ارسالها: 23330
#31
Posted: 27 May 2014 20:54
نقشه و توالی ژنوم انسان
نسبت اجزای مختلف سازندهٔ ژنوم انسان.
برای تصور اندازه بزرگ ژنوم انسان، می‌توانید در نظر بگیرید که اگر همه ۲/۳ میلیارد جفت نوکلئوتید در یک کتاب نوشته شوند، تعداد اوراق کتاب، به پانصدهزار ورق می‌رسد و ۶۰ سال، هر روز، روزی ۸ ساعت (در هر ثانیه ۵ جفت نوکلئوتید) وقت لازم است تا تمامی کروموزومها نوشته شوند.
رایج ترین روش تعیین توالی ژنوم درانسان به این صورت است که ابتدا کل ژنوم انسان بصورت کتابخانه BAC تهیه می‌شود و سپس با روشهای مختلفی از این کلون‌ها، کانتیگ تهیه می‌شود. سپس قطعه‌های وارد شده در هر یک از کلون‌های کانتیگ تعیین توالی می‌شود. در این روش ابتدا قطعه‌ای از DNA که توالی نامشخص دارد تکثیر (کلون) می‌شود سپس هزاران کپی به دست آمده از آن را که هر یک ترکیبی از ۴ نوکلئوتید پایه و ۴ زنجیره پایانی نشاندار شده که هر یک بعنوان یکی از چهار نوکلئوتید پایه در سنتز DNA نقش دارد، گرما داده می‌شوند که سبب می‌شود دو زنجیره DNA از یکدیگر جدا شوند و سنتز رشته مکمل انجام می‌شود.
در ۱۹۸۸ مهندسین ژنتیک در ایالات متحده آمریکا مبادرت به کاری کردند تا نقشه و توالی ژنوم انسان را مشخص کنند. این تلاش بزرگ که پروژهٔ ژنوم انسان نام گرفت به سرعت به یک تحقیق جهانی مبدل شد و نتیجه همکاری حوزه انرژی ایالات متحده و سازمان ملی سلامت بود. پروژهٔ ژنوم انسان در ابتدا برنامه ۱۵ ساله بود اما سرعت پیشرفت تکنولوژی سبب کاهش زمان مربوطه به ۱۳ سال شد و سرانجام در سال۲۰۰۳ این پروژه به پایان رسید.
این کاربر به دلیل توهین به مدیریت بن شد.
ارسالها: 23330
#32
Posted: 27 May 2014 20:55
ژنومیک
ژنومیک مطالعهٔ جامع اطلاعات ژنتیکی یک سلول یا موجود زنده است. از زیر مجموعه‌های این علم می‌توان به برخی موارد اشاره کرد مانند:شناخت وظیفهٔ ژن‌های خاص و بررسی استفاده از آنها، اثر ژن‌ها بر روی یکدیگر، مطالعه و کاوش روشهای درمانی برای بیماری‌های ژنتیکی و بیماری‌های ارثی، گسترش دانش پروتئومیکس و شناخت بهتر مولکول دی ان ای که در میان افراد می‌تواند منجر به راه‌های جدید انقلابی برای تشخیص، درمان و حتی روزی پیشگیری از هزاران اختلال که بر ما اثر می‌گذارد، شود. علاوه بر فراهم ساختن اطلاعات برای درک زیست‌شناسی انسان، شناخت توالی DNA موجودات دیگر می‌تواند منجر به درک درستی از قابلیت‌های طبیعی آنها شود که می‌توان آن را درجهت حل چالش‌های مراقبت‌های سلامتی، کشاورزی، تولید انرژی، بازسازی و حفظ محیط زیست و جداسازی کربن به کار گرفت.
این کاربر به دلیل توهین به مدیریت بن شد.
