آیا ژن تنها عامل تعیین کننده صفات است
آیا ژن تنها عامل تعیین کننده صفات است را از سایت هاب گرام دریافت کنید.
زیست هشتم - الفبای زیست فناوری - ژنتیک | کمان آکادمی
صفات ارثی: صفاتی که از والدین به فرزندان و از نسلی به نسل دیگر منتقل میشود. (پیوسته یا آزاد بودن نرمه گوش، چال روی گونه، توانایی لوله کردن زبان، رنگ چشم)
یاخته کوچک ترین واحد تشکیل دهنده پیکر همه جانداران است.
درون یاخته اندامک‌های مختلف از جمله هسته وجود دارد.
درون هسته کروموزوم قرار دارد که این کروموزوم‌ها از ماده ژنتیکی (DNA) تشکیل شده است.
ماده ژنتیکی همان عامل تعیین کننده صفات است.
DNA مخفف Deoxyribonucleic acid می‌باشد.
ژنها بر روی توالی DNA قرار دارد.
ژن بخشی از DNA و عامل تعیین کنندة صفات است که از نسلی به نسل دیگر منتقل میشود.
DNA یک ساختمان دو رشته‌ای در هم تنیده می‌باشد که از قند، باز آلی و فسفات تشکیل شده است.
ژنها شکل، رنگ و بسیاری دیگراز صفات جانداران را تعیین می‌کنند.
یاخته‌های هر جاندار تعداد مشخصی کروموزوم دارند؛ بعنوان مثال یاخته‌های بدن ما ۴۶ کروموزوم دارند.
خطر سکته قلبی در بعضی افراد به دلیل ژن‌هایی که دارند از دیگران بیشتر است. این افراد اگر تغذیه سالم داشته باشند و ورزش‌های مناسب انجام دهند، می‌توانند همانند افراد دیگردر سلامت زندگی کنند.
قبل از مهندسی ژنتیک، انسولین از لوزالمعده گاو استخراج می‌شد.
برنج طلایی دارای ماده‌ای است که در بدن به ویتامین A تبدیل میشود.این ماده به طور طبیعی در برنج وجود ندارد ولی پژوهشگران این ژن را به برنج‌های معمولی وارد و برنج طلایی را تولید کردند.
پژوهشگران، نوعی بوته گوجه فرنگی تولید کردند که دارای ژن مربوط به صفت مقاومت در برابر سرما است. این ژن از نوعی ماهی آب سرد به دست آمده است. گوجه فرنگی‌هایی که به این طریق تولید شده بودند، مقاومت بیشتری در برابر سرما داشتند.
ژنها دارای اطلاعات و دستورالعمل‌هایی برای تولید پروتئین‌ها در یاخته‌اند.
پروتئین از روی ژنها ساخته میشود که به این حالت بیان ژن گویند.
پروتئین‌ها در همه یاخته‌ها، بافت‌ها و اندام‌های بدن وجود دارند. پروتئین‌ها حتی برای ساخته شدن مواد دیگر بدن، ضروری‌اند.
سرد کردنِ پوست خرگوش، سبب سیاه شدن موهای آن میشود. در واقع سرما سبب تولید نوعی پروتئین میشود که در ایجاد رنگ سیاه در موهای این خرگوش نقش دارد. ژن مربوط به این پروتئین در خرگوش وجود دارد.
منبع مطلب : kamanacademy.ir
مدیر محترم سایت kamanacademy.ir لطفا اعلامیه بالای سایت را مطالعه کنید.
ژن
ژن (به فرانسوی: gène)، دنباله‌ای از نوکلوئوتیدهاست که در برگیرنده اطلاعات لازم جهت تولید مولوکول‌های RNA و یا پروتئین‌های لازم برای سلول هستند. هر ژن در بخشی از DNA سلول وجود دارد.یا با تعریفی دیگر ژن بخشی از مولکول دی ان ای می باشد که روی یک رشته از آن قرار دارد.
درون سلول‌ها، طی فرایند رونویسی ژنها به مولکول‌های RNA تبدیل می‌شوند که یا به شکل مستقیم در سلول استفاده می‌شوند و یا دربرگیرنده اطلاعاتی جهت تولید پروتئین هستند و طی فرایند ترجمه، پروتئین مربوط به آن‌ها ساخته میشود.
ژنها تمامی صفات سلول را کنترل می‌کنند و عملکرد سلول‌ها به کمک ژنها و پروتئین‌های ساخته شده از روی آن‌ها تعیین میشود. این ژنها از پدر و مادر به ارث می‌رسند و ممکن است به مرور در اثر فرایند تقسیم سلولی و یا در تعامل سلول با محیط بیرونی دچار تغییر شوند.
ژنها می‌توانند دچار جهش شوند، که تغییری در توالی دنباله آن‌هاست. جهش‌ها باعث ایجاد تغییر در پروتئین‌های تولید شده از روی ژنها می‌شوند و می‌توانند عملکرد پروتئین را به کلی تغییر دهند و باعث به وجود آمدن صفاتی جدید در سلول بشوند. ژنها در اثر جهش‌های ژنتیکی، براساس انتخاب طبیعی تکامل پیدا می‌کنند و ژن‌های قوی‌تر و بهتر به مرور جایگزین ژن‌های قبلی می‌شوند.
واژه ژن نخستین بار در سال ۱۹۰۹، توسط یک گیاه‌شناس و نسل‌شناس دانمارکی به نام ویلهلم یوهانسون مطرح شد.[۱]
ساختار و عملکرد ژن[ویرایش]
ساختار[ویرایش]
ژن بخشی از یک مولکول نوکلئیک اسید ، DNA یا RNA است که یک محصول عملکردی یا فاشینال از روی آن ساخته میشود.
ساختار ژن در برگیرنده تعداد زیادی جز است که رشته تولید کننده پروتئین بخشی از آن است. این بخش‌ها شامل مناطقی هستند که طی فرایند رونویسی ساخته نمی‌شوند و یا ترجمه روی آن‌ها انجام نمی‌شود.
هر ژن دارای بخش دنباله نظارتی است که برای بیان ژن ضروری است. این بخش شامل پروموتر است که به وسیله فاکتورهای رونویسی تشخیص داده میشود و به آن‌ها متصل میشود.
این فاکتورها آنزیم تولید RNA را به کار می‌گیرند و فرایند تولید RNA از روی رشته DNA آغاز میشود. ژن‌هایی که به مقدار زیاد در سلول استفاده می‌شوند و به عبارتی بیان بالایی دارند پروموتر قوی‌ای دارند و ژن‌هایی که به ندرت در سلول به کار گرفته می‌شوند پروموتر ضعیفی دارند.[۲]:۷٫۲
بخش افزاینده(Enhancer) نیز موجود است که پروتئین‌های فعال‌کننده به آن می‌چسبد و میزان بیان ژن را افزایش می‌دهد. در طرف مقابل بخش خاموش‌کننده(Silencer) وجود دارد که پروتئین‌های خاصی به آن متصل می‌شوند و از میزان بیان و رونویسی ژن می‌کاهند.[۲]:۷٫۱بدین ترتیب و به وسیله این بخش‌ها، میزان بیان ژنها کنترل میشود. در نهایت آن بخشی از ژن که رونویسی میشود رشته RNA پیام رسان اولیه را تولید می‌کند. این رشته طی یک فرایند، اینترون ها و بخش‌هایی از ابتدا و انتهایش حذف میشود و با ادغام بخش های باقی‌مانده (اگزون‌ها)، رشته بالغ به دست می‌آید. به این رشته ثانویه، رشته RNA پیام رسان بالغ می‌گویند.[۳]
از روی این رشته ثانویه پروتئین‌ها ساخته می‌شوند.
عملکرد[ویرایش]
تعیین دقیق این موضوع که یک ژن چه عملیاتی را در سلول انجام می‌دهد، بسیار دشوار است. بخش‌های نظارتی یک ژن مثل افزاینده الزاماً در نزدیکی یک ژن نیستند. بعلاوه در خود ژن نیز ممکن است بخش‌های اینترون خیلی بزرگ باشند که عملاً یافتن بخش ترجمه شونده ژن را دشوار می‌کنند.[۴]
مطالعات اولیه این تئوری را در اذهان ایجاد کرد که هر ژن تولیدکننده یک پروتئین است و بر این اساس می‌توان عملکرد ژنها را ارزیابی کرد. هر چند این مفهوم با کشف اینکه یک ژن می‌تواند با قطعه قطعه‌شدن های مختلف اینترون‌ها ، RNA های پیام‌رسان متفاوت تولید کند دچار بهبود و تعریف مجدد شد.[۵][۶]
بیان ژنها[ویرایش]
در تمامی ارگانیسم‌های زنده، دو گام جهت خواندن طلاعات موجود در DNA و تبدیل آن اطلاعات به پروتئین‌های مخصوص وجود دارد. گام اول رونویسی DNA به رشته RNA پیام‌رسان است [۲]:۶٫۱ و گام دوم ترجمه رشته به پروتئین.[۲]:۶٫۲ ژن‌هایی که پروتئین نمی‌سازند و خود RNA درون سلول استفاده میشود همچنان گام اول را طی می‌کنند اما گام دوم برای آن‌ها اجرا نمی‌شود.[۷]
فرایند تولید یک مولکول کاربردی زیستی از روی یک ژن، بیان ژن نام دارد و محصول به دست آمده که یک پروتئین و یا RNA است،محصول ژن نامیده میشود.
