فصل جریان اطلاعات در یاخته؛ گفتار به سوی پروتئین؛ زیستشناسی 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.
عدالت آموزشی، بستر رشد و پیشرفت حقیقی
عدالت آموزشی نه صرفاً یک شعار اجتماعی، بلکه شالودهای است که بر آن، بنای رشد فردی و پیشرفت جمعی استوار میشود. هنگامی که فرصتهای یادگیری بهطور برابر در اختیار همگان قرار گیرد، استعدادهای نهفته در هر گوشهای از جامعه مجال شکوفایی مییابند. عدالت آموزشی یعنی شکستن دیوارهای تبعیض و فراهم آوردن دسترسی برابر به منابع دانایی، تا هیچ کودکی در حاشیه نماند و هیچ استعدادی در خاموشی فراموش نشود.
رشد حقیقی جامعه، زمانی معنا مییابد که آموزش، امتیاز گروهی خاص نباشد؛ بلکه میراث مشترکی باشد برای تمام فرزندان این سرزمین. عدالت آموزشی پلی است که فاصلهی میان فقر و توانگری، مرکز و حاشیه، و امروز و فردا را کوتاه میکند. جامعهای که به این اصل پایبند باشد، در واقع سرمایهگذاری بر بزرگترین ثروت خویش ــ یعنی سرمایه انسانی ــ کرده است.
پیشرفت پایدار، ثمرهی عدالت در آموزش است. در غیاب عدالت آموزشی، شکافهای اجتماعی عمیقتر شده و چرخهی نابرابری بازتولید میشود. اما هنگامی که هر فرد، فارغ از طبقه، جنسیت، قومیت یا موقعیت جغرافیایی، امکان دستیابی به آموزش باکیفیت را داشته باشد، مسیر تعالی فردی و شکوفایی ملی هموار میشود.
عدالت آموزشی چراغی است که راه آینده را روشن میسازد؛ چراغی که نهتنها به رشد علمی و اقتصادی میانجامد، بلکه روح جامعه را به ارزشهایی چون همبستگی، برابری و کرامت انسانی پیوند میزند. در سایهی چنین عدالتی است که «رشد» به معنای بالندگی فردی و «پیشرفت» به معنای تعالی جمعی، همزمان و هماهنگ تحقق مییابند.
در جهانی که رشد و پیشرفت بدون عدالت آموزشی معنایی ندارد، آیندهنگاران مغز با مدیریت داریوش طاهری بر این باور استوار است که برابری در آموزش، سنگبنای شکوفایی فردا است. این نهاد با تکیه بر اندیشهی «پرورش مغزها، پرواز جامعه» میکوشد تا فرصت برابر برای همه فراهم شود، زیرا تنها در سایهی عدالت آموزشی است که استعدادها بیدار میشوند و جامعه به سوی تعالی گام برمیدارد. آیندهنگاران مغز با رسالت «عدالت در آموزش، بیداری در اندیشه، شکوفایی در فردا» در مسیر ساختن فردایی روشن و انسانی قدم برمیدارد؛ فردایی که در آن هیچ ذهنی در حاشیه نمیماند و هر استعداد، فرصت درخشیدن مییابد.
امروز بیش از هر زمان دیگر نیازمند نهادهایی هستیم که این آرمان را به عمل بدل کنند. آیندهنگاران مغز گامی استوار در این مسیر نهاده است؛ مسیری که در آن عدالت آموزشی نه یک رؤیا، بلکه یک واقعیت تحققیافته خواهد بود.
آیندهنگاران مغز:
«عدالت آموزشی، بیداری اندیشهها، شکوفایی فردا»
کتاب الکترونیکی پرسشهای دو گزینهای
پرسشهای دو گزینهای و خط به خط گفتارهای زیستشناسی چیست و گسترهٔ حیات؛ برای دانلود اینجا کلیک کنید.
برای مشاهده «کتاب الکترونیکی» کلیک کنید.
کتاب الکترونیکی تعمیق و تثبیت یادگیری زیستشناسی
پرسشهای جاهای خالی و خط به خط گفتار نوکلئیک اسیدها؛ برای دانلود اینجا کلیک کنید.
برای مشاهده «کتاب الکترونیکی» کلیک کنید.
