طبیعة الخبر الوراثي والیة تعبیره


الوحدة الثانیة طبیعة الخبر الوراثي والیة تعبیره الھندسة الوراثیة مدخل عام رغم تنوع الكائنات الحیة ورغم الفروق البیفردیة والسلالیة داخل كل جنس یلاحظ دائما أن ھناك وحدة على مستوى الآلیة الوظیفیة عند كل الأجسام الحیة كما أن مختلف البروتینات المكونة لمختلف البنیات تتكون من تسلسل الأحماض الأمینیة وتختلف ھذه البروتینات فیما بینھا بعدد ونوع وترتیب الأحماض الأمینیة وأن الصفات الشكلیة والفیزیولوجیة والسلوكیة تنتقل عبر السلالات المتعاقبة الشيء الذي یبین أن ھناك خبر وراثي ینتقل من جیل إلى آخر وقد سخر الإنسان علم الوراثة فیما یعرف بالھندسة الوراثیة لتعدیل الصفات عند بعض الكائنات الحیة 1 أین یتموضع الخبر الوراثي 2 كیف یتم نقل الخبر الوراثي من جیل لآخر 3 ماھي الطبیعة الكیمیائیة للخبر الوراثي 4 ما العلاقة بین الصفات الوراثیة والخبر الوراثي 5 ما علاقة نوع وترتیب الأحماض الأمینیة للبروتینات بطبیعة الخبر الوراثي 6 ما مبادئ الھندسة الوراثیة وتقنیاتھا وما مجالات تطبیقھا 1 مفھوم الخبر الوراثي الأستاذ یوسف الأندلسي
الفصل الأول مفھوم الخبر الواثي أین یتواجد الخبر الوراثي a تجربة القطع عند الأمیبة Amibe أنظر الرسم الكشف عن تموضع الخبر الوراثي داخل الخلیة یبین الرسم التالي نتائج تجربة القطع عند الأمیبة ماذا تستخلص من تحلیل نتائج ھذه التجربة نلاحظ أن الجزء الذي یحتوي على النواة یستمر في الحیاة ویتكاثر نستنتج أن النواة ضروریة لحیاة الخلیة وتكاثرھا b تجارب القطع والتطعیم عند الأسیتابولاریا Acetabulariaأنظر نشاط 1 تجربة1 لوحة 1 1 الھدف من ھذه التجربة ھو تحدید دور النواة في حیاة الخلیة نواة قطع سیتوبلازم جزء غیر منوى جزء منوى تكاثر انحلال نشاط 1 دور النواة في حیاة الخلیة تعد الأسیتابولاریا Actabularia من بین الطحالب الخضراء Les algues vertes البحریة الوحیدة الخلیةویمثل شكلا الوثیقة1 نوعین من ھذا الطحلب من أجل معرفة كیفیة عمل المواد المسؤولة عن تحدید الشكل الخارجي خاصة القبعة أنجزت مجموعة من التجارب - التجربة 1 قام Hamerling ومساعدوه بتجربة القطع و التطعیم على النوعین المذكورین أعلاه من طحلب الأسیتابولاریا وتبین الوثیقة 2 ظروف ونتائج ھذه التجربة 1 -حدد الھدف من ھذه التجربة 2 -ضع فرضیة تفسر بواسطتھا تشكل القبعة - التجربة 2 قصد تحدید تموضع الخبر الوراثي داخل الخلیة تم إنجاز التجارب المبینة على الوثیقة 3 انطلاقا من معطیات ھذه التجربة استنتج مكان تموضع الخبر الوراثي عند الكائنات المتعددة الخلایا Acetabularia Mediterranea Am Acetabularia Crenulata Ac قبعة ساق وبر جذري الوثیقة 1 Acetabularia mediterranea Acetabularia crenulata إزالة النواة الجزء القاعدي زرع نواة Amلطحلب طحلب Ac زرع نواة طحلب Am الوثیقة 2 2 مفھوم الخبر الوراثي الأستاذ یوسف الأندلسي
