1-پتري ديش(Plate): 

ظروفي هستند دو جداره ، كه در جدار كوچك محيط كشت باكتري ريخته ميشود و از جداربزرگ به عنوان درب پليت استفاده ميشود. پليت ها ممكن است پلاستيكي ( يكبار مصرف ) ويا شيشه اي (با مصرف مجدد ) ساخته شوند . محيط در پليت ها به صورت جامد تهيه ميشوندكه داراي سطح كشت ميكروبي وسيع مي باشند.پليت ها محلي براي رشد ميكروارگانيسم دركشت هاي ساخته شده ، مي باشند كه پس از كشت به صورت وارونه انكوبه ميشوند . اين عملاز جمع شدن آب در محيط كشت و پخش شدن كلني ها پيشگيري ميكند.

2- سوآب(Swab):

وسيله اي چوبي كه در يك سر داراي پنبه جهت نمونه برداري مي باشد . بيشتر درآزمايشگاه تشخيص پزشكي جهت نمونه برداري از نمونه هاي زخم ، ترشح و ... كاربرد دارد . سو آب ها قبل از نمونه برداري بايد استريل شوند.

3- فيلدو پلاتين(Wire loop)

وسيله ايست كه از يك ميله به طول 4 سانتي متر ساخته شده است و داراي سر و دستهمي باشد . جنس سر آن از پلاتين يل كروم است . اگر چنانچه سر آن به صورت حلقه باشدبه آن فيلدو پلاتين حلقوي (Loop ) گفته ميشود كه از اين وسيله براي كشت دادن باكتريها در محيط هاي مختلف و يا براي انتقال مقداري از كلني باكتري از يك محيط كشت بهمحيط كشت ديگر استفاده مي شود . اگر سر فيلدو پلاتين نوك تيز باشد به آن فيلدوپلاتين سيخي (Once ) گفته ميشود كه از آن براي انتقال دادن باكتري ها و همچنين كشتدادن باكتري هادر محيط كشت هاي لوله اي استفاده ميشود .

در آزمايشگاه سر فيلدو پلاتين را پيش از كشت ، روي شعله استريل و در محيط بدوننمونه سرد ميكنند سپس نمونه برداري و كشت باكتري را انجام مي دهند. 

4- اسلايد(Slide)

در كارهاي ميكروب شناسي لام هاي مختلفي مورد استفاده قرار ميگيرد . ساده تريننوع لام از جنس شيشه و صاف است ،كه جهت رنگ آميزي باكتري ها استفاده ميشود . نوعديگري از لام وجود دارد كه داراي يه قسمت گود است و به آن لام گوده دار ميگويند كهبراي ديدن باكتري هاي زنده به كار مي رود .

لام ديگري به نام لام شمارش وجود دارد كه در قسمت وسط داراي مربعي است به ضلع يكميلي متر با تقسيمات 12 تايي به عمق يك ميلي متر ، اين لام براي شمارش باكتري وگلبول هاي سفيد و قرمز خون و يا شمارش ميكروارگانيسم هاي كوچك در حجم مشخصي مورداستفاده قرار مي گيرد و به نام لام نئوبار موجود است

5- لوله هاي كشت(Culture tubes) 

انواعي از لوله هاي آزمايش در آزمايشگاه ميكروب شناسي مورد استفاده قرار ميگيرد . يكي از آنها لوله آزمايش معمولي است كه زياد مورد استفاده قرار مي گيرد ، اينلوله ها براي رشد و تكثير ميكروارگانيسم ها در محيط كشت مصنوعي ( جامد يا مايع) بكار مي رود . دهانه اين لوله ها را با پنبه مي بندند . دهانه بعضي از لوله ها بهجاي پنبه ممكن است با فلز زنگ نزن مسدود نمايند . اين لوله ها را كه دهانه آنهابهتر بسته ميشود لوله آزمايش مورتون (Morton) گويند . براي بعضي لوله ها آزمايش ،به نام هاي در پيچي در هاي لاستيكي و پلاستيكي استفاده مي شود

6-پيپت(Pipette) 

يكي از وسايل شيشه اي مفيد در ميكروب شناسي كاربردي پيپت است كه براي انتقالمقدار معيني مايع از محيطي به محيط ديگر به كار مي رود . مايع براي جلوگيري ازآلودگي به وسيله پيپت منتقل ميشود. پيپت لوله شيشه اي مدرجي است كه نوك باريكي دارد . در طرف ديگر قسمت دهاني است كه با مكيدن از آن ، مايع به داخل پيپت كشيده مي شود. با كنترل پيپت توسط انگشت نشانه ميتوان مقدار لازم از محلول مورد نظر رابرداشت.

