نسخ المادةالوراثية Transcription

24
By Ismael A. Khatab Head of Genetics Department Faculty of Agriculture Kafrelsheikh University [email protected] http://kfs.academia.edu/khata b خ س ن ل ا ة ث ورا ل ا ات ي سسا اTranscription م ي ح ر ل ا ن م ح ر ل ة ا ل ل م ا س" ب م ي ح ر ل ا ن م ح ر ل ة ا ل ل م ا س" ب

Transcript of نسخ المادةالوراثية Transcription

ByIsmael A. Khatab

Head of Genetics Department Faculty of Agriculture Kafrelsheikh [email protected]

http://kfs.academia.edu/khatab

سخ� ة ال�ن� ات ال�وراث�� اس�اس�ي�Transcription

م مب�"سم ال�لة ال�رح�من� ال�رح�ي� ب�"سم ال�لة ال�رح�من� ال�رح�ي�

Replication Transcription Φγϧ Translation ΔΟέΗϣ Dupilcation DNA RNA Protein

كسى � ع� سخ � ب�ف� اغ�� ض� ت�

سخ� ب��

مة ت�رح�"

واع ن�0 RNAا2

واع م�ن� ن�0 ة ا2 لاث�� د ث�� وج�" .ا. ال�رس�ول – 1 وهى� :RNAن� ،messenger RNA (mRNA)- ج�ام�ض� ر.ن� ل – 2 اق� .ا. ال�ي� وس�ومى� – transfer RNA (tRNA)، 3- ج�ام�ض� ر.ن� ب" OPي .ا. ال�ر ض� ر.ن� �RRRRRRRRRRRRRRRRج�ام -ribosomal RNA (rRNA)

Rال�ـ ة �Rف ي� Vوظ�mRNA د �Rج ة م�Rن� ا2 �Rي ف�رات ال�وراي�� ع ال�ش� �Rام�ي سRخ� م�ج" و ب�� 2Rل ا Rق ى� ن�� �Rن� فRكم طRى� ال�ـR ث� ي� ا ال�ـDNA Rح�� ضRل ه�د� ف� ي� م ي�� ��Rث ، mRNA م لار� وث�" ب لRي� ال�سRي� mل ا Rق ي nي ى� وي�� �Rف واة ات ال�ب� ي� ق ي� .ح�ق

