در ساختار دی ان ای  از چه پروتئین هایی ساخته شده است؟
زیست‌شناسی کوانتومی
دی اکسی ریبونوکلئیک اسید، دی ان ای، به عنوان دستورالعمل ساخت پروتئین در بدن است. از ۴ نوکلئوتید گوانین، تیمین، سیتوزین و آدنین تشکیل شده‌است. ترتیب این نوکلئوتیدها «دستور العمل» پروتئین‌های مختلف را می‌دهد. هر زمان که سلول تولید مثل می‌کند، باید این رشته‌های DNA را کپی کند. با این وجود، گاهی اوقات در طی مراحل کپی کردن رشته DNA یک جهش یا خطایی در کد DNA ایجاد می‌شود. یک تئوری برای استدلال جهش DNA در مدل جهش DNA Lowdin توضیح داده شده‌است. در این مدل، نوکلئوتید ممکن است شکل خود را از طریق فرایند تونل سازی کوانتومی تغییر دهد. به همین دلیل، نوکلئوتید تغییر یافته توانایی جفت شدن با جفت پایه اصلی خود و در نتیجه تغییر ساختار و ترتیب رشته DNA را از دست می‌دهد. قرار گرفتن در معرض چراغهای ماوراء بنفش و انواع دیگر اشعه می‌تواند باعث جهش و آسیب DNA شود. تشعشعات همچنین می‌توانند پیوندها را در امتداد رشته DNA در پیریمیدینها تغییر داده و باعث ایجاد پیوند آنها با خود و ایجاد یک دیمر شوند. در بسیاری از پروکاریوتها و گیاهان، این پیوندها توسط یک آنزیم ترمیم DNA به آنزیم اصلی ترمیم می‌شوند. همان‌طور که پیشوند آن نشان می‌دهد، برای ترمیم رشته، فتولیاز به نور متکی است. فتولیاز ضمن ترمیم DNA با کوفاکتور FADH، فلاوین آدنین دینوکلئوتید کار می‌کند. فتولیاز با نور مرئی هیجان زده می‌شود و یک الکترون را به کوفاکتور FADH- منتقل می‌کند. FADH- اکنون در اختیار داشتن یک الکترون اضافی، الکترون را به دیمر می‌دهد تا پیوند را بشکند و DNA را ترمیم کند. این انتقال الکترون از طریق تونل کردن الکترون از FADH به دیمر انجام می‌شود. اگرچه دامنه تونلینگ بسیار بزرگتر از حد ممکن در خلأ است، گفته می‌شود که تونلینگ در این سناریو «تونل سازی با واسطه فوق العاده» است، و به دلیل توانایی پروتئین در افزایش نرخ تونل زنی الکترون امکان‌پذیر است.
ERBB3
ژن ERBB3 بر روی بازوی بلند کروموزوم ۱۲ قرار دارد و از طریق ۲۳٬۶۵۱ جفت‌باز عمل کرده و ۱۳۴۲ اسید آمینه تولید می‌کند. در حین تکامل انسان، ژن ERBB3 در بافت پوششی پوست، استخوان، دستگاه عصبی، قلب، ریه و دستگاه گوارش بیان می‌شود. پروتئین حاصله در انسان بالغِ سالم در دستگاه گوارش، دستگاه تناسلی، دستگاه عصبی، پوست، مجاری ادراری و دستگاه غدد درون‌ریز بیان و تولید می‌شود. همانندسازی دی‌ان‌ای
همانندسازی در مکان آغازش همتاسازی آغاز می‌شود. این عمل نیازمند آنزیم‌های همانندسازی بسیاری است. در ابتدا، دو چنگال همانندسازی در این محل ایجاد می‌شود. در اغلب ژن‌ها، همانندسازی در ۲ جهت است. به مکان شروع در اشریشیا کلی، ناحیهٔ (Ori c) گفته می‌شود. اتصال پروتئین‌ها به آن، تنها هنگامی صورت می‌گیرد که دنا دارای ابر مارپیچ منفی یا در واقع در حالت وضعیت طبیعی کروموزوم اشریشیاکلای است. نتیجهٔ اتصال دنا A باز شدن مارپیچ دوتایی است که با پروتئین‌های hu تقویت می‌شود. این پروتئین‌ها فراوان‌ترین پروتئین بسته‌بندی دنا در اشریشیاکلای هستند. اولین مرحله اتصال یک هم آرای پیش‌آغازگر است. در ابتدا، ۱۲ پروتئین شامل ۶ نسخه از دنا B و ۶ نسخه از دنا C تشکیل می‌شود دنا C دارای یک نقش تراوایی است و پس از تشکیل آزاد می‌شود دنا B یک هلیکاز است و جفت بازها را می‌شکند. بانک داده جهانی پروتئین
بانک دادهٔ جهانی پروتئین ، که به اختصار "wwPDB" نیز نامیده می‌شود، سازمانی است که بایگانی ساختار درشت‌مولکول‌ها را در اختیار داشته و نگهداری و روزآمد می‌کند. مأموریت آن مدیریت و نگهداری یک آرشیو بانک داده پروتئین منفرد از داده‌های ساختاری درشت‌مولکول‌هاست که به طور عمومی و آزاد در دسترس جامعهٔ جهانی باشد. سازمان دارای چهار عضو است که عبارتند از: سازمان در سال ۲۰۰۳ (میلادی) تأسیس شده و تأسیس‌کنندگان آن "کارگروه همکاری پژوهشی برای پایگاه دادهٔ پروئتین بیوانفورماتیک ساختاری (ایالات متحدهٔ آمریکا)"، "بانک دادهٔ پروتئین در اروپا" و "بانک دادهٔ پروتئین ژاپن" بوده‌اند. در سال ۲۰۰۶، "بانک دادهٔ رزونانس مغناطیسی زیستی (از ایالات متحدهٔ آمریکا)" به سازمان پیوست. پایگاه و تشکیلات هر یک از اعضا می‌تواند داده‌های ساختاری را پذیرفته و مورد پردازش قرار دهد. داده‌های پردازش شده به "دارندهٔ بایگانی" فرستاده می‌شوند. هم‌اکنون "کارگروه همکاری پژوهشی برای پایگاه دادهٔ پروئتین بیوانفورماتیک ساختاری" به عنوان دارندهٔ بایگانی فعالیت می‌کند. این مسئله اطمینان‌بخش از آن است که فقط یک نسخه از داده‌ها که برای همهٔ کاربران یکسان است، وجود دارد. پایگاه دادهٔ تغییریافته سپس در دسترس دیگر اعضا قرار می‌گیرد. سپس، هر یک از اعضا، پرونده‌های ساختاری نتیجه را از طریق وبگاه خود در اختیار عُموم قرار می‌دهد. اطلاعات در وبگاه سازمان تنها به صورت پیوند به وبگاه‌های اعضا قابل دسترسی است. وبگاه‌های اعضا، چیزی بیش از وبگاه آیینهٔ دارندهٔ بایگانی ("کارگروه همکاری پژوهشی برای پایگاه دادهٔ پروئتین بیوانفورماتیک ساختاری") هستند؛ چرا که اعضا در وبگاه‌های خود ابزارهای متفاوتی برای تحلیل و بررسی داده‌های پایگاه داده ارائه می‌کنند. اینترفرون بتا
رسیژن و سانریف (اینترفرون بتا یک آ) یک گلیکوپروتئین است که از ۱۶۶ اسید آمینه تشکیل شده و وزن مولکولی آن در حدود ۲۲۵۰۰ دالتون است. این محصول با تکنولوژی DNA نوترکیب ساخته می‌شود. این کار با قرار دادن ژن مسئول ساخت اینترفرون بتا، درون سلول CHO (سلول تخمدان هامستر چینی) صورت می‌گیرد. توالی آمینواسیدی سانریف و رسیژن مشابه اینترفرون بتا مشتق شده از فیبروبلاستهای طبیعی بدن انسان است. اینترفرون بتای طبیعی و این اینترفرون بتای نوترکیب هر دو گلیکوزیله هستند و به انتهای N-link هر دوی آن‌ها یک کمپلکس کربوهیدرات متصل می‌باشد. سانریف محلول پروتئینی با خلوص بالا است که شبیه به اینترفرون بتای طبیعی تولید شده در بدن انسان است. اینترفرون بتا به صورت طبیعی در بدن انسان تولید شده و در سیستم ایمنی بدن نقش اساسی دارد و با مکانیسمی ناشناخته منجر به محدود شدن آسیب سیستم عصبی مرکزی ناشی از بیماری ام اس می‌شود. سانریف و رسیژن دارای ۴۴ میکروگرم ماده مؤثره اینترفرون بتا یک آ می‌باشد که تقریباً معادل ۱۲ میلیون واحد بین‌المللی فعالیت بیولوژیک (ضد ویروسی) است که در مقایسه با استانداردهای بین‌المللی این میزان فعالیت ضد ویروسی محاسبه شده‌است. سانریف و رسیژن به صورت محلول استریل در سرنگ Pre-filled آماده جهت تزریق زیر جلدی (SC) می‌باشد. هر نیم میلی لیتر از رسیژن دارای ۴۴ میکروگرم از اینترفرون بتا، ۴ میلی‌گرم آلبومین (انسانی)، ۲۷/۳ میلی‌گرم مانیتول، ۰/۴ میلی‌گرم استات سدیم و نیز آب قابل تزریق (WFI) می‌باشد. تولید پروتئین
سامانه‌های تولید پروتئین در علوم زیستی، زیست فناوری و پزشکی کاربرد دارند. تحقیقات بیولوژی مولکولی از تعداد زیادی پروتئین و آنزیم (که بسیاری از آن‌ها در سیستم‌های بیانی دخیلند) استفاده می‌کند. از جمله این آنزیم‌ها می‌توان به DNA پلیمراز(DNA polymerase) اشاره کرد. با کمک این پروتئین‌ها و آنزیم‌ها، پروتئین‌هایی ساخته می‌شوند که به عنوان یک عامل هدف بیولوژی یا داروی بالقوه کاربرد دارند. همچنین سیستم‌های بیانی در فرمنتاسیون صنعتی بخصوص در تولید زیست دارو از قبیل انسولین و همچنین تولید آنزیم‌ها کاربرد فراوانی دارند. ریزآرایه دی‌ان‌ای
ژن‌های جانداران در بدن آنها رونویسی و پیرایش (splice) می‌شوند تا یک رونوشت mRNA بالغ ایجاد شود. این mRNA، از جاندار استخراج شده و سپس در شرایط آزمایشگاهی از آنزیم ترانسکریپتاز معکوس جهت کپی کردن از روی آن و ایجاد cDNA دو رشته‌ای استفاده می‌شود. در میکرواری، cDNA ی دورشته‌ای قطعه قطعه و نشاندار می‌گردد. این قطعات نشاندار به الیگونوکلئوتیدهای مکمل خود که بر روی چیپ فیکس شده‌اند متصل می‌گردند. شدت فلوئورسنت حاصل از این اتصال، نشان دهنده فراوانی توالی مورد نظر است. بازسازی دی‌ان‌ای
اکثر دی‌ان‌ای‌های آسیب دیده بر روی ساختار اولیه هلیکس دوگانه اثر می‌گذارند که در این صورت بازها خودشان از نظر شیمیایی تغییر می‌یابند. این تغییرات می‌تواند در ابتدا منجر به تخریب ساختار مارپیچی منظم مولکولی با معرفی پیوندهای شیمیایی غیر وابسته به مکان خاصی یا ترکیب‌های افزایشی حجیم شود که متناسب با ساختار مارپیچی دوگانه استاندارد نیست. برخلاف پروتئین‌ها و آران‌ای، دی‌ان‌ای معمولاً فاقد ساختار جابه‌جاسازی سه اتم یا بنیان است و بنابراین آسیب یا فروپاشی در این سطح رخ نمی‌دهد. به هر حال دی‌ان‌ای فوق مارپیچ و زخم در اطراف پروتئین‌های بسته‌بندی‌کننده، هیستون نام دارد (در یوکاریوت‌ها) و هر دو ساختار فوق به اثرات مربوط به آسیب دی‌ان‌ای آسیب‌پذیر هستند. پروتئین‌ها در رژیم غذایی
پروتئین‌ها مواد مغذی اصلی هر سلول زنده هستند. در ساختمان آن‌ها نه تنها کربن، هیدروژن و اکسیژن وجود دارد، بلکه ازت و گاهی گوگرد نیز موجود می‌باشد. پروتئین‌ها مسئول انجام اعمال گوناگونی هستند. نقش آن‌ها از تشکیل ماده انقباضی عضلات گرفته تا ساختن بعضی از هورمون‌ها، آنزیم‌ها و آنتی‌بادی‌ها، تبدیل انرژی شیمیایی به کار و انتقال اکسیژن و هیدروژن متنوع می‌باشد. نوکلئوزوم
نوکلئوزوم یا هسته‌تَن واحد تکرار شوندۀ ساختمانی کروماتین (فامینه)است. دی‌ان‌ای در داخل هسته سلول در محل‌هایی حدود ۲ دور به دور هشت مولکول پروتئینی کروی به نام هیستون می‌پیچد و ساختاری را به وجود می‌آورد که نوکلئوزوم نام دارد. در مرکز هر نوکلئوزوم ۴ جفت پروتئین هیستون وجود دارد که رشته‌های DNA تقریباَ ۲ دور در اطراف آن می‌گردند. آزمایش مزلسون-استال
مزلسون و استال ابتدا بایست بتوانند رشته‌های مادری را از رشته‌های دختری تمیز دهند؛ بنابراین آنها رشته‌های مادری را با نوکلئوتیدهایی که در ساختار بازهای آلی‌شان حاوی ایزوتوپ سنگین نیتروژن (N) هستند، نشانه‌گذاری کردند (نیتروژن یک عنصر اساسی در ساختار نوکلئوتید‌هاست؛ این عنصر دارای دو ایزوتوپ پایدار و طبیعی N و N است). در این صورت دی‌ان‌ای نشانه‌گذاری شده، سنگین‌تر و چگال‌تر است، و اگر دی‌ان‌ای‌های حاوی N (این ایزوتوپ به‌صورت طبیعی در دی‌ان‌ای‌های معمولی وجود دارد) را با دی‌ان‌ای‌های حاوی N در ابزاری مانند سانتریفوژ (با سرعت بالا) قرار دهیم، دی‌ان‌ای Nدار تندتر حرکت می‌کند و به سمت ته لوله می‌رود؛ و بدین‌شکل می‌توان دی‌ان‌ای جدید و قدیمی را از هم تشخیص داد. آنزیم رونوشت‌بردار معکوس
