جزوه تایپ شده فرایندهای پتروشیمی
آلن چاول محمد حقیقی سامی مطر استخدامی مسعود آقاجانی استخدامی مریم تختروانچی رشته مهندسی شیمی دانشگاه علمی کاربردی کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد
:
: -: : ’’’’’: : : :’’:
– : – ((: – ( ) : ؛ :
) : ) : – () : () :
) ( )+( ) : ) ( )-( ) : -(+) -(-) :
) : (-) ( .)
) : (+) (-) آنها را به هم متصل میکند. پس از آن، سوپرکویل (-) توسط TP I به relaxed DNA تبدیل میشود.
به این آنزیمها که DNA را برش داده و سپس به هم وصل میکنند ،آنزیمهاي شکست و بست هم میگویند .
نکته: براي ادامهي همانندسازي DNA باید حتماً به حالت relax و بدون هیچ پیچ و تاب اضافی باشد .
نکته: در برخی اختلالات گوارشی آنتی بیوتیک نالیدیکسیک اسید تجویز میشود که آنزیم DNAژیراز را مهار کرده و با مهار آن همانندسازي باکتري متوقف گشته و عفونت خنثی میشود. در درمان سرطانها نیز از داروهایی استفاده میشود که آنزیمهاي توپوایزومراز را مهار میکنند. در نتیجه سنتز DNA صورت نگرفته و رشد سلول سرطانی متوقف میشود .
5- آنزیم لیگاز(Ligase) : قطعات ُاُکازاکی را با پیوند فسفودياستر
(بین OH ‘3 و ‘5 فسفات) به هم وصل میکند. آنزیم DNAلیگاز انرژي
لازم براي ایجاد پیوند را در پروکاریوت از NAD و در یوکاریوت از ATP میگیرد .
نحوه ي همانندسازي در پروکاریوت ها

فرایندهای پتروشیمی
در چنگال همانندسازي معمولا یک رشته ’5 ’3 و دیگري ’3
گیرد. در رشتهي رهبر یا پیوسته(leading) همانندسازي به صورت پیوسته انجام می شود. بهطوريکه DNA polیک قطعه پرایمر سنتز کرده و در جهت ’3 ’5 قرار میدهد و یک’OH 3 براي عملDNA pol III ایجاد میکند. هنگامی که این هیبرید DNA-RNA ایجاد شد، آنزیم DNA pol III با زیر واحد β خود این قسمت را در برمیگیرد و سنتز را به صورت پیوسته انجام میدهد .
نکته: زیر واحد β به طور خود به خود این هیبرید را شناسایی نمیکند. بلکه پروتئینهایی در اتصال به هیبرید به آن کمک میکنند. یکی از این پروتئینها کمپلکس γ نام دارد .
در رشتهي lagging (پیرو، ناپیوسته) سنتز به کمک قطعات ُاُکازاکی انجام میشود. دانشمندي به نام ُاُکازاکی متوجه این موضوع شد که سنتز در رشتهي پیرو به صورت ناپیوسته انجام میشود. آنزیم DNA pol. I چندین قطعه پرایمر سنتز میکند و برعکس رشتهي leading، در داخل DNA تک رشتهاي قرار میدهد .
پس از تشکیل هیبریدهاي DNA-RNA، آنزیم اصلی DNA pol. III به این هیبریدها متصل میشود و با خاصیت پلیمرازي ’3 ’5 خود، قطعات ُاُکازاکی را وصل میکند تا به پرایمر بعدي برسد .
پرایمر و یک قطعه اُُکازاکی در پروکاریوتها بین 0001 تا 0002 نوکلئوتید و در یوکاریوتها بین 001 تا 002 نوکلئوتید طول دارد .
نکته: اتصال بازها در یک رشته به یکدیگر با بازشدن یک پیروفسفات همراه است .
نکته: جهت سنتز در رشتهي leading در جهت حرکت چنگال همانندسازي و در رشتهي lagging بر خلاف جهت آن است .
براي داشتن این خاصیت ،DNA pol. III باید به شکل دایمر نامتقارن باشد .
رشتهي پیرو حول آنزیم تا میخورد و این عمل باعث میشود دو آنزیم در رشتهي پیرو و رهبر بتوانند همزمان عمل سنتز را انجام دهند .
