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

گفتار 2 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 بایوبنام، رایگان ببینید.

در گفتار قبلی با رونویسی و مراحل آن آشنا شده و دانستیم که رنا در این میان چه نقشی بر عهده دارد. حال نوبت آن است که به آموزش دومین گفتار از دومین فصل زیست 12 بپردازیم.

در ابتدا، ویدیوی آموزشی این بخش را مشاهده می‌کنیم.

فیلم تدریس گفتار 2 فصل 2 زیست دوازدهم

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

در این گفتار قرار است که پروتئین‌ها را زیر ذره‌بین قرار دهیم. تبدیل زبان نوکلئیک‌اسیدی رنا به زبان پلی‌پپتیدی و عوامل لازم در ترجمه، دو موضوع آغازین هستند. پس از آن به بررسی ساختار رنای ناقل و رناتن می‌پردازیم و با مراحل ترجمه آشنا می‌شویم. انتهای گفتار نیز به محل پروتئین‌سازی و سرنوشت آنها و سرعت و مقدار این فرایند اختصاص دارد.

بیشتر بدانید: آموزش فصل دوم زیست دوازدهم

به سوی پروتئین؛ گفتار دوم فصل دوم زیست دوازدهم

پلی‌پپتیدها از مهم‌ترین فراورده‌های ژن‌ها هستند. پروتئین‌ها اعمال مختلفی را در بدن انجام می‌دهند. اینکه چگونه ژن‌ها و پروتئین‌های حاصل از آن، صفات را ایجاد می‌کنند را در آینده می‌آموزید. در این گفتار به نحوه تبدیل اطلاعات وراثتیِ رنا، به پروتئین می‌پردازیم.

تبدیل زبان نوکلئیک اسیدی رنا به زبان پلی پپتیدی

در فرانید رونویسی از روی توالی‌های دنا، رنا ساخته می‌شود که هر دو از نوکلئوتید تشکیل شده‌اند. با این حال در ساختار پلی‌پپتیدها، آمینواسید وجود دارد. به ساخته شدن پلی‌پپتید از روی اطلاعات رنای پیک، ترجمه می‌گویند.

در شکل زیر، طرح ساده‌ای از ژن تا پلی‌پپتید را مشاهده می‌کنید.

توالی‌های 3 نوکلئوتیدی رنای پیک تعیین می‌کند که کدام آمینواسیدها باید در ساختار پلی‌پپتید قرار بگیرد. به این توالی‌ها، رمزه (کدون) می‌گویند. در یاخته 64 نوع رمزه وجود دارد. جالب است بدانید که رمزه آمینواسیدها در جانداران یکسان‌اند.

رمزه‌های UGA، UAA و UAG هیچ آمینواسیدی را رمز نمی‌کنند که به آنها رمزه پایان می‌گویند. این امر، یک دلیل دارد. حضور این رمزه‌ها در رنای پیک، موجب پایان یافتن عمل ترجمه می‌شود.

رمزه آغاز یا AUG رمزه‌ای است که ترجمه از آن آغاز می‌شود. این رمزه، معرف آمینواسید متیونین نیز است. حواستان به این نکته از گفتار 2 فصل 2 زیست دوازدهم باشد.

عوامل لازم در ترجمه

ترجمه نیازمند عوامل مختلفی است. ترجمه را می‌توان به یک فرایند آشپزی از روی کتاب آن تشبیه کرد. براساس دستورالعمل این کتاب، مواد اولیه به مقدار و ترتیب خاصی استفاده و غدای خاصی درست می‌شود. در ترجمه هم براساس رمزه‌های رنای پیک، پلی‌پپتید خاصی ساخته می‌شود.

مواد اولیه مصرفی در ترجمه، آمینواسیدها هستند. رناتن‌ها و رناهای ناقل از دیگر عوامل لازم در ترجمه هستند. انرژی لازم برای تهیه پلی‌پپتید هم از مولکول‌های پرانرژی مانند ATP به‌دست می‌آید.

بیشتر بدانید: تدریس گفتار یک فصل دو زیست دوازدهم

ساختار رنای ناقل

رنای ناقل پس از رونویسی دچار تغییراتی می‌شود. در ساختار نهایی رنای ناقل، نوکلئوتیدهای مکمل می‌تواند پیوند هیدروژنی ایجاد کنند. به همین علت رنای تک رشته‌ای، روی خود تا می‌خورد.

رنای ناقل تاخوردگی‌های مجددی پیدا می‌کند که ساختار سه‌بعدی را به‌وجود می‌آورد. در این ساختار یک بخش محل اتصال آمینواسید و دیگری توالی 3 نوکلئوتیدی به نام پادرمزه (آنتی کدون) است.

هنگام ترجمه، این توالی با توالی رمزه مکمل خود پیوند هیدروژنی مناسب برقرار می‌کند.