آنزیم‌های وارونویس یا رونوشت‌بردار معکوس (به انگلیسی:Reverse transcriptase) آنزیم‌هایی هستند که قادر به سنتز دی.ان.ای از روی آر.ان.ای می‌باشند. دی‌ان‌ای مکمل (cDNA) به رشته‌ای از مولکول DNA اطلاق می‌گردد که تحت فعّالیت کاتالیتیک آنزیم رونوشت بردار معکوس از روی رشتهٔ mRNAی بالغ ساخته می‌شود. از این آنزیم‌ها برای ساخت کتابخانه سی‌دی‌ان‌ای استفاده می‌شود. ژن
از روی این رشته ثانویه پروتئین‌ها ساخته می‌شوند. دیستروفی ماهیچه‌ای دوشن
بیماری دیستروفی ماهیچه‌ای دوشن در اثر نقض در کروموزوم ایکس و فقدان پروتئین دیستروفین ایجاد می‌شود. ژن مسئول ساخت این پروتئین (دی ام دی) است و بر روی کروموزوم ایکس قرار دارد. پروتئین دیستروفین اطراف سلول‌های ماهیچه‌ای برای محافظت ساختمان ماهیچه ساخته می‌شوند و مانع از خروج عناصر داخل سلول ماهیچه‌ای به فضای خارج از سلول می‌شود. بدون دیستروفین سلول ماهیچه‌ای قابل نفوذ خواهد بود و مواد بافت خارج سلولی وارد سلول ماهیچه شده و باعث تخریب و مرگ ماهیچه خواهد شد و در نهایت بافت چربی جای ماهچه را می‌گیرد. علت عدم تولید پروتئین دیستروفین در ژن دی ام دی هنوز به‌طور قطع مشخص نیست ولی این عدم تولید ناشی از مسدود شدن مجاری تولید پروتئین دیسترفین می‌باشد. پروتئین دیستروفین در بدن افراد طبیعی کمتر از ۰٫۰۰۲٪ میلی‌گرم از کل پروتئین بافت ماهیچه‌ای است. آمینو اسید
هر اسید آمینه، از یک کربن نامتقارن به نام کربن α تشکیل یافته‌است که با چهار گروه مختلف کربوکسیل (COOH) اتم هیدروژن، گروه آمینه بازی (NH۲-) و یک زنجیره غیر جانبی (R-) پیوند برقرار می‌کند. ریشه R ممکن است یک زنجیره کربنی یا یک حلقه کربنی باشد. عوامل دیگری مانند الکل، آمین، کربوکسیل و نیز گوگرد می‌توانند در ساختمان ریشه R شرکت کنند. زنجیره جانبی خود چندین اتم کربن دارد و آنها را به ترتیبی که از کربن آلفا، فاصله می‌گیرند، با حروف بتا (β)، گاما (γ) و دلتا (δ) نشان می‌دهند. اگر در حالی که عامل COOH روی کربن آلفا قرار داد عامل NH۲ روی کربن‌هایی غیر آلفا قرار گیرد. نوع اسید آمینه به β، γ یا δ تغییر خواهد کرد. اسیدهای آمینه آزاد به مقدار بسیار ناچیز در سلول‌ها وجود دارند. بیشتر اسیدهای آمینه آلفا در سنتز پروتئین شرکت می‌کنند، در صورتی که اسیدهای آمینه بتا، گاما و دلتا واسطه‌های شیمیایی هستند. بیشتر اسیدهای آمینه در pH هفت به صورت دو قطبی در می‌آیند یعنی گروه NH۲ پروتون می‌گیرد و گروه COOH هیدروژن خود را از دست می‌دهد و به صورت –COO- در می‌آید. زنجیره جانبی (گروه) R برای پروتئین‌ها می‌تواند یکی از ۲۰ حالت مختلف ممکن باشد و بدین ترتیب یک الفبای بیست حرفی برای ساخت پروتئین‌ها بوجود می‌آید. این بیست اسید آمینه می‌توانند با هر ترکیب و به هر تعداد در کنار هم آمده و به ساخت پروتئین منجر شوند. ساختار دوم اسید نوکلئیک
ساختار دوم اسید نوکلئیک به برهم کنش بازهای جفت شده درون یک مولکول یا مجموعه‌ای از مولکول‌ها گفته می‌شود و می‌توان آن را به صورت لیستی از بازهای جفت شده با هم درون یک مولکول اسید نوکلئیک نشان داد. ساختار دوم دی‌ان‌ای و آران‌ای با یکدیگر متفاوت‌اند: مولکول دی‌ان‌ای به صورت مارپیچ دو رشته‌ای که همهٔ بازهای آن جفت شده‌اند وجود دارد و ساختار منظمی دارد، اما آران‌ای مولکولی تک رشته‌ای است و بازهای آن آزادند تا جفت بازهای پیچیده‌ای تشکیل دهند و به همین دلیل ساختار دوم و ساختار سوم پیچیده‌ای به خود می‌گیرد. دی‌ان‌ای رایانه
دی‌ان‌ای مخزن اصلی ذخیره‌سازی اطلاعات در سلول‌های زنده‌است. به جای استفاده از امواج الکتریکی برای نمایش یک بیت اطلاعات، دی‌ان‌ای رایانه‌ها با استفاده از خواص شیمیایی این مولکول‌ها این کار را انجام می‌دهد. دی‌ان‌ای این کار را با استفاده از آنزیم‌ها انجام می‌دهد. آنزیم‌ها کاتالیزورهایی هستند که می‌توان آن‌ها را سخت‌افزار خواند و دی‌ان‌ای را می‌توان به عنوان نرم‌افزار در نظر گرفت که برای اجرای محاسبات مورد نظر استفاده می‌شوند. دی‌ان‌ای رایانه از نوکلئوتیدهای آدنین (A)، گوانین (G)، سیتوزین (C) و تیمین (T) به عنوان واحدهای حافظه و از تکنیک‌های دی‌ان‌ای موجود برای انجام عملیات اساسی استفاده می‌کند. عملیات در دی‌ان‌ای رایانه‌ها، در لوله‌های ترکیب آزمایشگاهی یا اسلایدهای شیشه‌ای انجام می‌شود. ورودی و خروجی، هر دو رشته‌های دی‌ان‌ای هستند که دنباله‌های ژنی آن‌ها اطلاعات مشخصی را کدگذاری می‌کند. سوخت‌وساز
دو اسیدنوکلوئیک دی‌ان‌ای و آران‌ای پلیمرهای نوکلئوتیدها هستند، هر نوکلئوتید از یک گروه فسفات متشکل از یک گروه قند ریبوز با یک پایه نیتروژنی تشکیل شده‌است. اسیدهای نوکلئیک برای ذخیره‌سازی و استفاده از اطلاعات ژنتیکی مهم هستند و در طول فرایندهای رونویسی و زیست‌ساخت پروتئین بیان می‌شوند. این اطلاعات توسط مکانیسم‌های بازسازی دی‌ان‌ای محافظت و توسط همانندسازی گسترش می‌یابند. بیشتر ویروس‌ها ژنوم آران‌ای دارند، به عنوان مثال اچ‌آی‌وی، از روش رونویسی معکوس برای تشکیل الگو دی‌ان‌ای از ژنوم آران‌ای ویروسی استفاده می‌کند. آران‌ای در ریبوزیم‌ها به عنوان پیرایشگر بوده و در ریبوزوم‌ها مشابه آنزیم‌هایی هستند که می‌توانند واکنش‌های شیمیایی را کاتالیز کنند. نوکلئوزیدهای منحصر به فرد توسط اتصال باز نوکلئوتیدی با یک قند ریبوز تشکیل می‌شوند. این بازهای حلقه هتروسیکلی حاوی نیتروژن، به نام پورین‌ها یا پریمیدین‌ها دسته‌بندی می‌شوند. نوکلئوتیدها به عنوان کوآنزیم در واکنش‌های انتقال گروه دگرگشتی نیز عمل می‌کنند. دی‌ان‌ای
پیش از انجام تقسیمات سلولی بایست مولکول‌های دی‌ان‌ای همانندسازی شوند تا اطلاعات وراثتی بدون کم‌وکاست به هر دو سلول دختری انتقال یابند. به فرایندی که در آن از روی یک مولکول دی‌ان‌ای، مولکول دی‌ان‌ای یکسان و جدید دیگری ایجاد می‌شود، همانندسازی گویند. در این فرایند نخست آنزیمی به نام هلیکاز (helicase) (علت نام‌گذاری این آنزیم به این نام، به دلیل گونه پیوند میان دو رشته یعنی پیوند هیدروژنی است) دو رشته به هم پیچیده دنا را از هم جدا می‌کند؛ سپس چند پروتئین به‌نام SSBP به دو رشته می‌چسبند و به آن‌ها اجازه به هم پیوستن دوباره را نمی‌دهند. در دو طرف هر رشتهٔ اعدادی گذاشته شده‌است که یک طرف '۵ و طرف دیگر '۳ است و در رشتهٔ مقابل برعکس رشته دیگری است؛ مسیر همانند سازی هم همواره از '۵ به '۳ است. آنزیم دیگری به نام DNA پلیمر از 1 (DNA Polymerase I) می‌آید و همانندسازی (دو برابر شدن DNA) را در یکی از رشته‌هایی که انتهای '۳ آزاد دارد، انجام می‌دهد اما در یکی از رشته‌ها که انتهای '۳ آزاد ندارد آنزیمی به نام DNA پلیمراز 3 (DNA Polymerase III) می‌آید و همانندسازی را با روش دیگری انجام می‌دهد. نخست آنزیم دیگری به نام RNA پلیمراز (RNA Polymerase) می‌آید و تکه‌هایی از رنا را قرار می‌دهد و سپس DNA پلیمراز ۳ در کنار این تکه‌ها می‌نشیند و همانندسازی را از جای مشخص شده‌ای ادامه می‌دهد. سپس دوباره این عمل کمی آن طرف‌تر یعنی به طرف '۵ انجام می‌گیرد؛ البته اینجا ۲ مشکل به وجود می‌آید: ۱. در همانندسازی دنا، تکه‌هایی از RNA وجود دارد. ۲. میان رشته‌های RNA و DNA فاصله‌هایی وجود دارد که نباید باشند (به قطعات DNA کپی شده در حالتی که '۳باز نیست قطعات اوکازاکی می‌گویند و واقع آنها DNAهای منقطع هستند). اصلاح سطح مواد زیستی با پروتئین‌ها
از آنجا که پروتئین‌ها از توالی‌های مختلف اسیدهای آمینه تشکیل شده‌اند، پروتئین‌ها می‌توانند عملکردهای متفاوتی داشته باشند زیرا شکل ساختاری آن که توسط تعدادی از پیوندهای مولکولی تغییر می‌کند. اسیدهای آمینه ویژگی‌های مختلفی از جمله قطبی بودن، غیر قطبی بودن، بار مثبت یا منفی را دارند که با داشتن زنجیره‌های جانبی مختلف تعیین می‌شود؛ بنابراین، اتصال مولکولها با پروتئین‌های مختلف، به عنوان مثال، توالی‌های حاوی آرژنین-گلیسین-آسپارتات (RGD) انتظار می‌رود سطح داربستهای بافت را اصلاح کند و هنگامی که در محیط فیزیولوژیکی آن قرار می‌گیرد، باعث بهبود چسبندگی سلول می‌شود. تغییرات اضافی سطح می‌تواند از طریق اتصال گروه‌های عملکردی از الگوهای 2D یا 3D بر روی سطح باشد به طوری که چینش سلول هدایت می‌شود و تشکیل بافت جدید بهبود می‌یابد. مقدمه‌ای بر فرگشت
ژن‌ها از DNA (یک مولکول بلند که حامل اطلاعات می‌باشد) درست شده‌اند. این اطلاعات در دنباله nucleotides در DNA، کد و ذخیره می‌شود، همانگونه که دنباله حروف در کلمات در یک صفحه کاغذ، حاوی اطلاعات می‌باشند. ژن‌ها مانند دستورالعمل‌های کوتاهی بوده، که از «حروف الفبای» DNA درست شده‌اند. مجموعه ژن‌ها وقتی در کنار هم قرار می‌گیرد، اطلاعات کافی را جهت ساختن و اداره یک اندامگان فراهم می‌آورد، همانند یک کتابچه راهنما که اطلاعات کافی را جهت ساخت و اداره یک وسیله فراهم می‌آورد. این دستور العمل‌هایی که توسط این حروف DNA نوشته شده‌اند می‌تواند تغییر کنند: زمانی که جهشی اتفاق می‌افتد، دستور العمل‌های درون یک ژن ممکن است عوض شوند. درون یک سلول، ژن‌ها در کرموزوم‌ها که بسته‌هایی جهت حمل DNA می‌باشند، حمل می‌شوند. ژن‌ها در کرموزوم‌ها به مانند دانه‌های تسبیح، مرتب پشت سر هم قرار گرفته‌اند. بُر زدن آرایش کرموزوم‌ها، ترکیب جدید و یکتایی در ژن‌های فرزندان ایجاد می‌کند. دی‌ان‌ای هسته‌ای
دو گونه از دی‌ان‌ای را می‌توان در انسان یافت؛ دی‌ان‌ای هسته‌ای و دی‌ان‌ای میتوکندریایی. سومین گونهٔ شناخته شده از دی‌ان‌ای، دی‌ان‌ای کلروپلاستیک است که در میان یاختههای فتوسنتزکننده پیدا شده است. دی‌ان‌ای اوریگامی
فرایند ساختن اشکال دی‌ان‌ای اوریگامی شامل پیچ و تاب دادن به یک رشته بلند دی‌ان‌ای ویرویس که معمولاً دارای بلندی حدود ۷۳۰۰ زوج نوکلئوتید است و تعدادی رشته‌های کوتاه‌تر از دی‌ان‌ای که به عنوان «ستون» یا کمک برای حفظ شکل و ساختار رشتهٔ بلند مورد استفاده قرار می‌گیرند. این رشته‌های کوتاه‌تر به نواحی مختلف رشتهٔ دی‌ان‌ای بلندتر متصل می‌شوند و به عنوان پایه و ستون استفاده می‌شوند و در نتیجهٔ این کار اشکال و ساختارهای متفاوتی را در فضاهای دو یا سه بعدی ایجاد می‌کنند. کروماتین
