سوال های تشریحی گفتار سوم فصل دوم زیست شناسی دوازدهم
دعای مطالعه [ نمایش ]
بِسْمِ الله الرَّحْمنِ الرَّحیمِ
اَللّهُمَّ اَخْرِجْنى مِنْ ظُلُماتِ الْوَهْمِ
خدايا مرا بيرون آور از تاريكىهاى وهم،
وَ اَكْرِمْنى بِنُورِ الْفَهْمِ
و به نور فهم گرامى ام بدار،
اَللّهُمَّ افْتَحْ عَلَيْنا اَبْوابَ رَحْمَتِكَ
خدايا درهاى رحمتت را به روى ما بگشا،
وَانْشُرْ عَلَيْنا خَزائِنَ عُلُومِكَ بِرَحْمَتِكَ يا اَرْحَمَ الرّاحِمينَ
و خزانههاى علومت را بر ما باز كن به امید رحمتت اى مهربانترين مهربانان.
کتاب «سؤالات تشریحی زیستشناسی دوازدهم» اثر برند علمی آیندهنگاران مغز به مدیریت داریوش طاهری، گامی ارزشمند و الهامبخش در مسیر آموزش عمیق و مفهومی زیستشناسی پایه است.
این کتاب با رویکردی تحلیلی و ساختارمند، به دانشآموزان کمک میکند تا فراتر از حفظیات، به درک مفهومی و استدلال علمی در زیستشناسی دست یابند.
انتشار این کتاب توسط آیندهنگاران مغز گامی در جهت ارتقای کیفیت آموزش زیستشناسی، پرورش تفکر تحلیلی در دانشآموزان و آمادگی علمی آنان برای حضور موفق در آزمونهای داخلی مدرسه، نهایی و کنکورهای سراسری و بینالمللی است. این اثر، بازتابی از رسالت علمی و آموزشی برند آیندهنگاران مغز در توسعه یادگیری عمیق، پژوهشمحوری و شناخت بنیادین زیستجهان انسان به شمار میرود.
» کتاب زیستشناسی دوازدهم
» فصل ۲: فصل جریان اطلاعات در یاخته
» » گفتار ۳: گفتار تنظیم بیان ژن
فصل جریان اطلاعات در یاخته
شامل گفتارهای:
گفتار 1. رونویسی
گفتار 2. به سوی پروتئین
گفتار 3. تنظیم بیان ژن
بارمبندی مربوط به این فصل:
نیمسال اول: 5 نمره
نیمسال دوم نهایی، شهریورماه: 2/5 نمره
گفتار تنظیم بیان ژن
در حال آماده سازی برای طرح پرسش
قدردان شکیبایی شما هستیم!
پرسشهای دو گزینهای
▪️در هر جمله با انتخاب یکی از عبارات داخل پرانتز جمله درست را به دست آورید.
الف)
پرسشهای سطر به سطر
▪️جاهای خالی عبارات زیر را با کلمات مناسب کامل کنید.
الف)
پرسشهای توصیفی – تشریحی
▪️
پرسشهای یادگیری موثر
▪️درست یا نادرست بودن جملات زیر را مشخص کنید. در جملات نادرست، عبارتهای غلط را پیدا کرده و زیر آنها خط بکشید.
الف)
پرسشهای مقایسهای
◾هر یک از موارد زیر معرف کدام ویژگی….. است؟
الف)
فعلاً پرسشهای ساده زیر را داشته باشید.
فصل جریان اطلاعات در یاخته گفتار تنظیم بیان ژن
سوالهای تشریحی با فونت و نگارش عالی و براساس کتابهای جدید به زودی منتشر خواهد شد.
۱. همه یاختههای بدن از کدام نوع تقسیم یاخته تخم ایجاد میشود؟
تقسیم رشتمان (میتوز) یاخته تخم
۲. چرا یاختههای حاصل از تقسیم یاخته تخم از نظر فامتنی و ژنها یکسان اند؟
به دلیل تقسیم رشتمان
۳. چرا با وجود یاختههای ماهیچه ای و عصبی بدن یک فرد، ژنهای یکسانی دارند ولی دارای عملکرد و شکل متفاوتی هستند؟
به دلیل تنظیم بیان ژنها (در هر یاخته تنها تعدادی از ژنها فعال و سایر ژنها غیر فعال هستند).
۴. چگونه ممکن است یاختههایی با ژنهای یکسان دارای عملکرد و شکل متفاوت باشند؟
به دلیل تنظیم بیان ژنها (در هر یاخته تنها تعدادی از ژنها فعال و سایر ژنها غیر فعال هستند).
