📙 #درسنامه #فصل_۱

ایجاد توتومر های نادر هر یک از باز های آلی باعث اتصال غیر واتسون-کریکی بین باز های آلی می شود. (شکل a مربوط به اتصال رایج واتسون کریکی بین باز ها بسیار مهم است)
در حالت عادی همواره C با G و A با T جفت باز تشکیل می دهند.

©آکادمی cellverse
@Cellverse

📙 #درسنامه #فصل_۱

نکته: اتصال قند به باز آلی، نوکلئوزید را تشکیل می دهد. نوکلئوتید ها از اتصال فسفات به این مجموعه ایجاد می شوند.

©آکادمی cellverse
@Cellverse

📙 #درسنامه #فصل_۱

نوکلئوزیدها می‌توانند به دو شکل ایزومری Syn و Anti وجود داشته باشند که هر دوی این کنفورم‌ها (ایزومرها) در طبیعت یافت می‌شوند، اما شکل Anti آن‌ها غالب است.

©آکادمی cellverse
@Cellverse

📙 #درسنامه #فصل_۱

▪️به نوکلئوتیدهایی که فسفات به کربن 5' قند آنها متصل شده است، 5'-نوکلئوتید می‌گویند.

▪️شکل غالب نوکلئوتیدها در داخل بدن شامل انواع مونو، دی و تری فسفات است.

▫️فسفات آلفا اولین فسفات متصل به قند است که دارای پیوند کم انرژی فسفواستری می‌باشد.

▫️فسفات بتا دومین فسفات است که دارای پیوند پر انرژی فسفوآنیدریدی است.

▫️فسفات گاما سومین فسفات است که همچنین دارای پیوند پر انرژی فسفوآنیدریدی می‌باشد.

انرژی پیوند فسفات‌های آلفا کمتر از بتا و گاما است.

@Cellverse

در شکل مربوط به پست زیر میتونید پاسخ تست ۱ رو بررسی کنید👇

https://t.me/cellverse/3060

در ویدئوی مربوط به همین پست، نحوه به خاطر سپردن ساختمان بازهای آلی رو گفتم. حتما ویدیو رو ببینید تا حفظ این مطالب براتون آسونتر بشه👇

https://t.me/cellverse/3062

#video
📙 #درسنامه #فصل_۱

ساختار مولکولی DNA

مولکول DNA دارای دو انتهای 3'-OH و 5'-فسفات می باشد.
رشته دوم دارای جهت گیری مخالف بوده که در ویدیو مشاهده میکنید.

P-5'-ATAGCTAGT-3'-OH
HO-3'-TATCGATCA-5'-P

@CELLVERSE

📙 #درسنامه #فصل_۱

مولکول‌های DNA و RNA حاوی مقادیر اندکی بازهای اصلاح‌شده یا نادر هستند که در اثر تغییرات رخ داده روی حلقه‌ها یا اتصالات گلیکوزیدی نوکلئوتیدهای معمولی به وجود می‌آیند.

به عنوان مثال
▪️5-متیل سیتوزین در DNA انسان
▪️7-متیل گوانین در mRNA یوکاریوتی
▪️کافئین (۱، ۳، ۷- تری متیل گزانتین) در قهوه
▪️تئوفیلین (۱، ۳- دی متیل گزانتین ) در چای
▪️تئوبرومین (۳، ۷- دی متیل گزانتین) در کاکائو
▪️باز N6-متیل آدنین در DNA باکتری

تغییرات نوکلئوزید اوریدین در tRNA
▪️متیلاسیون کربن ۵ و تولید ریبوتیمیدین،
▪️ایجاد پیوند گلیکوزیدی با کربن ۵ حلقه پیریمیدین و ایجاد پسودواوریدین،
▪️احیای پیوند دوگانه حلقه اوراسیل و تبدیل اوریدین به دی‌هیدرواوریدین

