زیست دوازدهم: فصل دوم - هما پرتوانداز

این مطلب شامل درسنامه با 5 تست چالشی از کتاب سه سطحی زیست دوازدهم، فصل دوم میباشد.

در قسمت ضمیمه فایل درسنامه به همراه پاسخ تشریحی سوالات قرار داده شده است.

این مطلب توسط هما پرتوانداز تهیه شده است.

* گروه برترهای کانون *

میدانید که پلی پپتیدها بر اساس اطلاعات دنا و توسط رناتن در سیتوپلاسم ساخته می شوند. در یاخته های دارای هسته چون رناتن ها رون هسته حضور ندارند, فرآیند ساخت پلی پپتید درآن انجام نمی شود. با توجه به اینکه اطلاعات دنا برای ساخت پلی پپتید ضروری است و دنا هم از هسته خارج نمی شود، این سؤال پیش می آید که دستورات ساخت پلی پپتید چگونه به بیرون هسته منتقل میشود؟

پاسخ در مولکول رنا است. انواعی از رنا در یاخته وجود دارند که در پروتئین سازی نقش دارند. این رناها از روی مولکول دنا ساخته میشوند. به ساخته شدن مولکول رنا از روی بخشی از یک رشته دنا، رونویسی گفته می شود.

برای اینکه رونویسی ژن از محل صحیح خود شروع شود توالی های نوکلئوتیدی ویژه ای در دنا وجود دارد که رنابسپاراز آن را شناسایی می کند. به این توالی ها، راه انداز گفته میشود. راه انداز موجب میشود رنابسپاراز اولین نوکلئوتید مناسب را به طور دقیق پیدا و رونویسی را از آنجا آغاز کند. در این حالت بخش کوچکی از مولکول دنا باز و زنجیره کوتاهی از رنا ساخته می شود.

در دنا توالی های پایان,موجب پایان رونویسی می شوند.

نحوە عمل رنابسپاراز به این صورت است که آنزیم با توجه به نوع نوکلئوتید رشته الگوی دنا، نوکلئوتید مکمل را در برابر آن قرار میدهد و سپس این نوکلئوتید را به نوکلئوتید قبلی رشته رنا متصل میکند.در آغاز رونویسی هم پیوند بین بازهای مکمل در بخشی از دنا را می شکند.

........................................................... منبع: سه‌سطحی زیست دوازدهم ـ 06/08/96

117- کدام عبارت در ارتباط با مرحلة طویل شدن فرایند رونویسی نادرست است؟  

1) برخلاف مرحلة پایان، پیش روی حباب رونویسی ادامه دارد.

2) همانند مرحلة پایان، پیوندهای هیدروژنی میان رشته‌های الگو و رمزگذار دنا مجدداً تشکیل می‌شوند.

3) برخلاف مرحلة آغاز، نوکلئوتید مکمل نوکلئوتیدهای رشتة الگوی دنا، در زنجیرة رنا قرار می‌گیرند.

4) همانند مرحلة آغاز، پیوندهای هیدروژنی میان دو رشتة مولکول دنا، توسط آنزیم رنابسپاراز شکسته می‌شود.  

مراحل ترجمه:

مرحله آغاز: در این مرحله بخش هایی از رنای پیک، زیرواحد کوچک رناتن را به سوی رمزه آغاز هدایت میکند. سپس در این محل رنای ناقلی که مکمل رمزه آغاز است به آن متصل می شود. با افزوده شدن زیرواحد بزرگ رناتن به این مجموعه، ساختار رناتن کامل می شود.در این مرحله جایگاه P در رناتن محل قرارگیری رنای ناقل دارای آمینواسید است. این جایگاه در ابتدا توسط رنای ناقل متیونین اشغال میشود. جایگاه  Aمحل 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 می ماند.