در همه رناهای ناقل، به جز در ناحیه پادرمزه‌ای، انواع توالی‌های مشابهی وجود دارند. انتظار این است که به تعداد انواع رمزه‌ها، پادرمزه وجود داشته باشد. با این حال تعداد انواع پادرمزه‌ها کمتر از رمزه‌ها است. مثلا برای رمزه‌های پایان، رنای ناقل وجود ندارد.

نحوه عمل رنای ناقل

می‌دانیم که آمینواسید به رنای ناقل متصل می‌شود. پرسش اینجاست که آیا هر نوع آمینواسید به هر نوع رنای ناقل می‌تواند متصل شود؟ اهمیت بخش پادرمزه‌ای در این اتصال چیست؟

در واقع در یاخته‌ها، آنزیم‌های ویژه‌ای وجود دارند که براساس نوع توالی پادرمزه، آمینواسید مناسب را به رنای ناقل متصل می‌کنند. می‌توان گفت آنزیم با تشخیص پادرمزه در رنای ناقل، آمینواسید مناسب را یافته و به آن وصل می‌کند. این فرایند نیازمند انرژی است.

آیا می‌توانید حدس بزنید رنای ناقل با چه توالی پادرمزه‌ای می‌تواند به آمینواسید متیونین متصل شود؟

ساختار رناتن

رناتن در ساخت پلی‌پپتید نقش دارد. رناتن‌ها از دو زیرواحد تشکیل شده‌اند.

هر زیرواحد نیز از رنا و پروتئین تشکیل شده است. یادتان هست که رنای رناتنی به‌وسیله کدام رنابسپارازها ساخته می‌شود؟ اگر یادتان نیست، همین الان مطالعه گفتار 2 فصل 2 زیست دوازدهم را متوقف کرده و به سراغ مطالب قبلی کتاب درسی بروید.

در یاخته، پروتئین‌های رناتنی ساخته شده و رنای مربوط به آنها در کنار هم قرار گرفته و زیرواحد کوچک و بزرگ رناتن را می‌سازد. رناتن در ساختار کامل، سه جایگاه به نام P، A و E دارد.

مراحل ترجمه

ترجمه نیز فرایندی پیوسته است که برای سادگی در یادگیری، آن را به سه مرحله آغاز، طویل‌شذن و پایان تقسیم می‌کنند.

آغاز ترجمه

در این مرحله بخش‌هایی از رنای پیک، زیرواحد کوچک رناتن را به سوی رمزه آغاز، هدایت می‌کند. سپس در این محل رنای ناقلی که مکمل رمزه آغاز است به آن متصل می‌شود. با افزوده شدن زیرواحد بزرگ رناتن به این مجموعه، ساختار رناتن کامل می‌شود.

در این مرحله جایگاه P در رناتن، محل قرارگیری رنای ناقل دارای آمینواسید است. این جایگاه در ابتدا توسط رنای ناقل متیونین اشغال می‌شود. جایگاه A محل قرارگیری رنای ناقل بعدی و آمینواسید متصل به آن خواهد بود. پیوند پپتیدی در جایگاه A برقرار می‌شود. جایگاه E محل خروج رنای ناقل بدون آمینواسید است. در مرحله آغاز فقط جایگاه P پر می‌شود و جایگاه A و E خالی می‌ماند.

طویل شدن زنجیره آمینواسیدی

در این مرحله ممکن است رناهای ناقل مختلفی وارد جایگاه A رناتن شوند. با این حال فقط رنایی که مکمل رمزه جایگاه A است، استقرار پیدا می‌کند؛ در غیر این صورت جایگاه را ترک می‌کند.

سپس آمینواسیدِ جایگاه P از رنای ناقل خود جدا می‌شود و با آمینواسید جایگاه A پیوند برقرار می‌کند. آیا می‌دانید پیوند حاصل چه نام دارد؟

پس از آن رناتن به اندازه یک رمزه به سوی رمزه پایان پیش می‌رود. در این موقع رنای ناقل که حامل رشته پپتیدی در حال ساخت است در جایگاه P قرار می‌گیرد (علت نام‌گذاری جایگاه P). جایگاه A هم خالی می‌شود تا پذیرای رنای ناقل بعدی باشد.

رنای ناقل بدون آمینواسید نیز در جایگاه E قرار می‌گیرد و سپس از این جایگاه خارج می‌شود. این فرایند بارها تکرار می‌شود و طول زنجیره آمینواسیدی بیشتر می‌شود تا رناتن به یکی از رمزه‌های پایان برسد.

مرحله پایان ترجمه

با ورود یکی از رمزه‌های پایان ترجمه در جایگاه A، چون رنای ناقل مکمل آن وجود ندارد، این جایگاه توسط پروتئین‌هایی به نام عوامل آزادکننده اشغال می‌شود. عوامل آزادکننده باعث جداشدن پلی‌پپتید از آخرین رنای ناقل می‌شوند. همچنین باعث جداشدن زیرواحدهای رناتن از هم و آزاد شدن رنای پیک می‌شوند.

