تبلیغات



درباره دی ان ای

31 فروردین , 1391 آپلود عکس | آپلود | سایت آپلود عکس | اپلود عکس

ساختار دی‌ان‌ای

دی‌ان‌ای یک ساختار دو رشته ایی متشکل از ۴ نوکلئوتید است. این نوکلئوتیدها عبارتند از (A) آدنین، (G) گوانین، (C) سیتوسین و تیمین (T). ساختار شیمیایی دی‌ان‌ای به صورت پیوند مشخصی از دو دنباله خطی از این ۴ نوکلئوتید می‌باشد. که این اتصال‌ها فقط به صورت (A-T) , (T-A) , (C-G) , (G-C) وجود دارند.

ساختار دی‌ان‌ای

دی‌ان‌ای یک ساختار دو رشته ایی متشکل از ۴ نوکلئوتید است. این نوکلئوتیدها عبارتند از (A) آدنین، (G) گوانین، (C) سیتوسین و تیمین (T). ساختار شیمیایی دی‌ان‌ای به صورت پیوند مشخصی از دو دنباله خطی از این ۴ نوکلئوتید می‌باشد. که این اتصال‌ها فقط به صورت (A-T) , (T-A) , (C-G) , (G-C) وجود دارند.

تاریخه کشف ساختار دی‌ان‌ای

در پایان سده نوزدهم یک بیوشیمی‌دان آلمانی بنام اسوالد اوری نشان داد که اسیدهای نوکلئیک دارای قند، اسید فسفریک و چند باز نیتروژن‌دار می‌باشند. اندکی بعد مشخص شد که قند موجود در اسیدهای نوکلئیک می‌تواند ریبوز یا دئوکسی ریبوز باشد. پس، اسیدهای نوکلئیک به دو دسته DNA (DeoxyriboNucleic Acid) – که قند موجود در آنها دئوکسی ریبوز است – و (RNA RiboNucleic Acid) - که قند موجود در آنها ریبوز است – تقسیم می‌شوند.

در سال ۱۹۴۸ لینوس پاولینگ کشف کرد که بسیاری از مولکول‌های پروتئینی به شکل یک مارپیچ هستند، و کم و بیش شکلی همانند فنر دارند. در سال ۱۹۵۰ نیز اروین شارگاف نشان داد که اگرچه آرایش بازهای موجود در ساختار DNA بسیار گوناگون است، ولی همواره نسبت باز آدنین و باز تیمین موجود در آن با هم برابر است و همین طور نسبت باز سیتوزین با باز گوانین. این دو یافته نقش مهمی را در آشکار شدن ساختار مولکول DNA داشتند. در دهه ۱۹۵۰ همچنان رقابت برای یافتن ساختار DNA ادامه داشت. در دانشگاه کمبریج فرانسیس کریک و جیمز واتسون برپایه کارهای پاولینگ کوشش داشتند تا با ارایه مدل‌های فیزیکی ساختارهای احتمالی ممکن برای DNA را محدود کنند تا سرانجام به ساختار درست دست یابند. گروه دیگری در برگیرنده موریس ویلکینز و رزالین فرانکلین نیز در کالج کینگ لندن همزمان سرگرم مطالعه DNA بود. روش کار این گروه با گروه پیشین متفاوت بود. آنها کوشش داشتند تا با روش آزمایشگاهی به ویژه با بکارگیری تصاویر پراش اشعه X از مولکول DNA، ساختار آن را معین کنند.

در سال ۱۹۵۱، فرانکلین دریافت که DNA با نگرش به میزان نم هوای پیرامون، می‌تواند دو شکل متفاوت داشته باشد و بنابراین نتیجه گیری کرد که بخش فسفات مولکول در سمت بیرونی آن قرار دارد. اندکی بعد او با بکارگیری تصاویر اشعه X فهمید که DNA در حالت «نمناک» از همگی ویژگی‌های یک مارپیچ برخوردار است؛ این احتمال که حالت دیگر مولکول DNA نیز به شکل مارپیچی باشد به ذهن او خطور کرد، ولی نمی‌خواست تا زمانی که شواهد پایانی برای این حدس پیدا کند آن را اعلام نماید. در ژانویه ۱۹۵۳ ویلکینز که از به نتیجه رسیدن تحقیقات ناامید شده بود، نتایج تحقیقات فرانکلین را بدون اطلاع و خوشنودی او، با واتسون در میان گذاشت. واتسون و کریک با بکارگیری این نتایج مدلی بسیار شگفت انگیز را برای ساختار DNA پیشنهاد نمودند. آنها مولکول را به گونه دو زنجیر مارپیچی در برگیرنده نوکلئوتیدها تصور کردند که یکی از آنها بالا می‌رفت و دیگری پایین می‌آمد. کریک که به تازگی یافته‌های شارگاف را هم مطالعه کرده بود کوشش کرد با بکارگیری آنها روش قرار گرفتن بازها را در مولکول DNA مشخص کند. او اظهار کرد که بازها در میانه این مارپیچ دوتایی دو به دو به هم متصل می‌شوند تا فاصله میان دو مارپیچ ثابت بماند. آنها ادعا کردند که هر یک از این دو مارپیچ مولکول DNA می‌تواند به نام قالبی برای ایجاد دیگری بهره گیری شود. در تقسیم سلولی این دو رشته از هم جدا می‌شوند و بر روی هر یک از آنها یک نمونه جدید همانند رشته مقابل پیشین ساخته می‌شود. با این روش بدون اینکه ساختار DNA عوض شود، یک DNA همانند آن فرآوری می‌شود. در اندک مواردی که در این روند خطایی پیش بیاید، گواه «جهش» خواهیم بود. مدل آنها چنان با اطلاعات برآمده از آزمایش‌ها مطابقت داشت که بی درنگ مورد قبول همه واقع شد. کشف ساختار DNA را می‌توان مهمترین یافته زیستی در صد سال گذشته دانست. در سال ۱۹۶۲ واتسون، کریک و ویلکینز موفق به دریافت پاداش نوبل شدند، ولی فرانکلین در گذشته بود.

