9: اسیدهای نوکلئیک
- Page ID
- 216562
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\dsum}{\displaystyle\sum\limits} \)
\( \newcommand{\dint}{\displaystyle\int\limits} \)
\( \newcommand{\dlim}{\displaystyle\lim\limits} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\(\newcommand{\longvect}{\overrightarrow}\)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\(\newcommand{\avec}{\mathbf a}\) \(\newcommand{\bvec}{\mathbf b}\) \(\newcommand{\cvec}{\mathbf c}\) \(\newcommand{\dvec}{\mathbf d}\) \(\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}\) \(\newcommand{\evec}{\mathbf e}\) \(\newcommand{\fvec}{\mathbf f}\) \(\newcommand{\nvec}{\mathbf n}\) \(\newcommand{\pvec}{\mathbf p}\) \(\newcommand{\qvec}{\mathbf q}\) \(\newcommand{\svec}{\mathbf s}\) \(\newcommand{\tvec}{\mathbf t}\) \(\newcommand{\uvec}{\mathbf u}\) \(\newcommand{\vvec}{\mathbf v}\) \(\newcommand{\wvec}{\mathbf w}\) \(\newcommand{\xvec}{\mathbf x}\) \(\newcommand{\yvec}{\mathbf y}\) \(\newcommand{\zvec}{\mathbf z}\) \(\newcommand{\rvec}{\mathbf r}\) \(\newcommand{\mvec}{\mathbf m}\) \(\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}\) \(\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}\) \(\newcommand{\real}{\mathbb R}\) \(\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}\) \(\newcommand{\bcal}{\cal B}\) \(\newcommand{\ccal}{\cal C}\) \(\newcommand{\scal}{\cal S}\) \(\newcommand{\wcal}{\cal W}\) \(\newcommand{\ecal}{\cal E}\) \(\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}\) \(\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}\) \(\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}\) \(\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}\) \(\newcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\col}{\text{Col}}\) \(\renewcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\nul}{\text{Nul}}\) \(\newcommand{\var}{\text{Var}}\) \(\newcommand{\corr}{\text{corr}}\) \(\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}\) \(\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}\) \(\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}\) \(\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}\) \(\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}\) \(\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}\) \(\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}\) \(\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}\) \(\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}\) \(\newcommand{\lt}{<}\) \(\newcommand{\gt}{>}\) \(\newcommand{\amp}{&}\) \(\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}\)طرح تولید مثل و نگهداری هر ارگانیسم در هسته سلول های آن یافت می شود که در ساختارهای دراز و نخ مانند به نام کروموزوم متمرکز شده است. این ساختارهای پیچیده، متشکل از DNA و پروتئین ها، حاوی واحدهای اساسی وراثت هستند که ژن نامیده می شوند. تعداد کروموزوم ها (و ژن ها) در هر گونه متفاوت است. سلول های بدن انسان دارای 23 جفت کروموزوم هستند که دارای 20،000 تا 40،000 ژن مختلف هستند.
سلول های اسپرم و تخمک فقط یک نسخه از هر کروموزوم را شامل می شوند؛ یعنی آنها فقط یک عضو از هر جفت کروموزوم را شامل می شوند. بنابراین، در تولید مثل جنسی، کل مکمل کروموزوم ها تنها زمانی حاصل می شود که تخمک و اسپرم با هم ترکیب شوند. یک فرد جدید نیمی از مواد ارثی خود را از هر والد دریافت می کند. نامیدن واحد وراثت یک «ژن» صرفا به آن یک نام می دهد. اما ژنها واقعاً چه هستند و اطلاعاتی که در آنها وجود دارد چگونه بیان میشوند؟ یک تعریف از یک ژن این است که بخشی از DNA است که کد یک پلی پپتید خاص را تشکیل می دهد. اگر ژن ها بخشی از DNA هستند، ما باید بیشتر در مورد ساختار و عملکرد فیزیولوژیکی DNA یاد بگیریم. ما با نگاه کردن به مولکول های کوچک مورد نیاز برای تشکیل DNA و RNA (اسید ریبونوکلئیک) - نوکلئوتیدها شروع می کنیم.
- 9.1: مقدمه اسیدهای نوکلئیک
- این صفحه تاریخچه کشف انسولین را با جداسازی آن از حیوانات در سال 1921 آغاز می کند که باعث واکنش های آلرژیک در برخی از بیماران دیابتی شد. این پیشرفت ها در دهه 1970 را برجسته می کند که منجر به ایجاد انسولین انسانی ژنتیکی شده است و به عنوان اولین محصول پزشکی از این فناوری پیشرفت می کند.
- 9.2: نوکلئوتیدها
- این صفحه نوکلئوتیدها را به عنوان بلوک های سازنده اسیدهای نوکلئیک، متشکل از اسید فسفریک، یک قند پنتوز و یک باز نیتروژنی توضیح می دهد. بین ریبونوکلئوتیدها (با ریبوز) و دئوکسیریبونوکلئوتیدها (با دئوکسیریبوز) تمایز قائل میشود و بازهای نیتروژن را به پیریمیدینها و پورینها طبقهبندی میکند. علاوه بر این، عملکرد نوکلئوتیدها در متابولیسم سلولی را برجسته می کند، جایی که آنها اجزای حیاتی مولکول هایی مانند ADP و ATP و کوآنزیم های مختلف هستند.
