أنواع البروتينات
- تتكون البروتينات من الأحماض الأمنية (20 نوعًا من الأحماض النووية).
- يتكون كل حمض أميني من مجموعة كربوكسيل COOH ومجموعة أمين يرتبطان بأول ذرة كربون وترتبط ذرة هيدروجين بذرة الكربون وتتصل بذرة الكربون مجموعة الكيل (R) عدا الحمض الأميني "الجلايسين" يحتوي ذرة هيدروجين بدلاً من مجموعة الالكيل.
- ترتبط الأحماض الأمينية ببعضها في وجود إنزيمات خاصة في تفاعل نازع للماء بروابط يبتيدية لتكوين بوليمر عديد البيتيد الذي يكون البروتين.
- يرجع الفروق بين الروتينات المختلفة إلى اختلاف أعداد- وأنواع وترتيب الأحماض الأمينية في البوليمرات. وكذلك عدد البوليمرات التي تدخل في بناء البروتين.
الأحماض النووية الريبوزية RNA
- شريط RNA مفرد يتكون من وحدات "نيوكليوتيدات"
- تتكون كل نيوكليوتيدة من:-
o جزئ سكر خماسي الكربون يسمى الريبوز.
o مجموعة فوسفات تتصل بذرة الكربون (5) لجزئ السكر.
o قاعدة نتيروجينية تتصل بذرة الكربون (1) لجزئ السكر.
والقواعد النيتروجينية هي أدينين (A)- جوانين (G)- سيتوزين (C)- يواسيل (U)
o قد يزدوج RNA في بعض أجزائه.
o لكي يتكون الهيكل سكر فوسفات، ترتبط مجموعة الفوسفات لكل نيكليوتيدة بذرة الكربون رقم (3) للنيوكليوتيدة التي تسبقها.
أنواع RNA
1- RNA الرسول (m-RNA)
- ينسخ RNA من أحد شريطي DNA بواسطة أنزيم بلمر RNA (RNA-polymerase) من عند تتابع النيكلوتيدات على DNA بسمى المحفز. - ينفصل شريطي DNA عن بعضهما حيث يعمل أحدهما كقالب لبناء m-RNA ويكون القالب في اتجاه فيقوم الأنزيم ببناء m-RNA في اتجاه
o تضاعف DNA يتم في كل DNA بينما نسخ m-RNA يتم في جزء من DNA يمثل جين.
o تضاعف DNA يتم كلا من شريطي DNA بينما m-RNA يتم من خلال شريط DNA واحد فقط ()
o يدل توجيه المحفز على الشريط الذي سينسخ وهو الذي يبدأ بكودون (TAC) على DNA ليتكون على m-RNA كودون AUG.
o يوجد في أوليات النواة أنزيم بلمرة RNA ينسخ كل أنواع RNA الثلاثة أما في حقيقيات النواة فيوججد أنزيم لنسخ كل نوع منها.
o في حقيقيات النواة يتم ترجمة m-RNA إلى البروتين المقابل في أثناء نسخة من DNA، بينما في حقيقيات النواة لا تبدأ الترجمة أي تخليق البروتين المقابل غلا بعد الانتهاء من نسخ m-RNA وخروجه من النواة إلى السيتوبلازم.
- في بداية كل m-RNA يوجد موقع الارتباط بالريبوسوم وهو تتابع للنيوكليوتيدات برتبط بالريبوسوم بحيث يصبح أول كودون AUG متجهًا لأعلى.
- في نهاية m-RNA يوجد ذيل عديد الادينين (يتكون من حوالي 200 أدينوزين) يعمل هذا الذيل لحماية m-RNA من التحلل في السيتوبلازم بواسطة اأنزيمات الموجودة فيه.
1- RNA الرسول (m-RNA)
- ينسخ RNA من أحد شريطي DNA بواسطة أنزيم بلمر RNA (RNA-polymerase) من عند تتابع النيكلوتيدات على DNA بسمى المحفز. - ينفصل شريطي DNA عن بعضهما حيث يعمل أحدهما كقالب لبناء m-RNA ويكون القالب في اتجاه فيقوم الأنزيم ببناء m-RNA في اتجاه
o تضاعف DNA يتم في كل DNA بينما نسخ m-RNA يتم في جزء من DNA يمثل جين.
o تضاعف DNA يتم كلا من شريطي DNA بينما m-RNA يتم من خلال شريط DNA واحد فقط ()
o يدل توجيه المحفز على الشريط الذي سينسخ وهو الذي يبدأ بكودون (TAC) على DNA ليتكون على m-RNA كودون AUG.
o يوجد في أوليات النواة أنزيم بلمرة RNA ينسخ كل أنواع RNA الثلاثة أما في حقيقيات النواة فيوججد أنزيم لنسخ كل نوع منها.
o في حقيقيات النواة يتم ترجمة m-RNA إلى البروتين المقابل في أثناء نسخة من DNA، بينما في حقيقيات النواة لا تبدأ الترجمة أي تخليق البروتين المقابل غلا بعد الانتهاء من نسخ m-RNA وخروجه من النواة إلى السيتوبلازم.