transfer RNA (tRNA) وي� ع�لRRRى� uحب ا ي�� ي� xيRRRس ر ب�� ي� غ� �RRRي2 ص ر� و ج�" �RRRاء 80 -75 وه ي� و لRRRة ي�" �RRRوه دة ي� ي� و وك�لب� ب� ار� ي�� مي واع�دة ، وي�� ن� ق �RRRن� ع�دد م ORRRي ط ي�" "�RRRرتت� ة �RRRي ي� ي� دروح�" ط ه�ي� "�RRRن� روات �RRRخ� ع �RRRاي د ث�� RRRن� م�عق �RRي واي�� ن� ال�ج" �RRم ة �RRلي ي� ات م�ي� ق ي ة وهRRى� م�ش� ��RRر ع�ادث �RRي د ال�غ� �RRواع ن� ال�ق �RRود ع�دد م وج�" ل ن�" ي� ي� موعة ال�مي� ك�يR�ر م�ن� م�ج" و ا2 2Rا موعة د م�ج" وج�" uب ي�ره�ا ، ف�� ل وع� وراس�ي� هRRRا CH3وال�ب� ن�� لRRRي� ا2 mة ا د ه�د� �RRRواع ات ال�ق ق ي ة م�ش� �RRRه�مي ع ا2 "�RRRرح واج� ، وت� ر� ن� ا2 �0RRRي كو ع ث� �RRRمي ي2ي� كRRل ال�ج"ر� ن� ش�� �0Rي كو ى� ث� �RRر ف ��RRت و2 هRRى� ن� الRRي� ف�� ال�ي د وث�" �RRواع ى� ال�ق �RR�0ب" فRRي ر خ� ق� xبRRص صRوص ل�ي� غRة ف�� رن�" و ا2 2Rا ة ��Rلاث م ل�هRا ث�� ي� �Rالي"رس ة Rن� ورق�Rة م "Rي ة ال�ش� �Rع�لي قRطل ل�Rك· ت�� ول�د� م ة الي"رس�Rي� Rج� ورق مود� ات ال�ـClover Leaf Model Rي�� ي2 ي�� ر� . ول�ج"tRNA ال�طرف� دة ق�� ة ع�دث�� �RRRركي ض م�ش� ضRRRات�2 ع '3 خ�� "0RRRب ا ي uة ي� RRRي ي�� ها ى� ن�� �RRRل فRRRجم د ي�� �Rواع ال�كودون� CCAال�ق عرف� ث�" ر ن�" ��Rج Áي� ا� �Rلاث ع ث�� "0Rب ا ي uا ي� �Rض ت�� ي2 ا2 جمRل ال�ج"ر� اد ك�مRا ي�� د anticodonال�مض� �RRRRواع عات ق ان�" ي uع ي� �RRRRم ت �RRRRف اط ال�مو2 ي" ري� mالا ي2 ب��سRRRRمخ ث�" ر� ود ع�لRRRRRRى� ج�" ي2 ال�ـmRNA RRRRRRال�كودون� ال�موج�" ر� كون� ج�" ي ى� tRNA وي�� �RRRRRRف ال�Rب" واة ع�لRى� ق� ا DNAال�ب� ��Rث كير ى� ال�ي" �Rوف .E. coli Rكون� ال�ـ موع 15 ج�والRي� tRNA ث�� ت" RNA% م�ن� م�ج" رك�ي� الي� ت� كل ال�ي يOن� ال�ش� ي" O.وي� ة لي� ى� ال�ج� . tRNA ف�

• 3-base code (triplet) is an “anticodonanticodon”• 3” Attached amino acid that is carried from cytoplasm

tRNA in cytoplasm has a codon attached to an amino acid

t-RNA ن� ت" ا2 "Rح ض ي�� ضRRRRRRRRRات�2 دد م�ن� ال�خ� �RRRRRRRى عRRRي ع�لRRو uRRRRRبRRح ي�� وهى : ـ م 1. ث�� nر ت�� mر� ا ي� Oمي ادرًا ع�لى ي� كون� ق� ن� ث�� ت" ا2 ح" ي��

Aminoacyl t-RNA Synthetase صض لة خ� ى ال�مت ن� م�ي� ف� لة ال�جمض� الا2 ي� ص� ي ت�� ال�مطلوت" وال�د�

وي2. uحب ن� ي�� ت" ا2 ح" ع ع�لى م�كان� t-RNAي�� عمل ك�موق� ى .ن�� ن� م�ي� ط ل�لجمض� الا2 رت�"

ا ع�لى ال�ـ 3. ض� ت�� وي ا2 uحب ن� ي�� ت" ا2 ح" ي��Anticodon ال�ـ (Anticodon ت" ال�مكمل عاف� ط ه�و ال�ي ي" ري� واع�د ال�نى س�وف� ت� صض ل�لق خ� ال�ـ وال�مت ال�مكمل ل�ها (m RNA ث�"

Loop 3

Loop 2

Loop 1

وس�ومى�3 ب" OPي .ا. ال�ر - ج�ام�ض� ر.ن� Ribosomal RNA (rRNA)