۵. یک ژن روشن شده است به چه معناست؟
هر گاه اطلاعات ژنی در یک یاخته مورد استفاده قرار بگیرد میگوییم آن ژن بیان شده است وبه اصطلاح روشن است.
۶. ژن بیان نشده است یعنی چه؟
ژنی که مورد استفاده قرار نگیرد خاموش است و به اصطلاح بیان نشده است.
۷. به فرایندهایی که تعیین میکنند در چه هنگام، به چه مقدار و کدام ژنها بیان شوند و یا بیان نشوند چه میگویند؟
تنظیم بیان ژن.
۸. چه عامل موجب میشود تا جاندار به تغییرات پاسخ دهد؟
تنظیم بیان ژن موجب میشود تا جاندار به تغییرات پاسخ دهد.
۹. مقدار، بازه و زمان استفاده از ژن در یک یاخته به چه عاملی بستگی دارد؟
بسته به نیاز یاخته
۱۰. در گیاه چه عاملی میتواند باعث فعال شدن ژن سازنده آنزیمیشود که در فتوسنتز مورد استفاده قرار میگیرد؟
نور
۱۱. در نبود چه عامل، ژن سازنده آنزیمیکه در فتوسنتز مورد استفاده قرار میگیرد بیان نمیشود؟
در صورت نبود نور.
۱۲. چه عاملی میتواند موجب ایجاد یاختههای مختلفی از یک یاخته با استفاده از تقسیم رشتمان شود؟
تنظیم بیان ژن متفاوت
۱۳. چه عاملی موجب میشود از یاختههای بنیادی مغز استخوان یاختههای متفاوت ایجاد شود؟
تنظیم بیان ژن متفاوت
۱۴. محصول ژن چیست؟
محصول ژن رنا و پروتئین است.
۱۵. تنظیم بیان ژن در پرو کاریوتها در کدام مراحل انجام میشود؟
میتواند در هر یک از مراحل ساخت رنا و پروتئین تاثیر بگذارند ولی به طور معمول تنظیم بیان ژن در مرحله رونویسی انجام میشود. در مواردی هم ممکن است یاخته با تغییر در پایداری (طول عمر) رنا یا پروتئین، فعالیت آن را تنظیم کند.
۱۶. فرایند رونویسی چگونه در پروکاریوتها تنظیم میشود؟
عواملی به پیوستن رنا بسپاراز به توالی راه انداز کمک و یا از این کار جلو گیری میکنند در نتیجه رونویسی ژن تسهیل یا ممانعت می شود.
۱۷. چه عاملی موجب تسهیل یا ممانعت از رو نویسی ژن پروکاریوتی میشود؟
عواملی به پیوستن رنا بسپاراز به توالی راه انداز کمک و یا از این کار جلو گیری میکنند در نتیجه رونویسی ژن تسهیل یا ممانعت می شود.
۱۸. در تنظیم بیان ژن پروکاریوتها چه عاملی از رو نویسی جلو گیری میکند؟
با اتصال پروتئینهای خاصی به بخشی از دنا که سر راه رنا بسپاراز است از انجام رونویسی جلو گیری میکنند.
۱۹. قند مصرفی ترجیهی باکتری اشرشیا کلای چیست؟
گلوکز
۲۰. اشرشیا کلای جز کدام گروه از جانداران است؟
باکتریها
۲۱. گلوکز در محیط باکتری وجود ندارد اگر کدام قند در اختیار باکتری قرار بگیرد، باکتری میتواند از این قند استفاده کند؟
لاکتوز
۲۲. وجود، نبود و یا کاهش لاکتوز در محیط باکتری اشرشیاکلای چه تاثیری بر آن دارد؟
وقتی لاکتوز در محیط وجود دارد باکتری باید آنزیمهای تجزیه کننده آن را بسازد و در نبود یا کاهش لاکتوز نیز ساخت آنزیمهای تجزیه کننده آن متوقف یا کاهش پیدا کند.
۲۳. باکتری اشرشیاکلای چگونه میتواند حضور لاکتوز را در محیط تشخیص دهد و آنزیمهای تجزیه کننده آن را بسازد؟
لاکتوز موجود در محیط به باکتری وارد میشود و با اتصال به مهارکننده، شکل آن را تغییر میدهد. تغییر شکل مهارکننده، آن را از اپراتور جدا میکند و نیز مانع از اتصال آن به اپراتور میشود. با برداشته شدن مانع سر راه، رنابسپاراز میتواند رونویسی ژنها را انجام دهد.
