آلية مضاعفة الـ ADN

الكاتب : سمير أيوبي9160 مشاهدة

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.


  • صف كيف تتطور كمية الـ ADN خلال الدورة الخلوية.
  • أنجز رسوما تخطيطية لمظهر الصبغيات خلال الدورة الخلوية.

  • 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.

بعد اكتشاف العلماء بنية الـ ADN، وبأنه يتضاعف خلال طور السكون، بقي التحدي في تحديد الكيفية التي تتم بها هذه المضاعفة.

تم اقتراح ثلاثة نماذج يمكن أن تتم بها مضاعفة الـ ADN.

تمثل الوثيقة جانبه رسوما تخطيطية للنماذج الثلاثة المقترحة.


 
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.


  • أنجز معللا إجابتك، رسوما لأنابيب الاختبار، توضح كثافة ADN البكتيريات بعد انقسام واحد (G1) في الوسط الذي يضم الآزوت الخفيف 14N، باعتماد النموذجين، المحافظ و نصف المحافظ، المقترحين لكيفية لمضاعفة الـ ADN.
  • باستغلال الرسوم المنجزة، حدد النموذج الذي تتم من خلاله مضاعفة جزيئة الـ ADN.

  • 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.


  • صف من خلال الوثيقة أعلاه، كيف تتم مضاعفة الـ ADN بواسطة 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.
بعد تدخل الهيليكاز، الذي يقوم بفصل شريطي الـ ADN الأصليين، يتدخل أنزيمين ADN بوليميراز، يعملان على تركيب الشريطين الجديدين. بما أن الهيليكاز يتجه في منحى واحد و بما أن شريطي الـ ADN متعاكسا التوازي، فإن أنزيمي الـ ADN بوليميراز سيكون لهما منحيان مختلفان : أحدهما سيكون له نفس منحى الهيليكاز، نتحدث عن استطالة متواصلة. بينما الأنزيم الآخر سيكون له منحى معاكس لمنحى الهيليكاز، نتحدث عن استطالة متقطعة.
  • يضمن الانقسام غير المباشر ثبات عدد و صنف الصبغيات، كمية الـ ADN و تتابع النيكليوتيدات فيه، من الخلية الأم إلى الخليتين البنتين.
  • بما أن الـ ADN هو المادة الوراثية، و بما أنها لا تتغير كما و نوعا خلال الانقسام غير المباشر، فإن الخبر الوراثي ينتقل بدون تغيير من الخلية الأم إلى الخلايا الموالية للانقسام.

المزيد من فقرات الفصل : مفهوم الخبر الوراثي و طبيعته الكيميائية

مناقشة الدرس
13 تعليقات في ”آلية مضاعفة الـ ADN“
  1. abdelmoghit قال:

    موقع جميل ومفيد اتمنى له كامل النجاح والتوفيق

  2. chaimae قال:

    الى كان ممكن انكم تعطيو شرح اكتر تبسيط لالية مضاعفة ADN (النسخ الجزئي) وجزاكم الله الف خير

    • سمير أيوبي قال:

      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.

  3. chaimae قال:

    chokran

  4. soumia قال:

    meeeeeeeeeeerci bcp

  5. مصطفى قال:

    شكرا …. إنه فعلا موقع رائع و جميل

  6. raji yassine قال:

    هناك خطأ في الملحوظة : أحدهما سيكون له نفس منحى انزيم اهيليكاز (و ليس الـ ADN بوليميراز)

  7. lilia قال:

    الشرح مبسط جدا بجد حلو كتير…..بس اللي مافهمتو شو ياللي حصل بالشاهد 2 كيف صارت الكثافة ثقيلة

    • سمير أيوبي قال:

      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.

 

 

أترك تعليقاً           

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *



آلية مضاعفة الـ ADN

شارك على فايسبوك