خبر

با سلام

حتما دوستانی که می خواستند ارشد شرکت کنند آن هم از نوع ایمونولوژی متوجه شده اند که این رشته امسال در رشته های شناور کارشناسی ارشد علوم پایه ارائه نشده . البته این اتفاق اولین بار نیست که می افتد چون من سالهای پیش هم این موضوع را در رشته های دیگر دیده بودم.

با تشکر از دونه های برف من که اصلا حواسم نبود!

 

خبر

خبری در رابطه با رشته بيو فيزيك

به نقل از سایت سازمان سنجش :

رشته بيو فيزيك  از دفترچه راهنماي شماره يك، از مجموعه زيست‌شناسي حذف گرديد لذا پذيرش دانشجو در اين رشته در دفترچه شماره 2 (راهنماي انتخاب رشته) آزمون تحصيلات تكميلي از بين داوطلبان مجاز به انتخاب رشته كه در آزمون رشته‌هاي زير شركت نموده‌اند صورت مي‌گيرد:
1- مجموعه شيمي (كد 1203) با مواد و ضرايب گرايش شيمي فيزيك
2- مجموعه فيزيك (كد 1204)
3- مجموعه زيست‌شناسي (كد 1206) با مواد و ضرايب گرايش بيوشيمي

دانلود مطالب

با سلام

برخی از دوستان در رابطه با دانلود مطالب با مشکل مواجه شده اند . خدمتتون عرض کنم که برای دریافت مطالب بخش آموزش با کلید بر روی لینک مربوطه وارد صفحه جدیدی می شوید. می توانید در پایین این صفحه با کلید بر روی گزینه download که یک فلش سبز رنگ در کنارش است دانلود خود را تکمیل کنید.

وبلاگ

با سلام

از اینکه برخی دوستان لطف داشتند ونظر دادند ممنون هستیم .

خانم ثمین در مورد روش مولکولی بیوسنتز ریبوزوم ۸۰s پرسیده بودند. باید خدمتتان عرض کنیم که ما قبلا این موضوع را در قسمت آموزش بخش ریبوزوم توضیح داده ایم.و می توانید از آن استفاده کنید.

دوستان گرامی چند وقتی است که از آپ کردن وبلاگ عقب افتاده ایم  که این موضوع به علت یک سری از مشکلات بوده و سعی می کنیم درآینده ای نچندان دور این موضوع را با ساختن یک سایت جبران کنیم.این متن را برای کسانی نوشتم که همیشه ما را با نظراتشان همراهی می کنند.

فصل 5 بخش A

پردازش RNA

پردازش RNA سبب تولید mRNA بالغ ( برای ژن های پروتئین ) یا tRNA کاربردی و یا rRNA  از رونوشت اولیه ( primary transcript ) می شود. در این بخش ، ما ابتدا درباره پردازش pre-mRNA و سپس درباره پردازش pre-RNA و pre-tRNA بحث خواهیم کرد.

پردازش pre-mRNA شامل مراحل زیر می شود :

·   Capping : اضافه شدن 7-متیل گوانیلات ( m7G ) به انتهای 5َ

·    پلی آدنیلاسیون : اضافه شدن دم پلی A به انتهای 3َ

·  Splicing : حذف اینترون ها و اضافه شدن اگزون ها

در برخی نمونه ها ، RNA editing  نیز صورت می گیرد.

شکل 5-A-1 فرآیند پردازش RNA برای تولید ژن های پروتئین ها

5َ- Capping

فرآیند capping پس از آغاز رونویسی سریعا آغاز می شود. ساختار شیمایی cap در شکل زیر نشان داده شده است ، جایی که m7G به اولین نوکلئوتید توسط پیوند 5َ-5َ تری فسفات متصل می شود. در اکثر جانوران ، نوکلئوتید اول در 2َ – هیدروکسیل ریبوز  متیله می شود. در مهره داران ، نوکلئوتید دوم نیز متیله می شود.

 

شکل 5-A-2 تغییرات در انتهای 5َ

 

3َ پلی ادنیلاسیون

رزدیو های آدنیلات به انتهای 3َ اضافه می شوند. دم پلی A  تقریبا دارای 250 رزدیو A در پستانداران و 100 رزدیو در مخمر ها می باشد.

 

شکل 5-A-3 . پلی آدنیلاسیون در انتهای 3َ . سیگنال اصلی برای برش 3َ سکانس AAUAAA می باشد. برش در نوکلئوتید 10-35 downstream  و در سکانس ویژه ای اتفاق می افتد. سکانس سیگنال دوم تقریبا در 50 نوکلئوتیدی  فرودست ( downstream ) سایت برش قرار دارد. این سیگنال دارای نواحی غنی از GU یا U می باشد.

 

پرداش pre-rRNA و pre-tRNA

Pre-rRNA ای که تازه رونویسی شده است مجموعه ای از سه rRNA می باشد : 18s , 5.8s و 28s(  در پستانداران ). این ها برای فعال شدن باید از همدیگر جدا شوند. Pre-rRNA در هسته سنتز می شود. U3snRNA ( و دیگر snRNA های غنی از U ) به همراه پروتئین های وابسته در هسته در برش pre-rRNA دخالت دارند.

5s rRNA در نوکلئوپلاسم سنتز می شود. 5srRNA نیاز به پردازش ندارد و پس از سنتز به هسته وارد می شود تا با 28s و 5.8s rRNA بپیوندد و زیر واحد بزرگ ریبوزوم را تشکیل دهند.  

Pre-tRNA برای تبدیل شدن به tRNA فعال احتیاج به پردازش های زیادی دارد. چهار نوع از تغییر شامل موارد زیر می شود :

1. توسط RNase P در انتهای 5َ قطعات اضافی ( حدود 16 نوکلئوتید ) حذف می شود.

2.  اینترون ها ( حدود 14 نوکلئوتید ) درون لوپ آنتی کدون توسط splicing حذف می شوند.

3. دو رزدیو U توسط CCA ( که در تمامی tRNA های بالغ دیده می شوند ) در انتهای 3َ جایگزین می شوند

4. برخی از رزدیو ها به باز های ویژه ای برای مثال اینوزین ، دی هیدرو یوریدین و سودویوریدین تبدیل می شوند.

Review Articles:

tRNA Splicing - J. Biol. Chem., 1998.

The trials and travels of tRNA - Genes and Development, 1999.  

فصل 4 بخش g2

CREB متصل شونده به پروتئین ( CEP ) و p300

CBP و p300 وابسته به  استیل ترانسفراز ها ( HATs ) می باشند. شکل زیر دامین ساختاری p300 را نشان می دهد.

 شکل 4-G-2 دامین ساختاری p300 و ناحیه ای که با تنظیم کننده های رونویسی برهمکنش دارد. Bromo نشان دهنده دامین( Bromo ( Bromodomain  است که به صورت اختصاصی به لیزین استیله شده متصل می شود.   "CH-1, CH-2 and CH-3" ناحیه های غنی از سیستئین / هیستیدین هستند.

Review Articles:

CREB-binding Protein and p300 in Transcriptional Regulation - J. Biol. Chem., 2001.

CREB-binding protein and p300: molecular integrators of hematopoietic transcription - Blood, 2000.

CBP/p300 in cell growth, transformation, and development  - Genes and Development, 2000.  

فصل 4 بخش g

استیلاسیون هیستون

 استیلاسیون رزدیو های لیزین در N ترمینال پروتئین های هیستون ، بار مثبت را از بین می برد و در نتیجه وابستگی میان هیستون و DNA را می کاهد. این عمل سبب می شود تا فاکتور های رونویسی و RNA پلیمراز به سادگی به ناحیه پروموتور دست یابند. بنابراین ، در اغلب موارد ، استیلاسیون هیستون رونویسی را افزایش و د استیلاسیون هیستون ها رونویسی را کاهش می دهد.

 

 

شکل 4-G-1 استیلاسیون و د استیلاسیون رزدیو های لیزین

استیلاسیون هیستون ها توسط هیستون استیل ترانسفراز ( HATs ) و د استیلاسیون هیستون ها توسط هیستون د استیلاز ( HD یا HDACs ) انجام می گیرد. چندین نوع مختلف HAT ها و HD ها شناخته شده است. در طی واکنش ها CBP/p300 بسیار مهم می باشد چون می تواند با تعداد بسیاری از تنظیم کنندگان رونویسی برهمکنش داشته باشد

Review Articles:

Hyperacetylated Chromatin Domains: Lessons from Heterochromatin - J. Biol. Chem., 2005.

Class II Histone Deacetylases: from Sequence to Function, Regulation, and Clinical Implication - Mole. Cell. Biology, 2005.

Transcription regulation by histone methylation: interplay between different covalent modifications of the core histone tails - Genes and Development, 2001

Acetylation of Histones and Transcription-Related Factors  - Microbiology and Molecular Biology Reviews, 2000.

Linker histone binding and displacement: versatile mechanism for transcriptional regulation - FASEB J., 2000.

متیلاسیون DNA

 در متیلاسیون DNA ، گروه متیل ( CH3 ) به باز های سیتوزین DNA اضافه می شود. این عمل با چند مکانیسم مختلف (شکل ) بر روی رونویسی ژن ها اثر می گذارد. ( شکل ) بنابراین متیلاسیون DNA نقش مهمی را تفاوت سلولی در طی رشد ایفا می کند.

برای بهتر دیدن عکس آن را ذخیره کنید

Review Articles:

DNA Methylation - Blood, 1999.

DNA Methylation and Cancer - J. Clin. Oncology, 2004

  

 

اپی ژنتیک

اپی ژنتیک مطالعه تغییرات موروثی کروماتین بدون تغییر در سکانس های DNA  است .

Review Articles:

The Epigenetic Face of Systemic Lupus Erythematosus - J. Immunology, 2006.

The emerging science of epigenomics - Hum. Mol. Genet., 2006.

Epigenetics (10+ articles) -  Hum. Mol. Genet., 2005.

DNA methylation patterns and epigenetic memory - Genes and Development, 2002.

Epigenetic gene silencing in cancer - J. Clinical Investigation, 2000.

Imprinting

• A view through the clouds of imprinting - FASEB J., 2001.
• Imprinting in the Germ Line - Stem Cells, 2001.
• The impact of genomic imprinting for neurobehavioral and developmental disorders - J. Clinical Investigation, 2000.
• Beckwith-Wiedemann syndrome: imprinting in clusters revisited - J. Clinical Investigation, 2000.

Chromatin Remodeling

Review Articles:

Lashings of DNA methylation, forkfuls of chromatin remodeling - Genes and Development, 2001.

ATP-dependent remodeling and acetylation as regulators of chromatin fluidity - Genes and Development, 1999.

ATP-Dependent Chromatin-Remodeling Complexes - Molecular and Cellular Biology, 2000.

Chromatin Remodeling and Leukemia: New Therapeutic Paradigms - Blood, 1999.

جواب به سوال

با سلام

یکی از دوستان از ما در مورد ترمیم خطا در همانندسازی بخصوص سیتم sos توضیح خواستن در این باره من بخشهایی از چند کتاب را معرفی می کنم براشون امیدوارم که مفید باشد.

میتوانید در مورد این مکانیزم از کتاب زیست شناسی سلولی و مولکولی لودیش ترجمه بهروز شاهسون صفحه ۲۶۶ تا ۲۷۰ و کتاب زیست شناسی سلولی و مولکولی سنجش دکتر مریم خالصی صفحه ۱۶۱ تا ۱۶۷ و کتاب بیوشیمی لنینجر صفحه ۱۲۵۷ تا ۱۲۵۸ دکتر رضا محمدی اطلاعاتی بدست بیاورید.