بعد از عمل DNA pol. III ، آنزیم DNA pol. I به’OH 3 پرایمر جزوه فرایندهای پتروشیمی می شود و با خاصیت اگزونوکلئازي ’3 که از جنس RNA است برمیدارد و به کمک الگوي رشتهي مقابل خود بازهایی از جنس DNA در جاي خالی پرایمر قرار میدهد. این عمل، جابه- جایی درز یا nick translation نامیده میشود. لازم به ذکر است که تعداد پرایمر در رشتهي رهبر یک عدد و در رشتهي پیرو به تعداد قطعات ُاُکازاکی میباشد. سپس آنزیم نهایی یا DNAلیگاز باعث ایجاد پیوند فسفودياستر بین’OH 3 و’P 5 میشود. که این آنزیم در پروکاریوتها از NAD و در یوکاریوتها از ATP انرژي دریافت میکند. در واقع آنزیم DNA لیگاز درزهاي ایجاد شده توسط DNA pol. I را با ایجاد پیوند میبندد .
نکته: آنزیم DNA pol. I برداشتن قطعات پرایمر و گذاشتن بازهایی از جنس DNA را همزمان انجام میدهد .
نکته: جهت خوانش و سنتز در رشتهي DNA برعکس یکدیگر است. مثلاً خوانش ’5 ’3 و سنتز ’3 ’5 است. در آخر همانندسازي، 2 عدد DNA حلقوي که در هم فرو رفتهاند ایجاد میشود که با عمل توپوایزومراز II از هم جدا میشوند .
سنتز DNA پروکاریوت از ناحیهي Oric در 2 جهت شروع میشود.
سرانجام در ناحیهي اختتام یا توالی Termination sequence) TER)، 2 رشتهي DNA سنتز شده به هم میرسند. توالی TER حدود 03 جفت باز است که در هم فرو رفتهاند و توسط پروتئین خاصی شناسایی میشود. در این محل سنتز DNA آهسته صورت میگیرد تا زمانی که سنتز تمام شود .
در این ناحیه آنزیم توپوایزومراز، 2 حلقهي فرورفته را از هم جدا میکند .بهطوريکه این آنزیم به یکی از رشتهها میچسبد و آن را برش میدهد و DNA قدیمی را از بین آنها عبور میدهد و دوباره دو رشتهي DNA را به هم وصل میکند .
آنزیم توپوایزومراز خاصیت نوکلئازي و لیگازي را با هم انجام میدهد. به این آنزیمها آنزیمهاي شکستوبست هم گفته میشود .
در عمل همانندسازي پروتئینهاي دیگري هم شرکت دارند . مثًلاً Single Stranded Binding Protein) SSBP) یا پروتئین متصل شونده به DNA تکرشتهاي .SSBP به DNA تکرشتهاي متصل میشود و 2 عمل انجام میدهد :
1) مانع از جفتشدن بازهاي دو رشتهي مقابل میشود .
2) از DNA در برابر عمل آنزیمهاي نوکلئازي محافظت میکند .
خلاصه کتاب پی دی اف کامل دانلود رایگان جزوه فرایندهای پتروشیمی
عناصري که در چنگال همانندسازي در پروکاریوت ها جهت ایجاد ریپلیزوم حضور دارند :
dnaA : 04 عدد از آن به مبدأ همانندسازي یا Oric متصل شده و DNA دو رشتهاي حول آن میچرخد (به صورت راست گردان) و باعث بازشدن پیوندهاي هیدروژنی در نواحی مجاور می شود. در اثر این فعالیت، حباب همانندسازي ایجاد میشود .
dnaG (پرایماز) : پرایمر را سنتز میکند.
dnaB (هلیکاز) : پیوندهاي هیدروژنی بین بازها را جدا میکند.
dnaC : پروتئینی هگزامر است که عمل آن کمک به اتصال dnaB به چنگال همانندسازي است.
کمپلکس δδ’4γα) γ) : کمپلکس بارگیري نام دارد که به زیر واحد β در جزوه فرایندهای پتروشیمی DNA pol. III جهت اتصال به هیبرید DNA- RNA کمک میکند.
نکته: به مجموعهي dnaG ،dnaB، 6 تا dnaC و 4 پروتئین i” ، i’ ، i و n که در سنتز DNA نقش دارند ،پرایموزوم گفته میشود .
