تلخيص درس الوراثة الجزيئية أحياء 11 متقدم

تلخيص درس الوراثة الجزيئية أحياء 11 متقدم

مدرسة علي بن ابي طالب للتعليم الأساسي والثانوي 

الصف 12 L3 

المادة علم الأحياء

لا يغني عن الكتاب المدرسي أ/ جمال محمد قاسم

الوراثة الجزيئية

DNA : الدرس (1) المادة الوراثية 

إكتشاف المادة الوراثية أهم مكونين من مكونات الكروموسومات هما DNA والبروتين. حاول العلماء معرفة أي هذين الجزئين الكبيرين DNA أو البروتين هو مصدر المعلومات الوراثية 

العالم جريفيث درس سلالتين من بكتيريا المكورات السبحية الرئوية ( تسبب التهاب الرئة ) وجد أن إحدى السلالات يمكنها أن تتحول، أو تتغير، إلى شكل آخر. 

تجربة جريفيث

مشاهدة جريفيت : العامل المسبب للمرض انتقل من البكتيريا الميتة (S) إلى الحية (R هناك تحول من البكتيريا الحية (R) الى البكتيريا الميتة (S)

افری : تعرف أفري وزملاؤه على الجزيء الذي حول البكتيريا من السلالة R إلى السلالة s 

1) عزل جزيئات كبيرة مختلفة من خلايا البكتيريا الميتة (5) مثل : ( DNA – وبروتين – ودهون ) 

2) عرض الخلايا البكتيرية الحية (R) لهذه الجزيئات الكبيرة بشكل منفصل 

3) الإستنتاج : تغير خلايا (R) إلى خلايا (S) بسبب انتقال الDNA من (S) إلى (R) 

هيرشي وتشيس تجاربهما وفرت الدليل الدامغ على أن DNA هو عامل التحول تضمنت تجاربهم الفيروس الأكل البكتيريا س / ما العاملان اللذين جعلا تجربة هيرشي وتشيس ملائمة لإثبات أن DNA هو المادة الوراثية ؟ 

1- الفيروس المستعمل مكون من DNA وبروتين فقط 

2- الفيروسات لا تستطيع أن تتضاعف بنفسها ابدا 

ميزا المكونين بالمواد المشعة 

الإستنتاج : ان ال DNA وليس البروتين هو المادة الوراثية التي يمكن أن تنتقل من جيل إلى جيل في الفيروسات

التنظيم الجيني والطفرة 

التنظيم الجيني في الخلايا البدائية النوی 

التنظيم الجيني قدرة الكائن الحي على التحكم في اختيار أي الجينات تنسخ استجابة للبيئة 

المنطقة الفعالة : هي قطعة من ال DNA تحتوي على جينات تشفر بروتينات ضرورية لعملية أيض محددة

عملها / أهميتها : تتحكم في نسخ الجينات استجابة للتغيرات البيئية 

أجزاء المنطقة الفعالة : 

1- المشغل : قطعة من ال DNAتعمل كمفتاح لبدء النسخ وإيقافه 

2- المحفز :قطعة من ال DNA تقع حيث يرتبط انزيم بلمرة RNA مع بداية جزئ الDNA

3- الجين المنظم 

4- الجينات التي تشفر البروتينات 

مثال : بكتيريا E. coli 

تستجيب الى : 1- الحمض الأميني (التربتوفان)

2- سكر اللاكتوز 

من خلال منطقتين فعالتين إثنتين : 

1- منطقة تربتوفان 

2- منطقة اللاكتوز 

التنظيم الجيني في الخلايا الحقيقية النوى

تتحكم الخلايا في الجينات التي سيتم التعبير عنها في أوقات محددة من حياة المخلوق الحي 