2 نلاحظ أن الوبر الجذري الذي یحتوي على النواة وحده یستمر في العیش ویجدد خلیة كاملة بنفس صفات الخلیة الأصل للنواة أي أن شكل القبعة مرتبط بنوع النواة انطلاقا من ھذا یمكن افتراض أن النواة ھي المسؤولة عن تشكل القبعة إذن ھي الحاملة للخبر الوراثي c تجربة الاستنساخ عند العلجوم Crapaud Xnopes أنظر نشاط 1 تجربة2 لوحة 1 3 نلاحظ أن العلجوم الناتج عن الاستنساخ لھ صفات العلجوم الذي أخذت منھ النواة ادن الصفات الوراثیة محمولة على النواة یعني أن الخبر الوراثي یتواجد بالنواة عند الكائنات المتعددة الخلایا خلاصة یتبین من التجارب السابقة أن النواة ضروریة لحیاة الخلیة ولتوالدھا وأن ھذه النواة ھي التي تتحكم في التكوین الشكلي للخلیة إذن المادة الناقلة للصفات الوراثیة توجد في النواة أي أن الخبر الوراثي یتواجد على مستوى النواة I انتقال الخبر الوراثي عبر الانقسام الخلوي الانقسام غیر المباشر عند خلیة نباتیة ینمو الجسم وتتجدد خلایاه عن طریق التكاثر الخلوي الذي یتم عبر الانقسام الخلوي أثناء الانقسام الخلوي تنقسم الخلایا الأم لتعطي خلایا بنت مشابھة لھا ویسمى ھذا الانقسام بالانقسام غیر المباشر Mitose أ ملاحظة خلایا نباتیة في طور الانقسام غیر المباشر أنظر نشاط 2 لوحة1 تبین ھذه الملاحظة أن الجدر یتكون من خلایا صغیرة ذات نوى مختلفة المظھربعضھا كبیر الحجم وكروي الشكل محاطة بغشاء نووي وتضم شبكة كثیفة من الخییطات النوویة تسمى الصبغین كما تحتوي على علجوم أخضر بویضات غیر مخصبة بویضة بدون نواة اقتلاع النواة من خلیة معویة بویضة بنواة خلیة علجوم أمھق علجوم أمھق 30 علجوم أمھق تدمیر النواة بواسطة UV الوثیقة 3 نشاط 2 انتقال الخبر الوراثي عبر الانقسام الخلوي یتم نمو المتعضیات وتجدید خلایاھا بالتكاثر الخلوي ویحافظ ھذا الشكل من التوالد على الھویة البیولوجیة للخلیةفكیف تتدخل ھذه الآلیة في انتقال الخبر الوراثي تعطي الوثیقة 4 صورة الكترونوغرافیة لملاحظة مجھریة لحافة جذر البصل 1 - انطلاقا من تحلیل ھذه الوثیقة بین كیف یتم التكاثر الخلوي الوثیقة 4 3 مفھوم الخبر الوراثي الأستاذ یوسف الأندلسي
نویات تعتبر ھذه الخلایا في طور السكون بعض الخلایا تلاشت بھا النواة و عوضت ببنیات على شكل خییطات تسمى الصبغیات Chromosomes وتعتبر في حالة انقسام غیر مباشر ب مراحل الانقسام غیر المباشر أنظر نشاط 2 اللوحة 2 تعطي الوثیقة 5 صورا الكترونوغرافیة لبعض الخلایا في طور الانقسامأعط عنوانا لكل صورة 921 بعد ترتیبھا والتعلیق علیھا تعطي الوثیقة 6 رسوما تخطیطیة لملاحظات مجھریة لبعض الخلایا في طور الانقسام أعط الأسماء المناسبة لعناصر كل رسم ثم حدد اسم كل طور من أطوار الانقسام ثم احسب عدد الصبغیات في كل طور ماذا تستنتج تبین الوثیقة 7 مظاھر الصبغیات خلال دورة خلویة ماذا تستنتج من ھذه المعطیات الوثیقة 5 4 مفھوم الخبر الوراثي الأستاذ یوسف الأندلسي
La prophase التمھیدي الطور a تتمیز ھذه المرحلة في بدایتھا بتكاثف الصبغین و انتظامھ على شكل خییطات تسمى الصبغیات كل صبغي مكون من وحدتین نسمي كل واحد منھما صبیغي Chromatide مرتبطین على مستوى الجزيء المركزي Centromre في نھایة ھذه المرحلة یتلاشى الغشاء النووي و النویات وتظھر منطقة فاتحة في قطبي الخلیة ھي عبارة عن كمات قطبیة Calottes polaires یظھر بینھما مغزل لالوني Fuseau achromatique La mtaphase الاستوائي الطور b خلال ھذه المرحلة تصبح الصبغیات أكثر وضوحا و تتموضع على المستوى الاستوائي للخلیة مكونة الصفیحة الاستوائیة La plaque quatoriale و یكتمل تشكل مغزل الانقسام الوثیقة6 5 مفھوم الخبر الوراثي الأستاذ یوسف الأندلسي