با اضافهشدن 2 عدد DNA ، (holo enzyme) DNA pol. IIIلیگاز ، DNA pol. I ، توپوایزومراز و SSBP به پرایموزوم ،ریپلیزوم ایجاد میشود .
در هر چنگال همانندسازي یک ریپلیزوم وجود دارد که در خلاف جهت ریپلیزوم دیگر در چنگال همانندسازي مقابل حرکت میکنند .
همانند سازي در یوکاریوتها :
بین همانندسازي در یوکاریوتها و پروکاریوتها تفاوتهایی وجود دارد. در پروکاریوتها ساختارهایی مثل نوکلئوزوم ،کروماتین و کروموزوم وجود ندارد؛ زیرا در آنها DNA کوچک است و فقط در یک ناحیه به نام »نوکلئوئید« متصل به غشاي هسته است. ولی در یوکاریوتها، خود DNA به اوکتامرهاي هیستونی متصل است که فیبرهايnm 30 میدهد. این فیبرها ،ساختارهايnm 300 و آنها نیز ساختارهايnm 700 را تشکیل میدهند و در نهایت ساختار کروموزوم و کروماتین را ایجاد میکنند .
عمل هیستونها: هیستونها پروتئینهایی هستند که داراي گروه آمین( +3NH) میباشند. به دلیل داشتن بار مثبت به DNA که داراي بار منفی است متصل میشوند. در یوکاریوتها، آنزیمهایی مانند : هیستون استیلاز، هیستون متیلاز و هیستون فسفریلاز وجود دارند که به ترتیب گروه استیل، متیل و فسفات را به آمینهیستونها متصل میکنند و باعث خنثی شدن بار هسیتونها میشوند، در نتیجه هیستون از DNA جدا میشود. این عمل باعث خاموش و روشنشدن DNA، یعنی تبدیل هتروکروماتین به یوکروماتین و برعکس میشود .
DNA در یوکاریوتها بسیار طویل است (داراي 910 جفت باز است) ؛ بهطوريکه اگر همانندسازي از یک نقطه شروع شود ،
005 ساعت طول خواهد کشید که این با حیات سلول ناسازگار است. براي رفع این مشکل، همانندسازي در یوکاریوتها بر خلاف پروکاریوتها از چند نقطه شروع میشود(حدود 005 تا 0001 نقطه). به هر کدام از این نقاط ،Replicon یا واحد همانندسازي یا Sequence Autonomously Replicating) ARS به معنی »توالی خودبهخود تکثیر(سنتز)شونده«) گفته میشود. این نقاط همگی با هم براي سنتز فعال میشوند .
انجام شدن همانندسازي در نقاط متعدد باعث کاهش زمان سنتز از 005 ساعت به 4-3 ساعت میشود .
هنوز کمپلکس آنزیمی یا پروتئینهایی که در شروع همانندسازي در یوکاریوتها نقش دارند، به طور دقیق شناسایی نشده-است .
کمپلکس آنزیمی Origin Recognition Complex) ORC به معنی »کمپلکس شناساگر مبدأ «) در یوکاریوتها، عملی مشابه dnaA در پروکاریوتها انجام میدهد که ناحیهي Oric (مبدأ همانندسازي) را شناسایی میکند. پروتئین دیگري به نام 6Cdc، عملی مشابه dnaC در پروکاریوتها دارد ؛ dnaC باعث جهتدهی dnaB (هلیکاز) به مبدأ میشود .6 Cdcنیز باعث میشود Mini Chromosome) MCM maintenance) که داراي فعالیت هلیکازي است، به مبدأ متصل شود؛ MCMیک پروتئین هگزامر جزوه فرایندهای پتروشیمی که با خاصیت ATP آزي خود، پیوندهاي هیدروژنی بین بازها را باز میکند تا DNA پلیمراز بتواند عمل سنتز را انجام بدهد. مشابه dnaB در پروکاریوتها عمل میکند و در مقایسه با ORC پروتئین بزرگتري محسوب میشود .