اجزای اصلی پروتئین کروماتین هیستون‌ها هستند که به DNA متصل می‌شوند و به عنوان "لنگر"‌هایی عمل می‌کنند که رشته‌ها در اطراف آنها زخم می‌شوند. به‌طور کلی، سه سطح سازماندهی کروماتین وجود دارد: DNA به دور پروتئین‌های هیستون می‌پیچد و نوکلئوزوم‌ها و به اصطلاح مهره‌ها را بر روی یک ساختار رشته‌ای (euchromatin) تشکیل می‌دهد. چندین هیستون در یک فیبر ۳۰ نانومتری متشکل از آرایه‌های نوکلئوزوم در کم حجم‌ترین شکل (هتروکروماتین) قرار می‌گیرد. ابرپوشش DNA با سطح بالاتر فیبر ۳۰ نانومتری، کروموزوم متافاز را تولید می‌کند (در طی میتوز و میوز). گرچه بسیاری از موجودات از این طرح سازمانی پیروی نمی‌کنند. به عنوان مثال، اسپرماتوزوئیدها و گلبول‌های قرمز پرندگان کروماتین بسته‌بندی شده محکم تری نسبت به اکثر سلول‌های یوکاریوتی دارند و پروتوزوآهای trypanosomatid به هیچ وجه کروماتین خود را به کروموزوم‌های قابل مشاهده متراکم نمی‌کنند. سلولهای پروکاریوتی ساختارهای کاملاً متفاوتی برای سازماندهی DNA خود دارند (معادل کروموزوم پروکاریوتی ژنوفور نامیده می‌شود و در منطقه نوکلئوئید قرار دارد). آران‌ای
نوعی از RNA اطلاعات را از DNA به سیتوپلاسم حمل می‌کند؛ به این نوع RNA که اطلاعات را از DNA به ریبوزوم‌ها حمل می‌کند، RNA پیک یا پیامبر(mRNA) می‌گویند. نوعی دیگر RNA حامل (tRNA) است که اسیدهای آمینه را به ریبوزوم منتقل می‌کند، تا ریبوزوم، اسیدهای آمینه را بر اساس اطلاعات موجود در mRNA کنار یکدیگر ردیف کند. نوع دیگر، RNA ریبوزومی (rRNA) است که در ساختار ریبوزوم‌ها شرکت دارد؛ این موضوع به این معناست که ریبوزوم (رناتن) ها متشکل از پروتئین ها و RNA های ریبوزومی هستند. ساختار شیمیایی RNA به ساختار شیمیایی DNA بسیار شبیه است، با سه تفاوت؛ یکی این که RNA دارای قند ریبوز است در حالی که DNA دارای قند کمی متفاوت تر به نام دئوکسی‌ریبوز است (گونه‌ای از ریبوز که یک اتم اکسیژن در آن کم است)، و دوّم این که RNA دارای نوکلئوباز یوراسیل است در حالی که به جای آن DNA دارای تیمین است (یوراسیل و تیمین، خواص جفت شدن بازی مشابهی دارند).و سوم اینکه برخلاف DNA بیشتر مولکول‌های RNA تک‌رشته‌ای هستند. مولکول‌های تک‌رشته‌ای RNA ساختارهای سه بعدی بسیار پیچیده‌ای را دارند، زیرا آن‌ها مانند DNA دارای زنجیرهٔ دو رشته‌ای نیستند. (البته RNA دو رشته‌ای هم وجود دارد که زیاد در بعضی منابع ذکر نشده و فقط در درس‌های تخصصی ژنتیک گفته می‌شود) RNA درون یاخته‌های زنده توسط RNA-پلی‌مرازها ساخته می‌شوند، این [آنزیم]ها در رونویسی از روی یک الگوی RNA یا DNA به یک رشته RNA تازه کارایی دارند. باز نوکلئوتیدی
پورین‌ها به همراه پیریمیدین‌ها سازنده بازهای آلی هستند که در ساختار دی‌ان‌ای به صورت نوکلئوتید شرکت دارند. ساختار پروتئین
نحوه قرار گیری زیر واحدها کنار هم ساختار ۴ را شکل میدهد. حالت قرارگیری چند پروتئین در فضا کنار یکدیگر. بیشتر پروتئین‌ها از پیوند زنجیرهای پلی پپتیدی مشابه یا متفاوت ساخته شده‌اند، اتصال بین زنجیرها توسط پیوندهای ضعیف تری برقرار می‌گردد. این ساختارترتیب قرارگرفتن زیر واحدهای یک پروتئین را شرح می‌دهد و نقش مهمی در توضیح چگونگی شرکت پروتئین در واکنش‌های شیمیایی دارد. به این توجه داشته باشید که در ساختار سوم یا همان ساختار کمپلکس فقط یک پروتئین به دور خود می پیچد ولی در ساختار چهارم چند پروتئین به دور هم میپیچند. برای ساختار چهارم می‌توان پروتئین گلوتن در گندم را نام برد که از اتصال دو پروتئین گلیادین و گلوتنین تشکیل شده‌است و هموگلوبین که در حمل گاز های تنفسی نقش دارد. الزاما هر پروتئینی این ساختار را ندارد. دی‌ان‌ای
دئوکسی ریبو نوکلئیک اسید به اختصار دی‌اِن‌اِی یا دنا گونه‌ای اسید نوکلئیک است که دارای دستورالعمل‌های ژنتیکی است که برای کارکرد و توسعهٔ زیستی جانداران و ویروس‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. نقش اصلی مولکول دی‌ان‌ای ذخیره‌سازی طولانی مدت اطلاعات ژنتیکی و دستوری است. آزمایش‌هایی مانند آزمایش گریفیت و آزمایش ایوری آزمایش‌هایی انقلابی و سرآغازی در شناسایی و مطالعهٔ دی‌ان‌ای به‌عنوان ژنوم بودند. تا پیش از سال ۱۹۴۴ و انتشار نتایج آزمایش ایوری این‌که کدام یک از ترکیب‌های آلی درون سلول، مادهٔ وراثتی است، مشخص نبود، تا اینکه ایوری ثابت کرد نوکلئیک اسیدها عامل فرایند انتقال صفات هستند. سپس دانشمندان دیگری روی کار آمدند و هر کدام، بخشی از اطلاعات ما راجع به این مولکول را کشف کردند. روزالیند فرانکلین و موریس ویلکینز با تهیهٔ تصاویری از مولکول دی‌ان‌ای با استفاده از پراش پرتوی ایکس (X) توانستند به ابعاد مولکول و نتایج ارزشمندی راجع‌به دی‌ان‌ای دست یابند، از جمله این‌که مولکول دی‌ان‌ای بیش از یک رشته و حالت مارپیچ دارد. دی‌ان‌ای مولکولی است که دستورهای ژنتیکی مورد استفاده در توسعه و عملکرد همه جانداران شناخته‌شده و بسیاری از ویروس‌ها را کدگذاری می‌کند. دی‌ان‌ای پلی‌مری است که مونومر آن نوکلئوتیدها هستند و بخشی از این مولکول ها مونومر دی‌ان‌ای را تشکیل می‌دهند؛ یک نوکلئوتید شامل یک گروه فسفات و یک کربوهیدرات پنج‌کربنه (دئوکسی‌ریبوز) و یک باز آلی است به‌طوری که گروه فسفات و باز آلی با پیوند کووالانسی به دو سمت قند متصل هستند؛ و در پایان نوکلئوتیدها با پیوند فسفو دی‌استر به هم متصل شده و درشت‌مولکول دی‌ان‌ای را پدیدمی‌آورند (در حالتی که نوکلئوتیدهای دو پایان رشته هم پیوند برقرار کنند، دی‌ان‌ای حلقوی است)؛ مولکول دی‌ان‌ای از دو رشته پلی‌نوکلئوتیدی تشکیل شده‌است؛ این دو رشته مکمل، ناهمسو و نامحلول (در آب) هستند (دی‌ان‌ای حلقوی قطبیت ندارد اما هر رشته از دی‌ان‌ای خطی دارای قطبیت است). اسیدهای نوکلئیک از سه درشت‌مولکول اصلی تشکیل شده که برای زندگی همهٔ گونه‌های شناخته‌شده ضروری است. دو رشتهٔ پلی‌نوکلئوتیدی از راه پیوند هیدروژنی میان بازهای آلیشان به هم متصل‌شده و مولکول دی‌ان‌ای را به‌وجود می‌آورند؛ این دو رشته به دور محوری طولی، مرکزی و فرضی می‌پیچند و به مولکول دی‌ان‌ای حالت مارپیچ می‌دهند. متابولیسم پروتئین
مراحل سنتز پروتئین شامل رونویسی، ترجمه و تغییرات ترجمه پس از ترجمه است. در حین رونویسی ،RNA پلیمراز یک ناحیه کد کننده از DNA را در یک سلول تولید یک توالی RNA، به ویژه RNA پیام رسان (mRNA) رونویسی می‌کند. این توالی mRNA حاوی کدون است: ۳ قطعه طولانی نوکلئوتیدی که کد یک اسید آمینه خاص را رونویسی می‌کند. ریبوزوم‌ها کدون‌ها را به اسیدهای آمینه مربوطه ترجمه می‌کنند. در انسان، اسیدهای آمینه غیر ضروری از واسطه‌ها در مسیرهای اصلی متابولیک مانند چرخه اسید سیتریک ساخته می‌شوند. اسیدهای آمینه ضروری باید مصرف شوند و در موجودات دیگر ساخته می‌شوند. اسیدهای آمینه توسط پیوندهای پپتیدی به هم متصل می‌شوند و یک زنجیره پلی پپتیدی ایجاد می‌کنند. این زنجیره پلی پپتیدی سپس تغییرات پس از ترجمه را به صورت متوالی پشت سر می‌گذارد و گاهی اوقات با سایر زنجیره‌های پلی پپتیدی پیوند می‌خورد تا یک پروتئین کاملاً کاربردی تشکیل شود. N-Myc
این ژن یکی از اعضای خانوادهٔ MYCN است که گروهی از فاکتورهای رونویسی بوده و یک دومین مارپیچ-حلقه-مارپیچ قلیایی دارند. پروتئین ساخته شده توسط این ژن، در درون هسته جای دارد و به‌منظور اتصال به دی‌ان‌ای، می‌بایست با پروتئین دیگری، یک ساختار دوتایی تشکیل دهند. (دایمریزه شوند). پروتئین N-Myc در مغز جنین در مقادیر زیاد ساخته می‌شود و برای رشد و تکامل طبیعی مغز ضروری است. دی‌ان‌ای جداساز
دی‌ان‌ای جداساز به بخشهایی رونویسی‌نشده دی‌ان‌ای در میان ژن‌ها می‌گویند که کارکردشان افزایش رونویسی آن ژن‌هاست. در پیش‌هسته‌ها، چیدمان دی‌ان‌ای جداساز تنها چند نوکلئوتید درازا دارد ولی در هو‌هسته‌ها بسیار درازترند و دارای نوکلئوتیدهای تکرارشونده‌ می‌باشند که بیشتر دی‌ان‌ای ژنوم از آنها ساخته شده است. پروتئین
از اطلاعات موجود در دی‌ان‌ای برای ساختن پروتئین‌ها استفاده می‌شود، اما جایگاه دی‌ان‌ای در هسته و جایگاه پروتئین‌سازی در سیتوپلاسم است. اندازه‌گیری‌ها نشان داده‌اند که در یاخته‌هایی که در آن‌ها فعالیت پروتئین‌سازی چندان شدید نیست، مقدار آران‌ای نیز کم است. از طرف دیگر، آران‌ای هم در هسته یافت می‌شود و هم در سیتوپلاسم. بر این اساس دانشمندان به این نتیجه رسیدند که آران‌ای اطلاعات را از دی‌ان‌ای به ریبوزوم‌ها حمل می‌کند. به این نوع آران‌ای که اطلاعات را از دی‌ان‌ای به ریبوزوم‌ها حمل می‌کند، آران‌ای پیک یا پیامبر(mRNA) می‌گویند. نوعی دیگر آران‌ای ناقل (tRNA) است که اسیدهای آمینه را به ریبوزوم منتقل می‌کند، تا ریبوزوم اسیدهای آمینه را بر اساس اطلاعات موجود در mRNA کنار یکدیگر ردیف کند. نوع دیگر آران‌ای ریبوزومی (rRNA) است که در ساختار ریبوزوم‌ها شرکت دارد. گوانین
در دی‌ان‌ای و ار‌ان‌ای هسته سلول‌ها گوانین با سیتوزین به کمک سه پیوند هیدروژنی جفت می‌شود و قسمتی از ساختار مارپیچ دی‌ان‌ای را شکل می‌دهند. از بین این سه پیوند هیدروژنی، در دو مورد گوانین تامین‌کننده هیدروژن پیوند است و در مورد آخر سیتوزین تامین کننده آن است. در شکل زیر نحوه جهت‌گیری این پیوند هیدروژنی بین سیتوزین و گوانین مشاهده می‌شود. همانندسازی نیمه‌حفاظتی
هر مولکول DNA از دو رشته پلی‌نوکلئوتیدی تشکیل شده‌است، که در فرایند همانندسازی از یک‌دیگر جدا می‌شوند و دو رشته پلی‌نوکلئوتیدی جدید از روی آن‌ها ساخته می‌شود. IGHMBP2
پروتئین IGHMBP2 متصل‌شونده به دی‌ان‌ای () که با نام‌های «پروتئین شمارهٔ ۲ متصل‌شونده با ایمونوگلوبین هلیکاز میو» (IGHMBP2) و «فاکتور رونویسی قلبی ۱» (CATF1) هم شناخته می‌شود، پروتئینی است که در انسان، توسط ژن «IGHMBP2» کُد می‌شود. سوخت‌وساز