©آکادمی CellVerse
@Cellverse

📙 #درسنامه #فصل_۱

ماهیت توارثی موجودات توسط ژنوم آنها تعریف می‌شود
ژنوم⬅️ سری کامل ژن‌های یک موجود
ژنوم هر سلول⬅️ حاوی 1 یا چند توالی بلند اسید نوکلئیک

انواع اسیدهای نوکلئیک:
🔸 اسید ریبونوکلئیک (RNA)
🔸 اسید دئوکسی‌ریبونوکلئیک (DNA)

ویژگی‌های DNA:
🔹 حاوی اطلاعات ژنتیکی
🔹 پایداری بالا
🔹 دارای جهت‌گیری شیمیایی انتها به انتها مثل پلی‌پپتیدها
🔹 نوکلئوتیدهای انتهایی در ایجاد پیوند فسفودی‌استری شرکت نمی‌کنند
🔹 انتهای ′5 حاوی فسفات و انتهای ′3 حاوی هیدروکسیل
🔹 به همین دلیل DNA قطبیت دارد

ساختار DNA:
🔸 پلیمری از 4 نوع دئوکسی‌ریبونوکلئوتید
🔸 دارای ستون فقرات قند-فسفات
🔸 ساختار دورشته‌ای
🔸 دارای جهت‌گیری ′5 به ′3
🔸 حاوی اطلاعات ژنتیکی در توالی خود

©آکادمی CellVerse
@Cellverse

📙 #درسنامه #فصل_۱

اصل شارگف:

🔸در DNA مقدار A برابر با T و مقدار G برابر با C است دلیل آن مکمل بودن دو باز در دو رشتهٔ مولکول DNA است
🔸هر رشته حاوی کلیه اطلاعات لازم برای مشخص کردن توالی بازهای رشته مقابل می‌باشد

ساختار DNA

🔹ساختمان DNA از دو رشته پلی‌نوکلئوتیدی تشکیل شده‌ که دور یکدیگر پیچ خورده‌ و مارپیچ دوتایی را به وجود می‌آورند
🔹 ستون‌های قند-فسفات در سطح بیرونی و بازها در داخل مارپیچ قرار دارند
🔹 بازهای هم‌جوار در هر رشته به صورت صفحات موازی روی هم می‌لغزند
🔹 دو رشته جهت‌گیریِ ناهمسوی ′5 به ′3 دارند
🔹 بازهای A-T و G-C با پیوند هیدروژنی جفت می‌شوند
🔹 پیوندهای هیدروژنی، مارپیچ دوتایی را پایدار می کنند
🔹 مارپیچ دارای ساختار راست‌گرد با فاصله 0.34 نانومتر بین بازهاست
🔹 هر 3.4-3.6 نانومتر یک دور کامل وجود دارد که 10-10.5 جفت باز را در بر می‌گیرد
🔹 شکل B طبیعی‌ترین حالت DNA درون سلول است
🔹در DNA دو شیار بزرگ و کوچک وجود دارد که دلیل آن عدم تقارن در موقعیت پیوندهای گلیکوزیدی دو رشته می‌باشد.
🔹 پروتئین‌ها از طریق اتصال به این شیارها، با بازها تعامل پیدا می‌کنند

©آکادمی CellVerse
@Cellverse

📙 #درسنامه #فصل_۱

نیروهای پایدار کننده DNA

🔹 پیوند هیدروژنی واتسون-کریک
بین آدنین-تیمین و گوانین-سیتوزین

🔹 پیوند هیدروژنی هوگستین:
پورین‌ها از طریق حلقه دوم خود با پیریمیدین مجاور پیوند برقرار می‌کنند، همیشه دوگانه بوده در جایگاه‌های ۳ و ۴ پیریمیدین ایجاد می شود؛ آدنین و گوانین از جایگاه های 6 و 7 خود به ترتیب با جایگاه های 4 و 3 تیمین و سیتوزین پیوند برقرار می‌کنند.