نحوه دانلود مطالب

با سلام

برخی از دوستان نحوه دانلود مطالب بخش آموزس را از ما خواسته بودند .

دوستان عزیز هنگامی که بر روی لینک دانلود کلیک می کنید ، صفحه جدیدی برای شما باز می شود ، این سایتی است که ما مطالی را بر روی آن آپلود کرده ایم . در این صفحه با کلیک بر روی گزینه download می توانید مطلب مورد نظر را دانلود کنید.

با تشکر
 

پاسخ به سوالات

با سلام دوستان دو سوال مطرح کردند که اولی تکراری بود یعنی ما قبلا به آن پاسخ داده بودیم.

سوال اول :چرا انزیم های داخل کیسه لیزوزوم غشا لیزوزوم را تجزیه نمیکنند؟

جواب: بخش سوالات



سوال دوم: اگر در یک پروتئین کوچک بجای اسید آمینه نوع L از نوع D استفاده کنیم،ساختمان سه بعدی آن نسبت به حالت اول چه تغییری میکند؟

جواب:

جواب: باید خدمتتان عرض کنم که در مورد پروتئینها ساختار اول پروتئین تعیین کننده ساختارهای بعدی می باشد . اما می دانیم که پروتئین دارای دو ساختمان دوم است و آنها ساختمان چین دار ( sheetβ) و ساختمان مارپیچی (α helix) می باشند. یک مارپیچ α ممکن است از اسید های آمینه نوع L یا D تشکیل شده باشد ولی نمی تواند از زنجیره ای که حاوی مخلوطی از نوع L و D باشد تشکیل شود. علاوه بر این ممکن است که جهت مارپیچ از چپ به راست و یا از راست به چپ باشد. پپتیدهایی که از اسیدهای آمینه طبیعی نوع L ساخته می شوند ممکن است راست بر یا چپ بر باشند که نوع راست بر از نوع چپ بر پایدارتر است.

منبع : کتاب بیوشیمی ملکنیا فصل هفتم

 

پس می بینیم که در حالت عادی این اتفاق نخواهد افتاد اما نرم افزارهایی در حیطه بیوانفورماتیک وجود دارند که با داشتن ساختار سه بعدی پروتئین با پسوند pdb می توان این گونه تغییرات و حتی تغییرات پیچیده تر را بر پروتئین وارد نمود و نتیجه را مشاهده کرد. از جمله این نرم افزارها noc ، wmd  و ... می باشند.

با تشکر

جواب سوال

جواب سوال

توجه : این که شما دوستان عزیز به این وبلاگ لطف دارید و سوالات خود را از ما می پرسید باعث خوشحالی ما می باشد و ما هم در حد توانایی و اطلاعات خود به سوالات جواب می دهیم اما گاها دوستان عزیزی هستند که کم لطفی می کنند و در واقع جای اینکه سوالات تحقیقی درسی که برای فعال بودنشان مطرح شده است را خود بیابند؛ از ما می پرسند . مسلما ضرر این کار در وهله اول متوجه خودشان خواهد بود. شاید اگر از ما در مورد  رفرنس می پرسیدید  خیلی بهتر بود.

سوال : پکتوز چیست؟

جواب:کربوهیدرات بیشکلی می باشد که در گیاهان دیده می شود برای مثال در میوه های نارس. همراه با سلولوز بوده و به موادی از گروه پکتین تبدیل می شود.

جهت اطلاعات بیشتر در مورد پکتین به کتاب زیست شناسی سلولی و مولکولی مجد فصل غشای سیتوپلاسمی و دیواره اسکلتی مراجعه کنید.

 
سوال: چرا ریبوزوم میتوکندری و کلروپلاست شبیه ریبوزوم باکتری است؟

جواب: به دلیل شباهتهای بین کلروپلاست و میتوکندری با باکتریها برخی از محققین برای میتوکندری و کلرپلاست اجداد باکتری در نظر گرفته اند و معتقدند که ایندو در دورانهای گذشته زمین شناسی انواعی از باکتریها بوده اند.

منبع :زیست شناسی سلولی و مولکولی مجد

 

سوال: نقش پوشش هسته در تقسیم سلول چیست؟

جواب:

در تقسیم سلولی پوشش هسته در دو مرحله ناپدید می شود . در فاز اول غشای هسته در برابر پروتئینهای غشایی که از ER می آیند نفوذپذیر می شود و در این مرحله پروتئینهای غشای درونی هسته (هسته دارای دو غشا می باشد) همچنان به کروماتین متصل بوده و در حقیقت اتصال محکمی در محل تماس کروموزوم و پوشش هسته برقرار است . اما در فاز دوم تعداد حفرات محدودی در حاشیه پوشش هسته ایجاد می شود که بعد تعداد آنها افزایش میابد و منجر به جدایی کامل می شود . که در این فاز حفرات همیشه در میان کروموزومهای متراکم شکل می گیرند و اولین ناپیوستگی ، فشاری را بین غشا و کروموزوم ایجاد می کند که به کروموزوم اجازه همایش جهت متافاز می دهد.

Breakdown and assembly of the nuclear envelope during cell division. by:  Ellenberg

سوال کدام سلولهای گیاهی از هم جدا می شوند؟ چرا؟

من دقیقا متوجه منظور شما نشدم ، اگر منظور شما این است که کدامیک از سلول های زنده اند و قابلیت تقسیم شدن و جدا شدن از همدیگر را دارند ، به سایت گوگل مراجعه کرده و به دنبال انواع سلول های گیاهی ( مثل پارانشیم ، مزانشیم و ... ) بگردید و ببینید کدامیک توانایی تشکیل بافت زنده گیاهی و کدامیک توانایی تشکیل بافت مرده را دارند.

 

 

ترجمه

دوستان عزیز یک مطلب است که در مورد ترجمه کتاب Mobio باید خدمتان عرض کنم . در متون انگلیسی گاها  اصطلاحاتی دیده می شود که ما ترجمه فارسی آن را نداریم یعنی قبلا توسط کس دیگری ترجمه نشده یا اینکه عینا ولی به فارسی نوشته شده است در این موارد از این جهت که محل خاصی برای سازماندهی این اصطلاحات وجود ندارد و اینکه ترجمه این اصطلاحات دلچسب به نظر نمی رسد ما ترجیح می دهیم که این اصطلاحات را به صورت اصلی و دست نخورده در ترجمه ها بیاوریم تا مبادا اصطلاح خاصی به اشتباه وارد زبان ما شود. البته از آنجایی که قانون خاصی برای برگرداندن کلمات وجود ندارد ممکن است در جاهای متفاوت اشکال مختلف یک اصطلاح دیده شود که معمولا مترجمان یا نویسندگان ترجمه های قبلتر را ملاک قرار می دهند.                             

                                                                                                              پیروز باشید

                                                                                                                             

ماجرای پسر رئیس جمهور ( فصل 3 بخش g)

Jefferson, Alleged Sons and Microsatellites

 

مدت زیادی بود که اشاره می شد آیا رئیس جمهور توماس جفرسون ممکن است پدر استون همینگ باشد ، آخرین فرزند جفرسونها سالی همینگ را اسیر کرده بود. اعضای خانواده وود سان ادعا کردند که آنها اولاد رئیس جمهور جفرسون می باشند. بعد از آن تعداد تکرارها در هر کدام از 11 میکرو ستلایت از کروموزوم Y اولاد ذکور نشان داد که پسر رئیس جمهور زنده نمی باشد. بنابراین از این مطالعه برای اولاد عموی رئیس جمهور استفاده شد .

(Foster, E.A. et al. 1998. Nature, 396:27-28)

اولاد عموی رئیس جمهور  

15, 12, 4, 11, 3,  9, 11, 10, 15, 13, 7

 

اولاد استون همینگ 

15, 12, 4, 11, 3,  9, 11, 10, 15, 13, 7.

 

اولاد توماس وود استون

14, 12, 5, 11, 3, 10, 11, 13, 13, 13, 7

 

این نتایج نشان داد که استون همینگ و جفرسون از نظر ژنتیکی وابسته می باشند اما توماس  وود استون یک جفرسون نسیت. برای اطلاعات بیشتر در این باره بهReport by Thomas Jefferson (Memorial Foundation (January, 2000.  مراجعه نمایید.

 

تکرارهای پشت سر هم (فصل 3 بخش D)

تکرارهای پشت سر هم

 

Tandem repeat ها یا تکرارهای پشت سرهم آرایه ای از تکرارهای پی در پی می باشد. آنها دارای 3 زیر گروه می باشند. ماهواره ها (satellites) ، ماهوارکها (minisatellites) و microsatellites .

اسم ماهواره "satellite " از طیف نوری آنها آمده است.

 

 

شکل 3-g-1 . توضیح باندهای ماهواره ها . شیب چگالی شناور سازی نیروی گریز از مرکز (centrifugation) ، قطعات DNA با ترکیب متفاوت معنی دار جدا شده و بعد طیف جذبی آن توسط نور ماورای بنفش مشخص می گردد . باند اصلی نشان دهنده حجم کلی DNA می باشد. و باندهای ماهواره ها از تکرارهای پشت سر هم منشا می گیرند.

 

ماهواره ها (satellites)

 

اندازه DNA ماهواره ها از 100kp تا 1 Mb میباشد.در انسان مثال شناخته شده آن Alphoid DNA می باشد که در سنترومر تمامی کروموزومها جای گرفته است.بخش تکرار شونده آن 171bp بوده و منطقه تکراری آن 3 تا 5 درصد DNA در هر کروموزوم را تشکیل می دهد. دیگر ماهواره ها دارای بخش تکرار شونده کوچکتری می باشند . اکثر ماهواره ها در انسان و در دیگر ارگانیسمها در سنترومر قرار گرفته اند.

 

Minisattelites (ماهوارک)

 

اندازه minisatellite  ها بینb  1k و 20kb می باشد. یک نوع مینی ستلایک variable number of tandem repeats (VNTR) می باشد. بخش تکراری آن از 9 جفت باز تا 80 جفت باز می باشد. آنها در منطقه  کد نشونده قرار دارند. تکرارها در هر مینی ستلایت معین ممکن است متفاوت باشد. این ویژگی بر اساس انگشت نگاری DNA یا DNA fingerprinting  می باشد. دیگر انواع ماهوارکها تلومرها می باشند . در سلول نطفه انسان اندزه تلومر 15kb می باشد. در سلولهای سوماتیک پیر شده تلومر کوتاهتر می شود (هم اکنون تحقیقات وسیعی در این زمینه در حال انجام است :م) تلومرها از توالیهای پشت سر هم تکراری GGGTTA تشکیل شده اند.

 

Microsatellites  

میکرو ستلایتها را تکرارهای پشت سر هم کوتاه (short tandem repets (STR)) نیز می نامند. چراکه بخش تکرار شونده از 1 تا 6 جفت باز تشکیل شده است و کل منطقه تکرار شونده به کمتر از 150 جفت باز می رسد. همانند مینی ستلایتها تعداد تکرارها برای هر میکرو ستلایت ممکن است فرق کند. بنابراین ، از میکرو ستلایتها هم می توان در انگشت نگاری DNA استفاده نمود. بعلاوه ، الگوهای میکرو و مینی ستلایتها می توانند اطلاعاتی را راجع به صفات پدری در اختیار ما قرار دهند مشهورترین مورد آن در لینک زیر می باشد.