ن� ، �0Rي ر ات م�Rن� ال�فرن� ال�عش� ي� ي� مشRي� ى� ال�ج� �Rن� ف ي� ع الRي"روي� ي� ضRي� ى� ت� �Rف وم�ات�Rوس ب" OPي خ دور ال�ر �Rض ن� وات� �RRRي ن� ت�"روي� �RRRكون� م ي uى� ي�RRRوه ة �RRRلي م ال�ج� لار� وث�" ب ي� �RRRRى� س �RRRف وم�ات �RRRRوس ب" OPي د ال�ر "�RRRRواج ب u0ي همRRRا ، rRNAو ن� Oي xي� ة RRRف�رق مكRRRن� ال�ي ن� وي�� ى� ال�ور� �RRRن� ف ي� ي سRRRاوي�� ر م�ن �RRRي ن� ع� �RRRي ن� وج�دي� �RRRوم م �RRRوس ب" OPي ب" ال�ر �RRRركي ث�0 ت" و ي� �RRرسالي رعةRRس ق �äRRن ن� ط�ر �RRعS ( S ى� �RRعن اس Svedberg unit ن� ي� ت" وهRRى� م�ق ( .sedimentationل�معدل اليرس�ي� وس�Rوم ب" OPي طلRق ع�لRى� ر اس 70S ribosome اسRمE. coliوت�� ي� ى� م�ق �Rعن ي� ، وهRى� ن� لRة ال�طرد ال�مرك�ر� Áدام ا ج� س�Rت ëا xت" ث� ى� اليرس�Rي� �Rوم ف�Rوس ب" OPي . centrifugeسRرعة ال�ر ن� ي� كون� م�ن� وج�دي� ي ي� :50S و 30Sوه�و ي�� ث0 Áن� م�ن� الا ي� يرك�ب" ك�لا ال�وج�دي� u0ث ، وة30S : 16S rRNA + 21وج�دة - 1 وس�وم�ي� ب" OPي ات ر ي� ي� ة50S : 5S rRNA + 23S rRNA + 34وج�دة - 2 ت�"روي� وس�وم�ي� ب" OPي ات ر ي� ي� . ت�"روي� سRRRRRRمى� ع ب� �RRRRRRام�ي ى� م�ج" �RRRRRRن� ف ي� روي� لاس�ل الRRRRRRي" �RRRRRRع س ي� ضRRRRRRي� ى� ت� �RRRRRRف ةRRRRRRل وم�ات ال�داج�� �RRRRRRوس ب" OPي مRRRRRRع ال�ر ج" uت وي�

polysomes ها ج�ام�ض� ن� Oي xط ي� .mRNA ، وت��رت�"

Ribosomal RNA اع الRو ن�0 د ا2 �RRRRRRج س RNA ه�وRRR ا2 �RRRRRRRن� ال�ري�2نRRال�مكو RRRو �RRRRRRال وه قRRRRRRل �Rج وم. ي�� �RRRوس "RRبOPي لRRRر �RRRRRRRRلRNA تRRRح �RRRRRRRRRRى يRRRRRRي� ع�لRRو uRRRRRحب . وي�� RRة وRRث�� وRمى� داج��ل ال�ب� �RRRRوس "RRبOPي رR. ال�ر �RRRRRRي xRي �RRRRRRRRRRRRى� ك 2RRي��ن ر� "�RRRRRRRRن� ج و ور� د د� RRRRن� م�عقRRكو Rي ��RRRRRRي �ت �RRRRح�ي ةRر �RRRRRRي �RRRRRRغ �RRRص دة�Rوج تRRح رRة وي� �RRRRRRي xRي �RRRRRRRRRRRRك دة�Rن� ال وج ORRRRي "�RRRRRRRRRRRRRRRي RRRRRط اRل�رت�" "�RRRRRRRRRRRRRRRوم ث �RRوس "RRبOPي ى� ال�ر �RRRRRRRRRRRRRRRRRف ةRر �RRRRي �RRRRRRغRRال�ص دة�Rال�وج تRRح �RRRRRRRRRRي RRRRRط رت�" �RوتRNA ل والRRو �RRRRال�رسRNA ةRر �Rي xRRRRRيRRRال�ك دة�Rال�وج تRRRRRRRح �RRRRRRRRRRوم ي ق �RRRRRRRRRRRRRRن� ن �RRRRRRRRRى� ج�ي �RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRل، ف �RRRRRRاق ى� ال�ي� �RRRRRRRRRRRRRRRRف RRة �Rي ي� م�ي� ح�مRRRRاص� الا2 ن� الا2 ORRRي "�RRRRRRRRRRRRRRRي RRة ��RRدث ي xي طRRRRRRRRة ال�ي" ن� ال�رات�" �0Rي كو �RRRRRRRRRRRRRRRى� ث �RRRRRRRRRRRRRRRRف اع�دةRRل�مسRا "�RRRRRRRRRRRRRRRد.ث ي� RRي ي" xRRدد ال�يRRRRRع RRم�ي RRلسلة �RRRRRRRس