Lanaphase الانفصالي الطور c تتمیز ھذه المرحلة بانشطار الجزيء المركزي لیعطي جزیئین مركزیین یتصل كل منھما بصبیغي لیتضاعف عدد الصبغیات تتكون مجموعتین متساویتین من حیث عدد الصبغیات فتتم ھجرة كل مجموعة نحو أحد قطبي الخلیة نتیجة تقصیر الألیاف الصبغیة إنھا الھجرة القطبیة La tlophase النھائي الطور d تتجمع الصبغیات و تتشابك و تفقد شكلھا الانفرادي الواضح و تتحول إلى كثلة من الصبغین و یتكون الغشاء النووي و النویات و یختفي مغزل الانقسام و یتكون جدار أولي للغشاء السیلیلوزي یفصل بین خلیتین بنتین تتوفران على نفس عدد الصبغیات الانقسام غیر المباشر عند خلیة حیوانیة من خلال ملاحظة مراحل الانقسام غیر المباشر عند خلیة حیوانیة یتبین أنھ یشبھ انقسام الخلیة النباتیة في خطوطھ العریضة مع وجود اختلافین رئیسیین تتوفر الخلیة الحیوانیة على عضي خاص یسمى الجسیم المركزي Le centrosome مكون من مریكزین 2Centrioles یشكل كل واحد منھما نجیمة قطبیة Aster یتكون بینھما المغزل اللالوني أثناء الانقسام الخلوي خلال الطور النھائي یتم انفصال الخلیتین البنتین بواسطة حلقة قلوصة تظھر على مستوى استواء الخلیة تنقبض فتفصل الخلیة إلى جزأین متساویین وتسمى ھذه الظاھرة بالاختناق الاستوائي Ltranglement quatorial مفھوم الدورة الخلویة أنظر الوثیقة 7 لوحة3 یكون كل انقسام غیر مباشر مسبوقا بمرحلة سكون تتمیز بمضاعفة الصبغیات لیصبح كل صبغي ناتج عن انقسام غیر مباشر مكونا من صبیغیین متماثلین ویمثل مجموع مرحلة الانقسام غیر المباشر ومرحلة السكون التي تسبقھ دورة خلویة ادن تنتقل الدخیرة الوراثیة من جیل إلى أخر دون تغییر فنتكلم النقل المطابق للخبر الوراثي G G1 G1 G1 G2 S S P M A T الوثیقة 7 G1 S G2 P M A T 6 مفھوم الخبر الوراثي الأستاذ یوسف الأندلسي
II الطبیعة الكیمیائیة للمادة الوراثیة الكشف عن الطبیعة الكیمیائیة للمادة الوراثیة أ تجربة 1928 Griffith أنظر نشاط 3 لوحة 4 ب تحلیل واستنتاج موت الفأر A1 ناتج عن حقنھ بمكورات S حیة وھي بكتیریا حادة لم یمت الفأر A2 وذلك لكونھ حقن بمكورات R حیة وھي بكتیریا غیر حادة لم یمت الفأر A3 لكونھ حقن بمكورات S میتة وھي بكتیریا غیر حادة موت الفأر A4 ناتج عن حقنھ بمكورات S میتة و R حیة فظھرت عنده مكورات S حیة نستنتج من ھذا التحلیل أن المكورات R الحیة عند الفأر A4 تحولت إلى مكورات S حیة ولتفسیر ھذا التحول افترض Griffith أن المكورات S المیتة حولت المكورات R الحیة إلى مكورات S حیة وذلك عن طریق مادة نقلتھا إلیھا سماھا Griffith العلة المحولة Principe transformant ج التحقق من فرضیة Griffith a تجربة Avery و مساعدوه أنظر نشاط 3 لوحة 4 نشاط 3 التركیب الكیمیائي للخبر الوراثي قصد تحدید طبیعة الخبر الوراثي أنجزت التجارب التالیة 1928 Griffith أبحاث في سنة 1928 قام العالم الإنجلیزي Griffith بملاحظة المكورات الثنائیة الرئویة Les pneumocoques وھي بكتریا تسبب التھاب الرئة وتوجد على شكلین مختلفین - شكل یحتوي على محفظة علیبة ویكون لمات ملساء نرمز لھا بالحرف Smooth S تتمیز بكونھا حادة ممرضة - شكل بدون محفظة ویكون لمات حرشة خشنة نرمز لھا بالحرف rough R وھو شكل غیر حاد في محاولة منھ لتحویل البكتریا S إلى بكتریا R غیر معدیة قام ھذا العالم بالتجارب الملخصة على الجدول التالي ماذا تستنتج من خلال تحلیل نتائج أبحاث Griffith التجارب الظروف التجریبیة النتائج المحصل علیھا ملاحظة مجھریة للدم 1 حقن فأر A1 بمكورات رئویة S حیة یموت الفأر وجود مكورات S حیة 2 حقن فأر A2 بمكورات رئویة R حیة یبقى الفأر حیا وجود مكورات R حیة 3 حقن فأر A3 