ارسالها: 23330
#33
Posted: 27 May 2014 20:56
ژن درمانی
ژن‌درمانی تکنیکی است که برای تصحیح ژن‌های معیوبی که مسئول ایجاد بیماری هستند. پژوهشگران ممکن است یکی از چندین رویکرد موجود را برای تصحیح ژن‌های معیوب به کار ببندند. ژن طبیعی ممکن است به درون یک محل غیراختصاصی درون ژنوم کاشته شود تا یک ژن بی‌کارکرد را جایگزین کند. این روش یک رویکرد رایج است. یک رویکرد دیگر تعویض ژن غیرطبیعی از طریق "بازترکیبی هومولوگ" است. ژن غیرطبیعی را می‌توان از طریق "جهش معکوس انتخابی" ترمیم کرد، که باعث می‌شود، ژن به کارکرد طبیعی‌اش بازگردد. تنظیم یک ژن خاص (میزانی را که یک ژن خاموش و روشن می‌شود) را نیز می‌توان تغییر داد.
در اغلب بررسی‌های ژن‌درمانی، ژن "طبیعی" به درون ژنوم وارد می‌شود تا جایگزین یک ژن بیماری‌زای "غیرطبیعی" شود. یک مولکول حامل که به آن ناقل(vector) می‌گویند، برای وارد کردن ژن درمان‌کننده به سلول‌های هدف بیمار مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در حال حاضر رایج‌ترین ناقل مورد استفاده ویروسی است که به طور ژنتیکی تغییرداده شده است، تا DNA طبیعی انسانی را حمل کند. ویروس‌ها طوری تکامل یافته‌اند تا ژن‌های‌شان را به شیوه‌ای آسیب‌زا به درون سلول‌های انسانی وارد کنند. دانشمندان سعی کرده‌اند تا از این توانایی ویروس‌ها سود ببرند و ژنوم ویروس‌ها را طوری دستکاری کنند که ژن‌های بیماری‌زا را از سلول حذف و ژن‌های درمان‌کننده را وارد آن کنند.
سلول‌های هدف مثلاً سلول‌های کبد یا ریه بیمار با ناقل ویروسی آلوده می‌شوند. پروتئین‌های جدید دارای کارکرد که بوسیله ژن درمان‌کننده ایجاد می‌شوند، سلول را به وضعیت طبیعی بازمی‌گردانند. به غیر از ویروس‌ها، گزینه‌های دیگری برای وارد کردن ژن‌ها به درون سلول‌ها وجود دارد. ساده‌ترین روش واردکردن مستقیم DNA درمانی به درون سلول است. این رویکرد از لحاظ کارکرد محدودیت دارد، زیرا می‌توان آن را تنها در مورد بافت‌های معینی به کار برد و نیاز به مقادیر زیادی DNA دارد.
پایان ژنوم
پایان اجزاء اصلی ژنتیک
این کاربر به دلیل توهین به مدیریت بن شد.
ارسالها: 23330
#34
Posted: 27 May 2014 21:03
آران‌ای(توضیح کامل)
آران‌ای بی‌رمز
آر ان ای غیرکد کننده یا غیرترجمه شونده' (non-coding RNA) یک مولکل آر ان ای است که به پروتئین ترجمه نمیشود. گاهی مولکول‌های کوچک آر ان ای غیرکد کننده موجود در باکتریها را تحت عنوان آر ان‌ای کوچک (Small RNA) مشخش می‌کنند، و با علامت sRNA نمایش میدهند.
تعداد آر ان ای غیرکد کننده در ژن انسان معلوم نیست ولی بر اساس مطالعات این رقم فراتر از هزار است. به چیدمان دی‌ان‌آیی که آران‌ای بی‌رمز از روی آن رونویسی می‌شود، ژن آران‌ای گفته می‌شود.
این کاربر به دلیل توهین به مدیریت بن شد.
