اصلاح نباتات

اصلاح نباتات

این وبلاگ برای دوستاران گیاه شناسی به خصوص دوستان اصلاح نبات طراحی گردیده است
اصلاح نباتات

اصلاح نباتات

این وبلاگ برای دوستاران گیاه شناسی به خصوص دوستان اصلاح نبات طراحی گردیده است

نوکلئوتید ها و اسیدهای نوکلئیک

نوکلئوتید ها و اسید های نوکلئوتیک 

 

 در سال 1896، وقتی میشر Miescher بر روی هسته های جدا شده از گلبول های سفید، قلیااضافه نمود، رسوبی به دست آورد که در آنالیز شیمیایی، علاوه بر کربن هیدروژن، اکسیژن و ازت،حاوی مقدار زیادی فسفر بود. چون این ترکیب از هسته استخراج شده بود، از اینرو نوکلئین Nuclein نام گرفت که بعد ها به دلیل داشتن خاصیت اسیدی به نوکلئیک اسید معروف گشت. 60 سال بعد از کشف نوکلئین، لون و کوسل Loven, Kossel متوجه شدند که این ترکیب از دزاکسی ریبو نوکلئیک اسید ساخنه شده است. به همین دلیل به DNA معروف شد. آنالیز بیوشیمیایی DNA نشان داد که این مولکول پلی مری از واحد هایی به نام نوکلئوتید می باشد که در آن قند دزاکسی ریبوز از یک طرف به بازآلی ازت دارو از طرف دیگر به گروه فسفات استریفییه شده است. در این بررسی معلوم شد که گروهی از بازهای آلی ازت دار واجد یک حلقه و گروه دیگر در ساختمان شیمیایی خود دارای دو حلقه می باشند.بازهای آلی ازت دار یک حلقه ای که مشتق از پیریمیدین می باشند، به بازهای پیریمیدینی و بازهای ازت دار دو حلقه ای که مشتق از پورین می باشند به بازهای پورینی معروف شدند.سیتوزین و تیمین از مشتقات پیریمیدینی و آدنین و گوانین از مشتقات پورینی می باشند.چارکاف Chargaff در بررسی های خود به این نتیجه رسید که تعداد مولهای آدنین برابر تیمین و تعداد مولهای سیتوزین برابر گوانین می باشد. گرچه این مسئله بسیار ارزشمند بود، لیکن تا بیست سال پس از کشف DNA، به اهمیت آن پی نبردند.تا اینکه واتسون و کریک با استفاده از نتایجی که روزالین فرانکلین Rosalin Franklin از پراش اشعهX بر کریستال DNA به دست آورده بود، موفق به ارئه ی ساختمان سه بعدی DNA شدند و در سال 1962 جایزه نوبل را از آن خود نمودند. استخراج DNA از سایر اندامک های سلول، نشان داد کهDNA منحصر به هسته نمی باشد و بالاخره کشف انواع RNA ها و آنالیز بیوشیمیایی این ترکیبات؛ نشان داد که اسید های نوکلئیک نیز منحصر به DNA نمی باشند. در مقایسه بین انواع DNA,RNA معلوم شد که اکثر DNAها دو رشته ای می باشند در حالیکه مولکول های RNA یک رشته ای اند. در ضمن در انواع RNA ها باز ازت دار یوراسیل که مشتق از پیریمیدین ها است شرکت کند. در حالیکه تیمین ویژه ی DNAهاست و در ساختمان RNAها دیده نمی شود. تفاوت دیگر بین این دو گروه نوکلئیک اسید، وجود ریبوز در RNAها و دزاکسی ریبوز در DNAهاست.  

 

اسیدهای نوکئیک-Neucleic acids  

 

اسید های نوکلئیک، چه DNAها و چه RNAها، از پلیمریزاسیون نوکلئوتیدها بوجود می آیند. به این ترتیب که OH متصل به کربن 3َ پنتوز یک نوکلئوتید با گروه فسفات متصل به کربن 5َ پنتوز نوکلئوتید دیگر، از طریق پیوند استری به یکدیگر متصل شده و به این ترتیب پلی مری را به وجود می آورند که در آن نوکلئوتیدها از طریق پیوند دی استری به یکدیگر متصل شده اند. در این پلی مر OH متصل به کربن شماره 3َ از آخرین نوکلئوتید و همچنین OH مربوط به اسید فسفریک از اولین نوکلئوتید آزاد هستند که به ترتیب ناحیه 3َ و 5َ یک رشته اسید نوکلئیک را تشکیل می دهند. با توجه به اینکه اسیدهای نوکلئیک ماکرومولکول های طویلی می باشند، لذا معمولاً آنها را به صورت خلاصه شده زیر نشان می دهند که در آن خطوط عمودی معرف اسکلت پنتوز، 3َ و 5َ نشانگر اتم های کربن در پنتوز وp مشخص کننده ی گروه فسفات می باشند. پیوندهای a,b نیزنشان دهنده ی فسفو دی استر است.  

 

 

                                                             

 

 

 مولکول های DNA اغلب دو رشته ای هستند. در برخی از فاژها، DNA تک رشته ای نیز وجود دارد. در حقیقت ساختمان DNA همانند نردبانی است که در آن پله های نردبان را بازهای آلی ازت دار، و دو بازوی آن کناری را گروه های فسفات تشکیل می دهند. این دو رشته ول محور طولی فرضی پیچ خورده است. بنحوی که در هر دور کامل ده پله دیده می شود. فاصله هر پله از پله مجاور خود 34/0 نانومتر است که تناوب اصلی را تشکیل می دهد. دو رشته DNA کاملاً مکمل یکدیگرند که در آن همیشه آدنین با تیمین وگوانین با سیتوزین از طریق پیوندهای هیدروژنی، دو رشته DNA را به یکدیگر پیوند می دهند. گر چه به دلیل جفت شدن باز های پورینی و پیرمیدینی، دو رشته مارپیچDNA در تمام طول مواز یهم می باشند، لیکن جهت دو رشته مخالف یکدیگر است. در شکل زیر مدل کریک و واتسون را مشاهده می کنید.   

 

 

 مارپیچ دو تایی ار می توان باز کرد  

 با گسستن پیوند های هیدروژنی موجود بین دو رشته DNA، می توان دو رشته را از هم جدا کرد. این عمل با حرارت دادن DNA در محیط اسیدی یا قلیایی امکان پذیر است که به ذوب شدن DNA یا DNA-Melting معروف است.   

ساختمان انواع RNAها 

 

 RNA ها مولکول های تک رشته ای می باشند که ممکن است در محل هائی که باز های مکمل وجود دارد، ظاهر دو رشته ای پیدا کند. سه نوع اسید ریبونوکلئیک اصلی در سلول ها دیده می شوند که عبارت اند از : RNA پیک (mRNA)، RNA ریبوزومی(rRNA)و tRNA ناقل(tRNA). لیکن در سلول های پروکاریوتیک، دو نوع RNA هسته ای موسوم به sRNA (Small nuclear RNA) و hnRNA (Heterogeneous nuclear RNA) نیز دیده می شود که در پدیده ی تکوین mRNA نقش دارد. MRNA طی فراین نسخه برداری Transcription به صورت یک رشته مکمل ساخته می شود. رمز موجود در این RNA طی فرآیند ترجمه Transcription، به پروتئین ترجمه می شود.اگر چه مقدارmRNA سلول در مقایسه با سایرRNA ها بسیار کم است، اما تنوع آن بسیار زیاد بوده و ناپایدار نیز می باشد.