مرحله طویل شدن:

در این مرحله ممکن است رناهای ناقل مختلفی وارد جایگاه A رناتن شوند ولی فقط رنایی که مکمل رمزة جایگاه A است، استقرار پیدا میکند؛ در غیر این صورت جایگاه را ترک می کند.  سپس آمینواسید جایگاه P از رنای ناقل خود جدا میشود و با آمینواسید جایگاه A پیوند بر قرار می کند. پس از آن رناتن به اندازە یک رمزه به سوی رمزه پایان پیش می رود.
در این موقع رنای ناقل که حامل رشته پپتیدی در حال ساخت است در جایگاه P قرار میگیرد (علت نامگذاری جایگاه  (Pو جایگاه A خالی می شود تا پذیرای رنای ناقل بعدی باشد. رنای ناقل بدون آمینواسید نیز در جایگاه Eقرار میگیرد و سپس از این جایگاه خارج میشود. این فرایند بارها تکرار می شود و طول زنجیره آمینواسیدی بیشتر می شود تا رناتن به یکی از رمزه‌های پایان برسد.

مرحله پایان:

با ورود یکی از رمزه های پایان ترجمه در جایگاه A، چون رنای ناقل مکمل آن وجود ندارد، این جایگاه توسط پروتئین هایی به نام عوامل آزادکننده اشغال میشود. عوامل آزادکننده باعث جدا شدن پلی پپتید از آخرین رنای ناقل می شوند. همچنین باعث جدا شدن زیرواحدهای رناتن از هم و آزاد شدن رنای پیک می شوند زیرواحدهای رناتن ها میتوانند مجددا این مراحل را تکرار کنند تا چندین نسخه از یک پلی پپتید ساخته شود.

........................................................... منبع: سه‌سطحی زیست دوازدهم ـ 06/08/96

153- در بخشی از مراحل ترجمة یک mRNA پروکاریوتی، درون رناتن، دو مولکول رنای ناقل حاوی آمینواسید (ها) مستقر هستند، کدام وقایع به ترتیب بلافاصله قبل و بعد از این مرحله رخ می‌دهند؟

1) ورود tRNA حامل آمینواسید به جایگاه A- انتقال آمینواسید به جایگاه P  

2) تشکیل پیوندهای هیدروژنی در جایگاه A- تشکیل پیوند پپتیدی در جایگاه A

3) خروج tRNA فاقد آمینواسید از جایگاه P- شکسته شدن پیوندهای هیدروژنی در جایگاه A

4) ورود tRNA حامل آمینواسید به جایگاه P - خروج tRNA فاقد آمینواسید از جایگاهA     

........................................................... منبع: سه‌سطحی زیست دوازدهم ـ 06/08/96

174- چند مورد دربارة هر جایگاهی از رناتن (ریبوزوم) درست است که tRNA متصل به زنجیرة آمینواسیدی می‌تواند در آن دیده شود؟

الف) پیوندهای هیدروژنی هیچ‌گاه در آن شکسته نمی‌شوند.

ب) در مرحلة آغاز و پایان ترجمه توسط رنای ناقل اشغال می‌شود.

ج) در طی فرایند ترجمه، پیوندهای هیدروژنی می‌تواند در آن تشکیل شود.

د) در حین ترجمه، tRNA متصل به یک آمینواسید در آن مشاهده می‌شود.  

1) 1                                     2) 2                                           3) 3                                         4) 4

در این نوع تنظیم، پروتئین های خاصی به رنابسپاراز کمک میکنند تا بتواند به راه انداز 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 آنزیم هایی ساخته می شوند که در تجزیه آن دخالت دارند. در عدم حضور مالتوز این آنزیم ها ساخته نمی شوند چون  باکتری نیازی به آنها ندارد. تنظیم رونویسی در مورد این ژن ها به صورت مثبت انجام می شود. در حضور قند مالتوز، انواعی ازپروتئین به نام فعال کننده  وجود دارند که به توالی های خاصی از دنا متصل میشوند. به این توالی هاجایگاه اتصال فعال کننده گفته می شود. در حضور مالتوز در محیط، پروتئین فعال کننده به جایگاه خود متصل می شود و پس از اتصال به رنابسپاراز کمک می کند تا به راه انداز متصل شود و رونویسی را شروع کند. مالتوز باعث اتصال فعال کننده به جایگاهش می شود. اتصال مالتوز به فعال کننده باعث پیوستن آن به جایگاه اتصال شده و رونویسی شروع می‌شود. 