کد ژنتیکی[ویرایش]
دنباله نوکلئوتیدی یک ژن، دنباله آمینواسیدی مربوط به آن را معین می‌کند. هر بخش سه عضوی از نوکلئوتیدها یک رمز ژنتیکی نامیده میشود که بیان‌گر دقیقاً یک آمینواسید است.[۲]:۶ به علاوه درون اطلاعات ژنها یک رمز شروع . یک رمز پایان داریم که شروع و پایان فرایند ترجمه را معلوم می‌کنند. چون رشته RNA، یک رشته حرفی است، پس مجموعاً رمز مختف وجود دارد. اما تنها ۲۰ مورد آمینواسید شناخته شده است، این به این معناست که برخی از رمزها، به آمینواسیدهای یکسانی اشاره می‌کنند.[۸]
رونویسی[ویرایش]
این فرایند یک رشته RNA پیام‌رسان تولید می‌کند که نوکلئوتیدهایش از حروف A, U, G, C تشکیل شده است و مکمل وارون رشته DNA ای است که رونویسی از آن انجام شده است.[۲]:۶٫۱ این رشته یک لایه میانی میان ژن موجود در DNA و پروتئین مرتبط با آن است. فرایند رونویسی به کمک آنزیمی به نام RNA پلیمراز انجام می‌گیرد. برای شروع فرایند رونویسی، فاکتورهای رونویسی ابتدا منطقه پروموتر را شناسایی می‌کنند و به آن‌ها می‌چسبند و نهایتاً با کمک بخش‌های افزاینده و سایز آنزیم‌های فعال‌کننده، آنزیم RNA پلیمراز به کار گرفته میشود و فرایند رونویسی شروع میشود.[۲]:۷
در سلول های پروکاریوت که فاقد هسته هستند، این عملیات درون سیتوپلاسم صورت می‌گیرد. در سلول‌های یوکاریوت چون ماده وراثتی در هسته قرار دارد، رونویسی نیز درون هسته صورت می‌گیرد و ابتدا رشته اولیه را تولید می‌کند. سپس ترکیبی از اینترون‌ها از این رشته کنده شده و بخش‌هایی از ابتدا و انتهای آن نیز بریده میشود و رشته RNA پیام‌رسان نهایی تولید میشود. این رشته از هسته سلول خارج میشود. این فرایند حذف اینترون‌ها وابسته به وضعیت و نیاز سلول می‌تواند به شکل‌های مختلفی انجام شود لذا یک ژن در واقع می‌تواند تعداد زیادی RNA پیام‌رسان بالغ متفاوت تولید کند. این موضوع در سلول‌های یوکاریوت و برخی جاندارن پروکاریوت دیده میشود.[۲]:۷٫۵[۹]
ترجمه[ویرایش]
این فرایند از روی رشته RNA پیام‌رسان بالغ، پروتئین تولید می‌کند. فرایند ترجمه به کمک پروتئینی بزرگ و پیچیده به نام ریبوزوم انجام میشود. طی این فرایند رشته RNA وارد ریبوزوم میشود و ریبوزوم رمزهای رشته را سه حرف به سه حرف می‌خواند و با اضافه کردن آمینواسید مربوطه یک دنباله از آمینواسیدها می‌سازد که پروتئین را تشکیل می‌دهد. این آمینواسیدها به وسیله پیوند پپتیدی به یکدیگر متصل می‌شوند. مرحله افزودن آمینواسیدها به کمک رشته‌های RNA حامل صورت می‌گیرد. این RNAها، از یک طرف به آمینواسید متصلند و از طرف دیگر دربرگیرنده مکمل رشته رمز هستند که در ریبوزوم با رشته رمز پیوند می‌خورند و جذب ریبوزوم می‌شوند و آمینواسید متصل به آن‌ها توسط ریبوزوم جدا شده و به دنباله آمینواسیدی تولید شده می‌چسبد.[۲]:۳
ساماندهی بیان ژنها[ویرایش]
ژنها باید ساماندهی شوند، به گونه‌ای که تنها هنگامی که سلول به آن‌ها نیاز دارد بیان شوند. یک سلول میزان بیان یک ژن را بر اساس شرایط محیطی (مانند دما، مواد اولیه موجود و ...) و شرایط داخلی (مانند متابولیسم، چرخه سلولی و ...) و از همه مهم‌تر کاربردش در یک ارگانیسم پیچیده تعیین می‌کند. به عنوان مثال تمامی سلول‌های بدن ما DNA و به تبع آن ژن‌های یکسانی دارند، اما تفاوت در میزان بیان ژنها به جهت عملکرد متفاوت باعث میشود که سلول‌های چشم ما سلول‌هایی حساس به نور باشند و در طرف مقابل سلول‌های روی پوست، سلول‌هایی مقاوم و با عملکرد متفاوت باشند.[۲]:۷
ساماندهی در مراحل مختلف تولید پروتئین می‌تواند انجام گیرد. در گام شروع رونویسی و به کمک فاکتورهای فعال‌کننده و خاموش‌کننده، در گام تولید RNA بالغ به کمک روش‌های مختلف حذف برخی اینترون‌ها و در گام پس از ترجمه و تغییر در ساختار پروتئین.[۱۰]
تکامل مولکولی[ویرایش]
فرآیند تقسیم سلولی که با کپی شدن DNA همراه است به جهت وجود ساز و کارهایی جهت بررسی درستی فرایند، عملیاتی بسیار دقیق است،[۲]:۷٫۶ طوری که در سلول‌های یوکاریوت به ازای یک بار کپی‌کردن DNA، احتمال خطا در هر نوکلئوتید در حدود است.[۱۱] این خطا می‌تواند تغییر در یک نقطه از DNA و یا اضافه شدن و کم شدن نوکلئوتید در DNA باشد. هر یک از این جهش‌ها می‌تواند باعث تغییرات در ژنها بشوند. به طوری که یک ژن دیگر کارایی قبلی را نداشته باشد و عملکردش دچار تغییر شود. چون دنباله آمینواسیدی که تولید می‌کند متفاوت میشود و به تبع آن ساختار پروتئین دچار تفاوت میشود.