پروتئین‌ها از اتصال زنجیره‌ای خطی آمینواسیدها که با پیوند پپتیدی به هم متصل هستند تشکیل شده‌اند. بسیاری از پروتئین‌ها آنزیم‌هایی هستند که کاتالیزگر واکنش‌های شیمیایی در متابولیسم می‌باشند. دیگر پروتئین‌ها عملکرد ساختاری یا مکانیکی دارند، از جمله آن‌هایی که به شکل اسکلت سلولی، سامانه داربست هستند که شکل سلول را حفظ می‌کنند. پروتئین‌ها همچنین در پیام‌رسانی سلولی، پادتن‌ها، چسبندگی سلولی، انتقال فعال سلولی در سراسر غشا و چرخه سلولی نقش دارند. آمینو اسیدها نیز با ارائه یک منبع کربن برای چرخه اسید سیتریک (چرخه تری‌کربوکسیلیک اسید) در متابولیسم انرژی سلولی دخالت دارند، به‌ویژه زمانی که منبع اولیه انرژی مثل گلوکز کمیاب بوده یا زمانی که سلول تحت تأثیر فشار سوخت‌وساز است. کتابخانه سی‌دی‌ان‌ای
کتابخانه سی‌دی‌ان‌ای (به انگلیسی cDNA library) ترکیبی از قطعات cDNA کلون شده (DNA مکمل) وارد شده به مجموعه ای از سلول‌های میزبان هستند. این قطعات با یکدیگر بخشی از رونوشت ارگانیسم را تشکیل می‌دهند و به عنوان یک «کتابخانه» ذخیره می‌شوند. cDNA از mRNA ی موجود در هسته تولید می‌شود و در نتیجه تنها حاوی ژن‌های بیان شدهٔ یک ارگانیسم است. به‌طور مشابه، کتابخانه‌های cDNA خاص بافت نیز می‌تواند تولید شود. در سلول‌های یوکاریوتی، mRNA بالغ پیرایش شده‌است، از این رو cDNA ساخته شده فاقد اینترون‌ها می‌باشد و می‌تواند به آسانی در یک سلول باکتریایی بیان شود. از آنجایی که محصولات ژن‌ها به راحتی شناسایی می‌شوند، اطلاعات کتابخانه‌های cDNA یک ابزار قدرتمند و مفید می‌باشد؛ اما این کتابخانه‌ها فاقد اطلاعات مربوط به افزاینده (enhancers)، اینترون و دیگر عناصر تنظیمی که در یک کتابخانه DNA ژنومی یافت می‌شوند، می‌باشند. ساختار دی‌ان‌ای
در سال ۱۹۴۸ لینوس پاولینگ کشف کرد که بسیاری از مولکول‌های پروتئینی به شکل یک مارپیچ هستند، و کم و بیش شکلی همانند فنر دارند. در سال ۱۹۵۰ نیز اروین چارگف نشان داد که اگرچه آرایش بازهای موجود در ساختار DNA بسیار گوناگون است، ولی همواره نسبت باز آدنین و باز تیمین موجود در آن با هم برابر است و همین طور نسبت باز سیتوزین با باز گوانین. این دو یافته نقش مهمی را در آشکار شدن ساختار مولکول DNA داشتند. در دهه ۱۹۵۰ همچنان رقابت برای یافتن ساختار DNA ادامه داشت. در دانشگاه کمبریج فرانسیس کریک و جیمز واتسون برپایه کارهای پاولینگ کوشش داشتند تا با ارائه مدل‌های فیزیکی ساختارهای احتمالی ممکن برای DNA را محدود کنند تا سرانجام به ساختار درست دست یابند. گروه دیگری در برگیرنده موریس ویلکینز و رزالین فرانکلین نیز در کالج کینگ لندن هم‌زمان سرگرم مطالعه DNA بود. روش کار این گروه با گروه پیشین متفاوت بود. آن‌ها کوشش داشتند تا با روش آزمایشگاهی به ویژه با به‌کارگیری تصاویر پراش اشعه X از مولکول DNA، ساختار آن را معین کنند. رزالین الیس فرانکلین دانشمند زن انگلیسی در بیست و پنجمین روز ژوئیه ۱۹۲۰ در ناتینگ هیل لندن متولد شد. رزالین در ۱۵ سالگی و درحالی که اروپا از زنان و دختران جز خانه‌داری انتظار دیگری نداشت تصمیم می‌گیرد دانشمند شود اما با مخالفت پدر روبرو می‌شود با اینحال او در ۱۸ سالگی وارد دانشگاه کمبریج لندن می‌شود و سه سال بعد در رشته شیمی از کالج نینونهام در کمبریج فارغ‌التحصیل می‌شود. وی برای تحقق بخشیدن به اهدافش وارد مرکز تحقیقات زغال لندن شد وبررسی‌های خود را برای اخذ مدرک دکترا در زمینه ریز ساختمان گرافیت وکربن ادامه داد. رزالین فرانکلین جوان ۴سال بعد و در ۲۵ سالگی موفق به اخذ مدرک دکترا در زمینه بیوفیزیک ملکولی از دانشگاه کمبریج گردید. وی پس از جنگ جهانی دوم به مدت سه سال به فرانسه رفت و در یک آزمایشگاه دولتی شیمی در پاریس مشغول به کار شد در آنجا با تکنیک پراش اشعه ایکس اشنا شد و در سال۱۹۵۰ مجدداً به انگلستان و به کمبریج برگشت تا مقامی در آزمایشگاه فیزیک شیمی کینگزکالج که بخشی از دانشگاه کمبریج لندن است به دست‌آورد. در دانشگاه هم‌زمان با موریس ویلکینز اما در دو گروه جداگانه اقدام به بررسی روی مولکول DNA نمود. وی بعد از آزمایش‌های سخت و طولانی سرانجام مجموعه‌ای از تصویر پراش پرتوی ایکس با کیفیت بالا، از بلور DNAتهیه کرد که البته هیچگاه به نام او به ثبت نرسید. ۳ سال بعد به آزمایشگاه کالج بریک بک رفت و در آنجا شروع به مطالعه روی ویروس موزائیک تنباکو کرد. او ثابت کرد که RNAویروس یک مارپیچ یگانه است وی همچنین روی پولیو ویروسها کار دیگری را آغاز کرد به عنوان مثال پس از آن او به مطالعهٔ بسیار خطرناک روی ویروس‌های زندهٔ فلج اطفال پرداخت در همان زمان بود که دو محقق انگلیسی یعنی واتسون و کریک معروف با استفاده از عکس‌هایی که رزالین تهیه کرده بود مدل ساختار دورشته‌ای مولکول DNAرا بدون اینکه اسمی از رزالین ببرند ارائه دادند. رزالین الیس فرانکلین جوان پس از سال‌ها تلاش در راه علم زیست‌شناسی به علت قرار گرفتن به‌طور مستقیم در معرض اشعهx و کریستالو گرافی مبتلا به سرطان شد و سرانجام در سال۱۹۵۸ در۱۶ آوریل در چلسی بعد از دو سال دست و پنجه نرم کردن با سرطان و در۳۸ سالگی درگذشت. ۴سال بعد از مرگ فرانکلین واتسون و کریک و موریس ویلکینز جایزه نوبل فیزیولوژی و پزشکی را ازآن خود کردند. دی‌ان‌ای پریماز
دی‌ان‌ای پریمازها به دو گونهٔ کلی باکتریایی و هسته‌ای یوکاریوت تقسیم می‌شوند. ژن‌های هر دو نوع پریماز در جد مشترک این دو گونه بوده‌اند اما با پیشروی در هر یک در باکتری‌ها نوع باکتریایی و در یوکاریوت‌ها و آرکیاها نوع دیگر باقی مانده‌است. این دو گونهٔ پریمازها از لحاظ ژنی و ساختار پروتئینی با هم متفاوتند اما عملکرد یکسانی دارند. دی‌ان‌ای بی‌رمز
توالی‌های دی‌ان‌ای بی‌رمز یا بی‌کد ،اجزای دی‌ان‌ای یک موجود زنده هستند که توالی‌های پروتئین را کد نمی‌کنند. برخی از دی‌ان‌ای‌های بی‌رمز به مولکول‌های عملگر آران‌ای بی‌رمز (مثلاً آران‌ای انتقال (tRNA)، آران‌ای ریبوزومی (rRNA) و آران‌ای مداخله‌گر (RNAi)) رونویسی می‌شوند. از دیگر نقش‌های دی‌ان‌ای بی‌رمز می‌توان به ترجمه و رونویسی مقررات توالی کد کردن پروتئین، منطقه پیوند ماتریس، مکان آغازش همتاسازی دی‌ان‌ای، سانترومر و تلومرها اشاره کرد. دی‌ان‌ای رایانه
یک رشتهٔ دلخواه از دی‌ان‌ای را می‌توان در آزمایشگاه تولید کرد. این امکان برای رشته‌هایی که از یک طول مشخصی بزرگتر هستند وجود دارد. این رشته‌ها از دنباله‌هایی از دی‌ان‌ای که قبلاً از ارگانیسم‌های متفاوت کپی شده‌اند ایجاد می‌شوند. سنتزگر از چهار نوکلئوتید اصلی که از ترکیب دنباله‌هایی به وجود آمده که برای اجرا توسط کاربر قرار داده شده‌اند تغذیه می‌شود. دستگاه‌ها میلیون‌ها کپی از رشته‌های مورد نظر ایجاد کرده و در لولهٔ آزمایش کوچکی قرار می‌دهند. دی‌ان‌ای پریماز
در مطالعه‌ای دیگر، بررسی شده چه طور می‌توان برای تولید آنتی‌بیوتیک دی‌ان‌ای پریماز را هدف قرار داد. در واقع بخش مورد هدف آنتی‌بیوتیک می‌تواند DnaG در دی‌ان‌ای پریماز باشد. با حذف DnaG از کروموزوم اسمگماتیس مایکروباکتریایی، باکتری کشته می‌شود. به‌طور کل از تفاوت‌های ساختاری دی‌ان‌ای پریمازها در باکتری‌ها و در انسان‌ها می‌توان در حوزهٔ طراحی دارو استفاده کرد. بازسازی دی‌ان‌ای
در سلول‌های انسان، و در سلول‌های یوکاریوتی به صورت کلی، دی‌ان‌ای در دو موقعیت سلولی در درون هسته‌ها و در درون میتوکندری یافت می‌گردد. دی‌ان‌ای هسته یا nدی‌ان‌ای به صورت کروماتین در مراحل غیر همانند چرخه سلولی وجود دارد و به صورت ساختار دانه‌ای متراکم تحت عنوان کروموزوم‌ها در طول تقسیم یاخته متراکم شده‌است. در هر مرحله، دی‌ان‌ای به مقدار زیادی فشرده می‌گردد و در اطراف پروتئین‌های مهره مانند به نام هیستون‌ها چرخش می‌یابد. در هر جایی که سلول نیاز به بیان اطلاعات ژنتیکی کدگذاری شده در nدی‌ان‌ای خودش داشته باشد در این صورت ناحیه کروموزومی مورد نیاز از هم می‌پاشد، ژن‌های واقع بر روی آن بیان می‌گردند و سپس ناحیه به ساختار استراحت خود به حالت متراکم بازمی‌گردد. دی‌ان‌ای میتوکندری یا mtدی‌ان‌ای درون اندامکهای میتوکندری قرار دارد، که از آن چندین کپی وجود دارد و علاوه بر این به مقدار زیادی در ارتباط با تعدادی از شکل‌های پروتئینی پیچیده است که تحت عنوان نوکلوئید شناخته شده‌اند. درون میتوکندری، گونه‌های اکسیژن رآکتیو یا ROS یا رادیکال‌های آزاد محصولات جانبی تولید ثابت آدنوزین تری‌فسفات یا ATP از طریق فسفرگیری اکسایشی هستند که ایجاد محیطی اکسیداتیو می‌کنند که برای آسیب به mtدی‌ان‌ای شناخته شده‌است. آنزیم اصلی برای مقابله با سمیت این گونه‌ها سوپر اکسید دیسموتاز است که هم در میتوکندری و هم در سیتوپلاسم سلول‌های یوکاریوتی وجود دارد. دی‌ان‌ای اوریگامی
دی‌ان‌ای اوریگامی به فناوری ساختن اشکالی خاص از مولکول دی‌ان‌ای در فضای دو یا سه بُعدی در مقیاس نانو گفته می‌شود. واژه اوریگامی در عنوان یادآور هنر ساختن اشکال گوناگون با استفاده از کاغذ است با این تفاوت که در دی‌ان‌ای اوریگامی ماده اصلی‌ای که مورد استفاده قرار می‌گیرد، رشته دی‌ان‌ای است. علت استفاده از رشته دی‌ان‌ای در این فناوری آن است که اجزا تشکیل‌دهنده دی‌ان‌ای که همان نوکلئوتید‌های C, T, A و G می‌توانند دوبه‌دو با یکدیگر یعنی A با T و C با G پیوندهای هیدروژنی مستحکمی تشکیل دهند. این خاصیت مهم رشته دی‌ان‌ای در طراحی توالی‌های از آن که در دی‌ان‌ای اوریگامی مورد استفاده قرار می‌گیرند، بسیار حائز اهمیت است. دی‌ان‌ای مادهٔ است که خواص گوناگون آن به خوبی شناخته شده‌است و از ویژگی‌های آن که در بالا نیز اشاره شد، استحکام بالا در ساختار خود است که این سبب می‌شود از آن به عنوان داربست‌هایی که مولکول‌های دیگر را در مکانی ثابت نگه می‌دارند یا همچنین طراحی ساختارهای به تنهایی از آن که کارکردهای متفاوتی دارند، مورد استفاده قرار گیرد. مطالعات انجام شده بر روی دی‌ان‌ای اوریگامی، کاربردهای گوناگونی از آن را بدست آورده‌اند که می‌توان از بین آن‌ها به نقش دی‌ان‌ای اوریگامی در سیستم انتقال‌دهنده دارو در بدن بیمار یا کاربرد آن در مدارات انتقال‌دهنده جریان در سیستم‌های پلاسمونی اشاره کرد. با این حال بیشتر کاربردها و استفاده‌هایی که می‌توان برای دی‌ان‌ای اوریگامی متصور بود در مرحله ایده‌پردازی یا تست قرار دارند. دی‌ان‌ای مکمل
