علم الوراثة : الطبيعة الكيميائية للخبر الوراثي

[post_ad]

/IV الطبيعة الكيميائية للخبر الوراثي.          -1 دراسة عند البكتيريات.             -1-1 تجارب Griffith (1929)              استعمل هذا العالم نوع من البكتيريات تسمى المكورات الرئويةPneumocoques التي توجد في شكلين: بكتيريا حادة S (ذات عليبة) و أخرى غير حادة R (بدون عليبة).
	يمثل الجدول التالي نتائج هذه التجارب:

المجموعة	الظروف التجريبية	النتيجة	ملاحظة على مستوى الدم	استنتاج
1	حقن الفأر بمكورات S حية	موت الفأر	مكورات S حية	المكورات الرئوية S  مميتة ( حادة)
2	حقن الفأر بمكورات Rحية	يبقى حيا	مكورات R حية	المكورات الرئوية R  غير مميتة (غير حادة)
3	حقن الفأر بمكورات Sميتة(عليبة مهدمة)	يبقى حيا	مكورات S ميتة(مهدمة العليبة)	العليبة هي المسئولة عن القدرة الممرضة
4	حقن الفأر بمكورات Rحية+ومكورات S ميتة	موت الفأر	مكورات S حية+مكوراتR حية	S الميتة حولت R الحية الى S حية عن طريق مادة نقلتها اليها (سماها Griffithبالعلة المحولة)

http://pedagogie.ac-montpellier.fr/Disciplines/sti/biotechn/animations/Griffith.swf   -2-1 تجارب Avery و مساعدوه (1944)

التجربة	النتيجة
استعمال أنزيمات محللة للبروتينات(Protéases)	تبقى العلة المحولة فعالة
استعمال أنزيمات محللة للذهون(Lipases)	تبقى العلة المحولة فعالة
استعمال أنزيمات محللة لـ ARN (ARNases)	تبقى العلة المحولة فعالة
استعمال أنزيمات محللة لـ ADN (ADNases)	تفقد العلة المحولة فعاليتها

استنتاج:  المادة التي انتقلت من S الميتة إلى R الحية لتحولها إلى S حية بعد تركيبها للعليبة هي ADN   -3-1 آلية التحول البكتيري:

بعد موت المكورات S الحادة (1) يتجزأ ADN إلى أجزاء صغيرة (2) فيدمج جزء من ADNs في ADN  المكورات R الحية (3) التي تصبح لها القدرة على تركيب العليبة المسئولة عن المرض. يعني هذا نقل صفة وراثية جديدة من S إلى R . إذن فالطبيعة الكيميائية للمادة الوراثية هي ADN .

-2       خلاصة: انطلاقا مما سبق يمكن استخلاص ما يلي:   يتموضع الخبر الوراثي في النواة ينتقل الخبر الوراثي عبر الصبغيات خلال الانقسام الخلوي  الطبيعة الكيميائية للخبر الوراثي هي  ADN -3       دراسة الصبغيات: 1 2 3        -1-3 الخريطة الصبغية والصيغة الصبغية: لإنجاز خريطة صبغية نضع الخلايا في وسط اقتياتي تتكاثر فيه، ثم نوقف الانقسامات في المرحلة الاستوائية عندما تكون الصبغيات أكثر وضوحا بإضافة مادة الكولشيسين، بعد ذلك نضع الخلايا في وسط ناقص التوتر حيث يدخل الماء للخلايا و تتفرقع فنلتقط الصبغيات ثم نصورها بعد تلوينها ثم نرتبها أزواجا حسب شكلها و قدها، إذن فالخريطة الصبغية تضم مجموعة صبغيات الخلية الواحدة.

		تمثل الوثيقة الجانبية الخريطة الصبغية لكل من ذكر و أنثى ذبابة الخل، حيث يتبين أن كل الصبغيات توجد على شكل أزواج و يعبر عن الصيغة الصبغية 2n حيثn عدد الأزواج وبذلك تسمى هذه الخلايا ثنائية الصيغة الصبغية. عند كل من الجنسين  الصبغيات من 1 إلى 3 صبغيات متماثلة و تسمى الصبغيات اللاجنسية A أما الزوج الأخير فعند الأنثى يتكون من صبغيين متماثلين XX و عند الذكر مكون من صبغيين متغايرين  XY ، إذن X و Y يمكنان من تمييز بين الذكر و الأنثى و يطلق عليهما الصبغيين الجنسيين. الصيغة الصبغية لذكر ذبابة الخل 2n= 3AA+ XY الصيغة الصبغية لأنثى ذبابة الخل 2n= 3AA+ XX
الانثى	الذكر
عند بعض الكائنات لا ترتب الصبغيات على شكل أزواج لأنها غير متماثلة ، نتكلم عن خلايا أحادية الصيغة الصبغية و يرمز لها بـ n