۲۴. ژنهایی که آنزیمهای تجزیه کننده لاکتوز را میسازند چگونه روشن و یا خاموش میشوند؟
با تنظیم بیان ژنی منفی
در نبود لاکتوز: ژن خاموش: نوعی پروتئین به نام مهارکننده به توالی خاصی از دنا به نام اپراتور متصل میشود و جلوی حرکت رنابسپاراز را میگیرد.
در حضور لاکتوز: ژن روشن: لاکتوز با اتصال به مهارکننده، شکل آن را تغییر میدهد. تغییر شکل مهارکننده، آن را از اپراتور جدا میکند و نیز مانع از اتصال آن به اپراتور میشود. با برداشته شدن مانع سر راه، رنابسپاراز میتواند رونویسی ژنها را انجام دهد.
۲۵. در پیش هسته ایها بیان ژن به چند صورت تنظیم میشود؟
منفی و مثبت
۲۶. رونویسی با چسبیدن رنابسپاراز به کدام توالی شروع میشود؟
راه انداز
۲۷. رونویسی با چسبیدن کدام آنزیم به راه انداز شروع میشود؟
رنابسپاراز
۲۸. در چه صورت با وجود چسبیدن رنابسپاراز به راه انداز ، رونویسی انجام نمیشود؟ در کدام نوع تنظیم رونویسی است؟
اگر مانعی بر سر راه رنابسپاراز وجود داشته باشد، رونویسی انجام نمیشود. تنظیم منفی
۲۹. روشن و خاموش شدن ژنهای سازنده آنزیمهای تجزیه کننده کدام قند از نوع تنظیم منفی است؟
لاکتوز
۳۰. روشن و خاموش شدن ژنهای سازنده آنزیمهای تجزیه کننده لاکتوز از چه نوع است؟
تنظیم منفی
۳۱. توالی اپراتور در کدام نوع تنظیم بیان ژن نقش دارد؟
تنظیم منفی پروکاریوتها
۳۲. کدام پروتئین به توالی اپراتور متصل میشود؟ نتیجه این اتصال در تنظیم بیان ژن چیست؟
مهار کننده – خاموش کردن ژنهای تجزیه کننده لاکتوز
۳۳. واحد ساختاری مهار کننده چیست؟
آمینواسید
۳۴. در تنظیم بیان ژن از نوع منفی در چه صورت جلوی حرکت رنابسپاراز گرفته میشود؟
اتصال مهار کننده به اپراتور
۳۵. لاکتوز موجود در محیط چگونه باعث روشن شدن ژنهای سازنده آنزیمهای تجزیه کننده خود میشود؟
با اتصال به مهارکننده، شکل آن را تغییر میدهد. تغییر شکل مهارکننده، آن را از اپراتور جدا میکند و نیز مانع از اتصال آن به اپراتور میشود. با برداشته شدن مانع سر راه، رنابسپاراز میتواند رونویسی ژنها را انجام دهد
۳۶. لاکتوز با اتصال به کدام پروتئین موجب روشن شدن ژنهای سازنده آنزیمهای تجزیه کننده خود میشود؟
مهار کننده
۳۷. نتیجه اتصال لاکتوز به مهار کننده در تنظیم بیان ژنها چیست؟
روشن شدن ژنهای سازنده آنزیمهای تجزیه کننده لاکتوز
۳۸. در کدام نوع تنظیم بیان ژن، پروتئینهای خاصی به رنابسپاراز کمک میکنند تا بتواند به راه انداز متصل شود و رونویسی را شروع کند؟
تنظیم بیان ژن مثبت
۳۹. در تنظیم بیان ژن مثبت رنابسپاراز چگونه به راه انداز متصل میشود؟
به کمک پروتئینهای خاصی به نام فعال کننده
۴۰. روشن و خاموش شدن ژنهای سازنده آنزیمهای تجزیه کننده کدام قند از نوع تنظیم مثبت است؟
مالتوز
۴۱. روشن و خاموش شدن ژنهای سازنده آنزیمهای تجزیه کننده مالتوز از چه نوع است؟
تنظیم مثبت
۴۲. توالی جایگاه اتصال فعال کننده در کدام نوع تنظیم بیان ژن نقش دارد؟
تنظیم مثبت پروکاریوتها
۴۳. واحد ساختاری فعال کننده چیست؟
آمینواسید
۴۴. در تنظیم بیان ژن از نوع مثبت در چه صورت رونویسی شروع میشود؟
در صورتی که پروتئینهای خاصی به نام فعال کننده به رنابسپاراز کمک کنندتا بتواند به راه انداز متصل شود.