President Thomas Jefferson and His Alleged Sons

عبارت "پلی مرفیسم " مربوط به  اشکال گوناگون درون یک جمعیت می باشد ، برای مثال : تفاوت در تعداد تکرارهای پشت سر هم یا (tandem repeat) . این پلی مرفیسمها نتیجه همانند سازی DNA  در طی میوز می باشند (فصل 8 بخش D) . پلی مرفیسم میکروستلایت می تواند به علت لغزش در همانندسازی (replication slippage ) رخ دهد . (فصل 7 بخش F).

 

 

سایت:

Short Tandem Repeat Database

 

 

مقاله:

 

Beyond the Qs in the polyglutamine diseases - Genes and Development, 2001

 

تکرارهای پراکنده(interspersed repeats) (فصل 3 بخش g )

تکرارهای پراکنده(interspersed repeats)

تکرارهای پراکنده توالیهای تکراری DNA می باشند که  در مناطق  پراکنده  ژنمی جای گرفته اند. آنها را mobile element  یا transposable elements می نامند. همانطور که در فصل 8 بخش D گفته شده ، توالی DNA ممکن است در یک جایگاه متفاوت در هنگام همانندسازی DNA کپی  شده باشد. بعد از نسلهای متمادی این توالیها (بخش تکراری) می توانند به مناطق گوناگون  انتشار یابند. Mobile element ها اولین بار توسط Barbara McClintock در سال 1940 در مطالعات  بر روی ذرت کشف شد. سپس آنها در تمام ارگانیسمها کشف شدند. در پستانداران ، معمولترین mobile element ها LINEs و SINEs هستند.

 

جدول3-g-1 . مثالی از mobile element ها

 

LINEs

 

LINEs خلاصه (long Interspersed Nuclear Elements ) عناصربلند پراکنده شده هسته ای می باشد. سازماندهی آن در زیر نشان داده شده است.

 

 

شکل3-g-2  . سازماندهی اصلی LINEs . ORF1 و ORF2 هر دو open reading frame می باشند. پروتینی که محصول ORF1 است p40 نامیده می شود. که عمل آن معلوم نمی باشد. ORF2 آنزیم ریورس ترانسکریپتاز(reverse transcriptase)   را کد می کند که جهت  تکثیر دیگر عناصر در جاهای دیگر ضروری می باشد. مناطقی که با رنگ قرمز نشان داده شده است Dierct repeat ها می باشند . تمامی  mobile element ها دارای direct repeat  می باشند که در فصل 8 توضیح داده خواهد شد.

 

 

 

شکل3-g-3  . مقایسه بین تکرارهای مستقیم (direct repeat) و تکرارهای معکوس  (inverted repeat) . تکرارهای مستقیم دارای توالی یکسان در جهت یکسان می باشند. تکرارهای معکوس دارای دارای توالی مکملی در جهت مخالف می باشند.

 

رایجترین LINE ها در انسان خانواذه L1 می باشند. ژنوم انسان از 60000 تا 100000  عنصر L1 تشکیل شده است.

 

SINEs

 

SINE خلاصه (Short intersperspered Nuclear Element) عناصر کوتاه پراکنده شده هسته ای  می باشد.

طول آنها 300 جفت باز می باشد. در انسان فراوانترین SINE ها خانواده Alu می باشند. ژنوم انسان دارای 700000 تا 1000000 مکان Alu می باشد. گرچه اکثر LINE ها و  SINE ها در مناطق extragenic  هستند برخی از آنها در اینترونها جای دارند. برای مثال ، ژن رتینوبلاستومای انسانی (RB gene) 180 کیلو جفت باز است و از 27 آکسون تشکیل شده است. اینترونهای آن از تعداد زیادی Alu و تعداد کمی L1 تشکیل شده است.

 

سایت:

Barbara McClintock and Jumping Genes - From Cold Spring Harbor Lab

Alu Insertion Polymorphism - From Cold Spring Harbor Lab

 

 

توالیهای تکراری DNA (فصل 3 بخش g )

توالیهای تکراری DNA

یک تکه ازتوالی  DNA به صورت ممتد اغلب چندین بار در DNA کل سلول تکرار می شود. برای مثال دنباله توالی DNA تنها یک قسمت کوچک از تلومر می باشد که در انتهای هر کروموزوم انسانی وجود دارد.

کل تلومر ، 15 کیلوباز است که ترکیبی از هزاران توالی تکراری “GGGTTA” می باشد.

 

به صورت تجربی ، تعداد کپیهای  تکرار شده را می توانند بر اساس کینتیکهای باز تشکیل DNA

(DNA reassociation kinetics) طبقه بندی نمود.

DNA کل در ابتدا به صورت تصادفی به  قطعاتی با سایز  متوسط 1000 جفت باز بریده می شود. بعد ازآن ، به آنها حرارت داده می شود تا رشته های  مکمل هر قطعه جدا شوند. سپس ، دما کاهش داده می شود تا رشته ها باز تشکل یابند. اگر قطعه ای دارای یک توالیی باشد که چندین بار در DNA کل تکرار شده باشد ، شانس زیادتری  در یافتن یک رشته مکمل برای آن وجود دارد و سریعتر از دیگر رشته ها که کمتر تکرار شده اند باز تشکیل میابد.

 

بر اساس درجه باز تشکیل ، توالیهای DNA به سه کلاس تقسیم می شوند:

 

• توالیهای تکرار بالا (Highly repetitive) : 10 تا 15 درصذ از توالیهای DNA را تشکیل می دهد که بسیار سریع باز تشکیل میابند.
• توالیهای تکرار متوسط (Moderately repetitive) : تقریبا 25 تا 40 درصد DNA پستانداران را تشکیل می دهد که باز تشکیل آن به طور میانه می باشد. این کلاس دارای تکرارهای پراکنده می باشد.
• توالی تک کپی (single copy) ( یا با کپیهای بسیار پایین) : این کلاس 50 تا 60 درصد از DNA پستانداران را تشکیل می دهد.

 

 

تکرارهای پشت سرهم - ستلایتها (ماهوارها) ، مینی ستلایتها (ماهوارکها) و میکروستلایتها ---(satellite)

تکرارهای پراکنده – LINEs و SINEs

 

معرفی سایت

همیشه سایت هایی که به دسته بندی مطالب خاصی می پردازند و لینک های سایر سایت ها را در اختیار کاربران قرار می دهند دارای ارزش زیادی هستند . دلیل اصلی این موضوع هم به تلف نشدن زمان برای کاربران اینترنت برمی گردد. در این پست شما را با سایتی آشنا می کنیم که مرجع کاملی از اخبار سمینار ها ( برای تمامی رشته ها ) می باشد. امیدوارم که استفاده مفیدی برای شما داشته باشد.

- در ضمن از کسانی که لطف می کنند و نظر می دهند خواهش می کنیم که ایمیل یا وبلاگ خود را نیز درج نمیاند.

سمینار نیوز

ژن (فصل 3 بخش f)

ژن

طبق تعریف یک ژن تمام توالی نوکلئیک اسیدی می باشد که برای تولید محصولات آن (پپتید یا RNA ) مورد نیاز است. این توالی می تواند به دو منطقه تنظیمی و منطقه رونویسی تقسیم شود. منطقه تنظیمی می توان نزدیک یا دورتر از منطقه رونویسی باشد. منطقه رونویسی از اینترونها و اگزونها تشکیل شده است. اگزونها پپتید یا RNA عملکردی را کد می کنند. اینترونها بعد از رونویسی حذف می شوند. (فصل 5 بخش A را ببینید).

همانطور که در شکل نشان داده شده است ، یک مولکول DNA معمولی شامل ژنها ، ژنهای کاذب (psedogenes ) و منطقه خارج ژنی (extragenic region) می باشد. ژنهای کاذب ژنهای غیر عملکردی می باشند. آنها غالبا از جهش در ژنهای همانند سازی شده منشا می گیرند. به این خاطر که ژنهای همانند سازی شده دارای تعداد زیادی کپی می باشند ، حتی اگر تعدادی از آنها هم غیر فعال شوند موجود می تواند زنده بماند.

 

شکل 3-F-1 . سازماندهی کلی توالی DNA . تنها اگزونها پپتید یا RNA عملکردی را کد می کنند. منطقه کد شونده تنها %3  از کل DNA را در یک سلول انسانی تشکیل می دهد.

 

 

ژن β گلوبین و خانواده ژنی

ژنهای همانند سازی شده

ژنهای همانندسازی شده (فصل 3 بخش f)

ژنهای همانندسازی شده

 

یسیاری از پروتئینها به ژنهای همانندسازی شده احتیاج ندارند ، چراکه مولکول mRNA از یک ژن رونویسی شده است که می تواند به کپیهای زیادی از محصول پروتئینی ترجمه شده باشد . به هر حال ، rRNA و tRNA محصولات نهایی ژنی هستند. به علت تسریع در فرایند تولید ، همه گونه ها دارای یک آرایه از ژنهای  RNA تکراری پشت سر هم هستند. محدوده تکرارها نزدیک به 24000 می باشد.

 

جدول 3-F-1 . تعداد ژنهای RNA.

 

 

• کروموزوم X مگس سرکه دارای 250 کپی از rRNA اولیه است ، کروموزوم Y دارای 150 کپی می باشد.

 

 

چهار نوع از rRNA در سلوهای پستانداران وجود دارد. در ژنوم انسانی ، s 28  ، s 5.8  و s 18  در کنار هم دسته شده اند. آنها به فرم یک بخش رونویسی هستند که بوسیله آنزیمهای خاصی بعد از رونویسی جدا می شوند. "rRNA اولیه"  به پیش ماده (precursor) گفته می شود. در انسان بخش تکراری rRNA اولیه 40 کیلو باز طول دارد که 12 کیلو باز مربوط به بخش رونویسی و 27 کیلوباز مربوط به منطقه رونویسی نشده است. بخش رونویسی از سه فضای : ETS  ، 1ITS و ITS2 تشکیل شده است. آنها در هنگام پردازش RNA حذف می شوند.

 

ژن بتا گلوبین و خانواده ژنی (فصل 3 بخش f)

ژن بتا گلوبین و خانواده ژنی

 

ل

 

شکل 3-F-2 . تصویر گرافیکی از ژن بتا گلوبین ، که از سه اگزون و دو اینترون با طول کلی 1.6 کیلو باز تشکیل شده است. این شکل از NCBI تهیه شده است.

 

خانواده ژنی

 

"خانواده ژنی" به دسته ای از ژنها با توالیهای همولوگ گفته می شود.برای مثال ، H2A ، H2B ، H3 و H4 در یک خانواده ژنی هیستونی هستند. محصولات آنها از نظر عملکرد و ساختار یکسان می باشند. مثال دیگر خانواده ژنی بتا گلوبین است که در کروموزوم 11 قرار گرفته است.

 

ل

 

شکل 3-F-3. خانواده ژنی بتا گلوبین β ، δ ،ΑΎ  ،GΎ و ε می باشند. ψ یک سدوژن یا ژن کاذب است  HS1 و HS4 عناصر تنظیمی می باشند.

 

مقالات:

 

The human b-globin locus control region - Euro. J. Biochem., 2002

 

mRNA

mRNA

 

mRNA از DNA رونویسی می شود و اطلاعات مربوط به سنتز پروتئین را حمل می کند. سه نوکلئوتید متوالی در mRNA آمینواسیدها یا یک سیگنال پایانی برای سنتز پروتئین را کد می کنند (کد ژنتیکی را بینید) . این سه نوکلئوتید را کدون می نامند.

 

 

شکل 3-E-3 . توالی DNA ، mRNA و پروتئین کد شده . توالی RNA مکمل رشته DNA الگو  (DNA template starnd ) می باشد و بنابراین مشابه رشته رمزگردان (DNA coding starnd) است با این تفاوت که به جای T دارای U است.