چهارشنبه، دوم اسفند برابر با ‪ ۲۱فوریه ‪ ۲۰۰۷است. ‪ ۵۴سال پیش در چنین روزی، ساختار مولکول “دی ان‌ای ‪ “DNAتوسط “فرانسیس کریک”، “جیمز واتسون” و “موریس ویلکینز” کشف شد.

این دانشمندان با کشف ساختار مارپیچ مولکول دی ان‌ای ‪ DNAبه رشد دانش زیست شناسی مولکولی جدید و مهندسی ژنتیک کمک اساسی کردند.

لقب “شوالیه” یکی از تازه‌ترین سری جوایزی است که واتسون، به خاطر موفقیت‌هایش دریافت کرده‌است.

واتسون، یکی از افرادی بود که پروژه “مجموعه کامل ژن‌های بشر” را آغاز کرد. هدف از این پروژه، درک مفهوم “کد زندگی” یا پی بردن به اسرار نهانی بشر بود.

کشف واتسون و همکارانش، نقطه شروع فناوری جنجال برانگیز و قدرتمندی بود که شامل مهندسی ژنتیک، پژوهشهای سلولی و اثر انگشت ژنتیکی است.

در سال ‪ ۱۹۵۳مشخص شد که دی ان‌ای ‪ DNAمولکولی است که اطلاعات زیست شناسی مربوط به زنده ماندن تمام موجودات را حمل می‌کند. پروژه “مجموعه کامل ژن‌های بشر” چند دهه بعد از کشف ‪ ۱۹۵۳شروع شد. هدف این پروژه، کشف مشخصات هر یک از سه میلیارد اعضای ترکیبی این مولکول بود.

همچنین ‪ ۱۱۲سال پیش در چنین روزی ، “کارل پیتر هنریک دام” بیوشیمیدان دانمارکی به دنیا آمد.

دام، برنده جایزه نوبل فیزیولوژی و پزشکی ‪ ۱۹۴۳به خاطر پژوهش هایش در مورد مواد ضد خون ریزی و کشف ویتامین “‪ “Kبه همراه “ادوارد آدلبرت دویزی” محسوب می‌شود.

جایزه نوبل همچنین به دلیل جداسازی و ساخت ویتامین ‪ Kو به کارگیری آن در اعمال جراحی به این دو اعطا شد.

ویتامین ‪ Kیکی از ویتامین‌های موثر در استخوان‌سازی است. این ویتامین که به ویتامین انعقاد خون مشهور است،در منابع غذایی نظیر سبزیجات با برگ سبز مثل کاهو، اسفناج، کلم بروکلی و گوجه فرنگی وجود دارد و از طرفی در روده توسط باکتری‌ها ساخته می‌شود.

یکی از مهم‌ترین مسائلی که در طی مصرف ویتامین ‪ Kاهمیت دارد، منع مصرف آنتی بیوتیک است.

آنتی بیوتیک سبب از بین رفتن باکتری‌های طبیعی روده می‌شود و لذا بایستی از مصرف طولانی مدت و بی‌مورد آن پرهیز شود.

همچنین در چنین روزی در سال ‪ ،۱۹۰۲نخستین جراحی مغز در آمریکا توسط نخستین جراح مغز این کشور دکتر “هاروی کوشینگ” انجام شد.

ساختمان مولکول DNA

 

در اواخر قرن نوزدهم یک بیوشیمیست آلمانی نشان داد که اسیدهای نوکلئیک ( مولکول‌های زنجیری بلند که از واحد های ساختمانی کوچک تری به نام " نوکلئوتید" تشکیل شده اند . ) دارای قند، اسید فسفریک و چند باز نیتروژن دار می‌باشند. اندکی بعد مشخص شد که قند موجود در اسیدهای نوکلئیک می‌تواند ریبوز یا دئوکسی ریبوز باشد و لذا اسیدهای نوکلئیک به دو دسته DNA ) DeoxyriboNucleic Acid ) - که قند موجود در آن‌ها دئوکسی ریبوز است - و ( RNA RiboNucleic Acid ) - که قند موجود در آن‌ها ریبوز است - تقسیم می‌شوند. پس از کشف اسوالد اوری لازم شد تا ساختار دقیق مولکول DNA و شیوه‌ی عمل آن معین شود.