بمكورات رئویة S میتة یبقى الفأر حیا عدم وجود مكورات S حیة حقن فار A4 بخلیط یحتوي على 4 یموت الفأر وجود مكورات S حیة مكورات S میتة ومكورات R حیة Mc Carthy Mc Leod Avery أبحاث لمعرفة العلة المحولة أي تحدید العامل المسؤول عن تحول البكتیریا R غیر الممرضة إلى بكتیریا S ممرضة قام ھؤلاء الباحثون بإضافة أنزیمات خاصة لتفكیك بعض المكونات الكیمیائیة للبكتیریا فكانت النتائج كالتالي بكتیریا R حیة بكتیریا S میتة أنزیم محلل للبروتینات تحول البكتیریا R إلى بكتیریا S حیة بكتیریا R حیة بكتیریا S میتة أنزیم محلل للدھون تحول البكتیریا R إلى بكتیریا S حیة بكتیریا R حیة بكتیریا S میتة أنزیم محلل ل ARN تحول البكتیریا R إلى بكتیریا S حیة بكتیریا R حیة بكتیریا S میتة أنزیم محلل ل ADN عدم تحول البكتیریا R إلى بكتیریا S حیة حقن ADN بكتیریا S لبكتیریا R حیة ثم حقن ھذه الأخیرة للفأر موت الفأر ویبین تحلیل دمھ وجود بكتیریا S حیة ماذا تستنتج من خلال تحلیل نتائج تجربة Avery ومساعدوه 7 مفھوم الخبر الوراثي الأستاذ یوسف الأندلسي
b تحلیل واستنتاج نلاحظ أن التحول البكتیري لا یحدث عند استعمال أنزیمات محلل ل ADN الحمض النووي الریبوزي ناقص الأوكسجین Acide dsoxyribonuclique كما أن حقن ADN البكتیریا S لبكتیریا R یحول ھذه الأخیرة إلى بكتیریا S حیة نستنتج من ھذه المعطیات أن العنصر المسؤول عن تحویل R حیة إلى S حیة ھو ADN وبالتالي فالعلة المحولة ھي جزیئة ADN c تفسیر آلیة التحول البكتیري أنظر الرسم بعد موت المكورات S الحادة 1 یتجزأ ADN إلى أجزاء صغیرة 2 فیدمج جزء من ADN المكورات S في ADN المكورات R الحیة 3 التي تصبح لھا القدرة على تركیب المحفظة المسؤولة عن المرض وبالتالي تصبح مكورات S حیة یعني ھذا نقل صفة وراثیة جدیدة من S إلى R د دورة حیاة العاتیة Bactriophage أنظر الوثیقة21لوحة 4 تتكاثر العاتیة على حساب البكتیریا ویتم ذلك على مراحل ھي تثبیت العاتیة على البكتیریا وتسرب جزیئة ADN العاثیة إلى سیتوبلازم البكتیریا تضاعف ADN العاتیة وتلاشي ADN البكتیریا تجمیع مكونات العاتیة داخل البكتیریا وتركیب عاتیات جدیدة انفجار البكتیریا وتحریر عاتیات جدد مشابھة للعاتیة الأصلیة یتبین من دورة حیاة العاتیة أن ھذه الأخیرة تحقن فقط خبرھا الوراثي المتمثل في جزیئة ADN لیتم تركیب عاتیات جدیدة مشابھة للعاتیة الأصلیة وبذلك یتأكد أن ADN یمثل الخبر الوراثي تكاثر الحمات الفیروسات Les virus تعتبر الفیروسات نظاما حیا لھا شكل ھندسي مكون من بروتینات یتوسطھا حمض نووي ADN وأحیانا ARN كحالة الزكام والسیدا لیس لھا استقلاب خاص بھا بل تتكاثر على حساب خلایا أخرىمثلا العاثیة Bactriophage أنظر الوثیقة1 تتكاثر على حساب البكتیریا ویتم ذلك على مراحل أنظر الوثیقة 2 ماذا یمكنك استنتاجھ من ھذه الوثائق لتفسیر تكاثر العاثیات الوثیقة 1 الوثیقة 2 8 مفھوم الخبر الوراثي الأستاذ یوسف الأندلسي