DNA پلیمراز α β γ ε δ
Location Nu (هسته) nu Mito(میتوکندري) Nu Nu
Function فعالیت پرایمازي repair repair repair repair
Polymerization
5’3’ + + + + +
Exonuclease
3’ 5’ – – + + +
Exonuclease
5’ 3’ – + – – –
در یوکاریوتها 5 نوع DNA پلیمراز وجود دارد (برخلاف پروکاریوتها که 3 نوع دارند) : در جدول زیر، انواع آنزیم- هاي DNA پلیمراز در یوکاریوتها، با زیرواحدهاي DNA پلیمراز در پروکاریوت اشتباه نشود !
نکات جدول :
DNA -پلیمرازα : فعالیت پرایمرازي (سنتز پرایمر) و آندونوکلئازي دارد. بیشتر در همانندسازي رشتهي پیرو نقش دارد، زیرا این رشته داراي پرایمر بیشتري است. نقشی مشابه RNAپلیمراز در پروکاریوت دارد .
DNA -پلیمرازβ : فعالیت آن مشابه DNA پلیمرازI پروکاریوت است، یعنی در برداشتن پرایمر نقش دارد. همچنین در تعمیر
DNA نقش دارد .
DNA –پلیمراز γ : همانندسازي DNAمیتوکندري را برعهده دارد .
داراي خاصیت پلیمرازي ’3 ( ’5) و اگزونوکلئازي ’5 ( ’3) یا Proof reading میباشد .
DNA –پلیمراز ε : در هسته، بیشتر نقش تعمیر دارد و داراي خاصیت پلیمرازي و اگزونوکلئازي ’5 ( ’3) میباشد .
DNA –پلیمراز δ : آنزیم اصلی سنتزکننده در DNA یوکاریوتهاست. مانند DNA پلیمراز در پروکاریوتها عمل میکند .
* سوال ! کدامیک فعالیت پرایمرازي ندارد ؟
1) dnaG 2)پرایماز)3 DNA پلیمراز DNA(4 αپلیمراز γ پاسخ : گزینهي 4
نکته : DNAپلیمراز δ برخلاف DNA پلیمراز که به صورت دایمر نامتقارن است، از یک مونومر تشکیل شده است .
ساختاري که در پروکاریوتها هیبرید DNA-RNA را در برمیگیرد، زیرواحد β جزوه فرایندهای پتروشیمی ، ولی در یوکاریوتها PCNA (Proliferating cell nuclear antigen به معنی »آنتیژن هستهاي سلول تکثیرشونده«) این عمل را انجام میدهد .
– عمل Clamp loader : در پروکاریوت ها کمپلکس δδ’4γα) γ) به زیرواحد β در قرارگرفتن بر روي هیبرید کمک می- کند. ولی در یوکاریوتها، Replicating Factor C) RFC ) این عمل را انجام میدهد .
– عمل پرایمازي در پروکاریوتها بر عهدهي dnaG ،در یوکاریوتها برعهدهي DNAپلیمراز α است .
– در پروکاریوتها SSBP و در یوکاریوتها Replicating Factor A ) RFA ) وجود دارد .
– در پروکاریوتها، توپو ایزومرازGyrase) п) ودر یوکاریوتها توپو ایزومرازIوп حضور دارد .
یوکاریوت پروکاریوت
ARS Oric
ORC dna A
Cdc6 dna C
MCM dna B
DNAپلیمرازα dna G(RNA Pol)
DNA پلیمرازβ IپلیمرازDNA
DNA پلیمراز δ پلیمرازDNA
PCNA β زیرواحد
RFC کمپلکس γ
RFA SSBP
توپو ایزومرازIوп توپو ایزومراز(Gyrase) п
: خلاصهي تفاوت در همانندسازي پروکاریوت و یوکاریوت
آنزیم تلومراز داراي ساختمان »ریبونوکلئو پروتئینی« است؛ یعنی در ساختمان آن RNA و پروتئین وجود دارد .
این آنزیم داراي 2 بخش است:
به این نوع آنزیمها، آنزیمهاي ترانسکریپتاز جزوه فرایندهای پتروشیمی (RT: Reverse Transcriptase) هم میگویند. ویروس HIV داراي این فعالیت و 2) بخش الگویی: آنزیم تلومراز الگویی از جنس RNA دارد که حدود 051 نوکلئوتید است و بیشتر به صورت توالی (CCACCC)n میباشد که مکمل رشتهي مقابل(تلومر) محسوب میشود .

