جزوه تایپ شده فرایندهای پتروشیمی
:
: -: : ’’’’’: : این زیرواحدهاست .
در ص: 5 زیرواحد ε :خاصیت اگزونوکلئازي’5 ’3 که همان خاصیت Proof Reading است را دارد .
آنزیمهاي لازم جهت همانندسازي :
– : – ((: – ( ) : ؛ :
) : ) : – () : () :
) ( )+( ) : ) ( )-( ) : -(+) -(-) :
) : (-) ( .)
) : (+) (-) (-) : ً : – () : ُُ(‘‘) 
’’’() ’’’-: () ُُُُ-’’ُُُُ: : ’’- ُُ’’: : ً ’’’’) )، ًً ) ) :
) )
:
: () () : () : : ’) ) : – : ” ، ‘ ، () :
؛ »« : ( +) : () ؛ (). 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 – + ’ ) ( ) : ()، ) ( ) : – :
) ) ()- ؛ ()، () ()’-
– : ()’’- ()، :
: 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 ×* : (-( ) ) ) ) -* : ( ) ِ -ًً () ً – – ().
+ – – () ) ) – – ِ ًً () ( ) ًً – – ().