دانش زیست فناوری

بسم الله الرحمن الرحیم

مواد مورد نیاز در جانداران:

حدود 95 درصد مواد تشکیل دهنده ی میکرو ارگانیسم ها را کربن ، نیتروژن ، گوگرد، فسفر و کلسیم تشکیل میدهد. که به این عناصر میکرو الیمنت میگویند.

کاربرد هر یک از این عناصر:

یون منیزیم: در کوانزیم برخی از آنزیم ها و در پایداری غشا و ریبوزوم

یون پتاسیم: کوانزیم آنزیم های سنتز پروتئین

یون آهن :  کوفاکتور آنزیم شرکت کننده در زنجیره انتقال الکترون

 یون کلسیم: در اندوسپر ومقاومت در برابر حرارت

5 درصد باق مانده را عناصر دیگری همانند( روی ،منگنز،  روی کبالت، مولیبدن، نیکل، مس )تشکیل یافته است که به این عناصر میکرو نیترینت میگویند.

 به ندرت عناصری  همانند سیسیلیوم  در غشای برخی باکتری ها  و در ساختار اسیدی به نام اسید سلیستیک یافت میشود.

عناصر اصلی سازند هی سلول ها:

کربن:داسکلت هر مولکول آلی از کربن تشکیل یافته است

هیدروژن: به هم راه اکسیژن در ساختار اصلی باکتری ها وجود خواهد داشت.

الکترون: تامین انرژی زنجیره انتقال الکترون و احیای مواد پر انرژی که در سلول قرار دارد از آن استفاده میشود.

نکته : در سلول های هترو تروف در هنگام مصرف مواد آلی همراه با کربن عناصر دیگری نةیر هیدروژن و اکسیژن مورد نیاز خود را تامین میکنند.

نکته:جانداران از نظر تامین انرژی به :

فتوتروف ها : جاندارانی که انرژی خود را از  نور خورشید تامیین میکنند.

شیمیوتروف ها :از تجزیه مواد آلی یا مواد معدنی احیا شده انرژی خود را تامین میکنند که  در دو دسته ی :

الف)لیتو تروف ها : از تجزیه مواد معدنی  احیا شده  انرژی خود را تامیین میکند

ب)ارگانو تروف ها: از تجزیه ی مواد آلی احیا شده از قبیل الکترون انرژی خود راتامین میکنند.

3-نیتروژن:کاربرد بسیاز زیادی در::

1- سنتز اسید های آمینه ملنند پورین و پریمدین  2-و در سنتز کربوهیدرات های پیچیده

نحوه ی تامین الکترون مورد نیاز در جانداران گوناگون:

1-با داشتن آنزیم گلو تا مات دهیدروزناز و با تولید NH3

2-با احیای نیترات به آمونیاک

3- تثبیت نیتروژن با دریافت N2از نیتروژن و تبدیل آن بهNH4+ و در ادامه استفاده از هیدروزن و نیتروژن موجود در آن

4-فسفر: کاربرد بسار زیادی در:

1-سنتز اسید های نوکلوئیک 2-در ساختار فسفو لیپید ها 3-ADPو ATP برای تامین انرژی سلول 4- در ساختار پروتئین ها

نحوه ی تامین:

اکٍر باکتر ها از فرم معدنی فسفر استفاده میکنند ولی در برخی از باکتری ها میتوانند از فسفر موجود در ساختمان بر خی از مواد آلی نظیرهگزو شش فسفات و به وسیله ی آنزیمی به نام الکالین فسفاتات در قبل از ورود به غشای سلولی و درفضای نازک مابیین لایه نازک پپتیدو گلیکانی و غشای سلولی  استفاده کنند

5- گوگرد:

در ستاز برخی از اسید های آمینه نظیر متیولین و سیستئین  و در ساختمان برخی از ویتامین های گروه ب مظیر بیوتین و تیامین

نحوهی استفاده : در اکثر سلول ها  به صورت معدنی و به صورت سولفات  و در برخی از موارد به صورت ماده آلی و در ساختار سیستئین

ویژگی های مکانیسم جذب  برای  عناصر بالا:

1- مکانیسم جذب باید اختصاصی باشد یعنی باید مواد مورد نیاز سلول وارد سلول شود

2- توانایی جذب در جهت خلاف شیب غلظت امکان پذیر باشد  چرا که در برخی از شرایط میکرو ارگانیسم ناچار است که از یک محیط  رقیق مواد مورد نیاز خود را در خالف جهت شیب وارد سلول کند.