 

مقالات:

 

Curbing the nonsense: the activation and regulation of mRNA surveillance - Genes and Development, 2001.

 

فصل 3 بخش e (کد ژنتیکی)

 

کد ژنتیکی

 

سنتز پروتئین بر اساس توالی mRNA میباشد که از نوکلئوتیدها تشکیل شده است و پروتئینها از آمینو اسیدها. باید یک رابطه مخصوصی بین توالی نوکلئوتیدی و آمینواسیدی وجود داشته باشد. این رابطه کد ژنتیکی نامیده می

شود که بوسیله Marshall Nirenberg و همکارانش در 1960  کشف شد. یک از یافته های آنها در شکل 3-E-2 نشان داده شده است. مشخص شده که سه نوکلئوتید (یک کدون) یک آمینو اسید را کد می کنند که در شکل زیر نشان داده شده است.

 

شکل3-E-1 : رشته کد ژنتیکی . سنتز یک پپتید همیشه از متیونین (Met) آغاز می شود که با AUG کد می شود. کدون پایان یا stop codon (UAA,UAG,UGA ) علامت پایان پپتید است. این جدول مربوط به توالی mRNA می باشد. برای DNA ، U یا یوراسیل باید با T یا تیمین جابه جا شود. در یک مولکول DNA ، از توالی آغاز تا توالی پایان ،   open reading frame)ORF )  نامیده می شود که معمولا (نه همیشه) یک پروتئین یا پلی پپتید را به رمز در می آورد.

 

ترتیب انجام کار کد ژنتیکی

کدهای غیر رشته ای ژنتیکی

 

سایت:

 

 - From NCBI ORF (Open Reading Frame) Finder  

 

 

 

فصل 3 بخش e (شکستن کد ژنتیکی)

شکستن کد ژنتیکی

 

 

شکل3-E-2  . یافته مارشال نیرنبرگ و همکارانش در شکستن کد ژنتیکی.

 

1)      سنتز یک توالی سه نوکلئوتیدی (برای مثال UUU) که تقلیدی از یک کدون در mRNA می باشد.

2)      تهیه انواع گوناگونی از آمینواسیل-tRNA ، برای مثال : Thr-tRNA , phe-tRNA , Lys-tRNA و غیره.

3)      نشاندار کردن آمینواسیل- tRNA بوسیله رادیواکتیو که می تواند دارای آنتی کدون تری نوکلئوتید یا سه نوکلئوتیدی سنتز شده باشد.

4)      قرار دادن توالی سه نوکلئوتیدی ، آمینواسیل- tRNA ،و ریبوزوم در یک فیلتر نیترو سلولوز.

 

 

توالی سه نوکلئوتیدی و آمینواسیل-tRNA به تنهایی می توانند از فیلتر عبور کنند اما ریبوزوم بسیار بزرگ بوده و نمی تواند. بنابر این اگر آمینواسیل-tRNA حاوی آنتی کدون برای توالی سه نوکلئوتیدی باشد ، می تواند به توالی سه نوکلئوتیدی و ریبوزوم در فیلتر متصل شود. در این مورد فعالیت رادیو اکتیوی را می توان در فیلتر شناسایی نمود و آمینو اسید موجود در tRNA احتمالا آمینو اسیدی اسد که بوسیله توالی سه نوکلئوتیدی کد شده است. اگر هیچ فعالیت رادیو اکتیوی دیده نشود توالی سه نوکلئوتیدی برای آمینواسید دارای کدون نمی باشد. اکثر 64 آمینو کدون ممکن بوسیله این فرایند تشخیص داده شدند.

فصل 3 بخش e (کد های ژنتیکی غیر رشته ای)

کد های ژنتیک غیر رشته ای

 

کد ژنتیکی استاندارد برای اکثریت به کار می رود اما نه برای همه موارد. استثنائات در DNA میتوکندری اکثر ارگانیسمها و در DNA هسته ای ارگانیسمهای پستتر دیده می شود. برخی از مثالها در جدول زیر داده شده است.

 

جدول3-E-1 . مثالهایی از کدهای ژنتیکی غیر رشته ای .

 

 

• سلولهای گیاهی در میتوکندری و هسته از کدهای ژنتیکی استانداردد استفاده می کنند.

 

 

برای اطلاعات بیشتر:

 

The Genetic Codes - From NCBI

 

 

فصل 3 بخش e (ترتیب انجام کار کد ژنتیکی)

ترتیب انجام کار کد ژنتیکی

کد ژنتیکی به صورت تصادفی تعیین نشده است. اگر یک آمینواسید با چندین کدون کد شود ، این کدونها در اولین و دومین حرفشان مشترکند و در سومین حرف متفاوت می با ند. این گمارش با طراحی حالت وابل (wobble) انجام شد ، اما سیر تکاملی آن که تبدیل به کد شد ناشناخته مانده است . لینک پایین را ببینید.

 

Aminoacyl-tRNA Synthetases, the Genetic Code, and the Evolutionary Process - Microbiology and Molecular Biology Reviews, 2000.

 

 

 

در شکل بالا ، ما می بینیم که امینواسیدهایی با خصوصیات فیزیکی نزدیک به هم دارای کدونهای مشابه می باشند. برای مثال آسپاراژین و گلوتامین دارای بار منفی می باشند. تمامی کدونهای آنها دارای "GA " در دو حرف اول می باشند. خصوصیات فیزیکی سرین و ترئونین نیز بسیار به هم شبیه است . و آنها با UCN و ACN (N هر اسید آمینه ای می تواند باشد) کد می شوند.

یکی از مزیتهای این گمارش این است که بدین وسیله میزان خطاهای تکراری یا دیگر موتاسیون ها کاهش میابد. برای مثال ، اگر سومین نوکلئوتید کدون سرین جهش یابد آمینو اسید ساخته شدهه باز سرین خواهد بود. اگر اولین نوکلئوتید کدون سرین به A جهش یابد ، ترئونین ایجاد می شود که مشابه سرین است . این گونه جهشها اثر معنی داری در ساختار و فعالیت پروتئین ندارند. فرض کنید سرین با GUA ، GCU ، GAG و UGG کد شده باشد ؛ ترئونین با UUU ، AGU ، AAA و CCC کد شده است. بعد هر جهشی می تواند باعث ایجاد یک آمینو اسید غیر از سرین و ترئونین شود.

 

 

                                     

فصل 3 بخش D

هیستونها و نوکلئوزوم

 

یک کرو موزوم از 5 نوع هیستون تشکیل شده است : H1 (یا H5) ، H2A ، H2B ، H3 و H4 . H1 و پروتئین هومولوگ آن H5 در ساختارهای درجه بالا شرکت دارند. چهار هیستون دیگر به صورت فرم نوکلئوزومی وابسته به DNA می باشند. H1 (یا H5) دارای 220   اسید آمینه می باشند. دیگر انواع هیستونها کوچکتر می باشند ، که هر کدام از 150-100  اسید آمینه تشکیل شده اند.

 

شکل 3-D-2 . هر نوکلئوزوم از  DNA 146bp و 8 هیستون تشکیل شده است : دو کپی از H2A ، H2B ، H3 و H4 . DNA به دور هسته هیستونی پیچیده می شود که در هر نوکلئوزوم نزدیک به 2 دور می شود.

 

 

شکل3-D-3  . توالی H4 گاو. رزدیو لیزین (رنگ قرمز) در انتهای N نقش اصلی را در تنظیم رونویسی ژن بر عهده دارد.

 

خصیصه مهم هیستونها این می باشد که آنها دارای لیزین( K ) کمی در انتهای N خود می باشند. در حالت نرمال سلولی ، گروه R  لیزین دارای بار مثبت است که می تواند به گروه فسفات DNA که دارای بار منفی است متصل شود. مشخص شده که چنین مکانیزمی نقش اصلی را در تنظیم رونویسی ژن ایفا می کند. (فصل 4 بخش G ).

 

مقالات:

Origin of H1 linker histones - FASEB J., 2001.

 

 

فصل 3 بخش D

ترکیب فیبر کروماتینی

 

ساختار یک فیبر کروماتینی  به صورت پویا تغییر میابد. در حالت فشرده ، هر نوکلئوزوم وابسته به یک H1 (یا H5) است که ساختار سلونوئیدی را می سازد . H1 و H5 هیستونهای پیوند دهنده (Linker Histones) نامیده می شوند. آنها جهت پایدارسازی ساختار سلونوئیدی ضروری می باشند. این موضوع را می توان با استخراج کروماتین فشرده شده  در غلظت پایین نمک نشان داد ، که در آن H1 یا H5 رها می شوند. بعد ، ترکیب  " گردنبند مروارید" (beads-on-a-string) را می توان بوسیله میکروسکوپ نیروی اتمی مشاهده نمود.(لینک اینترنتی) .

 

 

شکل3-D-4 . ترکیب گدنبند مروارید کروماتین و ساختار سلونوئید.

 

 

فصل 3 بخش D

ساختار کروماتین

کروماتین ماده ای است که به صورت کروموزومها در هنگام تقسیم سلولی مرئی می شود. جزء اصلی آن نوکلئوزوم می باشد ، از DNA 146 جفت بازی و 8 پروتئین هیستون تشکیل شده است. ساختار کروماتین به صورت پویا تغییر می یابد، حد اقل تا یک اندازه ، که به لزوم رونویسی وابسته است (فصل 4 بخش G را ببینید) . در مرحله متافاز تقسیم سلولی ،  کروماتین با انقباض به صورت کروموزومهای مرئی در می آید. در مواقع دیگر کروماتین دارای فشردگی کمتری می باشد ، با بخشهایی که به شکل ساختار گردنبند مروارید است.

 

 

شکل 1-D-3. ساختار فشرده کروماتین.

a)      ساختار nm 30 فیبرهای کروماتین که به صورت حلقه یا loop است وابسته به پروتئینهای اسکافولد (scaffold proteins) (به طور برجسته توپوایزومراز II ) می باشد. هر حلقه از 75kb DNA تشکیل شده است. پروتئینهای اسکافولد در مکانهای خاصی به DNA متصل می شوند که scaffold attachment regions (SARs) نام دارد، که غنی از آدنین و تیمین می باشد.

b)      فیبر کروماتین پروتئین های اسکافولد وابسته به صورت ساختار مارپیچ می پیچند که ممکن است به صورت کروموزوم دیده شوند. G band جفت بازهای نوکلئوتیدی A-T را نشان می دهد و  R band جفت بازهای غنی از C-G.

 

 

مقالات:

 

Chromatin assembly - European J. Biochem., 2002.

 

The double life of HMGB1 chromatin protein: architectural factor and extracellular signal - EMBO J., 2001.

فصل 3 بخش C

ریبوزیم

ریبوزیمها مولکولهای RNA یی هستند که دارای خاصیت کاتالیزی هستند. آنها در اوایل 1980 بوسیله توماس کچ و سیدنی آلتمن بندگان جایزه نوبل 1989در شیمی کشف شد.

 

مقالات:

 

Recent developments in the hammerhead ribozyme field - Nuclei Acids Research, 1998.

Nucleic Acid Therapeutics: State of the Art and Future Prospects - Blood, 1998.

 

سایت:

The RNA World - by Brig Klyce

Discussing the possibility that ribozymes could be the origin of life.