ویرایش بر اساس کتاب چاپ ۱۴۰۲
گفتار ۲. به سوی پروتئین
پلیپپتیدها از مهمترین فراوردههای ژنها هستند. پروتئینها اعمال مختلفی را در بدن انجام میدهند که پیش از این با برخی از آنها آشنا شدهاید. اینکه چگونه ژنها و پروتئینهای حاصل از آن، صفات را ایجاد میکنند در آینده مورد بحث قرار میگیرند. در این گفتار به نحوهٔ تبدیل اطلاعات وراثتی رنا، به پروتئین میپردازیم.
تبدیل زبان نوکلئیکاسیدی رنا به زبان پلیپپتیدی
دانستید که در فرایند رونویسی از روی توالیهای دنا، رنا ساخته میشود که هر دو از نوکلئوتید تشکیل شدهاند. ولی در ساختار پلیپپتیدها، آمینواسید وجود دارد. به ساخته شدن پلیپپتید از روی اطلاعات رنای پیک، ترجمه میگویند. طرح سادهای از ژن تا پلیپپتید را در شکل زیر مشاهده میکنید (شکل 7).
شكل ۷- طرح سادهای از تشکیل شدن پلیپپتید
توالیهای ۳ نوکلئوتیدی رنای پیک تعیین میکند که کدام آمینواسیدها باید در ساختار پلیپپتید قرار بگیرد. به این توالیها، رمزه (کُدون) گفته میشود. در یاخته ۶۴ نوع رمزه وجود دارد. نکته قابل توجه این است که رمزه آمینواسیدها در جانداران یکساناند. به نظر شما این موضوع بیانگر چه واقعیتی است؟
رمزههای UGA ،UAA و UAG هیچ آمینواسیدی را رمز نمیکنند که به آنها رَمزهٔ پایان میگویند، زیرا حضور این رَمزهها در رنای پیک موجب پایان یافتن عمل ترجمه میشود. رَمزهٔ آغاز یا AUG رمزهای است که ترجمه از آن آغاز میشود. این رمزه، معرف آمینواسید متیونین نیز است.
بیشتر بدانید
انواع رَمزه و آمینواسیدهای مربوط به آنها
طرح پرسش از این جدول در همۀ آزمونها از جمله کنکور سراسری ممنوع است.

عوامل لازم در ترجمه
ترجمه نیازمند عوامل مختلفی است. ترجمه را میتوان به یک فرایند آشپزی از روی کتاب آن تشبیه کرد. براساس دستورالعمل این کتاب، مواد اولیه به مقدار و ترتیب خاصی استفاده و غذای خاصی درست میشود. در ترجمه هم براساس رمزههای رنای پیک، پلیپپتید خاصی ساخته میشود. مواد اولیه مصرفی در ترجمه، آمینواسیدها هستند. رِناتَنها و رناهای ناقل از دیگر عوامل لازم در ترجمه هستند. انرژی لازم برای تهیه پلیپپتید هم از مولکولهای پر انرژی مانند ATP به دست میآید.
ساختار رنای ناقل
رنای ناقل پس از رونویسی دچار تغییراتی میشود. در ساختار نهایی رنای ناقل، نوکلئوتیدهای مکمل میتوانند پیوند هیدروژنی ایجاد کنند. به همین علت رنای تک رشتهای، روی خود تا میخورد (شکل ۸- الف). رنای ناقل تاخوردگیهای مجددی پیدا میکند که ساختار سهبعدی را بهوجود میآورد. در این ساختار یک بخش محل اتصال آمینواسید و دیگری توالی ۳ نوکلئوتیدی به نام پادرمزه (آنتی کدون) است (شکل ۸). به نظر شما علت این نامگذاری چیست؟ هنگام ترجمه، این توالی با توالی رمزه مکمل خود پیوند هیدروژنی مناسب برقرار میکند.
شکل ۸- رنای ناقل

الف) تاخوردگی اولیه ب) ساختار سه بعدی
در همه رناهای ناقل، به جز در ناحیه پادرَمزهای، انواع توالیهای مشابهی وجود دارند. انتظار این است که به تعداد انواع رمزهها، پادرَمزه وجود داشته باشد ولی تعداد انواع پادرمزهها کمتر از رمزهها است؛ مثلاً برای رَمزههای پایان، رنای ناقل وجود ندارد.
