گفتار 1 فصل 2 زیست دوازدهم [آموزش و تدریس ویدیویی]

گفتار 1 فصل 2 زیست دوازدهم را با آموزش و تدریس ویدیویی و توضیح به بهترین شکل یاد بگیرید. تدریس به‌روز این گفتار همراه با آموزش ویدیویی «دکتر الهه بنام» را در سایت آموزش زیست، رایگان ببینید.

در گفتارهای قبلی با نوکلئیک اسیدها، دنا، رنا، پروتئین‌ها و آنزیم‌ها آشنا شدیم. حال نوبت آن است که به آموزش اولین گفتار از دومین فصل زیست 12 بپردازیم.

در ابتدا، ویدیوی آموزشی این بخش را مشاهده می‌کنیم.

فیلم تدریس گفتار 1 فصل 2 زیست دوازدهم

آموزش ویدیویی بخشی از «گفتار اول فصل دوم زیست دوازدهم» را در پایین قرار داده‌ایم. مدرس این قسمت، خانم دکتر الهه بنام، رتبه 37 کنکور تجربی هستند.

در ابتدا یاد می‌گیریم که دنا چگونه نوع آمینواسیدهای پلی‌پپتید را تعیین می‌کند و نقش مولکول رنا در این میان چیست. سپس با مراحل رونویسی آشنا شده و درباره آنزیم‌هایی که این فرایند را تسهیل می‌کنند، مطالبی را می‌خوانیم. تغییرات رنا و شدت و میزان رونویسی از موارد دیگری هستند که به بررسی آنها می‌پردازیم.

بیشتر بدانید: آموزش فصل دوم زیست دوازدهم

رونویسی؛ گفتار اول فصل دوم زیست دوازدهم

واحد سازنده مولکول دنا، نوکلئوتید است ولی پلی‌پپتیدها از آمینواسید تشکیل شده‌اند. دستورالعمل ساخت پلی‌پپتیدها در مولکول دنا قرار دارد. بنابراین باید بین نوکلئوتیدهای ژن و آمینواسیدهای پلی‌پپتید، ارتباطی وجود داشته باشد.

دنا چگونه نوع آمینواسیدهای پلی‌پپتید را تعیین می‌کند؟

در مولکول دنا، 4 نوع نوکلئوتید وجود دارد که فقط در نوع بازهای آلی تفاوت دارند. این در حالی است که پلی‌پپتیدها از 20 نوع آمینواسید تشکیل شده‌اند.

پژوهش‌های مکرر نشان دادند که هر توالی 3 تایی از نوکلئوتیدهای دنا، بیانگر نوعی آمینواسید است. با 4 نوع نوکلئوتید به‌کار رفته در دنا، 64 توالی 3 نوکلئوتیدی مختلف ایجاد می‌شود. توالی‌های ساخته‌شده می‌توانند رمز ساخت پلی‌پپتیدهایی با 20 نوع آمینواسید را داشته باشند. به هر یک از این توالی‌های سه نوکلئوتیدی در دنا، رمز می‌گویند.

نقش مولکول رنا به عنوان میانجی

پلی‌پپتیدها براساس اطلاعات دنا و توسط رناتن‌ها در سیتوپلاسم ساخته می‌شوند. در یاخته‌های دارای هسته، چون رناتن‌ها درون هسته حضور ندارند، فرایند ساخت پلی‌پپتید در آن انجام نمی‌شود.

اطلاعات دنا برای ساخت پلی‌پپتید ضروری است و دنا هم از هسته خارج نمی‌شود. با این حساب، دستورات ساخت پلی‌پپتید چگونه به بیرون هسته منتقل می‌شود؟

پاسخ در مولکول رنا است. انواعی از رنا در یاخته وجود دارند که در پروتئین‌سازی نقش دارند. این رناها از روی مولکول دنا ساخته می‌شوند. به ساخته‌شدن مولکول رنا از روی بخشی از یک رشته دنا، رونویسی می‌گویند.

اساس رونویسی شبیه همانندسازی است. در این فرایند نیز با توجه به نوکلئوتیدهای رشته دنا، نوکلئوتیدهای مکمل در زنجیره رنا قرار می‌گیرد و به هم متصل می‌شوند. در هر چرخه یاخته‌ای، همانندسازی یک‌بار انجام می‌شود. رونویسی یک ژن برخلاف همانندسازی، می‌تواند در هر چرخه بارها انجام شود و چندین رشته رنا ساخته شود.

