ماده ی ژنتیکی 2
اهداف:
- آشنایی با نحوه جفت شدن بازها با یکدیگر
- آشنایی با DNA یوکاریوتی
شرح درس:
در طرح ماده ی ژنتیکی 1 با ساختار DNA و اجزای تشکیل دهنده آن آشنا شدیم. سوال این است که جفت شدن بازها با هم به چه ترتیبی است؟ آیا این جفت شدن بازها به صورت تصادفی صورت می گیرد؟
در حقیقت هر باز نمی تواند با هر باز دیگر جفت تشکیل دهد. بازهای پورین( دو حلقه ) با بازهای پیریمیدن (تک حلقه) جفت می شوند. بازهای آدنین و تیمین بازهای پیریمیدن و بازهای گوانین و سیتوزین بازهای پورین محسوب می شوند. بنابر این همیشه در DNA ، باز آدنین با باز تیمین و باز گوانین همیشه با باز سیتوزین با هم جفت می شوند. این جفت شدن ها به طریقی است که از نظر انرژی مناسب باشد. اهمیت این گونه جفت شدن بازهای مارپیچ مضاعف در این است که هر رشته از مولکول DNA دارای توالی خاص از نوکلئوتیدهاست که دقیقاً مکمل توالی نوکلئوتیدی زنجیره ی دیگر در همان مولکول DNA است.
فیلم:
جهت دانلود فایل فیلم آموزشی کلیک نمایید.
در DNA بازهای آدنین و تیمین با هم و بازهای گوانین و سیتوزین نیز با هم جفت می شوند. این جفت شدن به نحوی است که از نظر انرژی کاملاً برای سلول به صرفه است و سلول دچار تحمیل انرژی جهت نگه داری بازها در کنار هم نمی شود.
جفت شدن بازهای مکمل با هم اهمیت خاصی در همانند سازی و ترمیم DNA بازی می کند. ژن ها اطلاعات زیست شناختی را حمل می کنند و بنابراین وقتی یک سلول تقسیم می شود و دو سلول دختری به وجود می آورد بایستی کپی برداری به دقت انجام شود تا انتقال به خوبی صورت گیرد. به منظور رمزگذاری کلیه ی اطلاعات مورد نیاز برای ساخت یک باکتری تک سلولی به مقدار زیادی DNA نیاز است و هرسلول انسانی دارای حدوداً 2 متر DNA است و بنابراین مقدار بیشتری DNA برای رمزگذاری اطلاعات موجودات چند سلولی موردنیاز است.
این 2 متر DNA درهسته سلول که حدود 8-5 میکرومتر است، جای گرفته است. در سلولهای یوکاریوت مولکولهای DNA دو رشته ای بسیار طویل به صورت ساختارهایی به نام کروموزوم بسته بندی شده اند که این کروموزوم ها نه تنها به راحتی درون هسته جا گرفته اند بلکه به آسانی در هر تقسیم سلولی بین دو سلول دختری تقسیم می گردند. هر کروموزوم دارای ساختاری است که از یک DNA خطی طویل و منفرد تشکیل شده که به آن پروتئین هایی به آن متصل شده اند و سبب متراکم تر شدن، پیچ و تاب خوردن و بسته بندی کروموزوم می شوند.
DNA به همراه این پروتئین ها به نام کروماتین نامیده می شود. هر سلول انسانی دارای دو نسخه از هر کروموزوم است که یکی را از والد مادری و دیگری را از والد پدری دریافت کرده است. البته یادمان باشد که برخی از سلول ها مانند سلول های زاینده فقط یک نسخه از این دو نسخه را دارا هستند و یا برخی دیگر فاقد DNA کامل می باشند، که از این جمله می توان به سلول های قرمز خون اشاره نمود. کار بسته بندی DNA بوسیله ی پروتئین های ویژه ای انجام می گیرد که به DNA متصل شده و با تاب دادن آن یک سری مارپیچ و حلقه هایی را به وجود می آورند که به صورت سطوح بالاتر سازمان دهی می گردند. این بسته بندی به نحوی است که DNA برای تمام آنزیم ها و دیگر پروتئین های مورد نیاز برای همانند سازی و ترمیم آن قابل دسترس باشد و باعث هدایت بیان ژن ها می گردد.
این در حالی است که، پروکاریوت ها ژن های خود را بر روی یک مولکول DNA حلقوی حمل می کنند. این مولکول نیز با پروتئین هایی همراه است که سبب تراکم DNA می گردند. اما این پروتئین ها متفاوت از پروتئین هایی هستند که DNA یوکاریوتی را بسته بندی می کنند. هر چند این DNA پروکاریوتی کروموزوم باکتریایی محسوب می شود اما این DNA پروکاریوتی ساختاری مشابه با کروموزوم های یوکاریوتی ندارد و اطلاعات کمتری در مورد چگونگی بسته بندی آن شناخته شده است.