ارسالها: 23330
#35
Posted: 27 May 2014 21:06
آران‌ای پیام‌رسان
'آران‌ای پیام‌رسان (mRNA) یک مولکولRNA است که یک برنامه شیمیایی را برای یک محصول پروتئینی، رمز می‌کند. mRNA، از یک الگوی DNA رونویسی می‌شود و اطلاعات کدینگ را به مکان‌های سنتز پروتئین: ریبوزومها، حمل می‌کند. در این مکان، پلیمرهای اسید نوکلئیک به پلیمرهای اسید آمینه: پروتئین، ترجمه می‌شود. در mRNA همچون DNA، اطلاعات ژنتیکی در رشته‌ای از نوکلئوتیدها که از کودون‌های شامل سه باز تشکیل شده‌است، کد شده‌است. هر کودون برای یک اسید آمینه خاص، کد شده‌است به جز کودون‌های انتهایی که سنتز پروتئین را به اتمام می‌رسانند. این پردازش نیازمند دو نوع دیگر از RNA می‌باشد: RNA انتقالی (tRNA)، شناسایی کودونها را انجام می‌دهد و اسید آمینه‌های متناظر را تأمین می‌کند، در حالی‌که RNA ریبوزومی (rRNA)، جزء مرکزی در دستگاه تولید پروتئین ریبوزوم است.
این کاربر به دلیل توهین به مدیریت بن شد.
ارسالها: 23330
#36
Posted: 27 May 2014 21:09
سنتز، پردازش و عملکرد
خلاصه وجود مولکول mRNA با رونویسی شروع شده و با از هم پاشیدگی تمام می‌شود. در طول زندگی، مولکول mRNA ممکن است که پردازش شده، تغییر یابد و یا قبل از ترجمه، منتقل شود. مولکول‌های mRNA یوکاریوتی، معمولا نیازمند پردازش و انتقال بیشتری هستند در حالی‌که مولکول‌های پروکاریوتی اینگونه نیستند.
در طول رونویسی، RNA polymerase، هنگام نیاز، یک کپی از ژن DNA به mRNA درست می‌کند. این فرآیند در یوکاریوتها و پروکاریوت‌ها مانند هم است. یک تفاوت مهم این است که RNA polymeraseهای پروکاریوتی در ارتباط با آنزیم‌های پردازشی mRNA در طول رونویسی می‌باشند تا پردازش بتواند پس از شروع رونویسی به سرعت پیشرفت نماید. محصول چندروزه، پردازش نشده یا به صورت جزئی پردازش شده، pre-mRNA نام دارد، هنگامی که پردازش کامل شود، محصول، mature mRNA نامیده می‌شود.
- پردازش pre-mRNA یوکاریوتی
پردازش mRNA در یوکاریوتها، باکتریها و باستانیان بسیار متفاوت است. m-RNA غیر یوکاریوتی در برابر رونویسی بالغ می‌شود و هیچ پردازشی نیاز ندارد، به جز در مواردی اندک. pre-mRNA یوکاریوتی نیازمند پردازش گسترده‌ای است.
ضمیمه کپ 5' (همچنین اصطلاحات RNA cap، RNA 7-methylguanosine cap و یا RNA m7G cap) یک نوکلئوتید گوانین تغییریافته‌است که به «جلو» یا 5'end یک RNA پیام‌رسان یوکاریوتی، کمی پس از شروع رونویسی اضافه می‌شود. کپ 5َ شامل یک پایانه 7-متیل‌گوانوزین است که توسط یک پیوند 5َ-5َ-تری‌فسفات به اولین نوکلئوتید ترجمه شده متصل می‌شود. حضور آن برای شناسایی توسط ریبوزوم و محافظت از RNases حیاتی است. ضمیمه کلاهک با رونویسی همراه می‌شود و رونویسی همکارانه ایجاد می‌شود به‌طوری که هرکدام روی دیگری تأثیر می‌گذارد. کمی پس از شروع رونویسی، 5' end مربوط به mRNA که در حال سنتز شدن است توسط یک کمپلکس سنتزکننده کلاهک که در ارتباط با RNA polymerase است، محدود می‌شود. این کمپلکس آنزیمی، واکنش‌های شیمیایی را که برای mRNA کپینگ لازم است کاتالیز می‌کند. سنتز به عنوان یک واکنش چند مرحله‌ای بیوشیمیایی به پیش می‌رود.
