برای دریافت محتوای دوره، باید دوره را خریداری کنید.
هریک از یاخته های بدن ما ویژگی هایی مانند شکل و اندازه دارند. این ویژگی ها تحت فرمان هسته
هستند. دستورالعمل های هسته در حین تقسیم از یاخته ای به یاخته دیگر و در حین تولید مثل از نسلی به نسل
دیگر منتقل می شود. اطلاعات و دستورالعمل فعالیت های یاخته در چه قسمتی از هسته ذخیره می شود؟
قبلاً آموختیم که فام تن ها در هسته قرار دارند و در ساختار آنها دِنا و پروتئین مشارکت می کنند.کدام یک از
این دو ماده، ذخیره کنندهٔ اطلاعات وراثتی است؟
پاسخ این سؤال مشخص شده است. این ماده دِنا است که به عنوان مادهٔ ذخیره کنندهٔ اطلاعات
وراثتی عمل می کند. امّا دانشمندان چگونه به این پاسخ رسیده اند؟
اطلاعات اولیه در مورد مادهٔ وراثتی از فعالیت ها و آزمایش های باکتری شناسی انگلیسی به نام گریفیت 1
به دست آمد. او سعی داشت واکسنی برای آنفلوانزا تولید کند. در آن زمان تصور می شد عامل این بیماری،
نوعی باکتری به نام استرپتوکوکوس نومونیا 2 است. گریفیت با دو نوع از این باکتری، آزمایش هایی را روی
موش ها انجام داد. نوع بیماری زای آن که پوشینه دار )کپسول دار( است در موش ها سبب سینه پهلو می شود
ولی نوع بدون پوشینه آن موش ها را بیمار نمی کند
دانشمندی سوئیسی به نام میشر 1
در سال 1869 نوکلئیک اسیدها را
کشف کرد. او ترکیبات سفید رنگی را
از هسته گویچه های سفید انسان و
اسپرم ماهی استخراج کرد که نسبت
نیتروژن و فسفات در این ترکیبات
با نسبت آن در ترکیبات حاصل از
بخش های دیگر یاخته متفاوت
بود. همین باعث شد که میشر این
ترکیب زیستی را به عنوان ترکیب
جدیدی معرفی کند. او این ماده را
نوکلئیک اسید )اسید هسته ای(
نامید؛ چون از هسته ) )Nucleus
استخراج شده بود و خاصیت اسیدی
ضعیفی هم داشت.
Friedrich Miescher
با توجه به اینکه دِنا به عنوان ماده وراثتی، حاوی اطلاعات یاخته
است، این پرسش مطرح می شود که هنگام تقسیم یاخته، این اطلاعات،
چگونه بدون کم وکاست به دو یاخته حاصل از تقسیم می رسند؟
این کار با همانندسازی دِنا انجام می شود. به ساخته شدن مولکول
دِنای جدید از روی دِنای قدیمی همانند سازی 1 می گویند.
با توجه به مدل واتسون و کریک و وجود رابطهٔ مکملی بین بازها
تا حد زیادی همانندسازی دِنا قابل توضیح است؛ گرچه طرح های
مختلفی برای همانندسازی دِنا پیشنهاد شده بود
1 همانندسازی حفاظتی
2 همانندسازی نیمه حفاظتی
3 همانندسازی غیر حفاظتی (پراکنده)
علاوه بر دِنا و رِنا که در یاخته ذخیره و انتقال اطلاعات را بر عهده دارند مولکول های دیگری نیز
هستند که به انجام فرایند های مختلف یاخته ای کمک می کنند. از جملهٔ این مولکول ها پروتئین ها
هستند که نقش بسیار مهمی در فرایندهای یاخته ای دارند.