گوانین در هر دو جایگاه، گیرنده H است، بنابراین سیتوزین باید در هر دو جایگاه اتصالی به گوانین، دهنده H باشد ولی فقط یکی از جایگاه ها دهنده هیدروژن است، بنابراین باید محیط اسیدی باشد تا بتواند با گرفتن یک پروتون به N+ تبدیل شده و پیوند هوگستین تشکیل دهد.

🔹 نیروی آب‌گریز
بازها بخاطر آب‌گریزی به درون دو رشته کشیده می‌شوند، ضعیف‌ترین نیرو

🔹 نیروی استاکینگ بازها
بین بازهای همسایه یک رشته وجود دارد، بیشتر بین پورین‌ها

🔹 حضور ترکیبات با بار مثبت
چون دو رشته DNA بار منفی داشته و همدیگر را دفع می کنند، حضور ترکیباتی مثل پروتئین‌های هیستونی، کاتیون‌ها و پلی‌آمین‌ها باعث پایداری DNA می‌شود.

©آکادمی CellVerse
@Cellverse

#Instagram
#درسنامه #فصل_۱
در DNA یکسری شاخصه مهم داریم مثل دوران پیوند گلیکوزیدی، گام مارپیچ، زوایه پیچش و...

مفهوم هر کدوم از این ها رو باید بلد باشی، در پست اینستاگرام به آدرس زیر میتونی همه این شاخص های مهم رو ببینی


👈 📎لینک پست مربوطه📎

لطفا فالو، لایک، کامنت رو فراموش نکنید 🌸

بعضی مطالب در پست های اینستاگرام بارگذاری میشن حتما فالو داشته باشید

@cellverse

📙 #درسنامه #فصل_۱

شاخص‌های DNA:

🔸دوران پیوند گلیکوزیدی:
این پیوند می‌تواند دو وضعیت Syn (همسو) و Anti (ناهمسو) داشته باشد. وضعیت Anti پایدارتر بوده و شایع‌تر است. (شکل آن قبلا بررسی شده☝️)

🔸وضعیت فضایی قند:
قندها دو حالت فضایی پاکتی و چرخشی دارند. در حالت پاکتی 4 اتم قند در یک صفحه و اتم 5ام بیرون از صفحه قرار می‌گیرد. در حالت چرخشی 2 خارج از سطح سه اتم دیگر قرار میگیرند.

🔸جهت دوران مارپیچ:
مارپیچ DNA به دو دسته راست‌گرد (خلاف جهت عقربه‌های ساعت) و چپ‌گرد (موافق جهت عقربه‌ها) تقسیم می‌شود که راست‌گرد شایع‌تر است.

🔸تعداد منومرها به ازای هر پیچ:
تعداد منومرهای موجود در هر پیچ DNA با n نشان داده می‌شود که از شاخص‌های مهم DNA است.

🔸فاصله دو باز متوالی:
فاصله بین دو باز متوالی در DNA معمولی حدود 3.4 آنگستروم است.

🔸گام مارپیچ:
طول هر دور کامل پیچ DNA حدود 34 آنگستروم است که به آن گام مارپیچ می‌گویند.

🔸زاویه پیچش:
زاویه بین دو باز متوالی را زاویه پیچش (⁰t) نامگذاری می کنند.
تعداد بازهایی که در یک پیچ قرار دارند (n) از شاخص های کلیدی مولکول DNA است. در یک پیچ ، پایین ترین باز با بالا ترین باز، زاویه 360 درجه می سازد. لذا برای محاسبه زاویه پیچش دو باز متوالی از رابطه t°=360/n استفاده می کنیم.

🔸خمیدگی جفت باز
زاویه ای را شامل می شود که جفت باز با محور مارپیچ می سازد. در B-DNA برابر است با 6- درجه است.

🔸زاویه تیغه پروانه ای:
زاویه بین دو باز مکمل نسبت بیکدیگر بیشترین زاویه تیغه پروانه‌ای مربوط به جفت بازهای آدنین و تیمین است.

