آلية مضاعفة الـ ADN - فضاء علوم الحياة و الأرض

آلية مضاعفة الـ ADN

يعتبر الـ ADN ركيزة الخبر الوراثي، هذه الجزيئة تُنقل من خلية إلى أخرى خلال الانقسام غير المباشر، فيتم بالتالي الحفاظ على الخبر الوراثي. لمعرفة كيف تتم هذه العملية نقترح دراسة تطور كمية الـ ADN خلال دورة خلوية.

تطور كمية الـ ADN خلال دورة خلوية

تنقسم الدورة الخلوية إلى قسمين :

  • مرحلة السكون : تدوم فترة أطول من الانقسام غير المباشر، تنقسم بدورها إلى ثلاثة أطوار : الطور G1، خلال هذا الطور تبقى كمية الـ ADN مستقرة (q). الطور S (طور التركيب)، خلاله ترتفع كمية الـ ADN في النواة إلى أن تصل إلى الضعف (2q). أخيرا هناك الطور G2 الذي تستقر خلاله كمية الـ ADN في قيمة 2q.
  • الانقسام غير المباشر : يدوم مدة قصيرة، و خلاله تنخفض كمية الـ ADN لتعود إلى قيمة q من جديد، ثم تدخل الخلية مرة أخرى مرحلة السكون.
  • يتبين من خلال هذه المعطيات أن جزيئة الـ ADN تتعرض للمضاعفة خلال مرحلة السكون (طور التركيب S)، مما يجعل الخليتين الناتجتين عن الانقسام غير المباشر، تحتفظان بنسخة من الخبر الوراثي : نقول أن هناك حفاظ على ثبات الخبر الوراثي.
النماذج المقترحة لتفسير آلية مضاعفة الـ ADN

بهدف تحديد أي هذه النماذج الثلاث هو الصحيح، قام العالمان Stahl و Meselson بإجراء التجربة التالية :

  • قام العالمان بتحضير بكتيريات عادية، ذات ADN خفيف بوضعها في وسط اقتياتي يدخل في تركيبه الآزوت الخفيف 14N، فحصلا على بكتيريات كلها ذات ADN خفيف (الشاهد 1).
  • بعد ذلك، زرعا هذه البكتيريات في وسط مغذي، حيث المصدر الوحيد للآزوت هو الآزوت الثقيل 15N. بعد عدة أجيال، حصل العالمان على بكتيريات ذات ADN ثقيل (الشاهد 2) : الجيل G0.
  • وضع العالمان عينة من بكتيريات الجيل G0 في وسط اقتياتي به آزوت خفيف 14N، و قاما بقياس كثافة ADN هذه البكتيريات بواسطة تقنية النبذ، بعد انقسام واحد G1، ثم بعد انقسام ثان G2، ثم بعد انقسام ثالث G3.

تمثل الوثيقة التالية النتائج التجريبية المحصل عليها.

تجربة Stahl و Meselson (1957)

من خلال ملاحظة النتائج المحصل عليها في تجربة Stahl و Meselson، يتبين أن النموذج نصف المحافظ هو الملائم لمضاعفة الـ ADN. جزيئات الـ ADN المحصل عليها خلال هذه التجربة، تتموضع كلها وسط الأنبوب بعد عملية النبذ، مما يُفسَّر بكونها ذات كثافة متوسطة، أي أن جزيئات الـ ADN تحتوي على شريط ذو آزوت ثقيل و آخر ذو آزوت خفيف (ADN هجين).

نشير إلى أن النموذج التبددي بدوره غير ملائم لمضاعفة الـ ADN، لكونه يعطي أنابيب تحتوي على عدة أشرطة نظرا لاختلاف كل شريط ADN ناتج، عن الآخر.

تعرف مضاعفة الـ ADN تدخل مجموعة من العناصر من بينها عدة أنزيمات. يتم بالتالي نسخ شريطي جزيئة الـ ADN بشكل مطابق للأصل (النسخ الجزيئي). تمثل الوثيقة أسفله رسما تخطيطيا لآلية مضاعفة الـ ADN عن طريق النسخ الجزيئي.

آلية مضاعفة الـ ADN (النسخ الجزيئي)

تتم مضاعفة جزيئة الـ ADN عبر مجموعة من المراحل :

  • ينفصل شريطا الـ ADN المشكلين للجزيئة الأصلية بفعل مركب أنزيمي يسمى الهيليكاز. يحدث هذا الانفصال في نقط مختلفة من جزيئة الـ ADN تسمى عيون النسخ.
  • يُستعمل كل شريط كنموذج لتجميع (بلمرة) النيكليوتيدات الحرة، و ذلك حسب تكامل القواعد الآزوتية (A مع T و C مع G)، بتدخل أنزيم ADN بوليميراز، نتكلم عن النسخ الجزيئي.
  • يقوم أنزيم ADN بوليميراز ببلمرة النيكليوتيدات في منحى محدد حسب قطبية شريط الـ ADN. فيتم بالتالي نسخ شريط الـ ADN حسب المنحى ‘3 ← ‘5 بالنسبة للشريط المنسوخ (‘5 ← ‘3 بالنسبة للشريط الناشىء).
  • في نهاية النسخ، نحصل على جزيئتي ADN متشابهتين و شبيهتين بالجزيئة الأصلية، نقول أن هناك حفاظ على ثبات الخبر الوراثي.

