رونویسی از DNA ٢

اهداف:

آشنایی با مراحل رونویسی DNA

آشنایی با انواع RNA ها

آشنایی با آنزیم RNA پلی مراز

آشنایی با روند رونویسی در پروکاریوت ها

شرح درس:

مهم ترین عمل  در رونویسی به عهده آنزیم هاست. آنزیم های دخیل در عمل رونویسی  RNA پلی مراز ها هستند، که سبب تسریع عمل رونویسی می شوند. این آنزیم ها نیز مانند DNA پلی مرازها با ایجاد پیوندهای فسفودی استر باعث ایجاد نوکلئوتیدها به یکدیگر می شوند و بدین ترتیب ایجاد ستون فقرات قند- فسفات زنجیره RNA سرعت می گیرد. این آنزیم در طول DNA حرکت می کند و از جلو دو رشته را از هم باز کرده و ناحیه جدیدی از رشته الگو برای جفت شدن بازهای مکمل مورد استفاده قرار می گیرد. این طویل شدن رشته RNA نیز در جهت 5´ به 3´  است. مدت زمان لازم جهت رونویسی از یک ژن متوسط با 1500 جفت نوکلئوتید با یک RNA پلی مراز در حدود 50 ثانیه است. ممکن است چندین آنزیم در حال حرکت روی یک قطعه DNA وجود داشته باشند که پشت سر هم قرار گرفته اند. این کار باعث پیدایش بیش از هزار رونوشت از یک ژن طی یک ساعت خواهد شد.

تنها مشکل آنزیم RNA پلی مراز این است که بر عکس آنزیم DNA پلی مراز، دارای فعالیت تصحیح کنندگی قبل از اضافه کردن نوکلئوتید بعدی به زنجیره ی RNA نمی باشد. در نتیجه این آنزیم می تواند سنتز یک زنجیره ی RNA را بدون نیاز به یک پرایمر انجام دهد.

انواع RNAها:

اساساً در سلول سه نوع RNA وجود دارد که هر یک در مرحله ای نقش ایفا می کنند.

الف- "mRNA ": به این RNA ، که ساخته شدن پروتئین ها را اداره می کند RNA  پیام بر یا mRNA گفته می شود. در نتیجه این RNA دقیقا حاوی رمزهای پروتئین هاست.

ب- "rRNA ": قسمتی از ساختار ریبوزوم را تشکیل می دهد و در ساخته شدن پروتئین نقش دارند.

ج- "tRNA": در ساخته شدن پروتیئن ها به عنوان یک رابط بین mRNA  و اسیدهای آمینه عمل می کند.

د- " RNA های كوچک" : این RNA ها در پیرایش کردن mRNA ، انتقال پروتئین ها به شبکه ی آندوپلاسمی و اعمال سلولی دیگر دارای نقش هستند.

شروع رونویسی در پروکاریوت ها:

برای شروع رونویسی آنزیم RNA پلی مراز باید بتواند محل شروع یک ژن را شناسایی کند و به طور محکمی در این محل به DNA  متصل شود. شروع رونویسی بسیار مهم است زیرا سلول در این مرحله است که نوع پروتئین های تولید شده و میزان تولید آن ها را تنظیم می کند. شروع رونویسی در پروکاریوتها و یوکاریوتها با هم متفاوت است.

در باکتری ها مولکولهای RNA پلی مراز در برخورد های تصادفی که با DNA  باکتری دارند به صورت سست و ضعیف به آن متصل می شوند. مولکول پلی مراز نیز سریعاً در طول DNA  می لغزد. زمانی که آنزیم پلی مراز به محلی به نام پروموتر رسید به طور محکم به آن قفل می شود. ناحیه پروموتر حاوی نوعی نوکلئوتید است که نقطه ی شروع سنتز RNA را معین می کند. آنزیم پلی مراز چنان تمایلی برای اتصال به این نقطه دارد که حتی وقتی DNA به شکل مارپیچ دو رشته ای خود وجود دارد می تواند این ناحیه پروموتر را شناسایی کند. پس از اتصال RNA  پلی مراز با DNA پروموتر ، ناحیه دو رشته ای DNA  در جلوی خود را باز می کند. سپس یکی از دو رشته ی آشکار شده ی DNA را به عنوان الگو برای جفت شدن بازهای مکمل با ریبونوکلئوتیدهای تازه وارد عمل می شود. پس از اتصال دو ریبونکلئوتید به هم عملاً سنتز زنجیره ی RNA شروع می شود. سنتز RNA تا زمانی که آنزیم به نقطه ای که نشان دهنده پایان رونویسی است ادامه خواهد داشت.

خود آنزیم RNA پلی مراز دارای قسمتهای متعددی است که یکی از زیر واحدهای آن به نام سیگما مسئول شناسایی توالی های روی پروموتر است. جالب است که پس از ساخت حدود 10 نوکلئوتید از RNA  این زیر واحد از آن جدا شده و ادامه رونویسی بدون حضور فاکتور سیگما ادامه خواهد داشت. همچنین بعد از اینکه آنزیم به نقطه پایان رسید با یک زیر واحد سیگمای دیگر آزاد ترکیب شده و جستجو برای اتصال به یک پروموتر جدید از سر گرفته می شود.

فیلم:

برای دریافت فیلم آموزشی کلیک کنید.

برای رونویسی در اولین قدم باید آنزیم RNA پلی مراز بتواند توسط قسمتی به نام سیگما ناحیه پروموتور را شناسایی و به آن متصل شود. این زیر واحد پس از طی چند نوکلئوتید از آن جدا می شود و پس از رسیدن به نقطه پایان زیر واحد سیگمای دیگری دوباره به آن متصل می گردد.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه : فاضل صحرانشین سامانی

تنظیم: مهسا شاه حسینی