آموزشی رونویسی DNA به RNA

[NIRI]

رونویسی DNA به RNA​

فرآیندی که طی آن DNA از طریق سنتز پروتئین به حیات و عملکرد سلول ها دست می یابد، بیان ژن نامیده می شود. ژن یک توالی DNA است که حاوی اطلاعات ژنتیکی برای یک پروتئین عملکردی است. پروتئین ها برای تعدیل و حفظ فعالیت های سلولی ضروری هستند. تشکیل مولکول های پروتئینی جدید از عناصر سازنده اسید آمینه بر اساس اطلاعات کد شده در DNA/RNA ساخته شده است.

توالی آمینواسیدهای هر پروتئین ترکیب و ویژگی های آن را تعیین می کند (به عنوان مثال توانایی تعامل با مولکول های دیگر، فعالیت آنزیمی و غیره). سنتز پروتئین جهت دار دو مرحله اصلی را دنبال می کند: رونویسی ژن و ترجمه ای از رونویسی.

رونویسی فرایندی است که طی آن اطلاعات ژنتیکی ذخیره شده در DNA برای تولید یک رشته RNA مکمل استفاده می شود. توالی پایه DNA ابتدا توسط مولکول RNA (mRNA) پلیمراز در مولکول RNA به نام RNA پیش از پیامبر کپی می شود.

RNA Premessenger دارای توالی پایه مشابه رشته کد کننده DNA است. ژن ها شامل توالی هایی هستند که mRNA اگزون ها را رمزگذاری می کنند. توسط توالی های غیر کد کننده با طول متغیر، اینترون نامیده می شوند، قطع می شوند. اینترونها قبل از شروع ترجمه در فرآیندی به نام چسباندن mRNA به یکدیگر وصل می شوند.

 

[NIRI]

ادامه رونویسی​

ثابت شده است که اتصال RNA پیام رسان مکانیسم مهمی برای افزایش تنوع و تنوع بیان یک ژن است. در هسته در یوکاریوتها و در سیتوپلاسم در باکتریها و آرکئاها اتفاق می افتد و منجر به تشکیل mRNA بالغ می شود. چندین محصول mRNA و پروتئینی مختلف می توانند از طریق یک ژن واحد با گنجاندن انتخابی یا حذف exon های جداگانه از محصولات mRNA بالغ ایجاد شوند. به این پدیده چسباندن mRNA جایگزین گفته می شود.

یک ژن واحد برای چندین mRNA و محصولات پروتئینی با ساختارها و عملکردهای مرتبط اما مجزا کدگذاری میکند. اینترون ها از مولکول mRNA بالغ نهایی خارج می شوند. سپس از طریق منافذ هسته ای به سیتوپلاسم صادر می شود. در آنجا به مجتمع های پروتئین-RNA موسوم به ریبوزوم ۲ متصل می شود. ریبوزومها دارای دو زیر واحد هستند: زیر واحد ۶۰S شامل یک مولکول RNA ریبوزومی واحد بزرگ ۲۸ Sاست که با چندین پروتئین ترکیب شده است ، در حالی که جزء RNA زیر واحد ۴۰S یک مولکول RNA ریبوزومی کوچکتر ۱۸ Sاست.

 

[NIRI]

مرحله ترجمه DNA​

ترجمه DNA اصطلاحی است که برای توصیف فرآیند سنتز پروتئین توسط ریبوزومها در سیتوپلاسم یا شبکه آندوپلاسمی استفاده می شود.

اطلاعات ژنتیکی در DNA به عنوان پایه ای برای ایجاد RNA پیام رسان با رونویسی استفاده می شود. mRNA تک رشته ای بعنوان یک الگو در طول ترجمه عمل می کند.

ریبوزومها با القای اتصال توالی های آنتی کدون (tRNA)ترجمه را در سیتوپلاسم تسهیل می کنند.

tRNA ها حامل اسیدهای آمینه خاصی هستند که توسط ریبوزوم به یکدیگر متصل می شوند. در این فرایند، mRNA برای تولید یک زنجیره اسید آمینه خاص به عنوان پلی پپتید شناخته می شود، رمزگشایی می شود. تا شدن پلی پپتید یک پروتئین فعال ایجاد می کند. قادر به انجام وظایف درون سلول است.

 

[NIRI]

اجزای سلولی در ترجمه DNA​

اجزای اصلی مورد نیاز برای ترجمه عبارتند از: mRNA، tRNA، ریبوزومها و آمینوآسیل tRNA سنتتازها. این چهار ساختار به طور خلاصه در زیر توضیح داده شده است:

ریبوزوم​

ریبوزوم یک اندامک پیچیده است که در سیتوپلاسم وجود دارد و به عنوان محل عمل سنتز پروتئین عمل می کند. آنزیم های مورد نیاز برای تشکیل پیوند پپتیدی را فراهم می کند.

توالی نوکلئوتیدی در mRNA در سه قلوها که کدون نامیده می شوند، شناخته می شود. ریبوزوم در طول mRNA تک رشته ای حرکت می کند و هنگامی که یک دنباله کدون اضافی متعلق به اسید آمینه حاوی tRNA با mRNA پیوند می خورد، اسید آمینه به زنجیره اضافه می شود.

RNA پیام رسان​

mRNA برای انتقال اطلاعات از DNA به ریبوزوم استفاده می شود. یک مولکول تک رشته ای است که با الگوی DNA مکمل است. از طریق رونویسی تولید می شود. رشته های mRNA از کدون ها تشکیل شده است که هریک نشان دهنده آمینواسید خاصی است که باید به ترتیب خاصی به پلی پپتید اضافه شود.

mRNA باید با RNA ریبوزوم ، جز مرکزی ماشین ریبوزومی که کدونهای شروع و توقف mRNA را تشخیص می دهد. tRNA اسید آمینه را به محض اتصال با یک کدون mRNA تکمیلی، فراهم می کند، تعامل دارد.

RNA انتقال​

یک رشته RNA متشکل از تقریبا ۸۰ ریبونوکلئوتید است. هر tRNA به صورت سه گانه ریبونوکلئوتید به نام آنتی کدون خوانده می شود. مکمل کدون mRNA است. tRNA یک اسید آمینه خاص را حمل می کند که در صورت پیوند کدون های اضافی به زنجیره پلی پپتیدی در حال رشد اضافه می شود.

سنتاتازهای آمینوآسیل tRNA​

آنزیم هایی هستند که هر اسید آمینه را با کمک یک فرایند دو مرحله ای به tRNA مربوطه متصل می کنند. هر اسید آمینه دارای یک سنتتاز منحصر به فرد است. محل فعال هر آنزیم تنها با یک ترکیب خاص از اسید آمینه و tRNA متناسب است.