بیان ژن

برای شرکت در نظر سنجی کلیک کنید.

پروتئین ها درشت ملکول ها و پلیمر هایی هستند که برای حیات سلول بسیار حیاتی هستند. پروتئین ها در ریبوزوم در سیتوپلاسم ساخته می شوند. دستور ساخت پروتئین ها نیز DNA است که در هسته است.

اما چگونه DNA با ریبوزوم ها در ارتباط است؟

پاسخ این  است : RNA که شباهت بسیاری به DNA دارد از هسته خارج شده و دستور ساخت پروتئین ها را می دهد.

برای ساخت پروتئین در یاخته مراحل زیر باید انجام شود:

۱- دی‌ان‌ای باید رونویسی شود.

2)mRNA از هسته خارج می‌شود و وارد سیتوپلاسم می‌شود.

۳- در ریبوزوم mRNA به پروتئین ترجمه می‌شود.

۴- پس از ترجمه، تغییرات بیشتری در پروتئین ساخته شده بوجود می‌آید.

رونویسی

ساخته شدن mRNA از روی DNA را رونویسی می‌گویند که با کمک آنزیم آران‌ای پلی‌مراز (RNA polymerase) انجام می‌شود. سلول‌های پروکاریوتی فقط یک نوع آنزیم RNA پلی‌مراز دارند. در سلول‌های یوکاریوتی سه نوع آنزیم RNA پلی‌مراز یافت شده‌است که آن‌ها را با علامت‌های I و II و III مشخص می‌کنند.

RNA پلی‌مراز I فقط رونویسی ژن‌های rRNA را انجام می‌دهد.

RNA پلی‌مراز II رونویسی پیشسازهای mRNAها و نیز برخی از RNAهای کوچک را انجام می‌دهد.

RNA پلی‌مراز III رونویسی ژن‌های tRNA و نیز برخی از RNAهای کوچک را کاتالیز می‌کند.

مراحل رونویسی:

مرحلهٔ ۱: رونویسی با اتصال RNA پلی‌مراز به قسمتی از ژن به نام راه انداز ژن (promoter) شروع می‌شود. راه انداز، قسمتی از DNA است که به RNA پلی‌مراز امکان می‌دهد رونویسی را از محل صحیح آغاز کند و مثلا این کار را از وسط ژن شروع نکند. راه اندازی در نزدیکی جایگاه آغاز رونویسی (initiation site) قرار دارد. جایگاه آغاز رونویسی، به اولین نوکلئوتیدی از DNA گفته می‌شود که رونویسی می‌شود.

مرحلهٔ ۲: RNA پلی‌مراز دو رشتهٔ DNA را از یکدیگر باز می‌کند.

مرحلهٔ ۳: RNA پلی‌مراز هم چون قطاری که روی ریل حرکت می‌کند، در طول نوکلئوتبدهای DNA به حرکت در می‌آید و در مقابل هر یک از دئوکسی ریبوتوکلئوتیدهای DNA، ریبونوکلئیوتید مکمل را قرار می‌دهد و به علاوه، هر ریبوتوکلئوتید جدید را به ریبونوکلئوتید قبلی وصل می‌کند. در رونویسی نیز از همان قوانین جفت شدن بازها که در همانندسازی DNA به کار می‌رود، استفاده می‌شود. تنها تفاوت این است که در مقابل دئوکسی نوکلئوتید A (آدنین دار) در DNA، ریبونوکلئوتید U (یوراسیل دار) در RNA قرار می‌گیرد.

مرحلهٔ ۴: RNA پلی‌مراز، DNA و mRNA تازه ساخته شده، پس از رونویسی جایگاه پایان رونویسی (termination site)، از یکدیگر جدا می‌شوند و مولکول mRNA برای مرحله بعدی یعنی ترجمه، آزاد می‌شود.

ترجمه

اطلاعات در دی‌ان‌ای بصورت رمز ۳ تایی وجود دارد یعنی هر ۳ نوکلئوتید معرف ۱ رمز و هر رمز معرف ۱ اسید آمینه‌است. پس از رونویسی mRNA از هسته خارج می‌شود و در سیتوپلاسم به کمک نوع دیگر آران‌ای به نام تی‌آران‌ای (tRNA) اسید آمینه را به هم متصل می‌کند. tRNA روی mRNA متصل می‌شود و طبق رمزهای tRNA, mRNA اسید آمینه‌ها را کنار هم می‌گذارد. و در آخر زنجیرهٔ بس‌پپتیدی به وجود می‌آید. به این مرحله ترجمه پروتئین گفته می‌شود.

خلاصه : 

از اطلاعات موجود در دی‌ان‌ای برای ساختن پروتئین‌ها استفاده می‌شود، اما جایگاه دی‌ان‌ای در هسته و جایگاه پروتئین‌سازی در سیتوپلاسم است. اندازه‌گیری‌های گوناگون نشان داده‌اند که در یاخته‌هایی که در آنها فعالیت پروتئین‌سازی چندان شدید نیست، مقدار آران‌ای نیز کم است. از طرف دیگر، آران‌ای هم در هسته یافت می‌شود و هم در سیتوپلاسم. بر این اساس و نیز بر اساس آزمایش‌ها و مشاهده‌های دیگر، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که آران‌ای اطلاعات را از دی‌ان‌ای به ریبوزوم‌ها حمل می‌کند. به این نوع آران‌ای که اطلاعات را از دی‌ان‌ای به ریبوزوم‌ها حمل می‌کند، آران‌ای پیک یا پیامبر(mRNA) می‌گویند. نوعی دیگر آران‌ای ناقل (tRNA) است که اسیدهای آمینه را به ریبوزوم منتقل می‌کند، تا ریبوزوم اسیدهای آمینه را بر اساس اطلاعات موجود در mRNA کنار یکدیگر ردیف کند. نوع دیگر آران‌ای ریبوزومی (rRNA) است که در ساختار ریبوزوم‌ها شرکت دارد.