یکی از پرسش هایی که یافتن جوابی برای آن بیش از پنجاه سال طول کشید، این بود که ژن چیست و از چه ساخته شده است؟ پاسخ این سؤال، به ظاهر شاید ساده باشد ولی برای رسیدن به آن، پژوهش ها و آزمایش های زیادی انجام شد که در حال حاضر هم ادامه دارد.

نوکلئیک اسیدها
هر یک از یاخته های بدن ما ویژگی هایی مانند شکل و اندازه دارند. این ویژگی ها تحت فرمان هسته هستند. دستورالعمل های هسته در حین تقسیم از یاخته ای به یاخته دیگر و در حین تولیدمثل از نسلی به نسل دیگر منتقل می شود. اطلاعات و دستورالعمل فعالیت های یاخته در چه قسمتی از هسته ذخیره می شود؟

قبلا آموختیم که فام تن ها (کروموزوم ها)در هسته قرار دارند و در ساختار آن ها دنا (DNA )و پروتئین مشارکت می کنند. کدام یک از این دو ماده، ذخیره کننده اطالعات وراثتی است؟
اسخ این سؤال مشخص شده است. این ماده دنا است که به عنوان ماده ذخیره کننده اطالعات وراثتی عمل می کند، اما دانشمندان چگونه به این پاسخ رسیده اند؟

اطلاعات اولیه در مورد ماده وراثتی از فعالیت ها و آزمایش های باکتری شناسی انگلیسی به نام گریفیت به دست آمد. او سعی داشت واکسنی برای آنفلوانزا تولید کند. در آن زمان تصور می شد عامل این بیماری، نوعی باکتری به نام استرپتوکوکوس نومونیا است. گریفت با دو نوع از این باکتری، آزمایش هایی را روی موش ها انجام داد.

نوع بیماری زای آن که پوشینه دار (کپسول پلی ساکاریدی) است در موش ها سبب سینه پهلو می شود ولی نوع بدون پوشینه آن موش ها را بیمار نمی کند.

گریفیت مشاهده کرد تزریق باکتری های پوشینه دار به موش باعث بروز علائم بیماری و مرگ در آنها می شود؛ در حالی که تزریق باکتری های بدون پوشینه به موش های مشابه، باعث بروز علائم بیماری نمی شود. او در آزمایش دیگری باکتری های پوشینه دار کشته شده با گرما را به موش ها تزریق و مشاهده کرد که موش ها سالم ماندند.

گریفیت نتیجه گرفت وجود پوشینه به تنهایی عامل مرگ موش ها نیست. سپس مخلوطی از باکتری های پوشینه دار کشته شده با گرما و زنده بدون پوشینه را به موش ها تزریق کرد: برخالف انتظار، موش ها مردند! او در بررسی خون و شش های موش های مرده، تعداد زیادی باکتری های پوشینه دار زنده مشاهده کرد.

مسلما باکتری های مرده، زنده نشده اند بلکه تعدادی از باکتری های بدون پوشینه به نحوی تغییر کرده و پوشینه دار شده اند. از نتایج این آزمایش ها مشخص شد که ماده وراثتی می تواند به یاخته دیگری منتقل شود ولی ماهیت این ماده و چگونگی انتقال آن مشخص نشد.

اطلاعات اولیه در مورد ماده وراثتی از فعالیت ها و آزمایش های باکتری شناسی انگلیسی به نام گریفیت به دست آمد.
هدف: تولید واکسن برای آنفلوآنزا
حدس اولیه: عامل آنفلوآنزا، نوعی باکتری به نام استرپتوکوکوس نومونیا است.
آزمایشات :
1 )باکتری پوشینه دار (کپسول پلی ساکاریدی) —-> موش —-> ایجاد سینه پهلو و مرگ!

2 )باکتری بدون پوشینه —-> موش —-> عدم بروز عالئم بیماری و زنده!

