أحياء – DNA فى أوليات و حقيقيات النواة للصف الثالث الثانوى 2016

 DNA   فى أوليــات و حقيقيات النواة 

 أولاً: DNA فى أوليات النواة :

(1)           أوليات النواة ـــــ> هى كائنات حية لا تحاط المادة الوراثية فيها بغشاء نووي بل توجد حرة فى السيتوبلازم مثل البكتريا.

(2)           DNA فى بكتريا ايشيريشيا كولاي كمثال لأوليات النواة.

( أ ) DNA على شكل لولب مزدوج تلتحم نهايتاه  معاً.

(ب) DNA لو تم فرده يصل طوله 1.4مم. بينما يصل طول الخلية البكتيرية نفسها إلى حوالي 2 ميكرون.

(ج) يلتف جزىء DNA حول نفسه عدة مرات ليحتل منطقة نووية مساحتها 0.1 من حجم الخلية.

( د ) يلتحم DNA بالغشاء البلازمي للخلية فى موقع أو أكثر.

 لاحــظ: 

1-   يوجد فى بعض الخلايا البكتيرية واحدة أو أكثر من جزئيات DNA الصغيرة الدائرية تسمى (بلازميدات).

2-   البلازميدات ـــــ> هي جزئيات صغيرة دائرية من DNA لا تتعقد بوجود البروتين معها.

3-   أهمية البلازميدات :

(أ‌)               تستخدم فى نطاق واسع فى الهندسة الوراثية حيث تتضاعف أثناء تضاعف DNA الرئيسي.

(ب‌)          يستغل العلماء هذا التفاعل بإدخال بلازميدات صناعية إلى داخل الخلايا البكتيرية بهدف الحصول على نسخ كثيرة من هذه البلازميدات.

4-   البلاستيدات الخضراء و الميتوكوندريا يوجد بها DNA يشبه الموجود فى أوليات النواة لذلك اعتقد العلماء أنها أوليات نواة متطفلة داخل حقيقيات النواة.

5-   توجد بلازميدات فى خلايا فطر الخميرة وهو من حقيقيات النواة.

 ثانياً: DNA فى حقيقيات النواة :

(1)           حقيقات النواة ـــــ>  هي كائنات حية تحاط فيها المادة الوراثية بغشاء نووي وينتظم بها DNA فى صورة صبغيات.

(2)           تحتوي كل خلية جسدية فى جسم الإنسان على 46 صبغي.

(3)           تركيب الصبغيات:

 ( أ ) جزيء واحد من DNA يمتد من أحد طرفيه إلى الطرف الآخر.

(ب) يلتف جزيء DNA ويطوى عدة مرات ويرتبط بالعديد من البروتينات مكوناً   (الكروماتين) الذي يحتوي عادة على كميات متساوية من DNAوالبروتين.

لاحــظ: 

الكروماتين ـــــ>  جزيء واحد من DNA يلتف ويطوي عدة مرات مرتبطاً بالعديد من البروتينات.

(جـ) أنواع البروتينات التي تدخل فى تركيب الصبغي:

 * تكثيف DNA (آلية تقصير الصبغيات حتى تستوعبها نواة الخلية):

(1)           الخلية الجسدية للإنسان تحتوي على 46 صبغي (46 جزىء من  DNA).

(2)           إذا أمكن فك اللولب المزدوج لجزىء DNA فى كل صبغي ووضعت على امتداد بعضها لوصل طولها إلى 2 متر

(3)           لذلك يتم تكثيف أو ضم هذه الجزيئات بالهيستونات وغيرها من البروتينات لتقع فى حيز نواة الخلية التي  يتراوح قطرها من (2 : 3) ميكرون.

(4)           خطوات تكثيف DNA :

-         أوضح التحليل البيوكيميائي وصور المجهر الالكتروني أن DNA يتكاثف كالتالي:

( أ ) يلتف جزىء DNA حول مجموعات من البروتينات ا لهيستونية مكوناً حلقات من النيوكليوسومات. وهذا يقصر جزىء DNA عشر مرات ولكن لابد من أن يقصر جزىء DNA حوالي (100.000) مرة حتى تستوعبه النواة.

(ب) تلتف حلقات النيوكليوسومات لتنضم مع بعضها البعض ولكن هذا لا يكفي لتقصير جزىء DNA إلى الطول المطلوب.