زیرواحدهای رناتن‌ها می‌توانند مجددا این مراحل را تکرار کنند تا چندین نسخه از یک پلی‌پپتید ساخته شود.

محل پروتئین سازی و سرنوشت آنها

پروتئین‌ها در بخش‌های مختلفی از یاخته ساخته می‌شوند. به‌طور کلی پروتئین‌سازی در هر بخشی از یاخته که رناتن‌ها حضور داشته باشند می‌تواند انجام شود.

پروتئین‌های ساخته‌شده در سیتوپلاسم سرنوشت‌های مختلفی پیدا می‌کنند. بعضی از این پروتئین‌ها به شبکه آندوپلاسمی و دستگاه گلژی می‌روند. ممکن است برای ترشح به خارج رفته یا به بخش‌هایی مثل واکوئول (کریچه) و کافنده‌تن بروند.

بعضی پروتئین‌ها نیز در سیتوپلاسم می‌مانند و یا اینکه به راکیزه‌ها، هسته و یا دیسه‌ها می‌روند.

در هر یک از این موارد براساس مقصدی که پروتئین باید برود، توالی‌های آمینواسیدی در آن وجود دارد که پروتئین را به مقصد هدایت می‌کند.

با ادامه گفتار 2 فصل 2 زیست دوازدهم همراه بایوبنام باشید.

سرعت و مقدار پروتئین سازی

به‌طور کلی سرعت و مقدار پروتئین‌سازی در یاخته‌ها بسته به نیاز تنظیم می‌شود. در پروکاریوت‌ها پروتئین‌سازی حتی ممکن است پیش از پایان رونویسی رنای پیک آغاز شود؛ زیرا طول عمر رنای پیک در این یاخته‌ها کم است.

برای پروتئین‌هایی که به مقدار بیشتری مورد نیازند، ساخت پروتئین‌ها، به‌طور همزمان و پشت سر هم توسط مجموعه‌ای از رناتن‌ها انجام می‌شود. اینگونه تعداد پروتئین بیشتری در واحد زمان ساخته می‌شود.

در این مجموعه، رناتن‌ها مانند دانه‌های تسبیح و رنای پیک شبیه نخی است که از درون این دانه‌ها می‌گذرد. همکاری جمعی رناتن‌ها به پروتئین‌سازی سرعت بیشتری می‌دهد.

تجمع رناتن‌ها در یاخته‌های یوکاریوتی نیز دیده می‌شوند. البته در این یاخته‌ها سازوکارهایی برای حفاظت رنای پیک در برابر تخریب وجود دارد. بنابراین، فرصت بیشتری برای پروتئین‌سازی هست. در مجموع، این عوامل موجب طولانی‌تر شدن عمر رنای پیک پیش از تجزیه می‌شود.

بیشتر بدانید: تدریس گفتار سه فصل دو زیست دوازدهم

فعالیت 1 صفحه 32 زیست دوازدهم

الف) چه رابطه‌ای بین طول عمر رنای پیک یاخته‌ها با میزان پروتئن‌سازی آنها برقرار است؟

ب) رونویسی و ترجمه در پروکاریوت‌ها و یوکاریوت‌ها را با هم مقایسه کنید.

جواب فعالیت 1 صفحه 32 زیست دوازدهم

الف) این سوال رو می‌شود به دو روش پاسخ داد.

پاسخ اول: هرچه طول عمر رنای پیک بیشتر باشد، فرصت بیشتری برای پروتئین‌سازی دارد. در نتیجه امکان ساخت پروتئین بیشتری وجود دارد.

پاسخ دوم: هرچه میانگین عمر رنای پیک بیشتر باشد، تعداد پلی‌پپتیدهای ترجمه شده از آن بیشتر خواهد بود.

ب) رونویسی در پروکاریوت‌ها در سیتوپلاسم انجام می‌شود ولی در یوکاریوت‌ها درون هسته انجام می‌شود.

رونویسی در پروکاریوت‌ها توسط یک نوع رنابسپاراز انجام می‌شود، ولی در یوکاریوت‌ها توسط انواعی از رنابسپاراز انجام می‌گیرد.

در پروکاریوت‌ها ترجمه در سیتوپلاسم انجام می‌شود ولی در یوکاریوت‌ها در سیتوپلاسم و اندامک‌هایی مثل راکیزه و دیسه‌ها نیز می‌تواند انجام شود.

جمع بندی گفتار 2 فصل 2 زیست دوازدهم

در ابتدای این مقاله از سایت بایوبنام، آموزش ویدیویی گفتار دو 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 دوم را پوشش دهیم.

لازم به ذکر است که جواب فعالیت‌های کتاب درسی را نیز در این مقاله آورده‌ایم. چنانچه نظر و پیشنهادی دارید، از طریق بخش نظرات با ما 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.