3 )باکتری پوشینه دار کشته شده با گرما —-> موش —-> عدم بروز عالئم بیماری و زنده!
هدف: بررسی بیماری زایی پوشینه
نتیجه: وجود پوشینه به تنهایی عامل مرگ موش ها نیست.

4 )مخلوط باکتری های پوشینه دار کشته شده با گرما + باکتری های بدون پوشینه زنده —-> موش —-> مرگ!
علت: در بررسی خون و شش های موش های مرده، تعداد زیادی باکتری های پوشینه دار زنده مشاهده کرد. که این یعنی تعدادی از باکتری های بدون پوشینه از عصاره سلولی باکتری های پوشینه دار کشته شده،با دریافت عامل انتقال صفت پوشینه دار شدن ، به نحوی تغییر کرده و پوشینه دار شده اند.

نتیجه: از نتایج این آزمایش ها مشخص شد که ماده وراثتی می تواند به یاخته دیگری منتقل شود ولی ماهیت این ماده و چگونگی انتقال آن مشخص نشد.

عامل اصلی انتقال صفات وراثتی، مولکول دنا است
عامل مؤثر در انتقال این صفت (پوشینه دار شدن) تا حدود ۱۶ سال بعد از گریفیت همچنان ناشناخته ماند. تا اینکه نتایج کارهای دانشمندی به نام ایوری و همکارانش عامل مؤثر در آن را مشخص کرد. آنها ابتدا از عصارة استخراج شده از باکتری های کشته شده پوشینه دار استفاده کردند و در آن تمامی پروتئین های موجود را تخریب کردند.

آنها سپس باقی مانده محلول را به محیط کشت باکتری فاقد پوشینه اضافه کردند و دیدند که انتقال صفت صورت می گیرد؛ پس می توان نتیجه گرفت که پروتئین ها ماده وراثتی نیستند.

در آزمایش دیگری عصاره استخراج شده از باکتری های کشته شده پوشینه دار را در یک گریزانه (سانتریفیوژ) با سرعت بالا قرار دادند و مواد آن را به صورت لایه لایه جدا کردند. با اضافه کردن هریک از لایه ها به صورت جداگانه به محیط کشت باکتری فاقد پوشینه مشاهده کردند که انتقال صفت فقط با لایه ای که در آن دنا وجود دارد انجام می شود.

نتایج این آزمایش ها، ایوری و همکارانش را به این نتیجه رساند که عامل اصلی و مؤثر در انتقال صفات، دنا است. به عبارت ساده تر، دنا همان ماده وراثتی است. با این حال نتایج به دست آمده مورد قبول عده ای قرار نگرفت؛ چون در آن زمان بسیاری از دانشمندان بر این باور بودند که پروتئین ها ماده وراثتی هستند.

در آزمایش های دیگری عصاره باکتری های پوشینه دار را استخراج و آن را به چهار قسمت تقسیم کردند. به هر قسمت، آنزیم تخریب کننده یک گروه از مواد آلی(کربوهیدرات ها، پروتئین ها، لیپیدها و نوکلئیک اسیدها) را اضافه کردند. سپس هر کدام را به محیط کشت حاوی باکتری بدون پوشینه منتقل و اجازه دادند تا فرصتی برای انتقال صفت و رشد و تکثیر داشته باشند. مشاهده شد که در همه ظروف انتقال صورت می گیرد به جز ظرفی که حاوی آنزیم تخریب کننده دنا است.

ساختار نوکلئیک اسید

نوکلئیک اسیدها که شامل دئوکسی ریبونوکلئیک اسید(دنا) و ریبونوکلئیک اسید(رنا) هستند، همگی بسپارهایی (پلیمرهایی) از واحدهای تکرارشونده به نام نوکلئوتید هستند. هر نوکلئوتید شامل سه بخش است: یک قند پنج کربنه، یک باز آلی نیتروژن دار و یک تا سه گروه فسفات.

قند پنج کربنه در دنا، دئوکسی ریبوز و در رنا،ریبوز است. دئوکسی ریبوز یک اکسیژن کمتر از ریبوز دارد. باز آلی نیتروژن دار می تواند پورین باشد که ساختار دو حلقه ای دارد؛ شامل آدنین ( A )و گوانین ( G )یا می تواند پیریمیدین باشد که ساختار تک حلقه ای دارد؛ شامل تیمین ( T )سیتوزین ( C )و یوراسیل ( U ). در دنا باز یوراسیل شرکت ندارد و به جای آن تیمین وجود دارد و در رنا به جای تیمین، باز یوراسیل وجود دارد.

برای تشکیل یک نوکلئوتید، باز آلی نیتروژن دار و گروه یا گروه های فسفات با پیوند اشتراکی (کووالانسی) به دو سمت قند متصل می شوند. نوکلوتیدها از نظر نوع قند، نوع باز آلی و تعداد گروه های فسفات با یکدیگر تفاوت دارند.

نوکلئوتیدها با نوعی پیوند اشتراکی به نام فسفو دی استر به هم متصل می شوند و رشته پلی نوکلئوتیدی را می سازند. در تشکیل پیوند فسفو دی استر، فسفات یک نوکلئوتید به گروه هیدروکسیل ( OH )از قند مربوط به نوکلئوتید دیگر متصل می شود. رشته های پلی نوکلئوتیدی یا به تنهایی نوکلئیک اسید را می سازند مثل رنا، یا به صورت دوتایی مقابل هم قرار می گیرند و نوکلئیک اسیدهایی مثل دنا را می سازند.

بنابراین مولکول های دنا از دو رشته پلی نوکلئوتید و مولکول های رنا از یک رشته پلی نوکلئوتید تشکیل می شوند.دو انتهای رشته های پلی نوکلئوتید نیز می توانند با پیوند فسفودی استر به هم متصل شوند و نوکلئیک اسید حلقوی را ایجاد کنند؛ برای مثال دنا در باکتری ها (مثل راکیزه و سبزدیسه) به صورت حلقوی است.

در نوکلئیک اسیدهای خطی گروه فسفات در یک انتها و گروه هیدروکسیل در انتهای دیگر آزاد است؛ بنابراین هر رشته دنا و رنای خطی همیشه دو سر متفاوت دارد.

تلاش برای کشف ساختار مولکولی دنا

در ابتدا تصور می شد که چهار نوع نوکلئوتید موجود در دنا به نسبت مساوی در سراسر مولکول توزیع شده اند. بر این اساس دانشمندان انتظار داشتند که مقدار ۴ نوع باز آلی در تمامی مولکول های دنا از هر جانداری که به دست آمده باشد با یکدیگر برابر باشد.

اما مشاهدات و تحقیقات چارگاف روی دناهای جانداران نشان داد که:مقدار آدنین در دنا با مقدار تیمین برابر است و مقدار گوانین در آن با مقدار سیتوزین برابری می کند. تحقیقات بعدی دانشمندان دلیل این برابری نوکلئوتیدها را مشخص کرد.

استفاده از پرتو ایکس برای تهیه تصویر از دنا
ویلکینز و فرانکلین با استفاده از پرتو ایکس از مولکول های دنا تصاویری تهیه کردند. با بررسی این تصاویر در مورد ساختار دنا نتایجی را به دست آوردند از جمله اینکه دنا حالت مارپیچی و بیش از یک رشته دارد. البته با استفاده از این روش ابعاد مولکول ها را نیز تشخیص دادند. یکی از راه های پی بردن به شکل پروتئین ها نیز استفاده از پرتوهای ایکس است.

مدل مولکولی دنا
واتسون و کریک با استفاده از نتایج آزمایش های چارگاف و داده های حاصل از تصاویر تهیه شده با پرتو ایکس و با استفاده از یافته های خود، مدل مولکولی نردبان مارپیچ را ساختند که باعث شد در سال ۱۹۶۲ جایزه نوبل را دریافت کنند. نتایج حاصل از این تحقیقات با پژوهش های امروزی مورد تأیید قرار گرفته اند.

نکات کلیدی مدل واتسون و کریک
هر مولکول دنا در حقیقت از دو رشته پلی نوکلئوتیدی ساخته شده است که به دور محوری فرضی پیچیده شده و ساختار مارپیچ دو رشته ای را ایجاد می کند. این مارپیچ اغلب با یک نردبان پیچ خورده مقایسه می شود.

پیوندهای هیدروژنی بین بازها، دو رشته دنا را در مقابل هم نگه می دارد. این پیوندها بین جفت بازها به صورت اختصاصی تشکیل می شوند.آدنین ( A )با تیمین ( T )روبه روی هم قرار می گیرند و گوانین ( G )با سیتوزین ( C )جفت می شوند. به این جفت بازها بازهای مکمل می گویند. بین C و G نسبت به A و T پیوند هیدروژنی بیشتری تشکیل می شود. مکمل بودن بازهای آلی نتایج آزمایش های چارگاف را نیز تأیید می کند.

قرارگیری جفت بازها به این شکل باعث می شود که قطر مولکول دنا در سراسر آن یکسان باشد؛ زیرا یک باز تک حلقه ای در مقابل یک باز دو حلقه ای قرار می گیرد و باعث پایداری مولکول دنا می شود. نتیجه دیگر جفت شدن بازهای مکمل این است که اگرچه دو رشته یک مولکول دنا یکسان نیستند، ولی شناسایی ترتیب نوکلئوتیدهای هر کدام می تواند ترتیب نوکلئوتیدهای رشته دیگر را هم مشخص کند؛

مثال اگر ترتیب نوکلئوتیدها در یک رشته ATGC باشد ترتیب نوکلئوتیدها در رشته مکمل آن باید TACG باشد.

اگرچه هر پیوند هیدروژنی به تنهایی انرژی پیوند کمی دارد، ولی وجود هزاران یا میلیون ها نوکلئوتید و برقراری پیوند هیدروژنی بین آنها به مولکول دنا حالت پایدارتری می دهد. در عین حال، دو رشته دنا در موقع نیاز هم می توانند در بعضی از نقاط از هم جدا شوند، بدون اینکه پایداری آنها به هم بخورد.

رنا و انواع آن
گفتیم که نوع دیگری از نوکلئیک اسیدها، رنا است. مولکول رنا تک رشته ای است و از روی بخشی از یکی از رشته های دنا ساخته می شود. رناها نقش های متعددی دارند که به بعضی از آنها اشاره می کنیم:

رنای پیک ( mRNA ): اطالعات را از دنا به رناتن ها می رساند. رناتن با استفاده از اطلاعات رنای پیک، پروتئین سازی می کند که در فصل بعد با آن آشنا خواهید شد.

رنای ناقل ( tRNA ): آمینواسیدها را برای استفاده در پروتئین سازی به سمت رناتن ها می برد.

رنای رنانتی ( rRNA ): در ساختار رناتن ها عالوه بر پروتئین، رنای رناتنی نیز شرکت دارد.

رنای کوچک( sRNA ): بعضی از آنها با اتصال به رنای پیک مکمل خود، در تنظیم بیان ژن نقش دارند.

عالوه بر این نقش ها، رناها نقش آنزیمی و دخالت در تنظیم بیان ژن نیز دارند.

ژن چیست؟
طبق آزمایش های ایوری و همکارانش، اطالعات وراثتی در دنا قرار دارد و از نسلی به نسل دیگر منتقل می شوند. این اطالعات در واحدهایی به نام ژن سازماندهی شده اند. ژن بخشی از مولکول دنا است که بیان آن می تواند به تولید رنا یا پلی پپتید بینجامد. اینکه رنا چگونه دستورالعمل های دنا را اجرا می کند، در فصل های آینده با آن آشنا خواهید شد.