۴۵. مالتوز موجود در محیط چگونه باعث روشن شدن ژنهای سازنده آنزیمهای تجزیه کننده خود میشود؟
با اتصال مالتوز به فعال کننده باعث پیوستن آن به جایگاه اتصال شده و پس از اتصال به رنابسپاراز کمک میکند تا به راه انداز متصل شود و رونویسی شروع شود.
۴۶. مالتوز با اتصال به کدام پروتئین موجب روشن شدن ژنهای سازنده آنزیمهای تجزیه کننده خود میشود؟
فعال کننده
۴۷. نتیجه اتصال مالتوز به فعال کننده در تنظیم بیان ژنها چیست؟
روشن شدن ژنهای سازنده آنزیمهای تجزیه کننده مالتوز
۴۸. در کدام نوع تنظیم بیان ژن، پروتئینهای خاصی به رنابسپاراز کمک میکنند تا بتواند به راه انداز متصل شود و رونویسی را شروع کند؟
تنظیم بیان ژن مثبت
۴۹. در کدام جانداران تنظیم بیان ژن در مراحل بیشتری انجام میشود و پیچیده تر است؟
در یوکاریوتها پیچیده تر از پروکاریوتها است و میتواند در مراحل بیشتری انجام شود.
۵۰. در یاختههای یوکاریوتها به ترتیب بیشتر ژنها و برخی از ژنها در کجا قرار دارند؟
در یاختههای یوکاریوتها بیشتر ژنها در هسته و برخی در راکیزه و دیسهها قرار دارند.
۵۱. چرا تنظیم بیان ژنها در یوکاریوتها پیچیده تر از پروکاریوتها است؟
یاختههای یوکاریوتها، به وسیله غشاها به بخشهای مختلفی تقسیم شده اند. بنابراین اگر یاخته بخواهد نسبت به یک ماده واکنش نشان دهد باید این عوامل به طریقی از غشاها عبور کنند و ژنها را تحت تأثیر قرار دهند. در یاختههای یوکاریوتها بیشتر ژنها در هسته و برخی در راکیزه و دیسهها قرار دارند. در هر یک از این محلها، یاخته میتواند بر بیان ژن نظارت داشته باشد.
۵۲. در یوکاریوتها، رنا بسپاراز برای شناسایی راه انداز به کدام پروتئینها نیازمند است؟
عوامل رونویسی.
۵۳. عوامل رونویسی در تنظیم بیان ژن کدام جانداران موثر است و نقش آنها چیست؟
در یوکاریوتها رنا بسپاراز نمیتواند به تنهایی راه انداز را شناسایی کند و برای پیوستن به آن نیازمند پروتئینهایی به نام عوامل رونویسی هستند.
۵۴. توالی افزاینده مربوط به توالی دنای کدام جانداران است و نقش آن چیست؟
یوکاریوتها، سرعت و مقدار رونویسی را افزایش میدهند.
۵۵. کدام بخشهای دنا در یوکاریوتها سرعت رونویسی را افزایش میدهند؟
توالی افزاینده
۵۶. واحد ساختاری عوامل رونویسی چیست؟
آمینواسید
۵۷. عوامل رونویسی چگونه مقدار رونویسی ژن را تغییر میدهند؟
گروهی از عوامل رونویسی با اتصال به نواحی خاصی از راه انداز، رنابسپاراز را به محل راه انداز هدایت میکند، چون تمایل پیوستن این پروتئینها به راه انداز در اثر عواملی تغییر میکنند، مقدار رونویسی ژن آن هم تغییر میدهند.
۵۸. در کدام جانداران رنابسپاراز به تنهایی نمیتواند به راه انداز متصل شود و برای اتصال رنابسپاراز به راه انداز، نیازمند پروتئین هستند؟ نام آن پروتئینها چیست؟
در تنظیم رونویسی مثبت پروکاریوتها: فعال کننده
یوکاریوتها: عوامل رونویسی
۵۹. عوامل رونویسی توانایی اتصال به کدام قسمتها را دارد؟
نواحی خاصی از راه انداز، توالی افزاینده و رنابسپاراز
۶۰. عوامل رونویسی و توالی افزاینده به ترتیب در کدام مرحله تنظیم بیان ژن یوکاریوتها نقش دارند؟
هنگام رونویسی _ هنگام رونویسی
۶۱. در هو هسته ایها کدام موارد نشانگر تنظیم بیان ژن در مراحل غیررو نویسی است؟
اتصال بعضی رناهای کوچک به رنا پیک (بعد از رونویسی)، تغییر در میزان فشردگی فام تن (در سطح فام تنی پیش از رونویسی)، طول عمر رنا پیک (پس از رو نویسی)
۶۲. کدام رناها میتوانند از کار رناتن (ریبوزوم) جلو گیری کنند؟ چگونه؟
اتصال بعضی رناهای کوچک مکمل به رنای پیک مثالی از تنظیم بیان ژن پس از رو نویسی است که با اتصال این رناها از کار رناتن جلوگیری میشود. در نتیجه عمل ترجمه متوقف و رنای ساخته شده پس از مدتی تجزیه میشود.