در فرآیندهای مهندسی ژنتیک DNA مکمل (cDNA) به رشته‌ای از مولکول DNA اطلاق می‌گردد که تحت فعّالیت کاتالیتیک آنزیم رونوشت بردار معکوس از روی رشتهٔ mRNAی بالغ ساخته می‌شود. از DNA مکمل به‌طور عمده به منظور تاگ سازی(کلونینگ) ژنهای هوهسته ای (یوکاریوتی) در سولهای سادهٔ پیش هسته ای (پروکاریوتی) استفاده می‌گردد. cDNA همچنین در رتروویروس‌ها (نظیر ویروس نقص ایمنی اکتسابی – HIV) تحت فعّالیت آنزیم رونوشت بردار معکوس سنتز می‌شود که بعداً از طریق الحاق به ژنوم میزبان (تحت فعّالیت آنزیم اینتگراز) برای تولید پروویروس مورد استفاده قرار می‌گیرد. شپرون
نخستین پروتئین‌هایی که شَپرون نامیده شدند، آنهایی بودند که در ساخت نوکلئوزوم از پیچش‌های هیستونی و دی‌ان‌ای، به‌ویژه در هسته یاخته شرکت داشتند که کارشان کنترل هم‌گذاری و ساختِ زیر واحدهای تاشده به ساختارهای اُلیگومریک است. پروتئین
"مقاله اصلی پروتئین‌ها در رژیم غذایی" پروتئین‌ها مواد مغذی اصلی هر سلول زنده هستند. در ساختمان آن‌ها نه تنها کربن، هیدروژن و اکسیژن وجود دارد، بلکه ازت و گاهی گوگرد نیز موجود می‌باشد. پروتئین‌ها مسئول انجام اعمال گوناگونی هستند. نقش آن‌ها از تشکیل ماده انقباضی عضلات گرفته تا ساختن بعضی از هورمون‌ها، آنزیم‌ها و آنتی‌بادی‌ها، تبدیل انرژی شیمیایی به کار و انتقال اکسیژن و هیدروژن متنوع می‌باشد. باز نوکلئوتیدی
دئوکسی ریبوز: بازهای نوکلئوتیدی در ساختمان DNA به گروه‌های قند دزوکسی‌ریبوز (دئوکسی ریبوز) متصل‌اند. در نتیجه نوکلئوتید‌های دی ان ای با نوکلئوتید‌های آر ان ای کاملاً متفاوت اند و در مجموع هشت نوع نوکلئوتید مختلف در نوکلئیک اسید‌ها موجود است. زیرا در یک نوکلئوتید دی ان ای با باز آلی سیتوزین قند دئوکسی ریبوز وجود دارد در حالی که در نوکلئوتید آر ان ای با باز آلی سیتوزین قند ریبوز جای دئوکسی ریبوز را گرفته‌است و در نتیجه این دو نوکلئوتید از نظر قند با یکدیگر متفاوت و از نظر ساختاری با هم متفاوت اند و هر کدام از یک نوع می‌باشند. پس نوکلئوتید دی ان ای با نوکلوتید آر ان ای به هیچ عنوان مشابه و از یک نوع نیست زیرا در نوع قند با آن تفاوت دارد. ساختار دی‌ان‌ای
در سال ۱۹۵۱، فرانکلین دریافت که DNA با نگرش به میزان نم هوای پیرامون، می‌تواند دو شکل متفاوت داشته باشد و بنابراین نتیجه‌گیری کرد که بخش فسفات مولکول در سمت بیرونی آن قرار دارد. اندکی بعد او با به‌کارگیری تصاویر اشعه X فهمید که DNA در حالت «نمناک» از همگی ویژگی‌های یک مارپیچ برخوردار است؛ این احتمال که حالت دیگر مولکول DNA نیز به شکل مارپیچی باشد به ذهن او خطور کرد، ولی نمی‌خواست تا زمانی که شواهد پایانی برای این حدس پیدا کند آن را اعلام نماید. در ژانویه ۱۹۵۳ ویلکینز که از به نتیجه رسیدن تحقیقات ناامید شده بود، نتایج تحقیقات فرانکلین را بدون اطلاع و خشنودی او، با واتسون در میان گذاشت. واتسون و کریک با به‌کارگیری این نتایج مدلی بسیار شگفت انگیز را برای ساختار DNA پیشنهاد نمودند. آن‌ها مولکول را به گونه دو زنجیر مارپیچی در برگیرنده نوکلئوتیدها تصور کردند که یکی از آن‌ها بالا می‌رفت و دیگری پایین می‌آمد. کریک که به تازگی یافته‌های چارگاف را هم مطالعه کرده بود کوشش کرد با به‌کارگیری آن‌ها روش قرار گرفتن بازها را در مولکول DNA مشخص کند. او اظهار کرد که بازها در میانه این مارپیچ دوتایی دو به دو به هم متصل می‌شوند تا فاصله میان دو مارپیچ ثابت بماند. آن‌ها ادعا کردند که هر یک از این دو مارپیچ مولکول DNA می‌تواند به نام قالبی برای ایجاد دیگری بهره‌گیری شود. در تقسیم سلولی این دو رشته از هم جدا می‌شوند و بر روی هر یک از آن‌ها یک نمونه جدید همانند رشته مقابل پیشین ساخته می‌شود. با این روش بدون اینکه ساختار DNA عوض شود، یک DNA همانند آن فرآوری می‌شود. در اندک مواردی که در این روند خطایی پیش بیاید، گواه «جهش» خواهیم بود. مدل آن‌ها چنان با اطلاعات برآمده از آزمایش‌ها مطابقت داشت که بی‌درنگ مورد قبول همه واقع شد. کشف ساختار DNA را می‌توان مهم‌ترین یافته زیستی در صد سال گذشته دانست. در سال ۱۹۶۲ واتسون، کریک و ویلکینز موفق به دریافت پاداش جایزه نوبل شدند، ولی فرانکلین در گذشته بود. ژن
ساختار ژن در برگیرنده تعداد زیادی جز است که رشته تولیدکننده پروتئین بخشی از آن است. این بخش‌ها شامل مناطقی هستند که طی فرایند رونویسی ساخته نمی‌شوند یا ترجمه روی آن‌ها انجام نمی‌شود. همانندسازی دی‌ان‌ای
DNA دو رشته‌ی پلی‌نوکلئوتیدی مارپیچ است. در طی تکثیر، این رشته‌ها جدا می‌شوند. هر رشته مولکول اصلی DNA به عنوان الگوی رشته‌ی مکمل خود عمل می کند ، در همانندسازی دی‌ان‌ای، دو مولکول دی‌ان‌ای تولید می‌شود که هر یک، دارای یک رشتهٔ جدید و یک رشتهٔ قدیمی هستند (ردیف نوکلئوتیدها در هر یک از مولکول‌های دی‌ان‌ای حاصل، یکسان است) که باعث می‌شود دی‌ان‌ای‌های دختر دقیقاً مشابه دی‌ان‌ای مادر باشند. به این روش تکثیر که هر دی‌ان‌ای دختر از یک رشته از دی‌ان‌ای مادر و یک رشتهٔ نو ساخته شده‌ است، روش همانندسازی همانندسازی نیمه‌حفاظتی می‌گویند.مکانیزم‌های و تشخیص خطا تقریباً اطمینان حاصل می‌کنند که رشته دی‌ان‌ای جدید کاملاً مشابه با قبلی باشد. پروتئین
ساختار پروتئین یا ساختمان پروتئین به ساختاری گفته می‌شود که پروتئین به خود می‌گیرد. پروتئین دارای چهار نوع ساختار می‌باشد.روش‌های تعیین ساختار پروتئین، کشف ساختار سوم و چهارم یک پروتئین راهنمای بسیار مهمی برای تعیین کارکرد این پروتئین است. از روش‌های معمول می‌توان به پراش اشعه ایکس و تشدید مغناطیسی هسته اشاره کردپراش (تفرق) اشعه ایکس روشی برای مطالعهٔ ساختار مواد بلوری است که در سال ۱۹۱۲ میلادی توسط فون لاوه کشف شد و توسط ویلیام هنری براگ و ویلیام لورنس براگ برای بررسی بلورها بکار گرفته شد. متابولیسم پروتئین
آنابولیسم پروتئین فرایندی است که پروتئین‌ها از اسیدهای آمینه تشکیل می‌شوند. این روش به پنج فرایند بستگی دارد: سنتز آمینو اسید، رونویسی، ترجمه، اصلاحات پس از ترجمه و تاشو پروتئین. پروتئین‌ها از اسیدهای آمینه ساخته می‌شوند. در انسان، برخی از اسیدهای آمینه را می‌توان با استفاده از واسطه‌های موجود موجود سنتز کرد. این اسیدهای آمینه به عنوان اسیدهای آمینه غیر ضروری شناخته می‌شوند. اسیدهای آمینه ضروری به مواد واسطه ای که در بدن انسان وجود ندارد، احتیاج دارند. این واسطه‌ها باید مصرف شوند، بیشتر از خوردن موجودات دیگر. تنظیم بیان ژن
توالی خاص رشتهٔ دی‌ان‌ای موجب شروع و تنظیم فرایند تفسیر می‌شود. برای شروع تفسیر یک ژن لازم است آنزیم آران‌ای پلیمراز به راه‌انداز آن ژن متصل شود. علاوه بر راه‌انداز تقریباً تمامی ژن‌ها چه در باکتری و چه یوکریوت‌ها توالی‌های دی‌ان‌ای ای دارند که برای روشن یا خاموش کردن بیان آن ژن‌ها به کار می‌رود. بعضی از این توالی‌ها خیلی کوتاه و بعضی خیلی بلند هستند. این توالی‌ها به خودی خود نمی‌توانند کاری انجام دهند. برای اینکه هر تأثیری داشته باشند لازم است که پروتئین‌های خاصی، که به آن‌ها عوامل تنظیم‌کننده گفته می‌شود، این توالی را تشخیص داده و به آن متصل شود. این ترکیب پروتئین‌های متصل به دی‌ان‌ای و دی‌ان‌ای است که بیان ژن‌ها را تنظیم می‌کند. برای اتصال یک پروتئین به توالی دی‌ان‌ای لازم است سطح فضایی پروتئین به صورت کامل با سطح فضایی دی‌ان‌ای در آن ناحیه مطابق باشد؛ بنابراین پروتئین‌های مختلفی توالی‌های مختلفی را شناسایی می‌کنند. پروتئین‌ها با لبه‌های جفت باز توالی دی‌ان‌ای و اغلب بدون خراب کردن پیوند هیدروژنی که خود جفت‌باز را کنار هم نگه می‌دارد، پیوندهایی از نوع هیدروژنی، یونی و آب‌گریز تشکیل می‌دهند. با وجود اینکه هر کدام از این پیوندها به تنهایی ضعیف هستند، تعداد زیادی از این پیوندها بین پروتئین و توالی دی‌ان‌ای برقرار می‌شود و پروتئین را خیلی سفت در جای خود نگه می‌دارد. دی‌ان‌ای مکمل
هرچند مکانیسم‌های متعددی جهت سنتز DNA ی مکمل پیشنهاد شده‌است ولی سنتز آن از روی RNAی پیامبر بالغ، با بهره گیری از آنزیم رونوشت بردار معکوس، رایج‌ترین روش جهت تهیّهٔ آن است. آنزیم ونوشت بردار معکوس ضمن حرکت در امتداد رشتهٔ mRNAی بالغ، دئوکسی ریبونوکلئوتید مکمل هریک از ریبونوکلئوتیدهای mRNA را از طریق برقراری پیوند هیدروژنی مقابل هم قرار می‌دهد و ضمن تشکیل یک رشتهٔ هیبرید نهایتاً منجر به سنتز cDNA می‌گردد. نسب مشترک
تمام اشکال شناخته شده حیات بر مبنای یک ساختار بیوشیمیایی بنیادی یکسان هستند: اطلاعات ژنتیکی کدگذاری شده در دی‌ان‌ای، رونوشت‌برداری می‌شوند در آران‌ای، از طریق اثرگذاری پروتئین-و آنزیم‌های آران‌ای، سپس به پروتئین‌ها ترجمه می‌شوند از طریق ریبوزوم‌ها (ی به شدت مشابه)، با آدنوزین تری‌فسفاتها (ATP)، نیکوتین‌آمید آدنین دی‌نوکلئوتید فسفات‌ها (NADPH) و دیگر چیزها به عنوان منابع انرژی، و و و. به علاوه، رمزهای ژنتیکی ("جدول ترجمه" ای که با بر حسب آن اطلاعات دی‌ان‌ای به پروتئین‌ها ترجمه می‌شوند) تقریباً برای تمام اشکال حیات شناخته شده، از باکتری ها و باستانیان گرفته تا حیوانات و گیاهان یکسان است. به‌طور کلی، جهان‌شمولی این رمز، توسط زیست‌شناسان به عنوان مدرک قطعی و معتبر در طرفداری از نظریه نیای مشترک جهانی (به انگلیسی: Universal common descent) به حساب می‌آید. دیفنسین
پروتئین‌هایی که «دیفنسین» نامیده می‌شوند، از لحاظ تکاملی ارتباطی به هم ندارند و به دو اَبَرخانوادهٔ بسیار متنوع که هریک شامل چندین خانواده پروتئینی است تقسیم می‌شوند. یک اَبَرخانواده «ترانس-دیفنسین» نام دارد که شامل دیفنسین‌های انسان و سایر مهره‌داران و همچنین برخی بی‌مهرگان می‌شود. اَبَرخانوادهٔ دیگر که «سیس-دیفنسین» نام دارد، دیفنسین‌های بی‌مهرگان، گیاهان و قارچ‌ها را در بر می‌گیرد. اَبَرخانواده‌ها و خانواده‌های دیفنسین را از طریق ساختار سوم آنها شناسایی می‌کنند و هریک معمولاً انواعی از پیوندهای خاص دی‌سولفیدی محافظت‌شده را دارا هستند. تمامی دیفنسین‌ها ساختار چین‌خوردهٔ منسجم و کوچکی با بار الکتریکی مثبت قوی و پایدار دارند که علت آن حضور چندین پیوند دی‌سولفیدی است. در تمامی خانواده‌ها، ژن‌های سازندهٔ دیفنسین‌ها، دارای چندریختی فراوان هستند. پروتئین