34

TranscriptionDNA encoding gene messenger RNA

ات ال�ـ ي2 ي�� ر� ق ج�" لب� ج� RNAي�

Rال�ـ ات ي2 ي�� ر� ق ج�" �Rلب ج� م ي� Rي ي�0 طRى� ال�ـRNA R و ي� د ح�� �Rج ء م�Rن� ا2 ر� دام ج�" ج� ت �Rس ëا xث� DNA سمى� مات ب� ي�� nر طة ات�� �RRواس ة ن�" ر� ي� جف� م ي� RRي ي�0 عدد و ل م�ي �RRاع ق� ى� ن� �RRب" ف �RRال RNA(ك�قpolymerasesRRRR) RRRRRRRRRال�ـ لمرة مات ث�" ي�� nر ن� RNA ات�� �0RRRRRRRRRي كو ة ث� �RRRRRRRRRوع�ملي ، RRRRRRRRRRRRRRRض� ال�ـ �RRRRRRRRRRRRRRRج�ام ات ي2 ي�� ر� سRRRRRRRRRRRRRRRخ� او RNAج�" هRRRRRRRRRRRRRRRا ال�ن� طلRRRRRRRRRRRRRRRق ع�لن� ت��

Transcription .: مراج�ل ة لاث�� ة ع�لى� ث�� ي� سخ� ال�مادة ال�وراي�� ة ب�� م ع�ملي� ي ة 1وي� داث�� طالة initiation 2- ال�ي" س�ي mالا - elongation ة 3 هاث�� سخ� وه�ما : termination- ال�ن� ة ال�ن� ن� ل�عملي� ي� ن� ه�ام�ي ي� ي Vار م�لاخ�ظ ي" ى� الاع�ت د� ف� ج�� ت" الا2 ح" مات1وي�� ي�� nر سخ�- الات�� ة ال�ن� ى� ع�ملي� لة ف� ط 2 ال�داج�� �Rي ل�Rك· ع�لRى� ح�� سRخ� ود� ة ال�ن� �Rى� ع�مليRه ن nي uن� ي� ��Rي دا2 وا2 ي" ن� ي� ��Rجدد اي ى� ي� Rال�ن ارات س�� mال�ـ - الاDNA.

TATA binding protein

Initiation of transcription

DNA GG TATA CCC

Transcription begins

Promoter Gene sequence to be transcribed

TATA box

Transcription begins at the 5’ end of the gene in aregion called the promoter.

When a complete transcription complex is formed RNA polymerase binds and transcription begins.

The promoter recruits TATA protein, a DNA binding protein, which in turn recruits other proteins.