نکته:در تنظیم مثبت رونویسی برخلاف تنظیم منفی رونویسی,اپراتور و مهارکننده وجود ندارد.

........................................................... منبع: سه‌سطحی زیست دوازدهم ـ 06/08/96
203- در باکتری اشرشیاکلای، به منظور ساخته شدن آنزیم‌هایی که در تجزیة مالتوز دخالت دارند، چند مورد زیر ضروری است؟

الف) مالتوز به توالی خاصی از دنا متصل می‌شود.

ب) در محیط باکتری قند مالتوز وجود داشته باشد.

ج) مانع سر راه رنابسپاراز از روی توالی خاصی از دنا برداشته شود.

د) با ایجاد خمیدگی در دنا عوامل رونویسی در کنار هم قرار گیرند.  

1) 1                                     2) 2                                           3) 3                                         4) 4

پاسخ‌نامه

117- گزینة «3»................................................................................................................................................

در مرحلة طویل شدن همانند مرحلة آغاز، نوکلئوتیدهای مکمل نوکلئوتیدهای رشتة الگوی دنا، در زنجیرة رنا قرار می‌گیرند.

بررسی سایر گزینه‌ها:

گزینة «1»: در مرحلة طویل شدن حباب رونویسی به سوی انتهای آن پیش می‌رود، در حالی که در مرحلة پایان این پیش روی رخ نمی‌دهد.

گزینة «2»: در مرحلة طویل شدن و پایان، پیوندهای هیدروژنی میان رشته‌های الگو و رمزگذار دنا که توسط آنزیم رنابسپاراز شکسته شده بودند، مجدداً تشکیل می‌شوند.

گزینة «4»: در مراحل آغاز و طویل شدن، پیوندهای هیدروژنی میان دو رشته مولکول دنا، توسط آنزیم رنابسپاراز شکسته می‌شود.

108- گزینة «3»................................................................................................................................................

با توجه به شکل کتاب درسی، بخش‌های A ، B، و C به ترتیب آنزیم رنابسپاراز، رشته الگو و رنای رونویسی شده هستند.

گزینة «1»: طبق متن کتاب درسی، آنزیم رنابسپاراز با کمک راه‌انداز نوکلئوتید مناسب را به‌طور دقیق پیدا کرده و رونویسی را از این محل آغاز می‌کند.

گزینة «2»: در دنا (رشتة الگو)، توالی‌های ویژه‌ای موجود است که سبب پایان فرایند رونویسی می‌شود.

گزینة «4»: آنزیم رنابسپاراز در ابتدای رونویسی، دو رشتة دنا را از هم باز می‌کند که این فرایند با شکسته شدن پیوند هیدروژنی بین بازهای مکمل در دنا صورت می‌گیرد.

153- گزینة «2»................................................................................................................................................

در مرحلة طویل شدن ترجمه, دو tRNA درون ریبوزوم یافت می‌شوند، که بلافاصله قبل از آن، یک tRNA وارد جایگاه A شده است و با mRNA پیوند هیدروژنی برقرار می‌کند، بلافاصله بعد از آن نیز آمینواسید (های) متصل به tRNA جایگاه P، به جایگاه  Aمنتقل شده و پیوند پپتیدی تشکیل می‌گردد.