۶۳. اتصال بعضی از رناهای کوچک مکمل به رنای پیک نمونه ای از تنظیم بیان ژن در کدام مرحله میباشد؟ در کدام جانداران موثر است؟
پس از رونویسی و در یوکاریوتها
۶۴. کدام عامل میتواند عمل ترجمه را از رناهای پیک را متوقف سازد؟
اتصال بعصی از رناهای کوچک مکمل به رنای پیک.
۶۵. مثالی از تنظیم بیان ژن پیش از رونویسی کدام است؟
تغییر میزان فشردگی فام تن.
۶۶. تنظیم بیان ژن در سطح فام تن چگونه صورت میگیرد؟
تغییر میزان فشردگی فام تن.
۶۷. تنظیم بیان ژن در سطح فام تن چگونه صورت میگیرد؟
یاختهها میتوانند با تعییر در میزان فشردگی فام تن در بخشهای خاصی دسترسی رنابسپاراز را به ژن مورد نظر تنظیم کند.
انتشار یا بازنشر هر بخش از این محتوای «آیندهنگاران مغز» تنها با کسب مجوز کتبی از صاحب اثر مجاز است.
کتاب الکترونیکی «ویژه نامه جامع آزمونهای نهایی زیستشناسی دوازدهم»
انتشارات: موسسه آموزشی تالیفی ارشدان
تعداد صفحه: ۱۱۵
این کتاب شامل
- جامـــــــعترین و آخــــــــرین پرسشهای آزمونهای نهایی زیستشناسی دوازدهم
- بررسی تمامی امتحانهای نهایی (از دیماه ۱۳۹۷ تا دیماه ۱۴۰۱) داخل کشور
- پاسخ تشریحی پرسشها؛
- پاسخ کامل فعالیتهای کتاب؛
- مطابق با جدیدترین تغییرات کتاب درسی
- تفکیک موضوعی پرسشها براساس سرفصلهای کتاب درسی
پرسشهای نهایی زیستشناسی
» مجموعه پرسشهای نهایی زیستشناسی؛ تفکیک شده بر اساس زمان آزمون
» برای مشاهده این مجموعه، اینجا کلیک کنید.
» مجموعه پرسشهای نهایی زیستشناسی؛ تفکیک شده بر اساس فصل کتاب
» برای مشاهده این مجموعه، اینجا کلیک کنید.
» مجموعه پرسشهای نهایی زیستشناسی؛ تفکیک شده بر اساس گفتار کتاب
» برای مشاهده این مجموعه، اینجا کلیک کنید.
📘 زیستشناسی را بازی کنید و موفقیت را تجربه کنید
با جایخالیهای تعاملی، متنها را خودتان کامل کنید، فکر کنید و یاد بگیرید. فوراً کلیک کنید و تجربه یادگیری تعاملی را آغاز کنید!