🔸قطر مارپیچ DNA دو رشته‌ای:
حدود 20 آنگستروم

🔸شیار بزرگ و کوچک
ایجاد شیارهای DNA به دلیل عدم تقارن اتصال بازهای نیتروژنی به قندها و پیچش مارپیچ دو رشته‌ای است که باعث ایجاد فضاهای متفاوت در دو طرف جفت‌های باز می‌شود.

درواقع پیوند گلیکوزیدی بین باز آلی و قند دئوکسی ریبوز، در دو رشته دقیقا روبروی همدیگر نبوده و باعث شده محیط دایره حاصل از پیچش دو رشته (وقتی از بالا به مولکول DNA نگاه می¬کنیم) به دو بخش نامساوی تقسیم شود (یکی با زاویه بیشتر از 180 درجه و دیگری کمتر از 180 درجه)

©آکادمی CellVerse
@Cellverse

📙 #درسنامه #فصل_۱

انواع ساختارهای دوم DNA

🔹ساختار دوم B-DNA (واتسون-کریک):

-متداول‌ترین نوع در سلول
-راست‌گرد با 10.5 باز در هر پیچ
-در رطوبت بالا (93%) و غلظت نمکی پایین
-قطر حدود 2 نانومتر
-قند 2′-endo، آرایش باز آنتی
-جفت بازها تقریباً افقی

🔹ساختار دوم A-DNA (رزالین فرانکلین):

-عریض‌تر و کوتاه‌تر از B-DNA
-در رطوبت حدود 75%
-11 باز در هر پیچ
-قطر 2.6 نانومتر
-در نقاط RNA-RNA و DNA-RNA
-قند 3′-endo، آرایش باز آنتی
-جفت بازها نسبت به محور خمیدگی بیشتری دارند

🔹ساختار دوم Z-DNA:

-مارپیچ چپ‌گرد
-در توالی‌های متناوب پورین-پیریمیدین
-ساختار زیگزاگی
-واحدهای این DNA بصورت دیمر است چون گوانین و سیتوزین متوالی این ساختار را ایجاد میکنند (بنابراین دو تا باز GC را یک واحد در نظر میگیریم).
- 6 جفت نوکلئوتید در هر پیچ (°60 چرخش هر دیمر)
-قطر 1.8 نانومتر
-گوانین: قند '3-endo، باز Syn
-سیتوزین: قند '2-endo، باز Anti
-تشکیل در محیط غلیظ نمکی یا مجاورت ترکیبات بُرم و متیل
-احتمالاً نقش تنظیمی در نسخه‌برداری


©آکادمی CellVerse

📙 #درسنامه #فصل_۱

نکته مهم

©آکادمی CellVerse

📙 #درسنامه #فصل_۱

ساختارهای خاص DNA

🔰ساختار DNA خمیده:

◾️ویژگی اصلی: پیوندهای هیدروژنی موازی محور مارپیچ DNA نیستند، برخلاف مارپیچ آلفا در پروتئین‌ها
◾️اهمیت: امکان خمیدگی هنگام اتصال به پروتئین‌ها، ضروری برای بیان ژن‌ها

◾️عوامل ایجادکننده:
توالی‌های غنی از AT (4-6 آدنین با فواصل 10 bp)
آسیب فوتوشیمیایی
بدجفت‌شدگی بازها

◾️نقش‌ها:
تسهیل اتصال به هیستون‌ها و فاکتورهای تنظیمی بیان ژن
سیگنال شروع ترمیم DNA

◾️کاربرد پزشکی: داروی سیس‌پلاتین در درمان سرطان‌های بیضه، تخمدان، استخوان و ریه

اعمال DNA خمیده:
متراکم شدن و بسته‌بندی DNA در نوکلئوزوم
نزدیک کردن جایگاه‌های اتصال در DNA خطی
تشکیل ساختارهای ویژه پروتئین-DNA در جایگاه‌های نوترکیبی
تسهیل برش، ذوب شدن یا دناتوره شدن DNA در مناطق خاص