بررسی سایر گزینه‌ها:

گزینة «1»: بلافاصله پس از این مرحله، آمینواسید (های) متصل به tRNA درون جایگاه P به tRNA درون جایگاه A منتقل می‌شود.

 گزینة «3»: شکسته شدن پیوندهای هیدروژنی بین tRNA و mRNA در جایگاه A رخ نمی‌دهد.

گزینة «4»: هیچ‌گاه از جایگاه A ، tRNA فاقد آمینواسید خارج نمی‌شود.  

174- گزینة «2»................................................................................................................................................

تنها موارد «ج» و «د» درست هستند.

در مرحلة طویل شدن فرایند ترجمه در جایگاه‌های A وP  رناتن، tRNA متصل به زنجیرة آمینواسیدی می‌تواند دیده شود.

بررسی موارد:

الف) در مرحلة پایان ترجمه، پیوندهای هیدروژنی بین رنای پیک و رنای ناقل در جایگاه P شکسته می‌شود. (نادرست)

ب) جایگاه A تنها در مرحلة طویل شدن توسط رنای ناقل اشغال می‌شود، (نه مرحلة آغاز). (نادرست)

ج) در مرحلة طویل شدن پیوند هیدروژنی میان رنای ناقل و پیک در جایگاه A و در مرحلة آغاز پیوند هیدروژنی میان رنای ناقل و پیک در جایگاه P تشکیل می‌شود. (درست)

د) در مرحلة آغاز ترجمه tRNA متصل به یک آمینواسید در جایگاه P و در مرحلة طویل شدن tRNA متصل به یک آمینواسید در جایگاه  Aمی‌تواند دیده شود. (درست)

203- گزینة «1»................................................................................................................................................

تنها مورد (ب) ضروری است.

در باکتری اشرشیاکلای، تنظیم رونویسی در مورد ژن‌های مربوط با ساخت آنزیم‌های تجزیه کنندة مالتوز به صورت مثبت انجام می‌شود.

بررسی موارد: 

الف) در حضور مالتوز در محیط، پروتئین‌ فعال‌کننده به جایگاه اتصال خود متصل می‌شود و پس از اتصال به رنابسپاراز کمک می‌کند تا به راه‌انداز متصل شود و رونویسی را شروع کند. اتصال مالتوز به فعال‌کننده باعث پیوستن آن به جایگاه اتصال شده و رونویسی شروع می‌شود، طبق شکل 17، صفحة 35 زیست‌شناسی 3 مالتوز به دنا متصل نمی‌گردد.

ب) اگر در محیط باکتری، قند مالتوز وجود داشته باشد، درون باکتری آنزیم‌هایی ساخته می‌شوند که در تجزیة آن دخالت دارند. در عدم حضور مالتوز این آنزیم‌ها ساخته نمی‌شوند. چون باکتری نیازی به آن‌ها ندارد؛ پس وجود مالتوز برای ساخته شدن آنزیم‌هایی که در تجزیة آن دخالت دارند ضروری است.

ج) در باکتری اشرشیاکلای، در طی ساخته شدن آنزیم‌های تجزیه کنندة لاکتوز با برداشته شدن مانع سر راه (پروتئین مهارکننده) که به توالی خاصی از دنا (اپراتور) متصل است، رنابسپاراز می‌تواند رونویسی ژن‌ها را انجام دهد. در تنظیم مثبت رونویسی مربوط به تجزیة مالتوز ,مهارکننده و اپراتور وجود ندارد.

د) در تنظیم بیان ژن یوکاریوت‌ها در مرحلة رونویسی، با پیوستن برخی از عوامل رونویسی به توالی افزاینده و با ایجاد خمیدگی در دنا، عوامل رونویسی متصل به افزاینده در کنار عوامل رونویسی متصل به راه‌انداز قرار می‌گیرند. کنار هم‌ قرارگیری این عوامل، سرعت رونویسی را افزایش می‌دهد. باکتری اشرشیاکلای جانداری پروکاریوت است.