تسهیل رونویسی توسط آنزیم‌های ویژه

در یاخته انواعی از رنا ساخته می‌شود. عمل رونویسی از دنا به کمک آنزیم‌ها انجام می‌شود. این آنزیم‌ها را، تحت عنوان کلی رنابسپاراز نام‌گذاری می‌کنند.

در پروکاریوت‌ها یک نوع رنابسپاراز وظیفه ساخت انواع رنا را بر عهده دارد. در یوکاریوت‌ها، انواعی از رنابسپاراز، ساخت رناهای مختلف را انجام می‌دهند.

رنای پیک توسط رنابسپاراز 2، رنای ناقل توسط رنابسپاراز 3 و رنای رناتنی توسط رنابسپاراز 1 ساخته می‌شود.

مراحل رونویسی گفتار 1 فصل 2 زیست دوازدهم

رونویسی فرایندی پیوسته است ولی برای سادگی، آن را به سه مرحله تقسیم می‌کنند:

1. آغاز
2. طویل شدن
3. پایان

در این مراحل، آنزیم رنابسپاراز، عمل رونویسی را از بخشی از یک رشته دنا انجام می‌دهد.

بیشتر بدانید: تدریس گفتار دو فصل دو زیست دوازدهم

مرحله آغاز

در این مرحله، رنابسپاراز به مولکول دنا متصل می‌شود و دو رشته آن را از هم باز می‌کند. به نظر شما برای باز شدن دو رشته کدام پیوندها در این ناحیه شکسته می‌شوند؟

برای اینکه رونویسی ژن از محل صحیح خود شروع شود، توالی‌های نوکلئوتیدی ویژه‌ای در دنا وجود دارد. رنابسپاراز این توالی‌ها را شناسایی می‌کند. به این توالی‌ها، راه انداز می‌گویند. راه انداز موجب می‌شود رنابسپاراز اولین نوکلئوتید مناسب را به طور دقیق پیدا و رونویسی را از آنجا آغاز کند. در این حالت بخش کوچکی از مولکول دنا باز و زنجیره کوتاهی از رنا ساخته می‌شود.

نحوه عمل رنابسپاراز به این صورت است که آنزیم با توجه به نوع نوکلئوتید رشته الگوی دنا، نوکلئوتید مکمل را در برابر آن قرار می‌دهد. سپس این نوکلئوتید را به نوکلئوتید قبلی رشته رنا متصل می‌کند. در رونویسی، نوکلئوتید یوراسیل‌دار رنا به عنوان مکمل در برابر نوکلئوتید آدنین‌دار دنا قرار می‌گیرد.

مرحله طویل شدن

در این مرحله رنابسپاراز ساخت رنا را ادامه می‌دهد. در نتیجه آن، رنا طویل می‌شود. همچنان که مولکول رنابسپاراز به پیش می‌رود، دو رشته دنا در جلوی آن باز و در چندین نوکلئوتید عقب‌تر، رنا از دنا جدا می‌شود و دو رشته دنا مجددا به هم می‌پیوندند.

مرحله پایان

در دنا توالی‌های ویژه‌ای وجود دارد که موجب پایان رونویسی توسط آنزیم رنابسپاراز می‌شوند. در این محل‌ها، آنزیم از مولکول دنا و رنای تازه ساخت جدا و دو رشته دنا به هم متصل می‌شوند.

فقط یکی از دو رشته دنا در هر ژن رونویسی می‌شود

ژن بخشی از مولکول دنای دو رشته‌ای است ولی رونویسی از روی هر دو رشته یک انجام نمی‌شود.

اگر از روی دو رشته یک ژن رونویسی انجام میشد، محصولات این دو رشته مکمل نسبت به هم چگونه می‌شدند؟

مسلما رنا و پلی‌پپتید ساخته‌شده از روی دو رشته مکمل دنا بسیار متفاوت می‌شدند. بنابراین برای هر ژن خاص، یکی از دو رشته رونویسی می‌شود.

به بخشی از رشته دنا که مکمل رشته رنای رونویسی شده است، رشته الگو می‌گویند. رشته مکمل همین بخش در مولکول دنا، رشته رمزگذار نام دارد. دلیلش این است که توالی نوکلئوتیدی آن شبیه رشته رنایی است که از روی رشته الگوی آن ساخته می‌شود.

رشته رنا با رشته رمزگذار چه تفاوت‌هایی می‌تواند داشته باشد؟ پاسخ در نوکلئوتیدهای مورد استفاده است. مثلا به جای نوکلئوتید تیمین‌دار در دنا، نوکلئوتید یوراسیل‌دار در رنا قرار دارد.

رشته مورد رونویسی یک ژن ممکن است با رشته مورد رونویسی ژن‌های دیگر یکسان یا متفاوت باشد.

