Home Home Information Contact Site Map Library English Site
بخش‌های اصلی
صفحه‌ی اصلی::
آموزش زیست‌شناسی::
بوم‌شناسی::
تاریخ زیست‌شناسی::
جانورشناسی::
دیرین‌شناسی و تکامل::
ژنتیک::
سلول و مولکول::
فناوری زیستی::
گیاه‌شناسی::
قارچ‌ها و جلبک‌ها::
میکروب‌شناسی::
برترین مقاله‌ها::
::
جستجو در پایگاه

جستجوی پیشرفته
دریافت اطلاعات پایگاه
نشانی پست الکترونیک خود را برای دریافت اطلاعات و اخبار پایگاه، در کادر زیر وارد کنید.
آخرین مطالب سایر بخش‌ها
:: نقش کتابخانه‌های دیجیتال چندرسانه‌ای در پیشرفت آموزش
:: چه چیزی دختران را دختر می‌سازد؟
:: ترویج علم با دانش‌نامه‌های الکترونیکی
:: کتاب‌های اخترشناسی و فضا منتشر شد
:: پژوهشگر تاریخ علم چه کار می کند؟
دنیای DNA

AWT IMAGE

برترین عکس‌ها از طبیعت

AWT IMAGE

مرکز آموزش ژنتیک

AWT IMAGE

:: بازخوانی مفاهیم پایه: ‌ اشتباهی در کار نیست ::
 | تاریخ ارسال: ۱۳۸۴/۱۱/۱۸ | 

AWT IMAGE

دقت ( Fidelity ) و بی‌دقتی ( Infidelity )

تنها بخش اندکی از پادتن‌هایی که تولید می‌شوند، می‌توانند سودمند باشند. حدود یک سوم از همه‌ی پروتئین‌هایی که سلول‌های عادی انسان تولید می ‌ کنند، به علت این که به درستی چین نخورده‌اند، بی‌درنگ با مجتمع‌‌های پروتئینی ویژه‌ای به نام پروتئازوم ( Proteasome ) ، تخریب می‌شوند. بیش از نیمی از کل مولکول‌های mRNA تولید شده در سلول، دارای اشتباه‌‌هایی هستند و باید از بین بروند.

در روند تولید پروتئین ممکن است، برای هر 10 هزار اسید آمینه‌ی درست، 3 اسید آمینه‌ی نادرست قرار گیرند؛ در رونویسی ممکن است، به ازای هر 100 هزار نوکلئوتید، یک نوکلئوتید نادرست و در هر بار همانندسازی DNA ، به ازای هر 10 میلیارد نوکلئوتید، یک نوکلئوتید نادرست جا می‌گیرد.

با توجه به این حقیقت‌ها می‌توان نتیجه گرفت، نظام‌های زنده هم اشتباه می‌کنند. اما بی‌دقتی هزینه‌بر است و می‌‌تواند باعث نقص در جاندار شود. نظام‌های زنده برای کاهش بی‌دقتی چه راهبردهایی را در پیش گرفته‌اند؟ دقت فرایندهای زیستی، برای مثال همانند سازی DNA ، تا چه اندازه است؟ آیا این راهبردها نمی‌توانند بی‌‌دقتی را به صفر و دقت را به‌ بیش‌ترین اندازه‌ی خود برسانند؟

در فرایند همانندسازی، آنزیم DNA پلیمراز با عمل ویرایش خود، نوکلئوتیدهایی را که نادرست جاگذاری شده‌اند، بر می‌دارد. سپس نظام ترمیم جفت‌های ناجور، بیش‌تر اشتباه ‌های باقیمانده را برطرف می‌کند. پس از این نظام‌های نظارت بر کیفیت، آنزیم‌های تصحیح‌ کننده‌ی خطاها قرار دارند که بسیار کار آمدند و اشتباه‌های احتمالی آن‌ها را تصحیح می‌کنند.

آیا سلول می‌خواهد با استفاده از آنزیم‌های ترمیم کننده، به دقت کامل دست پیدا کند؟ به نظر می‌رسد نه! باکتری‌هایی وجود دارند که در اثر جهش، دقت فرایندهای همانندسازی DNA و تولید پروتئین در آن‌ها افزایش یافته است. جهش یافت ه‌ی StrR یکی از آن‌هاست که به پادزی استرپتومایسین مقاوم است. استرپتومایسین باعث افزایش میزان اشتباه در فرایند تولید پروتئین می‌شود. جهش یافته‌های StrR در نبود استرپتومایسین دقت بالایی دارند و نسبت به باکتری‌های جهش نیافته، به کندی رشد می‌کنند. این جهش یافته‌ها تنها در حضور استرپتومایسین به خوبی رشد می‌کنند.

