چند نکته اولیه:
کتاب درسی مقدمهای آورده که بررسی آن میتواند یک یادآوری خوب از گذشته باشد.
هر یک از سلولهای بدن ما ویژگیهایی مانند شکل و اندازه دارد. این ویژگیها تحت فرمان هسته است.
ویژگیهایی مانند شکل و اندازه تحت فرمان کروموزومها هستند. با کروموزومها در سال یازدهم آشنا شدیم.
کروموزومها میتوانند در هسته حضور داشته باشند یا در سیتوپلاسم و متصل به غشا باشند. در جانداران یوکاریوتی مثل انسانها کروموزوم در هسته حضور دارد و در بعضی از جانداران مثل پروکایوتها کروموزومها در هسته نیستند چون هسته وجود ندارد.
علاوه بر سلولهای پروکاریوتی برخی از سلولهای یوکاریوتی هم میتوانند بدون هسته باشند، مانند گلبولهای قرمز.
دستورالعملهای هسته در حین تقسیم از سلولی به سلول دیگر و در حین تولید مثل از نسلی به نسل دیگر منتقل میشود.
بد نیست یک بار دیگر مرور کنیم: همهی سلولهای بدن ما هستهدار نیستند.
سال گذشته با فرایند تقسیم آشنا شدیم و میدانیم همهی سلولهای بدن تقسیم نمیشوند. گلبولهای قرمز، اسپرمها و یا سلولهای پادتنساز در قرار دارند و تقسیم نمیشوند.
سلولها، هستهدار یا بدون هسته اگر فرایند تقسیم را انجام بدهند دستورالعملهای خود را به سلول بعد منتقل میکنند. به جز تقسیم، مفهوم دیگر هم به نام تولید مثل وجود دارد. اگر تولید مثل انجام شود DNA به نسل بعد منتقل میشود.
همهی جانداران تولید مثل انجام نمیدهند. مثلا برخی از زنبورهای عسل با اینکه جاندار و موجود زنده محسوب میشوند اما تولید مثل انجام نمیدهند.
آزمایش گریفیت
باکتری کپسولدار سلول را آلوده و بیمار میکند. باکتری بدون کپسولدار سلول را آلوده میکند، اما منجر به بیماری نمیشود.
در هر چهار مرحله به دلیل تزریق از ماستوسیتهای آسیب دیده هیستامین رها شده و موجب التهاب میشود.
در هر چهار مرحله آزمایش گریفیت ما ترشح پادتن را داریم.
در مرحله یک و چهار باکتری کپسول میسازد.
گریفیت نمیدانست DNA چیست یا چطور منتقل میشود، اما یک نتیجه بسیار مهم گرفت: ماده وراثتی میتواند انتقال یابد.
از آزمایش گریفیت میتوان نتیجه گرفت که DNA و پوشینه برخلاف غشای سلول نسبت به گرما مقاوم است.
همه باکتریهای بدون کپسول، کپسولدار نمیشوند. فقط برخی از آنها این ویژگی را کسب میکنند.
باکتری نومونیای بدون پوشینه و پوشینه دار از یک گونه هستند. این یعنی با انتقال ژن از باکتری پوشینهدار به باکتری بدون پوشینه جاندار تراژن تولید نمیشود.
عامل آنفولانزا ویروس است و عامل سینه پهلو میکروب.
گریفیت روی موش و باکتری آزمایش کرد. موش یک جانور است و باکتری یک جاندار.
آزمایش ایوری
ایوری در مرحله اول و آخر از آنزیم استفاده کرد اما در مرحله دوم خبری از آنزیم نبود.
ایوری در مرحله اول فقط از یک آنزیم استفاده کرد، اما در مرحله آخر از انواعی از آنزیمها استفاده کرد.
در مرحله دو و سه عصاره به چند قسمت تقسیم شد. این تقسیم شدن در مرحله دو بر اساس چگالی و در مرحله آخر صرفا به بخشهای مختلفی تقسیم شد.
