مفهوم الرمز الوراثي - فضاء علوم الحياة و الأرض

مفهوم الرمز الوراثي

يساهم الـ ARNm في عملية تركيب البروتينات، بعد نسخه للخبر الوراثي المتواجد على مستوى الـ ADN. كل تغيير على مستوى الـ ADN، ينتج عنه تغيير في الـ ARNm المنسوخ، و كذلك على مستوى سلسلة الأحماض الأمينية الناتجة، مما يدل على أن هناك علاقة بين تسلسل النيكليوتيدات في الـ ARNm، و سلسلة الأحماض الأمينية.

للكشف عن العلاقة بين جزيئة الـ ARNm و سلسلة الأحماض الأمينية المُشكَّلة، قام العالم Nirenberg سنة 1961، بمساعدة مجموعة من الباحثين، بعدة تجارب، نلخصها فيما يلي :

  • تم تحضير مستخلص بكتيري، يحتوي على جميع المواد الضرورية لتركيب البروتينات، تمت إزالة كل من الـ ADN و الـ ARNm منه، باستعمال أنزيمات ADNase و ARNase.
  • تمت إضافة جزيئة ARNm اصطناعية، مكونة من فقط من نيكليوتيدات ذات القاعدة الآزوتية الأوراسيل (Poly U)، ثم قام بتحديد عديد البيبتيد الناتج بإنجاز تقنية النبذ.
  • تم إجراء نفس العملية بالنسبة لـ ARNm مكون من نيكليوتيدات متشابهة (Poly C و Poly A).

تمثل الوثيقة أسفله، مراحل هذه التجربة و نتائجها.

تجربة Nirenberg (1961)

عند إضافة ARNm إصطناعي يتوفر فقط على قاعدة الأوراسيل إلى المستخلص البكتيري، يُلاحظ أن عديد البيبتيد الناتج، يتكون من تسلسل نفس الأحماض الأمينية : الفنيل ألنين (Phe). تسلسل السيتوزين في الـ ARNm، يعطي تسلسل الأحماض الأمينية البرولين (Pro)، أما تسلسل الأدينين، فيعطي تسلسل الأحماض الأمينية الليزين (Lys).

  • نستنتج من هذه المعطيات، أن تسلسل النيكليوتيدات على مستوى الـ ARNm، يتحكم في تسلسل الأحماض الأمينية المُشكلة للبروتينات.

يتبين من خلال المعطيات السابقة أن النيكليوتيدات، تسلسلها و طبيعتها، تتحكم في سلسلة الأحماض الأمينية للبروتين الناتج، لكن عدد النيكليوتيدات يساوي 4 فقط مقابل 20 حمض أميني مختلف، مما يفرض توفر أكثر من نيكليوتيد على مستوى الـ ARNm، لإعطاء حمض أميني واحد.

بما أن البروتينات تتركب انطلاقا من العشرين حمض أميني المختلف، يجب أن تتواجد على الأقل 20 “كلمة رمز” في متتالية الـ ARNm، هذه الأخيرة تحتوي فقط على تسلسل أربعة نيكليوتيدات (A و C و G و U) :

  • إذا اعتبرنا أن كل حمض أميني، يُرمز له من طرف نيكليوتيد واحد من الـ ARNm، سنحصل فقط على 4 احتمالات أحماض أمينية مختلفة، و هذا غير كافي لإعطاء 20 حمض أميني، إذن فعدد النيكليوتيدات يجب ان يكون أكبر.
  • إذا اعتبرنا أن كل حمض أميني، يُرمز له من طرف نيكليوتيدين من الـ ARNm، سنحصل على 16 احتمالا فقط لأحماض أمينية مختلفة (16 = 4 × 4 = 42)، و بالتالي فعدد النيكليوتيدات أكبر.
  • أما إذا كان عدد النيكليوتيدات الرامزة لكل حمض أميني يساوي 3، فإن احتمالات الأحماض الأمينية المختلفة سيساوي 64 احتمال (64 = 4 × 4 × 4 = 43)، وهو عدد كافي لإنتاج الـ 20 حمض أميني.
  • يتبين مما سبق، أن كل حمض أميني، يتحكم فيه تسلسل ثلاث نيكليوتيدات من الـ ARNm (هذا ما أثبتته الدراسات)، و تسمى هذه النيكليوتيدات الثلاث بالوحدات الرمزية Codons.