-ساختارآمینواسیدها
-پیوند پپتیدی آمینواسیدها را به یکدیگر متصل می کند
-سطوح مختلف ساختاری در پروتئین ها
-ساختار اول پروتئین توالی آمینواسیدها
-ساختار دوم الگوهایی از پیوندهای هیدروژنی:
-ساختار سوم تاخورده و متصل به هم:
-ساختار چهارم آرایش زیر واحدها:
-نقش پروتئین ها
-آنزیم ها
-ساختار آنزیم ها
-عملکرد اختصاصی آنزیم ها
-عوامل مؤثر بر فعالیت آنزیم ها
غلظت آنزیم و پیش ماده-
پلی پپتیدها از مهم ترین فراورده های ژن ها هستند. پروتئین ها اعمال مختلفی را در بدن انجام
می دهند که پیش از این با برخی از آنها آشنا شده اید. اینکه چگونه ژن ها و پروتئین های حاصل از آن،
صفات را ایجاد می کنند در آینده مورد بحث قرار می گیرند. در این گفتار به نحوۀ تبدیل اطلاعات وراثتیِ
رنا، به پروتئین می پردازیم.
در سال گذشته آموختید که همه یاخته های پیکری بدن از تقسیم رِشتمان )میتوز( یاخته تخم منشأ
می گیرند. یاخته ها ی حاصل، از نظر فام تنی و ژن ها یکسان اند. با این حال در ادامهٔ تقسیمات و رشد
جنین، یاخته های متفاوتی ایجاد می شوند که اعمال مختلفی انجام می دهند؛ مثلاً یاخته های عصبی و
ماهیچه ای بدن یک فرد، ژن های یکسانی دارند ولی دارای عملکرد و شکل متفاوتی هستند. حال این
سؤال مطرح می شود که چگونه ممکن است یاخته هایی با ژن های یکسان تا این حد متفاوت باشند؟
پاسخ این است که در هر یاخته تنها تعدادی از ژن ها فعال و سایر ژن ها غیر فعال هستند. هرگاه اطلاعات
ژنی در یک یاخته مورد استفاده قرار بگیرد، می گوییم آن ژن بیان شده و به اصطلاح روشن است و ژنی
که مورد استفاده قرار نمی گیرد خاموش و به اصطلاح بیان نشده است. مقدار، بازه و زمان استفاده از ژن
در یاخته های مختلف یک جاندار ممکن است فرق داشته باشد و حتی در یک یاخته هم بسته به نیاز
متفاوت باشد. به فرایندهایی که تعیین می کنند در چه هنگام، به چه مقدار و کدام ژن ها بیان شوند و یا
بیان نشوند، فرایندهای تنظیم بیان ژن 1 می گویند. تنظیم بیان ژن فرایندی بسیار دقیق و پیچیده است
و عوامل متعددی ممکن است بر آن اثر بگذارند. تنظیم بیان ژن موجب می شود تا جاندار به تغییرات پاسخ
دهد؛ مثلاً در گیاه، نور می تواند باعث فعال شدن ژن سازندۀ آنزیمی شود که در فتوسنتز مورد استفاده قرار
می گیرد. در نبود نور این ژن بیان نمی شود. همچنین تنظیم بیان ژن می تواند موجب ایجاد یاخته های
مختلفی از یک یاخته شود. یاخته های متفاوتی که از یاخته های بنیادی مغز استخوان ایجاد می شوند،
مثالی مناسب در این مورد هستند
- تنظیم بیان ژن در پروکاریوت ها
- تنظیم رونویسی در پروکاریوت ها
- تنظیم منفی رونویسی
- تنظیم مثبت رونویسی
- تنظیم بیان ژن در یوکاریوت ها
- تنظیم بیان ژن در مرحلهٔ رونویسی
- تنظیم بیان ژن در مراحل غیررونویسی
هر یک از ما ویژگی هایی داریم که ما را با آنها می شناسند. بعضی از این ویژگی ها را از والدین خود
دریافت کرده ایم؛ مثل رنگ چشم، رنگ مو یا گروه خونی. ویژگی هایی را هم می شناسیم که ارثی نیستند؛
مثل تیره شدن رنگ پوست که به علت قرارگرفتن در معرض آفتاب ایجاد شده است.
