اطلاعات یاخته

هرگاه اطالعات ژنی مورد استفاده قرار بگیرد گوییم آن ژن روشن یا بیان

شده است.

• واگراطالعات ژنی مورد استفاده قرار نگیرد گوییم ژن خاموش و 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.

• فرایندهایی که تعیین می کنند در چه هنگام ، به چه مقدار و کدام ژن ها بیان

شوند یا بیان نشوند فرایندهای تنظیم بیان ژن نام دارند.

• رونویسی از یک ژن مرحله اولیه در بیان ژن است اما همانند سازی از مراحل

بیان ژن نیست زیرا هر یاخته ای ممکن است تقسیم شود اما بیان ژن انها

متفاوت باشد .

• تنظیم بیان ژن :

فرایندی بسیار دقیق و پیچیده است

 عوامل متعددي ممكن است بر آن اثر بگذارند.موجب می شود تا جاندار به تغییرات محیطی پاسخ دهد.

مثال: نور میتواند در گیاه باعث فعال شدن ژن سازندۀ

آنزیمی شود كه در فتوسنتز مورد استفاده قرار میگیرد.

در حالی كه در نبود نور این ژن بیان نمیشود.

٢-موجب تمایز در سلولهای جانداران یوكاریوتی و ایجاد

سلولهای متفاوتی از یک سلول)موجب ایجاد یاخته های

مختلفی از یک یاخته می شود(

مثال : تولید یاخته های متفاوت از یاخته بنیادی در مغز

استخوان

مثال : تولید سلولهای مختلف از سلولهای مریستمی در

گیاهان 

نکات تکمیلی

عامل اصلی تمایز ، تنظیم بیان ژن است.

این تنظیم می تواند به دنبال تقسیم و رشد باشد که نتیجۀ آن ایجاد

سلول های متفاوت است.

مثال : 1 -ایجاد سلولها و بافت های مختلف ازالیه های زاینده جنینی ) این

الیه ها از الیۀ درونی بالستوسیست ایجاد می شود(

2 – ایجاد سلولهای مختلف از یاخته های مریستمی

 تنظیم بیان ژن می تواند بدون آن که تقسیمی صورت بگیرد نیز انجام

شده و سبب ایجاد سلولی متفاوت از سلول اولیه شود )یعنی تمایز بدون

تقسیم ( .

مثال: 1 – تبدیل مونوسیت به ماکروفاژ یا سلول های دارینه ای

2 -تبدیل یاختۀ میلوئیدی به انواع سلولهای مگاکاریوسیت ،گلبول قرمزو...

3 – تبدیل سلول روپوستی به کرک یا سلول نگهبان روزنه

نکته : پس از هر تقسیمی تمایز صورت نمی گیرد مثال : تقسیم سلولهای

سنگفرشی چند الیه ای

ممکن است...

• دو یاخته متفاوت بدن جانداراز لحاظ بیان یک نوع ژن، مشابه هم باشند

مثال : بیان ژن رنابسپاراز 3

• بیانِ یک ژن در یاخته، روی بیان ژن دیگر در همان یاخته موثر باشد مثال :

بیان ژن مهار کننده در باکتری یا بیان ژن عوامل رونویسی در یوکاریوتها

• بیانِ یک ژن در یاخته ،روی بیان ژن های دیگریاخته ها موثر باشد مثال :

بیان ژن های سازنده ی پروتئین های هورمونی در بیان ژن ها در دیگر

یاخته ها تاثیرگذاراست.

مثال هایی از تنظیم بیان ژن در اثر محرکی خاص :

 القای مرگ یاخته ای در اثر تنظیم کنندۀ سالیسیلیک اسید بر سلول های

گیاهی هنگام ورود ویروس

 تشکیل میوه های بدون دانه تحت تاثیر اکسین و جیبرلین

 ریزش برگ در اثر افزایش نسبت اتیلن به اکسین در گیاه

فعال شدن پروتئین های مکمل در اثر برخورد با میکربها

 تولید اینترفرون 1 در اثر ورود ویروس به بدن انسان

محصول ژن، رنا و پروتئین است. بنابراین، تغییر در فعالیت ژنها، برساخت این محصوالت نیز اثر میگذارد.

• تنظیم بیان ژن در پروکاریوتها می تواند در هریک از مراحل

ساختRNA (رونویسی( و پروتئین )ترجمه(صورت بگیرد اما

به طور معمول در مرحله ی رونویسی انجام میشود.

• در مواردی هم ممکن است یاخته با:

• تغییر در پایداری )طول عمر(mRNA (بعد از رونویسی(

• یا تغییر در پایداری پروتئین) بعد از ترجمه ( فعالیت آن را

تنظیم کند.