رناهای ساخته شده دچار تغییر می‌شوند، گفتار 1 فصل 2 زیست دوازدهم

در چند دهه گذشته، پژوهشگران دریافتند که در یاخته‌های پروکاریوتی، رنای ساخته شده در رونویسی با رنایی که در سیتوپلاسم وجود دارد تفاوت‌هایی دارد. بعدها مشخص شد که این مولکول‌ها برای انجام کارهای خود دستخوش تغییراتی می‌شوند.

تغییرات رنای پیک

رنای پیک ممکن است دستخوش تغییراتی در حین رونویسی و یا پس از آن شود. یکی از این تغییرات حذف بخش‌هایی از مولکول رنای پیک است. در بعضی ژن‌ها، توالی‌های معینی از رنای ساخته‌شده، جدا و حذف می‌شود. سایر بخش‌ها به هم متصل می‌شوند و یک رنای پیک یکپارچه می‌سازند. به این فرایند، پیرایش می‌گویند.

این فرایند هنگامی آشکار شد که دانشمندان یک رنای پیک درون سیتوپلاسم را با رشته الگوی ژن آن در دنا مجاورت دادند. آنها دریافتند که بخش‌هایی از دنای الگو با رنای رونویسی‌شده، دو رشته مکمل را تشکیل می‌دهند ولی بخش‌هایی نیز فاقد مکمل باقی می‌مانند. این بخش‌ها به‌صورت حلقه‌هایی بیرون از مولکول دو رشته‌ای قرار می‌گیرند. به این نواحی که در مولکول دنا وجود دارد ولی رونوشت آن در رنای پیک سیتوپلاسمی حذف شده، میانه (اینترون) می‌گویند.

به سایر بخش‌های مولکول دنا که رونوشت آنها حذف نمی‌شوند، بیانه (اگزون) می‌گویند.

در واقع رنای رونویسی شده از رشته الگو، در ابتدا دارای رونوشت‌های میانه دنا است. به این رنا، رنای نابالغ یا اولیه می‌گویند. با حذف این رونوشت‌ها از رنای اولیه و پیوستن بخش‌های باقی‌مانده به هم، رنای بالغ ساخته می‌شود.

بیشتر بدانید: تدریس گفتار سه فصل دو زیست دوازدهم

شدت و میزان رونویسی

به‌طور کلی میزان رونویسی یک ژن به مقدار نیاز یاخته به فراورده‌های آن بستگی دارد. بعضی ژن‌ها، مانند ژن‌های سازنده رنای رناتنی در یاخته‌های تازه تقسیم‌شده بسیار فعال‌اند. دلیلش این است که باید تعداد زیادی از این نوع رنا را بسازند. در این نوع ژن‌ها، همزمان تعداد زیادی رنابسپاراز از ژن رونویسی می‌کنند.

در هر زمان، رنابسپارازها در مراحل مختلفی از رونویسی هستند. بنابراین در زیر میکروسکوپ الکترونی، اندازه رناهای ساخته شده متفاوت دیده می‌شود. در تصویر پایین، رناها از اندازه کوتاه به بلند را می‌توانید ببینید.

با توجه به شکل آیا می‌توانید جهت رونویسی هر ژن را مشخص کنید؟

جمع بندی گفتار 1 فصل 2 زیست دوازدهم

در ابتدای این مقاله از سایت بایوبنام، آموزش ویدیویی گفتار یک فصل دو زیست 12 را ارائه دادیم. مدرس این ویدیوی آموزشی، سرکار خانم دکتر الهه بنام، رتبه 37 کنکور تجربی هستند. پس از آن سعی کردیم با دسته‌بندی درست و بیانی شیوا، تمام مطالب و نکات زیست دوازدهم فصل دوم گفتار اول را پوشش دهیم.

تمرکز این گفتار بیشتر بر روی رونویسی و مراحل آن بود. همچنین یاد گرفتیم که آنزیم‌های ویژه‌ای، این فرایند را تسهیل می‌کنند. مولکول رنا هم در رونویسی، می‌تواند نقش میانجی را بازی کند. خوشحال می‌شویم نظرات خود را با بایوبنام در میان بگذارید.

سعید نوراللهی

من سعید نوراللهی هستم، متخصص تولید محتوا و سئو با بیش از یک دهه تجربه در حوزه آموزش و کنکور. سال‌ها در زمینه بهینه‌سازی و مدیریت محتوای سایت‌های آموزشی فعالیت کرده‌ام و تمرکزم روی ارائه محتوای علمی و کاربردی برای دانش‌آموزان و داوطلبان کنکور است.