شارك الموضوع

نبذة عن الكاتب

أستاذ الثانوي التأهيلي في مادة علوم الحياة والأرض، يزاول التدريس حاليا بالثانوية التأهيلية إدريس الحارثي بمدينة الدار البيضاء. حاصل على الإجازة في العلوم النباتية بكلية العلوم ابن امسيك، وحاصل كذلك على الماستر المتخصص في البيوتكنولوجيا ومقاربة الجودة بذات الكلية.

باقي فقرات الفصل :

مناقشة الموضوع

77 تعليقات في ”آلية مضاعفة الـ ADN“

    • سمير أيوبي
      يوم

      تتم مضاعفة جزيئة الـ ADN عبر مجموعة من المراحل :
      – ينفصل شريطا الـ ADN المشكلين للجزيئة الأصلية بفعل مركب أنزيمي يسمى الهيليكاز. يحدث هذا الانفصال في نقط مختلفة من جزيئة الـ ADN تسمى عيون النسخ.
      – يُستعمل كل شريط كنموذج لتجميع (بلمرة) النيكليوتيدات الحرة، و ذلك حسب تكامل القواعد الآزوتية (A مع T و C مع G)، بتدخل أنزيم ADN بوليميراز، نتكلم عن النسخ الجزيئي.
      – يقوم أنزيم ADN بوليميراز ببلمرة النيكليوتيدات في منحى محدد حسب قطبية شريط الـ ADN. فيتم بالتالي نسخ شريط الـ ADN حسب المنحى ’3 ← ’5 بالنسبة للشريط المنسوخ (’5 ← ’3 بالنسبة للشريط الناشىء).
      – في نهاية النسخ، نحصل على جزيئتي ADN متشابهتين و شبيهتين بالجزيئة الأصلية، نقول أن هناك حفاظ على ثبات الخبر الوراثي.

    • سمير أيوبي
      يوم

      بالنسبة للشاهد 2 كانت الظروف كما يلي : تم ترك البكتيريات تتكاثر في وسط يحتوي على الآزوت الثقيل و أثناء تكاثرها، استعملت الآزوت الثقيل الموجود في الوسط على مستوى ADN الخاص بها، مما يجعل الكثافة كبيرة، لأن الآزوت الثقيل يوجد في شريطي الـ ADN معا.

  1. موقع جميل ومفيد اتمنى له كامل النجاح والتوفيق.
    هل من الممكن يا استاذ ان توضح اكتر المرحلة الثالثة من مضاعفة جزيئة الـ ADN اي المتعلقة بقطبية شريط الـ ADN.

    • سمير أيوبي
      يوم

      إن بلمرة النكليوتيدات، أي اضافتها على شريط الـ ADN لا تتم بشكل عشوائي، وانما تتخذ منحى محددا وهو حسب المنحى ’3 ← ’5 بالنسبة لشريط الـ ADN المنسوخ… وبما أن قطبية شريطي الـ ADN متعاكسة، فعملية بلمرة النكليوتيدات تتخذ منحيين مختلفين في كل شريط.

    • 3indama tan9asimo ADN ila itnayn hada S 1 bihayt fi G2 tan9assimo ila 4 awalan N15 taliha N14 / N14 / N14 /N14 /N14 /N14 toma N15
      wa atamana an tastafidda akhi fattl
      N15 howa azot ta9il
      N14 howa azot khafif

    • شكراً صفاء على اجابتك، سأوضح أكثر، في الجيل G1 لدينا جزيئتين : N14//N15 و N15//N14، كل شريطين سينفصلان خلال الجيل الموالي (G2) وستكون الأشرطة الجديدة كلها عبارة عن /N14، إذا ستكون لدينا 4 جزيئات ADN كالتالي :
      N14//N15 و N14//N14 و N14//N14 و N15//N14.

    • الدورة الصبغية تمثل حالة الصبغيات خلال أطوار مرحلة السكون والإنقسام غير المباشر، بإمكانك الإعتماد على الرسومات الممثلة في الإجابة على السؤال الثاني حول شكل الصبغيات خلال الدورة الخلوية.

  2. Je suis passionnée par ce genre de choses et je voudrais savoir la formation que vous avez suivi pour pouvoir connaitre toute ses choses formidables ( en details et d’une maniere plus approfondie que nous ne le fesons au baccalaureat)t
    merci d’avance

    • مضاعفة الـ ADN تكون دائما من 5′ إلى 3′ بالنسبة لشريط الـ ADN المشكل، ونظرا لكون شريطي الـ ADN متعاكسا التوازي، فالمضاعفة ستتم في منحيين متعاكسين الشيء الذي يفسر النوعين من إستطالة الشريط.