 

فصل 3 بخش C

mRNA و DNA

mRNA از DNA ترجمه شده است ، که اطلاعات لازم جهت سنتز پروتئین را حمل می کند. سه نوکلئوتید پی در پی در mRNA یک آمینو اسید یا یک سیگنال پایانی برای سنتز پروتئین را کد می کند.(کد ژنتیکی را در بخش E ببینید). این سه نوکلئوتید به اسم کدون شناخته می شوند.

 

 

شکل3-E-3  . رابطه بین DNA ، RNA و پپتیدهای کد شده. توالی mRNA مکمل رشته الگوی DNA است و بنابر این همانند رشته کد شونده DNA است با این تفاوت که به جای T دارای U می باشد.

 

مقالات:

Curbing the nonsense: the activation and regulation of mRNA surveillance - Genes and Development, 2001.

 

 

فصل 3 بخش C

مولکولهای RNA  کوچک

 

انواع اصلی:

RNA های کوچک هسته ای (snRNA) در پیرایش mRNA (mRNA splicing) دخیلند

RNA های کوچک هستکی (snoRNA) اصلاح RNAهای ریبوزومی را بر عهده دارد.

میکرو RNA ها (miRNA) بیان ژن را تنظیم می کند.

 

miRNA دارای تنها 25-20 نوکلئوتید طول می باشد. و ممکن است دارای دو زیر گونه باشد: RNA مداخله گر کوچک small interfering RNA (siRNA) و RNA موقتی تننظیم شده کوچک small temporally    regulated RNA (stRNA) باشد. siRNA ها واسطه ای برای RNA های مداخله گر (RNAi) می باشند که به طور وسیعی در ژنومیکس استفاده می شود و همچنین دارای قابلیتهای درمانی می باشد.

 

مقالات:

 

RNA interference - BMJ 2004.

 

RNA Interference in Biology and Medicine - Pharmaco. Rev., 2003.

 

RNA Interference: Biology, Mechanism, and Applications - Microbiology and Molecular Biology Reviews, 2003.

 

Antisense technologies - Euro. J. Biochem., 2003.

 

The dsRNA binding protein family: critical roles, diverse cellular functions - FASEB J., 2003.

 

RNA-guided Nucleotide Modification of Ribosomal and Other RNAs - J. Biol. Chem., 2003.

 

Micro-RNAs : small is plentiful - J. Cell Biol., 2002.

 

Why do miRNAs live in the miRNP? - Genes and Developme

 

Small Nuclear RNA Genes: a Model System to Study Fundamental Mechanisms of Transcription - J. Biol. Chem., 2001.

 

Small nucleolar RNA-guided post-transcriptional modification of cellular RNAs - EMBO J., 2001.

 

RNA interference: 2001 - Genes and Development, 2001.

 

فصل 3 بخش C

سختار tRNA

 

نقش اصلی مولکولهای tRNA ترجمه توالی mRNA به توالی آمینواسیدی است. مولکول tRNA از 80 – 70 نوکلئوتید تشکیل شده است.ساختار دوم و سوم آن در شکل 3-c-2 و 3-c-3 به ترتیب  نشان داده شده است. برخی از نوکلئوتیدها در tRNA تغییر کرده اند ، از جمله آنها : دی هیدرویوریدین (D ) ، سدو یوریدین ) Ψ) ، و اینوزین (I) است. در دی هیدرو یوریدین ، اتم هیدروژن به C5 و C6 یوراسیل اضافه شده است. در سدو یوریدین به C5 ریبوز اضافه شده است ، به جای N1 . اینوزین نقش مهمی را در شناسایی کدون ایفا می کند. بعلاوه در این تغییرها برخی نوکلئوتیدها متیله شده اند.

 

 

شکل3-C-2. دومین ساختار tRNA . رنگهای آبی نمایانگر نوکلئوتیدهای تغییر شکل یافته اند ، که اگر دارای m باشند یعنی متیله شده اند. آنتی کدون مجموعی از سه کدون است که مکمل کدون موجود در mRNA  است.

 

 

شکل 3-c-3  . سااختار سوم tRNA  . PDB ID = 1TN2

 

مقالات:

tRNA transfers to the limelight - Genes and Development, 2003

 

 

فصل 3 بخش c

ساختار RNA و فعالیت آن

 

اکثر مولکولهای RNA تک رشته اند. آنها می توانند به صورت ساختارهای دومی از قبیل ساقه-حلقه (stem-loop) یا سنجاق سری (hairpin ) باشند.

 

 

شکل 3-c-1 . ساختار دوم RNA . a) ساقه-حلقه b) سنجاق سر

 

نقش اصلی RNA شرکت در سنتز پروتئین می باشد. بر این اساس سه نوع RNA موجود می باشد.

RNA پیامبر (mRNA )

RNA ناقل ( tRNA)

RNA ریبوزومی (rRNA)

 

دیگر انواع RNA شامل:

ریبوزیم

مولکولهای RNA کوچک

(RNA های اینترفرنس و غیره)

 

 

 

جواب به یک سوال

 

با سلام

 در جواب سوال یکی از دوستان

سوال: طرز تشخیص راست گرد یا چپ گرد بودن زنجیره در فضای سه بعدی بر چه اساسیه؟

جواب:

دوست عزیز برای تعیین راستگرد یا چپ گرد بودن یک مارپیچ DNA فرقی نمی کند که تصویر ما از DNA به چه صورتی باشد ؛ 2 بعدی یا 3 بعدی.

روش ساده ای برای تعیین راست گردان یا چپ گردان بودن یک ساختمان مارپیچی وجود دارد. دو دست خود را طوری مشت کنید که انگشتان شست مستقیم و به سمت بالا باشند. دست راست را در نظر بگیرید، مارپیچی را تصور کنید که پیچش آن بدور انگشت شست دست راست شما در جهت بسته شدن چهار انگشت دیگر(خلاف حرکت عقربه های ساعت ) و به سمت بالا باشد. مارپیچ حاصل راست گردان است . دست چپ شما مارپیچ چپ گردان را نشان می دهد که با حرکت مارپیچی شست دست چپ شما به سمت بالا ، در جهت عقربه های ساعت ایجاد می گردد.

منبع:بیوشیمی لنینجر - فصل ۴ - صفحه ۱۲۲ -box 4-1

     

ساختار سه بعدی DNA : فرم B ، فرم A و فرمZ (فصل 3 بخش B)

ساختار سه بعدی DNA  : فرم B ، فرم A و فرمZ  

 

در یک مولکول DNA ، دو رشته یه صورت موازی نیستند ، اما دور یکدیگر پیچیده شده اند. هر رشته شبیه یک مارپیچ (helix) است. دو رشته ساختار "دابل هلیکس" (double helix) را ایجاد می کنند ، که اولین بار توسط واتسون و کریک در سال 1953 کشف شد. در این ساختار که به فرم B نیز معروف است ، مارپیچ به اندازه 3.4nm پیچ می خورد و فاصله بین دو جفت باز همسایه 0.34nm می باشد. بنابر این در هر دور 10 جفت باز وجود دارد. رشته های پیچیده شده دو نوع شیار از نظر پهنا را ایجاد می کنند که شیار بزرگ major groove  و شیار کوچک minor groove نام دارد که باعث تسهیل در اتصال به پروتئینها می شوند.

 

شکل 3-B-3 . یک مارپیچ دوگانه راست گردDNA که به فرم B شناخته می شود.

 

در محلولهای حاوی نمک بالا یا حاوی الکل ، ساختار DNA به فرم A تغییر می کند که راست گرد می باشد اما هر  2.3nm یک دور میزند و در هر دور دارای 11 جفت باز است.

فرم دیگر DNA فرم Z نام دارد زیرا بازها به شکل زیگزاگ هستند.   Z-DNA چپ گرد می باشد. هر دور آن 4.6 nm می باشد که از 12 جفت باز تشکیل شده است . مولکولهای DNA دارای توالی های C-G در الکل و محلولهای دارای نمک بالا به این فرم هستند.

شکل 3-B-4. مقایسه بین فرم B و فرم Z

 

معرفی سایت:

The Nucleic Acid Database - From Rutgers.

 

ساختار DNA (فصل 3 بخش B)

 

شکل1-B-3 مدل کامپیوتری از جفت شدن باز ها در DNA . در یک مولکول نرمال DNA ،آدنین (A) با تیمین (t) تیمین ، گوانین (g) با سیتوزین (c) جفت می شوند. یوراسیل (u) موجود در RNA نیز می تواند با آدنین (A) جفت شود.این تفاوت T و U در این است که در U گروه متیل در سمت دیگر پیوند هیدروژنی قرار دارد.

 

یک مولکول DNA دارای دو رشته می باشد که از طریق پیوند هیدروژنی بین بازها به هم پیوسته اند. همانگونه که در شکل بالا نشان داده شده آدنین می تواند دو پیوند هیدروژنی با تیمین داشته باشد و سیتوزین سه پیوند هیدروژنی با گوانین تشکیل می دهد. اگرچه دیگر جفت بازها (برای مثال : (G:T) و (C:T) ) بویسله پیوند هیدروژنی تشکیل می شوند ، قدرت آنها از (C:G) و (A:T) که یه صورت طبیعی در مولکول DNA یافت می شوند کمتر است.

 

شکل بعدی نشان دهنده مثالی از جفت شدن بازها بین رشته های DNA می باشد.

شکل 3-B-2 شکل شماتیکی از دو رشته DNA

 

به علت طرز خاص جفت شدگی بازها ، دو رشته DNA مکمل یکدیگر هستند . بنابر این توالی نوکلئوتیدی یک رشته توالی رشته دیگر را تشخیص می دهد. برای مثال در شکل 3-B-2 توالیهای دو رشته می تواند به صورت

 

                                                                   

 

نوشته شود که از قانون جفت شدن (A:T) و (C:G) پیروی می کند. اگر ما توالی یک رشته را بدانیم ، می توانیم توالی رسته دیگر را استنباط کنیم. برای این منظور ، دیتابیس (database) DNA ما باید دارای حداقل توالی یک رشته از DNA باشد. به طور قرار دادی توالی موجود در دیتابیس DNA به توالی رشته  5` به 3` گفته می شود (چب به راست).

ساختار سه بعدی DNA : فرم B ، فرم A و فرم Z

 

ریبوزوم (فصل 3 بخش بخش C)

 

در پروکاریوتها, RNA ریبوزومی(rRNA ) سه نوع است: 23S,5S و 16S می باشد.در پستانداران , چهار نوع  rRNA یافت می شود: 28S,5.8S,5S و 18S. " S" مخفف کلمه Svedberg می باشد که مقیاس اندازه گیری میزان ته نشینی می باشد. بعد از اینکه مولکولهای rRNA در هسته تولید شدند آنها به سیتوپلاسم انتقال داده می شوند , جایی که با دهها پروتئین مخصوص ترکیب شده تا ریبوزوم را تشکیل دهند. در پروکاریوتها اندازه ریبوزم 70s می باشد که از دو زیر واحد تشکیل شده است: 50S و 30S . اندازه ریبوزوم سلولهای پستانداران 80S است که دارای زیر واحدهای 60S و 40S است. پروتئین زیرواحد بزرگ از L1,L2,L3 و... تشکیل شده (L=large) . در زیرواحد کوچکتر , پروتئینها با S1,S2,S3 و ... نشان داده می شود.

 

 

شکل3-c-4: ترکیب ریبوزومها

 

در هنگام سنتز پوتئین , ریبوزوم به mRNA و tRNA به صورتی که در شکل نشان داده شده وصل می شود.tRNA حاوی آنتی کدون است که با کدونهای mRNA متصل به ریبوزوم جفت می شود.

 

شکل3-c-5

کمپلکس mRNA – ریبوزوم – tRNA در طی سنتز پروتئین.