(جـ) ترتب أشرطة النيوكليوسومات الملتفة بشد ة على شكل حلقة كبيرة بواسطة (البروتينات التركيبية غير الهيستونية) مكونة بذلك الكروماتين المكثف (الملتف أو المكدس).

لاحـــظ:

(1)                 الينوكليوسومات ß حلقات فى الصبغى تتكون من التفاف جزىء DNA حول مجموعة من البروتينات الهيستونية وذلك لتقصير جزىءDNA عشر مرات.

(2)                 الكروماتين المكدس / المكثف ß هو كروماتين مكدس وفيه تلتف أشرطة النيوكليوسومات حول البروتينات غير الهيستونية لتكون حلقة كبيرة من الكروماتين  المكدس بشدة حتى يقصر جزىء DNA (100.000) مرة.

(3)                 يتعين فك التفاف جزىء DNA إلى مستوى شريط من النيوكليوسومات قبل أن يعمل DNA  كقالب لبناء DNA او RNA لانة  عندما يكون DNA  فى صورة كروماتين مكثف لا تصله الانزيمات الخاصة بتضاعفه.

تركيب المحتوى الجينى

(1) المحتوى الجينى للفرد ـــــ> هو كل الجينات أو DNA الموجودة فى خلية هذا الفرد.

(2) عام 1977م توصل الباحثون إلى طريقة يمكن بها تحديد تتابعات النيوكليوتيدات فى جزيئات RNA وDNA مما أدى إلى معرفة ترتيب الجينات داخل جزيئات DNA فى الخلية.

(3) DNA يحتوي على جينات تحمل التعليمات اللازمة لـ :

( أ ) بناء المركبات البروتينية.

(ب) تتابع النيوكليوتدات التي ينسخ منها جزيئات RNA الريبوسومي الذي يدخل فى بناء الريبوسومات.

(جـ) تتابع النيوكليوتيدات التي ينسخ منها جزىء RNA الناقل الذي يحمل الأحماض الأمينية أثناء بناء المركبات البروتينية.

( 4 )

-         تعرف الباحثون على العديد من أجزاء DNA التي لا تمثل شفرة لبناء RNA أو البروتينات.

( 5 ) DNA المتكرر :

توجد معظم جينات المحتوى الجيني فى الخلية بنسخة واحدة إلا أن بعض التتابعات يوجد منها نسخ متكررة مثل:

( أ ) جينات بناء المواد التي تحتاجها الخلية بكميات كبيرة مثل جينات بناء ( RNA الريبوسومي) و (الهيستونات) ß وذلك لأن تكرارها بأعداد كبيرة يساعد على سرعة إنتاج الخلية للريبوسومات و الهيستونات فى حقيقيات النواة.

(ب) تتابعات لقواعد نيتروجينية على DNA متكررة ولا تمثل شفرة معينة كتتابع النيوكليوتيدات القصير (A- G-A -A-G) فى الدروسوفيلا الذي تكرر 100.000 مرة فى منتصف أحد الصبغيات ولا يمثل شفرة.

( 6  ) أجزاء أخرى من DNA ليست بها شفرة :

( أ ) الحبيبات الطرفية الموجودة عند أطراف بعض الصبغيات لا تحتوي على شفرة.

(ب) كمية كبيرة من DNA فى المحتوى الجينى لحقيقيات النواة لا تمثل شفرة وذلك لأن

   (1) كمية DNA فى المحتوى الجينى ليس لها علاقة بمقدار تعقد الكائن الحي أو عدد البروتينات التي يكونها.

   (2) كمية صغيرة من DNA فى النبات والحيوان هي التي تحمل شفرة بناء البروتينات.

مثال: (السلمندر محتواه الجينى يعادل 30 مرة قدر المحتوى الجينى للإنسان ومع ذلك ينتج بروتين اقل من الإنسان وذلك لوجود كمية كبيرة منDNA بلا شفرة).

(جـ) وظيفة DNA التي لا تمثل شفرة:

(1)           يعتقد أنها تعمل على احتفاظ الصبغيات بتركيبها.

(2)           يمثل إشارات للمناطق التي يبدأ عندها بناء RNAm- الرسول وتعتبر هذه المناطق هامة فى بناء البروتين.