دخالت نوکلئوتیدها در واکنش های سوخت و سازی

نوکلئوتیدها عالوه بر شرکت در ساختار دنا و رنا نقش های اساسی دیگری نیز در یاخته برعهده دارند. برای مثال نوکلئوتید آدنین دار ATP( آدنوزین تری فسفات) به عنوان منبع رایج انرژی در یاخته است و یاخته در فعالیت های مختلف از آن استفاده می کند. همچنین نوکلئوتیدها در ساختار مولکول هایی وارد می شوند که در فرایندهای فتوسنتز وتنفس یاخته ای نقش حامل الکترون را بر عهده دارند. با این مولکول ها در فصل های آینده آشنا خواهید شد.

 نکات کنکوری

گریفیت

📌مراحل آزمایش گریفیت
1)تزریق  باکتریهای پوشینه دار زنده به موش ← مرگ موش ها
2) تزریق باکتریهای بدون پوشینه زنده به موش ← زنده ماندن موش ها

3) تزریق باکتریهای پوشینه دار کشته شده با گرما به موش ← زنده ماندن موش ها
4) تزریق مخلوط باکتریهای پوشینه دارکشته شدهباگرماوباکتری های بدون پوشینه زنده به موش ← مرگ موش ها

 📌 وقتی باکتری وارد موش می شود ولی موش نمی میرد ، یعنی : (دستگاه ایمنی گلبول سفید + پادتن + … ) باکتری های مهاجم را نابود کرده است.

 📌 وقتی باکتری وارد موش می شود و موش بیمار شده و سپس میمیرد ، یعنی : دستگاه ایمنی نتوانسته است باکتری های مهاجم را نابود کند.

 📌 گریفیت در مرحله چهارم ، مخلوطی از باکتری های پوشینه دار کشته شده با گرما و زنده بدون پوشینه را به موشها تزریق کرد. برخلاف انتظار او موش ها مردند! در بررسی خون و ششهای موشهای مرده، تعداد زیادی از باکتریهای پوشینه دار زنده مشاهده کرد.

 📌 گریفیت نتیجه گرفت : مسلماً باکتری های مرده، زنده نشده اند بلکه تعدادی از باکتریهای بدون پوشینه نحوی تغییر کرده و پوشینه دار شده اند.

📌 گرفیت اطلاع نداشت که DNAنوعی ماده وراثتی است که میتواند به یاخته ها انتقال یابد  (ماهیت ماده وراثتی را کشف نکرد)

 📌 در مرحله ۴ ژن آنزیم های سازنده پوشینه (نه پوشینه) از محیط به باکتری بدون پوشینه انتقال یافت.

DNA 📌 از باکتری پوشینه دار مرده به باکتری بدون پوشینه انتقال یافت باکتری ازDNA استفاده کرده و سپس با کمک اطلاعات ژنی و ریبوزوم ها پوشینه ساخت و پوشینه دار شد

 📌 از نتایج آزمایش های گریفیت مشخص شد که مادة وراثتی میتواند به یاختة دیگری منتقل شود اما ماهیت ماده وراثتی و چگونگی انتقال آن مشخص نشد.

📌 DNA ، RNA و پروتئین ، پلیمرهایی (بسپارهایی) بوده که از واحدهای کم و بیش شبیه هم ساخته شده اند

 📌 در انسان و ( جانداران پرسلولی دیگر) دستورالعمل های هسته در حین تقسیم از یاخته ای به یاخته دیگر و در حین تولید مثل از نسلی به نسل دیگر منتقل میشود.

 📌 همه جانداران (یوکاریوت + پروکاریوت)دارای DNA، RNA  و پروتئین هستند.