ساخته شدن mRNA از روی DNA را رونویسی می‌گویند که با کمک آنزیم آران‌ای پلی‌مراز (RNA polymerase) انجام می‌شود. سلول‌های پروکاریوتی فقط یک نوع آنزیم RNA پلی‌مراز دارند. در سلول‌های یوکاریوتی سه نوع آنزیم RNA پلی‌مراز یافت شده‌است که آن‌ها را با علامت‌های I و II و III مشخص می‌کنند. هسته سلول
درون هسته یک یا دو هستک وجود دارند که اطراف آن‌ها را نوکلئوپلاسم احاطه کرده‌است. نوکلئوپلاسم مایعی ژلاتینی است که مواد بسیاری را از جمله آنزیم، نوکلئوتید تری‌فسفات، پروتئین و… در خود حل می‌کند. اطلاعات ژنتیکی نیز در هسته و به‌صورت کروماتین وجود دارد. درون کروماتین رشته‌های کوچکی به نام دی ان ای (DNA) وجود دارد که مانند رمزوارهٔ سلول می‌ماند. در داخل هسته مولکولهای RNA از روی مولکولهای DNA ساخته می‌شوند. گوانین
گوانین با فرمول شیمیایی C5H5N5O یکی از چهار باز نوکلئوتیدی دی‌ان‌ای است که در ساختار آران‌ای و دی‌ان‌ای (در دنا و رنا) دیده می‌شود. انگشت روی
پروتئین‌هایی را که دارای انگشت روی هستند، به چندین خانواده ساختاری مختلف تقسیم‌بندی می‌شوند. گرچه این خانواده‌ها با استفاده از ساختار سه‌بعدی خاص‌شان متمایز می‌گردند، اما می‌توان آنها را از روی ساختار اولیهٔ پروتئین یا مشخصات لیگاندهای حاوی «یون روی» هم شناخت. این پروتئین‌ها بیشتر در نقش یک مولکول واکنش‌دهنده با دی‌ان‌ای، آران‌ای یا پروتئین ظاهر می‌شوند. نوکلئیک اسید
در ساختمان این اسیدها دو نوع قند پنتوز دیده می‌شود. قند موجود در آر ان ای از نوع ریبوز است. در صورتی که در ساختمان دی ان ای از قند مشابهی به نام دئوکسی ریبوز استفاده می‌شود. پیشوند دئوکسی نمایشگر فقدان یک o (اکسیژن)در جایگاه ۲ است. در دی ان ای و آر ان ای بازها از طریق پیوند بتاان گلیکوزیدی با برداشت یک مولکول آب از پنتوز (گروه هیدروکسیل) و باز (هیدروژن) تشکیل می‌گردند. ریزآرایه دی‌ان‌ای
ریزآرایه‌های دی‌ان‌ای اجزای اصلاح شده اصلی فناوری‌های مربوط به کتابخانه‌های DNA, PCR و هیبریداسیون در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند تا ریزآرایه‌های دی‌ان‌ای (گاهی خرده‌های دی‌ان‌ای نامیده می‌شوند) حاصل شوند. این فناوری امکان غربال همزمان و سریع هزاران ژن را فراهم می‌سازد. قطعات دی‌ان‌ای از ژن‌های ساخته شده، با طول ده‌ها تا صدها نوکلئوتید با PCR تکثیر یافته و بر روی سطح جامد قرار داده می‌شوند؛ این عمل توسط روبات‌های خودکار به انجام می‌رسد که می‌توانند مقادیر نانولیتر محلول دی‌ان‌ای را به طور صحیح در محل قرار دهند. ریزآرایهٔ دی‌ان‌ای (که به آن بیوچیپ نیز گفته می‌شود) متشکل از تعداد زیادی نقطه بر روی یک سطح جامد است. بر روی این نقاط رشته‌های دی‌ان‌ای سوار شده‌اند که به آنها پروب گفته می‌شود. دانشمندان به منظور اندازه‌گیری میزان بیان ژن‌ها از این روش استفاده می‌کنند. هر نقطه‌ای که بر روی صفحه قرار دارد حاوی ۱۲–۱۰ مول از یک توالی خاص دی‌ان‌ای است. این توالی می‌تواند بخش کوچکی از یک ژن یا بخش متصل شونده به یک cDNA یا cRNA باشد که تحت شرایط خاصی به توالی مکمل متصل می‌گردد. توالی‌های هدف معمولاً با موادی از جمله فلوئوروفور، نقره یا کمیلومینسنس(chemiluminescence) نشاندار شده‌اند و به این وسیله میزان اتصال رشته‌های نوکلئیک اسیدی به توالی‌های هدف تشخیص داده می‌شود. در مرحله بعد این داده‌ها توسط نرم‌افزارهای ویژه‌ای کمی سازی می‌گردند. ژنوم انسان
ژنوم انسان، مجموعهٔ کاملی از توالی اسید نوکلئیک موجود در سلول‌های انسان است، که به صورت دی‌ان‌ای در ۲۳ جفت کروموزوم در هستهٔ سلول‌ها به همراه یک رشته دی ان ای کوچک به نام دی‌ان‌ای میتوکندریایی در میتوکندری سلول‌ها قرار دارند. ژنوم انسان شامل هر دو ژن دی‌ان‌ای کد کنندهٔ پروتئین و دی‌ان‌ایِ بی‌رمز است. دی‌ان‌ایِ هاپلوئید ژنوم انسان، که در داخل سلول‌های جنسی (تخمک و اسپرم) سلول‌ها در فاز میوز تولید مثل جنسی تولید شده‌اند، قبل از لقاح یک یاخته تخم) ایجاد می‌شوند، شامل سه میلیارد باز نوکلئوتیدی هستند، در حالی که ژنوم دیپلوئید (موجود در سلول‌های یاخته‌های پیکری)، یا جفت شده که دارای دو برابر محتوای دی‌ان‌ای است. در حالی که تفاوت‌های قابل توجهی در میان ژنوم افراد بشر (در حد ۰٫۱٪) وجود دارد، این تفاوت‌ها به صورت قابل توجهی تفاوت‌های کوچک‌تری نسبت به تفاوت‌های بین انسان‌ها و نزدیک‌ترین خویشاوندان زنده آن‌ها، شامپانزه (حدود ۴٪) و بونوبوهاست. نانوفناوری دی‌ان‌ای
نانوفناوری دی‌ان‌ای طراحی و ساخت ساختارهای نوکلئیک اسید مصنوعی برای مصارف تکنولوژی است. در این زمینه، اسیدهای نوکلئیک به عنوان مواد مهندسی غیربیولوژیکی برای نانوتکنولوژی و نه به عنوان حامل اطلاعات ژنتیکی در سلول‌های زنده مورد استفاده قرار می‌گیرند. دانشمندان در این زمینه ساختارهای ایستایی مانند شبکه‌های کریستالی دو و سه بعدی، نانولوله‌ها، شکل‌های چندوجهی و دلخواه، و دستگاه‌های کاربردی مثل دستگاه‌های مولکولی و دی‌ان‌ای رایانه را ایجاد کرده‌اند. این زمینه به عنوان ابزاری برای حل مشکلات اساسی علوم در زیست‌شناسی ساختاری و بیوفیزیک، از جمله کاربردهای موجود در کریستالوگرافی اشعه ایکس و طیف‌سنجی رزونانس مغناطیسی هسته ای پروتئین‌ها برای تعیین ساختار استفاده می‌شود. برنامه‌های کاربردی بالقوه در الکترونیک در مقیاس مولکولی و نانوپزشکی نیز مورد بررسی قرار گرفته‌است. پروتئین
اطلاعات در دی‌ان‌ای به صورت رمز ۳ تایی وجود دارد یعنی هر ۳ نوکلئوتید معرف ۱ رمز و هر رمز معرف ۱ اسید آمینه‌است. پس از رونویسی mRNA از هسته خارج می‌شود و در سیتوپلاسم به کمک نوع دیگر آران‌ای به نام تی‌آران‌ای (tRNA) اسید آمینه را به هم متصل می‌کند. tRNA روی mRNA متصل می‌شود و طبق رمزهای tRNA, mRNA اسید آمینه‌ها را کنار هم می‌گذارد؛ و در آخر زنجیرهٔ ‌پپتیدی به وجود می‌آید. به این مرحله ترجمه پروتئین گفته می‌شود. دوک تقسیم
هر یک از رشته‌های دوک از یک میکروتوبول ساخته‌شده است (اما هر سانتریول از ۹ دستهٔ ۳تایی از میکروتوبول ساخته شده است.) که در استوای سلول به سانترومر کروموزوم‌ها و در قطب‌های سلول به سانتریول‌ها متصل هستند. همچنان که جفت سانتریول‌ها از یکدیگر دور می‌شوند، بین آنها رشته‌هایی پروتئینی شکل می‌گیرد که ساختار دوک را پدید می‌آورند. دومین اتصالی
دومِـین اتصالی () یک دومین پروتئین است که به اتم یا مولکول خاصی همچون کلسیم یا دی‌ان‌ای متصل می‌شود. دومین اتصالی بخشی از توالی پروتئین و جزئی از ساختار ثالثیه آن است که می‌تواند عملکرد خود را جدا و به‌صورت مستقل از زنجیرهٔ پروتئین، به حیات خود ادامه دهد. هنگام اتصال به مولکول‌های دیگر، پروتئین دچار تغییرات ساختاری می‌شود. این بخش از پروتئین‌ها مهم هستند، چرا که سبب تجزیه، ساخت یا ترجمهٔ پروتئین‌ها می‌گردند. بازسازی دی‌ان‌ای
فرایندهای اصلی بازسازی دی‌ان‌ای به مقدار زیادی هم در پروکاریوت‌ها و هم در یوکاریوت‌ها و حتی در میان فاژها حفاظت شده‌است (ویروس‌هایی که عفونت باکتریایی دارند) به هر حال بیشتر ارگانیسم‌های پیچیده با ژنوم‌های بسیار پیچیده منطبق با مکانیسم‌های بازسازی بسیار پیچیده هستند. توانایی مربوط به تعداد زیادی از موتیف‌های ساختاری پروتئین برای کاتالیز واکنش‌های شیمیایی نقش معناداری را در ارتقا مکانیسم‌های بازسازی در طول سیر تکاملی ایفا می‌کند. برای بررسی فرضیه با جزئیات بیشتر در ارتباط با سیر تکاملی فرایند بازسازی دی‌ان‌ای منبع را ببینید. ساختار اولیه پروتئین
ساختار اول پروتئین (به انگلیسی: Protein primary structure) عبارت از آرایش و توالی خطی آمینواسیدها در یک پروتئین یا پپتید است که از سر آمینی (N) تا کربوکسیلیک اسید انتهایی (C) ادامه دارد. در ساختار اولیهٔ پروتئین، فقط شاهد پیوند پپتیدی و ترتیب قرارگیری آمینواسیدها هستیم. بیوسنتز پروتئین در سلول‌ها معمولاً توسط ریبوزوم انجام می‌گیرد اما تولید پپتیدها در آزمایشگاه نیز امکان‌پذیر است. دگم مرکزی زیست‌شناسی مولکولی
این قاعده چارچوبی برای درک انتقال توالی اطلاعات بین حاملهای اطلاعاتی زیست بسپار، در معنای عمومی، در موجودات زنده است. ۳ طبقه عمده این زیست بسپارها: DNA و RNA (اسیدهای نوکلئیک) و پروتئین هستند. ۳×۳=۹, صورت قابل تصور از انتقال مستقیم اطلاعات می‌تواند در این میان رخ دهد. بر اساس قاعده این سه دسته به سه گروه تقسیم می‌شوند: سه انتقال عمومی (باور بر این است که به‌طور معمول در اکثر سلول‌ها رخ می‌دهد)، سه انتقال ویژه (به صورت معمول تنها در شرایط خاص در مورد برخی از ویروس‌ها یا در آزمایشگاه اتفاق می‌افتد) و سه انتقال ناشناخته (اعتقاد بر این است که هرگز رخ نمی‌دهد). به‌طور کلی انتقال عمومی جریان طبیعی اطلاعات زیستی را توصیف می‌کند: DNA به DNA بازنویسی می‌شود (DNAرونویسی) اطلاعات DNA همچنین می‌تواند روی mRNA (رونویسی) بازنویسی شده و با ترجمه اطلاعات موجود در mRNA به عنوان یک الگو (ترجمه) پروتئین‌ها ساخته می‌شوند. انتقال ویژه بدین صورت است که: RNA از روی RNA کپی شده (RNA رونویسی) و DNA با استفاده از RNA الگو (رونویسی معکوس) سنتز شده و در نهایت پروتئین مستقیماً و بدون استفاده از mRNA از روی DNA الگو ساخته می‌شود. انتقال ناشناخته اینگونه است که: یک پروتئین که از یک پروتئین بازنویسی شده، با استفاده از ساختار اولیهٔ پروتئین به عنوان RNA الگو را ساخته و DNA نیز با استفاده از ساختار اولیهٔ یک پروتئین به عنوان یک الگو - ساخته می‌شود، که البته به‌طور طبیعی رخ نمی‌دهد. الگوهای باطل شده دی‌ان‌ای
پس از آن ساختار Fraser ارائه شد که شبیه ساختار Pauling بود با این تفاوت که در آن فسفات‌ها در بیرون و اسید نوکلئیک‌ها در داخل قرار داشتند و با پیوندهای هیدروژنی به هم متصل شده‌اند. دوباره Watson و Crick دریافتند که ساختار Fraser کافی نیست و رد شد. دی‌ان‌ای پلیمراز
دی‌ان‌ای-پلی مرازها یا دنا بسپاراز مولکول‌های دی‌ان‌ای را از زیر واحدهای داکسی ریبونوکلئوتید (dNTP)، سنتز می‌کنند. DNAپلی مرازها بیشتر به خاطر نقشی که در همانندسازی دارند شناخته می‌شوند.  به طور کلی دو نوع DNAپلی مراز وجود دارد ؛ DNAپلی مرازهای وابسته به الگو و DNAپلی مرازهای غیر وابسته به الگو. پروتئین‌های ساختاری