اکثر تغییرات در DNA، خنثی هستند و اثری در سلول ندارند که به آن‌ها جهش خاموش می‌گویند. این جهش‌ها ممکن است باعث تغییر در رمزهای ژنها بشوند اما تغییری در آمینواسیدی که آن ژن تولید می‌کند نداشته باشند. یا اگر هم باعث تغییر در آمینواسید بشوند، تغییر قابل توجهی در ساختار پروتئیین نکنند و پروتئین همچنان کارایی قبلی‌ش را داشته باشد.
برخی از جهش‌ها می‌توانند باعث تغییرات زیادی شوند. در این‌صورت سلول رفتار متفاوتی نشان می‌دهد که می‌تواند مضر باشد و این سلول به کمک انتخاب طبیعی حذف میشود. بخش بسیار کوچکی از جهش‌ها باعث می‌شوند که ژن‌های تغییر یافته مفید باشند و این سلول با یک ژن بهتر همچنان حفظ شود و تولید مثل کند و ژن جدید جایگزین ژن قبلی بشود. به این شکل ژنها دچار تکامل می‌شوند.[۲]:۷٫۶
ژنوم[ویرایش]
تمامی ماده وراثتی در یک سلول به عنوان ژنوم شناخته میشود که دربرگیرنده ژنها و دیگر بخش‌های DNA است که کاربردی در ساختار پروتئین‌ها ندارند. [۱۲]
تعداد ژنها[ویرایش]
سایز ژنوم و تعداد ژن‌هایی که در خود ذخیره کرده است در میان جانداران مختلف بسیار متفاوت است. ساده‌ترین و کوچک‌ترین ژنوم‌ها مربوط به ویروس‌هاست که ماده وراثتی‌شان به فرم یک RNA است.[۱۳] در طرف مقابل گیاهان وجود دارند که گاهی تعداد بسیار کثیری ژن در آن‌ها وجود دارد.[۱۴] تعداد پروتئین‌هایی که از روی ژنها تولید می‌شوند در حدود ۵ میلیون ساختار مختلف تخمین زده میشود.[۱۵]
در مورد انسان با گذشت زمان و بیان تعریفی دقیق‌تر و جامع‌تر از ژنها، تعداد ژن‌های شناخته شده در بدن انسان به تدریج کاهش پیدا کرد و اکنون وجود حدود ۲۰۰۰۰ ژن در DNA انسان تخمین زده میشود.[۱۶] در انسان تنها حدود ۱ الی ۲ درصد کل ژنوم را ژنها تشکیل می‌دهند.[۱۷] تمامی سلول‌های بدن یک جاندار ژنومی کاملاً تشابه دارند اما سلول‌های متفاوت از ژن‌های مختلفی استفاده می‌کنند.
جستارهای وابسته[ویرایش]
منابع[ویرایش]
منبع مطلب : fa.wikipedia.org
مدیر محترم سایت fa.wikipedia.org لطفا اعلامیه بالای سایت را مطالعه کنید.
جواب کاربران در نظرات پایین سایت
مهدی : نمیدونم, کاش دوستان در نظرات جواب رو بفرستن.
نه
آیا ژن تنها عامل تعیین‌کننده است مثال بزنید
خیر در بسیاری از صفات علاوه بر ژنها عوامل طبیعی نیز موثر است مانند خطر سکته قلبی که هم ژن موثر است و همه عوامل محیطی مانند نوع تغذیه و روش زندگی