیزی که کمه انزیمه که این دو مورد را به هم متصل می کند. این انزیم ریبوزوم نامیده می شود.ریبوزوم از rna تشکیل شده است.
خب دوباره به هسته برمیگردیم تا ببینیم این ریبوزوم چگونه تشکیل می شود. اما قبل از ان به یاد داشته باشید که همگی این rna ها شامل trna یا Rrna همگی rna هستند و از نوکلئوتید تشکیل شده اند نه از امینواسیدها خب برگردیم به هسته ببینیم ریبوزوم چگونه تشکیل می شود. در واقع باید کمی عمیقتر در هسته جست و جو کنیم ناحیه ای به نام هستک وجود دارد که dna ان دارای ژن هایی می باشد که ریبوزوم را سنتز می کند. یک انزیم خاص به نام rna پلیمراز 1 rna ریبوزومی را سنتز می کند.
قبلا اشاره نکردیم که trna را انزیم rna پلیمراز 3 سنتز میکند. در هر حال برگردیم به هستک rna پلیمراز 1 rrna ریبوزومی نابالغ را سنتز میکند. که به دو بخش تقسیم شده و و دو رشته rrna را تشکیل میدهد. که یک رشته کوچک و رشته دیگر بزرگ می باشد. رشته ی کوچک و بزرگ rRNA در واقع جزء بزرگ و جزءکوچک ریبوزوم را تشکیل میدهند. زیرواحد ها هنوز ریبوزوم اولیه یا نابالغ در هسته می باشند. ریبوزوم اولیه یا نابالغ، هسته را ترک کرده و وارد سیتوپلاسم می شود. درون سیتوپلاسم، زیرواحدهای کوچک و بزرگ ریبوزوم به انتهای کلاهک mRNA متصل می شوند.
خب الان یک ریبوزوم عملکردی با دو جزء بزرگ و کوچک داریم که به انتهای کلاهک mRNA متصل شده اند. ریبوزوم دارای سه سایت ویژه می باشد. سایت EPA که هر کدام یک معنی خاصی دارند. اما برای راحتی کار می توانید سایت A را به عنوان سایت اتصالی، سایت E را به عنوان سایت خروجی در نظر بگیرید. به هر حال ریبوزوم به سمت دم پلی A، mRNA حرکت می کند. بنابراین در طول حرکت، ریبوزوم به عنوان کارخانه ی سنتز پروتئین عمل می کند و به tRNA و mRNA متصل می شود. به یاد داشته باشید که tRNA از نوکلئوتیدها تشکیل شده است پس همگی اینها نوکلئوتید می باشند. (در تصویر نشان می دهد.)
سه نوکلئوتید انتهایی پایین tRNA خاص می باشد چرا که به سه نوکلئوتید mRNA متصل می شود. این سه نوکلئوتید، در mRNA کدون نامیده می شوند و در tRNA، آنتی کدون نامیده می شوند. خب اگر برای مثال، این آنتی کدون های tRNA، با کدون های mRNA تطابق داشته باشند، به سایت A ریبوزوم متصل می شوند و ریبوزوم به حرکت خود ادامه میدهد و بعدا tRNA به سایت P ریبوزوم منتقل می شود.
ریبوزوم در سایت P، آمینواسید را از tRNA رها می کند و همچنان که ریبوزوم به حرکت خود ادامه میدهد، tRNA از سایت E خارج می شود. آمینواسیدی که از tRNA رها شده است به آمینواسیدهای دیگر tRNA ها متصل می شود و یک پلی پپتید یا پروتئین را تشکیل میدهد. کل این پروسه با عنوان ترجمه شناخته می شود.
خب ریبوزوم ها چه کار می کنند؟! ریبوزوم ها در واقع mRNA را به منظور تولید پروتئین، ترجمه می کنند. محض اطلاع، پروتئین هایی که توسط ریبوزوم سنتز شده اند، می توانند دوباره به آمینواسید شکسته شوند و این چرخه ادامه دارد. نکته ی حائز اهمیت این است که آمینواسیدها، tRNA ها، mRNA ها و rRNA ها عناصر کلیدی در سنتز پروتئین ها می باشند. همچنین بسیاری از آنزیم های درون بدن ما، از پروتئین ها ساخته شده اند و پروتئینی می باشند. در حالی که ریبوزوم از آمینواسید تشکیل نشده است بلکه از نوکلئوتیدها ساخته شده است که خاص می باشد.