پروتئین‌های ساختاری یا پروتئین‌های فیبری یا رشته‌ای یا اسکلروپروتئین‌ها () گروه مهمی از پروتئین‌ها هستند. پروتئین‌ها از لحاظ ساختاری و به‌طور کلی به سه گروه اصلی پروتئین‌های غشایی، پروتئین‌های کروی و پروتئین‌های ساختاری یا رشته‌ای تقسیم می‌شوند. مثال‌هایی از پروتئین‌های ساختاری عبارت اند از هیستون، کلاژن، کراتین، کشسان و فیبرین. این پروتئین‌ها، بافت‌های همبند، تاندون‌ها، بافت زمینه استخوان و عضلات را می‌سازند. دی‌ان‌ای هسته‌ای
دی‌ان‌ای هسته‌ای به دی‌ان‌ای موجود در هستهٔ سلول‌های یوکاریوت تحت شکل کروموزوم گفته می‌شود که مقداری از آن از سوی پدر به ارث برده می‌شود و مقداری دیگر از سوی مادر. این دی‌ان‌ای تعیین‌کنندهٔ جنسیت افراد است چرا که شامل کروموزوم‌های جنسیتی است. دی‌ان‌ای میتوکندریایی اما مشخصاً از سوی مادر منتقل می‌شود. دی‌ان‌ای مکمل
به‌طورکلی در موجودات زنده حین بیان ژن، نخست طی فرآیند رونویسی RNAی پیامبر (mRNA) از روی ژن (که بخشی از DNA است) ساخته می‌شود و در مرحلهٔ بعد طی فرآیند ترجمه در ریبوزوم‌ها از روی RNA، پروتئین ساخته می‌شود. تفاوت حائز اهمّیتی که میان یوکاریوت‌ها و پروکاریوت‌ها در فرآیند بیان ژن ملاحظه می‌شود وجود توالی‌های اینترون و اگزون در رونوشت ژن‌های سلولهای یوکاریوتی است. توالی‌های اینترون توالی‌های غیر کدی (not coding sequences) می‌باشند که پیش از فرآیند ترجمه، طی مرحلهٔ بلوغ RNA حذف می‌گردند. چون سلولهای پروکاریوتی فاقد توالی‌های اینترون هستند نتیجتاً سامانهٔ حذف این توالی‌های غیر کدی نیز در آنها وجود ندارد و از آنجایی که این توالی‌ها برای دستگاه ترجمهٔ سلول پروکاریوتی فاقد معنی هستند، لذا در فرآیند تاگ سازی ژن‌های یوکاریوتی در سلول‌های پروکاریوتی می‌بایستی پیش از الحاق ژنی توالی‌های اینترون حذف گردند و در واقع از DNAای استفاده نمود که فاقد توالی‌های اینترون است. برای این منظور پیش از وارد نمودن (insert) ژنوم یوکاریوتی به سلول پروکاریوتی در جریان فرآیند تاگ سازی، ابتدا از روی mRNAی بالغ یوکاریوتی تحت فعّالیت آنزیم رونوشت بردار معکوس، DNA ی مکمل ساخته می‌شود و سپس از این cDNA که فاقد توالی‌های اینترون است جهت فرآیند الحاق ژنی استفاده می‌گردد. نکتهٔ حائز اهمّیت این است که لزوم بیان ژن یوکاریوتی در سلول پروکاریوتی وجود پروموتور مناسب این ژن در پلاسمید نوترکیب است. ساختار دی‌ان‌ای
دی‌ان‌ای یک ساختار دو رشته ایی متشکل از ۴ نوع نوکلئوتید است. این نوکلئوتیدها عبارتند از (A) آدنین، (G) گوانین، (C) سیتوسین و (T) تیمین. ساختار شیمیایی دی‌ان‌ای به صورت پیوند مشخصی از دو دنباله خطی از این ۴ نوکلئوتید می‌باشد. که این اتصال‌ها فقط به صورت (A-T) , (T-A) , (C-G) , (G-C) وجود دارند. زیست‌تراشه
ریز تراشه زیستی در اولین بررسی یک دستگاه نیمه‌رسانا است که برپایه ساختار DNA تولید می‌شود. در بدن انسان DNA زنجیره مولکول‌های به یکدیگر متصلند که عامل انتقال وراثت و نشانه‌گذاری محسوب می‌شوند. تراشه سازان به یک ماده‌ای نیاز دارند که سرعت زیادی داشته باشد. DNA خیلی شبیه به یک سخت دیسک کامپیوتر است که اطلاعات ثابت را ذخیره می‌کند. DNA با تراشه کامپیوتر ترکیب شده و سرعت محاسبه را زیاد می‌کند. از لحاظ سرعت جدا از کامپیوترهایی هستند که تراشه آن از سیلیکون است. با مقدار کم DNA، کامپیوتر می‌تواند ۱۰ تریلـون بایت اطلاعات نگه دارد و در هر زمان۱۰ تریلیون محاسبه انجام دهد. این دستگاه کوچک در تعاریف نظری شامل مدارات مجتمع (IC) بر پایه (زیرساختار) مولکول‌های آلی یا ارگان‌های حیاتی هستند. دو گروه عمده برای ریزتراشه‌های زیستی در نظر گرفته می‌شود: گروه اول، یک دستگاه کوچک متشکل از مولکول‌های آلی بزرگ (مانند پروتئین‌ها) هستند که قدرت و توان اجرایی انجـام عملیات (ذخیره داده‌ها، کنترل فرایند) همانند یک کامپیوتر الکترونیکی را دارند و گروه دیگر، یک دستگاه ظریف با توانایی اجرایی سریع و فوری، برای واکنش شیمیایی در ابعاد کوچک در راستای دستیابی و تشخیص زنجیره‌های ژن، آلودگی محیطی، مسمومیت‌های هوایی یا سایر مشتقات بیوشیمی به کار می‌رود. پیشرفت‌های ریزتراشه‌ها عامل اصلی رشد سریع صنایع بیوتکنولوژی است که باعث گسترش تحقیقات علمی در زمینه ژن شناسی و پروتئین‌شناسی و... شده‌است. از دیگر مزایای این تولیدات، دستیابی دانشمندان به روش‌های جدید برای درک صحیح از تولیدات بیوشیمی پیچیده، اتفاقات و واکنش‌های داخل سلولی و نیز درک و درمان بیماری‌های انسان است. این امر باعث رونق بازار و صنعت تولیدات ریز تراشه‌های زیستی شده‌است. تاریخچه ریزتراشه‌های زیستی پیشرفت و ترقی ریز تراشه‌ها دارای تاریخ طولانی است. از اوایل شناخت فناوری حسـگرها، یکی از اولین حسگرهای قابل حمل حسگرهای شیمیای بودند. از آن جمله، الکترود شیشه‌ای PH که در سال ۱۹۲۲ توسط هاگس [�]، ۱۹۲۲ اختراع شد و برای اندازه گیـری میـزان PH بر اساس اختلاف پتانسیل یون هیدروژن طراحی شده بود. سال‌ها بعد حسگرهای یون پتاسیم و اکسیژن نیز اختراع شد. اما DNA در سال ۱۹۵۳ مورد توجه واتسون و کریک قرار گرفت و مسیر جدیدی در حسگرها ایجاد کرد. رشد سریع در دو شاخه بیوشیمی و نیمه رساناها باعث تولید ریزتراشه زیستی در سال ۱۹۹۰ شد. هرچند که با تولیدات امروزی فاصله زیادی داشت اما شروع یک حرکت جدید در تولید DNA چیپ‌ها و ژن چیپ‌ها شد. امروزه انواع بسـیاری از فنـاوری ریزتراشه‌های زیستی وجود دارد که در حال پیشرفت یا آغاز نسل نوین هستند. در این نسل DNA، RNA، پروتئین‌ها و حتی سلول‌های زنده به عنوان حسگر در ریز تراشه‌های زیستی به کار گرفته می‌شوند. ارزش‌های مادی و کاربردهای این حسگرهای کوچک باعث رونق بازار آن‌ها شده‌است. دی‌ان‌ای اوریگامی
یکی از ایده‌ها استفاده از روش‌های طراحی پروتئین به منظور بدست آوردن نتیجهٔ مشابه‌ای که توسط فناوری دی‌ان‌ای اوریگامی بدست می‌آید. محققان در حال کار بر روی طراحی منطقی تاشدگی‌های پروتئین هستند تا بتوانند الگوها و اشکالی را بسازند که مشابه آن در فناوری دی‌ان‌ای اوریگامی تا به حال دیده شده‌اند. تمرکز اصلی تحقیقات بر روی طراحی تاشدگی‌های پروتئین بر سیستم انتقال دارو و متصل‌کردن آنتی‌بادی‌ها بر پروتئین‌ها متمرکز است. پلی‌نوکلئوتید
پلی‌نوکلئوتید زیست‌پلیمری با ۱۳ مونومر نوکلئوتیدی یا بیشتر است که به صورت کووالانسی در یک زنجیره با هم پیوند دارند. دی‌ان‌ای (دئوکسی‌ریبونوکلئیک اسید) و آران‌ای (ریبونوکلئیک اسید) نمونه‌هایی از پلی‌نوکلئوتیدها با عملکرد زیست‌شناختی مشخص هستند. دی‌ان‌ای دو زنجیره پلی‌نوکلئوتیدی مارپیچ شکل و آران‌ای یک زنجیره پلی‌نوکلئوتیدی مارپیچ شکل دارد. اناملین
مینای دندان یک بافت به شدت مینرالیزه و سازمان یافته است که 85% ساختار آن از کریستال های هیدروکسی آپاتایت ساخته شده است. گمان می رود که این ساختار به شدت سازمان یافته و غیرمعمولی توسط اثرات متقابل آمابلوبلاست ها با مولکول های ماتریکس آلی شامل آملوژنین، آملوبلاستین، تافتلین، دنتین سیالوفسفوپروتئین و انواعی از آنزیم‌ها کنترل می شود. اناملین بزرگترین پروتئین ماتریکس مینای دندان در حال تکامل است و حدود 5% از مجموع همه پروتیین های ماتریکس مینا را شامل می شود. موتاسیون در ژن ENAM میتواند منجر به آملوژنزیس ایمپرفکتا شود. کروموزوم
هر کروموزوم یوکاریوت از مولوکول پروتئین طولانی دی ان ای تشکیل شده و اجتماع متراکم پروتئینها و دی ان ای را شکل میدهد که کروماتین خوانده میشود، کروماتین حاوی مقدار اعظم دی ان ای موجود زنده است. دی‌ان‌ای
کروموزوم در یوکاریوت‌ها (جانوران، گیاهان، قارچ‌ها، آغازیان) در بخشی به نام هستهٔ یاخته قرار دارد، در حالی‌که در پروکاریوت (باکتری و آرکیا) در سیتوپلاسم یاخته قرار دارد و جایگاه مشخصی ندارد و به بخشی از غشای پلاسمایی متصل است. در کروموزوم بجز از مولکول دی‌ان‌ای مجموعه‌ای از پروتئین‌ها که مهم‌ترین آن‌ها هیستون‌ها هستند، وجود دارند که وظیفهٔ فشرده‌سازی دی‌ان‌ای و تنظیم بیان ژن‌ها را برعهده دارد به‌گونه‌ای که دو متر دی‌ان‌ای در سلولی چند میکرومتری جای می‌گیرد. هیستون‌ها تحت تأثیر عوامل گوناگون از جمله استیلاسیون یا داستیلاسیون هیستونی بسته یا باز می‌شوند و بدین ترتیب رونویسی از ژن‌های ناحیه مربوط به آن‌ها متوقف یا آغاز می‌شود.بازهای نوکلئوتیدی به دو گروه تقسیم می‌شوند: دی‌ان‌ای می‌تواند در شرایط متفاوت به یکی از حالت‌های زیر دیده شود: حالت B فرم عادی درون یاخته است. هسته سلول
هسته سلولی شامل کلیه ژنوم سلول، به جز بخش کوچکی از DNA میتوکندری، به عنوان مولکول‌های مولکولی DNA چند خطی طولانی در یک مجموعه با انواع زیادی از پروتئین‌ها، مانند هیستون‌ها، برای تشکیل کروموزوم‌ها سازمان یافته‌است. ژنهای موجود در این کروموزومها به گونه ای برای ارتقاء عملکرد سلول ساخته می‌شوند. این هسته یکپارچگی ژنها را حفظ می‌کند و فعالیت سلول را با تنظیم بیان ژن کنترل می‌کند - بنابراین هسته مرکزی مرکز کنترل سلول است. ساختارهای اصلی تشکیل دهنده هسته شامل پاکت هسته ای است، یک غشای مضاعف که کل اندامک را محصور می‌کند و محتویات آن را از سیتوپلاسم سلولی جدا می‌کند، و ماتریس هسته ای، شبکه ای در هسته است که می‌افزاید که دقیقاً مانند سیتوسکلت از کل سلول پشتیبانی می‌کند. پرایمر (زیست‌شناسی مولکولی)
پرایمر () رشتهٔ کوتاهی از آران‌ای یا دی‌ان‌ای است که معمولاً از ۱۸ تا ۲۲ باز تشکیل شده‌است. این رشته کوتاه به عنوان نقطه‌ای برای آغاز سنتز دی‌ان‌ای عمل می‌کند. دگم مرکزی زیست‌شناسی مولکولی
دگم یا باور مرکزی زیست‌شناسی مولکولی توضیحی برای جریان اطلاعات ژنتیکی در یک سیستم بیولوژیکی است که اغلب به این صورت است DNA باعث ساخت RNA شده و RNA پروتئین را می‌سازد اگر چه این معنی متفاوت از معنای ابتدایی آن است. این ایده اولین بار توسط فرانسیس کریک در سال ۱۹۵۸ مطرح شد:و در مجله Nature در سال ۱۹۷۰ بدین صورت دوباره بیان شده: نسخه دومی از دگم مرکزی وجود دارد که علی‌رغم مقبولیت بیشتر، صحیح نیست. مسیر ساده شدهٔ DNA → RNA → پروتئین است که توسط جیمز واتسون در اولین نسخه "زیست‌شناسی مولکولی ژن" (۱۹۶۵) منتشر شد. نسخه واتسون به دلیل توصیف دو مرحله ای مسیر (DNA → RNA و RNA → پروتئین) به عنوان قاعده مرکزی متفاوت از نظریه کریک است. قاعده ارائه شده توسط کریک هنوز معتبر است درحالیکه نسخه واتسون اینطور نیست. اس‌ان‌آران‌پی