🔰ساختار DNA صلیبی:
◾️ویژگی: توالی‌های پالیندرومی، تشکیل ساختار سنجاق سر
◾️ساختار: دو برآمدگی تک رشته‌ای سنجاق سر از DNA
◾️حساسیت: به ترکیبات مانند برومواستالدئید و S1 Nuclease
◾️نقش:
در نوترکیبی و کراسینگ اور (با کمک پروتئین RuvA)
سیستم پایان نسخه‌برداری در انتهای ژن‌ها

🔰ساختار H-DNA (DNA سه رشته‌ای):

◾️ساختار: سه رشته‌ای با پیوند هیدروژنی هوگستین
◾️شرایط تشکیل: محیط اسیدی برای سیتوزین
◾️انواع:
درون مولکولی
بین مولکولی (با استفاده از TFO - الیگونوکلئوتید 17 نوکلئوتیدی)

◾️کاربرد: خاموشی ژن با قفل کردن پروموتر

◾️شرایط تشکیل DNA سه رشته‌ای:
ساختار هموپورین - هوموپیریمیدین
تقارن آینه‌ای در ساختار DNA
رشته مرکزی حاوی پورین

این ساختارهای خاص DNA نقش کلیدی در فرآیندهای سلولی مانند تنظیم بیان ژن، ترمیم DNA، نوترکیبی و همانندسازی دارند. همچنین، درک این ساختارها می‌تواند در طراحی داروها و درمان‌های جدید، به‌ویژه در زمینه سرطان، مورد استفاده قرار گیرد.

©آکادمی CellVerse

📙 #درسنامه #فصل_۱

تصاویر مربوط به DNA صلیبی و H-DNA

©آکادمی CellVerse

📙 #درسنامه #فصل_۱

ادامه ساختارهای خاص DNA

🔰ساختار G-DNA:
تشکیل شده از G-quartets (چهارگانه G)
G-quartets: مجموعه مسطح از گوانین‌ها با پیوندهای هیدروژنی هوگستینی
ساختار تتراپلکس: G-quartets متراکم شده روی هم، ایجاد ساختار چندلایه

عوامل تثبیت‌کننده:
یون‌های سدیم و پتاسیم
تعامل با اکسیژن‌های گوانین (O6) در مرکز یا بین صفحات
خنثی‌سازی بارهای منفی پلی‌نوکلئوتیدها (اثر الکترواستاتیکی)
آزادسازی مولکول‌های آب به محلول (اثر آنتروپی)

وجود در طبیعت:
هنوز در داخل بدن ثابت نشده
توالی‌های غنی از G در تلومرهای یوکاریوتی

تلومرهای انسانی:
800-2400 کپی از توالی تکراری d(TTAGGG)n
تک رشته معلق با طول تقریبی 150 نوکلئوتید در انتها
توانایی تشکیل ساختارهای چهار-رشته در آزمایشگاه

اهمیت بیولوژیکی و پزشکی:
نقش احتمالی در عملکرد تلومر (هنوز ناشناخته)
هدف بالقوه برای شیمی درمانی‌های ضدسرطان جدید
نقش در نوترکیبی ژن‌های ایمونوگلوبولین
دخالت در دیمریزاسیون RNA دو رشته‌ای ویروس HIV

انواع ساختارهای چهارگانه:
ساختارهای چهارگانه غیرموازی (Antiparallel) با توالی‌های غنی از گوانین DNA تلومری

©آکادمی CellVerse

📙 #درسنامه #فصل_۱

🔰ساختار DNA لغزیده (SMP-DNA):

🔸ایجاد در مناطق DNA با توالی‌های تکراری مستقیم و متقارن
🔸نتیجه باز شدن رشته DNA و جفت شدن اشتباه با توالی تکراری مجاور
دو نوع ایزومر:

🔹لوپ در انتهای ′5 واحد تکراری مستقیم در هر دو رشته
🔹لوپ در انتهای ′3 واحد تکراری مستقیم در هر دو رشته