ه خلاصة انطلاقا مما سبق یمكن استخلاص ما یلي المادة الوراثیة الحاملة للخبر الوراثي ھي عبارة عن جزیئة ADN تتموضع في النواة و تنتقل عبر الصبغیات خلال الانقسام الخلوي الكشف عن مادة ADN لأجل ذلك تستعمل طریقة Feulgen إذ تعتمد ھذه التقنیة على استعمال كاشف schiff الذي یكون عدیم اللون ویتلون بالأحمر عند وجود ADN تبرز نتائج تقنیة Feulgen أن جزیئة ADN مكون أساسي للصبغیات ملحوظة نجد أیضا جزء من ADN على مستوى المیتوكوندري و البلاستیدة الخضراء لكنھ یتحكم فقط في بعض خصائص ھذه العضیات IV التركیب الكیمیائي لجزیئة ADN المكونات الكیمیائیة لجزیئة ADN أنظر نشاط 4 وثیقة1 لوحة 5 بینت حلمأة جزیئات ADN ذات مصادر مختلفة أنھا تتكون من ثلاثة عناصر ھي حمض فوسفوري H3PO4 سكر خماسي ھو الریبوز ناقص أوكسجینC5H10O4 A T C G ازوتیة قواعد و یمثل النیكلیوتید الوحدة الأساسیة ل ADN و یتكون من سكر ریبوزي ناقص أكسجین حمض فسفوري قاعدة أزوتیة A أوT أو C أوG و بذلك یسمى ADN بعدید النیكلیوتیدات الوثیقة 1 تعتبر جریئة ADN جزیئة كبیرة تتكون من ثلاثة أجزاء تتكرر في الفضاء سكر الریبوز ناقص الأكسجین Dsoxyribose حمض فسفوري Acide phosphorique قاعدة ازوتیة Base azote وھي إما الأدنین Adnine A الغوانین Guanine G التیمین T Cytosine C السیتوزین Thymine تكون ھذه الأجزاء الثلاثة الوحدة الأساسیة ل ADN ونسمیھا نیكلیوتید Nuclotide وبذلك نقول أن جزیئة ADN ھي عبارة عن عدید النیكلیوتیدات Polynuclotide أنظر الوثیقة 1 الوثیقة 1 9 مفھوم الخبر الوراثي الأستاذ یوسف الأندلسي
بنیة جزیئة ADN Chargaff نتائج a قام Chargaff بتحدید نسب القواعد الأزوتیة الأربع A T C G في جزیئات ADN ذات مصادر مختلفة فحصل على النتائج المبینة على الوثیقة 2 لوحة5 عن ماذا تكشف نتائج ھذه الدراسة b تحلیل واستنتاج نلاحظ بالنسبة لجمیع المتعضیات أن العلاقة 1 GC AT كما أن 1 AGTC وذلك لأن مقدار A یساوي مقدار T ومقدار C یساوي مقدار G نستنتج من ھذا أن A ترتبط ب T وC ترتبط ب G أنظر الوثیقة 3 لوحة 5 الوثیقة 2 تعطي الوثیقة التالیة نسبة القواعد الازوتیة في ADN عند بعض الأنواع من الكائنات التركیب من القواعد الازوتیة ب mol نسبة القواعد الازوتیة الأجسام AGCT GC A T T C G A 103 101 105 294 198 199 309 الإنسان 103 102 104 283 210 214 293 الخروف 097 095 098 293 215 205 288 الدجاج الوثیقة 3 نموذج جزیئة ADN على شكل لولب مضاعف تصور WATSON و CRICK 10 مفھوم الخبر الوراثي الأستاذ یوسف الأندلسي
في سنة 1953 اقترح العالمان Watson و Crick نموذجا لجزیئة ADN على أنھا عبارة عن لولب مضاعف Double hlice یتكون كل لولب من متتالیة من النیكلیوتیدات والتي ترتبط فیما بینھا عن طریق الحمض الفسفوري بواسطة الكربون 5 لسكر الریبوز ناقص أكسجین للنیكلیوتید الأول و الكربون 3 لسكر الریبوز ناقص أكسجین للنیكلیوتید الموالي وھكذا إلى نھایة اللولب و بالتالي تكون ھناك نھایتین حرتین 3 و 5 ومن تم نصطلح على التوجیھ 5 -------- 3 و بما أن جزیئة ADN لولب مضاعف فلكي یكتمل اللولبین یجب أن یكونا متضادا القطبیة 3---gt 5 و 5---gt 3 نقول إن لولبي ADN مضادا التوازي ویرتبط اللولبان بعضھما ببعض بروابط ھیدروجینیة على مستوى القواعد الازوتیة V العلاقة بین الصبغین الصبغیات و ADN بنیة الصبغین یعطي الشكل أ من الوثیقة 4 لوحة 6 ملاحظة بالمجھر الالكتروني لصبغي استوائي تمت معالجتھ بواسطة أنزیمات نوعیة تحلل البروتینات انطلاقا من ھذه الملاحظة استخرج بنیة الصبغین تبین الملاحظة المجھریة لصبغین خلیة أنھ یتكون من خییطات متشابكة یبلغ قطر الواحد منھا 30nm وتسمى ھذه الخییطات خییطات نوویة Les nuclofilaments بینت الدراسات أن الخییط النووي یتكون من جزیئة ADN ملولبة حول حبات من البروتینات مكونة نكلیوزومات Nuclosomes كما نسمي ھذه البروتینات ھیستونات Les histones بنیة الصبغیات أنظر الشكل ب من الوثیقة 4 لوحة 6 إن للصبغین والصبغیات نفس التركیب الكیمیائي إذ یعتبر ADN مكون مشترك بین الصبغین والصبغیات یلتف كل خییط ADN حول ھیستونات فیشكل خییط نووي تتلولب الخییطات النوویة تلولبا طفیفا فتشكل الصبغین الوثیقة 4 الشكل أ بنیة الصبغین La chromatine الشكل ب بنیة الصبغي Le chromosome الشكل أ الشكل ب 11 مفھوم الخبر الوراثي الأستاذ یوسف الأندلسي