 📌 در جانداران تک سلولی( باکتری + پارامسی و … ) در حین تقسیم ، دستورالعملهای یاخته (DNA و ژن) از نسلی به نسل دیگر انتقال می یابد.

 📌 گلبول قرمز بالغ در انسان و بسیاری از پستانداران هسته ندارد.

 📌 میتوکندری و کلروپلاست ، دارای دو غشا ،هسته ،DNA RNA و ریبوزوم هستند.

 📌 درون هسته پروتئین ساخته نمیشود. درون کلروپلاست و میتوکندری ، پروتئین ساخته می شود.

 📌 در یاخته های هسته دار (غیرفتوسنترکننده) DNA درون هسته و میتوکندری قرار دارد. در یاخته های هسته دار فتوسنتز کننده ، DNA درون هسته ، میتوکندری و کلروپلاست قرار دارد .

 📌 اطلاعات اولیه در مورد مادة وراثتی از فعالیت ها و آزمایش های باکتری شناسی انگلیسی به نام گریفیت به دست آمد. و سعی داشت واکسنی برای آنفلوانزا تولید کند. در آن زمان تصور میشد عامل این بیماری، نوعی باکتری به نام استرپتوکوکوس نومونیا است.

📌 باکتری موارد روبرو را ندارد : میوز ، میتوز ، ساختار دوک ، سانتریول ، نقاط وارسی ، چرخه یاخته ای ، اینترفاز ، تشکیل کمربند انقباضی ، هیستون ، اندامک غشادار (گلژی + شبکه آندوپلاسمی + میتوکندری + کلروپلاست + تقسیم بندی غشای درونی + لیزوزوم + واکوئول+ لوله های غشایی) ، هسته ، ارتباط سیتوپلاسمی ، حفره دهانی و ریزکیسه غشایی  (آندوسیتوز و اگزوسیتوز) ، ندارد.

📌 استرپتو یعنی رشته ای – کوکوس یعنی کروی – استرپتوکوکوس یعنی : ساختار رشته ای که هر کدام از باکتری ها در این رشته کروی هستند. (مثل دانه های تسبیح که پشت سر هم قرار میگیرند)

 📌 همه جانداران ، هومئوستازی ، کسب انرژی ، نظم و ترتیب ، پاسخ به محیط ، تولید مثل ، سازش و رشد دارند.

تلاش برای کشف ساختار مولکولی دنا

📌 در یک مولکول دنا ، تعداد بازهای آلی با یکدیگر لزوما برابر نیست و میتواند متفاوت باشد.

📌 مشاهدات و تحقیقات چارگاف روی دِناهای جانداران نشان داد که مقدار آدنین موجود در دِنا با مقدار تیمین برابر است و مقدار گوانین در آن با مقدار سیتوزین برابری میکند.

📌 در یک مولکول دنا تعداد A با T و تعداد C با G برابر است_ در یک مولکول دنا مجموع باز
 های تک حلقه ای پیریمیدینی T + C با مجموع بازهای دو حلقه ای پورینی A + G برابر است

📌 ویلکینز و فرانکلین با استفاده از پرتو ایکس از مولکول های دِنا تصاویری تهیه کردند. با بررسی این تصاویر در مورد ساختار دِنا نتایجی را به دست آوردند از جمله اینکه دِنا قطعا حالت مارپیچی و بیش از یک رشته (دو یا سه رشته)دارد. البته با استفاده از این روش ابعاد مولکول های دنا را نیز تشخیص دادند.