گفتار ۳. تنظیم بیان ژن
در سال گذشته آموختید که همه یاختههای پیکری بدن از تقسیم رِشتمان (میتوز) یاخته تخم منشأ میگیرند. یاختههای حاصل، از نظر فامتنی و ژنها یکساناند. با این حال در ادامهٔ تقسیمات و رشد جنین، یاختههای متفاوتی ایجاد میشوند که اعمال مختلفی انجام میدهند؛ مثلاً یاختههای عصبی و ماهیچهای بدن یک فرد، ژنهای یکسانی دارند ولی دارای عملکرد و شکل متفاوتی هستند. حال این سؤال مطرح میشود که چگونه ممکن است یاختههایی با ژنهای یکسان تا این حد متفاوت باشند؟ پاسخ این است که در هر یاخته تنها تعدادی از ژنها فعال و سایر ژنها غیرفعال هستند. هرگاه اطلاعات ژنی در یک یاخته مورد استفاده قرار بگیرد، میگوییم آن ژن بیان شده و به اصطلاح روشن است و ژنی که مورد استفاده قرار نمیگیرد خاموش و به اصطلاح بیان نشده است. مقدار، بازه و زمان استفاده از ژن در یاختههای مختلف یک جاندار ممکن است فرق داشته باشد و حتی در یک یاخته هم بسته به نیاز متفاوت باشد. به فرایندهایی که تعیین میکنند در چه هنگام، به چه مقدار و کدام ژنها بیان شوند و یا بیان نشوند، فرایندهای تنظیم بیان ژن میگویند. تنظیم بیان ژن فرایندی بسیار دقیق و پیچیده است و عوامل متعددی ممکن است بر آن اثر بگذارند. تنظیم بیان ژن موجب میشود تا جاندار به تغییرات پاسخ دهد؛ مثلاً در گیاه، نور میتواند باعث فعال شدن ژن سازندهٔ آنزیمی شود که در فتوسنتز مورد استفاده قرار میگیرد. در نبود نور این ژن بیان نمیشود. همچنین تنظیم بیان ژن میتواند موجب ایجاد یاختههای مختلفی از یک یاخته شود. یاختههای متفاوتی که از یاختههای بنیادی مغز استخوان ایجاد میشوند، مثالی مناسب در این مورد هستند. در مورد این یاختهها در کتاب دهم مطالبی را فرا گرفتید. آیا میتوانید برخی یاختههای حاصل از یاختههای بنیادی مغز استخوان را نام ببرید؟
تنظیم بیان ژن در پروکاریوتها
محصول ژن، رنا و پروتئین است. بنابراین، تغییر در فعالیت ژنها، بر ساخت این محصولات نیز اثر میگذارد. تنظیم بیان ژن در پروکاریوتها میتواند در هر یک از مراحل ساخت رنا و پروتئین تأثیر بگذارد ولی به طور معمول تنظیم بیان ژن در مرحلهٔ رونویسی انجام میشود. در مواردی هم ممکن است یاخته با تغییر در پایداری (طول عمر) رنا یا پروتئین، فعالیت آن را تنظیم کند.
تنظیم رونویسی در پروکاریوتها
در این نوع تنظیم عواملی به پیوستن رنابسپاراز به توالی راهانداز کمک و یا مانعِ حرکت رنابسپاراز میشوند. در نتیجه، رونویسی ژن تسهیل یا ممانعت میشود؛ مثلاً با اتصال پروتئینهای خاصی به بخشی از دنا که سر راه رنابسپاراز است، از انجام رونویسی جلوگیری میشود. نمونهٔ این نوع تنظیم، در نوعی باکتری به نام اشرشیا کلای شناخته شده است. قند مصرفی ترجیحی این باکتری گلوکز است.
بیشتر بدانید
در باکتریها ژنهایی که محصولات آنها چند فرایند مرتبط به هم را اداره میکند در واحدهایی به نام اُپران قرار گرفتهاند و بیان یا عدم بیان آنها بهطور هماهنگ انجام میشود. برای مثال برای جذب و تجزیه لاکتوز در باکتری اشرشیا کلای، ۳ آنزیم مورد نیاز است که ژنهای سازندهٔ آنها در کنار هم قرار دارند و توسط یک بخش تنظیمی اداره میشوند. به مجموعهٔ این ژنها و بخش تنظیمی آن اُپران گفته میشود. مثال دیگر، ژنهای مسئول ساخت آمینواسید تریپتوفان است. ۵ ژن در ساخت این آمینواسید دخالت دارند که در یک اُپران قرار دارند.
مراحل تجزیهٔ قند گلوکز در یاخته را در فصول بعد خواهید آموخت. اگر گلوکز در محیط باکتری وجود نداشته باشد ولی قند دیگری به نام لاکتوز در اختیار باکتری قرار بگیرد، باکتری میتواند از این قند استفاده کند. این قند متفاوت از گلوکز بوده است و آنزیمهای لازم برای مصرف آن نیز متفاوت است. بنابراین وقتی لاکتوز در محیط وجود دارد باکتری باید آنزیمهای تجزیه کننده آن را بسازد و در نبود یا کاهش لاکتوز نیز ساخت آنزیمهای تجزیهکننده آن متوقف یا کاهش پیدا کند. حال این پرسش پیش میآید که باکتری چگونه میتواند حضور لاکتوز را در محیط تشخیص دهد و آنزیمهای تجزیه کننده آن را بسازد؟ ژنهایی که این آنزیمها را میسازند چگونه روشن و یا خاموش میشوند؟ در پروکاریوتها بیان ژن به دو صورت منفی و مثبت تنظیم میشود.