در علم ژن شناسی، ویژگی های ارثی جانداران را صفت می نامند. ژن شناسی، شاخه ای
از زیست شناسی است که به چگونگی وراثت صفات از نسلی به نسل دیگر می پردازد
- گروه های خونی
- گروه خونی Rh
-گروه خونی ABO
-بارزیت ناقص
فام تن های جنسی انسان X و Y هستند. صفاتی را که جایگاه ژنی آنها در یکی از فام تن های غیرجنسی قرار داشته باشد صفت
مستقل از جنس و صفاتی را که جایگاه ژنی آنها در یکی از دو فام تن جنسی قرار داشته باشد وابسته به جنس می گویند.
- وراثت صفات مستقل از جنس
- صفت وابسته به X
- صفات پیوسته و گسسته
- صفات تک جایگاهی و چند جایگاهی
- اثر محیط
- مهار بیماری های ژنتیک
بعد از کشف پادزیست )آنتی بیوتیک(ها در نیمه قرن گذشته، آدمی به یکی از کارآمدترین ابزارهای
دفاعی در برابر باکتری های بیمار یزا مجهز شد و توانست در نبرد با آنها پیروز شود. با این وجود، مدتی
است که از گوشه و کنار دنیا خبر م یرسد باکتری ها نسبت به پادزیست ها مقاوم شده اند. گرچه دانشمندان
با طراحی داروهای جدید، برتری انسان را در این نبرد همچنان حفظ کرده اند اما در عین حال، روند
مقاوم شدن باکتری ها آدمی را سخت نگران کرده است. مقاوم شدن باکتری ها نسبت به داروها، یکی از
مثال هایی است که نشان می دهد «موجودات زنده می توانند در گذر زمان تغییر کنند
- خزانهٔ ژن
- تعادل در جمعیت
- جهش
- رانش دگره ای
- شارش ژن
- آمیزش غیرتصادفی
- انتخاب طبیعی
- تداوم گوناگونی در جمعیت ها
- گوناگونی دگره ای در گامت ها
- نوترکیبی
- اهمیت ناخالص ها
- تنفس یاخته ای
- ATP مولکول پر انرژی
- قندکافت (گلیکولیز)
- راکیزه مقصد پیرووات
هانس آدولف کِربس فیزیک دان و زیست شیمی دان
آلمانیِ متولد بریتانیا ) 1981 - 1900 ( بسیاری از
مراحل اکسایش پیرووات را کشف و معرفی کرد. به
همین علت این چرخه، چرخهٔ کربس نامیده شد.
او در سال 1953 به همراه دانشمندی دیگر، موفق
به دریافت جایزه نوبل در زمینه کار اندام شناسی
)فیزیولوژی ( و پزشکی شد.
از نظر کربس دانشمند موفق، فردی است که
مهارت های فنی و علمی لازم را برای کسب
موفقیت های بیشتر با استفاده از امکانات موجود
داشته باشد. همچنین، در راه رسیدن به هدف،
سختی ها را تحمل کند و نتایج پژوهش را به
روشنی ارائه دهد.
مولکول گلوکز در تنفس هوازی باید تا حد تشکیل مولکول های CO2 تجزیه شود. بخشی از تجزیه
گلوکز در قندکافت و اکسایش پیرووات و بخش دیگر آن در چرخۀ کربس انجام می شود.
- چرخه کربس
- تشکیل ATP بیشتر
- زنجیره انتقال الکترون
- مروری بر تنفس یاخته ای
- ویتامین های B و تنفس یاخته ای
- تنظیم تنفس یاخته ای: تولیدی اقتصادی
واکنش های فتوسنتزی را در دو گروه واکن شهای وابسته به نور و مستقل از نور قرار می دهند. در ادامه به معرفی این دو نوع واکنش می پردازیم.