این کاربر به دلیل توهین به مدیریت بن شد.
ارسالها: 23330
#37
Posted: 27 May 2014 21:17
اسپلایسینگ فرآیندی است که در آن pre-mRNA تغییر می‌یابد تا امتدادهای خاصی از رشته‌های کد نشده که اینترون نامیده می‌شوند را حذف کند. امتدادهایی که باقی می‌مانند شامل رشته‌های کدشده پروتئینی هستند و اگزون نامیده می‌شوند. گاهی اوقات پیام‌های pre-mRNA ممکن است که به چندین روش مختلف اسپلایس شوند که سبب می‌شود تا یک ژن چندین پروتئین را رمز کند. این فرآیند، اسپلایسینگ جایگزین نامیده می‌شود. اسپلایسینگ، معمولا توسط یک کمپلکس پروتئین-RNA که اسپلایس‌سام نامیده می‌شود انجام می‌شود اما بعضی از مولکول‌های RNA نیز توانایی کاتالیز اسپلایسینگ خود را دارند.
در بعضی موارد، یک mRNA که می‌خواهد ویرایش شود، ترکیب نوکلئوتیدی آن mRNA تغییر می‌یابد. یک مثال در انسان‌ها apolipoprotein B mRNAمی‌باشد که در بعضی از بافت‌ها ویرایش می‌شود اما در بقیه نمیشود. ویرایش، یک کودون توقف زودرس ایجاد می‌کند که در هنگام ترجمه، یک پروتئین کوتاه‌تر تولید می‌کند.
پلی آدنیلاسیون پیوند شیمیایی یک نیمه پلی‌آدنیلیک با یک مولکول RNA پیام‌رسان می‌باشد. در ارگانیسم‌های یوکاریوتی، بیشتر مولکول‌های RNA پیام‌رسان (mRNA)، در 3'end پلی‌آدنیلیزه هستند. دنباله پلی(آ) (poly(A) tail) و پروتئینی که به آن باند می‌شود، mRNA را از ازهم‌پاشیدگی به‌وسیله اگزونوکلئاز محافظت می‌کند. پلی آدنیلاسیون همچنین برای اتمام رونویسی، خارج کردن mRNA از هسته و ترجمه کردن مهم می‌باشد. mRNA همچنین می‌تواند در ارگانیسم‌های پروکاریوتی پلی‌آدنیلیزه شود، جایی که دنباله پلی(آ)ها (poly(A) tail) فعالیت کرده تا ازهم‌پاشیدگی اگزونوکلئولیتیک را مهیا کند به جای آن‌که مانع آن شود. پلی آدنیلاسیون، در مدت‌زمان و همچنین بلافاصله پس از رونویسی DNA در RNA رخ می‌دهد. پس از آن‌که رونویسی به اتمام رسید، زنجیره mRNA در حین فعالیت کمپلکس اندونوکلئاز که همراه با RNA-پلیمراز است، شکسته می‌شود. پس از آن‌که mRNA شکسته شد، در حدود 250 اسیدآمینه آدنین به 3'end آزاد در محل شکستن اضافه می‌شوند. این واکنش به وسیله پلیمراز پلی‌آدنیلیزه کاتالیز می‌شود. همانند اسپلایسینگ جایگزین، بیش از یکی از انواع پلی آدنیلاسیون یک mRNA می‌تواند موجود باشد.
این کاربر به دلیل توهین به مدیریت بن شد.