تنظیم منفی رونویسی: در گفتار ۱ آموختید که رونویسی با چسبیدن رنابسپاراز به راهانداز مربوط به ژن شروع میشود. حال اگر مانعی بر سر راه رنابسپاراز وجود داشته باشد، رونویسی انجام نمیشود. به این نوع تنظیم، تنظیم منفی رونویسی گفته میشود. مانع پیشروی رنابسپاراز نوعی پروتئین به نام مهارکننده است. این پروتئین به توالی خاصی از دنا به نام اپراتور متصل میشود و جلوی حرکت رنابسپاراز را میگیرد (شکل ۱۶-الف). لاکتوز موجود در محیط به باکتری وارد میشود و با اتصال به مهارکننده، شکل آن را تغییر میدهد. تغییر شکل مهارکننده، آن را از اپراتور جدا میکند و نیز مانع از اتصال آن به اپراتور میشود. با برداشته شدن مانع سر راه، رنابسپاراز میتواند رونویسی ژنها را انجام دهد (شکل ۱۶-ب). محصولات این ژنها تجزیه لاکتوز را ممکن میکند.
شکل ۱۶- الف) عدم رونویسی ژنها در غیاب لاکتوز ب) رونویسی ژنها در حضور لاكتوز
الف) عدم رونویسی ب) انجام رونویسی
بیشتر بدانید
تنظیم منفی در پروکاریوت به دو صورت القایی و مهاری انجام میشود. در حالت القایی، حضور یک ماده موجب بیان ژنها میشود. تنظیم بیان ژن در حضور لاکتوز مثالی از تنظیم منفی از نوع القایی است. در حالت مهاری، حضور یک ماده موجب خاموش شدن ژن و عدم بیان آنها میشود. مثال این نوع تنظیم در مورد آمینواسید تریپتوفان دیده میشود. در باکتری اشرشیاکلای با حضور تریپتوفان، ژنهایی که در ساخت آن دخالت دارند خاموش میشوند. وقتی تریپتوفان در محیط نیست، این ژنها روشن میشوند تا آنزیمهای سازندهٔ تریپتوفان ساخته شوند.
تنظیم مثبت رونویسی: در این نوع تنظیم، پروتئینهای خاصی به رنابسپاراز کمک میکنند تا بتواند به راهانداز متصل شود و رونویسی را شروع کند. مثال این نوع تنظیم نیز در باکتری اشرشیاکلای وجود دارد. مشخص شده که اگر در محیط باکتری، قند مالتوز وجود داشته باشد، درون باکتری آنزیمهایی ساخته میشوند که در تجزیهٔ آن دخالت دارند. در عدم حضور مالتوز این آنزیمها ساخته نمیشوند چون باکتری نیازی به آنها ندارد.
تنظیم رونویسی در مورد این ژنها به صورت مثبت انجام میشود. در حضور قند مالتوز، انواعی از پروتئین به نام فعالکننده وجود دارند که به توالیهای خاصی از دنا متصل میشوند. به این توالیها جایگاه اتصال فعالکننده گفته میشود. (شکل ۱۷-الف) در حضور مالتوز در محیط، پروتئین فعال کننده به جایگاه خود متصل میشود و پس از اتصال به رنابسپاراز کمک میکند تا به راهانداز متصل شود و رونویسی را شروع کند. چه عاملی سبب میشود که فعالکننده به جایگاه خود بچسبد؟ این عامل مالتوز است. اتصال مالتوز به فعالکننده باعث پیوستن آن به جایگاه اتصال شده و رونویسی شروع میشود (شکل ۱۷-ب).
الف) عدم رونویسی ب) انجام رونویسی
شكل ۱۷- تنظیم مثبت رونویسی ژنهای مؤثر در تجزیه مالتوز
تنظیم بیان ژن در یوکاریوتها
تنظیم بیان ژن در یوکاریوتها پیچیدهتر از پروکاریوتهاست و میتواند در مراحل بیشتری انجام شود. یاختههای یوکاریوتی بهوسیلهٔ غشاها به بخشهای مختلفی تقسیم شدهاند. بنابراین، برای آنکه یاخته نسبت به یک ماده واکنش نشان دهد، آن ماده باید به طریقی از غشاها عبور کند و ژنها را تحت تأثیر قرار دهد. در یاختههای یوکاریوتی، بیشتر ژنها در هسته و برخی در راکیزهها و دیسهها قرار دارند. در هر یک از این محلها، یاخته میتواند بر بیان ژن نظارت داشته باشد. بنابراین تنظیم بیان ژن میتواند در مراحل متعددی انجام شود.