📌 ویلکینز و فرانکلین از جفت بازها اطلاع نداشتند و نمی دانستند که قطر همه بخش های مولکول دنا ثابت است

نکات کلیدی مدل واتسون و کریک

📌 هر مولکول دِنا در حقیقت از دو رشته پلی نوکلئوتیدی ساخته شده است که به دور محوری فرضی پیچیده شده و ساختار مارپیچ دو رشته ای را ایجاد میکند، مارپیچ (دنا)اغلب با یک نردبان پیچ خورده مقایسه می شود. ستون های این نردبان را قند و فسفات و پله ها را بازهای آلی تشکیل میدهند

📌 پیوندهای هیدروژنی (غیراشتراکی)بین بازها، دو رشته دِنا را در مقابل هم نگه می دارد. این پیوندها بین جفت بازها به صورت اختصاصی تشکیل میشوند. آدنین A با تیمین T رو به روی هم قرار میگیرند و گوانین G با سیتوزین C جفت میشوند. به این جفت بازها ، بازهای مکمل میگویند.

📌 بین C و G نسبت به A و T پیوند هیدروژنی بیشتری تشکیل میشود

📌 دو رشته پلی نوکلئوتیدی در دنا ، ناهمسو می باشند

📌 قرارگیری جفت بازها به صورت جفت باز مکمل A روبروی  Tو C روبروی )Gنه پیوند هیدروژنی) باعث میشود که قطر مولکول دنا در سراسر آن یکسان باشد، زیرا یک باز تک حلقه ای در مقابل یک باز دوحلقه ای قرار میگیرد و باعث پایداری مولکول دنا میشود.

📌 در جفت باز A با T ، (سه حلقه وجود دارد). در جفت باز C با G هم سه حلقه وجود دارد. (هر جفت باز در دنا ، سه حلقه دارد).

📌 دو رشتة یک مولکول دِنا یکسان نیستند، ولی شناسایی ترتیب نوکلئوتیدهای هر کدام میتواند ترتیب نوکلئوتیدهای رشتة دیگر را هم مشخص کند؛ مثالً اگر ترتیب نوکلئوتیدها در یک رشته ATGC باشد ترتیب نوکلئوتیدها در رشتة مکمل آن باید TACG باشد.

📌نتایج جفت شدن باز ها در مولکول دنا :
*قطر ثابت در سراسر مولکول دنا
 * پایداری مولکول دنا
 *شناسایی ترتیب نوکلئوتیدهای هر رشته منجر به شناسایی ترتیب نوکلئوتیدها در رشته مقابل میشود.

 📌در نوکلئوتیدهای آدنین دار و گوانین دار ، دو حلقه آلی نیتروژن دار وجود دارد. در نوکلئوتیدهای تیمین دار ، سیتوزین دار و یوراسیل دار ، یک حلقه آلی نیتروژن دار یافت میشود.

📌دنای اصلی باکتری حلقوی بوده و به غشای پلاسمایی اتصال یافته است

📌در یوکاریوت ها دنا به غشای یاخته متصل نیست. در باکتری دنای اصلی به سطح درونی غشای پلاسمایی متصل است.

رنا و انواع آن

📌 مولکول رِنا تک رشته ای است و از روی بخشی از یکی از رشته های دِنا ساخته میشود.
هیچگاه یک RNA از روی تمام طول یک دنا ساخته نمیشود.

📌RNA  محصول فعالیت آنزیم RNA)پلیمراز) است و از روی بخشی از یکی از رشته های DNA ساخته میشود.
📌 درون سیتوپلاسم باکتری ، درون میتوکندری ، درون کلروپلاست و درون هسته ، DNA وجود داشته و از روی آن RNA ساخته می شود.

📌 RNA باز تیمین ندارد به جای تیمین باز یوراسیل دارد.

