رونویسی و سنتز RNA

سلام به همه همراهان عزیز سایت بیازما

در مبحث قبلی مرتبط با ماده وراثتی درباره ساختار و همانند سازی دنا صحبت کردیم که در پایان رشته دنا به کمک شما همانند سازی شد! در بخش جدید رونویسی و سنتز رنا از دنا را بررسی کرده و پروتئینی تولید میکنیم که در نهایت به داخل سلول هدایت میشود پس با ما همراه باشید تا قبل از کمک به شروع این دو فرایند نکات مهم مبحث را با هم مرور کنیم:

مرحله رونویسی

رونویسی، سنتز mRNA با الگوبرداری از DNA توسط RNA پلیمراز است!

رونویسی (Transcription) یا رونوشت برداری به اولین مرحله بیان ژن اشاره دارد، جایی که یک رشته RNA از رشته الگوی DNA ساخته می‌شود. این واکنش توسط آنزیمی به نام RNA پلیمراز کاتالیز می‌شود. رشته RNA سنتز شده به صورت موازی، معکوس و مکمل DNA رشته الگو است. بخش‌هایی از رشته ‌DNA که توالی RNA را رمز گذاری می‌کنند، تحت عنوان واحدهای رونویسی شناخته می‌شوند که می‌توانند بیش از یک ژن را در بر داشته باشند.

رونوشت RNA می‌تواند به صورت RNA پیام رسان در مکانیسم‌های سنتز پروتئین استفاده شود یا در سایر مکانیسم‌های متفاوت سلولی وارد عمل شود RNAهای عملکردی و غیر کد کننده می‌توانند به صورت RNAهای انتقال دهنده یا tRNA و rRNA یا RNAهای ریبوزومی فعالیت کنند یا تبدیل به RNAهای تنظیمی مانند RNAi یا RNA مداخله‌ کننده برای تنظیم بیان ژن و تشکیل هتروکروماتین (Heterochromatin) شوند(هتروکروماتین‌ها اشکالی متراکم و فشرده از DNA هستند که در این حالت رونویسی از DNA انجام نمی‌شود.)

از آنجا که RNA تک رشته ایست، رونویسی فقط در امتداد یکی از دو رشته DNA انجام می‌شود. طرح کلی رونویسی به شرح زیر است:

1. 1- آنزیم RNA پلیمراز به محلی ازDNA در ابتدای ژن متصل می‌شود.
2. 2- RNA پلیمراز با حرکت در امتداد ژن،رشته‌های DNA را از یکدیگر جدا کرده و ریبونوکلئوتیدهایRNA را با دئوکسی ریبونوکلئوتیدهای مکمل در یک رشته DNA جفت می‌کند. درRNA، تیمین وجود ندارد، بنابراین باز یوراسیل به صورت مکمل با باز آدنین جفت می‌شود.
3. 3- RNA پلیمراز پیوندهای کووالانسی بین نوکلئوتیدهای RNA ایجاد می‌کند.
4. 4- RNAاز DNAجدا می‌شودو مارپیچ دوگانه مجدد شکل می‌گیرد.
5. 5- رونویسی در انتهای ژن متوقف شده و مولکول RNA آزاد می‌شود.

توالی بازی RNA با رشته مقابل DNA برابر است، با این استثنا که به جای باز تیمین، باز یوراسیل قرار گرفته است. بنابراین، برای تهیه کپی RNA از توالی باز یک رشته از مولکول DNA، رشته دیگر رونویسی می‌شود. رشته DNA، با همان توالی باز RNA را رشته سنس می‌نامند. رشته دیگر که به عنوان الگو عمل می‌کند و دارای توالی باز مکمل با RNA و رشته سنس است، رشته آنتی‌سنس نامیده می‌شود.

مرحله ترجمه

سنتز پلی پپتیدها بااستفاده از ریبوزوم‌ها، ترجمه نام دارد!

ترجمه و پروتئین سازی یک فرایند زیستی است که در سیتوپلاسم سلول‌ها برای ساخت پروتیین ها از رشته‌های RNA پیام‌رسان یا mRNAها انجام می‌شود. در فرایند ترجمه که به فرایند رمزخوانی یا رمزگشایی از کدهای mRNA نیز معروف است، اسیدهای آمینه در کنار هم قرار گرفته و پروتئین‌ها را می‌سازند ترجمه سنتز یک پلی‌پپتید است که توسط توالی بازی مولکول RNA تعیین می‌شود. تولید RNA توسط رونویسی و نحوه تعیین توالی بازی آن توسط یک ژن در قسمت قبلی شرح داده شد. ترجمه روی ساختارهای زیرسلولی موجود در سیتوپلاسم معروف به ریبوزوم انجام می‌گیرد. ریبوزوم‌ها ساختارهای پیچیده‌ای با یک زیرواحد كوچك و بزرگ و دارای جایگاه­‌های اتصال برای هر یك از مولكول‌های دخیل در ترجمه هستند.

خلاصه‌ای از وقایع اصلی ترجمه به شرح زیر است:

1. 1- mRNA به زیر واحد کوچک ریبوزوم متصل می‌شود.
2. 2- یک مولکول tRNA دارای آنتی‌کدون مکمل اولین کدون که روی mRNA ترجمه می‌شود، به ریبوزوم متصل می‌شود.
3. سپس tRNA دوم دارای آنتی‌کدون مکمل کدون دوم روی mRNA متصل می‌شود. حداکثر دو tRNA به طور همزمان می‌توانند به ریبوزوم متصل شوند.
4. 3- ریبوزوم با ایجاد یک پیوند پپتیدی جدید، اسیدآمینه حمل شده توسط اولین tRNA را به اسیدآمینه موجود در tRNA دوم منتقل می‌کند. بنابراین tRNA دوم حامل زنجیره‌ای از دو اسیدآمینه (یک دی‌پپتید) می‌شود.
5. 4- با حرکت ریبوزوم در امتدادmRNA، اولین tRNA آزاد می‌شود و tRNA دوم درجایگاه tRNA اول قرار می‌گیرد.
6. 5- tRNA دیگری با آنتی‌کدون مکمل کدون بعدی در mRNA متصل می شود.
7. 6- ریبوزوم با ایجاد یک پیوند پپتیدی جدید، زنجیره اسیدآمینه‌های حمل شده توسط اولین tRNA را به اسیدآمینه موجود در tRNA دوم منتقل می‌کند.

مراحل4، 5 و 6 بارها تکرار می‎‎‌شوند و با هر بار تکرار چرخه، یک اسیدآمینه به زنجیره اضافه می‌شود. این فرآیند تا زمان رسیدن ریبوزوم به کدون پایان در طول mRNA ادامه می‌یابد، در این هنگام پلی‌پپتید تکمیل شده نیز به سلول رها می‌شود.