توضیحات شکل:
◾️شکل (a) وجود دو تکرار پشت سرهم متوالی را نشان می دهد که منجر به ایجاد دو ایزومر DNA لغزیده بدجفت شده می شود.
◾️همانطور که می بینید در شکل (b) نسخه دوم تکرار مستقیم در رشته بالایی (یعنی از باز 21 به بعد) با نسخه اول تکرار در رشته پایینی جفت می شود که باعث ایجاد لوپ ها در انتهای ′5 قطعه تکراری می-شود.
◾️و همانطور که در شکل (c) می بینید، اولین نسخه تکرار مستقیم در رشته بالایی (باز 1 تا 21) با نسخه دوم تکرار مستقیم در رشته پایینی جفت شده و باعث ایجاد لوپ ها در انتهای ′۳ قطعه تکراری شده است.

©آکادمی CellVerse

📙 #درسنامه #فصل_۱
◾️C-DNA
در محیط سلولی وجود ندارد و در محیط آزمایشگاهی ایجاد می شود. در آن 9=n ، راست گرد ، و فرم فضایی قند و باز مشابه B-DNA است. این نوع DNA در محیط هایی با رطوبت کم و یون لیتیوم تشکیل می شوند.
◾️D-DNA
در محیطی با رطوبت پایین (کمتر از 60 درصد) و نواحی غنی از AT و حضور 5- هیدروکسی سیتوزین بجای سیتوزین به D-DNA تبدیل می¬گردد. در این نوع مولکول ، 8=n بوده و دیگر ویژگی های آن مشابه DNA راست گرد است. D-DNA غنی از اینوزین به جای گوانین است.
◾️T-DNA
از مارپیچ دو رشته ای با ۸ عدد نوکلئوتید در هر دور پیچ تشکیل شده است. این DNA در باکتریوفاژ های T2، T4 ، و T6 شناسایی شده است. بجای باز سیتوزین ، 5- هیدروکسی متیل سیتوزین وجود دارد.
◾️I-DNA
دی ان ای چهار رشته ای با پیوندهای سیتوزین را I-DNA می نامند. در این ساختار نیز پیوند هوگستین شرکت دارد. بدلیل مشارکت سیتوزین در I-DNA ، باید حتما PH محیط برای تشکیل آن پایین باشد بنابراین در محیط طبیعی رخ نمی دهد.

©آکادمی CellVerse

#درسنامه #فصل_1
🧬 دناتوراسیون و رناتوراسیون DNA
جداشدن رشته‌های DNA و اتصال مجدد آنها از مهمترین فرآیندهای مولکولی در سلول است که در همانندسازی و رونویسی رخ می‌دهد.

دناتوراسیون (Denaturation):

جدا شدن دو رشته DNA از یکدیگر
می‌تواند با افزایش دما، تغییر pH یا کاهش کاتیون‌ها رخ دهد
در دمای خاصی به نام نقطه ذوب (Tm) نیمی از DNA دناتوره می‌شود
جفت بازهای AT نقطه ذوب پایین‌تری نسبت به GC دارند

رناتوراسیون (Renaturation):

اتصال مجدد رشته‌های DNA به یکدیگر
با کاهش دما امکان‌پذیر می‌شود
سرعت آن به میزان جدایی رشته‌ها بستگی دارد
با کاهش جذب UV همراه است (اثر هیپوکرومیک)

💡 نکات مهم:
۱) برخی مواد شیمیایی مثل اتیل اوره و فرمامید می‌توانند DNA را دناتوره کنند
۲) اثر این مواد به حلالیت بازها در آنها بستگی دارد، نه توانایی شکستن پیوند هیدروژنی
۳) در سلول‌ها، دما و pH ثابت نگه داشته می‌شود
۴) این فرآیندها هم در داخل بدن (همانندسازی و رونویسی) و هم در تکنیک‌های تشخیصی آزمایشگاهی کاربرد دارند