- واکنش های وابسته به نور: واکنش های تیلاکوئیدی
- تجزیه نوری آب
- آنزیم ATP ساز در سبزدیسه
- واکنش های مستقل از نور: واکنش های تثبیت کربن
-چرخۀ کالوین
- ریبولوزبیس فسفات
همان طور که می دانیم جهش در یک ژن و درنتیجه، تغییر در محصول آن می تواند به بروز بیماری منجر شود. اختلال در عملکرد و مقدار عوامل مؤثر در انعقاد خون از این دسته هستند. با توجه به افزایش افراد نیازمند به این ترکیبات، تأمین نیاز دارویی آنها با مشکل مواجه می شود. امروزه استفاده از روش های زیست فناوری 1 و مهندسی ژنتیک 2 تحولات مهمی در زمینۀ تولید چنین فراورده هایی فراهم آورده است. تا چندی پیش، انتقال ژن های انسان به داخل یاخته های سایر موجودات زنده و یا استفاده از باکتری ها برای ساختن پروتئین های انسانی غیرقابل تصور بود اما اکنون روش های لازم برای تحقق آن توسعه یافته و کاربرد فراوانی پیدا کرده است. آیا می دانید چگونه می توان از باکتری برای ساختن یک پروتئین انسانی استفاده کرد؟ فرض کنید می خواهیم باکتری را برای ساختن هورمون رشد انسانی تغییر دهیم، پس ضرورت دارد تمام احتیاجات این فرایند را در یاختۀ باکتری فراهم کنیم
- زیست فناوری
- مهندسی ژنتیک
- جاندار تغییریافته ژنتیکی یا تراژنی
- همسانه سازی دِنا
- EcoR1
- دنای نوترکیب
روش های جدید امکان ایجاد تغییرات دلخواه در توالی آمینواسیدهای یک پروتئین را فراهم کرده است که می توان از آنها به منظور تغییر در ویژگی های یک پروتئین و بهبود عملکرد آن بهره مند شد. انجام چنین تغییراتی که به آن مهندسی پروتئین گفته می شود، نیازمند شناخت کامل ساختار و عملکرد آن پروتئین است. این تغییرات می تواند جزئی یا کلی باشد. تغییر جزئی شامل تغییر در رمز یک یا چند آمینواسید در مقایسه با پروتئین طبیعی است. تغییرات عمده، گسترده تر است و می تواند شامل برداشتن قسمتی از ژن یک پروتئین تا ترکیب بخش هایی از ژن های مربوط به پروتئین های متفاوت باشد. می دانیم تغییر در توالی آمینواسیدها ممکن است باعث تغییر در شکل فضایی مولکول پروتئین و در نتیجه تغییر در عمل آن شود. چنین پروتئین های تغییر یافته ای با اهداف مختلف، مثلاً درمانی و تحقیقاتی ساخته
می شوند.از تغییرات و اصلاحات مفید در فرایند مهندسی پروتئین ها می توان به افزایش پایداری پروتئین در مقابل گرما و تغییر pH ، افزایش حداکثری سرعت واکنش و تمایل آنزیم برای اتصال به پیش ماده اشاره کرد.
- آمیلازها
- اینترفرون
- پلاسمین
- یاخته های بنیادی
قمری های خانگی با جمع آوری شاخه های نازک درختان برای خود لانه ساخته و زادآوری می کنند. گوزن ها از شکارچی ها می گریزند. خرس های قطبی خواب زمستانی دارند. سار ها برای زمستان گذرانی به مناطق گرم تر مهاجرت می کنند. اینها نمونه هایی از رفتارهای جانوران است. رفتار، واکنش یا مجموعه واکنش هایی است که جانور در پاسخ به محرک یا محرک ها انجام می دهد. محرک هایی مانند بو، رنگ، صدا، تغییر میزان هورمون ها یا گلوکز در بدن جانور، تغییر دمای محیط و تغییر طول روز موجب بروز رفتارهای گوناگون در جانوران می شوند.
ـ رفتار غریزی
- یادگیری و رفتار
- شرطی شدن کلاسیک و فعال
- نقش پذیری
- برهم کنش غریزه و یادگیری
زیست شناسی دوازدهم
| عنوان | تاریخ/زمان | مدت زمان | وضعیت |
|---|