ایوری روی باکتری آزمایش کرد که یک جاندار است نه یک جانور.
در آزمایش اول ایوری عصاره باکتری را به داخل لوله آزمایش میریزد و پروتئينهای داخل آن را تجزیه میکند. چند نکته در رابطه با این موضوع وجود دارد:
-اولا خود آنزیم نوعی پروتئين است. درست است که در لوله آزمایش دیگر پروتئين عصاره باکتری دیده نمیشود، اما آنزیم وجود دارد که خود نوعی پروتئین است.
-حاصل تجزیه پروتئينها آمینواسید است. پس بعد از تجزیه پروتئين در لوله آزمایش آمینواسید دیده میشود.
در آزمایش آخر مرحلهای وجود دارد که ایوری به کمک آنزیم کربوهیدراتها را تجزیه میکند. دقت کنید با اینکه کربوهیدراتها همگی تجزیه میشوند اما همچنان درون دنا، رنا و نوکلئیکاسیدهای سلول کربوهیدرات وجود دارد.
در مرحله دوم آزمایش ایوری هر کدام از مولکولهای زیستی به تنهایی وارد محیط کشت میشوند.
نوکلئیک اسیدها
نوکلئوتیدها از چند چیز تشکیل شدهاند:
۱-قند که در RNA ریبوز و در DNA داکسی ریبوز است.
۲-فسفات. نوکلئوتیدهایی که در سلول آزاد هستند سه فسفات دارند و نوکلئوتیدهایی که در زنجیره مینشینند یک فسفات دارند.
۳-باز آلی نیتروژندار که چهار مدل است؛ A،T،C،G. بعدها مشخص شد که در RNAها به جای باز آلی T باز آلی U وجود دارد. دقت کنید که در DNA باز آلی U وجود ندارد.
نوکلئوتیدها بر اساس حلقه باز آلی دو دسته هستند: پورین و پیریمیدین.
باز آلی نوکلئوتیدهای A و G دو حلقهای است. درواقع «آق (AG) پورین دو حلقه دارد».
باز آلی نوکلئوتیدهای T و C و U تک حلقهای است که به آنها پیریمیدین میگویند.
گروه فسفات با پیوند اشتراکی (کووالانسی) به قند پنج کربنه متصل شده است. باز آلی نیتروژندار هم با پیوند اشتراکی به قند پنج کربنه وصل شده است. دقت کنید گروه فسفات و باز آلی نیتروژندار با هم پیوند ندارند.
در نوکلئوتیدهای پورینی قند پنج کربنه به پنج ضلعی باز آلی متصل شده (این نوکلئوتیدها بازها دو حلقهای هستند).
در نوکلئوتیدهای پیریمیدینی قند به باز آلی شش ضلعی متصل است (باز آلی در این نوکلئوتیدها تک حلقهایست).
قند در نوکلئوتیدها پنج کربنه است، اما حلقهی این قند چهار کربن دارد. یکی از کربنهای این نوکلئوتید در خارج از حلقه قرار دارد.
ATP نوعی نوکلئوتید با باز آلی آدنین و قند ریبوز است. این مولکول نه در ساخت DNA شرکت میکند و نه در ساخت RNA.
ما در هر نوکلئوتید حلقه شش ضلعی میبینیم و صد در صد در هر نوکلئوتید فقط یک حلقه شش ضلعی میبینیم.
به فاصله قند تا قند پیوند فسفودیاستر میگویند.
در نوکلئوتیدها پیوند فسفودیاستر دیده نمیشود، اما آنها مانند رناها و دناها پیوند قند فسفات دارند.
بین RNAها و DNAها هیچ نوکلئوتید مشترکی وجود ندارد.
یک سر رنا فسفات دارد و سر دیگر هیدروکسیلدار است.
مولکول دنا دو سر یکسان دارد. اما هر رشتهی دنا دو سر متفاوت دارد.
جهتگیری قندها در دو رشته یک دنا ناهمسو است.