دانلود رایگان خلاصه کتاب فرایندهای پتروشیمی
فعالیت آنزیمی آنزیم تلومراز :
آنزیم تلومراز به انتهاي’OH 3 رشتهي پیرو متصل میشود. با توالی انتهاي’OH 3 و
nرفته و دوباره همین عمل را انجام میدهد .
نقش توالی تلومر:
1) حفاظت از انتهاي کروموزوم از آسیبها: داخل هسته انواع آنزیمهاي نوکلئاز وجود دارد که اگر تلومر در انتهاي کروموزوم نباشد، این آنزیمها باعث تجزیهي انتهاي DNA میشوند .
2) ممانعت از اتصال انتهاي کروموزومها : در صورت نبود توالی تلومر، دو انتهاي کروموزوم تمایل به اتصال به یکدیگر خواهند داشت. براي جلوگیري از این حالتp T 100 یا قوس T ایجاد میشود؛ یعنی تلومر به انتهايDNA 3’OH متصل شده و مانع از اتصال دو سر کروموزوم به هم میشود .
3) تعیین تعداد دفعات تقسیم: هر چه توالی تلومر طویلتر باشد، تعداد دفعات تقسیم بیشتر خواهد بود و بر عکس .
نکته: در %07-06 سرطانها آنزیم تلومراز داراي فعالیت بیشتري است. بنابراین افزایش فعالیت این آنزیم یکی از مشخصات سلولهاي سرطانی میباشد. دانشمندان با مهار آنزیم تلومراز سعی میکنند سرطانها را متوقف کنند .
مهارکنندههاي همانندسازي :
چهار دسته داروي مهارکنندهي همانندسازي وجود دارد :
1) داروهاي انترکاله شونده: به دلیل ساختمانی که دارند، میتوانند بین بازها قرار گفته و چنگال همانندسازي را متوقف کنند. مثل آنتیبیوتیک Mitomycine که از بازشدن رشته و همانندسازي DNA جلوگیري میکند .
2) مهارکنندهي آنزیم توپو ایزومراز: مثل داروي Nalidixic acid که Gyrase) TP II) را مهار میکند. داروهاي »اتوپسید «که TP یوکاریوتی را مهار میکنند و به عنوان داروهاي ضدسرطانی شناخته شدهاند .
3) داروهاي شبهسوبسترا: براي سنتز DNA سوبستراهایی مثل NTP یا dNTPها استفاده میشوند. حال اگر ساختارهایی مشابه این سوبستراها استفاده شود، همانندسازي متوقف خواهد شد .
مثل : داروي» Citarabin« که به جاي قند ریبوز، داراي قند آرابینوز است .
»داي دانوزین( «Dai Danosin) که در ساختارش پورینی به نام »اینوزین« وجود دارد .
»آزیدو تیمیدین« که در ساختارش، ساختمان آزو( N≡N) وجود دارد( .Azido-T)
4) داروهاي آنتیمتابولیت : مانع سنتز مواد اولیهي لازم براي همانندسازي میشوند .
مثلاً 5 -فلورو اوراسیل-FU 5 () که مانع از سنتز تیمیدین میشود و Allu purinol که مانع سنتز پورینها مانند A و G میگردد و متوترکسات(Meto traksat) که از سنتز پورینها و پریمیدینها جلوگیري میکند .
نسخهبرداري( Transcription) : به معناي ساخت الگویی از روي رشتهي DNA است .
تفاوتهاي نسخهبرداري با همانندسازي :
1) همانندسازي نیمهحفاظتی بوده ولی نسخهبرداري حفاظتی است .
2) همانندسازي روي کل ژنوم انجام میشود در صورتی که نسخهبرداري از روي نواحی خاصی از DNA به نام ژن انجام می-شود .
3) عمل همانندسازي بسیار دقیق است و اشتباه در آن کمتر رخ میدهد (به دلیل وجود آنزیمهاي ’5 ’3 اگزونوکلئاز
(خاصیت proof reading)) ، ولی در نسخهبرداري این آنزیمها وجود جزوه فرایندهای پتروشیمی و احتمال اشتباه بیشتر است .
4) همانندسازي هم به صورت پیوسته و هم ناپیوسته انجام میشود ولی نسخهبرداري فقط به صورت پیوسته انجام میگردد .
که در RNA به جاي U ،T قرار میگیرد .
