وب سایت موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان
وب سایت موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان
سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
در طرح تنوع ژنتیکی 3 در مورد روش های مختلف یک ژن از یک باکتری به باکتری دیگر صحبت به میان آمد. در این طرح ادامه انواع این انتقال ژن را بررسی می کنیم.
عکس نویسنده
عکس نویسنده
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

تنوع ژنتیکی ٤

اهداف:

          آشنایی با مفهوم تنوع ژنتیکی

          آشنایی با اصول تنوع ژنتیکی

         آشنایی با روش های انتقال از یک باکتری به باکتری دیگر

 

شرح درس:

در طرح " تنوع ژنتیکی 3" در مورد روش های مختلف یک ژن از یک باکتری به باکتری دیگر صحبت به میان آمد. در این طرح ادامه انواع این انتقال ژن را بررسی می کنیم.

 

روش دوم: راه دیگر انتقال در برخی دیگر از باکتری ها، ترانسفورماسیون است. در این روش باکتری ها مولکول های DNA موجود در محیط خود را که در اثر مرگ سایر باکتری ها آزاد شده اند را برداشته و آن را از طریق غشا سلول به درون می کشند. این DNA از طریق نوترکیبی وارد ژنوم باکتری می شود.

 

اصطلاح ترانسفورماسیون به معنای تغییر شکل یک باکتری از یک سویه به سویه دیگر است.

 

منشاً DNA ی مورد نیاز برای ترانسفورماسیون در جمعیت طبیعی باکتری ها، DNA آزاد شده در اثر مرگ باکتری هایی است که محتویات خود از جمله DNA را وارد محیط کرده اند. یکی از نقاط ضعف ترانسفورماسیون به عنوان راه تبادل ژنتیکی این است که مولکول برهنه ی DNA ( یعنی DNA ی که فاقد پروتئین هایی است که در حالت طبیعی به کروموزوم متصل هستند. ) در معرض محیط خارج سلولی قرار می گیرد که معمولاً حاوی پروتئازها و سایر عوامل آسیب رسان به DNA است و می تواند به زودی از بین برود. این در حالی است که در آمیزش باکتریایی، DNA هرگز محیط داخل سلول را ترک نمی کند.

 

 یکی از مزایای بزرگ این روش آن است که باکتری نه فقط DNA برهنه ی گونه ی خودی بلکه DNA دارای هر منشاً دیگر را می تواند از این طریق جذب کند.

تنوع ژنتیکی 4

 

 

برای دریافت فایل آموزشی کلیک کنید.

 

 برای وارد کردن ماده ژنتیکی به باکتری با کمک گرفتن از شرایط دمایی و یون های کلسیم می توان ماده ژنتیکی خارجی را وارد باکتری نمود.

 

روش سوم:  سومین راه انتقال ژن در باکتری ها از طریق ویروس هاست. ویروس هایی که به باکتری حمله می کنند باکتریوفاژ نامیده می شوند. این ویروس ها درون باکتری تکثیر شده و با در اختیار گرفتن توانایی بیوشیمیایی سلول نسخه های جدیدی از ژنوم خود و پروتئین های پوشش ویروسی را می سازند. تولید مثل ویروس با مرگ سلول آلوده همراه است. سلول در اثر عفونت متلاشی شده و سبب آزاد شدن ویروس های به وجود آمده و آلوده شدن سلول های مجاور می شود. برخی دیگر از باکتریوفاژها نیز می توانند بدون این که بلافاصله تکثیر یابند و تعداد زیادی ذره ی ویروسی به وجود آورند باکتری را آلوده کنند. این نوع از باکتریوفاژها وارد حالت نهفته می شوند و غیرفعال بوده اما در ژنوم سلول میزبان وجود دارد اما هیچ ویروسی تولید نمی شود.

 

اما سرنوشت قطعه جدید DNA که از طریق آمیزش باکتریایی یا ترانسفورماسیون وارد باکتری شد چیست؟

الف) اگر DNA وارد شده، پلاسمیدی مثل پلاسمید F باشد می تواند در میزبان جدید خود به صورت مستقل همانندسازی کند و به تدریج که باکتری تقسیم می شود وارد سلول دختر شود.