- 9.3: ساختار اسید نوکلئیک
- این صفحه در مورد اسیدهای نوکلئیک، از جمله DNA و RNA، به عنوان پلیمرهای بیولوژیکی ضروری متشکل از نوکلئوتیدها بحث می کند. توابع DNA در ذخیره سازی ژنتیکی، شامل یک مارپیچ دوگانه تشکیل شده توسط جفت باز (آدنین با تیمین، و گوانین با سیتوزین). RNA اطلاعات ژنتیکی را برای سنتز پروتئین ها ترجمه می کند. اتصالات نوکلئوتیدی از طریق گروه های فسفات و قند برقرار می شود و پایداری DNA از پیوندهای هیدروژنی بین بازهای مکمل ناشی می شود.
- 9.4: تکثیر و بیان اطلاعات ژنتیکی
- این صفحه سنتز DNA و RNA و نقش آنها در انتقال اطلاعات ژنتیکی را با تمرکز بر سه فرآیند: همانندسازی، رونویسی و ترجمه مورد بحث قرار می دهد. DNA با جفت شدن باز با DNA پلیمراز تکثیر می شود، در حالی که RNA از DNA از طریق رونویسی با استفاده از RNA پلیمراز سنتز می شود.
- 9.5: سنتز پروتئین و کد ژنتیکی
- این صفحه نقش کد ژنتیکی را در رمزگذاری پلی پپتیدها توضیح می دهد و RNA پیام رسان (mRNA) را به عنوان کپی ژن رونویسی شده برجسته می کند. هر اسید آمینه توسط یک کدون، سه گانه نوکلئوتید تعریف می شود. کد ژنتیکی تقریبا جهانی است و از قوانین خاصی برای استفاده از کدون پیروی می کند. سنتز پروتئین شامل mRNA، RNA انتقالی (tRNA)، RNA ریبوزومی (rRNA) و آنزیم های مختلف است، با آمینوآسیل-tRNA سنتتاز اسیدهای آمینه را به tRNA متصل می کند قبل از اینکه در حین ترجمه به زنجیره پلی پپتیدی اضافه شوند.
- 9.6: جهش ها و بیماری های ژنتیکی
- این صفحه اثرات جهش های ژنتیکی بر بیماری های ژنتیکی را بررسی می کند، انواع رایج و اثرات آنها، از جمله شرایطی مانند PKU و Tay-Sachs را برجسته می کند. این فناوری DNA نوترکیب را برای ایجاد کتابخانه های DNA مورد بحث قرار می دهد، جایی که کلنی های مختلف باکتری حاوی قطعات مختلف DNA هستند. محققان می توانند این ژن ها را برای ژن های مورد نظر برای تکثیر در ارگانیسم های میزبان، تسهیل تولید پروتئین های حیاتی و افزایش صفات کشاورزی غربالگری کنند.
- 9.7: ویروس ها
- این صفحه ویروس ها را به عنوان موجودات میکروسکوپی طبقه بندی شده به انواع DNA یا RNA مورد بحث قرار می دهد و جزئیات همانندسازی ویروس RNA و رونویسی معکوس رتروویروس ها را شرح می دهد. این درمان برای HIV، مانند AZT و Raltegravir، و چالش مقاومت دارویی، ترویج درمان های ترکیبی را برجسته می کند. علاوه بر این، به نقش مشاوران ژنتیک در کمک به خانواده های مبتلا به اختلالات ژنتیکی اشاره می کند که نیاز به مدرک کارشناسی ارشد دارد.
- 9.E: اسیدهای نوکلئیک (تمرینات)
- این صفحه نوکلئوتیدها، اسیدهای نوکلئیک و ساختار آنها را مورد بحث قرار می دهد و جزئیات ترکیب DNA و RNA، همانندسازی، رونویسی و نقش های سنتز پروتئین را شرح می دهد. این شامل جهش های ژنتیکی، اثرات آنها بر توالی اسید آمینه و طبقه بندی ویروس ها، از جمله DNA در مقابل ویروس های RNA است.
- 9.S: اسیدهای نوکلئیک (خلاصه)
- این صفحه ساختار و عملکرد DNA و RNA را توضیح می دهد و اشاره می کند که اطلاعات ارثی در کروموزوم ها ذخیره می شود. این مارپیچ دوگانه DNA و زنجیره تک RNA را توصیف می کند، بر اهمیت تکثیر DNA برای رشد سلول تأکید می کند و سنتز پروتئین را از طریق رونویسی و ترجمه ترسیم می کند. این صفحه همچنین جهش ها، بیماری های ژنتیکی و نقش رتروویروس ها را مورد بحث قرار می دهد.