8-انكوباتور(Incubator) 

دستگاهي است كه درجه حرارت مناسب رشد ، تكثير و تشكيل كلني را فراهم ميكند ودرجه حرارت ثابتي را كنترل ميكند و چون اكثر باكتري ها پاتوژن هستند معمولا رويدرجه حرارتي تقريبا برابر دماي بدن انسان 37 درجه سانتي گراد تنظيم ميشود.

9-بن ماري يا حمام آب گرم(Water bath) 

يك وسيله نيمه پر شده از آب مقطر است. زماني كه نياز به حرارت غير مستقيم باشد ،از اين دستگاه استفاده ميشود كه روي درجه حرارت هاي گوناگون براي هدف هاي مورد نظرتنظيم ميشود . 

10-سانتريفوژ(Centrifuge) 

اين دستگاه طبق قانون گريز از مركز كار ميكند كه براي جدا كردن دو محلول يا دوفاز از آن استفاده مي شود. مثل سرم و پلاسماي خون

11-اتوكلاو(Autoclave) 

در اين دستگاه از حرارت بخار با فشار استفاده ميشود. حرارت دستگاه را به 121درجه سانتي گراد رسانيده و در فشار 15 پوند بر اينچ مربع ، وسايل را در ظرف 15دقيقه استريل مي نمايند . اين وسيله براي استريل كردن محيط هاي كشت ، وسايل عملجراحي ، حوله ها و البسه بيماران استفاده مي شود. 

12-فور(Oven) 

با تنظيم حرارت خشك 170 درجه سانتي گراد در اين دستگاه ، پس از 2 ساعت وسايلاستريل ميشود . فور براي استريل كردن پليت هاي شيشه اي ، پيپت ها ، لوله هاي آزمايش، لوازم دندانپزشكي كاربرد دارد. 

13-ديسك هاي آنتي بيوتيك(Antibiotic disk) 

ديسك هاي كاغذي حاوي دارو مي باشد كه براي تعيين ميزان حساسيت باكتري به انواعآنتي بيوتيك ها استفاده مي شود

هدف از این روش برای شمارش باكتری موجود در نمونه آلوده استفاده می كنیم.چون ممكن است نمونه میكروبی،بار آلودگی زیادی داشته باشد آن را رقیق میكنیم.
در كشت پورپلیت از روش رقت سازی متوالی استفاده میكنیم. 
باید برای انجام این کشت از نمونه مورد نظر سوسپانسیون تهیه شود.
سه لوله آزمایش حاوی سرم فیزیولوژی را برداشته و رقت هایی که قرار است داشته باشند را تعیین میکنیم.
نمونه شیر آلوده را تکان داده و 1000 میلی لیتر از آن را در لوله آزمایش حاوی سرم فیزیولوژی می ریزیم.این لوله رقت منفی یک ما را تشکیل میدهد.
از لوله آزمایش با رقت منفی یک،میزان 1000 میلی لیتر محلول برداشته و در لوله دوم می ریزیم،این لوله رقت منفی دو ما میشود.
از لوله حاوی رقت منفی دو،مقدار 1000 میلی لیتر محلول برداشته و در لوله سوم می ریزیم تا رقت منفی سه را تشکیل دهد.
در آخر از لوله سوم 1000 میلی لیتر را دور می ریزیم.
بعد از آماده سازی لوله ها،سه پلیت خالی را مانند لوله ها نام گذاری میکنیم (رقت های منفی یک و منفی دو و منفی سه)
سپس از لوله آزمایش 1000 میلی لیتر محلول درون یک پلیت می ریزیم،
(از هر لوله آزمایش برای پلیت با همان میزان رقت استفاده میکنیم.)
برای مثال:
از لوله حاوی رقت منفی یک،1000 میلی لیتر درون پلیت رقت منفی یک  می ریزیم.
سپس محیط کشت(آگار) را روی محلول درون پلیت ریخته،مقداری صبر می کنیم تا بخارات آگار خارج شود.
بعد از گذاشتن درب پلیت،آن را به صورت هشت لاتین روی میز حرکت می دهیم تا محلول کاملا با محیط کشت مخلوط شود.(حدودا 5 دقیقه)
این کار را تا جایی ادامه میدهیم که محیط کشت ببندد.
اگر مقدار کمی به صورت هشت لاتین تکان دهیم کلنی های تک کمتر و باکتری ها بیشتر به شکل تجمعی دیده می شوند.
اگر تکان دادن درست باشد،کلنی های تک به شکل یک نواخت در همه جای پلیت دیده می شوند. 