📌 رِنای پیک (mRNA ) اطلاعات را از دِنا به رِناتَن ها (ریبوزوم ها) میرساند. رِناتَن (ریبوزوم) با استفاده از اطلاعات رِنای پیک ، پروتئین سازی میکند. (محل فعالیت ریبوزوم درون سیتوپلاسم (خارج از هسته) است)

📌  RNA ناقل آمینواسید است نه Mrna

📌 رِنای رِناتَنی : (rRNA) در ساختار رِناتَن ها علاوه بر پروتئین، رِنای رِناتَنی نیز شرکت دارد. )ریبوزوم : پروتئین ریبوزومی + رنای ریبوزومی(

📌 رنای ریبوزومی rRNA ، )نوعی آنزیم غیر پروتئینی است که بین آمینواسیدها پیوند پپتیدی (نوعی پیوند اشتراکی) ایجاد میکند. همزمان با تشکیل پیوند پیتیدی (نوعی سنتز آبدهی) ، آب آزاد می شود.

📌 نوکلئوتیدهای رنا قند ریبوز دارند ولی نوکلئوتیدهای دنا قند دئوکسی ریبوز دارند. پس این دو هیچ وقت به طور کامل شبیه هم نیستند.

ژن چیست؟

📌 بیان ژن : یعنی روشن شدن ژن = یعنی از روی ژن به کمک آنزیم ، RNA ساخته شود.

 📌 RNA نوعی نوکلئیک اسید تک رشته ای است که (طی فعالیت آنزیمی) مستقیما از روی ژن ساخته میشود. (محصول مستقیم ژن : رناRNA )

📌 ژن بخشی از مولکول دِنا است که میتواند بیان آن به تولید رِنا یا پلی پپتید منجر شود.

📌خلاصه ای از هدف هر ژن :
ژن سازنده :tRNA  اگر استفاده شود ، رنای ناقل* tRNA* ساخته می شود.( پلی پپتید و پروتئین ساخته نمیشود )
  ژن سازنده : rRNA اگر استفاده شود ، رنای ریبوزمی ساخته میشود. (پلی پپتید و پروتئین ساخته نمی شود)
  ژن سازنده رشته پلی پپتید : اگر استفاده شود ، (mRNA) رنای پیک ساخته می شود. رنای پیک به سمت ریبوزوم رفته و در آنجا رشته پلی پپتید ساخته میشود
 ژن سازنده رنای کوچک : اگر استفاده شود ، رنای کوچک ساخته می شود

📌محصول مستقیم استفاده از ژن ،  RNA  است

دخالت نوکلئوتیدها در واکنش های سوخت و سازی (متابولیسم)

📌 نوکلئوتیدها علاوه بر شرکت در ساختار دِنا و رِنا نقش های اساسی دیگری نیز در یاخته برعهده دارند. برای مثال نوکلئوتید آدنین دار * ATP *( آدنوزین تری فسفات) به عنوان منبع رایج انرژی در یاخته است و یاخته در فعالیت های مختلف از آن استفاده میکند.

📌 در باکتری میتوکندری وجود ندارد اما ATP تولید و مصرف می شود.

📌 نوکلئوتیدها در ساختار مولکول هایی وارد می شوند که در فرایندهای فتوسنتز و تنفس یاخته ای نقش حامل الکترون را برعهده دارند.

📌 در حین اگزوسیتوز (آندوسیتوز + فعالیت پمپ سدیم- پتاسیم) ، پیوند فسفات – فسفات در ATP شکسته شده و  ADP + P تولید می شود. انرژی آزاد شده صرف انجام فرایند مذکور میشود

 📌 رنای ریبوزومی  (rRNA )نوعی آنزیم غیرپروتئینی بوده که پیوند پپتیدی تشکیل میدهد.

📌 پمپ سدیم – پتاسیم ، با مصرف ATP ، یون های سدیم را از سلول خارج و یون های پتاسیم را وارد می کند.

📌 ریبوزوم با توجه به پیام رنای پیک نوع ویژه ای از رشته پلی پپتید را می سازد. در رنا انواعی از نوکلئوتیدها وجود دارد.

 📌 اتصال ناقل عصبی و هورمون به گیرنده خود ، بدون مصرف انرژی زیستی ATP و … انجام میشود

📌 درون نوکلئوتید پیوند فسفودی استر وجود ندارد.