5 10 15 20 25 ADN ua وحدات اصطلاحیة الزمن h معایرة كمیة ADN الموجودة في خلیة إنسان خلال دورتین خلویتین 2 4 10 12 2q 16 G1 S G2 M I C G1 S q عند دخول الخلیة في انقسام غیر مباشر یزداد تلولب الخییط النووي حول نفسھ فتظھر الصبغیات ویصبح ھذا التلولب شدیدا وقصویا في المرحلة الاستوائیة مما یجعل الصبغیات جد واضحة في نھایة الانقسام تتم إزالة تلولب الخییطات النوویة للصبغیات لتعود إلى حالة الصبغین العلاقة بین الصبغین الصبغیات و ADN یلاحظ خلال الانقسام الخلوي أنھ عندما تظھر الصبغیات یختفي الصبغین والعكس صحیح كما أن للصبغین والصبغیات نفس التركیب الكیمیائي ADN ھیستونات فھما إذن یمثلان عنصرا واحدا یتغیر شكلھ حسب درجة تلولب الخییط النووي وذلك حسب مراحل الدورة الخلویة VI آلیة مضاعفة جزیئة ADN الكشف عن مضاعفة جزیئة ADN أنظر نشاط 5وثیقة1 لوحة6 الوثیقة1 1 تسمیة المراحل I مرحلة السكون تدوم 8 ساعات وتتكون من ثلاث فترات ھي G1 فترة النمو الأولى S فترة التركیب التضاعف G2 فترة النمو الثانیة M الانقسام غیر المباشر ویدوم ساعتین MI C دورة خلویة وتدوم 10 ساعات نشاط 5 مضاعفة ال ADN وعلاقتھا بالحفاظ على الخبر الوراثي یعتبر ال ADN المكون الأساسي للصبغیات والحامل الكیمیائي للخبر الوراثي وینتقل من جیل لآخر بواسطة الانقسام الخلوي غیر المباشر قصد فھم الآلیات التي تضمن الحفاظ على الخبر الوراثي من دورة خلویة لأخرى نقوم بدراسة الوثائق التالیة الوثیقة1 تمت معایرة كمیة ADN الموجودة في خلیة إنسان خلال دورتین خلویتین فحصلنا على النتائج المبینة على الوثیقة 1 1 سم المراحل المشار إلیھا بحروف على الوثیقة ثم حدد المدة الزمنیة التقریبیة للمراحل I وC و M 2 كیف تتطور كمیة ADN في الخلیة خلال الدورة الخلویة 3 أنسب كل شكل من أشكال الوثیقة لمرحلة الدورة الخلویة المطابقة لھ MG2SG1 4 بین العلاقة بین كمیة ADN في الخلیة وشكل الصبغي في مختلف مراحل الدورة الخلویة 12 مفھوم الخبر الوراثي الأستاذ یوسف الأندلسي
2 تتغیر كمیة ADN في نواة الخلیة خلال الدورة الخلویة على النحو التالي خلال الفترة G1 من مرحلة السكون تبقى كمیة ADN مستقرة في القیمة q لتتضاعف خلال الفترة S وتمر من القیمة q إلى القیمة 2q فتبقى مستقرة في القیمة 2q خلال الفترة G2 خلال الانقسام غیر المباشر تنخفض كمیة ADN لتمر من القیمة 2q إلى القیمة q بحیث أنھ خلال المرحلة التمھیدیة والاستوائیة كمیة ADN مستقرة في القیمة 2q وفي المرحلة الانفصالیة والنھائیة تصبح كمیة ADN مستقرة في القیمة q 3 ننسب للمرحلة G1 الشكل 4 وللمرحلة S الشكل 1 وللمرحلة G2 الشكل 2 أما الأشكال 3 7 6 5 فتنسب المرحلة M أي الانقسام غیر المباشر 3 للمرحلة التمھیدیة 5 للمرحلة الانفصالیة 6 للمرحلة الاستوائیة 7 للمرحلة النھائیة 4 تتكون الدورة الخلویة من مرحلتین مرحلة السكون خلالھا تتضاعف كمیة ADN في نواة