فاکتورهاي لازم براي سنتز RNA :
(Permission )دستور -1
4- آنزیمها
مشخصات ژن پروکاریوتی :
ناحیهي شروع در پروکاریوتها توالی خاصی است که در همه یکسان است و با علامت (-) نشان داده میشود. (جفت بازهاي قبل از ناحیهي شروع)
ناحیهي شروع(Promotor) داراي دو ناحیهي 01- و 53 – است. در ناحیهي -10 توالی TATA box یا Pribnow box وجود تا 53- ، 51 تا 71 باز آلی قرار میگیرد که اگر تعداد آنها کم یا زیاد شود، کارایی Promotor نیز کم میشود. خصوصاً اگر در ناحیهي TATA box تغییر در بازها رخ دهد، کارایی ژن کم میشود و تنظیم بیان ژن کاهش مییابد .
آنزیمRNA پلیمراز: در پروکاریوتها فقط یک نوع وجود دارد در حالی که در یوکاریوتها چند نوع آنزیم دخیل است .
در پروکاریوتها آنزیم از چند مونومر ساخته شده است( α2ββ’ω (هسته اصلی آنزیم)) که به همراه σ (سیگما) ،هولوآنزیمRNA پلیمراز یا آنزیم کامل نامیده میشود. عمل اصلی یعنی سنتز و پلیمریزاسیون را زیر واحد β انجام میدهد .
عمل σ شناسایی توالی TATA است و باعث حرکت RNAپلیمراز به سمت ناحیهي پروموتور میشود. دیگر زیرواحدها(β‘ ، α و ω) مانع از روي هم افتادن دو رشتهي DNA جدا از هم میشوند .
شود .
میشود .
مراحل نسخهبرداري(Transcription) :
1) شروع( Recognition & Initiation) : در مرحلهي شروع فاکتور σ که جدا از جزوه فرایندهای پتروشیمی است، ناحیهي TATA را شناسایی میکند و میل آنزیم RNA پلیمراز را به ناحیهي پروموتور افزایش میدهد. سپس آنزیم روي این قسمت قرار میگیرد.
تمام اعمال بازکردن دو رشتهي DNA و پیچهاي اضافی را خود RNA پلیمراز انجام میدهد. وقتی آنزیم در این ناحیه قرار گرفت، 01- تا 01+ باز آلی را باز میکند .سپس از ناحیهي شروع 01 نوکلئوتید از RNA سنتز میشود. با این عمل مرحلهي شروع کامل میشود .
میشود و این باز معادل اولین بازي است که در انتهاي ’ RNA5 قرار میگیرد .
2) ادامه و طویل شدن زنجیره( Elongation) : در این مرحله فاکتور σ جدا میشود و این علامتی است براي آنزیم که عمل سنتز را به طور مداوم و با سرعت بیشتر انجام دهد. بعد از مرحلهي ادامه(elongation)، آنزیم به ناحیه اختتام میرسد .
3) خاتمه رونویسی( Termination) : بر حسب نوع ژن یکی از دو روش خاتمه یعنی وابسته به فاکتور ρ و یا غیر وابسته به فاکتور ρ استفاده میشود .
– در حالت غیر وابسته به فاکتور ρ ، 2 پارامتر باید وجود داشته باشد:
الف) توالی پالیندرومیک بر روي نسخهي RNA ب) توالی غنی از بازهاي (U)n
در صورت وجود این 2 ساختار آنزیم متوقف میشود و سنتز ادامه پیدا نمیکند و کمپلکس RNA-DNA از هم جدا میشود .وقتی آنزیم به این ناحیه میرسد، متو جه میشود که به انتهاي ژن نزدیک شده؛ بنابراین سرعتش کم میشود. چون در قسمتهاي جلوتر پیوندهاي هیدروژنی ضعیف است(بین A و U)، قطعهي RNA و کمپلکس از هم جدا میشوند .
توالی پالیندرومیک ناحیهاي است که نسخهيRNA با توالیهاي خود مکمل تولید میکند که امکان تشکیل ساختمان سنجاق سر یاhairpin loop (دوسرخوانا، تکرار معکوس) را میدهد. توالی ساختمان سنجاق سر غنی از نوکلئوتیدهاي C و G است که به صورت پالیندرومی قرار گرفته و در فاصله 01 تا 51 نوکلئوتیدي از انتهاي تخمینی رشتهي RNA قرار دارد .