اس‌ان‌آران‌پی یا small nuclear ribonucleic proteins (snRNP) مولکول‌های کوچکی هستند که از پروتئین و رنا ساخته شده‌اند. آن‌ها هم آرای اسپلایسوزوم را تشکیل می دهندو در پیرایش رنای اولیه به بالغ نقش دارند. نقش اصلی آن‌ها در حذف اینترون‌های اضافی از رنا و همچنین ایجاد تغییرات پس از رونویسی خواهد بود؛ که تنها در هستهٔ یاخته‌های هوهسته‌ای دیده می‌شود. رنای این هم آرا در حقیقت یک رنای هسته‌ای بسیار کوچک است که حدود ۱۵۰ نوکلئوتید دارد و علاوه بر نقش ساختمانی نقش زیمایه‌ای هم بازی کرده و می‌توانند با ۳́ و۵́ جایگاه برش اینترون میانکنش دهند. سامانه کمپلمان
سیستم کمپلمان مجموعه متنوعی از پروتئین‌هاست که از نظر ساختار شیمیایی و عملکرد بیولوژیکی با یکدیگر متفاوتند. این پروتئین‌ها از دو یا سه زنجیره پلی پپتیدی تشکیل یافته‌اند که به وسیله پیوندهای دی سولفیدی به یکدیگر متصل شده‌اند. زنجیره بزرگتر آلفا، زنجیره کوچکتر بتا و اگر در مولکول پروتئینی زنجیره سومی هم وجود داشته باشد گاما نامگذاری می‌شود. حداقل ۳۰ نوع پروتئین مختلف در سیستم کمپلمان تاکنون شناخته شده که حدود ۵٪ وزن گلوبولین‌های پلاسما را تشکیل می‌دهند. این پروتئینها عمدتاً توسط کبد و به صورت غیر فعال ساخته و وارد خون می‌شوند و در اثر آنزیمهای پروتئاز بخشی از مولکول آن‌ها جداشده و فعال می‌شوند. اینترون
اینترون‌ها در ژن بیشتر جانوران و بسیاری از ویروس‌ها یافت می‌شوند، و می‌توانند در محدوده‌های وسیعی ار ژن‌ها، شامل ژن‌هایی که پروتئین‌سازی را کنترل می‌کنند، آران‌ای رناتنی و آران‌ای جابجایی یافت شوند. وقتی پروتیین از ژن‌های حاوی اینترون ساخته می‌شود، پیرایش آران‌ای در مسیر پردازش آران‌ای پس از رونویسی و پیش از * برگردان RNA انجام می‌شود. ساختار پروتئین
به توالی پروتئین که به صورت رشته‌ای از اسیدهای آمینه می‌باشد گفته می‌شود. این پروتئین‌ها پلیمرهایی خطی از اسیدهای آمینه هستند که با پیوند پپتیدی بهم متصل شده‌اند. دی‌ان‌ای
در فرایند رونویسی یک رشته آران‌ای (با توالی نوکلئوتیدی خاص و مکمل) از روی یک رشته دی‌ان‌ای ساخته می‌شود؛ به توالی‌های سه‌نوکلئوتیدی آران‌ایِ پیک، رمز ژنتیکی گویند. دی‌ان‌ای پلیمراز
دسته اول رشته جدید DNA را از روی یک رشته الگو (DNAیا RNA) سنتز می‌کنند و دسته دوم برای سنتز رشته جدید، نیازی به الگو ندارند. آنزیم ترانس کرپیتاز معکوس از DNAپلی مرازهای وابسته به الگو می‌باشد و DNA را از روی RNA الگو، سنتز می‌کند. کربن
پروتئینها، که ساختار موجودات زنده از آنها ساخته می‌شود تقریباً شامل تمام آنزیم‌هایی هستند که واکنش‌های شیمیایی آلی را کاتالیز می‌کنند، نوکلئیک اسیدها، که اطلاعات ژنتیکی را حمل می‌کنند، کربوهیدراتها، که انرژی را به شکلی ذخیره می‌کند که می‌تواند توسط سلول‌های زنده استفاده شود، لیپیدها، که انرژی را برای مدت طولانی در بدن حیوانات ذخیره می‌کنند مشهورترین درشت مولکول‌های بیولوژیکی مورد استفاده در فرایندهای اساسی موجودات زنده هستند. کربن بیش از هر عنصر دیگر توانایی تشکیل ترکیبات گوناگون را دارد، تقریباً ده میلیون ترکیب تا به امروز شرح داده شده‌است و با این حال این تعداد تنها کسری از تعداد ترکیبات نظری ممکن در شرایط استاندارد است. به همین دلیل، اغلب از کربن به عنوان «پادشاه عناصر» یاد می‌شود. در یک مطالعه سال ۲۰۱۸، مشخص شد که کربن تقریباً ۵۵۰ میلیارد تن از کل حیات کره زمین را تشکیل می‌دهد. دی‌ان‌ای ژیراز
در هنگامی که دی‌ان‌ای ژیراز به رشتهٔ دی‌ان‌ای متصل می‌شود، همان‌طور که در قسمت قبل به آن اشاره کردیم دو مولکول ATP که شامل بسته‌های انرژی هستند به ساختار آنزیم می‌چسبند و باعث تغییر شکل در قسمت GyrB شده و در نتیجه قسمت جابه‌جا شوندهٔ رشته DNA در بین زیربخش‌های قسمت GyrB آنزیم قرار می‌گیرد. در مرحله بعد قسمت gate-segment دی‌ان‌ای (در شکل نشان داده شده‌است) در DNA-gates آنزیم قرار می‌گیرد و که باعث پاره‌شدن هر دو رشتهٔ دی‌ان‌ای می‌شود. سپس با هیدرولیزه شدن یکی از مولکول‌های ATP متصل شده، قسمت جابه‌جا شونده دی‌ان‌ای (در شکل با عنوان T-segment نمایش داده شده‌است) از بین T-segment که گسسته شده‌است، عبور می‌کند. در انتها آنزیم ناحیهٔ پاره شدهٔ رشته دی‌ان‌ای یعنی G-segment را پیوند می‌زند و در انتها T-segment از ساختمان آنزیم دی‌ان‌ای ژیراز خارج می‌شود. با هیدرولیزه شدن مولکول ATP دوم، ساختار آنزیم به حالت اولیهٔ خود بازمی‌گردد. اینتین
اینتین‌ها می‌توانند علاوه بر قلمروی پیرایشی دارای قلمرویی به نام ژن اندونوکلئازخانه ای نیز باشند که به آن‌ها کمک می‌کند تا بتوانند روی فام تن هم ساخت پخش شده و به این شکل زیاد شوند به این منظور شکست دو رشته‌ای رخ داده و ماشین ترمیم وارد عمل می‌شود. این قلمرو برای اینتین ضروری نیست و به این سبب می‌تواند حذف شود. به این شکل اینتین کوچک ساخته می‌شود. پروتئین‌هایی وجود دارند که توالی آن‌ها بر روی ژن‌های مختلف وجود دارد. برای نمونه در سیانوباکتر ها، DnaE زیر واحد آلفای دناپلیمراز III را می‌سازد منتها ژن آن از دو قسمت جدا ساخته شده‌است که با نام‌های dnaE-c. و dnaE-n نشان می‌دهد dnaE-c. درای اکستینی است که Cانتهایی را رمز دهی می‌کند واینتین آن دارای ۳۶ اسید آمینه است . در حالی که dnaE-n دارای اکستینی است کهNانتهایی را رمز دهی می‌کند و اینتین آن دارای ۱۲۳ اسید آمینه است. شبکه تنظیم‌کننده ژن
شبکه تنظیم‌کننده ژن یا شبکه تنظیم‌کننده ژنتیک (GRN) مجموعه‌ای از قطعات دی ان ای (DNA) در یک سلول است که با یکدیگر به صورت غیر مستقیم (از طریق RNA و بیان محصولات پروتئین خود) و با مواد دیگر در سلول تعامل می‌کنند و در نتیجه نرخ تیدیل اینکه کدام ژن به mRNA رونویسی می‌شود را در شبکه مشخص می‌ نماید. به‌طور کلی، هر یک از مولکول‌های آران ای پیام رسان mRNA به یک پروتئین خاص یا مجموعه‌ای از پروتئین‌ها ترجمه می‌شود. در برخی موارد این پروتئین ساختاری خواهد بود و در غشای سلول یا در داخل سلول جمع خواهد شد و به آن خواص ساختاری خاصی می‌دهد. دی‌ان‌ای ویروس
دی‌ان‌ای ویروس‌ها (DNA virus) گروهی از ویروس‌هایند که ژنوم یا ماده ژنتیکی آن از دی‌ان‌ای تشکیل شده‌است و تکثیر ماده ژنتیکی در این ویروسها توسط دی‌ان‌ای-پلی‌مراز وابسته به دی‌ان‌ای انجام میگیرد مانند ویروس تبخال ، آبله مرغان و آبله. در طبقه‌بندی بالتیمور دی‌ان‌ای ویروس‌ها به دو گروه تقسیم میشوند: گروه یک ویروس های با DNA دو رشته ای (dsDNA) و گروه دو دی‌ان‌ای تک رشته ای (ssDNA) . ویروسهای با دی‌ان‌ای دورشته‌ای که اکثریت هستند مانند آدنوویروس ، ویروس پاپیلوم انسانی ، سیتومگالوویروس و هرپس ویروسها . ویروسهای با دی‌ان‌ای تک‌رشته‌ای مانند پاروویروس. لامین
لامین‌ها ، که به آن لامین‌های هسته‌ای نیز گفته می شود، پروتئین‌های الیافی موجود در رشته‌های میانی نوع 5 اند که در هسته سلول، عملکرد ساختاری و تنظیم رونویسی دارند. لامین‌های هسته‌ای با پروتئین‌های غشاء درون-هسته‌ای، جهت تشکیل لامینای هسته‌ای روی قسمت داخلی پوشش هسته‌ای، برهم‌کنش دارند. لامین‌ها خواص کشسانی و حساس-مکانیکی دارند و قادرند با تنظیم ژنتیکی، پاسخ پس-خوردی در مقابل محرک‌های مکانیکی از خود بروز دهند. لامین‌ها در تمام جانوران حضور دارند، اما در ریزاندامگان، گیاهان یا قارچ‌ها وجود ندارند. پروتئین‌های لامینی در سوا کردن (جدا کردن) و بازشکل دادن به پوشش هسته‌ای طی میتوز، قرار دادن منافذ هسته‌ای در موقعیت مناسب، و مرگ سلولی برنامه ریزی شده دخیلند. جهش در ژن‌های لامین ممکن است منجر به اختلالات ژنتیکی (به نام لامینوپاتی‌ها یا آسیب‌های لامینی) گردد که حتی ممکن است کشنده باشد. همانندسازی دی‌ان‌ای
دی‌ان‌ای پلیمراز در حال حرکت بر روی یک رشته دی‌ان‌ای، دو رشتهٔ دی‌ان‌ای را به یاری آنزیم هلیکاز مانند زیپ از یکدیگر جدا کرده و سپس از روی هر رشته، یک رشتهٔ نو ساخته می‌شود؛ به این گونه که یک آنزیم به نام دی‌ان‌ای پلیمراز (دنا بسپاراز) بر روی نوار پلی‌نوکلئوتیدی حرکت می‌کند و با به‌کارگیری نوکلئوتیدهای آزاد که در سیتوپلاسم هستند (دارای ۲ یا ۳ گروه فسفات) هر نوکلئوتید را در برابر نوکلئوتید مکمل خود می‌گذارد. واکسن دی‌ان‌ای
دی‌ان‌ای واکسن‌ها، نوعی واکسن هستند که با ترافرست بخش کدکنندهٔ آنتی‌ژن مربوط به یک عامل عفونی به درون سلول‌ها، باعث تحریک دستگاه ایمنی میزبان علیه آن می‌گردند. این واکسن‌ها متشکل از یک پلاسمید بوده که از طریق روش‌های مهندسی ژنتیک، طراحی و ساخته شده‌است. این پلاسمید، به‌طور مستقیم به درون سلول‌ها تزریق شده و آن سلول‌ها قادر به تولید آنتی‌ژن‌های عوامل عفونی مورد نظر، شامل ویروس‌ها، باکتری‌ها و انگل‌ها خواهند شد. سازمان بهداشت جهانی واژه واکسن‌های اسید نوکلئیک را برای این نوع از واکسن‌ها پیشنهاد کرده و آن را به عنوان سومین انقلاب در علم واکسیناسیون معرفی نموده‌است. چندین واکسن دی‌ان‌ای برای استفاده در دامپزشکی، مورد آزمایش قرار گرفته‌اند که تزریق برخی از آن‌ها منجر به ایجاد ایمنی در حیوانات مورد آزمایش شد و در برخی از موارد نیز، تأثیرات مثبتی مشاهده نشد. بررسی‌هایی برای ایجاد ایمنی در برابر بیماری‌های عفونی و همچنین ایمنی در برابر سرطان، در انسان، از طریق دی‌ان‌ای واکسن‌ها در حال انجام است. مقامات کشور هند، طی دنیاگیری کووید-۱۹، در ماه اوت ۲۰۲۱، مجوزی اضطراری برای استفاده از واکسن ZyCoV-D صادر کردند. این واکسن، تولیدشده در شرکت کادیلا، نخستین دی‌ان‌ای واکسن تاییدشده برای مصرف انسانی است. پریون
ساختمان پریون‌ها فقط از پروتئین ساخته شده و فاقد اسید نوکلئیک است. بیماری‌های ناشی از پریون در انسان به علت اینکه به صورت بیماری‌های ژنتیکی و عفونی بروز می‌کند کاملاً اختصاصی هستند.