 

 

مقالات موروری:

5S rRNA: structure and interactions - Biochem. J., 2003

 

زنجيره اسيد نوكلئيك (فصل 3 بخش A)

 

 

در زنجيره اسيد نوكلئوتيد ، دو نوكلئوتيد بوسيله يك پيوند فسفوديستر به هم متصل شده اند ، كه توانايي ايجاد يك واكنش تراكمي را دارند.(شكل 3-A-5) كه مشابه آرايش پیوندهای پپتیدی است. در سلولها اين فرآيند در چسبيدن دو تكه نوكلئيك اسيد وجود دارد. تمام زنجيره نوكلئيك اسيد معمولا بوسيله RNA پليمراز يا DNA پليمراز سنتز مي شود.

 

 

شكل 3-A-5 . آرايش پيوند فسفوديستر با واكنش تراكمي

 

 

همانند زنجيره پپتيدي ، يك زنجيره نوكلئوتيدي داراي جهت مي باشد : انتهاي’5  داراي يك گروه فسفات آزاد و انتهاي '3 داراي يك يك گروه هيدروكسيل آزاد است. فرآيند سنتز نوكلئيك اسيد از ' 5 به ' 3  انجام مي شود. بنابر اين بدون اينكه چيز ديگري تعيين شود ، زنجيره نوكلئيك اسيد از ' 5 به ' 3 نوشته مي شود. (چپ به راست).

 

 

شكل  3-A-6 . يك زنجيره اسيد نوكلئيك. انتهاي’5  داراي يك گروه فسفات آزاد است. انتهاي '3 داراي يك يك گروه هيدروكسيل آزاد است.

 

 

در DNA يا RNA ، زنجيره اسيد نوكلئيك رشته (strand) نيز ناميده مي شود. يك مولكول DNA معمولا داراي دو رشته در حالي كه بيشتر مولكولهاي RNA داراي يك رشته مي باشند.

 

طول زنجيره نوكلئوتيدي به تعداد بازها بستگي دارد. در مورد نوكلئيك اسيد دو رشته اي ، بازها در دو رشته جفت مي شوند. بنابراين ، طول آنها با تعداد جفت بازها (bp ) تعيين مي شود. kb = 10001 باز يا جفت باز ،  1Mb برابر با يك ميليون جفت باز است. اليگو نوكلئوتيدها به زنجيره هاي اسيد نوكلئوتيدي گفته مي شود كه داراي كمتر از 50 جفت باز هستند و پلي نوكلئوتيدها داراي زنجيره بلندتري هستند.

 

مقالات مروري:

Antisense Oligonucleotides: Basic Concepts and Mechanisms - Mol. Cancer Therap., 2002.

 

 

 

نوكلئوتيدها و نوكلئوزيدهاي سلولي (فصل 3 بخش A)

 

در سلولها ، نوكلئوتيدهاي آزاد داراي يك ، دو يا سه گروه فسفات مي باشند. حامل انرژي ATP (آدنوزين تري فسفات) داراي سه گروه فسفات است ، ADP (آدنوزين دي فسفات) دراي دو و AMP (آدنوزين مونو فسفات ) داراي يك گروه فسفات مي باشد. ساختار آنها در شكل زير نمايش داده شده است.

 

 

شكل 3-A-4

a) مدل كامپيوتري از AMP . b) ساختار شيميايي آدنوزين ، ADP و ATP . تفاوت آنها در تعداد گروه فسفات آنها مي باشد.

 

 

اگر تمام گروههاي فسفات آنها حذف شود. نوكلئوتيد نوكلئوزيد مي شود از قبيل آدنوزين. جدول زير نوكلئوزيدها و نوكلئوتيدهاي گوناگون را نمايش مي دهد.

 

 

 

جدول 3-A-1 . نوكلئوتيدها و نوكلئوزيدهاي سلولي

 

NMP = نوكلئوزيد مونو فسفات

NDP = نوكلئوزيد دي فسفات

NTP = نوكلئوزيد تري فسفات

dNMP = دي اكسي نوكلئوزيد مونو فسفات

dNDP = دي اكسي نوكلئوزيد دي فسفات

dNTP = دي اكسي نوكلئوزيد تري فسفات

 

(نوكلئوزيد = ريبونوكلئوزيد ؛ دي اكسي نوكلئوزيد = دي اكسي ريبونوكلئوزيد)

 

 

عناصر اصلي – نوكلئوتيد (فصل 3 بخش A)

 

يك نوكلئوتيد از سه بخش تشكيل شده است: قند پنتوز، باز آلي و گروه فسفات . در ‌DNA يا RNA ، قند پنتوز از تنها از يك گروه فسفات تشكيل شده است ، اما نوكلئوتيد آزاد سلولي (از قبيل ATP ) مي تواند از بيش از يك گروه فسفات نيز تشكيل شده باشد. اگر تمام گروه هاي فسفات برداشته شوند نوكلئوتيد به نوكلئوزيد تبديل مي شود.

 

نوکلئوتیدهای سلولی و نوکلئوزیدها

زنجیره اسید نوکلئیک

 

 

شكل 3-A-1 : ساختار اصلي نوكلئوتيدها. چپ: مدل كامپيوتري. راست: نماي ساده شده.

 

پنتوز:

 

 

شكل 3-A-2 . ساختار شيميايي پنتوز كه از 5 اتم كربن تشكيل شده است ، كه با C1 تا C5 مشخص شده است. پنتوز در RNA ريبوز و در DNA دي اكسي ريبوز ناميده مي شود، زيرا پنتوز موجود در DNA فاقد اتم اكسيژن در C2 مي باشد. به خاطر بياوريم كه RNA مخفف ريبو نوكلئيك اسيد و DNA مخفف دي اكسي ريبو نوكلئيك اسيد مي باشد.

 

بازها:

پنج نوع باز در اينجا  وجود دارد  ، كه با يك حرف مشخص مي شوند و در اينجا در پرانتز آمده است:

آدنين (A) ، سيتوزين (C) ، گوانين   (G) ، تيمين (T) ، و يوراسيل (U) .

 

در ميان آنها:

A ، C ، G و T در DNA مي باشند و A ،  ‍‍C ،  G و U در RNA مي باشند.

 

ساختار مولكولي آنها در شكل زير آورده شده است . A و G داراي يك حلقه اضافي مي باشند كه به نام باز پورين طبقه بندي مي شوند. C ،  T و U تنها داراي يك حلقه مي باشند و به نام بازهاي پريميدين طبقه بندي مي شوند.

 

 

 

شكل 3-A-3 . سختار شيميايي بازها در RNA وDNA . نقاط قرمز به پنتوز متصل شده اند.

 

 

ساختار يوراسيل از تيمين ساده تر است. اين نشان دهنده دليلي است كه چرا RNA از يوراسيل به جاي تيمين استفاده مي كند. اما چرا DNA از تيمين استفاده مي كند؟ مهمترين نيازمندي در طراحي بازهاي DNA اين است كه آنها بايد به صورت جفت در بيايند. اما آدنين به خوبي تيمين مي تواند با يوراسيل جفت شود (بخش B را ببينيد)

بنابر اين چرا DNA باز پيچيده تر را انتخاب مي كند؟ اين سوال محققان را براي سالها گيج كرده بود تا اينكه آنها به مكانيزم ترميم DNA پي بردند.(فصل 7 بخش  F را ببينيد).

 

 

 

جواب سوال (رشته سلولی و مولکولی)

سلام

 

مدتی میشود که دوستان به ما محبت دارند و با ابراز نظرات خودشان ما را سرافراز می کنند . قلبا از لطف و توجه شما ممنویم.

اما چند تا از دوستان عزیز در مورد رشته زیست شناسی سلولی و مولکولی و بازار کار این رشته از ما سوال پرسیدند .و ما هم تا جایی که اطلاع داریم در این زمینه می نویسیم . 

 

 در مورد این رشته:

رشته زیست شناسی سلولی و مولکولی رشته ای تحقیقاتی می باشد که در آن به بررسی ساختار سلولها  ِ اجزائ درونی سلول  ازجمله اندامکها و کارکرد آنها  ِ مکانیزمها و فرآیندهایی  که در درون سلول اتفاق می افتد  ِ اثر عوامل محیطی و میکروبها بر سلولها  و رابطه بین سلولها با یکدیگر می پردازد که این سلولها می توانند سلولهای سالم یا بیمار مانند سلولهای سرطانی باشتد. و از آنجایی که هر بیماریی یک منشا سلولی و مولکولی دارد لذا تحقیقات در این زمینه بسیار حائز اهمیت می باشد. جمله کار این رشته تولید علم می باشد یعنی انجام تحقیقاتی که منجر به کشف  فرآیندهای اصلی و فرعی موجود در واکنشها ی سلولیست که راه را برای انجام تحقیقات تکمیلی بالینی باز می کند.

با توجه به این تفاسیر متوجه می شوید که این رشته یک رشته کاملا تحقیقاتی می باشد (البته اگر واقعا اصلش را حساب کنیم ) در نتیجه نیاز به آزمایشگاه های تحقیقاتی مجهز دارد که در ایران چند دانشگاه و مرکز تحقیقاتی تا حدودی توانسته اند از عهده این کار برآیند (البته نه کاملا).و چیزی که فراموش شد این است که معمولا در این گونه رشته ها از نظر موضوعی دست ما برای تحقیقات بسیار باز است . می توانیم به عنوان همکار در گروه های تحقیقاتیی (برای مثال یک گروه نانو بیوتکنولوژی)  به مطالعه بپردازیم.

 

اما اگه اجازه بدین یک واقعیت را بگویم: (( واقعیت اینه که ما توی جهان سوم زندگی می کنیم و این یعنی ما تا زمانی که به رشد اقتصادی نرسیم در تولید علم هم زیاد پیشرفت نمی کنیم مخصوصا در گرایش های سلولی و مولکولی که برای یک کشور جهان سومی خیلی پرهزینه اند.))

 

اما در مورد بازار کار زیست شناسی :

 

1-     احتمال پیدا کردن کار با مدرک لیسانس در حدود صفره ! ( مگر اینکه پارتی داشته باشید یا دانشجوی پر تلاشی باشید و در یکی از دانشگاه های دولتی خصوصا تهران با نمرات عالی واحد های درسی پاس کنید و یا یک کار تحقیقاتی جالب داشته باشید  ).

2-     شما با مدرک لیسانس زیست شناسی می تونین در رشته پزشکی هم پس از اتمام تحصیل شرکت کنین و مدرک پزشک عمومی بگیرین . البته خدمت شما عرض کنم که چند سالی میشه که می خوان دانشجوی پزشکی رو از مقطع لیسانس زیست شناسی جذب کنن که پارسال برای اولین بار این کارو دانشگاه تهران انجام داد.

3-     احتمال کار پیدا کردن در مقاطع بالاتر یعنی فوق لیسانس و دکتری بیشتره میشود  اما قبولی در کارشناسی ارشد فعلا که کار آسونی نیست . بعدا رو نمی دونم.

و اینکه خواندن این رشته رو به کسانی توصیه می کنیم که واقعا عاشق تحقیقات هستند . و می خواهند که ادامه تحصیل بدهند نه اینکه با گرفتن لیسانس به یک کار دیگه مشغول شوند و درس را رها کنند. چرا که با این کار وقت خودشون رو تلف کردند.  