رنای حلقوی در میتوکندری در مجاورت ریبوزومها قرار میگیرد.
اگر نوکلئیک اسید فرضی فقط دارای باز پورین یا فقط دارای باز پیریمیدین باشد آن نوکلئيک اسید فقط از جنس RNA است.
آزمایش چارگاف
چارگاف متوجه شد که تعداد نوکلئوتیدهایی که دارای باز آلی A هستند با نوکلئوتیدهایی که دارای باز آلی C هستند برابر است. این موضوع در مورد باز C و G هم صادق است.
چارگاف متوجه نشد که نوکلئوتیدها مقابل هم مینشینند. او حرفی از بازهای مکمل نزد. او صرفا متوجه شد چه نوکلئوتیدهایی در سلول با هم برابر هستند.
در یک مولکول DNA تعداد نوکلئوتیدهای پورینی و پیریمیدینی با هم برابر است. یعنی در یک مولکول DNA (نه در یک رشته) نصف تعداد نوکلئوتیدها پورینی و نصف دیگر پیریمیدینی هستند.
ویلکینز و فرانکلین
اولین کسانی که مشخص کردند DNA مارپیچیست ویلکینز و فرانکلین بودند، اما واتسون کریک اولین کسانی بودند که متوجه شدند DNA دورشتهایست.
واتسون و کریک
واتسون و کریک مشخص کردند که مارپیچ DNA دو رشتهایست. آنها فهمیدند که نوکلئوتیدهای C با G و نوکلئوتیدهای A با T جفت میشود.
همواره در برابر یک نوکلئوتید پورینی یک نوکلئوتید پیریمیدینی مینشیند. این موضوع باعث میشود همواره در برابر یک باز یک حلقه، یک باز دو حلقهای بنشیند. این کار باعث میشود که قطر DNA درسراسر آن ثابت بماند و همین موضوع باعث پایداری مولکول DNA میشود.
مولکول DNA فرضی با بیشترین پایداری: مولکول که در آن فقط C و G وجود دارد.
مولکول DNA فرضی با بیشترین پایداری: مولکول که در آن فقط A و T وجود دارد.
در نومونیا کپسول با غشا در تماس نیست و دیواره باکتری مانع از تماس کپسول و غشا میشود.
در DNA خطی تعداد نوکلئوتید از تعداد فسفودیاستر بیشتر است.
در DNA حلقوی تعداد نوکلئوتید برابر با تعداد فسفودیاستر است.
تعداد پیوند فسفواستر دو برابر تعداد پیوند فسفودیاستر در DNA حقلوی است. در DNA خطی تعداد فسفواستر از فسفودیاستر بیشتر است اما دوبرابر نیست.
در DNA حلقوی هر قند به دو فسفات و هر فسفات به دو قند متصل است. در DNA خطی این موضوع صادق نیست، مگر اینکه میانه DNA را در نظر بگیریم.
DNA چه حلقوی باشد چه خطی، همواره مارپیچیست.
در پلهها هم پیوند هیدروژنی و هم پیوند اشتراکی دیده میشود. در ستونها فقط پیوند اشتراکی دیده میشود.
رنا و انواع آن
ماده وراثتی با ماده حاوی اطلاعات وراثتی متفاوت است. ماده وراثتی همان DNA است. ماده حاوی اطلاعات وراثتی میتواند DNA یا RNA باشد.
اگر در مورد نوکلئیک اسیدها سوال شد منظور هم DNA است و هم RNA.
اگر در مورد نوکلئیک اسید خطی سوال شد هم DNA خطیست و هم بیشتر RNAها.
ما نوکلئيک اسید خطی در باکتری داریم، اما DNA خطی در باکتری وجود ندارد.
RNA میتواند مارپیچی یا خطی باشد.
در ساختار RNAهایی مانند TRNA میتوان پیوند هیدروژنی را دید.
در جریان تقسیم هم DNA و RNA به نسل بعد منتقل میشود.
دیدگاهتان را بنویسید