- في بداية كل m-RNA يوجد موقع الارتباط بالريبوسوم وهو تتابع للنيوكليوتيدات برتبط بالريبوسوم بحيث يصبح أول كودون AUG متجهًا لأعلى.
- في نهاية m-RNA يوجد ذيل عديد الادينين (يتكون من حوالي 200 أدينوزين) يعمل هذا الذيل لحماية m-RNA من التحلل في السيتوبلازم بواسطة اأنزيمات الموجودة فيه.
2- RNA الريبوسومي (r-RNA)
- يدخل في تكوين الريبوسومات (أماكن بناء الروتين في الخلية) عدة أنواع من r-RNA وحوالي 70 نوعًا من عديد الببتيد.
- يتم بناء الريبوسومات في النوية ويكون بالآلاف كل ساعة ويكون معدل الإنتاج سريعًا لاحتواء DNA في حقيقيات النواة على ما يزيد من 600 نسخة من حينات إنتاج r-RNA.
- يدخل في بناء الريبوسومات 4 أنواع من r-RNA.
- يتكون الريبوسوم من تحت وحدتين أحدهما كبيرة والأخرى صغيرة.
- تكون تحت الوحدتين منفصلين في حالة عدم إنتاج البروتين وترتبط كل تحت وحدة كبيرة بتحت وحدة صغيرة عند بدء تكوين البروتين.
- يتم بناء البروتينات التي تدخل في تركيب الريبوسومات في السيتوبلازم ثم تنتقل إلى النواة عبر الغشاء النووي المثقب حيث تتكون الريبوسومات.
- أثناء إنتاج البروتين يحدث تداخل بين m-RNA و r-RNA وطبيعة هذا التداخل غير مفهومة حتى الآن
2- RNA النقل (t-RNA)
- يقوم t-RNA بنقل الأحماض الأمينية إلى الريبوسومات.
- لكل حمض أميني t-RNA ناقل خاص به يقوم بنقله.
- الأحماض الأمينية التي لها أكثر من شفرة يكون لها أكثر من نوع من t-RNA (لذا يكون عدد t-RNA أكثر من عشرين).
- ينسخ t-RNA من جينات على DNA توجد في تجمعات من 7-8 جينات على نفس الجزء من DNA.
- يلتف t-RNA بحيث تكون هناك أجزاء مفردة وأخرى مزدوجة.
- يوجد موقعان على t-RNA لهما دور في تخليق البروتين. o الموقع الأول CCA يوجد عند الطرف وهو الخاص بالارتباط مع الحمض الأميني الخاص به.
o الموقع الآخر هو مقابل الكودون الذي تتزاوج مع قواعد m-RNA بحيث يحدث ارتباط مؤقت بين t-RNA و m-RNA مما يسمح للحمض الأميني المحمول على t-RNA بالدخول في سلسلة عديد البيتيد.
- يقوم t-RNA بنقل الأحماض الأمينية إلى الريبوسومات.
- لكل حمض أميني t-RNA ناقل خاص به يقوم بنقله.
- الأحماض الأمينية التي لها أكثر من شفرة يكون لها أكثر من نوع من t-RNA (لذا يكون عدد t-RNA أكثر من عشرين).
- ينسخ t-RNA من جينات على DNA توجد في تجمعات من 7-8 جينات على نفس الجزء من DNA.
- يلتف t-RNA بحيث تكون هناك أجزاء مفردة وأخرى مزدوجة.
- يوجد موقعان على t-RNA لهما دور في تخليق البروتين. o الموقع الأول CCA يوجد عند الطرف وهو الخاص بالارتباط مع الحمض الأميني الخاص به.
o الموقع الآخر هو مقابل الكودون الذي تتزاوج مع قواعد m-RNA بحيث يحدث ارتباط مؤقت بين t-RNA و m-RNA مما يسمح للحمض الأميني المحمول على t-RNA بالدخول في سلسلة عديد البيتيد.
الشفرة الوراثية
- عدد أنواع الأحماض الأمينية 20 نوعًا.
- عدد أنواع النيكلوتيدات التي تدخل في بناء DNA- RNA 4 أنواع.
- هذه النيكلوتيدات هي التي تشكل شفرات الأحماض الأمينية ولذا يجب أن تشكل النيكلوتيدات على الأقل 20 شفرة مختلفة (تدل على الشعرين نوعًا من الأحماض الأمينية).
- إذا اعتبرنا أن كل نيوكليوتيدة تمثل شفرة حمض أميني معين فتكون عدد الشفرات 4 بينما عدد الأحماض الأمينية 20 وهذا لا يصلح.