درنتیجه  بعد از رویت پلیت کار شده در هفته قبل،مشاهده شد که در دو پلیت اول و دوم کلنی هایی به اندازه سره سوزن در همه جای پلیت پخش شده که نشان دهنده ی به اندازه تکان دادن محیط است.
اما در پلیت سوم چندین تجمع باکتریایی به شکل جزیره وجود داشت که نمایان کننده ی عدم تکان دادن به اندازه پلیت است.

•     دانش زیست شناسی یکی از قدیمی ترین علومی بوده که بشر به آن توجه داشته است. شواهد بسیار زیادی که طی کاوشهای باستان شناسی بدست آمده حکایت از آن دارد که انسانهای پیشین به دانش زیست شناسی توجه داشته اند و در این میان اصلاح نژاد دامها و پرورش گیاهان با باردهی بیشتر از دانش گذشتگان در مورد علم ژنتیک خبر می دهد.

•     از حدود یک قرن پیش دانش زیست شناسی وارد مرحله جدیدی شد که بعدا آن را ژنتیک نامیده اند و این امر انقلابی در علم زیست شناسی به وجود آورد

•     در قرن هجدهم، عده ای از پژوهشگران بر آن شدند که نحوه انتقال صفات ارثی را از نسلی به نسل دیگر بررسی کنند؛ این بررسی ها به نتیجه قابل ملاحضه ای ختم نشد (به 2 دلیل مهم که یکی عدم انتخاب صفات مناسب و دیگری نداشتن اطلاعات کافی در زمینه ریاضیات )

•          دو دلیل مهم آن عبارت بودند از آگاهی نداشتن به ریاضیات و دلیل دوم انتخاب صفاتی بود که برای پژوهش های اولیه ژنتیک مناسب نبودند

•          گریگور مندل: اولین کسی که توانست قوانین حاکم بر انتقال صفات ارثی را شناسایی کند (1985)

•     فرضيه مندل آن بود كه صفات گياهي مورد بررسي، هر يك توسط يك جفت فاكتور كنترل مي شوند كه هركدام از يك والد به ارث ميرسند. گياهان داراي صفت خالص با دو ژن يكسان كه در آميزش اول بكار رفتند كه هر كدام يك ژن بلندي و F اطلاق مي شوند. گياهان دورگه 1 (homozygous) اكنون هموزيگوت ناميده مي شوند.

•      به ژنهاي مسئول صفات متضاد  (heterozygous) يك ژن كوتاهي دارند هتروزيگوت اطلاق مي شوند. بر اساس تجربيات كسب alleles)  ) يا بصورت خلاصه اللها(allelomorphs)  اللومورفها شده از گياه مندل سه قانون اصلي؛ قوانين يكنواختي، جداشدن و اجتماع مستقل، پايه گذاري گشت.

ترسیم مربع پانت روشي براي تعيين (Punnett's square) 
ژنوتيپهاي زاده ها مي باشد.

(The Law of Uniformity) قانون يكنواختي

•     قانون يكنواختي بيانگر آن است كه وقتي دو هموزيگوت با اللهاي متفاوت با هم آميزش مي يابند تمام زاده ی نسل F1 يكسان و هتروزيگوت مي باشند. به عبارتي صفات مطابق آنچه قبلا معتقد بودند با هم مخلوط نميگردد، بنابراين صفات ظاهر نشده در نسل نسلهاي بعد ديده شوند.

(The Law of Segregation) قانون افتراق

•     قانون افتراق اشاره بر اين مشاهده دارد كه هر فردي داراي دو ژن براي هر صفت خاص است و در هر زمان تنها يكي از آنها منتقل ميگردد. در موارد نادري دو الل ژن به جهت عدم جدا شدن كروموزومها طي تقسيم ميوز اول در كنار هم باقي مي مانند.

(The Law of Independent Assortment) قانون جورشدن مستقل

•     قانون جور شدن مستقل حاكي از آن است كه دو الل يك جفت ژن به صورت مستقل از هم جدا شده و به زاده ها منتقل مي شوند. در واقعيت، اين قانون هميشه درست نمي باشد، بطور مثال، ژنهايي كه نزديك هم بر روي يك كروموزوم مي باشند با هم به ارث مي رسند زيرا پيوسته مي باشند. شماري از دلائل وجود دارد كه قوانين مندل را نقض ميكند با اينحال قوانين مندلي تا به امروز به عنوان قوانين اصلي و پايه اي علم ژنتيك باقي مانده اند.

•     در سال ۱۹۰۰ میلادی کشف مجدد قوانین ارائه شده از سوی مندل ، توسط درویس ، شرماک و کورنز باعث شد که نظریات او مورد توجه و قبول قرار گرفته و مندل به عنوان پدر علم ژنتیک شناخته شود

•     در سال ۱۹۵۳ با کشف ساختمان جایگاه ژنها (DNA) از سوی جیمز واتسن و فرانسیس کریک ، رشته ای جدید در علم زیست شناسی به وجود آمد که زیست شناسی ملکولی نام گرفت .

