سرفصل های درس ژنتیک یوکاریوت ها

نام بسته درسی:ژنتیک یوکاریوت

————————————————————

فهرست:

مقدمه 

وراثت سیتوپلاسمی  

وراثت در میتوکندری  

وراثت در کلروپلاست  

ساختمان و ساختارDNA 

پلینوکلئوتید (پیوندفسفودیاستری) phosphodiester bond 

مدارکلازمبرا یا ثبات دو رشته بودنDNA 

پلیمورفیسمDNA :

عوامل موثر در کنفورماسیونها

ساختمان هايDNA 

RNAترانسکریپتوم 

سوبسترا هاینوکلئوتیدی برای سنتزRNA:

ژنهاواطلاعات زیست شناختی  

سازماندهی ژنها درمولکولDNA 

خانواده های چند ژنی کلاسیک (ساده):

الف) خانواده های چند ژنی مرکب:

ب) خانواده چند ژنیDisperse  (متفرق)

ژنهایoverlap : overlapping genes 

ژنهای تودرتوGenes – within – genes 

ژنهای منقطعInterrupted genes 

سیسترون:

رونویسیTranscription 

آغاز رونویسی:

پایان رونویسی:

انواع مولکولRNA 

ساختمان ریبوزوم: دریوکاریوت یو پروکاریوتی  

ساخته شدنrRNA و پردازش آن:

r RNA بالغ یوکاریوتی  

ژنهایr RNA:

در مورد ساختمانtRNAها:

انواع مولکول(mRNA) RNA 

تغییر و پردازشmRNA 

تغییرات در پایانه ‘3:

علت اضافه شدن دنباله:

انواع اینترونها و پیرایش آنها

اینترونهایAT-AC:

اینترونهای tRNA 

RNA – Editing (ویرایشRNA

سطوح مختلف پروتئین  

Functionیاعملکرد پروتئین:

رمز ژنتیک از دیدگاهها یاولیه وارائه فرضیه :

polynucleotideبااستفاده ازphosphorylase 

ویژگیهای رمزهای ژنتیکی یا کدونها

اثرمتقابلبینtRNAوmRNA 

آنزیم آمینواسیلtRNAسنتتاز :

مثال هایی از اسیدآمینه های غیرمعمول 

اثر متقابل کدونوآنتیکدون((mRNA , tRNA 

آغازترجمه 

آغازترجمه در یوکاریوتها:

طویل شدن زنجیره پلیپپتیدیدر پروکاریوتها ویوکاریوتها:

خاتمهTermination 

کنترل تظاهر ژن (تنظیمبیانژن):

تنظیم مصرف لاکتوز:

کنترل تظاهر ژن در انسان 

پروتئین های چسبنده بهDNA 

Leucine zipper (زیپهایلوسینی):

کنترل تظاهر ژن:

نمو در مگسسرکهDrosophila melanogaster 

الگویpartitionبندی:

همانندسازیDNA 

فرایند همانندسازی:

اغاز همانندسازی :

همانندسازي DNA 

انواع آنزيمهايDNAپليمراز در يوكاريوتها

DNAپلیمرازها در باکتریها و یوکاریوتها

مشکلآت از گریدر رشتهlagging 

وقایع چنگال همانندسازی:

آنزیم پلیمر ازIIIمشابه 

مشکل توپولوژیکیDNA:

کشفیات مندل ازدیدگاه مولکولی  

فراوانی اللی:

 ژنتیک قارچ ها:

 ژنتیک نوروسپورا:

 سنتر آرژنین در نورو سپورا:

 مهندسي ژنتيک:

 وكتورهاي كلونينگ در يوكاريوتها:

 تولید پروتئین نوترکیب در سلول های یوکاریوتی

آزمون خودسنجی با پاسخ

 بخش هایی از بسته درسیژنتیک یوکاریوت

مقدمه

حیات ارگانیسم ها متکی به ژنوم می باشد، ژنوم برای ساخت و حفظ حیات  لازم است. ژنوم اکثر موجودات از DNA تشکیل شده است با این حال برخی ویروس ها دارای ماده وراثتی از جنس RNA هستند. نوکلئیک اسید، هتروپلی مری از واحد های نوکلئوتیدی است که در شرایط زیستی با توالی های خاص به وسیله ی پیوند فسفودی استر به هم متصل شده اند و یک ماکرومولکول با وزن مولکولی بالا تشکیل می دهند.