العديد من الجينات يتفاعل بعضها مع بعض في الخلايا الحقيقية النوى 

يجب توافر اكثر من محفز ومشغل واحد لمجموعة من الجينات

الخلايا حقيقية النوى أكثر تعقيدا تتطلب نظام تحكم اكثر تعقيدة 

التحكم في عملية النسخ

عوامل النسخ : هي بروتينات من خلالها تتحكم الخلايا الحقيقية النوى بالتعبير الجيني 

الأهمية / الوظيفة : 1- تضمن استعمال الجين في الوقت المناسب

2- انتاج البروتينات بالكميات الصحيحة 

المجموعتان الرئيسيتان لعوامل النسخ : 

أ) عوامل النسخ التي تكون مركبات معقدة تنظم انزيم بلمرة RNA وتوجه ارتباطه بالمنظم 

ب) بروتينات منظمة تساعد على التحكم بسرعة النسخ

مثل : البروتينات النشطة : تطور جزئ الDNAلتجعل مواقع المحفزات قريبة من المركب المعقد فتزيد سرعة نسخ الجين 

البروتينات المثبطة : ترتبط مع مواقع محددة على DNA لتمنع ارتباط المحفزات 

علل / يعد تعقيد تركيب DNA في الخلايا حقيقية النوى منظمة لعملية النسخ 

يوفر هذا التركيب المعقد تثبيطة لعملية النسخ 

هل يؤثر تعقيد تركيب DNA في الخلايا حقيقية النوى على قدرة البروتينات المنظمة وانزيم بلمرة RNA في تنشيط الجينات؟ 

يؤثر ولكن لا يزالان يستطيعان تنشيط جينات محددة

تداخل RNA 

طريقة أخرى لتنظيم جينات الخلايا الحقيقية النوى 

جزيئات RNA المتداخلة الصغيرة : هي القطع ثنائية السلسلة الناتجة من تقطيع ال RNA الى قطع صغيرة بواسطة إنزيم (المقطع) 

ترتبط (جزيئات RNA المتداخلة الصغيرة ) ببروتين معقد > يكسر سلسلة واحدة من RNA 

ترتبط السلسلة المفردة الصف تقطيع mRNA

ترتبط السلسلة المفردة الصغيرة من مقاطع محددة ومتسلسلة على mRNA في السيتوبلازم >> يؤدي الى تقطيع mRNA >> فتمنع ترجمته

الطفرات 

قد يحدث خلل أو اضطراب في أثناء تضاعف الخلايا .

هذه الاضطرابات نادرة الحصول 

تملك الخلية اليات إصلاح يمكنها أن تصلح بعض الخلل. 

قد يحدث تغير دائم في DNA الخلية <– الطفرة

أنواع الطفرات 

تتراوح بين تغيرات تحدث في زوج واحد من القواعد إلى حذف قطع كبيرة من الكروموسومات 

أولا : الطفرات النقطية (الجينية) : تغيرا كيميائيا في زوج واحد من القواعد، مما قد يكون كافيا لإحداث خلل وراثي 

الاستبدال : هي الطفرة النقطية التي يستبدل فيها زوج قواعد بآخر

طفرات حساسة (مؤثرة) تتغير فيها الشفرة الوراثية فتصبح لحمض أميني آخر نتيجة الخلل ما (تمثل معظم الطفرات الإستبدال)

طفرات غير حساسة : يتغير کودون الحمض الأميني إلى كودون توقف. تؤدي الطفرات غير الحساسة إلى : 

1- توقف الترجمة مبكرا. 

2- إلى بروتينات لا تعمل بشكل طبيعي

ثانيا : طفرات الإزاحة : تتضمن کسب نيوكليوتيد واحد أو خسارته ضمن تسلسل القواعد النيتروجينية على الDNA 

طفرات الإضافة : إضافة نيوكليوتيد إلى تسلسل القواعد النيتروجينية على ال DNA 

طفرات الحذف : فقدان نیوکلیوتید من تسلسل القواعد النيتروجينية 

تؤدي الى : تغير ترتيب الأحماض الأمينية 

مثال : مرض الكابتونيوريا 

ثالثا : قد تشترك أجزاء كبيرة من الDNA في طفرة بحذف قطعة من الكروموسوم تحتوي جينة واحدة أو أكثر أو تنتقل إلى موقع مختلف على الكروموسوم . أو إلى كروموسوم آخر تؤدي غالبا إلى تأثيرات شديدة في التعبير عن هذه الجينات مثال : متلازمة الكروموسوم X الهش تسبب اختلالات سلوكية وعقلية