انواع روش های انتقال مواد به داخل ساختمان میکرو ارگانیسم ها:

الف )روش انتقال بدون صرف انرژی :1- انتشار غیر فعال 2- انتشار تسهیل شده

ب)  روش انتقال با صرف انرژی :انتقال فعال و جابجایی گروهی

1- انتشار غیر فعل یا ساده:

ویژگی ها : حرکت مواد در جهت شیب غلظت و بدون مصرف انرژی

سرعت انتقال : هر چه اختلاف غلظت ماده مورد نظر در دو طرف غشا بیشتر باشد سرعت انتقا نیز به همان میزان بیشتر است

 مناسب برای:ملکول های کوچک غیر قطبی نظیر کربن دی اکسید و اکسیژن

نکته: سلول بیشتر تمایل دارد که از این روش استفاده کند بنابراین اگر غلظت ماده ای در داخل سلول کمتر باشد سلول برای وارد کردنمقدار زیاد تری از یان ماده  ماده موجود در داخل سلول را به فرم های دیگر تبدیل میکند.

انتشار سهیل شده:

ویژگی ها: انتقالی که در آن پروتئین های نا قل نقش دارد و در جهت شیب غلظت  و بدون صرف انرژی

سرعت انتقال در این روش نیز با افزایش اختلاف غلظت بین دو سوی غشا  سرعت انتقال ماده مد نظر نیز بیشتر خواهد بود البته تا زمانی که پرمتاز (پروتئین های ناقل ) به حداکثر میزان تبادلی خود برسند

نکته : سلول های یوکاریوتی برای حفظ اختلاف غلظت ماده بین دو سوی غشا میتوانند ماده مورد نظر را در داخل اندامک هایی نظیر واکوئل یا ویزیکول ذخیره کند

3- انتشار فعال:

یکی از عمده ترین پروتئین های ناقل ABC است که به عنوان انتقال دهنده ای است که به ATPمتصل میشود  که میتواند مواد را در خلاف یا جهت شیب غلظت منتقل کند  این پروتئین حالت آبگریز دارد که از پایین و به طرف سلول به دو عدد  پروتئین استفاده کننده از ATP ختم خواهد شد

مکانیزم این عمل:

1-  در سمت پری پلاسمی  پروتئینی وجود دارد که سوبسترای مد نظر را یافته و به آن متصل خواهد شد

2- سوبسترا همراه با این پروتئین از داخل این پروتئین عبور میکند و سپس از  آن جدا میشود.

نکته: جایگاه این پروتئین در :

باکتری های گرم  مثبت :چسبیده به سمت خارجی  غشای سلولی

باکتر های گرم منفی :  در داخل فضای پری پلاستی این پروتئین اختصاصی وجود خواهند داشت

مناسب برای انتقال:اکثر اسید های آمینه و قند ها

4-انتقال فعال وابسته به شیب غلظت سدیم:

وقتی سلول از زنجیره انتقال الکترون  استفاده میکند در حین این عمل H+از داخل به خارج از غشا حرکت خواهد کرد .:

1- افزایش غلظت H+در خارج از سلول

2- انتقال H+به محیط داخلی توسط پروتئین ناقلی که همزمان با این عمل یون سدیم را به خارج از سلول منتقل خواهد کرد

3-حال این Na+موجود در خارج از سلول به نوع دیگری از پروتئین ناقل متصل میشود  و موجب تغییر شکل در آن میشود

4- تغیر شکل حاصله موجب چسبیدن  قند یا اسید آمینه در محیط خارجی  به پروتئین ناقل میشود .

5-در ادامه اختلاف غلظت Na+  موجب حرکت یون سدیم  چسبیده به ساختار پروتئین ناقل به داخل سلول میشود که  این عمل موجب تغییر ساختار پروتئین ناقل و عدم توانایی آن در نگاه داری سوبسترا مد نظر میشود بنابرای سوبسترا (قند یا اسید آمینه  )وارد محیط داخل سلولی  میشود.

با عرض یورلمیسیز.....

امام هادی فرمود: بر شما باد به تحصیل علم و معرفت، چون فراگیری آن واجب و بحث پیرامون آن مستحبّ و پرفائده است. علم وسیله كمك به دوستان و برادران است، دلیل و نشانه مروّت و جوانمردی است، هدیه و سرگرمی در مجالس است، همدم و رفیق انسان در مسافرت است; و أنیس و مونس انسان در تنهائی می باشد.