وراثت سیتوپلاسمیCytoplasmic Inheritance

در سال 1908 شخصی به نام کارل کورنس ( که در سال 1900 همزمان با دوریس و وان شرماک بطور مستقل از هم قانون مندل را مجدداً کشف و تایید کردند) وراثت بعضی از صفات در گیاهان را خارج از قوانین مندل اعلام کرد و بیان نمود که این صفات از قوانین مندل پیروی نمی کند . علت این امر انجام آزمایشات روی گیاه لاله عباسی Mirabilis jalapa بود . این گیاه دارای برگ‌های ابلق (سبز و سفید) بودند، ولی نژادهایی از این گونه می‌توانند تنها دارای برگ‌های سبز یا سفید باشند (گرچه نژادهای برگ سفید به مدت طولانی زنده نمی‌مانند) .

کارل کورنس در آمیزش بین گیاه برگ سبز (به عنوان والد مادری) و ابلق (والد پدری) و برعکس نسبت‌های مندلی را مشاهده نکرد. کورنس مشاهده کرد که فنوتیپ والد پدری تاثیری روی فنوتیپ فرزندان ندارد. این نوع وراثت را وراثت سیتوپلاسمی نامید. این وراثت به دو صورت زیر ناقض قوانین مندلی است:

1.نسبت‌های فنوتیپی مندلی در نتایج دیده نمی‌شود.

2.در نتایج آمیزش‌های متقابل تفاوت مشاهده می‌گردد.

پس از پی بردن به این موضوع که رنگ‌های برگ گیاهان به علت وجود کلروفیل در داخل کلروپلاست است، تفسیر پدیده فوق آسان می‌گردد.

وراثت سیتوپلاسمی در اثر وجود ماده‌ی ژنی در سیتوپلاسم و در داخل ارگانل ها یعنی میتوکندری و کلروپلاست ها است به وجود می آید . به ماده ی ژنی موجود در سیتوپلاسم پلاسموژن و مجموعه ی پلاسماژن های یک سلول را پلاسمون گویند .

وراثت در اثر میتوکندری‌ها

در میتوکندری RNA و DNA وجود دارد ( سال 1959 Rendi وجود RNA را در میتوکندری موش صحرایی اثبات کرد و در سال 1962 دو دانشجو به نام های Mahler R.pererir اعلام کردند که DNA هم در میتوکندری وجود دارد ).

مثال 1 ) مخمر نانوایی Saccharomyces Cerevisiae

قارچی که از آسکومیست ها می باشد که معمولاً در طبیعت به صورت سلول‌های دیپلویید است و به دو طریق تولید مثل می کند :

1)تکثیر غیر جنسی که عمدتاً از طریق جوانه زدن انجام می شود و سلول‌های هاپلویید و دیپلویید می‌توانند با این روش تکثیر پیدا کنند (مانند شکل زیر که جوانه زدن قارچ را نشان می دهد).

2) تولید مثل جنسی آمیزش دو سلول نر و ماده و عمل میوز، که شامل مراحل زیر است:

الف) آمیزش سلول‌های هاپلویید و تشکیل سلول تخم دیپلویید.

ب) تقسیم میوز و تشکیل آسک‌هایی که محتوی چهار اسپور (آسکواسپور) هاپلویید می‌باشند.

کلنی های بزرگ هم قند تخمیر شده و هم تخمیر نشده را استفاد می کنند ، اما کلنی های کوچک فقط قادر به استفاده از قند تخمیر شده هستند و در شرایط نامساعد محیط کشت رشد آن‌ها ضعیف است و کوچک باقی می‌مانند که این خود دلیل بر کوچک بودن آن‌ها محسوب می‌شود.

