ملخص وحدة علم الوراثة الجزيئية أحياء الصف الثاني عشر متقدم
ملخص وحدة علم الوراثة الجزيئية
الدرس الأول المادة الوراثية
بداية نقول : أن الكروموسوم يتكون من DNA والبروتين
لكن من منهما هو مصدر المعلومات الوراثية
الأدلة التي تثبت أن DNA هو المادة الوراثية
1- العالم جريفت :
درس سلالتين من بكتيريا المكورات السبحية الرئوية التي تسبب الالتهاب الرئوي
وجد أن أحدى السلالات يمكنها أن تتحول أو تتغير إلى شكل أخر
1- السلالة ذات الغلاف السكري
تسبب مرض الالتهاب السكري ويطلق عليها السلالة الملساء
2- بينما لا تسبب السلالة الاخرى
في الأصابة بمرض الالتهاب الاخرى
يطلق عليها السلالة الخشنة
ويعود ذلك إلى أنه في غياب الغلاف السكري يصبح لمستعمرات البكتيريا حواف خشنة
الاستنتاج : أن العامل المسبب للمرض انتقل من البكتيريا الميته S إلى البكتيريا R الحية وهو الذي سبب التحول
قام جريفت في ذلك
بعزل البكتيريا الحية من الفأر الميت وعندما قام جريفت باستزراع للبكتريا فب المزرعة المعزولة وجد أن سمة البكتيريا الملساء هي الواضحة
وتشير إلى مرور العامل المسبب للمرض من الخلايا الملساء الميته إلى الخلايا الخشنة الحية
واستنتج من ذلك تحول البكتيريا الخشنة الحية إلى البكتيريا الملساء الحية
2- آفري :
قام آفري بعزل عدد من الجزيئات الضخمة المختلفة
مثل الDNA والبروتينات والليبدات من البكتريا الملساء الميته
ثم عرض الخلايا الخشنة الحية إلى الجزيئات الضخمة بشكل منفصل
عند تعرض الخلايا الخشنة الحية إلى الDNA الموجودة في ذرية الخلايا الملساء تحولت إلى خلايا ملساء
استنتج افري من ذلك أن DNA هو سبب التحول
لكن المجتمع العلمي لم يتقبل استنتاجات أفري بشكل كبير
3- هيرشي وتشيس :
استخدما الفيروس الأكل للبكتيريا وهو نوع من الفيروسات التي تهاجم البكيريا
وجعل وجود مكونان محددان تلك التجربة مثالية لاثبات أن DNA هو المادة الوراثية
اولاً : الفيروس المستخدم في التجربة يتكون من الDNA والبروتين
ثانياً : لا تستطيع الفيروسات التكاثر بنفسها حيث يجب أن تقوم بحقن مادتها الوراثية في أحد الخلايا الحية للتكاثر
استخدم هيرشي وتشيس فيروسات المجموعتين لاختراق واصابة البكتيريا
الفيروس ذو DNA المميز بالفوسفور المشع
التصق بالسطح الخارجي للبكتيريا
حقنت مادتها الوراثية في البكتيريا
ثم انفصل الفيروس عن البكتيريا المصابة
فحص هيرشي وتشيس هذه المجموعة المميزة بالفوسفور المشع
وجدا أن DNA الفيروسي المميز تم حقنه إلى داخل البكتريا
مما يشير إلى أن الDNA لعب دور حامل المعلومات الوراثية
بنية الDNA
ليفن : أول من وصف تركيب النيوكليوتيد
الوحدة البنائية لل DNA هي النيوكليوتيدات
تتكون النيوكليوتيدات من
1- سكر خماسي الكربون
2- مجموعة فوسفات
3- قاعدة يتروجينية
نوعي الاحماض النووية DNA و RNA
س/ ميز بين البيريميدينات والبيورنات ؟
البيريميدينات: هي قواعد نيتروجينة تتكون من حلقة مفردة وهي T و C
البيورنات : هي قواعد نيتروجينة تتكون من حلقتان وهي A وT
تشارجاف
حلل كمية الادنين والجوانين والثايمين والسيوسين في DNA لأنواع مختلفة من المخلوقات الحية
وجد أن كمية الجوانين = كمية السيتوسين
وكمية الادنين = كمية الثايمين سمي هذا الاكتشاف قاعدة تشارجاف A=T
C=G
التساؤلات حول البنية
وحد العلماء جهودهم في البحث عن بينة DNA
كلا من ولينز فرانكلين واطسون وكريك
حيود الأشعة السينية
عمل ولكينز مستخدما نقنية تسمى حيود الأشعة السينية
وتتضمن هذه التقنية تصويب الأشعة السينية نحو جزئ DNA
واطسون وكريك :
1- شاهد واطسون وكريك صورة فرانكلين لشتت الأشعة السينية
2- قاسا عرض الجزئ الحلزوني والمسافات بين القواعد
3- مستخدمين بيانات فرانكلين وبيانات تشارجاف
أهم خصائص نموذج الDNA لواتسون وكريك :
1- سلسلتين خارجيتين يتكونان من سكر الرايبوز المنقوص الاكسجين وفوسفات بشكل متبادل
2- يرتبط السايتوسين والجوانين معاً بثلاث روابط هيدروجينة
