تحقیق در مورد DNA

دی . ان . ا (اسیددروکسی ریبونوکلئیک)ماده ای شیمیایی است که در تمام یافته های بدن وجود دارد وشکل چهره را تعیین وکار اندام های بدن را تنظیم می کند.

دی . ان . ا به نردبان تابیده ای شبیه است که هم پله هاش از یک جفت ماده ی شیمیایی ساخته شده است . دی . ان . ا نردبان بسیار بلندی است که از به هم پیوستن هزاران نردبان کوچکتر ساخته شده است . این نردبانهای کوچک تو که هم یک حدوداً 200 پله دارند ، ژن نامیده می شوند . هم آن حامل پیامی رمزی است که ساختن یک نوع پروتئین را ممکن می سازد . به این ترتیب  ، هر یک از اجزای چهره ی شما را پروتئین های متفاوتی معین می کنند . مثلاً رنگ مو و چشم ها : شکل بینی و گوش ها ، همچنین ، زن ها حاوی دستوراتی هستند که برای فعال نگه داشتن یافته ها ، چه در کبد و چه در مغز یا خون ، لازم است .

همه ی یافته های بدن شما دی . ان .ا یکسانی دارند ، اما این دی . ان .ا دریافته ها به صورت نردبان بلند واحدی نیستند . دی . ان . ا دریافته به صورت 46 نردبان متفاوت است . هر یک از نردبان های دی . ان . ا را کروموزوم می نامند . 23 تا از این کروموزومها از مادر و 23 تای آن ها از پدر به ارث می رسد وبه همین دلیل است که کودک به والدین خود شباهت پیدا می کند .

DNA

DNA یا دزوکسی ریبونوکلئیک اسید یکی از ماکرومولکولهای سلولی است که حامل اطلاعات وراثتی بود و طی همانند سازی ژنتیکی از یم نسل به نسل بعد منتقل می شود . و در داخل سلول از روی آن RNA ، پروتئین ساخته می شود .

n مقدمه

کشف ماده ای که بعدها DNA نام گرفت . در سال 1869 بوسیله فردریک میشر انجامید . این دانشمند هنگام مطالعه بر روی گویچه های سفید خون ، هستند سلول ها را استخراج کرد ، و سپس بر روی آن محلول قلیانی ریخت . حاصل این آزمایشا رسوب لزجی بود که بررسی های شیمیایی آن نشان داد ، ترکیبی از کربن ، هیدروژن ، اکسیرژن ، نیتروژن ودرصد بالائی از فسفر می باشد . میشراین ماده را نوکلئین نامید و زمانی که ماهیت اسیدی این ماده مشخص گردید . نام آن به اسیددزاکسی ریبونوکلئیک تغییر یافت .

n ساختمان رشتدای DNA

n سرعت پیشرفت تعیین ساختمان DNA بسیار کند بوده است . در سال 1930 کاسل ولدین دریافتند که نوکلئین در واقع اسید دزوکسی ایبونوکلئیک است . بررسی های شیمیایی آن مشخص کرد که زیر واحد تکرار شونده اصلی DNA ، نوکلئوتید می باشند که از سه قسمت تشکیل شده است ، یک قند پنتوز (دزوکسی D– ریبوز ) با یک گروه 5- فسفات و از یکی چهار بازآلی نیتروژن دار حلقوی آدنین (A) ، گوانین (G) ، ستیوزین(C) وتیمین(T) تشکیل شده است .

از بین باز آدنین مکمل بازتیمین وارگوآنین مکمل بازستیوزین می باشد . این توالی دو رشته ای غیر قطبی و نامحلول در آب می باشد . پیوند بازهای مکمل با یکدیگر از طریق پیوند بین هیدروژن و یک باز با مولکول نیتروژه با اکسیژن باز مکمل حاصل می شود . این پیوند از نوع قوی کووالانسی نمی باشد .

در نتیجه به راحتی شکسته و قابل جایگزینی می باشد . به همین علت زنجیره دو رشته ای DNA را به زیب لباس تشبیه کرده اند که به راحتی در اثر فشار و یا گرمای بالا از یکدیگر جدا می شوند . پیوند مولکول هیدروژن بین دوباز مکمل آدنین – تیمن یا گوانین – سینوزین متفاوت می باشد . در گوآنین – سیتوزین سه مولکول هیدروژن پیوندی وجود دارد . در نتیجه میزان تعداد بازهای مکمل گوانین – سیتوزین سیتوزین تعیین کننده استحکام DNA می باشد . بطوریکه هر چه مقدار آن بیشتر باشد .DNA مستحکمتر است .