الكائن	الحصان	الكلب	الذرة	البطاطس	بكتيريا
الصيغة الصبغية	2n=64	2n=78	2n=20	2n=48	n=1

-2-3 مكونات الصبغيات: بينت تجارب مثل تفاعلFeulgenالذي يلون نوعيا ADN بالأحمرأن الصبغي مكون من ADN متحد مع بروتينات تسمى هيستونات.   4 ـ  دراسة الـ ADN :

	-1-4 مكوناته: التركيب الكيميائي لـ ADN أثبتت الحلمأة الأنزيمية أن ADN يتكون من:  - حمض فوسفوري H3PO4  - سكر ريبوزي ناقص أكسجين C5H10O4  - قواعد أزوتية: A: أدنين،G: كوانين،C: سيتوزين،T: تيمين.
	-2-4 بنيته: مكنت أعمال Chagraff(1950) من الحصول على العلاقة التالية:

	انطلاقا من المعطيات السابقة و نتائج أعمالهما اقترح Watson et Crick(1953) نموذجا لـ ADN على شكل لولب مضاعف. حيث أن النيكليوتيد هو الوحدة الأساسية لـ ADNو يتكون من:
سكر ريبوزي ناقص أكسجين + حمض فوسفوري +  قاعدة أزوتية A أوT أو C أوG. وبالتالي هناك 4 نيكليوتيدات مختلفة، و نسمي ADN بعديد النيكليوتيدات. - القواعد الأزوتية A وT متكاملتين و مرتبطتين برابطتي هيدروجين.  - القواعد الأزوتية C وG متكاملتين و مرتبطتين بثلاث روابط.

اللولبين متضادا القطبية ( 3'5'  و 5'3'  ) نقول إن لولبي ADN مضادا التوازي 3 2 1

	ADN -3-4 في الصبغيات: في طور السكون يظهر الصبغين مكون من خييطات متشابكة تسمى الخييطات النووية مكونة من ADN يحيط بجزيئات بروتينية(هيستونات). خلال المرحلة التمهيدية تتكاثف الخييطات النووية  و تنتظم على شكل عصيات تسمى الصبغيات( كل صبغي مكون من صبيغيين) ويصل هذا التكاثف أقصاه خلال المرحلة الاستوائية.     -5 آلية تضاعف الـ  ADN : -1-5تطور كمية ADNخلال دورة خلوية: مكنت تقنية من قياس و تتبع تطور كمية ADNالموجودة في النواة عند خلية خلال دورة خلوية ، من الحصول على النتائج الممثلة في الرسم البياني التالي:
http://www.planetegene.com/media/animations/des_chromosomes_a_ladn.swf
مدة هذه الدورة الخلوية 20 ساعة تشكل مرحلة السكون 19 ساعة و الانقسام الغير مباشر M ساعة واحدة. خلال مرحلة النمو الأولى G1 من طور السكون نلاحظ استقرار كمية ADN في 7,3 يمكن اعتبارها كمية q . خلال مرحلة التركيب S تتضاعف كمية ADN من q إلى 2q لتستقر هذه الكمية 2q في مرحلة النمو الثانية G2 . أما خلال الانقسام الغير مباشر M فتمر هذه الكمية من 2q إلى q . إذن قبل الدخول في الانقسام الغير مباشر تضاعف الخلية كمية ADN لتوزيعها بالتساوي على الخليتين البنتين. خلال المرحلتين G1 و G2 لا تتغير كمية ADN لكن تعرف هاتين المرحلتين تركيب البروتينات.