در کلنی‌های بزرگ آمیزش از راه جنسی و غیرجنسی نتیجه مشابهی دارد و کلنی‌های بزرگ تولید می‌کند. از آمیزش افراد بزرگ و کوچک سلول‌هایی تولید می‌شود که مشخصات کلنی‌های بزرگ را دارد و لذا بزرگ بودن کلنی یک صفت غالب به نظر می‌رسد. اما اینطور نیست، آزمایش‌های بعدی نشان داد که وقتی سلول دیپلویید در محیط مخصوص قرار می‌گیرند تولید آسک‌های چهار اسپوری هاپلویید می‌کنند که و این اسپورها همیشه صفات کلنی‌های بزرگ را دارا هستند و در مورد کوچکی و بزرگی کلنی در این‌ها تفرق صفات دیده نمی‌شود.بنابراین می‌توان گفت در مورد این صفت عوامل کروموزومی دخالت ندارد و کنترل صفات به عهده عوامل میتوکندریایی است. میتوکندری کلنی‌های کوچک غیر طبیعی است. این‌ها فاقد دو آنزیم تنفسی هستند .

الف ) Cytochrome oxidase      ب ) Succino dehydrogenase

این آنزیم ها در غشای داخلی میتوکندری هستند و به میتوکندری کمک می‌کنند تا ATP تولید کند و به همین دلیل است که آن‌ها قادر به مصرف قند تخمیر نشده نیستند.

البته وجود این نقص در میتوکندری به تنهایی ثابت نمی‌کند که عامل ژنتیکی این صفت در خود میتوکندری قرار دارد، زیرا اکثر پروتئین‌های موجود در میتوکندری توسط ژن هسته‌ای کد می‌شوند. با کشف DNA میتوکندری در 1960 مشخص شد بعضی کلنی‌های کوچک فاقد DNA هستند و بعضی دیگر دارای نقص در DNA خود هستند.

کلنی های کوچک که از تکثیر غیر جنسی کلنی های کوچک بوجود می آیند Petite Vegetatives ( PV )گفته می‌شود.

گاهی در بعضی آمیزش‌ها 50 درصد کلنی‌ها کوچکند که از تفرق مندلی ایجاد شده اند و suppressive petite (PS) گویند (این آمیزش در زیر نشان داده شده است).

G×gG:g           (Segregation)

از آمیزش این دو نوع کلنی کوچک PS و PV داریم:

1.G×g(PS)                   G                   2G:2g

نتایج این برخورد نشان دهنده وجود یک ژن هسته ای می باشد.

2. G×g(PV) G G

نتایج این آمیزش حاکی از آن است که عامل سیتوپلاسمی وجود دارد.

3. g(PS)×g(PV) G 2G:2g

ژن هسته ای و عامل سیتوپلاسمی دخیل بوده است.

مطالعات نشان داده که G دارای یک ژن غالب هسته ای R و عامل سیتوپلاسمی S می باشد . در PS ژن به صورت مغلوب r و عامل سیتوپلاسمی S ا . PV دارای ژن غالب R فاقد عامل سیتوپلاسمی هستند .

مثال 2 ) کپک صورتی نان NeurosparaCrassa به دو صورت تکثیر می شود .

1)تکثیر غیر جنسی

2) تکثیر جنسی

در نوروسپورا نوعی موتان (جهش یافته) وجود دارد که پوکی (poky) نامیده می‌شود فرم Poky فاقد نوعی آنزیم تنفسی است و رشد آن کم است و مانند مخمر کوچک می‌باشد. وضع انتقال این صفت در نوروسپورا غیرعادی است.

فرم طبیعی               Poky×           فرم طبیعی

والدکیندیائی                  والد پروتوپریف بیائی

نتیجه ی دو آمیزش روبرو اثبات وراثت سیتوپلاسمی است .

فرم طبیعی               Poky×           فرم طبیعی

                           والدکیندیائی                  والد پروتوپریف بیائی

در آزمایش دیگری نوروسپورا کراسای دارای رشد کند با نوروسپورا سیتوفیلا (neurosporasitophila) با رشد طبیعی برخورد داده شد و F₁ حاصل با نوروسپورا سیتوفیلا ده مرتبه تلاقی برگشتی داده شد تا هسته‌ آن به تمام نتایج منتقل گردد. نتایج نشان داد که بعد از ده نسل تلاقی برگشتی یعنی زمانی که هسته تقریباً تمام ماده ژنتیکی نوروسپورا سیتوفیلا را جمع کرده بود، همه نتایج مانند نوروسپورا کراسا دارای رشد کند بودند و نتیجه گیری شد که خواص سیتوپلاسمی از والد مادری منتقل می‌شود و مستقل از هسته است.

برای مشاوره اینجا بزنید