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 :
– : – ((: – ( ) : ؛ :
) : ) : – () : () :
) ( )+( ) : ) ( )-( ) : -(+) -(-) :
) : (-) ( .)
) : (+) (-) (-) : ً : – () : ُُ(‘‘) 
’’’() ’’’-: () ُُُُ-’’ُُُُ: : ’’- ُُ’’: : ً ’’’’) )، ًً ) ) :
) )
:
: () () : () : : ’) ) : 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 -(»«) – : ’) ) – ) ) – – ) ) – ) ) ()
() : »« ؛ :
(: ) 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 : » « »( «) »« »« ( ≡) ( .-)
) : ً –() () ( ) : :
) ) -) (’’()) ، ) :
()– :
(-) ()
() – – — ، ً : ( ’()) () ،(‘ ، ) () :
) ( & ) : – + ’ ) ( ) : ()، ) ( ) : – :
) ) ()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 – : (& )( -) ً () ،»« ( )، ( ) -–- * : ؛ -؛ : () –×ً 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. و اما پروموتور آنزیم RNA Pol. II که آنزیم اصلیِ سنتز بیشتر hn-RNAها است و معموًلاً 4 یا 5 توالی مختلف روي آن وجود دارند، در ناحیهي Up Stream ژن
قرار گرفته است. یکی از این توالیها توالی تاتا(TATA) است که معمولاً در پروموتور اکثر آنزیمهاي RNAپلیمراز نوع II وجود دارد و محل آن ناحیهي 52- تا 53- است. (جایگاه آن در انواع مختلف آنزیم کمی متفاوت است).
توالیهاي شروعکننده یا Initiator Sequences در ناحیهي 1+ قرار دارند که این توالیها در برخی از پروموتورهاي آنزیم RNA Pol. II وجود دارند. توالی CAAT box در ناحیهي 06- تا 08- قرار دارد که توسط یک TF (فاکتور نسخهبرداري) به نام CTF) CAAT box Transcription Factor) شناسایی میشود. همچنین توالیهاي غنی از گوانین و سیتوزین در نواحی 04- – ِ ًً () ( ) ًً – – ().