•     در خلال سالهای ۱۹۷۱ و ۱۹۷۳ در رشته زیست شناسی ملکولی و ژنتیک که اولی به بررسی ساختمان و مکانیسم عمل ژنها و دومی به بررسی بیماری های ژنتیک و پیدا کردن درمانی برای آنها می پرداخت ، ادغام شدند و رشته ای به نام مهندسی ژنتیک را به وجود آوردند که طی اندک زمانی توانست رشته های مختلفی اعم از پزشکی ، صنعت و کشاورزی را تحت الشعاع خود قرار دهد و دیدگاه های مختلف عصر حاضر را به خود اختصاص دهد.

•      اساس مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی انتقال یک یا تعدادی از ژنهای یک ارگانیسم به درون خزانه ژنتیکی یک ارگانیسم دیگر است. به این ترتیب ارگانیسم جدید واجد ژنهایی خواهد شد که در گذشته فاقد آن بوده و اینک وادار می شود که در شرایط محیطی مناسب اقدام به بیان آن ژن نماید که محصول آن می تواند منجر به بروز صفت خاص و یا تولید فراورده ای شود.

دستاوردهای دانش مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی

•     اصلاح نژادی حیوانات و گیاهان با هدف تولید فراورده های بیشتر، تهیه داروها و هورمون ها با درجه خلوص بالا و صرف هزینه های پایین ، درمان بیماری های ژنتیکی با ایجاد تغییرات در سلول تخم

•     تشخیص قبل از بارداری بیماری های ژنتیکی ، تشخیص صحت رابطه فرزند با پدر و مادر و همچنین تکنیک شناسایی مجرمان از روی بقایای باقی مانده از بدن ، مو و یا خون آنها از جمله توانایی های دیگر ژنتیک مولکولی

•     تولید اعضای بدن از قلب گرفته تا چشم و دست و پا به صورت مجزا از طریق مهندسی ژنتیک و ارایه آنها به بانکهای اعضای بدن با هدف کمک به نیازمندان پیوند عضو

•     هویت افراد از روی کارتهای شناسایی که بر پایه وراثت و ژنتیک آنها عمل می کند ممکن خواهد شد و مجرمان با گذاشتن کوچکترین اثر بیولوژیکی از خود مثل یک تار مو بسرعت شناسایی خواهند شد

•     دنیای آینده در تسخیر دانش ژنتیک خواهد بود و برای این علم نمیتوان پایانی قائل شد. اگر چه به نظر می رسد مثل هر دانش دیگری، این علم هم می تواند ابزاری برای ارضاء حس قدرت طلبی بسیاری از سیاستمداران باشد و تا کنون شاهد جنجالهای بسیاری زیادی هم در این مورد بوده ایم. یکی از مهمترین موارد آن تولید گیاهان تراریخت و کلونینگ و همسانه سازی انسان بوده است

  DNAساختار

اسیدهای نوکلیک

—            انواع: DNA & RNA

—            واحد ساختمانی هر اسید نوکلئیک : نوکلئوتید

—            ساختار هر نوکلئوتید: قند + باز + فسفات

نوکلئوتید

بار بادی

سازماندهی ژنوم پروکاریوت ها و یوکاریوت ها

ساختار نوکلئوئید در پروکاریوت ها

}    کروموزوم باکتری ها یک مولکول دو رشته ای حلقوی ست که در فضایی از سیتوپلاسم به نام نوکلئوئید قرار گرفته است و از یک یا چندین نقطه به سمت داخلی غشای پلاسمایی اتصال دارد

}        لیز سلول پروکاریوت ها: رشته هایDNA  به صورت حلقه های متصل به غشای شکسته سلول آزاد می شوند

}    طول DNA کروموزومی باکتری در E.coli: 4630221 جفت باز، تقریبا بیش از یک میلی متر طول دارد( بیش از هزار برابر اندازه خود سلول) در نتیجه باید به میزان زیادی متراکم شود تا در سلول E.coli جای شود

تراکم ژنوم باکتری ها

}        اولین مرحله در تراکم ژنوم باکتری غلبه بر نیروی دافعه بین گروههای باردار فسفات ( بار منفی ) می باشد.

q      عوامل دخیل در غلبه بر نیروی دافعه بین گروههای فسفات:

1. توسط پلی آمین های با بار مثبت مانند اسپرمین و اسپرمیدین
2. پروتئین H1 ( H-NS)  که به صورت دیمر به طور محکم به DNA متصل می شود و به طورقابل توجهی آن را متراکم میکند
3. پروتئین HU ، شناخته شده ترین مولکول شبه هیستونی در باکتری، DNA را به دور خود می پیچد و باعث تراکم آن میشود
4. فراپیچش شدید DNA باکتریایی توسط آنزیم DNA جیراز

DNA خارج کروموزومی در باکتری ها

}    پلاسمید: عناصر خارج کروموزومی، حلقوی، ابعاد کوچک، همانند سازی مستقل، مولکول های دختر حاصل از همانند سازی در تقسیم سلولی بین دو سلول دختر توزیع می شوند

}    اپی زوم: پلاسمیدهایی که توانایی الحاق در کروموزوم باکتری ها را دارند.این عناصر همراه کروموزوم باکتری همانند سازی کرده و به نسل های بعدی منتقل می شوند

ü   پلاسمیدها معمولا برای زندگی طبیعی باکتری ها ضروری نیستند اما با حضورشان در سلول باکتری ها مزایایی به باکتری ها اعطا می کنند مثل مقاومت به آنتی بیوتیک ها

ویژگی پلاسمیدها

q      نقش در تکامل باکتری ها و سازگاری باکتری ها در محیط مانند پلاسمید های حاوی ژن مقاومت به آنتی بیوتیک ها در باکتری ها

q      سایز: از چندین هزار تا پند صد هزار

q      عمدتا حلقوی هستند به جز موارد استثنا که به صورت خطی اند ( در باکتری بورلیا بورگدوفری و استرپتومایسس ها پلاسمید خطی وجود دارد)

q      فرا پیچش منفی دارند (مانند کروموزوم باکتری ها) که باعث تسهیل جداسازی دورشته در فرایند های همانند سازی و رونویسی می شود

q      همانند کروموزوم باکتری ها پروتئین و RNA را کدمی کنند اما محصولاتش برای رشد باکتری ها ضروری نمی باشد

q      یک سلول باکتری ممکن است چندین نوع پلاسمید مختلف با تعداد متفاوت باشد

q      پلاسمید ها در باکتری ها، مخمرها وبعضی قارچها وجود دارد

ساختمان کروموزوم در یوکاریوت ها

}        ساده ترین یوکاریوت: مخمر، DNA آن چهار برابر ژنوم   E.coli

}         DNAموجود در سلولهای انسانی 4 برابر ژنوم E.coli، به طور کلی یک سلول انسانی حدود 2 متر است

}        کروماتین: در یوکاریوت ها، مولکول های DNA با میزان مساوی از پروتئینها ارتباط برقرار کرده و تشکیل کروماتین می دهند

}    کروموزوم: کل سلول در تعدادی از واحدهای کروماتینی به نام کروموزوم تقسیم شده است. بنابراین قبل از مرحله همانند سازی، هر کروموزوم از یک مولکول DNA و میزان مساوی از پروتئین تشکیل یافته است

ساختمان مولکولی یوکروماتین و هتروکروماتین

}        دراوائل اینترفاز: به صورت یوکروماتین

}    کروماتین: مجموعه DNA و پروتئین های هیستون ها، زیر میکروسکوپ الکترونی شبیه تسبیح که دانه های برجسته ای دارد که این دانه های برجسته همان نوکلئوزوم ها هستندورشته واصل آن ها DNA رابط نامیده می شود

}        تشکیل کروموزوم یوکاریوتی طی چند مرحله رخ می دهد

}        اولین مرحله: تشکیل نوکلئوزوم اولین سطح تراکم کروماتین، ضریب تراکم (نسبت میزان واقعی طول DNA به میزان ظاهری آن حدود 6)

اولین مرحله تراکم کروماتین: تشکیل نوکلئوزوم

}        برای تشکیل این ساختار مولکول DNA دور دسته ای از پروتئین ها به نام هیستون ها با یک فراپیچ چپ گرد منفی    ( سولنوئیدی) می پیچد.

}        DNA رابط: DNA یی که باعث اتصال دو نوکلئوزوم به یکدیگر می شود

}    هسته نوکلئوزوم: در صورتی که کروماتین ها را تحت تاثیر آنزیم نوکلئاز قرار دهیم، DNA رابط تجزیه شده و فقط ساختاری باقی می ماند که از یک دسته پروتئین هیستونی و 146 جفت باز پیچیده به دور آن تشکیل شده است.

}    نوکلئوزوم ها در اکثر یوکاریوت ها از قارچ گرفته تا گیاهان و جانوران، ساختار مشابهی داشته و در همه آن ها 146 جفت باز DNAکمی کمتر از دو دور حول مجموعه هیستونی پیچیده و هسته نوکلئوزوم را ایجاد می کند.