تنظیم بیان ژن در مرحله رونویسی: در یوکاریوتها نیز مانند پروکاریوتها، رونویسی با پیوستن رنابسپاراز به راهانداز آغاز میشود. در یوکاریوتها رنابسپاراز نمیتواند به تنهایی راهانداز را شناسایی کند و برای پیوستن به آن نیازمند پروتئینهایی به نام عوامل رونویسی هستند. گروهی از این پروتئینها با اتصال به نواحی خاصی از راهانداز، رنابسپاراز را به محل راهانداز هدایت میکند، چون تمایل پیوستن این پروتئینها به راهانداز در اثر عواملی تغییر میکنند، مقدار رونویسی ژن آن هم تغییر میکند (شکل 18).
شکل ۱۸- تنظیم بیان ژن در یوکاریوتها
در یوکاریوتها ممکن است عوامل رونویسی دیگری به بخشهای خاصی از دنا به نام توالی افزاینده متصل شوند. با پیوستن این پروتئینها به توالی افزاینده و با ایجاد خمیدگی در دنا، عوامل رونویسی در کنار هم قرار میگیرند. کنار هم قرارگیری این عوامل، سرعت رونویسی را افزایش میدهند. توالیهای افزاینده متفاوت از راهانداز هستند و ممکن است در فاصلهٔ دوری از ژن قرار داشته باشند. اتصال این پروتئینها بر سرعت و مقدار رونویسی ژن مؤثر است (شکل 19).
شکل ۱۹- توالی افزاینده و عوامل رونویسی متصل به آن
تنظیم بیان ژن در مراحل غیررونویسی: در یوکاریوتها تنظیم بیان ژن میتواند پیش از رونویسی یا پس از آن هم انجام شود. اتصال بعضی رناهای کوچک مکمل به رنای پیک مثالی از تنظیم بیان ژن پس از رونویسی است. با اتصال این رناها، از کار رِناتَن جلوگیری میشود. در نتیجه، عمل ترجمه متوقف و رنای ساخته شده پس از مدتی تجزیه میشود.
روش تنظیم دیگر در سطح فامتنی است. بهطور معمول بخشهای فشرده فامتن کمتر در دسترس رنابسپارازها قرار میگیرند بنابراین یاخته میتواند با تغییر در میزان فشردگی فامتن در بخشهای خاصی، دسترسی رنابسپاراز را به ژن موردنظر تنظیم کند. به نظر شما این تنظیم بیان ژن پیش از رونویسی است یا پس از آن؟
از روشهای دیگر تنظیم بیان ژن طول عمر رنای پیک است. افزایش طول عمر رنای پیک موجب افزایش محصول میشود. این فرایندها در میزان پروتئینسازی مؤثر خواهند بود. شیوههای دیگری نیز در تنظیم بیان ژن مؤثرند که نحوه عمل بسیاری از آنها ناشناخته است.
بیشتر بدانید
بیان ژن به روشهای مختلفی ممکن است کاهش یا افزایش یابد. یکی از این روشها افزایش تعداد ژنهایی است که به محصولات آنها به مقدار زیادی نیاز است. در این موارد ممکن است یاخته چندین کپی از یک ژن داشته باشد. در نتیجه رونویسی از تعداد بیشتری ژن انجام شود. این حالت موجب ساخت محصول بیشتر در زمان کمتر میشود. نمونهٔ این ژنها، ژنهای سازنده رنای رناتَنی است. نوعی از این رنای رِناتَنی هزاران ژن در یک یاخته دوزیست دارد.
روش دیگر فعال یا غیرفعال کردن برخی فامتنها مانند فامتن X در انسان است. چون در یاختههای پیکری زن، دو نسخه از فامتن X و در مرد یک نسخه وجود دارد، برای بیان متعادل در دو جنس، یکی از فامتنهای X در یاختههای زن غیرفعال میشود تا ژنهای آن بیان نشوند. در اثر این فرایند ژنهای فامتن X در زن و مرد، به یک نسبت بیان میشود. مثالی از بیان ژنهای روی فامتن X و اثرات آن بر صفات را در تصویر زیر مشاهده میکنید. در یاختهها، یکی از فامتنهای X به صورت تصادفی غیرفعال میشوند.
بیشتر بدانید
بعضی ژنها در یاختهها بهطور دائم بیان میشوند. ژنهای سازنده اجزای رِناتَن از این جملهاند. این ژنها رنای رِناتَن و پروتئینهای آن را میسازند. با توجه به نیاز یاختههای در حال تقسیم به تعداد زیادی رِناتَن، این ژنها به طور دائم روشن هستند.