3- يرتبط الثايمين والادنين معا برابطتين هيدروجيتين
تركيب الDNA
يحاكي جزئ DNA على الأغلب السلم الملتوي حيث يمثل
حاجز الحماية للسلم :
السكر المنقوص الاكسجين والفوسفات بشكل متبادل
درجات هذا السلم تشكل :
ازواج القواعد النيتروجينية
س/ ما أهمية إرتباط البيريميدينات دائما بالبيورونات ؟
تحافظ بذلك على البعد الثابت لحاجزي الحماية - سلسلتي DNA في السلم
الاتجاه :
من الصفات الفريدة لجزئ DNA اتجاه أو تريب السلسلتين
حيث يمكن ترقيم الكربون في المركبات العضوية
أولاً : ترتيب السلسلتين يسمى التوازي المتعاكس سلسلة من 3 إلى 5 والعكس الأخر
ثايناً : سميت نهايتا سلسلتي DNA ب 3 و 5 نتيجة ترتيب ذرات الكربون في جزئ السكر
تركيب الكروموسوم :
يتكون الكروموسوم في الأنسان من 51 مليوناً إلى 245 مليون زوج من القواعد النيتروجينية
وإذا تم بسط سلسلة DNA مكونة من 140 مليون نيوكليوتيد في خط مستقيم فإن طوله يبلغ 5 cm تقريباً
الهستونات : وهي مجموعة من البروتينات تشبه الخرز يلتف حولها جزئ الDNA
علل تنجذب جزيئات الDNA بروتينات الهستون؟
بسبب الشحنة السالبة على مجموعة الفوسفات في الDNA والشحنة الموجبة لجزيئات الهستونات
ما هو الجسيم النووي ؟ عبارة عن DNA مرتبط بالهستون
ما هي الألياف الكروماتينية ؟
تجمع من النيوكليوتيدات
ماذا ينتج عن تجمع الألياف الكروماتينية ؟
الكروموسوم
الدرس الثاني : تناسخ DNA
التناسخ نصف المحافظ : اقترحها واطسون وكريك
يحدث هذا التضاعف : في الطور البيئي للانقسام المتساوي أو المنصف
الخطوات : الانحلال - تزاوج القواعد - الاتحاد
1- الانحلال :
يقوم انزيم هيليكاز DNA بفك وانحلال اللولب المزودج
تنكسر روابط هيدروجينة بين القواعد تاركة ورائها شرائط مفردة من DNA
ثن ترتبط البروتينات المعروفة ببيروتينات الارتباط مفردة الشريط بالDNA
للحفاظ على انفصال الشرائط اثناء النسخ
2- تزاوج القاعدة ( ارتباط القواعد في أزواج )
يحفز انزيم بلمرة DNA أضافة النيوكليوتيدات المناسبة الى DNA الجديد
تضاف النيوكليوتيدات الجديدة إلى النهاية 3 للشريط الجديد
تذكر ان كل قاعدة تنثني لمكملتها فقط
تسمح النماذج بانتاج نسخ متطابقة من ال النيوكليوتيدات مزدوج الشريط الأصلي
ملحوظة : نلاحظ ان الشريطين تم صنعهما بأسلوب مختلف نوعاً ما
أ- يسمى أحدهما الشريط المتقدم
وهو الذي يمتد أثناء انحلال ال DNA ويبنى ذلك الشريط من خلال الاضافة المستمرة النيوكليوتيدات إلى النهاية 3
ب- الشريط الأخر الDNA يسمى الشريط المتأخر
ويتمدد بعيداً عن شوكة التضاعف ويتم بناؤه على هيئة قطاعات صغيرة تسمى شظايا أو كازاكي
وذلك بواسطة انزيم بلمرةDNA في اتجاهه 3 إلى 5 تتصل تلك الشظايا فيما بعد بانزيم ليجاز DNA
ثالثاً : الربط
تضاعف DNA في الخلايا حقيقة النواة تبدأ عادة في عدة مماطق على طول الكروموسوم
عندما يأتي انزيم بلمرة DNA إلى مسرع على الDNA فإنه يزيله
ويملأ محله بنيوكليوتيدات الDNA
يربط انزيم ليجاز DNA بين القسمين
عملية بناء البروتين يتم على مرحلتين وهما النسخ والترجمة
اولاً النسخ :
المبدأ المركزي : تنسخ شفرات الDNA إلى RNA الذي يوجه عملية بناء البروتينات
أين تحدث هذه العملية ؟ في جميع المخلوقات الحية بدءاً من البكتيريا حتى الأنسان
خطوات النسخ
يتم فك شريط DNA جزئياً
يربط انزيم بلمرة RNA بجزء محدد من DNA
يبدأ أنزيم بلمرة RNA في عملية بناء mRNA
كلما انفكت سلسلة DNA قام بلمرة RNA ببناء mRNA
يتحرك أنزيم بلمرة على طول أحد سلسلتي DNA في الاتجاه من 3 إلى 5
يطلق على شريط DNA الذي يقرأ بواسطة أنزيم بلمرة الشريط النموذجي
يطلق على شريط DNA غير المستخدم اسم الشريط غير النموذجي
يصنع mRNA في الاتجاه من 5 إلى 3
عند بناء mRNA يحل اليزوراسيل U محل الثايمين T ويتم أنتاج mRNA
في النهاية يتم أطلاق mRNA وينفصل انزيم البلمرة عن DNA
ثم ينتقل mRNA من النواة إلى السيتوبلازم عبر الثقوب النووية