 

در سال 1948 لینوس پاولینگ (Linus Pauling) کشف کرد که بسیاری از مولکول‌های پروتئینی به شکل یک مارپیچ (helix) هستند، و تقریباً شکلی شبیه فنر دارند. در سال 1950 نیز اروین شارگاف (Erwin Chargaff) نشان داد که اگرچه آرایش بازهای موجود در ساختار DNA بسیار متنوع است، اما همواره نسبت باز ادنین (A) و باز تیمین (T) موجود در آن با هم برابر است و همین طور نسبت باز سیتوزین (C) با باز گوآنین (G). این دو اکتشاف نقش مهمی را در آشکار شدن ساختمان مولکول DNA ایفا نمود.

در دهه‌ی 1950 همچنان رقابت برای کشف ساختار DNA ادامه داشت. در دانشگاه کمبریج کریک (Francis Crick) و واتسون (James Watson) تحت تأثیر کارهای پاولینگ سعی داشتند تا با ارائه‌ی مدل‌های فیزیکی، ساختارهای احتمالی ممکن برای DNA را محدود کنند تا سرانجام به ساختار صحیح دست یابند. گروه دیگری متشکل از ویلکینز (Maurice Wilkins) و فرانکلین (Rosalind Franklin) نیز در کالج کینگ لندن به طور همزمان مشغول مطالعه DNA بود. روش کار این گروه با گروه قبلی متفاوت بود. آن‌ها سعی داشتند تا با روش آزمایشگاهی به ویژه با استفاده از تصاویر پراش اشعه X از مولکول DNA، ساختار آن را معین کنند.

 

 

 

در سال 1951، فرانکلین دریافت که DNA با توجه به میزان رطوبت هوای محیط، می‌تواند دو شکل متفاوت داشته باشد و بنابراین نتیجه گیری کرد که بخش فسفات مولکول در سمت خارجی آن قرار دارد. اندکی بعد او با استفاده از تصاویر اشعه X فهمید که DNA در حالت " مرطوب " (Wet) از تمامی ویژگی های یک مارپیچ (helix) برخوردار است؛  این احتمال که حالت دیگر مولکول DNA نیز به شکل مارپیچی باشد به ذهن او خطور کرد، اما نمی خواست تا زمانی که شواهد قطعی برای این حدس پیدا کند آن را اعلام نماید. در ژانویه 1953 ویلکینز که از به نتیجه رسیدن تحقیقات ناامید شده بود، نتایج تحقیقات فرانکلین را بدون اطلاع و رضایت او، با واتسون در میان گذاشت.

 

واتسون و کریک با استفاده از این نتایج، مدلی بسیار شگفت انگیز را برای ساختار DNA پیشنهاد نمودند. آن‌ها مولکول را به صورت دو زنجیر مارپیچی متشکل از نوکلئوتیدها تصور کردند که یکی از آن‌ها بالا می‌رفت و دیگری پایین می‌آمد. کریک که به تازگی یافته های شارگاف را هم مطالعه کرده بود، سعی کرد با استفاده از آن‌ها نحوه‌ی قرار گرفتن بازها را در مولکول DNA مشخص کند. او اظهار کرد که بازها در میانه‌ی این مارپیچ دوتایی دو به دو به هم متصل می‌شوند تا فاصله بین دو مارپیچ ثابت بماند. آن‌ها ادعا کردند که هر یک از این دو مارپیچ مولکول DNA می‌تواند به عنوان قالبی برای ایجاد دیگری استفاده شود.

 

در تقسیم سلولی، این دو رشته از هم جدا می‌شوند و بر روی هر یک از آن‌ها یک نمونه‌ی جدید شبیه رشته‌ی مقابل قبلی ساخته می‌شود. با این روش بدون اینکه ساختار DNA عوض شود، یک DNA شبیه آن تولید می‌شود. در اندک مواردی که در این روند خطایی پیش بیاید، شاهد " جهش " خواهیم بود. مدل آ‌ن‌ها چنان با اطلاعات حاصل از آزمایش‌ها مطابقت داشت که بلافاصله مورد قبول همه واقع شد. کشف ساختار DNA را می‌توان مهم‌ترین اکتشاف زیستی در صد سال اخیر دانست. در سال 1962 واتسون، کریک و ویلکینز موفق به دریافت جایزه نوبل شدند، اما متأسفانه فرانکلین در گذشته بود.

 

 

 


لینک ثابت


نظرات


0 دیدگاه


    هیچ نظری برای این مطلب ارسال نشده است ! اولین نفر باشید ...

ایجاد یک نظر


دیدگاه شما:

برای افزایش امنیت لطفا کدی را که در تصویر زیر می بینید در کادر وارد کنید :
CAPTCHA Image   Reload Image
Enter Code*: