معلومة

11.11: هيكل الحمض النووي - علم الأحياء

11.11: هيكل الحمض النووي - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

اللبنات الأساسية للحمض النووي هي النيوكليوتيدات. Uracil (U) هو أيضًا بيريميدين (كما هو موضح في الشكل 1) ، ولكنه يحدث فقط في RNA ، والذي سنتحدث عنه أكثر لاحقًا.

البيورينات لها هيكل حلقة مزدوجة مع حلقة من ستة أعضاء مدمجة في حلقة من خمسة أعضاء. البيريميدينات أصغر في الحجم. لديهم هيكل حلقة واحدة من ستة أعضاء. ذرات الكربون للسكر المكون من خمسة كربون مرقمة 1 و 2 و 3 و 4 و 5 (1 ′ يُقرأ على أنه "رئيس واحد"). تتحد النيوكليوتيدات مع بعضها البعض عن طريق الروابط التساهمية المعروفة باسم روابط أو روابط فوسفوديستر. يتم ربط بقايا الفوسفات بمجموعة الهيدروكسيل المكونة من 5 كربون لسكر واحد من نيوكليوتيد واحد ومجموعة الهيدروكسيل المكونة من 3 كربون من سكر النوكليوتيد التالي ، مما يؤدي إلى تكوين رابطة 5′-3 phosphodiester.

في الخمسينيات من القرن الماضي ، عمل فرانسيس كريك وجيمس واتسون معًا لتحديد بنية الحمض النووي في جامعة كامبريدج بإنجلترا. كان علماء آخرون مثل لينوس بولينج وموريس ويلكينز يستكشفون هذا المجال بنشاط. اكتشف بولينج التركيب الثانوي للبروتينات باستخدام علم البلورات بالأشعة السينية. في مختبر ويلكنز ، كانت الباحثة روزاليند فرانكلين تستخدم طرق حيود الأشعة السينية لفهم بنية الحمض النووي. تمكن واطسون وكريك من تجميع أحجية جزيء الحمض النووي معًا على أساس بيانات فرانكلين لأن كريك درس أيضًا حيود الأشعة السينية (الشكل 2). في عام 1962 ، مُنح جيمس واتسون وفرانسيس كريك وموريس ويلكنز جائزة نوبل في الطب. لسوء الحظ ، بحلول ذلك الوقت ، توفي فرانكلين ، ولم يتم منح جوائز نوبل بعد وفاته.

اقترح واتسون وكريك أن الحمض النووي يتكون من خيطين ملتويين حول بعضهما البعض لتشكيل حلزون أيمن. يحدث الاقتران الأساسي بين البيورين والبيريميدين ؛ على وجه التحديد ، أزواج A مع أزواج T و G مع C. Adenine و Thymine هما أزواج قاعدية تكميلية ، كما أن السيتوزين والجوانين هما أيضًا أزواج قاعدية مكملة. يتم تثبيت أزواج القاعدة بواسطة روابط هيدروجينية ؛ يشكل الأدينين والثايمين رابطتين هيدروجينيتين ، ويشكل السيتوزين والجوانين ثلاث روابط هيدروجينية. الخصلان متضادان بطبيعتهما ؛ أي أن الطرف 3 من خصلة واحدة يواجه الطرف 5 من الخيط الآخر. يشكل السكر والفوسفات في النيوكليوتيدات العمود الفقري للهيكل ، بينما تتراكم القواعد النيتروجينية بالداخل. يتم فصل كل زوج أساسي عن الزوج الأساسي الآخر بمسافة 0.34 نانومتر ، ويبلغ قياس كل دورة من اللولب 3.4 نانومتر. لذلك ، توجد عشرة أزواج أساسية في كل دورة من اللولب. يبلغ قطر الحلزون المزدوج للحمض النووي 2 نانومتر ، وهو منتظم طوال الوقت. فقط الاقتران بين البيورين والبيريميدين يمكن أن يفسر القطر المنتظم. يؤدي التواء الخيطين حول بعضهما البعض إلى تكوين أخاديد رئيسية وثانوية متباعدة بشكل موحد (الشكل 3).


بناء نموذج شبكة التمثيل الغذائي للأسماك

أبلغنا عن إنشاء نموذج شبكة التمثيل الغذائي للأسماك على مستوى الجينوم ، MetaFishNet ، وتطبيقه لتحليل بيانات التعبير الجيني عالية الإنتاجية. هذا النموذج هو نقطة انطلاق لتطبيقات أوسع لبيولوجيا أنظمة الأسماك ، على سبيل المثال من خلال توجيه تصميم الدراسة من خلال المقارنة مع التمثيل الغذائي البشري وتكامل أنواع البيانات المتعددة. يمكن الوصول إلى موارد MetaFishNet ، بما في ذلك أداة تحليل إثراء المسار ، على http://metafishnet.appspot.com.


11.11: هيكل الحمض النووي - علم الأحياء

الحمض النووي جزيء أساسي للحياة. إنها بمثابة وصفة تحتوي على التعليمات التي تخبر أجسامنا بكيفية التطور والعمل.

ما الذي يرمز إليه الحمض النووي؟

الحمض النووي اختصار لحمض ديوكسي ريبونوكلييك.

خلايا مختلفة في الجسم

تحتوي أجسامنا على حوالي 210 نوعًا مختلفًا من الخلايا. تقوم كل خلية بعمل مختلف لمساعدة أجسامنا على العمل. هناك خلايا الدم وخلايا العظام والخلايا التي تصنع عضلاتنا.

كيف تعرف الخلايا ماذا تفعل؟

تحصل الخلايا على تعليماتها بشأن ما تفعله من الحمض النووي. يعمل الحمض النووي نوعًا ما مثل برنامج كمبيوتر. الخلية هي الكمبيوتر أو الجهاز والحمض النووي هو البرنامج أو الكود.

يتم الاحتفاظ بشفرة الحمض النووي بأحرف مختلفة من النيوكليوتيدات. عندما "تقرأ" الخلية التعليمات الموجودة على الحمض النووي ، فإن الأحرف المختلفة تمثل التعليمات. كل ثلاثة أحرف تشكل كلمة تسمى كودون. قد تبدو سلسلة الكودونات كما يلي:

على الرغم من وجود أربعة أحرف مختلفة فقط ، فإن جزيئات الحمض النووي تتكون من آلاف الأحرف. هذا يسمح بالمليارات والمليارات من التركيبات المختلفة.

يوجد داخل كل سلسلة من سلاسل الحمض النووي مجموعات من التعليمات تسمى الجينات. يخبر الجين الخلية بكيفية صنع بروتين معين. تستخدم الخلية البروتينات لأداء وظائف معينة والنمو والبقاء على قيد الحياة.

شكل جزيء الحمض النووي

على الرغم من أن الحمض النووي يشبه الخيوط الطويلة الرفيعة جدًا تحت المجهر ، فقد اتضح أن الحمض النووي له شكل محدد. هذا الشكل يسمى الحلزون المزدوج. على الجزء الخارجي من الحلزون المزدوج هو العمود الفقري الذي يربط الحمض النووي معًا. هناك مجموعتان من العمود الفقري تلتف معًا. بين العمود الفقري توجد النيوكليوتيدات ممثلة بالأحرف A و T و C و G. ويتصل نوكليوتيد مختلف بكل عمود فقري ثم يتصل بنيوكليوتيد آخر في المركز.

يمكن فقط لمجموعات معينة من النيوكليوتيدات أن تتلاءم معًا. يمكنك التفكير فيهم مثل قطع الألغاز: يتصل A فقط بـ T و G فقط مع C.


ما هو الحمض النووي الريبي؟

RNA لتقف على حمض النووي الريبي.وتتمثل مهمتها في تنفيذ التعليمات المشفرة في الحمض النووي. هناك ثلاثة أنواع من الحمض النووي الريبي ، ولكل منها وظيفة مختلفة. وهذه هي:

رسول RNA (مرنا)- يحمل mRNA معلومات عن تخليق البروتين من جزيئات الحمض النووي في النواة إلى الريبوسومات

RNA الريبوسوم (rRNA)- الرنا الريباسي هو مكون بنيوي لـ الريبوسومات(العضيات التي تقوم بتخليق البروتين)

نقل الحمض النووي الريبي (الحمض النووي الريبي)- ينقل الحمض الريبي النووي النقال الأحماض الأمينية إلى الريبوسوم. تستخدم هذه الأحماض الأمينية لتجميع جديد سلسلة بولي ببتيد

يتكون الحمض النووي الريبي من الريبونوكليوتيدات ،يحتوي كل منها على مجموعة فوسفات ، و 5 سكر كربوني ، وقاعدة نوكليوتيد. الأنواع الأربعة للقاعدة النيتروجينية الموجودة في جزيئات الحمض النووي الريبي هي:

لذلك ، فإن الأنواع الأربعة من نوكليوتيدات الحمض النووي الريبي هي:

  • نوكليوتيد (يحتوي على الأدينين)
  • يو نيوكليوتيد (يحتوي على اليوراسيل)
  • النوكليوتيدات G (التي تحتوي على جوانين)
  • نيوكليوتيد ج (يحتوي على السيتوزين)

كما هو الحال في جزيئات الحمض النووي ، يتم ربط هذه الريبونوكليوتيدات معًا روابط الفوسفوديسترالتي تتشكل بين 3 "كربون في سكر و 5" كربون آخر. على عكس الحمض النووي الريبي (DNA) ، فإن الحمض النووي الريبي (RNA) عبارة عن جزيء أحادي السلسلة ، ومع ذلك ، لا يزال بإمكانه تكوين هياكل مزدوجة الشريطة.

ال قاعده ازواجفي جزيئات الحمض النووي الريبي هي:


المنفعة والمناقشة

تم إنشاء جميع الهياكل ثلاثية الأبعاد في GSDB مسبقًا ، بحيث يكون تصور الهيكل ثلاثي الأبعاد أسرع ويمكن تنزيله بسهولة. تم تقسيم خطوات التنقل في قاعدة البيانات إلى خمسة أقسام على النحو التالي:

تصفح قاعدة البيانات

انقر فوق قائمة "استعراض" في شريط التنقل لتحميل القائمة الكاملة لمجموعات البيانات Hi-C. بدلاً من ذلك ، يمكن للمستخدمين النقر فوق الزر "البدء" في الصفحة الرئيسية (الشكل 1).

تصفح قاعدة البيانات يبرز طريقتين للوصول إلى قاعدة البيانات من الصفحة الرئيسية. سيؤدي النقر فوق قائمة "استعراض" في علامة التبويب "التنقل" أو على زر "البدء" في الصفحة الرئيسية إلى تحميل نافذة البحث في قاعدة البيانات

ابحث في قاعدة البيانات

يوفر GSDB طريقتين للبحث عن بيانات Hi-C والنماذج ثلاثية الأبعاد المقابلة لها:

يوفر GSDB ملخصًا للمعلومات الواردة في قاعدة البيانات من خلال جزء الملخص. من خلال النقر فوق خاصية / عنصر في الملخص ، يمكن للمستخدم البحث في قاعدة البيانات عن جميع بيانات Hi-C التي تحتوي على هذه الخاصية والنماذج الهيكلية ثلاثية الأبعاد المقابلة لها. (الصورة 2)

يمكن للمستخدمين البحث في قاعدة البيانات عن طريق كتابة الكلمات الأساسية حول اسم الملف ، وعنوان بيانات Hi-C ، ودقة بيانات Hi-C ، والمشروع الذي تم إنشاء بيانات Hi-C منه (مثل ENCODE) ، ومعرف المشروع ، و GEO accession No في "جزء البحث" (الشكل 2).

البحث في قاعدة البيانات وعرضها مثال على البحث عن البيانات باستخدام طريقتين للبحث. أولاً ، ابحث عن طريق النقر فوق عنصر في "جزء الملخص" المميز باللون الأخضر. يوضح الشكل عندما ينقر المستخدم على Resolution 100 kb ، يتم سرد جميع مجموعات البيانات بدقة 100 كيلوبايت. ثانيًا ، يمكن للمستخدم البحث عن طريق كتابة الكلمة الرئيسية في "جزء البحث" المميزة باللون الأحمر

تحميل

يمكن للمستخدمين تنزيل الهياكل ثلاثية الأبعاد بالنقر فوق الارتباط "تنزيل" في "عمود الهيكل ثلاثي الأبعاد" (الشكل 3). يمكن أيضًا تنزيل بيانات Hi-C المعيارية المستخدمة لإنشاء بنية ثلاثية الأبعاد لجميع الخوارزميات من خلال النقر على رابط "تنزيل" في عمود "بيانات Hi-C الطبيعية" (الشكل 3). يمكن تنزيل الهياكل بتنسيق PDB و G.PDB و Spacewalk.

عرض الهيكل ثلاثي الأبعاد وتنزيله في عمود "الهيكل ثلاثي الأبعاد" ، المظلل باللون الأحمر هو رابط "العرض" لعرض الهيكل ثلاثي الأبعاد لبيانات Hi-C. تم تمييز ارتباط "التنزيل" باللون الأخضر لتنزيل الهياكل ثلاثية الأبعاد التي تم إنشاؤها بواسطة الخوارزميات المختلفة لبيانات Hi-C. سيؤدي الضغط على رابط "تنزيل" إلى تنزيل الهياكل ثلاثية الأبعاد لجميع الخوارزميات لبيانات Hi-C. في عمود "بيانات Hi-C التي تمت تسويتها" ، يتم تمييز ارتباط "تنزيل" باللون الأزرق. سيؤدي الضغط على رابط "تنزيل" إلى تنزيل بيانات Normalized Hi-C المستخدمة في إنشاء بنية ثلاثية الأبعاد

تنسيقات الملفات

المعيار الفعلي الحالي لتمثيل الهياكل الكروموسومية ثلاثية الأبعاد هو تنسيق ملف PDB (بنك بيانات البروتين) حيث يتم تمثيل الصناديق الجينومية كخطوط ATOM. ومع ذلك ، فإن هذا التنسيق له عيوب لأنه يستبعد أجزاء أخرى مفيدة من المعلومات مثل: الجينوم المرجعي المستخدم في المحاذاة ، وخط الخلية ، والكروموسوم الذي يتم تمثيله والإحداثيات الجينية المقابلة للحاويات المعروضة. وبالتالي ، نقدم تنسيق ملف G.PDB الذي يتضمن هذه المعلومات من خلال إدخال سطر HEADER بالإضافة إلى سطور REMARK التي تلي كل سطر ATOM. يمكن استخدام ملفات G.PDB في جميع أدوات التصور الحالية التي تستخدم ملفات PDB القياسية. بالإضافة إلى ملف G.PDB ، فإننا نمثل البنية باستخدام تنسيق .sw (السير في الفضاء) ، بحيث يمكن تصور هذه الهياكل باستخدام أداة SpaceWalk [58].

هيكل ثلاثي الأبعاد وتصور خريطة التمثيل اللوني

لعرض التفاصيل والهياكل الخاصة ببيانات Hi-C ، انقر فوق الارتباط "عرض" في "عمود الهيكل ثلاثي الأبعاد" (الشكل 3). سيتم عرض علامة التبويب معلومات البيانات والتصور (الشكل 4). لإظهار الهيكل ثلاثي الأبعاد ، حدد الخوارزمية ومجموعة البيانات والكروموسوم واضغط على زر "عرض هذا الهيكل". سيتم عرض الهيكل على العارض. تم الإبلاغ عن معلمات النمذجة وجودة إعادة الإعمار (على سبيل المثال ، ارتباط سبيرمان بين المسافات المُعاد بناؤها والمسافات المتوقعة) في المربع الموجود أسفل العارض. لمقارنة بنيتين في نفس الوقت ، اضغط على زر "عرض هياكل متعددة". سيتم عرض هيكلين جنبًا إلى جنب مع خيارين مميزين لاختيار كل خوارزمية هيكل ثلاثي الأبعاد ومجموعة بيانات (الشكل 5). لعرض خريطة حرارية لمصفوفة جهات الاتصال ثنائية الأبعاد المستخدمة لإعادة بناء الهيكل ثلاثي الأبعاد ، انقر فوق الزر "عرض خريطة حرارة جهة الاتصال".

تصور البيانات يوضح الشكل الإخراج المعروض عندما ينقر المستخدم على "رابط العرض" لمجموعة بيانات GM12878. يُظهر القسم المظلل باللون الأحمر المعلومات حول الدقة (القرارات) المتاحة لبيانات Hi-C. يعرض القسم المميز باللون الأزرق الهيكل المتاح لبيانات Hi-C. يُظهر القسم المظلل باللون الأخضر نتيجة التقييم المتاحة لبيانات Hi-C. يعرض ارتباط سبيرمان بين بنية الإخراج وبيانات الإدخال Hi-C ، ونتائج التقييم الأخرى التي تم الحصول عليها. لتقييم كل بنية ثلاثية الأبعاد ، نحسب معامل ارتباط سبيرمان (dSCC) بين المسافات التي أعيد بناؤها والمسافات التي تم الحصول عليها من مجموعات بيانات Hi-C. تتراوح قيمة dSCC بين - 1 إلى + 1 ، حيث تكون القيمة الأعلى أفضل. بالنسبة للطرق القائمة على المسافة ، نقوم بالإبلاغ عن عامل التحويل (α) المستخدم في IF إلى تحويل المسافة. بالنسبة لـ LorDG و 3DMax ، اللذان يستخدمان خوارزمية تحسين صعود التدرج ، نقوم بالإبلاغ عن معدل التعلم المستخدم لعملية التحسين. المعلمات المستخدمة من قبل كل طريقة لإنشاء هياكل ثلاثية الأبعاد متاحة على صفحة GSDB GitHub

تصور الهياكل ثلاثية الأبعاد المتعددة توضح الأشكال المخرجات المعروضة عندما ينقر المستخدم فوق الزر "عرض الهياكل المتعددة". يسمح عرض البنية المتعددة بمقارنة الهياكل باستخدام خوارزميات بنية ثلاثية الأبعاد مختلفة أو مصفوفات اتصال Hi-C مختلفة

يمكن تكوين الخريطة الحرارية مع مجموعة متنوعة من وظائف التصور المساعد بالإضافة إلى إعدادات اللون لتخصيص التصور (الشكل 6). لعرض الهيكل في الأداة الخارجية للسير في الفضاء [58] ، اضغط على "View in Spacewalk". ستتم إعادة توجيه المستخدم إلى موقع السير في الفضاء حيث يمكن تحميل النموذج بعنوان URL المقابل.

تصور خريطة الحرارة يوضح الشكل الإخراج المعروض عندما ينقر المستخدم على الزر الأصفر "عرض مخطط حرارة جهة الاتصال" الموضح في الشكل 4. يشير الشكل المظلل باللون الأحمر إلى تصور خريطة الحرارة لخريطة الاتصال الكروموسومية ثنائية الأبعاد المحددة. أزرار الاختيار الموضحة بخيارات العرض الزرقاء للون الخريطة الحرارية. تشير أزرار الاختيار الموضحة باللون الأخضر إلى الوظائف التي يمكن تطبيقها على مصفوفة جهات الاتصال الأولية قبل إنشاء خريطة الحرارة لتحسين التصور. تعرض النافذة المحددة باللون الأصفر تصورًا للبنية ثلاثية الأبعاد

تقييم الهيكل

يحتوي GSDB على وحدة تقييم تسمح للمستخدمين بتقييم النماذج ثلاثية الأبعاد الخاصة بهم من خلال مقارنة مسافات النموذج بالمسافات المتوقعة لمصفوفة IF أو نموذج ثلاثي الأبعاد آخر (الشكل 7). عند تحميل ملفي PDB أو ملف PDB وملف مصفوفة IF والنقر على زر "مقارنة" ، يتم تزويد المستخدمين بمجموعة من درجات التقييم بما في ذلك: ارتباط سبيرمان ، ارتباط بيرسون ، ومتوسط ​​الجذر التربيعي للمسافة (RMSD). يمكن للمستخدمين أيضًا تحميل ملفات G.PDB أينما يتم قبول ملفات PDB.

التقييم يوضح الشكل النافذة المعروضة إذا اختار المستخدم علامة التبويب "التقييم". يعرض المربع الأرجواني أزرار الاختيار التي تحدد ما إذا كانت المقارنة ستشمل هيكلين مخزنين في تنسيق بنك بيانات البروتين (PDB) أو بنية بتنسيق PDB ومصفوفة IF. تشير المربعات الخضراء إلى أزرار لاختيار الملفات المراد مقارنتها. يشير المربع الأحمر إلى روابط بيانات العينة لاختبار المقارنة. يشير المربع الأرجواني إلى زر التقييم ، والذي سيرسل وظيفة المقارنة

التقييم يوضح الشكل النافذة المعروضة إذا اختار المستخدم زر المجموعة من الشكل 4. تعرض محتويات المربع الأصفر تمثيلًا ثنائي الأبعاد لقيم تحليل المكون الأساسي (PCA) لكل هيكل محدد باستخدام المعلمات الموجودة في المربع الأحمر . تعرض محتويات الصندوق الأرجواني تجميعًا هرميًا تكتليًا للهياكل

اختيار الأداة

نظرًا لأن بنية الحقيقة الأساسية للجينوم ثلاثي الأبعاد لم يتم التحقق منها بشكل كلي ، فإن تحديد خوارزمية التنبؤ بالهيكل ثلاثي الأبعاد الأفضل يظل مشكلة لم يتم حلها. يوفر GSDB للمستخدمين التوجيه في اختيار الأداة من خلال تضمين صفحة الكتلة. تعرض هذه الصفحة تحليل المكون الرئيسي غير الخاضع للإشراف والتكتل الهرمي التكتلي للهياكل التي تنبأت بها أدوات مختلفة (الشكل 8). تقوم بعض الأدوات بإزالة الصناديق ذات التغطية المنخفضة في إنشاء الهياكل ثلاثية الأبعاد ، وبالتالي فإننا نقوم فقط بتضمين الهياكل التي لها نفس عدد النقاط في جميع المقارنات غير الخاضعة للإشراف.


تفاعل البلمرة المتسلسل (تفاعلي)

يُمكِّن تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) الباحثين من إنتاج ملايين النسخ من تسلسل DNA معين في غضون ساعتين تقريبًا. تتجاوز هذه العملية الآلية الحاجة إلى استخدام البكتيريا لتضخيم الحمض النووي.

تظهر هذه الرسوم المتحركة في "مجموعة Spotlight" الخاصة بنا حول تفاعل البوليميراز المتسلسل ، جنبًا إلى جنب مع مقابلات الفيديو مع كاري موليس ، والرسوم المتحركة الجزيئية ثلاثية الأبعاد لـ PCR ، والعديد من البروتوكولات المختبرية.

هذه الرسوم المتحركة متاحة أيضًا على شكل فيديو.

يُمكِّن تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) الباحثين من إنتاج ملايين النسخ من تسلسل DNA معين في غضون ساعتين تقريبًا. تتجاوز هذه العملية الآلية الحاجة إلى استخدام البكتيريا لتضخيم الحمض النووي. تظهر هذه الرسوم المتحركة في "مجموعة Spotlight" الخاصة بنا حول تفاعل البوليميراز المتسلسل ، جنبًا إلى جنب مع مقابلات الفيديو مع كاري موليس ، والرسوم المتحركة الجزيئية ثلاثية الأبعاد لـ PCR ، والعديد من البروتوكولات المختبرية.

تفاعل البلمرة المتسلسل ، بوليميراز الحمض النووي ، تسلسل الحمض النووي ، العملية الآلية ، التفاعل المتسلسل ، البكتيريا


الكيمياء الحيوية عبر الإنترنت: نهج قائم على المنطق الكيميائي

فيديو مدته 3 دقائق يصف كتابي

متاح أيضًا في Biology LibreText ، وهو جزء من مكتبات UC Davis LibreTexts


زوار صفحة جدول المحتويات هذه منذ 8/6/06

مقدمة

التفاعل

الرسوم البيانية التفاعلية للرياضيات: تتطلب مكونًا إضافيًا مجانيًا ، مشغل CDF (Wolfram) لتشغيل الملفات القابلة للتنزيل. يعد الرسم البياني Mathematica المضمّن في الويب مدعومًا من قبل معظم المتصفحات التي لم تعد تسمح بالمكونات الإضافية.
أنا غير نشط الرسوم البيانية SageMath: لا حاجة المكونات في. يعمل على Firefox و Chrome و Edge و IE11.
نماذج جزيئية تفاعلية Jsmol: لا حاجة لإضافات. يعتمد على جافا سكريبت يعمل على جميع المتصفحات

مشاكل الواجبات المنزلية

مراجعة: الخلية

الفصل 1: الهيكل الدهني

مشاكل الواجب المنزلي - وحدة تعلم الأدب:

الفصل 2: ​​هيكل البروتين

مشاكل الواجب المنزلي - وحدة تعلم الأدب:

الفصل 3: الكربوهيدرات / الجليكان

مشاكل الواجب المنزلي - وحدة تعلم الأدب:

الفصل 4: الحمض النووي والعقيدة المركزية لعلم الأحياء

الفصل الخامس: الإلزام

  1. مقدمة في التجليد العكسي
  2. التحليلات الرياضية للرسوم البيانية الملزمة
  3. تحديث أنظمة الربط النموذجية على القطرات داخل الخلايا
  4. تحديث التجليد والتحكم في النسخ الجيني على بنية الكروماتين وانتقالات الطور
  5. طرق جديدة في تطوير الأدوية
  6. التعرف على الجهاز المناعي - قسم جديد عن الالتهابات

مشاكل الواجب المنزلي - وحدة تعلم الأدب:

الفصل السادس: النقل والحركية

مشاكل الواجبات المنزلية - وحدات تعلم الأدب:

الفصل السابع: التحليل

مشاكل الواجب المنزلي - وحدة تعلم الأدب:

الفصل الثامن: الأكسدة / الفسفرة

  1. كيمياء الديوكسجين
  2. الانزيمات المؤكسدة
  3. ATP والفسفرة المؤكسدة New Jmo / Jsmols للمركب I و III و IV و ATP synthase قسم جديد في المركب III
  4. التمثيل الضوئي: تفاعل الضوء
  5. نيتروجيناز: استخدام مختزل للكتل المعدنية

مشاكل الواجب المنزلي - وحدة تعلم الأدب:

الفصل 9: الأيض ونقل الإشارات

  1. النقل النشط
  2. الإشارات العصبية
  3. إشارات البروتينات 6/14/17 - قسم جديد على بروتينات G الصغيرة ، GAPs و GEFs
  4. mTOR وإشارات المغذيات
  5. تحليل التحكم الأيضي وبيولوجيا النظم
  6. 11/16/17 (بدأت للتو في التطوير) رياضيات الإشارة: التحليلات الرسومية للمدخلات والمخرجات

مشاكل الواجب المنزلي - وحدة تعلم الأدب:

الفصل 10: ممرات الأيض (MP)

الفصل 11: أصل الحياة

الملاحق

روابط ويب إضافية:

  1. نصوص الكيمياء الحيوية NCBI - بحث عن نصوص الكيمياء الحيوية
  2. الكيمياء الحيوية ، الطبعة الخامسة Jeremy M Berg ، John L Tymoczko ، و Lubert Stryer - قابلة للبحث ولكن غير قابلة للحجب ، من NCBI.
  3. الكيمياء الحيوية مارتنديل
  4. الجمعية الفيزيائية الحيوية: محاضرات وطنية | موارد حول مواضيع مختارة
  5. الكيمياء الحيوية الطبية الموجودة في كتب الكيمياء الحيوية!

التحليلات: (انظر أعلى عداد الدخول)

محركات البحث:

يمكن أيضًا العثور على الكيمياء الحيوية عبر الإنترنت في المكتبات الرقمية التالية!

كما تم إدراجه في:

/>
الكيمياء الحيوية عبر الإنترنت بواسطة Henry Jakubowski مرخصة بموجب ترخيص Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

& copyCopyright 2002 دكتور هنري جاكوبوسكي
برجاء إرسال التعليقات إلى الدكتور هنري جاكوبوفسكي.


PCNA: الهيكل والوظائف والتفاعلات

يلعب مستضد الخلايا النووية المتكاثرة (PCNA) دورًا أساسيًا في استقلاب الحمض النووي كعنصر من مكونات آلية النسخ والإصلاح. يحيط هذا البروتين ذو الشكل الحلقي الحمض النووي ويمكن أن ينزلق بشكل ثنائي الاتجاه على طول الاتجاه المزدوج. تتمثل إحدى الوظائف الراسخة لـ PCNA في دورها كعامل معالجة لدلتا بوليميريز الحمض النووي وإبسيلون. يربط PCNA وحدة البلمرة الحفزية بقالب DNA من أجل تخليق DNA سريع ومعالج. في السنوات العديدة الماضية ، أصبح من الواضح أن PCNA يتفاعل مع البروتينات المشاركة في تقدم دورة الخلية والتي ليست جزءًا من جهاز DNA polymerase. بعض هذه التفاعلات لها تأثير مباشر على تخليق الحمض النووي بينما أدوار العديد من التفاعلات الأخرى غير مفهومة تمامًا. تلخص هذه المراجعة السمات الهيكلية لـ PCNA وتصف الوظائف المتنوعة التي يلعبها البروتين في تكرار وإصلاح الحمض النووي بالإضافة إلى دوره المحتمل في تجميع الكروماتين ونسخ الجينات. كما تمت مناقشة تفاعلات PCNA مع البروتينات الخلوية المختلفة وأهمية هذه التفاعلات.


حول هذه المجموعة

يرتبط اسم الحائز على جائزة نوبل البريطاني فرانسيس كريك (1916-2004) ارتباطًا وثيقًا باكتشاف الحلزون المزدوج للحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) في عام 1953 ، والذي يعتبر أهم تقدم في فهم علم الأحياء منذ نظرية داروين للتطور. ومع ذلك ، خلال مهنة بحثية امتدت لأكثر من خمسين عامًا ، قدم عالم الأحياء النظري كريك أيضًا مساهمات أساسية في الدراسات الهيكلية للجزيئات البيولوجية المهمة الأخرى من خلال تحليل الأشعة السينية لفهم تخليق البروتين لفك تشفير الشفرة الجينية التي تكون المعلومات الوراثية من خلالها مخزنة ونسخها في الخلية ولمفهومنا للوعي. من خلال قوة الشخصية والفكر ، التي تظهر بسهولة في هذا الاختيار عبر الإنترنت من أوراقه ، عمل كريك كمركز لتبادل النقد والأفكار والمعلومات للعلماء في جميع أنحاء العالم.

مكتبة ويلكوم لتاريخ وفهم الطب في لندن هي مستودع الأوراق العلمية لفرانسيس كريك (مرجع المجموعة PP / CRI) والتي تتراوح من 1915 إلى 2002. تحتوي المجموعة على مراسلات وملاحظات محاضرات وصور فوتوغرافية ودفاتر معملية و المقالات المنشورة وغير المنشورة. يجب على الأفراد أو المؤسسات التي ترغب في نسخ المستندات أو طلب نسخ منها الاتصال بمكتبة Wellcome Trust الطبية للتصوير الفوتوغرافي.

كجزء من مشروع الملامح في العلوم ، أتاحت المكتبة الوطنية للطب عبر الإنترنت ، بالتعاون مع مكتبة ويلكوم لتاريخ وفهم الطب في لندن ، مجموعة رقمية من أوراق فرانسيس كريك. يوفر موقع الويب هذا الوصول إلى أجزاء من أوراق فرانسيس كريك المتاحة الآن للجمهور. يجب على الأفراد المهتمين بإجراء البحوث باستخدام المجموعة الكاملة لأوراق فرانسيس كريك الاتصال بمكتبة ويلكوم.

تم تصميم هذا الملف الشخصي لتعريفك بالمراحل المختلفة للحياة العلمية والمهنية في Crick & # 39s. أقسام السرد المتاحة من شريط التنقل تحت & quot The Story & quot تركز على حياة Crick & # 39 والمساهمات العلمية الرئيسية.

يمكن للباحثين البحث في العناصر الرقمية باستخدام مربع البحث أو تصفح جميع المستندات والمرئيات في المجموعة عن طريق تحديد & quot مجموعة عناصر & quot من شريط التنقل.


11.11: هيكل الحمض النووي - علم الأحياء

قاعدة بيانات توفر معلومات حول بنية الجينومات المجمعة وأسماء التجميع والبيانات الوصفية الأخرى والتقارير الإحصائية وروابط لبيانات التسلسل الجيني.

مجموعة منسقة من البيانات الوصفية للمجموعات الثقافية والمتاحف والأعشاب ومجموعات التاريخ الطبيعي الأخرى. تعرض السجلات رموز التجميع ، ومعلومات حول المؤسسات الرئيسية للمجموعات ، وروابط إلى البيانات ذات الصلة في NCBI.

مجموعة من دراسات الجينوميات والجينوميات الوظيفية وعلم الوراثة وروابط لمجموعات البيانات الناتجة عنها. يصف هذا المورد نطاق المشروع والمواد والأهداف ويوفر آلية لاسترداد مجموعات البيانات التي يصعب العثور عليها غالبًا بسبب التعليقات التوضيحية غير المتسقة والتقديمات المستقلة المتعددة والطبيعة المتنوعة لأنواع البيانات المتنوعة التي يتم تخزينها غالبًا في قواعد بيانات مختلفة.

تحتوي قاعدة بيانات BioSample على أوصاف لمواد المصدر البيولوجية المستخدمة في المقايسات التجريبية.

جهد تعاوني لتحديد مجموعة أساسية من مناطق ترميز بروتين الإنسان والفأر التي يتم شرحها باستمرار وذات جودة عالية.

يشمل اختلافات النوكليوتيدات المفردة ، والسواتل المكروية ، وعمليات الإدراج والحذف على نطاق صغير. يحتوي dbSNP على بيانات التردد والنمط الجيني الخاصة بالسكان ، والظروف التجريبية ، والسياق الجزيئي ، ومعلومات رسم الخرائط لكل من الاختلافات المحايدة والطفرات السريرية.

قاعدة بيانات التسلسل الجيني للمعاهد الوطنية للصحة ، وهي مجموعة مشروحة لجميع تسلسلات الحمض النووي المتاحة للجمهور. GenBank هو جزء من التعاون الدولي لقاعدة بيانات تسلسل النيوكليوتيدات ، والذي يضم بنك بيانات الحمض النووي في اليابان (DDBJ) ، ومختبر البيولوجيا الجزيئية الأوروبي (EMBL) ، وبنك GenBank في NCBI. تتبادل هذه المنظمات الثلاث البيانات على أساس يومي. يتكون GenBank من عدة أقسام ، يمكن الوصول إلى معظمها من خلال قاعدة بيانات Nucleotide. الاستثناءات هي أقسام EST و GSS ، والتي يتم الوصول إليها من خلال قواعد بيانات Nucleotide EST و Nucleotide GSS ، على التوالي.

تجميع للبيانات من مشروع تسلسل جينوم الإنفلونزا NIAID و GenBank. يوفر أدوات لتحليل تسلسل الإنفلونزا والتعليق التوضيحي وتقديمه إلى GenBank. يحتوي هذا المورد أيضًا على روابط لمصادر تسلسل الإنفلونزا الأخرى ، والمنشورات والمعلومات العامة حول فيروسات الأنفلونزا.

مشروع يتضمن جمع وتحليل التسلسلات الجينومية لمسببات الأمراض البكتيرية الناشئة عن العزلات الغذائية والبيئية والمرضى. حاليًا ، يتكتل خط الأنابيب الآلي ويحدد التسلسلات التي توفرها بشكل أساسي مختبرات الصحة العامة للمساعدة في التحقيق في تفشي الأمراض المنقولة بالأغذية واكتشاف المصادر المحتملة لتلوث الأغذية.

مجموعة من متواليات النوكليوتيدات من عدة مصادر ، بما في ذلك GenBank و RefSeq وقاعدة بيانات الطرف الثالث للتعليقات التوضيحية (TPA) و PDB. سيؤدي البحث في قاعدة بيانات النيوكليوتيدات إلى نتائج متاحة من كل قاعدة بيانات مكونة لها.

قاعدة بيانات لتسلسل الحمض النووي ذات الصلة التي تنشأ من الدراسات المقارنة: النشوء والتطور ، والسكان ، والبيئة ، وبدرجة أقل ، الطفرات. كل سجل في قاعدة البيانات عبارة عن مجموعة من تسلسلات الحمض النووي. على سبيل المثال ، توفر مجموعة السكان معلومات عن التباين الجيني داخل الكائن الحي ، بينما قد تحتوي مجموعة النشوء والتطور على متواليات ومحاذاة جين واحد تم الحصول عليه من العديد من الكائنات الحية ذات الصلة.

سجل عام لكواشف الحمض النووي المصمم للاستخدام في مجموعة متنوعة من تطبيقات البحوث الطبية الحيوية ، جنبًا إلى جنب مع معلومات عن موزعات الكاشف ، وفعالية التحقيق ، وأوجه التشابه في التسلسل المحسوب.

RefSeqGene مجموعة من التسلسلات الجينومية المرجعية الخاصة بالجينات البشرية. الجين RefSeq هو مجموعة فرعية من قاعدة بيانات RefSeq الخاصة بـ NCBI ، ويتم تحديده بناءً على مراجعة من القيمين على قواعد البيانات الخاصة بالموقع ومجتمع الاختبار الجيني. إنها تشكل أساسًا مستقرًا للإبلاغ عن الطفرات ، ولإنشاء اتفاقيات ترقيم متسقة intron و exon ، ولتحديد إحداثيات التباين البيولوجي المهم الآخر. RefSeqGene هو جزء من Locus Reference Genomic Collaboration (LRG). التسلسل المرجعي (RefSeq)

مجموعة من تسلسل الحمض النووي الجيني المنسق وغير الزائد عن الحاجة ونسخة (RNA) وتسلسلات البروتين التي تنتجها NCBI. توفر RefSeqs مرجعًا ثابتًا لتعليقات الجينوم ، وتحديد الجينات وتوصيفها ، وتحليل الطفرات وتعدد الأشكال ، ودراسات التعبير ، والتحليلات المقارنة. يتم الوصول إلى مجموعة RefSeq من خلال قواعد بيانات Nucleotide and Protein.

يخزن أرشيف قراءة التسلسل (SRA) بيانات التسلسل من الجيل التالي من منصات التسلسل بما في ذلك Roche 454 GS System® و Illumina Genome Analyzer® و Life Technologies AB SOLiD System® و Helicos Biosciences Heliscope® و Complete Genomics® و Pacific Biosciences SMRT® .

قاعدة بيانات تحتوي على تسلسلات مبنية من بيانات التسلسل الأولية الموجودة في GenBank. يتم دعم التسلسلات والتعليقات التوضيحية المقابلة بشكل تجريبي وتم نشرها في مجلة علمية محكمة. يتم استرداد سجلات TPA من خلال قاعدة بيانات النيوكليوتيدات.

مستودع لكروماتوجرام تسلسل الحمض النووي (آثار) ، والمكالمات الأساسية ، وتقديرات الجودة لقراءات التمرير الفردي من مختلف مشاريع التسلسل واسعة النطاق.

التحميلات

يتم توفير ملفات BLAST التنفيذية للاستخدام المحلي لأنظمة Solaris و LINUX و Windows و MacOSX. راجع ملف README في دليل ftp للحصول على مزيد من المعلومات. تتوفر أيضًا قواعد بيانات مسبقة التنسيق للنيوكليوتيدات والبروتينات وعمليات البحث المترجمة للتنزيل ضمن دليل فرعي db.

قواعد بيانات التسلسل للاستخدام مع برامج بلاست المستقلة. الملفات الموجودة في هذا الدليل هي قواعد بيانات مسبقة التنسيق وجاهزة للاستخدام مع بلاست.

قواعد بيانات التسلسل بتنسيق FASTA للاستخدام مع برامج BLAST المستقلة. يجب تنسيق قواعد البيانات هذه باستخدام formatdb قبل استخدامها مع بلاست.

يحتوي هذا الموقع على ملفات لجميع سجلات التسلسل في GenBank بتنسيق الملف الثابت الافتراضي. يتم تنظيم الملفات بواسطة قسم GenBank ، ويتم وصف المحتويات الكاملة في ملف README.genbank.

يحتوي هذا الموقع على جميع سجلات تسلسل النيوكليوتيدات والبروتينات في مجموعة التسلسل المرجعي (RefSeq). يحتوي دليل "الإصدار" على أحدث إصدار للمجموعة الكاملة ، بينما تتوفر بيانات الكائنات الحية المختارة (مثل الإنسان والفأر والجرذان) في أدلة منفصلة. البيانات متوفرة في FASTA وتنسيقات الملفات المسطحة. راجع الملف التمهيدي للتفاصيل.

يحتوي هذا الموقع على بيانات التسلسل من الجيل التالي التي ينظمها مشروع التسلسل المقدم.

يحتوي هذا الموقع على بيانات التتبع اللوني التي تنظمها الأنواع. تتضمن البيانات مخطط كروماتوجرافي ودرجات الجودة وتسلسلات FASTA من مكالمات أساسية تلقائية ومعلومات إضافية أخرى في نص محدد بعلامات جدولة بالإضافة إلى تنسيقات XML. راجع الملف التمهيدي للتفاصيل.

يحتوي هذا الموقع على قواعد بيانات UniVec و UniVec_Core بتنسيق FASTA. راجع ملف README.uv للحصول على التفاصيل.

يحتوي هذا الموقع على بيانات تسلسل بندقية الجينوم الكاملة المنظمة بواسطة كود المشروع المكون من 4 أرقام. تتضمن البيانات ملفات GenBank و GenPept الثابتة ، ودرجات الجودة وإحصاءات الملخص. راجع ملف README.genbank.wgs لمزيد من المعلومات.

التقديمات

نموذج عبر الإنترنت يوفر واجهة للباحثين والاتحادات والمنظمات لتسجيل مشاريعهم الحيوية. هذا بمثابة نقطة البداية لتقديم البيانات الجينومية والجينية للدراسة. لا يلزم تقديم البيانات في وقت تسجيل BioProject.

أداة إرسال تسلسل قائمة على الويب لواحد أو بضع عمليات إرسال إلى قاعدة بيانات GenBank ، وهي مصممة لجعل عملية الإرسال سريعة وسهلة.

أداة لتقديم تسلسلات النيوكليوتيدات القصيرة للرموز الشريطية من موقع وراثي معياري لاستخدامها في تحديد الأنواع.

أداة برمجية قائمة بذاتها تم تطويرها بواسطة NCBI لتقديم وتحديث الإدخالات إلى قواعد بيانات التسلسل العامة (GenBank أو EMBL أو DDBJ). إنه قادر على التعامل مع عمليات الإرسال البسيطة التي تحتوي على تسلسل mRNA قصير واحد ، والتقديمات المعقدة التي تحتوي على تسلسلات طويلة ، وشروح متعددة ، ومجموعات مجزأة من الحمض النووي ، بالإضافة إلى متواليات من دراسات علم الوراثة والسكان مع المحاذاة. للتقديم البسيط ، استخدم أداة التقديم عبر الإنترنت BankIt بدلاً من ذلك.