توالی غنی از (U)n در انتهاي ’3 سنجاق سر قرار دارد. با رسیدن RNA پلیمراز به این ناحیه، نسخه برداري متوقف میشود. در واقع تشکیل ساختمان-
میشود .
– در حالت وابسته به فاکتور ρ : وقتی آنزیم به انتهاي ژن میرسد، در RNAتوالیهاي غنی از (C)n و فقیر ازG وجود دارد. فاکتور ρ پروتئینی هگزامر با خاصیت ATPase است و 3 تا 6 ATP میتواند به آن متصل شود. در جهت ’3 ’5 حرکت میکند و
RNA را به دور خود میپیچاند و با هیدرولیزATP ، RNA را از داخل ژن بیرون میکشد. در واقع با خاصیت هلیکازي وابسته به ATPخود، پیوندهاي هیدروژنی بین DNA و RNA را میشکند و باعث جدا شدن RNA از ژن میشود .
اما در یوکاریوتها علاوه بر نواحی TATA ، نواحی دیگري نیزدر دوردست وجود دارند که به عنوان عوامل افزاینده یا کاهنده روي DNA اثر میکنند و باعث افزایش یا کاهش بیان ژن میشوند. به طور خلاصه میتوان گفت در پروکاریوتها عوامل کمتري روي نسخه برداري ژن تأثیر میگذارند در صورتی که در یوکاریوتها بیش از 01 نوع فاکتور و آنزیم وجود دارد .
– از دیگر تفاوتها میتوان آنزیمها را نام برد. در پروکاریوتها فقط یک نوع آنزیم اعمال باز کردن DNA ، سنتز و واپیچاندنDNA را بر عهده دارد. اما در یوکاریوتها 3 نوع آنزیم RNAپلیمراز II ، I و III وجود دارد. بر اساس حساسیت این آنزیمها بر یک سم قارچی (آلفا آمانتین)، می توان آنها را دسته بندي کرد :
آنزیم RNA پلیمراز I : بسیار غیر حساس نسبت به سم آلفا آمانتین است یعنی نسبت به آن مقاوم میباشد(. )- ژنهاي پیش ساز RNAهاي ریبوزومیS ، 8.5S 18 وS 28 را رونویسی میکند .
پروموتور این آنزیم مشابه RNA پلیمراز پروکاریوتی در Upstream قرار دارد. پروموتور RNA پلیمراز از نظر توالی از گونهاي به گونهي دیگر بسیار متفاوت است .
آنزیم RNA پلیمرازII : نسبت به سم بسیار حساس است. (در برابر مقادیر کم این سم غیرفعال میشود) و رونویسی از ژن- هاي کدکننده همهي پروتئینها و ژنهاي SnRNA را بر عهده دارد .
توجه: SnRNA = Small nucleus RNA پروموتور آن مانند آنزیمRNA پلیمراز پروکاریوتی در Upstream قرار دارد. این آنزیم توانایی شناسایی هزاران پروموتور با توالی متغیر را دارد .
آنزیم RNA پلیمراز III : نسبت به سم داراي حساسیت متوسط است. (در غلظتهاي بالاي آن مهار میشود.) و رونویسی از ژنهاي U6 ، 5S-rRNA ، tRNA و RNA components of SPR را بر عهده دارد. پروموتور آن در منطقهي Downstream ژن قرار گرفته است .
نکته: تمامی RNAپلیمرازهاي پروکاریوتی، در جهت ’3 ’5 عمل پلیمرازي خود را انجام میدهند .
نکته: اگر فردي قارچ حاوي آلفا آمانتین را مصرف کند، آنزیمهاي RNA پلیمراز IIو III مهار میشوند .
توضیح در مورد واحد سودبرگ( S) : ثانیه 31-10 S = 1
براي جداسازي مولکولهایی که وزن مولکولی آنها پایین جزوه هیدرولوژی مهندسی، از اولتراسانتریفیوژ استفاده میشود که شتاب در این دستگاه 004 هزار g است و براي جداسازي مولکولهایی که با وزن مولکولی بسیار پاییناند مناسب است؛ که به ترتیب، آنهایی که دانسیتهي بیشتر و در نتیجه عدد نسبت داده شده به S بزرگتري دارند، در قسمتهاي پایینتر لولهي سانتریفیوژ قرار می- گیرند .