Transcription factor

ي2 ال�ـ • ر� ى� ج�" دات ف� ي� ي� و وك�لب� ب� ع ال�ي� ب0" ا ي uد ي� جدث�� م ي� ي ى� RNAي�� دات ف� ي� ي� و وك�لب� ب� ع ال�ي� ب0" ا ي uي� واس�طة ن�" ة ل�سلشة ال�ـ . DNAج�ام�ض� ال�ـ ام�ي� ة ال�ي� هاث�� لي� ال�ن� mا دة دث�� دة ج�" ي� ي� و وك�لب� ب� اف� ك�ل ي�� ض� وت�RNA ، ودة لة ال�موج�" اث�" دة ال�مق ي� ي� و وك�لب� ب� ها م�ع ال�ي� ق واق�� دة ح�شت" ن� ي� ي� و وك�لب� ب� ة ال�ي� ار ه�د� ت ح� ط ال�ـ وي� ت�0 ر ة DNAع�لى� س� ي� ي�2 ا ي� طة ي�� امة رات�" ها ع�لى� اق� درن� م�ع base-pairوح�شت" ق� ط ال�ـ ت�0 ر ودة ع�لى� س� .ال�موج�" اع�دة DNAال�ق

ن�مو س�لسلة • اةRNAي� ج" ي� mى� الا دة ف� دث�� دة 3' 5ال�ج" دث�� دات ال�ج" ي� ي� و كلب� ي� ن� ال�ي� ي� ا2 ' ،ا2 ة هاث�� لي� ال�ن� mط ا ف اف� ق�� ض� ى� س�لشة OH'-3ت�ُ ن�مو RNAف� اص ي�" اة ال�ج� ج" ا الاي� ة ، ه�د� ام�ي� ال�ي� ق RNAس�لشة لب� ج� اة ي� ج" س اي� ق� ة ه�و ن�� ام�ي� DNAال�ي�

ق ال�ـ • لب� ج� ى� ي� ة ف� ادث�2 اء ال�ي" ر� ج�" ي� RNAالا2 ور� ب" OPي وع ال�ر دات م�ن� ال�ب� ي� ي� و كلب� ي� ع ي�� "äب ر هى� الا2 و ribonucleoside 5'-triphosphates (NTPs)ا2

لمرة • اع�ل ال�ي" ق� لال ن� موعة ، polymerization reactionج�� اع�ل م�Rج" ق� ي uي� ة اح�ي� ل م�ن� ال�ي� دروك�شي� هي� �ي� ) OH'-3' ) 3ال� لاث� موعة ث�� دات م�ع م�ج" ي� ي� و وك�لب� ب� ودة ع�لى� اج�دي� ال�ي� ال�موج�" ة اح�ي� ات م�ن� ال�ي� وس�ق� م ) triphosphate'-5' ) 5ال�ق� ري� ، ث�� دة اج�� ي� ي� و وك�لب� ب� ودة ع�لى� ي�� ال�موج�" ات وس�ق� 2ي� ال�ق� ث� ا ي� ج�رج� ي�� pyrophosphateي��

واة ة ال�ب� ي� ق ي� ات ح�ق ي� ي�� ى� ال�كا سخ� ف� ال�ن� Trancription in eukaryotes

ت" ج�ام�Rض� �Rرك�ي ل�RكR· ت� واة ، وك�د� ة ال�ب� �Rي ق ي� ات ح�ق ي� ي�� واة وال�كا ة ال�ب� �Rي داي�2 ات ث�" ي� ي�� ى� ال�كا �Rخ� فRس ة ال�ن� �Rر ع�ملي ي� xي �Rد ك�Rي� جRل mة ا "�Rاث س� uن uي�mRNA: هى� روق� مس ق� اك�· ح�� م - 1 ، ول�كن� ه�ي� ��Rث nر واع م�Rن� ات�� ن�0 ة ا2 ��Rلاث ا ع�لRى� ث�� Rواة ة ال�ب� �Rي ق ي� ات ح�ق ي� ي�� ا ال�كا ��Rلاث وي� ج�� uحب ولة RNA polymeraseي� ح�ماص� وهRى� م�شRب2 ع ا2 ي� ضي� ةRNAع�ن� ت� لف� ت سمى� ال�مح� .RNA polymerase I, II, III وب� ى� - 2 RRن ي�� ها ن� ن�� �RRكون� ك�لا م ة اسRRم '3 و'5ث� �RRع�لي قRRطل د ت��ُ RRت" م�عق �RRرك�ي د ت� "�RRوج ب� ن� ، ف�� �RRي ي لق� ت ة cap م�ح� ��RRهاث د ن�� �RRود ع�ي و م�وج�" �RRوه

