تعامل بین ژنها و پروتئینهاگروه: ژنتیکمنبع: www.ghorban-elyasi.blogfa.com نام نویسنده/مترجم: قربان الياسي زرينقبايي |
یك ژن، خصوصیات مشخصی (مثل چشمهای آبی و یا حساسیت به بیماریهای خاص) را برای انسان و تمام موجودات زنده به ارمغان میآورد. ما ژنهایمان را از هر دو والد به ارث میبریم و این در مورد تمام جانداران صدق میكند. تمام اطلاعاتی كه فعالیتهای حیاتی یك جاندار را اداره میكنند در داخل مولكول با نام دزاكسی ریبونوكلئیك اسید[1] ذخیره شده اند، اما در سطح یك مولكول، DNA چگونه خصوصیات قابل مشاهده را تعیین میكند؟ برای فهم این مورد باید دانست كه DNA چگونه تشكیل میشود و پروتئین چیست؟
ژنها
عبارت ژن از كلمه یونانی Gena به معنای تولد و زاییده شدن گرفته شده است. در سطح مولكولی، یك ژن قسمتی از DNA است و گاهی واحد DNA نامیده میشود. DNA مولكولی است كه از قند، فسفات و چهار باز آلی با نامهای گوانیدین، سیتوزین، آدنین و تیمین تشكیل یافته است كه به ترتیب با علایم اختصاری G، C، A و T مشخص میگردند. این بازها مولكولهای DNAی گیاهان، حیوانات، باكتریها، مخمرها، قارچها و برخی ویروسها را تشكیل میدهند. اما ترتیب این بازها در افراد و موجودات مختلف متفاوت میباشد. فرض كنید كه اگر این بازها از همدیگر جدا شوند شما به چند روش متفاوت میتوانید آنها را در یك خط قرار دهید؟ برای مثال شما میتوانید توالی AAGCT، CCAGT یا TACGGT و بسیاری از توالی های دیگر را داشته باشید. ژنهای مختلف توالی های متفاوتی از بازها و با طول متفاوت دارند و شما میتوانید با انواع بیشماری از توالیها به این تركیبات پایان دهید. ترتیب بازها در برخی موارد باعث ایجاد كد ژنتیكی[2] میگردد كه موجب كد كردن اطلاعات میشود و بدین صورت كدهای ژنتیكی به پروتئین ترجمه میشوند. تركیب ژنهای مختلف در یك موجود، تركیب پروتئینهای سلولهای آن را تعیین میكند به همین دلیل تنوع زیستی در اشكال مختلف حیات مشاهده میگردد.
پروتئینها
وقتیكه از پروتئین صحبت میشود اكثراً پروتئین موجود در غذای انسان و جیره حیوانات در ذهن تجسم میشود ولی پروتئینها اعمال متفاوتی انجام میدهند: آنزیمهایی را تشكیل میدهند كه واكنشهای شیمیایی را كاتالیز میكنند. برخی از پروتئینها (مانند هورمونهای پروتئینی) سیگنالهایی هستند كه بین سلولها پیام میرسانند. برخی از آنها مثل آنتیبادیها قسمتی از سیستم ایمنی هستند و برخی در ساختمان سلول دخالت دارند و گاهی اوقات به عنوان كانالهایی عمل میكنند كه عبور و مرور به داخل و خارج سلول را فراهم میآورند. بدن انسان حدود 30000 نوع پروتئین دارد كه برخی از این پروتئینها با پروتئینهای موجود در جانداران دیگر یكسان و یا مشابه هستند و برخی متفاوتند. گذشته از اختلاف در اعمالی كه پروتئینها انجام میدهند همه پروتئینها دارای توالیهای متفاوتی از واحدهایی بنام اسیدآمینه هستند. حدود 20 نوع اسیدآمینه وجود دارد كه توسط DNA كد میشود كه در جدول زیر آورده شده است:
|
جدول كدیاب DNA در پروتئینها |
||||||
اسید آمینه |