برنامج سطر أوامر يقوم بأتمتة إنشاء سجلات التسلسل لتقديمها إلى GenBank باستخدام العديد من الوظائف نفسها مثل Sequin. يتم استخدامه بشكل أساسي لتقديم الجينوم الكامل ودفعات كبيرة من التسلسلات.

يصف هذا الارتباط كيف يمكن لمقدمي بيانات SRA الحصول على موقع NCBI FTP آمن لبياناتهم ، كما يصف تنسيقات البيانات وهياكل الدليل المسموح بها.

نقطة دخول واحدة لمقدمي البيانات للارتباط والعثور على معلومات حول جميع عمليات تقديم البيانات في NCBI. حاليًا ، يعمل هذا كواجهة لتسجيل BioProjects و BioSamples وتقديم البيانات لـ WGS و GTR. الإضافات المستقبلية لهذا الموقع مخطط لها.

يصف هذا الارتباط كيف يمكن لمقدمي بيانات التتبع الحصول على موقع NCBI FTP آمن لبياناتهم ، كما يصف تنسيقات البيانات وهياكل الدليل المسموح بها.

أدوات

يكتشف مناطق التشابه المحلي بين التسلسلات البيولوجية. يقارن البرنامج تسلسلات النيوكليوتيدات أو البروتينات لتسلسل قواعد البيانات وحساب الأهمية الإحصائية للمطابقات. يمكن استخدام بلاست لاستنتاج العلاقات الوظيفية والتطورية بين التسلسلات وكذلك للمساعدة في تحديد أعضاء عائلات الجينات.

يسمح لك باسترداد السجلات من العديد من قواعد بيانات Entrez عن طريق تحميل ملف GI أو أرقام المدخلات من قواعد بيانات Nucleotide أو Protein ، أو ملف معرفات فريدة من قواعد بيانات Entrez الأخرى. يمكن حفظ نتائج البحث بتنسيقات مختلفة مباشرة إلى ملف محلي على جهاز الكمبيوتر الخاص بك.

الأدوات التي توفر الوصول إلى البيانات داخل نظام Entrez الخاص بـ NCBI خارج واجهة استعلام الويب العادية. أنها توفر طريقة لأتمتة مهام Entrez داخل تطبيقات البرامج. تقوم كل أداة بمهمة استرجاع متخصصة ، ويمكن استخدامها ببساطة عن طريق كتابة عنوان URL منسق بشكل خاص.

تقارن هذه الأداة تسلسلات النيوكليوتيدات أو البروتينات بقواعد بيانات التسلسل الجيني وتحسب الأهمية الإحصائية للمطابقات باستخدام خوارزمية أداة البحث عن المحاذاة المحلية الأساسية (BLAST).

تسمح أداة NCBI's Remap للمستخدمين بإسقاط بيانات التعليقات التوضيحية وتحويل مواقع الميزات من مجموعة جينومية إلى أخرى أو إلى تسلسلات RefSeqGene من خلال تحليل قاعدة تلو الأخرى. يتم توفير الخيارات لضبط صرامة إعادة التعيين ، ويتم عرض النتائج الموجزة على صفحة الويب. يمكن تنزيل النتائج الكاملة للعرض في العارض الرسومي Genome Workbench الخاص بـ NCBI ، كما تتوفر أيضًا بيانات التعليقات التوضيحية للميزات المعاد تعيينها ، بالإضافة إلى البيانات الموجزة ، للتنزيل.

تطبيق متكامل لعرض وتحليل بيانات التسلسل. باستخدام Genome Workbench ، يمكنك عرض البيانات في قواعد بيانات التسلسل المتاحة للجمهور في NCBI ، ومزج هذه البيانات مع بياناتك الخاصة.

أداة تحليل رسومية تبحث عن جميع إطارات القراءة المفتوحة في تسلسل مستخدم أو في تسلسل موجود بالفعل في قاعدة البيانات. يمكن استخدام ستة عشر رمزًا وراثيًا مختلفًا. يمكن حفظ تسلسل الأحماض الأمينية المستخلصة بتنسيقات مختلفة والبحث في قواعد بيانات البروتين باستخدام بلاست.

تستخدم أداة Primer-BLAST Primer3 لتصميم بادئات PCR لقالب تسلسل. ثم يتم تحليل المنتجات المحتملة تلقائيًا من خلال بحث BLAST مقابل قواعد البيانات المحددة من قبل المستخدم ، للتحقق من الخصوصية للهدف المقصود.

فائدة لحساب محاذاة البروتينات لتسلسل النوكليوتيدات الجينية. وهو يعتمد على تباين خوارزمية المحاذاة العالمية Needleman Wunsch ويحسب على وجه التحديد إشارات الإنترونات والتوصيل. بسبب هذه الخوارزمية ، فإن ProSplign دقيقة في تحديد مواقع لصق وتتسامح مع أخطاء التسلسل.

يوفر عرضًا رسوميًا قابلاً للتكوين لتسلسل النيوكليوتيدات أو البروتين والميزات التي تم شرحها في هذا التسلسل. بالإضافة إلى استخدامه على صفحات قاعدة بيانات تسلسل NCBI ، يتوفر هذا العارض كمكون لصفحة ويب قابلة للتضمين. تتوفر وثائق مفصلة بما في ذلك دليل مرجعي لواجهة برمجة التطبيقات للمطورين الراغبين في تضمين العارض في صفحاتهم الخاصة.

أداة مساعدة لحساب محاذاة تسلسل cDNA-to-Genomic. وهو يعتمد على تباين خوارزمية المحاذاة العالمية Needleman-Wunsch ويحسب على وجه التحديد إشارات الإنترونات والتوصيل. بسبب هذه الخوارزمية ، فإن Splign دقيقة في تحديد مواقع لصق وتتسامح مع أخطاء التسلسل.

نظام للتعرف بسرعة على أجزاء تسلسل الحمض النووي التي قد تكون ذات أصل ناقل. يبحث VecScreen في تسلسل استعلام عن المقاطع التي تطابق أي تسلسل في قاعدة بيانات متجهية متخصصة غير متكررة (UniVec).


شاهد الفيديو: ما هو الحمض النووي DNA وكيف يعمل شرح بسيط وعلمي (شهر اكتوبر 2022).