تصویربرداری از حرکت اکتین و میوزین از درون سلول ماهیچه

تصویربرداری از حرکت اکتین و میوزین از درون سلول ماهیچه

این موضوع بر می گردد به روز 5 شنبه که در همایش آشنایی با فناوری نانو شرکت کرده بودیم . آقای دکتر علیرضا صدر داشتند در مورد نانو بیو تکنولوژی مباحثی را مطرح می کردند که بحث به تصویربرداری به کمک نانو تکنولوژی رسید و دکتر گفت که شنیده در جایی از حرکت اکتین و میوزین درون سلول ماهیچه فیلم برداری شده است . از آنجایی که این موضوع بسیار جالب بود سعی کردم در مورد این موضوع در اینترنت جستجو کنم اما فیلمی که دقیقا این موضوع را نشان دهد پیدا نکردم . اما چند فیلم پیدا کردم که دیدنشان ضرر ندارد.



در شروع انقباض ماهیچه رشته های اکتین در امتداد رشته های میوزین حرکت کرده و باعث می شود این دو رشته اور لپ پیدا کنند یا روی هم قرار بگیرند و باند H باریک تر می شود تا جایی که در اور لپ کامل باند H دیده نمی شود و بعد از آن دو رشته اکتین و میوزین از پهلو به هم نزدیک می شوند.

انیمیشنی از حرکت میوزین بر روی اکتین

جا به جایی شبکه اندو پلاسمی از طریق رشته اکتین
جابه جایهای موجود در آکسوپلاسم (سیتوپلاسم آکسون) که توسط اکتین انجام شده
فیلمهای بیشتر

فیلمی از حرکت میوزین که با تصویربرداری درجه بالا گرفته شده


تصویری از چند میوزین

فیلمهای بیشتر

خوشحال می شویم دوستانی که در مورد این فیلم چیزی شنیده اند یا آن را دیده اند ما را هم در جریان جزئیات آن قرار دهند (البته اگر شایعه نباشد)

سياه زخم و سلاحهاي بيولوژكي (فصل 1 بخشG )

 سياه زخم و سلاحهاي بيولوژكي

سياه زخم بيماري است كه در اثر آلودگي به باكتري باسيلوس آنتراسيس ايجاد مي شود. و مي تواند به عنوان يك سلاح بيولوژيكي مرگ آور از آن استفاده نمود.

سياه زخم از سه راه ايجاد مي شود:

· پوست: ورود باكتري از راه خراش يا بريدگي در پوست ، براي مثال زماني كه به حيوانات آلوده دست زده مي شود.

· از راه معده اي و روده اي كه با خوردن مواد آلوده به باكتري ايجاد مي شوداز راه تنفس كه با تنفس اسپور باكتري ايجاد مي شود.

اسپور باكتري باسيلوس آنتراسيس بسيار پايدار است و مي تواند براي سالها در خاك زنده باقي بماند.اگرچه ابتلا به اين باكتري به طور طبيعي بسيار نادر است با اين حال در آمريكا بين سالهاي 1955 تا 1994 تعداد 233 نفر مبتلا به سياه زخم گزارش شد كه 11 مورد منجر به مرگ شد. اسپورهاي باكتري معمولا به صورت دسته در مي آيند و به سختي در هوا معلق مي شوند.جهت تبديل آنها به يك سلاح مرگ آور ، بايد اسپور ها را از هم جدا نمود و آنها را با ذراتي تركيب كرد تا مدت زمان بيشتري در هوا معلق بمانند.

 

بيماريزايي سياه زخم:

 

باسيلوس آنتراسيس يك باكتري گرم مثبت است كه داراي دو فاكتر سمي مي باشد: كپسول پلي D گلوتاميك اسيد و سم ساه زخم . كپسول پلي D گلوتاميك به خودي خود سمي نيست اما از باكتري در برابر فاگوسيتوز محافظت مي كند. سم سياه زخم از سه پروتئين مجز تشكيل شده است : فاكتور مرگ آور ، فاكتور ادم آور و آنتي ژن محافظتي . فاكتور مرگ آور پروتئازي است كه باعث شكافتن عضوي از خانواده پروتئين كيناز فعال كننده ميتوژن مي شود و در نتيجه باعث قطع مسيرهاي پيام دهي مي شود. فاكتور ادم آور يك آدنيلات سيكلاز است. آنتي ژن حفاظتي واسطه اي براي انتقال اين دو جزء آنزيمي است . كه اين عمل را با اتصال به گيرنده هاي سلولي انجام مي دهد.

 

واكسن سياه زخم:

 

واكسن سياه زخم كه در آمريكا استفاده شده از آنتي ژن حفاظتي باكتري غير بيماريزاي بدون كپسول باسيلوس آنتراسيس ايجاد شده است.  اگرچه اين واكسن بازده نود درصدي دارد ، نياز به تزريقات متوالي و ايمن سازي سالانه دارد . محققان در پي واكسن هاي موثرتي هستند.

 

 

مقالات:

Protein secretion and the pathogenesis of bacterial infections- Genes and Development, 2001

Anthrax Toxin Mechanism of Action - From BioCarta

 مقالات مروری:

Rabbit and Nonhuman Primate Models of Toxin-Targeting Human Anthrax Vaccines - MicroBiol. Mole. Biol. Rev., 2004

 

چرخه زندگي فاژ لامبدا (فص1 بخش F )

چرخه زندگي فاژ لامبدا

فاژ لامبدا به طور رايج در DNA cloning استفاده مي شود. آنها داراي دو چرخه سلولي مي باشند : ليتيك و ليزوژنيك . در چخه لايتيك ، فاژهاي لامبدابه سرعت همانند سازي مي كنند و سرانجام باعث ليز سلول ميزبان مي شوند. در چرخه ليزوژنيك ، DNA حلقوي شده و درون DNA ميزبان انتگره مي شود. بعد ، فاژ لامبدا با سلول ميزبان همانند سازي مي كند.

در شرايط مشخصي( براي مثال ، سلولهايي كه تحت اشعه UV هستند) ، فاژ لامبدا از چرخه ليزوژنيك به چرخه لايتيك بر مي گردد. اين انتقال بوسيله پروتئينهاي cl ( كه گيرنده λ نيز ناميده مي شود) و Cro كنترول مي شود. افزايش پروتئينهاي cl چرخه ليزوژنيك را پيش مي برد و افزايش پروتئينهاي Cro باعث رفتن چرخه به سمت لايتيك مي شود. جزئيات مكانيزم در فصل 4 بخش H توضيح داده شده است.

شكل1-F-1: چرخه لايتيك . a) پيش از اتصال b) اتصال c)نفوذ و uncoating . d) همانندسازي . e) سرهم شدن f) رهايش.

شکل : نمایی از چرخه لیزوژنیک فاژ لامبدا و تغییر آن به چرخه لایتیک. a) پیش از اتصال b) اتصال ، نفوذ و پوشش برداری . c) حلقوی شدن DNA لامبدا(مکانیزم) d) اینتگره شدن یا وارد شدن DNA لامبدا به درون DNA سلول میزبان (مکانیزم)  و همانند سازی آن با سلول میزبان. اگر میزان پروتئینهای cI درون سلول غالب باشد فاژ لابدا در چرخه لیزوژنیک باقی می ماند e) اگر میزان پروتئینهای Cro غالب باشد فاژ به فاز لایتیک می رود. f) رهایش.

گامي جديد براي رفع ايرادهاي اخلاقي استفاده از سلول‌هاي جنيني

ر حالي كه به نحوه دستيابي به سلول‌هاي جنيني در روش‌هاي فعلي دستيابي به سلول‌هاي بنيادي در جوامع مختلف از نظر اخلاقي ايراداتي وارد است، روشهاي تازه به علت عدم استفاده از سلول‌هاي جنيني، اميدي تازه جهت تسريع تحقيقات سلول‌هاي بنيادي به مجامع علمي بخشيده است.

 

به گزارش سرويس بين‌الملل «تابناك» به نقل از «آلگمانيه»، «هانس شولر»، مدير مؤسسه بيوپزشکي مولکولي «ماکس پلانک» شهر مونستر آلمان، بار ديگر موفقيتي در بخش توليد «سلول‌هاي بنيادي دوباره برنامه ريزي شده» به دست آورد.

اين سلول‌هاي بنيادي دوباره برنامه‌ريزي شده «جي.پي.اس.» هستند که از بيضه موش به دست مي‌آيند.

با توجه به اين كه استفاده از سلول‌هاي جنيني با چالش‌هاي اخلاقي روبه‌رو بوده، ‌به گونه‌‌اي كه بعضا دامنه آن به مباحث سياسي هم كشيده شده است، استفاده از روش «جي.پي.اس» كه در آن مي‌توان از سلول‌هاي جديد به جاي سلول‌هاي جنيني استفاده كرد، چشم‌انداز تازه‌اي را پيش روي محققان و پژوهشگران سلول‌هاي بنيادي گشوده است.

اين گزارش مي‌افزايد: توانايي و ظرفيت اين سلول‌هاي جديد براي جايگزيني ارگان‌ها و بافت‌ها، ظاهرا مشابه سلول‌هاي بنيادي جنيني است که از نظر سياسي و اخلاقي مناقشه آميز هستند.
شولر نتايج تازه‌ترين مطالعات خود بر سلول‌هاي بنيادي «جي.پي.اس» را نهم ژوئيه سال جاري (بيستم تير) در دومين کنفرانس بين‌المللي سلول‌هاي بنيادي و توليد ارگان‌ها در شهر «درسدن» آلمان ارايه کرد.

از سوي ديگر، سادگي روش شولر و كاهش 50 درصدي خطر ابتلا به سرطان از راه اين سلول‌هاي بنيادي، موجب شده است تا اين روش به عنوان بهترين گزينه براي توليد سلول‌هاي مصنوعي دوباره برنامه‌ريزي شده در مجامع علمي مطرح شود.

اين در حالي است كه به تازگي تيم پژوهشي شولر به همراه «مارتين سنکه» اعلام کردند چنانچه از سلول‌هاي بدن که قابليت کافي را دارند، استفاده شود، مي‌توان با هدايت ژنتيکي کمتري نسبت به گذشته، آنها را اصطلاحا دوباره برنامه‌ريزي کرده و به شرايط جنيني بازگرداند.

شولر توانسته است به جاي ترکيبي از چهار ژن براي برنامه‌ريزي، صرفا با دو ژن دست به چنين اقدامي بزند. استفاده از دو ژن و دخالت ندادن ژن سرطانزا، باعث مي‌شود که ريسک و خطر ابتلا به سرطان از طريق استفاده از اين سلول‌هاي بنيادي نيز 50 درصد کاهش يابد.
اما در اين روش به ويروس نياز است تا ژن‌هاي هدايت کننده در سلول مستقر شوند و اين امر مي‌تواند خطاهاي وخيمي در برنامه‌ريزي سلول نيز ايجاد كند.
اين در حالي است که سلول‌هاي جديد «جي.پي.اس» را مي‌توان کاملا بدون دخالت ژن و ويروس‌ها توليد کرد.

اين آزمايش‌هاي تيم پژوهشي شولر نيز چون گذشته صرفا بر سلول‌هاي موش انجام شده و اين گروه، ماده سلولي براي آزمايش‌هاي خود را از نمونه‌برداري‌هاي کوچکي از بافت بيضه موش به دست آورده‌اند.
شولر پس از سخنراني در کنفرانس بين‌المللي سلول‌هاي بنيادي در گفت‌وگو با روزنامه آلماني «فرانکفورتر آلگماينه» گفت: تيم مؤسسه بيوپزشکي مولکولي ماکس پلانک، نخستين پژوهشگراني هستند که سلول‌هاي بزرگسال بدن را مستقيم و بدون ويروس‌ها به «سلول‌هاي بنيادي پلوري پوتنت» تبديل کرده‌اند.