توالی سه گانه اسیدآمینه در روی DNA |
|||||
|
آلانین |
GCT |
GCC |
GCA |
GCG |
|
|
|
آرژنین |
AGA |
AGG |
CGA |
CGC |
CGG |
CGT |
|
آسپارژین |
AAT |
AAC |
|
|
|
|
|
اسید آسپارتیك |
GAC |
GAT |
|
|
|
|
|
سیستئین |
TGC |
TGT |
|
|
|
|
|
اسید گلوتامیك |
GAA |
GAG |
|
|
|
|
|
گلوتامین |
CAA |
CAG |
|
|
|
|
|
گلایسین |
GGA |
GGC |
GGG |
GGT |
|
|
|
هیستیدین |
CAC |
CAT |
|
|
|
|
|
ایزولوسین |
ATT |
ATC |
ATA |
|
|
|
|
لوسین |
TTA |
TTG |
CTT |
CTC |
CTA |
CTG |
|
لایزین |
AAA |
AAG |
|
|
|
|
|
متیونین |
ATG |
|
|
|
|
|
|
فنیل آلانین |
TTT |
TTC |
|
|
|
|
|
پرولین |
CCT |
CCC |
CCA |
CCG |
|
|
|
سرین |
AGC |
AGT |
TCT |
TCC |
TCA |
TCG |
|
ترئونین |
ACT |
ACC |
ACA |
ACG |
|
|
|
تریپتوفان |
TGG |
|
|
|
|
|
|
تیروزین |
TAC |
TAT |
|
|
|
|
|
والین |
GTT |
GTC |
GTA |
GTG |
|
|
اسیدهای آمینه میتوانند با ترتیبهای مختلف و در طول متفاوت برای تشكیل پروتئینهای مشخصی شركت نمایند هر اسیدآمینه خصوصیات منحصر به فردی دارد كه با اندازه، بار الكتریكی، و آبگریزی تعیین میگردد. یك مولكول آبگریز مولكولی است كه به سادگی در آب حل نمی شود ولی در روغنها حل میگردد و یا به عبارت دیگر مولكولهای آبدوست آنهایی هستند كه در آب حل میشوند ولی در روغنها نامحلول هستند. ساختمان هر پروتئین وظیفه پروتئین را مشخص میكند به عبارت دیگر ساختمان پروتئین مشخص میكند كه پروتئین چه كاری میتواند انجام دهد.
از ژن تا پروتئین
ماشین سلولی یك ژن را بصورت حروفات سه تایی میخواند (مثل CGT، CTT و AAC) و یك پیامی را خلق میكند و در پی آن این بازهای سه تایی به اسیدهای آمینه ترجمه میشوند. تمام موجودات زنده DNA را به این صورت ترجمه میكنند. شما میتوانید توالی DNA را در یك موجود تغییر داده و جهشی در آن بوجود آورید. برای مثال ژن AAC GTT CGT را در نظر بگیرید ای توالی بیان كننده اسیدهای آمینه آسپارژین – والین - آرژنین است. اگر شما توالی ژن را به AAC GAT CGT تغییر دهید این توالی بیانگر اسیدآمینه های آسپارژین – اسیدآسپارتیك - آرژنین خواهد بود كه بدین صورت وظیفه و عمل پروتئین تغییر میكند. علم بیوتكنولوژی از این اطلاعات استفاده میكند تا بفهمد كه چگونه ژنها و پروتئینها در اعمال زیر اعمال وجود میكنند:
1- توالی DNA را تغییر میدهند تا پروتئینهای دیگری بسازند برای مثال برخی از بیماریهای توارثی نتیجه تغییر در یك باز میباشد.
2- ترجمه توالی ژن كه به یك پروتئین سودمند ویژه كد میشود كه این عمل باعث تولید پروتئینهای جدیدی خواهد شد كه این فرایند مهندسی ژنتیك[3] نامیده میشود.
3- بلوكه كردن قسمتی از DNA كه در شرایط معمول باعث تشكیل پروتئینهای مضر شده است كه این فرایند Antisence therapy نامیده میشود.
منبع:
Ag-West Biotech Inc.1999. Genes and Proteins. Ag Biotech Info Source, Issue 49.
[1]- Deoxyribonucleic acid (DNA)
[2]- Genetic code
[3]- Genetic engineering
تاریخ درج مقاله: 6/2/1388
چاپ مقاله
نظرات
ارسال نظر جدید