شکل

مشخصات :

DNA پلیمری است که از رشته های تکرار شونده متشکل از واحدهای سازنده ای از جنس نکلوتید می باشد ، طول رشته زنجیرهای DNA 26 – 22 آنگستردم (2/2 تا6/2 نانومتر) و عرض آن 33/0 نانومتر می باشد . اگرچه هرواحد تکرار شونده DNA بسیار کوچک می باشد ولی رشته پلیمری DNA ممکن است از میلیونها نوکلوتید تشکیل شده باشد . برای مثال بزرگترین کروموزوم انسان ، کروموزوم شماره یک دارای طولی به اندازه 220 میلیون باز آلی مکمل می باشد . در دو رشته سازنده DNA ساختار در هم پیچیده ای همچون درخت انگور به شکل مارپیچ دارند . یک بازآلی پیوند داده شده به قند نوکلوزید گفته می شود و اگر نکلوزید از طریق باز خود به گروه فسفات متصل شود کلوتید تشکیل می شود .اگر چندین نوکلئوزید با یکدیگر پیوند داده شده باشند . بطور مثال در DNA به آن پلی نوکلئوتید گفته می شود . رشته های DNA از واحدهایی متشکل از قند در گروه فسفات می باشد که بصورت متفاوت و تکراری در طول رشته قرار گرفتند.قند مورد استفاده در DNA دنوکسی و ریبوز که نوعی پتوز (قندپنج کربنی ) است ، تشکیل شده است ، قندها توسط گروههای فسفری به یکدیگر پیوند داده شده اند .

نتایج حاصل تا سال 1950

DNA یک پلیمر رشته ای متشکل از واحدهای 2 دزوکسی اسیدریبوتوکلئیک می باشد که بوسیله پیوندهای فسفودی استر 5-3 به هم متصل شده اند .

DNA حاوی چهار زیر واحد dc ، dG ، dT ، dA می باشد .

مقادیر متوالی dT ، dA با یکدیگر و dc ، dG نیز با یکدیگر مساوی می باشند .

مارپیچ دو رشته ای

در سال 1953  در ساختمان سه بعدی DNA بوسیله واستون ، کریک کشف شد .واستون وکریک با استفاده از مطالعات تفریق اشعه ایکس ، رشته های DVA که بوسیله فرانکلین و ویلیکیز شده بود و هم چنین ساختن مدل ها و استباط های مشخصی ، مدل فضایی خود را ارائه دادند و در سال 1962 واستون وکریک و ویلیکز به خاطر اهمیت کشف سختمان DNA بصورت مشترک جایزه نوبل دریافت کردند.

مدل پیشنهادی آنان چنین بود . DNA یک مارپیچ دورشته ای است که رشته های آن دور یک محور مرکزی ، معمولاً بصورت راست گرد پیچ می خورند . طبق مدل واستون و کریک ستون های قند – فسفات همانند نرده های پلیکان به دو قسمت خارجی بازهای آلی پیچیده و به تشکیل مارپیچ رشته ها بصورت موازی متقابل قرار می گیرند. یعنی اگر جهت  یک رشته 3<500باشد رشته دیگر 5< 300 خواهد بود ، پیوندهای هیدروژنی بین آدنین از یک رشته با باز تیمین رشته مقابل وبا گوانین یک رشته با سیتوزین رشته مقابل بوجود می آیند گرچه از نظر اندازه هر باز پروین می تواند در مقابل یک باز پیریمیدین قرار بگیرد . ولی بدلیل وجود گروههای شیمیایی روی بازهای G و C و T و A پیوندهای هیدروژنی مناسب فقط بین G–C و A- T برقرار می شود و ایجاد پیوند بین G تا A –C ممکن نیست .

واکنش های نوتویزاسیون :

اتم هیدروژن در بازهای آلی می تواند روی اتم های نیتروژن و یا اکسیرژن حلقه جابه جا شود . این تغییر موقعیت هیدروژن روی حلقه باز را توتومریزاسیون می گویند . توتومریزاسیون در بازهای آدنین ، سیتوزین باعث تبدیل فرم آمینی به فرم ایمنی و در مورد بازهای تیمین و گوانین باعث تبدیل فرم کنونی به نوع انوالی می شود .

در شرایط فیزیولوژیکی ثابت تعادل واکنش توتومریزاسیون بیشتر به سمت اشکال آتی وکنونی می باشد . این حالت پایدار پروتونی الگوی تشکیل پیوندهای هیدروژونی بین بازها را تعیین می کند. بطوریکه بازهای T و A  با تشکیل دو پیوند هیدروژنی و بازهای G و C با سه پیوند هیدروژنی با هم جفت می شوند . C، A وهمچنین C و G نمی توانند با هم جفت شوند . زیرا در این بازها اتمهای هیدروژن هر دو در یک موقعیت قرار دارند و امکان ایجاد پیوند هیدروژنی وجود ندارد . بدلیل اینکه در رشته های DNA همواره باز A مقابل T و باز G مقابل C قرار دارد ، این دو رشته را مکمل می نامند . بنابراین توالی موجود در یک رشته DNA ، توالی رشته مقابل را تعیین می کند ، مکمل بودن دو رشته DNA اساس عمل همانند سازی DNA است .

 n کاربرد DNA (تاکنون)

1-  شناساسس افراد از طریق DNA :

2-  آنالیز DNA وکاربرد آن در تشخیص بیماری های ژنتیکی

3-  استفاده از DNA ، غشاء وجسم سلول باکتری بعنوان حسگر- زیستی برای جذب فلزات سنگین (سرب)

4-انگشت نگاری DNA (DNA Finger prining ) روشی است برای تعیین هویت که می تواند قویتر از هر روش تعیین هویت دیگر باشد .

5-  استفاده از DNA برای تولید واکسن آنفلوانزای مرغی و هپاتیت B رویائی که می تواند به تحقق بپیوندد .

6-  ساخت دارو (البته در آینده ) با تغییر DNA حیوانات.