ارسالها: 23330
#38
Posted: 27 May 2014 21:19
تفاوت دیگر مابین یوکاریوتها و پروکاریوت‌ها در انتقال mRNA می‌باشد، چون‌که رونویسی و ترجمه یوکاریوتی از همدیگر جدا می‌باشند، mRNAهای یوکاریوتی باید از هسته به سیتوپلاسم خارج شوند. mRNAهای بالغ به‌وسیله تغییرات پردازش‌شده‌شان شناسایی می‌شوند و سپس از طریق روزنه هسته خارج می‌شوند. در نورونها، mRNA باید از سوما به دندریتها انتقال یابد، جایی که ترجمه محلی در پاسخ به محرک خارجی رخ می‌دهد. بسیاری از پیام‌ها توسط «زیپ‌کد»ها که انتقالشان را به یک مکان خاص درنظر می‌گیرند، نشانه‌گذاری می‌شوند.
از آن‌جایی که mRNA پروکاریوتی نیازی ندارد که پردازش شود و یا انتقال پیدا کند، ترجمه توسط ریبوزومها می‌تواند سریعا پس از پایان رونویسی آغاز شود. بنابراین می‌توان گفت که ترجمه پروکاریوتی با رونویسی همراه می‌شود و رونویسی همکارانه رخ می‌دهد. mRNA یوکاریوتی که پردازش شده و به سیتوپلاسم منتقل شده‌است (به عبارت دیگر mRNA بالغ)، می‌تواند توسط ریبوزوم ترجمه شود. ترجمه ممکن است که در ریبوزومهای آزاد شناور در سیتوپلاسم رخ دهد و یا مستقیما توسط signal recognition particle در شبکهٔ درمیان‌یاخته‌ای اتفاق بیفتد. بنابراین برخلاف پروکاریوت‌ها، ترجمه یوکاریوتی به طور مستقیم با رونویسی همراه نمی‌باشد.
این کاربر به دلیل توهین به مدیریت بن شد.
ارسالها: 23330
#39
Posted: 27 May 2014 21:22
ساختار
کپ 5َ یک نوکلئوتید گوانین تغییر یافته‌است که به «جلو» (سمت و سو) از pre-mRNA با استفاده از یک پیوند 5َ-5َ-فسفات اضافه شده‌است. این تغییر برای شناسایی و ضمیمه درست mRNA به ریبوزوم، حیاتی است همان‌طور که محافظت از 5' اگزونوکلئاز مهم می‌باشد. همچنین برای فرآیندهای حیاتی دیگر همچون اسپلایسینگ و انتقال مهم می‌باشد.
مناطق کدینگ از کودونها تشکیل شده‌است که این مناطق به وسیله ریبوزومها (در یوکاریوتها معمولا به یکی و در پروکاریوت‌ها معمولا به چندتا) پروتئین رمزگشایی شده و ترجمه می‌شوند. مناطق کدینگ با یک کودون آغازین شروع شده و با یک کودون توقف پایان می‌یابند. به طور کلی کودون آغازین، سه‌تایی AUG و کودون توقف، UAA، UAG و یا UGA می‌باشد. مناطق کدینگ تمایل دارند که به‌وسیلهٔ جفت‌بازهای داخلی ایجاد شوند که این مدل مانع از ازهم‌پاشیدگی می‌شود. علاوه بر این‌که کدینگ پروتئینی می‌باشند، قسمت‌هایی از مناطق کدینگ ممکن است که به عنوان رشته‌های تنظیمی در pre-mRNA به عنوان exonic splicing enhancers و یا exonic splicing silencers باشند.