نحوه عمل رنای ناقل: همانطور که گفته شد، آمینواسید به رنای ناقل متصل میشود. حال پرسش این است که آیا هر نوع آمینواسید به هر نوع رنای ناقل میتواند متصل شود؟ اهمیت بخش پادرمزهای در این اتصال چیست؟
در واقع در یاختهها، آنزیمهای ویژهای وجود دارند که براساس نوع توالی پادرَمزه، آمینواسید مناسب را به رنای ناقل متصل میکنند؛ یعنی آنزیم با تشخیص پادرَمزه در رنای ناقل، آمینواسید مناسب را یافته و به آن وصل میکند. این فرایند نیازمند انرژی است (شکل 9).
حال بر اساس آنچه تاکنون دربارهٔ رمزهها خواندهاید آیا میتوانید حدس بزنید رنای ناقل با چه توالی پادرمزهای میتواند به آمینواسید متیونین متصل شود؟
شکل ۹- نحوهٔ پیوستن آمینواسید به رنای ناقل مربوط به خود توسط آنزیم ویژه آن
ساختار رِناتَن
دانستید که رِناتَن در ساخت پلیپپتید نقش دارد. رناتَنها از دو زیرواحد تشکیل شدهاند (شکل ۱۰). هر زیرواحد نیز از رنا و پروتئین تشکیل شده است. به یاد میآورید که رنای رِناتَنی به وسیله کدام رنابسپارازها ساخته میشود؟ در یاخته، پروتئینهای رِناتَنی ساخته شده و رنای مربوط به آنها در کنار هم قرار گرفته و زیرواحد کوچک و بزرگ رِناتَن را میسازد. رِناتَن در ساختار کامل، سه جایگاه به نام P ،A و E دارد که با آنها در ادامه آشنا خواهیم شد.
شکل ۱۰- ترتیب قرارگیری زیرواحدهای رِناتَن
مراحل ترجمه
ترجمه نیز فرایندی پیوسته است که برای سادگی در یادگیری آن را به سه مرحلهٔ آغاز، طویل شدن و پایان تقسیم میکنند.
مرحله آغاز: در این مرحله بخشهایی از رنای پیک، زیرواحد کوچک رِناتَن را بهسوی رمزهٔ آغاز، هدایت میکند. سپس در این محل رنای ناقلی که مکمل رمزه آغاز است به آن متصل میشود. با افزوده شدن زیر واحد بزرگ رِناتَن به این مجموعه، ساختار رِناتَن کامل میشود.
در این مرحله جایگاه P در رناتَن، محل قرارگیری رنای ناقل دارای آمینواسید است. این جایگاه در ابتدا توسط رنای ناقل متیونین اشغال میشود. جایگاه A محل قرارگیری رنای ناقل بعدی و آمینواسید متصل به آن خواهد بود. پیوند پپتیدی در جایگاه A برقرار میشود. جایگاه E محل خروج رنای ناقل بدون آمینواسید است. در مرحله آغاز فقط جایگاه P پر میشود و جایگاه A و E خالی میماند (شکل 11).
شکل ۱۱- مرحله آغاز ترجمه
مرحلهٔ طویل شدن: در این مرحله ممکن است رناهای ناقل مختلفی وارد جایگاه A رُناتَن شوند ولی فقط رنایی که مکمل رَمزهٔ جایگاه A است، استقرار پیدا میکند؛ در غیر این صورت جایگاه را ترک میکند. سپس آمینواسید جایگاه P از رنای ناقل خود جدا میشود و با آمینواسید جایگاه A پیوند برقرار میکند. آیا میدانید پیوند حاصل چه نام دارد؟ پس از آن رناتَن به اندازهٔ یک رَمزه به سوی رَمزه پایان پیش میرود. در این موقع رنای ناقل که حامل رشته پپتیدی در حال ساخت است در جایگاه P قرار میگیرد (علت نامگذاری جایگاه P) و جایگاه A خالی میشود تا پذیرای رنای ناقل بعدی باشد. رنای ناقل بدون آمینواسید نیز در جایگاه E قرار میگیرد و سپس از این جایگاه خارج میشود. این فرایند بارها تکرار میشود و طول زنجیرهٔ آمینواسیدی بیشتر میشود تا رِناتَن به یکی از رمزههای پایان برسد (شکل 12).