    • الأمر يتعلق بانزيمين مختلفين، الهيليكاز تفصل شريطي الـ ADN، بينما الـ ADN بوليميراز تعمل على بلمرة النكليوتيدات. كل ما في الأمر أن هناك بعض الأساتذة يفضلون عدم الإشارة إلى الهيليكاز بغرض تبسيط الدرس على التلاميذ.

  3. اطيب الله مسائكم اخوتي
    لآول مرة ازور الموقع عندما كنت ابحث واغوص في عالم العلوم المشوق الذي اعشقه كثيرا
    موقع اعجبني , بوركت اخانا واستاذنا سمير على الشرح المطول والجهد الكبير جعله الله في ميزان حسناتكمــ
    اتمنى وضعـــ موضوعــ يعرف عن ال DNA واهميته لربط المواضيع ببعضها وان كان موجودا مسبقا ارجو ان تفيدوني برابط الموضوعــ
    دمتم في رعآية اللهــ وحفظهــ ♣♥

    • لأن الخلية ستعطي خليتين بعد الإنقسام غير المباشر، لهذا يجب أن تتوفر كل منهما على نسخة من الخبر الوراثي، مما يتطلب مضاعفة الـ ADN خلال طور السكون.

    • الصبغي هو عبارة عن جزيئة ADN، وهذه الجزيئة تبقى متواجدة بشكل دائم في الخلية… الذي يتغير هو شكل هذه الجزيئة : تكون منحلة خلال طور السكون فنسميها الصبغين، وتتكاثف خلال الانقسام غير المباشر مشكلة الصبغيات.

    • هو عبارة عن أنزيم يتدخل خلال الإستطالة المتقطعة حيث يسمح بتشكل قطع الـ ADN الجديدة والتي سترتبط مع بعضها مشكلة الشريط الجديد… أعتقد بالنسبة لمستوى الثانية بكالوريا، يجب فقط معرفة آلية مضاعفة الـ ADN وكيفية حدوثها إضافة الى صنفيها : الإستطالة المتقطعة والإستطالة المتواصلة دون الخوض في تفاصيل بدون فائدة و التي قد تعقد الدرس.

    • نموذج محافظ : هو النموذج الذي تتم من خلاله مضاعفة جزيئة الـ ADN، حيث نحصل على جزيئتين ADN، إحداهما هي الجزيئة الأصلية (غير مُعدّلة)، و الأخرى تكون جديدة.

      نموذج نصف محافظ : هو النموذج الذي تتم من خلاله مضاعفة جزيئة الـ ADN، و ذلك بانفصال شريطي الـ ADN ثم تركيب شريطين جديدين يرتبط كل واحد منهما بشريط قديم. مكنت تجارب العالمية Stahl و Meselson من التأكد من صحة هذا النموذج من المضاعفة.

      نموذج تبددي : يتم الحصول من خلال هذا النموذج، على جزيئتين ADN، تختلفان، حيت تضم كل واحدة منهما قطعا قديمة (للجزيئة الأصلية)، و كذلك قطعا جديدة.

  4. لماذا الاستطالة تكون متصلة من ‘3<—–'5 بالنسبة للشريط الناشئ و غير متصلة '5<——-'3 بالنسبة للشريط الناشئ (بمعنى "لماذا يقوم أنزيم ADN بوليميراز ببلمرة النيكليوتيدات في منحى محدد حسب قطبية شريط الـ ADN " السبب الذي وراء ذلك?? ).
    wakha had soal li tera7at mach dimna al otor al marji3iya d bac mais ila kan momkin jawbni 7it ana matera7atach had soal 3abatan, o ila kan momkin T jawbni fi assra3 wa9at et mrc osstad.

    <<<>>>

    • يمكنك الإعتماد على المعلومات في الفقرة أعلاه وصياغتها على شكل نص ملخص. حاليا النصوص العلمية غير متوفرة، تم وضع الدروس على شكل أنشطة.

  5. لماذا يتضاعف الخبر الوراثي ؟ وهل يحدث هذا التضاعف بشكل دوري ؟ اذا كان نعم فهل هذا يعني ان خلايانا تتضاعف باستمرار ؟
    كما اريد ان اعرف هل كل خلية من خلايانا تحتوي على 46 صبغي؟
    وجزاكم الله خيرا .

    • يتضاعف الخبر الوراثي لكون الخلايا سوف تنقسم، وهذا الأمر يتطلب مضاعفة جزيئة الـ ADN، لكي تأخذ كل خلية نسخة من الخبر الوراثي… هذا التضاعف يتم بشكل دوري، حيث يتم خلال مرحلة السكون، وعند إنقسام الخلية، تدخل من جديد الخليتان الناتجتان في مرحلة سكون أخرى وهكذا. بطبيعة الحال، الخلايا تتجدد باستمرار، باستثناء الخلايا العصبية.
      بالنسبة لخلايا الإنسان فكلها تتوفر على 46 صبغي باستثناء الأمشاج التي تتوفر فقط على 23 صبغي لكونها أحادية الصيغة الصبغية.

أترك ردا