مناطق ترجمه نشده (UTRs) بخش‌هایی از mRNA می‌باشند که قبل از کودون آغازین و پس از کودون توقف می‌باشند که ترجمه نشده‌اند که به ترتیب منطقه ترجمه نشده 5' (5' UTR) و منطقه ترجمه نشده 3' (3' UTR) نام‌گذاری می‌شوند. این مناطق با منطقه کدینگ رونویسی می‌شوند و بنابراین exonic می‌باشند چون در mRNA بالغ موجود می‌باشند. چندین نقش در بیان ژن مربوط به مناطق ترجمه نشده‌است، همچون پایداری mRNA، محلی نمودن mRNA و کارایی ترجمه‌ای. توانمندی یک UTR برای انجام این اعمال بستگی به رشته UTR دارد و در بین mRNAها می‌تواند متفاوت باشد. پایداری mRNAها توسط 5' UTR و یا 3'UTR بر حسب تفاوت در وابستگی برای آنزیم‌های کاهشی RNA که ریبونوکلئاز نامیده می‌شوند کنترل می‌شوند و همچنین نیز برای پروتئین‌های کمکی که می‌توانند کاهش RNA را بیشتر کرده و یا از آن جلوگیری به عمل آورند. کارایی ترجمه‌ای که گاهی اوقات شامل ممانعت کامل از ترجمه می‌باشد توسط UTRها کنترل می‌شود. پروتئین‌هایی که به 3' و یا 5' UTR متصل می‌شوند ممکن است توسط تأثیری که بر توانایی ریبوزوم در اتصال به mRNA دارند در ترجمه تأثیرگذار باشند. میکروRNAهایی که به[ 3'UTR ] نیز متصل می‌شوند ممکن است در کارایی ترجمه‌ای و یا پایداری mRNA تأثیر بگذارند. محلی‌سازی سیتوپلاسمی mRNA به عنوان عملکردی از 3' UTR در نظر گرفته می‌شود. پروتئین‌هایی که در مناطق خاصی از سلول مورد نیاز می‌باشند می‌توانند در آن‌جا ترجمه شوند، در این موارد، 3'UTR ممکن است شامل رشته‌هایی باشد که اجازه دهد تا رونویسی در این محل برای ترجمه، محلی شود. بعضی از عناصر که در مناطق ترجمه نشده وجود دارند، هنگامی که به RNA رونویسی می‌شوند یک مشخصه‌ای با عنوان [ساختار دوم] ایجاد می‌کنند. این عناصر mRNAهای ساختاری در تنظیم mRNAها دخالت می‌کنند. بعضی چون [SECIS element ]، اهداف پروتئین‌ها برای اتصال می‌باشند. یک کلاس از عنصر [mRNA، [riboswitches، مستقیما به مولکول‌های کوچک متصل می‌شود، تاخوردگی آنها را تغییر می‌دهد تا در مراحل رونویسی و یا ترجمه تغییر ایجاد کند. در این موارد، mRNA خود را تنظیم می‌نماید.
این کاربر به دلیل توهین به مدیریت بن شد.
ارسالها: 23330
#40
Posted: 27 May 2014 21:27
3'دنباله پلی(آ) یک رشته بلند از نوکلئوتیدهای [آدنین] (حدود 200) می‌باشد که به[ 3' end ]از pre-mRNA اضافه می‌شود. این دنباله، خارج شدن از هسته و ترجمه را بیشتر کرده و mRNA را از ازهم‌پاشیدگی محافظت می‌کند.
- مونوسیسترونیک در برابر پلی سیسترونیک mRNA
به مولکول mRNA مونوسیسترونیک گفته می‌شود هنگامی که دارای اطلاعات ژنتیکی است که تنها یک پروتئین را ترجمه می‌کند که در مورد بیشتر mRNAهای یوکاریوتی می‌باشد. به عبارت دیگر، پلی سیسترونیک mRNA، اطلاعات چندین ژن را حمل می‌کند که به چندین پروتئین ترجمه می‌شود.
در یوکاریوتها مولکول‌های mRNA برحسب تعامل مابین cap binding complex و poly(A)-binding protein تشکیل ساختارهای حلقه‌ای میدهند. حلقوی شدن سبب پیشرفت در بازسازی ریبوزومها بر روی یک پیام می‌شود که به ترجمه کارایی منجر می‌شود.
این کاربر به دلیل توهین به مدیریت بن شد.
صفحه 4 از 16