رونویسی در سلول زیست دوازدهم
رونویسی در زیست دوازدهم
بر اساس زیست دوازدهم در مبحث رونویسی درسلول ، یکی از اطلاعات بنیادی در مولکول DNA به وسیلهٔ نوکلئوتیدها نگهداری میشود. هر نوکلئوتید از یک باز آلی و یک پنجتایی فسفات تشکیل شده است. این نوکلئوتیدها به چهار نوع مختلف A، T، G و C تقسیم میشوند که با ترتیب خاص در DNA تشکیل توالیها میدهند. دستورالعمل ساخت پلیپپتیدها، که زنجیرههای آمینواسیدها هستند، روی مولکول DNA قرار دارد. هر زنجیره از آمینواسیدها با یک ژن که به عنوان یک توالی مشخص از نوکلئوتیدها در DNA وجود دارد، متناظر است.
با توجه به تنوع ژنتیک در DNA که از ترکیب مختلف نوکلئوتیدها برخی از توالیهای سهتایی به وجود میآیند، هرکدام از این توالیهای سهتایی یک کدوار نامیده میشود و به تشکیل یکی از 20 نوع آمینواسید کمک میکند. با در نظر گرفتن چهار نوع نوکلئوتید در DNA، 64 توالی مختلف سهتایی ممکن است. این 64 توالی تمامی امکانات مختلف را برای ساخت پلیپپتیدها فراهم میکند. این توالیها به نامهای کدوارها معروفند و هر کدوار یکی از 20 آمینواسید را مشخص میکند. در نتیجه، مولکول DNA با استفاده از نوکلئوتیدها و توالیهای سهتایی خود، ساختار زنجیرههای پلیپپتیدی که از آمینواسیدها تشکیل شدهاند را کدگذاری میکند، و این موضوع یک ارتباط مستقیم بین ساختار DNA و ترکیبات پروتئینی در سلول فراهم میآورد.
نکته زیست دوازدهم
به گفتهٔ زیست دوازدهم، با در نظر گرفتن ۶۴ نوع کدون و ۲۰ نوع آمینواسید، مشخص میشود که بسیاری از آمینواسیدها بیش از یک کدون متناظر دارند. این وضعیت نشان میدهد که ارتباط یک به یک بین کدون و آمینواسیدها وجود ندارد.
در فرآیند ساخت پلیپپتیدها، اطلاعات مورد نیاز از DNA توسط مولکول RNA به سیتوپلاسم منتقل میشود. این RNAها از مولکول DNA به وسیلهٔ یک فرآیند به نام رونویسی ساخته میشوند. در رونویسی، نوکلئوتیدهای مکمل به نوکلئوتیدهای موجود در رشته DNA در RNA جایگذاری میشوند.
در سلولهای یوکاریوتی، این فرآیند رونویسی به وسیلهٔ RNA پلیمرازهای مختلف انجام میشود. به عنوان مثال، RNA پلیمراز نوع ۲ برای ساخت mRNA (پیک) مسئول است، در حالیکه RNA پلیمراز نوع ۳ برای tRNA (ناقل) و RNA پلیمراز نوع ۱ برای rRNA استفاده میشود.
در پروکاریوتها، وظیفهٔ ساخت RNA زا توسط یک نوع RNA پلیمراز انجام میشود. این موارد نشان میدهد که هر نوع پلیمراز در ساخت انواع مختلف RNA نقش دارد و این فرآیند تا حدی متناسب با نوع RNA مورد نظر صورت میگیرد.
مراحل رونویسی :
فرآیند رونویسی در سلول یک فرآیند پیوسته است، اما میتوان آن را به سه مرحله مهم تقسیم کرد.
مرحله آغاز:
در این مرحله، RNA پلیمراز به DNA متصل شده و دو رشته را از هم باز میکند، از طریق شکستن پیوندهای هیدروژنی. برای شروع رونویسی از محل صحیح، توالیهای نوکلئوتیدی ویژهای به نام راهانداز در DNA وجود دارد که توسط RNA پلیمراز شناسایی میشود. سپس، رونویسی از محل دقیق آغاز شده و یک مولکول RNA کوچک تولید میشود. در این مرحله، آنزیم RNA پلیمراز با توجه به نوکلئوتیدهای DNA، نوکلئوتید مکمل را روبهروی آن قرار داده و این نوکلئوتید را به نوکلئوتید قبلی در رشته RNA متصل میکند (برقراری پیوند فسفودیاستر). یک نکته مهم در اینجا این است که در رونویسی، نوکلئوتید یوراسیلدار به عنوان مکمل نوکلئوتید آدنیندار قرار میگیرد.