«پلوري پوتنت» به سلول‌هايي گفته مي‌شود که توانايي رشد و تبديل به تمام سلول‌هاي (اکتودرم، انتودرم و مزودرم) يک موجود زنده از جمله سلول‌هاي بنيادي جنيني را دارند.

سلول‌هاي «جي.پي.اس» مي‌توانند همه فاکتورهاي برنامه‌ريزي دوباره را که براي توليد سلول جوان و بنيادي نياز است، توليد کنند، اما به گفته شولر، شرايط رشد و محيط نيز تعيين کننده هستند.
اين متخصص سلول‌هاي بنيادي در عين حال در کنفرانس درسدن، جزييات اين شرايط را اعلام نکرد.

گفتني است که دو سال پيش نيز پژوهشگران شهر «گوتينگن» در آلمان نيز اعلام کردند که در بافت‌هاي بيضه، سلول‌هاي جالبي کشف کرده‌اند که کاملا شبيه سلول‌هاي بنيادي جنيني هستند.
در اين ميان، شولر و ديگر پژوهشگران شواهدي ارايه کرده‌اند که اين سلول‌ها صرفا در حد محدود قابل تبديل و برنامه‌ريزي دوباره هستند و به هيچ وجه سلول‌هاي بنيادي پلوري پوتنت نيستند.

سلول‌هاي جديد «جي.پي.اس» مستقيم از بافت بيضه به دست نيامده‌اند، بلکه از راه کاشت در آزمايشگاه به دتس آمده‌اند.
به گفته شولر، اين سلول‌ها عملا نسخه‌هايي هستند که از طريق هدايت ژنتيکي از سلول‌هاي بزرگسال و سلول‌هاي بسيار رشد يافته، توليد شده و با تمام تغييرات ضروري در فعاليت و برجستگي و خصوصيت مولکولي ژن‌هاي متعلق به آن، کيفيت سلول‌هاي نزديک به سلول‌هاي جنيني را به خود گرفته‌اند.

شولر در آزمايش ها ثابت کرده است که چنين «برنامه ريزي دوباره سلول» از طريق مصنوعي به طور اندک، يعني به طور حدس از هر صد سلول دو سلول، در لوله آزمايشگاه به وقوع مي‌پيوندد، اما نتيجه همين اندک مي‌تواند، واقعا بسيار شبيه سلول‌هاي بنيادي جنيني باشد.
از ديدگاه شولر، مشخصه‌هاي ژني سلول‌هاي «جي.پي.اس» در مقايسه با سلول‌هاي «آي.پي.اس.» بطور روشن به سلول‌هاي بنيادي جنيني نزديکتر هستند.

«آي.پي.اس.» که دو سال پيش توسط تيم پژوهشگران دانشگاه کيوتو به سرپرستي «شينيا ياماناکا» توليد شدند، به سلول‌هايي گفته مي‌شود که از راه مصنوعي به دست آمده و توانايي رشد و تبديل به انواع ارگان‌هاي ويژه و متنوع چون سلول‌هاي عصبي و کبد را دارند.

شولر در کنفرانس اخير سلول‌هاي بنيادي در درسدن اعلام کرد: «برند فلايشمن» در دانشگاه بن توانست با استفاده از سلول‌هاي بنيادي «جي.پي.اس» عرضه شده از سوي مؤسسه بيوپزشکي مولکولي ماکس پلانک مونستر، نخستين سلول‌هاي قلبي قابل فعاليت و همچنين سلول‌هاي گوناگون سيستم عصبي را در لوله آزمايشگاه پرورش دهد.

از آنجا که از نظر بيولوژي مولکولي، سلول‌هاي «جي.پي.اس» در مقايسه با سلول‌هاي پوست، يک «ماده خام» تازه و از نظر ژنتيکي براي پيوند بافتي و سلولي تقريبا جوان هستند، ولي شولر به عنوان يک پژوهشگر سلول‌هاي بنيادي، اميد بزرگي به سلول‌هاي «جي.پي.اس» بسته است.

منبع

چرخه زندگي فاژ لامبدا(فصل 1 بخش f )

چرخه زندگي فاژ لامبدا

 

 

فاژ لامبدا به طور رايج در DNA cloning استفاده مي شود. آنها داراي دو چرخه سلولي مي باشند : ليتيك و ليزوژنيك . در چخه لايتيك ، فاژهاي لامبدابه سرعت همانند سازي مي كنند و سرانجام باعث ليز سلول ميزبان مي شوند. در چرخه ليزوژنيك ، DNA حلقوي شده و درون DNA ميزبان انتگره مي شود. بعد ، فاژ لامبدا با سلول ميزبان همانند سازي مي كند.

در شرايط مشخصي( براي مثال ، سلولهايي كه تحت اشعه UV هستند) ، فاژ لامبدا از چرخه ليزوژنيك به چرخه لايتيك بر مي گردد. اين انتقال بوسيله پروتئينهاي cl ( كه گيرنده λ نيز ناميده مي شود) و Cro كنترول مي شود. افزايش پروتئينهاي cl چرخه ليزوژنيك را پيش مي برد و افزايش پروتئينهاي Cro باعث رفتن چرخه به سمت لايتيك مي شود. جزئيات مكانيزم در فصل 4 بخش H توضيح داده شده است.

 

 

شكل: چرخه لايتيك . a) پيش از اتصال b) اتصال c)نفوذ و uncoating . d) همانندسازي . e) سرهم شدن f) رهايش.

 

 

شکل: تصویری از چرخه لیزوژنیک فاژ لامبدا وتبدیل آن به چرخه لایتیک.a)  پیش از اتصال b) اتصال، نفوذ ، پوشش برداری c) حلقوی شدن DNA لامبداd)  دی ان ای فاژ لامبدا در DNA سلول میزبان وارد شده و با آن همانند سازی می کند.اگر میزان پروتئین cl  غالب باشد فاژ در مرحله لیزوژنیک باقی می ماند. e ) اگر میزان پروتئین pro غالب باشد فاژ لابدا به مرحله لایتیک انتقال میابد. F) رهایش

   

باكتريوفاژها (فصل 1 بخشf)

باكتريوفاژها: ويروسي است كه باكتريها را آلوده مي كنند.

مثالها:

1. فاژهاي dsDNA با يك دم انقباضي مثل: T4
2. فاژهاي dsDNA با يك دم قابل انعطاف مثل: λ
3. فاژهاي dsDNA با يك دم زبر مثل: p22
4. فاژهاي ssDNA مثل: phi X 174
5. فاژهاي ssRNA مثل: MS2

 

چرخه زندگب فاژ لامدا λ

 

سايتهاي مفيد:

تصوير فاژ - From Bacteriophage Ecology Group

كموكينها( Chemokines) (فصل 1 بخش E )

كموكينها( Chemokines):

كموكينها سايتوكاينهايي هستند كه باعث فعال شدن يا ارتباط شيميايي با لوكوسيتها مي شود. هر كموكين داراي 65 الي 120 آمينو اسيد با وزن مولكولي 8 تا 10 كيلو دالتون مي باشند. رسپتورهاي آنها وابسته به رسپتورهاي جفت شده با G-پروتئين است. HIV هنگام ورود به سلول نياز به رسپتورهاي كموكين دارد ، آنتاگونيستهاي آنها به پيشبرد درمان ايدز كمك نموده است.

 

سايتهاي مفيد :

 درسهاي كوتاهي در مورد كموكينها - by University of Stony Brook

 

مقالات مروري:

Chemokine receptors and their role in inflammation and infectious diseases - Blood, 2000.

Inhibition of HIV Infection by Bicyclams, Highly Potent and Specific CXCR4 Antagonists - Molecular Pharmacology, 2000.

Chemokine Regulation of Normal and Pathologic Immune Responses - Stem Cells, 2001.

مكانيزم ورود HIV به درون سلول ميزبان(فصل 1 بخش E )

مكانيزم ورود HIV به درون سلول ميزبان

 

 

شكل: ساختار تجمع HIV gp120 ، CD4 و آنتي باديهاي ضد گيرنده هاي كموكين.

PDB ID = 1GC1.

 

براي ورود به سلول ، پروتئين سطحي gp120 بايد با دو گيرنده واكنش دهد: CD4 و يك گيرنده كموكين (براي مثال CCR5) .آنتي بادي نشان داده كه مي تواند تاثيرات گيرنده كموكين را ببندد. موقعيت آن احتمالا در محل اتصال گيرنده هاي كموكين در فرآيند معمول است.

بر هم كنش بين gp120 و اين دو رسپتور هم جوشي بين ويروس و سلول ميزبان را راه اندازي مي كند. جزئيات كامل اين مكانيزم كاملا مشخص نشده است. امكان اين وجود دارد كه CD4 و يا گيرنده هاي كموكين باعث بيرون كشيدن gp120 شده و باعث در معرض قرار گيري gp41 ي متصل به gp120 و جاي گرفته در غشاي ويروسي شود (مثالي از ژنها و رشد). gp41 يك پروتئين هم جوشي fusion protein است ، كه قابليت شروع نمودن همجوشي را دارد ، كه به موجب آن به HIV اجازه ورود به درون سلول را مي دهد.

 

 

مقالات:

 

The plasma membrane as a combat zone in the HIV battlefield - Genes and .Development, 2000
 

HIV Integrase, a Brief Overview from Chemistry to Therapeutics - J. Biol. Chem., .2001

 

سايتهاي مفيد :

و تصوير آن HIVساختار 

چرخه زندگي ويروس (فصل 1 بخش E)

چرخه زندگي ويروس:

 

چرخه زندگي ويروسها به مراحل زير تقسيم مي شود:

 

1. الصاق (Attachment): اتصال اختصاصي بين پروتئينهاي سطحي ويروس و رسپتورهاي آنها در سطح سلولهاي ميزبان است.اين اختصاصيت تمايا يك ويروس به ميزبان را مشخص مي كند. براي مثال ، ويروس نقص ايمني انسان (HIV ) تنها سلولهاي ايمني انسان را آلوده مي كند ( مخصوصا سلولهاي T ) ، زيرا پروتئين سطحي آن ، gp120 ، مي تواند با CD4 و گيرنده هاي كموكين در سطح سلولهاي T  واكنش دهد . (شكل 3 بخش E فصل 1) 
2. نفوذ( Penetration) : بعد از اتصال ،‌ ويروسها ممكن است از طريق اندوسيتوز با واسطه گيرنده يا ديگر مكانيزمها وارد سلول شوند. براي جزئيات بيشتر سايت زير را مشاهده كنيد.

 

 ورود ويروس به درون سلولها - Ed Rybicki

 

3. Uncoating  : فرآيندي است كه در آن كپسيد بوسيله آنزيمهاي ويروسي و ميزبان برداشته مي شود.
4. همانند سازي (Replication) : همانند سازي در سرهم شدن پروتئينهاي ويروسي و مواد ژنتيكي توليد شده در سلولهاي ميزيان دخيل است.
5. رها سازي: ويروسها با ايجاد از هم گسيختگي (ليز) در درون سلولهاي ميزبان از آنها رها مي شوند. ويروسهاي پوشش دار( براي مثال  HIV ) از سلولهاي ميزبان جوانه مي زنند. به هنگام فرآيند جوانه زني ،‌ يك ويروس پوشش فسفوليپيديي را كه حاوي گليكوپروتئينهاي ويروسي است را كسب مي كند.

 

سايت هاي مفيد:

چرخه زندگي- From Johns Hopkins University HIV 

 By Shaun Heaphyهمانندسازي ويروس