أسباب الطفرة 

قد تحدث بصورة تلقائية إذ يضيف إنزيم بلمرة DNA خلال التضاعف، القاعدة الخطأ (2) 

العوامل المسببة للطفرات 

المواد الكيميائية : تؤثر على ال DNA عن طريق 

تغيير التركيب الكيميائي للقواعد تحل بعض المطفرات الكميائية محل النيوكليوتيدات << علل الكيميائي 

لان لها تراكيب كيميائية شبيهة بها وتؤدي لعدم التضاعف بصورة صحيحة 

س/ كيف استخدمت هذه الطريقة في مكافحة فيروس الإيدز ؟ 

الأشعة : 

1- الأشعة العالية الطاقة : مثل أشعة (X) و جاما 

علل / تعد الأشعة العالية الطاقة، مثل أشعةX وجاما عوامل قوية مسببة للطفرات 

لأنه عندما تصل الأشعة إلى DNA تمتص الإلكترونات طاقة هذه الأشعة ويمكن للإلكترونات أن تهرب من ذراتها تاركة خلفها جذورا حرة 

س/ ماهي الجذور الحرة ؟ 

الجذور الحرة free radicals: هي ذرات مشحونة بإلكترونات منفردة تتفاعل بعنف مع الجزيئات الأخرى ومنها DNA

 2- أشعة الشمس فوق البنفسجية 

طفرة الخلايا الجسمية والجنسية 

عندما لا تستجيب الطفرة للتصحيح أولا في الخلايا الجسمية ستصبح من التركيب الوراثي في الخلية وفي الخلايا الجديدة 

الطفرات المتعادلة : 

تحدث في الخلايا الجسمية ولا تنتقل إلى الجيل التالي. وقد لا تسبب مشكلات في الخلية 

ثانيا في الخلايا الجنسية (التكاثرية) تنتقل هذه الطفرات إلى أبناء المخلوق الحي، وستوجد في كل خلية من خلايا أبنائه

دور الرايبوسوم 

يتكون الرايبوسوم من وحدتين بنائيتين لا تكون مرتبطة مقا عندما لا تدخل ضمن عملية ترجمة البروتين. 

وعندما يترك mRNA النواة تجتمع وحدت الرايبوسوم معا وترتبطان بmRNA لإنتاج الرايبوسوم الفعال۔

يرتبط mRNA مع الرايبوسوم فيتحرك tRNA بالكودون المضاد (CAU) الذي يحمل حمض اميني (مثيونين) – ليرتبط مع كودون البدء (AUG) على mRNA على النهاية 5 – بعدها يتحرك tRNA نحو الموقع P على الشق في الرايبوسوم . ثم يتحرك tRNA أخر نحو الموقع A سيتم ربط الحمضين الأمبنين في الموقعين A وP – بمساعدة جزء من الرايبوسوم الذي يعمل عمل انزيم محفز للربط بينهما – يتحرر tRNA في الموقع P إلى الموقع الثالث Eحيث يغادر الرايبوسوم . يدخل tRNA جديد الموقع A متممة الكودون الجديد التالي على mRNA  عن طريق تحرك الرايبوسوم

س/ ما الذي يحدد تتابع الأحماض الأمينية ؟ 

يحددها mRNA 

س/ متى يتوقف الرايبوسوم عن الحركة ؟ 

عندما يدخل الموقع A کود إنتهاء 

س/ إلى ماذا يشير كود الانتهاء ؟ 

يشير إلى نهاية تصنيع البروتين 

س/ هل يوجد لكودون الإنتهاء كودون مضاد على tRNA ؟ 

لا يوجد له كودون مضاد 

س/ ما أهمية عوامل الإطلاق (عوامل فك الإرتباط) 

تحرر mRNAمن آخر tRNA تم ترجمته ثم تفكك وحدات بناء الرايبوسوم لتنهي بناء البروتين