ب) اگر DNA وارد شده به دلیل نداشتن مبداً همانندسازی نتواند همانندسازی کند، فقط در صورتی می تواند وارد نسل بعدی شود که به صورت بخشی از کروموزوم باکتری در آید. در غیر این صورت با تقسیم شدن باکتری از دست می رود.

مهم ترین راه وارد شدن DNA به داخل ژنوم باکتری ، نوترکیبی همولوگ نام دارد.

 

 

برای دریافت فایل آموزشی کلیک کنید.

 

DNA که قرار است وارد باکتری شود به آن نزدیک شده و به گیرنده های سطحی روی باکتری متصل می گردد. سپس یکی از قطعات آن وارد باکتری شده و با قطعه ای که شباهت ساختاری به خود دارد جفت می گردد.

نوترکیبی هومولوگ در همه موجودات روی می دهد و هر دو نوع مولکول DNA دو رشته ای که دارای نواحی با توالی نوکلئوتیدی مشابه باشند، می توانند متحمل این پدیده شوند. مکانیسم نوترکیبی هومولوگ کاملاً مشخص نیست اما رخدادهای زیر در باکتری رخ می دهد به احتمال قوی در همه موارد نوترکیبی همولوگ نیز روی می دهد:

1)      دو مولکول DNA دو رشته ای که دارای توالی بسیار مشابهی هستند (همولوگ) طوری در کنار یکدیگر قرار می گیرند که توالی همولوگ آن ها بر هم منطبق شوند. این دو مولکول سپس در واکنش های پیچیده ای حالت تقاطع یا کراس- اوری به خود می گیرند و دو رشته ی هر کدام از مارپیچ های دو رشته ای شکسته می شوند و  پایانه های شکسته شده به انتهای مولکول های DNA مخالف متصل می شوند تا دو مارپیچ دوتایی سالم تشکیل شود.

 

 

برای دریافت فایل آموزشی کلیک کنید.

 

کراس – اوری پدیده ای است که در آن توالی های مشابه بین دو رشته DNA با هم جابه جا شده و ایجاد یک توالی جدید می کنند.

2)      محل تبادل می تواند هر جایی از توالی های نوکلئوتیدی همولوگ در دو مولکول DNA شرکت کننده در واکنش باشد.

3)      توالی نوکلئوتیدی در محل تبادل تغییری نمی کند. مراحل شکسته شدن و اتصال مجدد چنان با دقت صورت می گیرد که حتی یک نوکلئوتید کم یا اضافه نمی شود.

نوترکیبی همولوگ با ایجاد برشی در یکی از رشته های یکی از مارپیچ های دوتایی که در کنار یکدیگر قرار گرفته اند، شروع می شود. رشته برش داده شده از مارپیچ دوتایی مربوط جدا می شود و به مولکول دیگر DNA که آن نیز به صورت موضعی باز می شود، حمله می کند. در نتیجه رشته ی حمله کننده به رشته ی مکمل خود متصل می شود. این اولین مرحله از کراس اور است. حال رشته ی جابه جا شده ی DNA شکسته می شود و با گذشتن از روی رشته ای که از DNA مقابل آمده به رشته مکمل خود در مولکول دیگر DNA متصل می شود. نواحی برش خورده نیز ترمیم می شوند.

 

 

  • زیست شناسی تنوع ژنتیکی
  •  

    برای دریافت فیلم آموزشی کلیک کنید.

     یکی ازمهم ترین وقایع که سبب ایجاد تنوع ژنتیکی در افراد بین یک خانواده می شود پدیده جابه جا شدن قسمت هایی از DNA با هم یا همان کراس – اوری است.

     


    مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه : فاضل صحرانشین سامانی

    تنظیم: مهسا شاه حسینی

     

    تلفن : 81200000
    پست الکترونیک : public@tebyan.com
    آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

    ارتباط با ما

    روابط عمومی

    درباره ما

    نقشه سایت

    تعدادبازدیدکنندگان
    افراد آنلاین