 تنظیم رونویسی در پروكاریوتها

در پروكاریوتها ترجمه و رونویسی در یک مکان و قبل از آن

كه رونویسی پایان یابد )همزمانی و هم مکانی( انجام می

شود.

در پروكاریوتها تنظیم بیان ژن در مرحله ی رونویسی دو

نوع است :

الف –تنظیم منفی :عواملی مانع از حركت رنابسپاراز می شود .

ب –تنظیم مثبت : عواملی به پیوستنِ رنابسپاراز به توالی راه

انداز كمک می كند

 در دستگاه گوارش دیده میشود.بیشتر در روده بزرگ، اما ممکن

است در روده باریک هم دیده میشود

• هتروتروف است یعنی غذای خود را از دیگری به دست می آورد.

• باكتری استفاده شده در آزمایشات مزلسون و استال است.

• دنای حلقوی و چسبیده به غشای پالسمایی دارد.

• دارای یک نوع رنا بسپاراز است .

• قند مصرفی ترجیحی در محیط گلوكز )تک قندی (است اما در

نبود آن از الكتوز ) دوقندی موجود درشیر ( و مالتوز )دو قندی

موجود در جوانه گندم و جو و فراورده اثر آمیالز در دهان و

روده باریک ( نیز می تواند استفاده كند

 در این تنظیم عاملی مانع رونویسی می شود)مهارکننده (

• اگر در محیط زیست این باکتری گلوکز نباشد و در عوض دی

ساکارید الکتوز وجود داشته باشد باکتری از این قند برای ادامه

حیات استفاده می کند .

• الکتوز یک دی ساکارید است پس ابتدا باید وارد سلول باکتری شده

و سپس تجزیه شود و برای این کار به آنزیمهایی پروتئینی نیاز

دارد، چون باکتری قادر به استفاده از این دی ساکارید است ،یعنی

ژن های مورد نیاز این کار را دارد و می توان گفت که هنگام

بودن گلوکز در محیط زیست باکتری این ژن ها خاموش و در نبود

گلوکز و بودن ِ الکتوز این ژن ها روشن می شوند اما چگونهچند اصطالح مهم در تنظیم منفی رونویسی

اپراتور:

• از بخش های تنظیمی ژن است.

• توالی های مخصوصی از DNAی حلقوی

است.

• مجاور راه انداز قرار دارد )بعد از راه انداز

است(.

• بین راه انداز و اولین ژن ساختاری قرار دارد.

• محل اتصال پروتئین مهار كننده است.:

پروتئین تنظیم كننده :

• از روی ژن تنظیم كننده كه همیشه روشن است ساخته می

شود.

• به آن مهار كننده نیز گویند.

• به اپراتور متصل می شود و مانند سدی از حركت آنزیم

رنابسپاراز جلوگیری می كند.

• هم به اپراتور و هم به الكتوز میل تركیبی دارد.

عامل تنظیم كننده : الكتوز ورودی به سلول)دی ساكارید(

 مکانیسم خاموش بودن ژن :

زمانی که گلوکز در محیط وجود دارد ژن های آنزیم های تجزیه کنندۀ الکتوز خاموش است ، مکانیسم این

خاموشی به شرح زیر است :

1 -بر روی DNAی حلقوی باکتری ،قبل از ژن های آنزیم های تجزیه کننده الکتوز، بخشی تنظیم کننده وجود دارد

که شامل توالی راه انداز و اپراتور است .

2 – اپراتور قبل از ژن ها و بعد از توالی راه انداز واقع شده است و به راه انداز، رنابسپاز متصل است اما چون به

اپراتور پروتئین مهار کننده متصل است، رنابسپاراز نمی تواند رونویسی را انجام دهد .

مکانیسم روشن شدن ژن :

درفقدان گلوکز و حضور الکتوز در محیط زیست باکتری ، از روی ژن های آنزیم های تجزیه کننده الکتوز رونویسی

صورت می گیرد و مکانیسم آن به شرح زیر است :

1 -الکتوز به پروتئین مهار کننده متصل می شود.

2 – این اتصال سبب تغییر شکل پروتئین مهار کننده  می شود .

3 - در نتیجه پروتئین مهار کننده از اپراتور جدا شده و رنابسپاراز رونویسی را آغاز می کند از طرفی تا زمانی که

گلوکز در محیط نیست و الکتوز وجود دارد، الکتوز اجازۀ اتصال پروتئین مهارکننده را به اپراتور نمی دهد.   خلاصه ای از  (زیست دوازدهم)در سایت (گیتیک)