-2-5 كيفية مضاعفة  ADN:     أ- تجربة Meselson et Stahl(1958) وضع العالمان بكتيريات عادية بكثافة (ADN(1.710 في وسط يحتوي على كلورور الأمونيوم بأزوت ثقيل N15 كمصدر اقتياتي، وبعد تعاقب عدة أجيال أصبحت كثافة  ADN(1.724)، ثم أخذا عينة منه واعتبراها جيلا G0 ووضعاها في وسط زرع لا يحتوي إلا على الأزوت الخفيف N14 وتتبعا تعاقب عدة أجيال G2 ، G1 و G3.  الجيل G1 : كل الأفراد لهم dADN=1.717 (كثافة وسيطة بين ADN الثقيل1.724 و ADNالخفيف 1.710 ) واعتبرا هذا الـ ADN هجينا. خفيف ADN 50% و ADN هجين 50% G2 الجيل خفيف ADN 75% و ADN هجين 25%  G3 الجيل              2 1

ب - تجربة Taylor(1958) قام بالتجربتين التاليتين: التجربة الأولى: زرع مجموعة أولى من نبتات الفول في وسط مقيت يحتوي على نيكليوتيد إشعاعي( تيميدين) ثم لاحظ صبغيات بعض خلايا جذور هذه النبتة أثناء أول انقسام غير مباشر خلال المرحلة الاستوائية.الشكل أ التجربة الثانية: نقل نبتات المجموعة الأولى بعد غسلها إلى وسط مقيت عادي يحتوي على تيميدين غير إشعاعي، ثم لاحظ صبغيات بعض خلايا جذور هذه المجموعة الثانية  خلال المرحلة الاستوائية من الانقسام الغير مباشر.الشكل ب التجربة الثالثة: نقل نبتات المجموعة الثانية بعد غسلها إلى وسط مقيت عادي يحتوي على تيميدين غير إشعاعي، ثم لاحظ صبغيات بعض خلايا جذور هذه المجموعة الثالثة  خلال المرحلة الاستوائية من الانقسام الغير مباشر.الشكل ج

الشكل ج	الشكل ب	الشكل أ
التيميدين المشع نيكليوتيد ذو قاعدة ازوتية تيمين يدخل في تركيب ADN و بالتالي يسهل تتبع تطور هذه الجزيئة. الشكل أ : يظهر الإشعاع على مستوى كل الصبغيات و ذلك في كل صبيغي. الشكل ب : يظهر الإشعاع على مستوى كل الصبغيات و ذلك في  صبيغي واحد من كل صبغي. الشكل ج: يظهر الإشعاع على مستوى نصف عدد الصبغيات و ذلك في  صبيغي واحد من كل صبيغي.

يفترق لولبا جزيئة ADN الأصلية و يشكل كل لولب قالب يشيد عليه لولب جديد بفعل تكامل القواعد الأزوتية و هكذا تتكون جزيئتين مماثلتين للجزيئة الأصلية و هذا ما يسمى بالنسخ الجزيئي. أثناء المضاعفة يتم الحفاظ على نصف كل جزيئة أصلية و هذا ما يسمى  بالمضاعفة النصف محافظة .   3 2 1 -3-5 التركيب الاحيائي لـ ADN: أثناء مضاعفة جزيئة ADN تظهر عيون النسخ الجزيئي و يتم هذا النسخ الجزيئي ببلمرة (تجميع) تدريجية للنكليوتيدات الحرة التي تشكل سلسلة مع احترام تكامل القواعد الأزوتية بالنسبة لتلك المتواجدة في اللولب الناسخ وذلك تحت تأثير أنزيم يدعى  ADNبوليمراز المسئول عن استطالة السلسلة في اتجاه 5'3'

	تشير الأسهم إلى عيون النسخ
استطالة متقطعة استطالة متصلة

يفترق اللولبين المكملين بتكسير الروابط الهيدروجينية بواسطة أنزيم التفريق ثم يعمل أنزيم ADN بوليمراز على تجميع النيكليوتيدات الحرة لاستطالة السلسلة للحصول في النهاية على جزيئتين بنتين متماثلتين مع جزيئة ADN الأصلية. و بما أنADN بوليمراز يعمل في اتجاه واحد أي يجمع النيكليوتيدات في اتجاه 5'3' ـ تكون الاستطالة متصلة بالنسبة للولب المنسوخ في اتجاه  5'3' ـ تكون الاستطالة متقطعة بالنسبة للولب المنسوخ في اتجاه  3'5' حيث يحتاج النسخ في الحالة الأخيرة إلى ARN ممهد و في النهاية يتدخل ADN بوليمراز لإزالة  ARN ممهد و تعويضه بنيكليوتيدات ADN 4 3 2 1

الموضوع من سكويلة

Partager L'article