ى� '5 �RRRف mRNA ة ��RRRهاث وي� ال�ن� uحب لRRRي� '3. وي� mل اRRRض دة )ت� عات ع�دث�� ان�" ي uى� ي�RRRض� 200 ع�ل �RRRن� ج�ام �RRRم ) دة ي� ي� و وك�لب� ب� ي��polyadenylic acid و ات poly (A) ا2 ي2 ي�� ر� لب" ج�" ع�� ى� ا2 ل�ك· ف� .mRNA، ود� ي2 - 3 �Rر كون� ج�" م mRNAث�� "RRن� ال�حج �RRي�را م غ� �RRا صRRء �Rر ( ج�" ن� ي� روي� ع الRRي" ي� ضRRي� ب" ل�ي �RRال عمRRل ك�ق مRRة )ن�� ة اليرح�" �RRى� ع�ملي �RRل ف ��RRوال�داج RRRRRRRRلى� ل�لـ �RRRRRRRRص ن� ال�ـmRNA RRRRRRRRالا2 �RRRRRRRRة م سRRRRRRRRخ� م ب�� �RRRRRRRRي� ث لRRRRRRRRة DNA ال�د� داج�� عات م�ي ان�" ي uد ي� "�RRRRRRRRوج ة ن� ��RRRRRRRRد اث "�RRRRRRRRد وج RRRRRRRRق ، ق��

intervening sequences مRRRة اس �RRRع�لي قRRRل ط�ُ ا ا2 �RRRو م 2RRRا( introns RRRي2 ال�ـ �Rر ى� ج�" �RRRف )mRNA RRRي2 ال�ـ ر� ن� ج�" �RRRا م �RRRم ط�رده RRRي عات ي�� ان�" ي uك· ال�يRRRل ة ، وث� �RRRي ي�0 كو اء ث� ي� ي�0 ك· ا �RRRل ق mRNAود� �RRRاط ع�ادة ل�جRRRم ال�مي� mم ا RRRي م ي�� ��RRRسم ث ة . وب� ي� اف� جام ى�ال�ي" uل�ت mطع والا ة ال�ف و splicing ع�ملي� ات ال�ـprocessing. 4 - RRR ا2 ي2 ي�� ر� ع ج�" �RRRمي د ان� ح�" "�RRRوجmRNA د �RRرون� واجشي �RRRن� س �RRRم ة "RRRخ اي� كون� ث�� ى� monocistronic ث� �RRRك· ف �RRRل واة ود� ة ال�ب� ي� ق ي� ات ح�ق ي� ي�� .ال�كا 5 - RRال�ـ ات ي2 ي�� ر� لRRب" ج�" ع�� كون� mRNAا2 �Rي واة ف�� ة ال�ب� �RRي داي�2 ات ث�" ي� ي�� ى� ال�كا �RRا ف �RRم . ا2 واة ة ال�ب� �RRي ق ي� ات ح�ق �Rي ي�� ى� ال�كا �RRلا ف س� ط�وث�� �RRعي ن�لة لي� ق ق� ان�2 عدي� دق� ي ات لا ي�� ي2 ي�� ة ال�ج"ر� ع�مر ه�د�

م ال ث�� nر ة ات�� وج" دا RNA polymeraseن� سخ� ل�ي" اط ال ال�ن� ي" ة لاري� داث�� "Rال�ي طة ف RNAن��polymerase ال DNA ث�"

م ال ث�� nر اط ات�� ي" RNAاري�polymerase ودي ها ن�� خ ال ن�" ب كون� DNAالي ف�� وث�� ال openم�ا ب��سمى ث�"

promotor complex