}        طول DNA رابط در بین گونه های مختلف ثابت نبوده و از حدود 15-55 جفت باز و حتی بیشتر، متغیر است

هیستون ها

}        پروتئین های کوچک، دارای وزن مولکولی 11000-21000دالتون

}        غنی از اسید آمینه های بازی لیزین و آرژنین ( این دو اسید آمینه یک چهارم کل ترکیب پروتئین را تشکیل می دهند)

}         5 کلاس متفاوت هیستون ها در تمامی سلول های یوکاریوتی وجود دارد که از نظروزن مولکولی و ترکیب اسید های آمینه با هم فرق دارند

}        انواع هیستون ها: H3,H4,H2A,H2B,H1

}        توالی دو هیستون H3,H4 بین یوکاریوت های مختلف بسیار شبیه هم است

}        حفاظت شدگی توالی این پروتئین ها نشانگرنقش حیاتی آن ها در سلول می باشد

}         1 H بین موجودات مختلف متفاوت است

تغییرات هیستون ها

}        زنجیره های جانبی برخی اسید های آمینه در ساختمان هیستون ها در مراحل مختلف چرخه سلولی متحمل تغییرات شیمیایی می شوند

q      این تغییرات شامل:

}         استیلاسیون :روی گروهای آمینوی اپسیلون لیزین که منجر به خنثی شدن بار مثبت آن میشود

}        متیلاسیون: روی گروهای آمینوی لیزین و روی اسید آمینه های آرژنین و هیستیدین

}        فسفریلاسیون: روی گروهای هیدروکسیل اسید آمینه سرین و هیستیدین و ایجاد بار منفی روی آن ها

ویژگی نوکلئوزوم ها

}        هر نوکلئوزوم دارای دو مولکول از چهار نوع هیستون مختلف می باشد ( جمعا 8 پلی پپتید یا اکتامر)

}        یک تترامر از دو مولکول H3 ودو مولکول H4 در مرکز ساختمان نوکلئوزوم قرار گرفته، و سپس از هر طرف یک دیمر H2A-H2B اضافه شده و تشکیل ساختمان اکتامر هیستونی را می دهند

}        نکته: هیستون H1 جز هسته نوکلئوزوم نیست و در هسته نوکلئوزوم وجود ندارد

سطوح سازماندهی کروموزوم

}    سطح اول: تشکیل نوکلئوزوم ها ( DNA برهنه قطری حدود 2نانومتر دارد که با تشکیل ساختمان های نوکلئوزومی رشته های 10 نانومتری ایجاد می شود)

}    سطح دوم: سلونوئیدی: رشته های 10نانومتری حاوی نوکلئوزوم ها تشکیل مارپیچ توخالی چپ گرد با 6 نوکلئوزوم در هر پیچ می دهدو رشته های 30 نانومتری یا رشته های سلونوئیدی ساخته می شوند. برای تشکیل این رشته ها به هیستون H1 نیاز است که به قسمت خارجی نوکلئوزوم ها(سمت داخلی سلونوئید) متصل می شود.

v         معمولا نواحی از کروموزوم که رونویسی نمی شوند دارای کروماتین 30 نانومتری بوده و نواحی که رونویسی فعال دارند 10 نانومتری اند

}    سطح سوم: یوکروماتین: افزایش تراکم فرم سلونوئیدی، تشکیل دومین های حلقوی DNA ، هر حلقه DNA چندین مگاباز طول دارد. در اینترفاز- قابل رونویسی

سطح آخر: کروموزوم: بسیار متراکم- غیر قابل رونویسی

پروتئین های غیر هیستونی در کروموزومها

}        فاکتورهای رونویسی: ارتباط با کروماتین اینترفاز

}        پروتئین های دخیل درتنظیم همانند سازی

}        پروتئین های HMO( high mobility group) ( حرکت سریع در حین جداسازی با الکتروفورز)- به میزان بسیار زیاد

}        آنزیم های دخیل در متابولیسم DNA مانند  DNA پلیمرازها و توپوایزومرازهاَ

هتروکروماتین

q   اگر در مرحله اینترفاز هسته یک سلول یوکاریوت را رنگ آمیزی کنیم، قسمت هایی از کروماتین رنگ روشن و قسمت هایی دیگر رنگ تیره به خودمی گیرد، نواحی تیره هتروکرماتین است که در مرحله اینترفاز نیز همانند مرحله تقسیم میتوز دچار تراکم شدیدی است

v      هتروکروماتین غالبادر نواحی سانترومری و تلومری کروموزوم ها

v      کروموسنتز: بخش هایی از هسته که در اثر تجمع نواحی هتروکروماتینی رنگ پذیری شدیدی دارد

v      مناطق هتروکروماتینی ژنوم فعالیت رونویسی ندارد

v      همانند سازی با تاخیر در فاز S

انواع هتروکروماتین:

 1.ساختمانی: سانترومر، تلومر

2.انتخابی: کروموزوم جنسی X ( در مرحله اینترفاز)

یوکروماتین

}        نواحی از کروماتین که در مرحله اینترفاز تراکمی بسیار کمتر از کروموزوم های متافاز داشته و رنگ روشن به خود می گیرند

}        در کل هسته پخش اند( قسمت اعظم ژنوم)

}        ژن های فعال در این نواحی قرار دارند

}        نواحی یوکروماتینی زودتر از هتروکروماتینی همانندسازی می کنند

کروموزوم های متافازی

}    در متافاز تقسیم میتوز به حداکثر میزان تراکم خود می رسند، هر کروموزوم دارای اندازه و شکل ثابتی بوده و در زیر میکروسکوپ نوری قابل بررسی است

}        کاریوتیپ: تعداد، اندازه واشکال کروموزوم های متافازی، مشخصه ویژه هرگونه جاندار

}    نحوه کاریوتیپ: کشت سلول ها، توقف رشد سلول ها در متافاز، لیز سلول ها، آزاد کردن کروموزوم ها را روی یک لام شیشه ای، رنگ آمیزی ویژه، مشاهده لام زیر میکروسکوپ

سانترومر

}        در متافاز هرکروموزوم دارای دو کروماتید خواهری است که در محل سانترومر به هم متصلند

}        انواع کروموزوم ها بر اساس سانترومر:

}        متاسنتریک

}        ساب متاسنتریک

}        آکروسنتریک

}        تلوسنتریک

تلومر

}        نواحی انتهایی کروموزوم، ار تکرارهای خاصی (TTAGGG) تشکیل شده است

}        تکرارها اختصاصی گونه اند

}        در هر دوانتهای کروماتید

}        ایجاد پایداری کروموزوم ها و همانند سازی صحیح انتهای ان ها

}        کاهش طول توالی تلومری در هر بار همانند سازی، رابطه مستقیم با کاهش طول عمر

ساختارتلومر

در طول همانندسازی، آنزیم تلومراز پایانه 5پریم مربوز به رشته بلند را جایگزین می کند

در صورت فقدان ای آنزیم : کوتاهتر شدن تدریجی گروموزوم، کوتاه شدن بیش از حد کروموزوم منجر به پیری

در برخی تومورها: افزایش فعالیت این آنزیم

انواع کروموزوم های انسان

}        46 جفت ( 23 جفت اتوزوم- 1 جفت کروموزوم های جنسی (XX, XY)

}        سلول سوماتیک: دارای یک مکمل دیپلویید( 46 کروموزوم)

}        گامت ها( تخمک و اسپرم ) دارای یک مکمل هاپلویید 23 کروموزوم

}        اعضای یک جفت کروموزوم همولوگ اند

}        کروموزوم X  ازY بسیار کوچکتر بوده، تعداد کمی ژن با کارکرد مهم دارد، برجسته ترین ژن آن: SRY ( عامل تعیین کننده بیضه )

}        هر تخمک دارای یک کروموزوم X

نوارهای کروموزوم

}        رنگ آمیزی کروموزوم هادر آزمایشگاه های سیتوژنتیک توسط رنگ هایی مثل: گیمسا، کوئیناکرین

}        کروموزوم ها در طول خود رنگ پذیری یکنواختی ندارند، در طول آنها نوارهای متناوب تیره و روشن دیده می شود

}        محل و اندازه هر نواربرای هر کروموزوم اختصاصی است

}        استفاده از نوارها در تشخیص جابه جایی های کروموزومی

 اولین سوالهایی که درباره رونویسی مطرح شد این بود که RNA از روی یکی از رشته‌های DNA ساخته می‌شود یا از هر دو. از آغاز پژوهشگران متوجه بودند که اگر RNA از روی هر دو رشته DNA ساخته می‌شد. RNA‌های حاصل یکسان نبودند بلکه مکمل یکدیگر می‌بودند و احتمالا توالی‌های متفاوتی از اسیدهای آمینه را رمز می‌کردند، اما بررسی‌های ژنتیک و زیست شیمیایی تا آن زمان آنان را به فرضیه یک ژن - یک پلی‌پپتید ساخته می‌شود.