مرحله طویل شدن:
در این مرحله، ساخت مولکول RNA ادامه پیدا میکند. هنگامی که مولکول RNA پلیمراز پیش میرود، دو رشتهی DNA در جلوی آن باز شده و RNA از DNA جدا میشود (شکستن پیوند هیدروژنی) و دوباره دو رشتهی DNA به هم متصل میشوند (تشکلیل پیوند هیدروژنی). در این مرحله، در نواحی مجاور رونویسی حبابهایی شکل میگیرد و به سوی انتهای ژن حرکت میکند.
مرحله پایان:
در زیست دوازدهم آمده است 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.
تغیییرات mRNA (RNAپیک) :
در زیست دوازدهم آمده است که RNA پیک (mRNA) ممکن است در حین رونویسی یا پس از آن تغییراتی داشته باشد. یکی از تغییرات متداول در یوکاریوتها حذف بخشهایی از مولکول است.
در برخی از ژنها، توالیهای مشخصی از RNA تولید شده جدا و حذف میشوند، و بخشهای باقیمانده به یکدیگر متصل شده و یک RNA یکپارچه ایجاد میکنند (تشکیل پیوند فسفودیاستر). این فرآیند به نام پیرایش شناخته میشود.
این پروسه زمانی کشف شد که یک RNA سیتوپلاسمی با رشته الگوی ژن در DNA مجاورت یافت و مشاهده شد که بخشهایی از DNA با RNA رونویسی شده، دو رشته مکمل یکدیگر را تشکیل میدهند. با این حال، بخشهایی از RNA فاقد مکمل باقی ماندهاند و به صورت حلقههایی خارج از مولکول دو رشته قرار میگیرند و این نواحی به نام اینترون شناخته میشوند. این نواحی در DNA واقع شده ولی در mRNA سیتوپلاسمی حذف شدهاند.
به بخشهای دیگر از DNA که رونویسی شده و حذف نمیشوند، اگزون گفته میشود. طبق توضیحات کتاب زیست دوازدهم، RNA رونویسی شده ابتدا حاوی رونوشتهای اینترون نیز است، که به آن RNA نابالغ یا اولیه گفته میشود؛ سپس با حذف رونوشتهای اینترون و پیوستن بخشهای باقیمانده، RNA بالغ شکل میگیرد.
شدت و میزان رونویسی
شدت و میزان رونویسی از یک ژن به مقدار نیاز سلول و فراوردههای آن بستگی دارد. برخی ژنها، همچون ژن سازنده rRNA در سلولهای تازه تقسیم شده، به شدت فعال هستند و تلاش میکنند تا تعداد زیادی از RNA این نوع را تولید کنند.
در این ژنها، تعداد بسیاری از RNA پلیمراز همزمان در حال رونویسی هستند. به علت اینکه در هر لحظه، RNA پلیمرازها در مراحل مختلفی از فرآیند رونویسی قرار دارند، تحت میکروسکوپ الکترونی، اندازهی RNAهای تولید شده متنوع است و از کوتاه به بلند مشاهده میشود. این تغییرات در اندازهها مشخصهای از شدت و پرچمندگی فعالیت رونویسی در این نوع ژنها میباشد.
کلام آخر
در نهایت، رونویسی در سلول نقش بسیار مهمی در انتقال و اجرای اطلاعات ژنتیکی و ساخت انواع مختلف RNA دارد. این فرآیند، مبنای تولید پروتئینها و عملکرد صحیح سلول را فراهم میکند و اساس تنظیمات دقیق در سطح مولکولی است. به عبارت دیگر، رونویسی یکی از پیچیدهترین و حیاتیترین فرآیندهای سلولی است که به پیشبرد عملکرد سلول و حفظ تناسب درون سلولی کمک میکند. ممنون که در این مقاله از لب کلام همراه ما بودید.
دیدگاهتان را بنویسید