إذن، فـ “الكلمات الرمز” على مستوى الـ ARNm، ما هي إلا ثلاثي نيكليوتيدات تسمى بالوحدات الرمزية، حيث أن كل وحدة رمزية يمكن أن تتحكم في إنتاج حمض أميني معين.

بما أن عدد الوحدات الرمزية (64) يفوق عدد الأحماض الأمينية الموجودة (20)، يتبين لنا ان هناك عدة وحدات رمزية ترمز إلى حمض أميني واحد (ظاهرة التكرار).
كشفت الدراسات عن وجود 61 وحدة رمزية ترمز إلى مختلف الأحماض الأمينية العشرين، بينما الثلاث وحدات رمزية المتبقية، فلا تشير إلى أي حمض أميني، لكنها في المقابل تعتبر وحدات بدون معنى Non Sens، لكونها تدل على نهاية أو توقف تركيب البروتين.

يسمى نظام التطابق بين الوحدات الرمزية التي يحملها ARNm، و بين الأحماض الامينية التي ترمز لها، بالرمز الوراثي Code Génétique، و يلخص الجدول أسفله، الأحماض الأمينية المقابلة لكل وحدة رمزية.

جدول الرمز الوراثي (تقابل الوحدات الرمزية للـ ARNm مع الأحماض الأمينية)


شارك الموضوع

نبذة عن الكاتب

أستاذ الثانوي التأهيلي في مادة علوم الحياة والأرض، يزاول التدريس حاليا بالثانوية التأهيلية إبن خلدون بتيط مليل (نيابة مديونة). 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

28 تعليق في ”مفهوم الرمز الوراثي“

    • سمير أيوبي
      يوم

      هو عبارة عن جزيئة مُشكّلة من سكر ريبوزي، إحدى القواعد الآزوتية، ثم حمض فوسفوري. و تعتبر الوحدة الأساسية لجزيئتي الـ ADN و الـ ARN. عندما يتعلق الأمر بجزيئة الـ ADN، يفتقر السكر الريبوزي لذرة أكسيجين واحدة، فيسمى سكر ريبوزي ناقص الأكسجين.

  1. جزاك الله خير الجزاء و جعل كل ما قدّمته و ما تقدّمه في مجال التربية و التعليم و حاصة في مادة علوم الحياة و الأرض في ميزان الحسنات.

  2. betterfly koka
    يوم

    بارك الله فيك لقد اعجبني شرحك للدرس.استفدت منه وارجو ان تواصل في افادتنا .وانا هذا العام ساجتاز امتحان الباكالوريا ان شاء الله.
    وشكرا

  3. شكرا جزيلا الان فهمت. المرجو من سيادتكم وضع نماذج للفروض مع التصحيح اذا كان ممكن جعله الله في ميزان حسناتكم كلمات الشكر قليلة في حقك أستاذ

  4. السلام عليكم استاذ اريد ان اسئلك على طريقة حساب عدد نيكليوتيدات ARNm المشرف على تركيب سلسلة بروتينيةكاملة و شكرا و جزاك الله خيرا انشاء الله

    • في الواقع لم أفهم السؤال جيدا، إذا كنت تتوفرين على سلسلة أحماض أمينية وتريدين عدد نيكليوتيدات الـ ARNm المسؤول عنها، يجب ضرب عدد الأحماض الأمينية في ثلاثة، إذا كان هذا هو المطلوب والله أعلم !

    • هي استبدال نكليوتيد بنكليوتيد أخر بحيت لا يأتر هذا الاستبدال على الحمض الأميني المعني وبالتالي عدم تأتر متتالية الأحماض الأمينية ككل ..، لهذا تسمى هذه الطفرة بالصامتة.

أترك ردا