الخلیة ومع تضاعف ADN تتضاعف الصبغیات حیث یصبح كل صبغي مكونا من صبیغیین مرحلة الانقسام غیر المباشر خلالھا تنشطر الصبغیات على مستوى الجزيء المركزي فتتشكل مجموعتان متماثلتان من الصبغیات تحتوي كل واحدة على الكمیة q من ADN یتبین من ھذا أن الخلیة تضاعف كمیة ADN التي تتوفر علیھا لتصل إلى القیمة 2q أثناء فترة السكون ثم تعود بعد ذلك كمیة ADN إلى القیمة الأصلیة q أثناء المرحلة الانفصالیة للانقسام غیر المباشر آلیة مضاعفة ADN أ تجربة Meselson و Stahl أنظر الوثیقة 2 لوحة 7 الوثیقة 2 تجربة Meselson و Stahl بواسطة تقنیة النبذ centrifugation تمكن Meselson و Stahl من عزل جزیئات ADN تحتوي على ذرات N كما ھو مبین على N 14 عن جزیئات ADN المشابھة والتي تحتوي على ذرات الأزوت الخفیف 15 الأزوت الثقیل الوثیقة 2 1 ماذا تستنتج من خلال تحلیل نتائج تجربة Meselson و Stahl 2 ترجم ھذه الاستنتاجات على شكل رسوم تخطیطیة محترما الطبیعة الفیزیائیة لجزیئة ADN قصد تفسیر نتائج التجربة 13 مفھوم الخبر الوراثي الأستاذ یوسف الأندلسي
الشكل 2 البروتوكول التجریبي ونتائج تجارب Meselson و sthall d 1724 G0 d 1717 100 ADN ھجین G1 ھجین 12 ADN خفیف 12 ADN G2 d 1717 d 1710 G3 زرع باكتریا في وسط 15 N یحتوي على الأزوت G1 زرع خلال دورة خلویة واحدة في وسط یحتوي 14N على الأزوت زرع في وسط یحتوي على الأزوت 14N إخضاع ADN لعملیة النبذ خلال 48 ساعة داخل محلول ذي كثافة ملائمة عزل ADN البكتیریات G1 G1 السلالة G0 G2 G2 G3 إخضاع ADN لعملیة النبذ خلال 48 ساعة داخل محلول ذي كثافة ملائمة الشكل1 وسط عادي یحتوي على 14N الأزوت الخفیف وسط یحتوي على 15 N الأزوت الثقیل رصد جزیئات ADN بواسطة حزمات من الأشعة فوق البنفسجیة d 1710 100 ADN خفیف البكتیریات ADN عزل زرع البكتیریا d 1724 100 ADN ثقیل ب ADN 14N ب ADN 15 N ADN ھجین الوثیقة2 G0 15 N سلالة في وسط یحتوي على الأزوت الثقیل G1 14 N بكتیریا الجیل الأول الناتجة عن السلالة G0 في وسط یحتوي على الأزوت الخفیف G2 14 ---- N الجیل الثاني ناتج عن G1 في وسط یحتوي على الأزوت G3 14 N الجیل الثالث ناتج عن السلالة G2 في وسط یحتوي على الأزوت 14 مفھوم الخبر الوراثي الأستاذ یوسف الأندلسي
1 یتبین من المعطیات التجریبیة أن الجیل G1 كل الخلایا لھا dADN 1717 كثافة وسیطة بین ADN الثقیل 1724 و ADN الخفیف 1710 واعتبر ھذا ال ADN ھجینا الجیل 50 G2 من الخلایا لھا ADN ھجین و 50 لھا AND خفیف الجیل 25 G3 من الخلایا لھا ADN ھجین و 75 لھا AND خفیف بناءا على ھذه النتائج فان بنیة وكثافة ADN الجیل الأول G1 لا یمكن تفسیرھا إلا باعتبار كون نصف N 15 N والنصف الآخر على 14 جزیئة ADN الجیل الأول تتوفر على وبنیة وكثافة ADN الجیل الثاني G2 لا یمكن تفسیرھا إلا باعتبار كون نصف الجزیئات یطابق ADN N فقط 14 الجیل الأول والنصف الآخر من الجزیئات لا یتوفر إلا على 2 أنظر الرسم ب تجربة Taylor أنظر الوثیقة 3 لوحة 8 الوثیقة 3 تجربة Taylor وضع Taylor جذور نبات Bellevalia في وسط یحتوي على التیمدین معلم بالتریتیوم H3 وھو نظیر إشعاعي النشاط للھدروجین وبعد مرور 8 ساعات مدة طور السكون أخرج Taylor ھذه الجذور ثم غسلھا ووضعھا غي وسط اقتیاتي محاید غیر مشع وتتبع اندماج التیمدین بالتصویر الإشعاعي الذاتي وذلك أثناء الانقسامات الخلویة ومن أجل تسھیل ملاحظة