دقت، هزینه می‌خواهد. از این رو، جاندار به جای به دست آوردن بیش‌ترین دقت، در پی به دست آوردن بهینه‌ترین دقت است. البته، اگر میزان اشتباه بالا باشد، زندگی جاندار به خطر می‌افتد. وقتی در باکتری‌ها و مخمرهای ‌هاپلوئید، میزان جهش هزار برابر افزایش می‌یابد، آن‌ها در اثر این فاجعه‌ی ژنتیکی می‌میرند.

برای دقت همانندسازی DNA ، سرمایه‌گذاری زیادی صورت گرفته است، زیرا ژن‌ها گنجینه‌ی اطلاعات زندگی هستند . اما وقتی ماندگاری جاندار به خطر می‌افتد، حتی از دقت DNA هم کاسته می‌شود. برای مثال، وقتی گوناگونی ژنتیکی کنونی، سازگاری باکتری را محدود می‌سازد، جمعیت‌هایی که از نظر ژنتیکی ناپایدارترند، نسبت به جمعیت‌های دیگر تند‌تر سازش می‌یابند.

دو دسته از ژن‌ها با افزایش جهش و یا نو ترکیبی، باعث شتاب‌گرفتن گوناگونی ژنتیکی در جمعیت‌‌های باکتری‌ها می‌شوند: ژن‌هایی که تنش‌ها آن‌ها را فعال می‌کنند و ژن‌هایی که غیرفعال شدن آن‌ها، باعث افزایش گوناگونی ژنتیکی می‌شود. به علاوه، ژن‌هایی که پروتئین‌هایی مانند پادتن‌ها را رمز می‌دهند، در فشار گزینش همیشگی، دچار افزایش نرخ جهش می‌شوند. بنابراین، هر کدام از ژن‌ها دقت بهینه‌ی ویژه‌ی خود را دارند و اگر ماندگاری جاندار ایجاب کند، میزان دقت کاهش می‌یابد؛ زیرا هدف نهایی جاندار دقت نیست، بلکه هدف او ماندگاری است.

بی‌دقتی حتی در همانندسازی DNA نیز راهگشا می‌شود. دستگاهی که DNA را با دقت بسیار بالا همانند سازی می‌کند، تنها می‌تواند مولکولی را همانندسازی کند که از نظر شیمیایی هیچ‌گونه نقشی ندارد. اما این DNA را نمی‌توان در سلول‌ها پیدا کرد. اکسیده شدن، آب‌کافت و آلکیله شدن و شکستن خود به خود رشته‌ها، روزانه در هر سلول بدن انسان، بیش از 300 هزار "زخم" به وجود می‌آورند که البته بیش‌تر آن‌ها با روش‌های ویژه‌ای ترمیم می‌شوند. هر کدام از زخم‌های ترمیم‌نشده می‌توانند، باعث توقف دستگاه‌ بسیار دقیق همانندسازی DNA شوند. اما DNA پلیمرازهای ویژه، امکان همانند سازی DNA را در این شرایط، فراهم می‌سازند. این DNA پلیمرازها ، دقت کم‌تری دارند.

بی‌‌دقتی هزینه‌بر است و ممکن است به نقص در جاندار بینجامد، اما باعث نوآوری، توانمندی و پایندگی زندگی می‌شود. اشتباه‌ها اغالب تصحیح می‌شوند، اما همیشه به عنوان منبع نوآوری کور، برای سازش پیوسته با تغییرهای پیش‌بینی ‌ناپذیر محیط، آزمایش می‌شوند. بنابراین، اشتباهی در کار نیست.

منبع :

Miroslav Radman, Fidelity and Infidelity , Nature, Vol 413, 13 Sep 2001 .

  
تسهیلات مطلب
سایر مطالب این بخش سایر مطالب این بخش
نسخه قابل چاپ نسخه قابل چاپ
ارسال به دوستان ارسال به دوستان


کد امنیتی را در کادر بنویسید >
::
دفعات مشاهده: 6853 بار   |   دفعات چاپ: 2036 بار   |   دفعات ارسال به دیگران: 308 بار   |   0 نظر
زیست‌شناسی
Persian site map - English site map - Created in 0.056 seconds with 1058 queries by yektaweb 3505