: (Transcription & Splicing )نسخهبرداري و پردازش
ژنهاي یوکاریوتی مونوسیسترونیک و ژنهاي پروکاریوتی جزوه فرایندهای پتروشیمی میباشند. در یوکاریوتها غشاي هشته مانع از آن میشود که بلافاصله پس از سنتز mRNA پروتئین سنتز شود، بنابراین باید یکسري تغییرات روي نسخهي اولیهي mRNA بهوجود آید( hn-RNA) تا بعداً از طریق سوراخهاي موجود در غشاي هسته (حدود 3 هزار سوراخ هستهاي وجود دارد) ،»mRNA بالغ« از هسته خارج شده و وارد سیتوزول شود .
علاوه بر این یکسري پروتئین مورد نیاز نیز از طریق همین سوراخها به هسته وارد میشود. سپس سنتز پروتئین از روي mRNA بالغ در سیتوزول انجام میگیرد که این یکی از تفاوتهاي عمدهي پروکاریوتها و یوکاریوتهاست. در صورتی که در پروکاریوتها بلافاصله بعد از نسخهبرداري( transcription)، ریبوزومها میتوانند به mRNA متصل شده و سنتز پروتئین را انجام دهند .
تفاوت دیگري که بین نسخهبرداري( transcription) در پروکاریوتها و یوکاریوتها وجود دارد، از لحاظ تعداد آنزیمهاست. در یوکاریوتها 3 نوع آنزیم ،RNAهاي مختلف را سنتز میکنند و بر اساس حساسیت آنها به سم α-آمنتین –که از نوعی قارچ به نام آمنتیا گرفته شده و میتواند آنزیم RNAپلیمراز را مهار کند- طبقهبندي شدهاند .
* آنزیم RNA Polymerase I : این آنزیم نسبت به سم مقاوم است؛ یعنی اگر سم را با این آنزیم همراه کنیم، آنزیم عمل خود را انجام خواهد داد و مهار نخواهد شد. این آنزیم ،Pre-rRNA را رونویسی میکند؛ همانندS rRNA ، 82S rRNA 5.8 و S rRNA18.
نکته: منظور از S یک واحد سودبرگ است که با (ثانیه) s31-01 برابر میباشد. در واقع وقتی میگوییمS 18 منظور این است که 31-10 ×81 ثانیه طول میکشد تا این قطعه رسوب پیدا کند .
معمولاً براي رسوب این نوع میکرومولکولها از روشهاي اولتراسانتریفیوژ استفاده میکنند. تفاوت این روش با سانتریفیوژهاي معمولی در این است که سانتریفیوژهاي معمولی شتابی در حدود g 410 را ایجاد میکنند اما اولتراسانتریفیوژها شتابی معادل g105×4 نیروي گریز از مرکز را ایجاد میکنند تا این ترکیبات رسوب پیدا کنند. به عنوان مثال، توالیS 28 نسبت بهS 5 یا S18 توالی سنگینتري خواهد بود. در حقیقت نوکلئوتیدهاي آن بیشتر است .
* آنزیم RNA Pol. II : آنزیمی است که سنتز mRNA مربوط به پروتئینها را بر عهده دارد. (در واقع این آنزیم سنتز hn-RNA را بر عهده دارد که طی فرآیند پردازش( Splicing) به mRNA بالغ تبدیل میشود.) همچنین این آنزیم نوع دیگري از RNA را به نام RNA) SnrRNA کوچک هسته) سنتز جزوه فرایندهای پتروشیمی که در فرآیند پردازش نقش دارد. این آنزیم نسبت به سم α-آمنتین بسیار حساس میباشد .
* آنزیم RNA Pol. III : این آنزیم حساسیت متوسطی نسبت به سم دارد و بیشتر tRNAهاS tRNA 5 ، وS rRNA 5 را سنتز میکند .
هر کدام از آنزیمهاي مذکور پروموتور خاص خود را دارند. پروموتور آنزیم RNA Pol. I در ناحیهي Up Stream ژن قرار دارد .
در مورد RNA Pol. III باید گفت پروموتور آن در داخل خود ژن( Down Stream) قرار دارد. ِ -ًً () ً – – ().
+ – – () ) ) – – ِ ًً () ( ) ًً – – ().
فهرست مطالب