الصبغیات أضاف taylor للمحلول الاقتیاتي مادة الكولشسین التي تمنع افتراق الصبغیات في نھایة الطور الاستوائي فحصل على النتائج المبینة على الوثیقة3 1 بین أھمیة توظیف التیمیدین والكولشیسین في ھذه التجربة 2 صف نتائج ھذه التجربة 3 فسر بواسطة رسوم نتائج ھذه التجربة مع العلم أن كل صبیغي یتكون من جزیئة ADN واحدة الوثیقة 3 مظھر الصبغیات بوجود التریتیوم مظھر الصبغیات بعد وضعھا في وسط محاید خلال مدة تقابل دورة خلویة مظھر الصبغیات بعد وضعھا في وسط محاید خلال مدة زمنیة تقابل دورتین خلویتین G3 ھجین خفیف خفیف ھجین 100 100 ثقیل 25 ھجین 75 خفیف 50 ھجین 50 خفیف G1 G2 G0 15 مفھوم الخبر الوراثي الأستاذ یوسف الأندلسي
1 التیمیدین مكون ل ADN یحتوي على التیمین كقاعدة ازوتیة وتم استعمالھ مشعا لرصد إدماجھ في جزیئة ADN الكولشیسین مادة توقف الانقسام غیر المباشر في المرحلة الاستوائیة حیث تكون الصبغیات جد واضحة مما یمكن من ملاحظتھا وتحدید نشاطھا الإشعاعي 2 مباشرة بعد المعالجة بالتیمیدین المشع نلاحظ أن كل الصبغي یظھر نشاطا إشعاعیا بعد مدة زمنیة من المعالجة تقابل دورة خلویة نلاحظ أن أحد صبیغیي الصبغي یكون مشعا والأخر غیر مشع بعد مدة زمنیة تقابل دورتین خلویتین نلاحظ أن نصف الصبغیات یكون غیر مشع والنصف الأخر یتكون من صبیغیات مشعة وصبیغیات غیر مشعة 3 تفسر نتائج ھذه التجربة بكون كل لولب من لولبي ADN یعمل كقالب یشید علیھ لولب مكمل مما ینتج عنھ تكون جزیئتین متماثلتین لجزیئة ADN الأصل ویلاحظ أنھ أثناء المضاعفة یتم الاحتفاظ على نصف كل جزیئة أصلیة لذلك نتكلم عن التركیب النصف محافظSemi conservatifأنظر الرسم ج التضاعف النصف محافظ لجزیئة ADN أنظر الوثیقة 4 لوحة 8 یتطلب تركیب ADN جزیئة أصلیة ونیكلیوتیدات حرة وأنزیمات وطاقة ویتم التركیب الإحیائي ل ADN على الشكل التالي تحت تأثیر أنزیم خاص یتم تفریق اللولبین المكملین بانفصال الروابط الھیدروجینیة الرابطة بین القواعد الازوتیة وبذلك تظھر مناطق افتراق اللولبین على شكل عیون النسخ الشكل 1 رسم تفسیري لنتائج تجربة Taylor الشكل 1 ملاحظة الكترونغرافیة لصبغي في مرحلة السكون الوثیقة 4 16 مفھوم الخبر الوراثي الأستاذ یوسف الأندلسي
بلمرة تدریجیة للنكلیوتیدات تحت تأثیر أنزیم ADN بولیمیراز حیث یستعمل كل شریط قدیم كنموذج لتشیید شریط جدید وذلك مع احترام تكامل القواعد الازوتیة مع تلك المتواجدة في اللولب الأصلي الشكل2 نتكلم عن النسخ الجزیئي ل ADN تتم استطالة الشریطین الجدیدین في الاتجاھین على مستوى عین النسخ الشكل3 مما یؤدي إلى اتساعھا فتلتحم ببعضھا البعض لیتم الحصول على جزیئتین بنتین من ADN كل واحدة تتكون من شریط قدیم ورثتھ من الجزیئة الأصلیة مع شریط جدید الشكل4 الشكل 3 ADN الأصلي عیون النسخ ADN الجدید صبیغي جزیئة ADN جزیئة ADN صبیغي صبغي جزيء مركزي ADN بولیمیراز C T G T T C C A T A G T G A T C A G C A A G T G A T C A C T A لولب جدید G الشكل 2 جزیئة ADN الأصلیة جزیئة ADN الأصلیة C T G T T C C A T A G A G C A A G T G A T C G T A T C C A T A G جزیئتان ADN بنتان الشكل 4 17 مفھوم الخبر الوراثي الأستاذ یوسف الأندلسي
تحميل

PDF

10119 مشاهدة.

abdesalamahrbil

abdesalamahrbil

أرسلت .



كلمات مفتاحية :
طبیعة الخبر الوراثي والیة تعبیره
طبیعة الخبر الوراثي والیة تعبیره wetud docs ...