شکل ۱۲- مرحله طویل شدن ترجمه
مرحلهٔ پایان: با ورود یکی از رمزههای پایان ترجمه در جایگاه A، چون رنای ناقل مکمل آن وجود ندارد، این جایگاه توسط پروتئینهایی به نام عوامل آزادکننده اشغال میشود. عوامل آزادکننده باعث جدا شدن پلیپپتید از آخرین رنای ناقل میشوند؛ همچنین باعث جدا شدن زیرواحدهای رِناتَن از هم و آزاد شدن رنای پیک میشوند. زیرواحدهای رِناتَنها میتوانند مجدداً این مراحل را تکرار کنند تا چندین نسخه از یک پلیپپتید ساخته شود (شکل ۱۳).
شكل ۱۳- مرحله پایان ترجمه
محل پروتئینسازی و سرنوشت آنها
پروتئینها در بخشهای مختلفی از یاخته ساخته میشوند. بهطور کلی پروتئینسازی در هر بخشی از یاخته که رِناتنها حضور داشته باشند میتواند انجام شود.
همانطور که در شکل ۱۴ میبینید، پروتئینهای ساخته شده در سیتوپلاسم سرنوشتهای مختلفی پیدا میکنند. بعضی از این پروتئینها به شبکهٔ آندوپلاسمی و دستگاه گلژی میروند و ممکن است برای ترشح به خارج رفته یا به بخشهایی مثل واکوئول (کُریچه) و کافندهتن بروند. بعضی پروتئینها نیز در سیتوپلاسم میمانند و یا اینکه به راکیزهها، هسته و یا دیسهها میروند. در هر یک از این موارد براساس مقصدی که پروتئین باید برود، توالیهای آمینواسیدی در آن وجود دارد که پروتئین را به مقصد هدایت میکند (شکل 14).
شکل ۱۴- سرنوشت پروتئینهای ساخته شده در سیتوپلاسم
سرعت و مقدار پروتئینسازی
بهطور کلی سرعت و مقدار پروتئینسازی در یاختهها بسته به نیاز تنظیم میشود. در پروکاریوتها پروتئینسازی حتی ممکن است پیش از پایان رونویسی رنای پیک آغاز شود؛ زیرا طول عمر رنای پیک در این یاختهها کم است. برای پروتئینهایی که به مقدار بیشتری مورد نیازند، ساخت پروتئینها، بهطور همزمان و پشت سر هم توسط مجموعهای از رِناتَنها انجام میشود تا تعداد پروتئین بیشتری در واحد زمان ساخته شود (شکل ۱۵). در این مجموعه، رناتنها مانند دانههای تسبیح و رنای پیک شبیه نخی است که از درون این دانهها میگذرد. همکاری جمعی رِناتَنها به پروتئینسازی سرعت بیشتری میدهد.
تجمع رِناتَنها در یاختههای یوکاریوتی نیز دیده میشوند. البته در این یاختهها سازوکارهایی برای حفاظت رنای پیک در برابر تخریب وجود دارد. بنابراین، فرصت بیشتری برای پروتئینسازی هست. در مجموع، این عوامل موجب طولانیتر شدن عمر رنای پیک پیش از تجزیه میشود.
شکل ۱۵- الف) تصویر میکروسکوپی مجموعهٔ رِناتَنها ب) طرحی ساده از رِناتنهایی که چند رنای در حال رونویسی را ترجمه میکنند.
فعالیت ۱
الف) چه رابطهای بین طول عمر رنای پیک یاختهها با میزان پروتئینسازی آنها برقرار است؟
ب) رونویسی و ترجمه در پروکاریوتها و یوکاریوتها را با هم مقایسه 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!
سلام و درود
«تکرار مادر مهارتهاست»
در راستای افزایش مهارت شما آزمونهای متنوع و زیادی از خط به خط این گفتار برای شما آماده شده است. هر آزمون دارای ۲۰ سوال ۲ گزینهای است.
برای تثبیت مطلب در حافظه و یادگیری هر چه بیشتر مطلب، در آزمونهای آنلاین «آیندهنگاران مغز» شرکت کنید.
برای شرکت در انواع آزمونهای آنلاین «گفتار به سوی پروتئین» بر لینک زیر کلیک کنید:
در ادامه خود را بیازمایید:

درود بر آقای داریوش طاهری عزیز!
خسته نباشید…