پژوهشگران در این بررسی مجددا به سیستم‌های ویروسی رو آوردند و باکتریهایی را با ویروس آلوده کردند ودر محیط حاوی یوراسیل رادیواکتیو کشت دادند و سپس RNA ی ویروسی را از این سلولها جدا کردند. RNA نشاندار شده را در مجاورت ژنوم واسرشت شده ویروسی یعنی دو رشته جدا شده DNA قرار دادند. معلوم شد که این RNA فقط با یکی از دو رشته DNA پیوندهای هیدروژنی تشکیل می‌دهد. یعنی دو رگه می‌شود این می‌رساند که توالی نوکلئوتیدهای RNA ، مکمل توالی نوکلئوتید‌ها در تنها یکی از رشته‌های DNA بوده است.

رونویسی در سیستم‌های یوکاریوتی

بطور کلی دستگاه رونویسی یوکاریوتی پیچیده‌تر از دستگاه پروکاریوتی است سلولهای یوکاریوتی برخلاف سلولهای پروکاریوتی که تنها یک نوع آنزیم RNA پلیمراز دارند دارای سه نوع آنزیم‌اند که RNA پلیمراز I ، پلیمراز II و RNA پلیمراز III نامیده می‌شوند. هر یک از این آنزیمها قدری بزرگتر از آنزیم پروکاریوتی و از بیش از ده زیر واحد تشکیل شده شباهت توالی نوکلئوتیدها در ژنهای رمزگردان برخی از زیرواحدها نشان می‌دهد که این زیرواحدها با یکدیگر و حتی با زیرواحدهای آنزیم پروکاریوتی ریشه تکاملی مشترکی دارند.

RNA پلیمرازهای یوکاریوتی 
RNA پلیمراز I فقط ژنهای RNA ریبوزومی (rRNA) را رونویسی می‌کند. RNA پلیمراز II پیش‌سازهای RNA های پیک که رمزگردان پروتئین‌ها هستند و نیز برخی RNA‌های کوچک را رونویسی می‌کند نکته مهم در فعالیت آنزیم‌های یوکاریوتی این است که بر خلاف آنزیم پروکاریوتی هیچ یک نمی‌تواند مستقیما راه‌انداز خود راشناسایی و RNA سازی را شروع کند. هر یک از پلیمرازها برای اتصال به راه‌‌انداز به پروتئین‌های ویژه‌ای که جمعا عوامل عمومی رونویسی نامیده می‌شوند، احتیاج دارند.

راه‌‌اندازها 
یک تعریف برای راه‌‌انداز این است که راه‌‌انداز قسمتی از ژن است که امکان شروع ساختن RNA مربوط به آن ژن یا رونوشت آن ژن را در جایگاه صحیح فراهم می‌سازد.

راه‌انداز‌های یوکاریوتی 
راه‌انداز‌های سه آنزیم RNA پلیمراز با یکدیگر متفاوت‌اند. RNA پلیمراز I فقط راه‌انداز ژن رمز‌گردان rRNA را شناسایی می‌کند. راه‌انداز ژنهایی که با RNA پلیمراز II رونویسی می‌شوند، بسیار متفاوت‌اند. توالی مملو از A/T معروف به جعبه TATA (تاتا) خوانده می‌شود، فرادست بسیاری از ژنهای این دسته قرار دارد. توالی مورد توافق جعبه TATA شبیه به جعبه 10- ژنهای پروکاریوتی است. مشخصترین ویژگی راه اندازهای RNA پلیمراز III این است که موقعیت بسیاری از اینها درون ژنی است. یعنی فرودست نقطه آغاز رونویسی است.

پایان رونویسی در سیستم‌های یوکاریوتی 
در سیستم‌های یوکاریوتی چگونگی پایان رونویسی به خوبی شناخته نشده است به نظر می‌رسد که مانند سیستم‌های پروکاریوتی به وجود ساختاری ویژه یا ردیف U هر دو در انتهای RNA برای پایان رونویسی لازم باشد. علاوه بر این پس از پایان رونویسی با RNA پلیمراز RNA و I پلیمراز II ممکن است در اثر برش ، بیش از هزار نوکلئوتید از انتهای 3رونوشت اولیه برداشته شود. رونوشت اولیه که RNA اولیه خوانده می‌شود. محصول مستقیم رونویسی است. بنابراین جایگاه پایان رونویسی این آنزیمها می‌تواند بیش از هزار نوکلئوتید فرودست جایگاه رمز‌گردان انتهایRNA 3‌های بالغ باشد.

جالب است که توالی شامل 100 تا 200 ریبونوکلئوتید آدنین دار (ra) در انتهای RNA 3‌های محصول RNA پلیمراز II یافت می‌شود این توالی که دم پلی A نامیده شده است از روی الگو در DNA ساخته نمی‌شود. آنزیم پلی A پلیمراز بدون استفاده از الگو ، نوکلئوتیدهای این توالی را به انتهای 3 که از برش رونوشت‌های اولیه حاصل شده است می‌افزاید.