- إذا اعتبرنا أن كل نيكلوتيدين تمثل شفرة حمض أميني معين فتكون عدد الشفرات 4 2 = 16 بينما عدد الأحماض الأمينية 20 نوعًا وأيضًا هذا لا يصلح.
- أما إذا اعتبرنا أن كل 3 نيكلوتيدات تمثل شفرة حمض أميني معين فتكون عدد الشفرات 4 3 = 64 شفرة.. فهذا يصلح حيث يصبح لكل حمض أميني أكثر من شفرة.
إذًا شفرة الحمض الأميني تتكون من 3 نيوكليوتيدات ويطلق عليها اسم كودون.
إذا الشفرة الوراثية ثلاثية.
- يوجد جدول توجد به شفرات الأحماض الأمينية المحمولة على m-RNA ويمكن من خلالها استنتاج شفرات DNA (التي تتكامل قواعدها مع الشفرات الموجودة في الجدول).
- يلاحظ من الجدول أن الحمض الأميني يمكن أن يكون له أكثر من شفرة.
- يوجد كودونًا لبدء الروتين AUG وثلاثة كودونات توقف بناء البروتين هي UGA, UAA, UAG.
- الشفرة الوراثية عالمية أو عامة؟
أي أن نفس الكودونات تمثل شفرات نفس الأحماض الأمينية في جميع أنواع الكائنات الحية وهذا دليل قوي على أن كل الكائنات الحية نشأت من أسلاف مشتركة.
علل:-
1- الشفرة الوراثية ثلاثية؟
2- الشفرة الوراثية عالمية أو عامة؟
تخليق البروتين
1- يخرج m-RNA من ثقوب الغشاء النووي إلى السيتوبلازم.
2- تتحد وحدة الريبوسوم الصغرى بـ m-RNA من جهة الطرف بحيث يكون أول كودون AUG متجهًا لأعلى.
3- يأتي t-RNA حاملاً حمض الميثونين وترتبط قواعده (مضاد الكودون) مع قواعد AUG على m-RNA وبذلك يصبح الميثونين أول حمض أميني في سلسلة عديد البتيد.
4- ترتبط تحت وحدة الريبوسوم الكبرى بالمركب السابق وعندئذ تبدأ تفاعلات بناء البورتين، ويوجد على الريبوسوم موقعان: موقع الببتيديل (P) يقع عنده AUG الخاص بالميثونين والموقع الأخر يطلق عليه موقع أمينوأسيل (A) ويكون خاليًا من الأحماض الأمينية.
5- يقوم t-RNA بنقل الحمض الأميني الثاني حسب شفرته على m-RNA بحيث يصبح الحمض الأميني الثاني في موقع الامينوأسيل (A) ثم يحدث تفاعل نقل البتيديل ينتج عنه ارتباط الحمض الأميني الأول بالثاني برابطة ببتيديه بمساعدة إنزيم منشط تنتجه وحدة الريبوسوم الكبرى.
6- يترك t-RNA الذي كان يحمل الميثونين موقع الريبوسوم ليلتقط ميثيونيا آخر أما t-RNA الآخر فيحمل الحمضين الأمينين معًا.
7- تتحرك الريبوسوم على امتداد m-RNA بحيث يصبح الموقع A خالي ويصبح الحمض الأميني الثاني أمام الموقع P.
8- يقوم t-RNA آخر بنقل الحمض الأميني الثالث حسب شفرة m-RNA بحيث يصبح هذا الحمض في موقع (A).
- يحدث تفاعل نقل الببتيديل حيث يرتبط الحمض الأميني الثاني بالثالث برابطة ببتيدية.
- ثم تتحرك وحدتا الريبوسم مره أخرى ليصبح الموقع (A) خاليًا ويصبح الحمض الأميني رقم (3) أمام الموقع (P) ويكون t-RNA الأخير حاملاً ثلاث أحماض أمينية.
9- تقف عملية بناء البروتين عندما يصل الريبوسوم إلى كودون الوقف على m-RNA حيث يرتبط بروتين يسمى عامل الإطلاق بكودون الوقف ما يجعل الريبوسوم يترك m-RNA وتنفصل وحدتا الريبوسوم عن بعضهما.
- يتم ترجمة m-RNA إلى الروتين المقابل من خلال عدد من الريبوسومات (يصل إلى مائة) يسمى (عديد الريبوسوم) حيث عندما يبرز الطرف من الريبوسوم حتى ترتبط به وحدة ريبوسم صغرى وتبدأ بدورها في بناء البروتين.
التكنولوجيا الجزيئية "الهندسة الوراثية"
التقدم في علم الجينات أدى إلى:-
1- عزل جين مرغوب فيه وتكوين ملايين النسخ منه باستخدام البكتيريا أو فطر الخميرة.
2- تحليل أي جين لمعرفة تتابعات القواعد النتروجينية عليه.
3- إجراء مقارنة بين جينات نفس الفرد أون جينات أفراد مختلفة.
4- معرفة تتابع الأحماض الأمينية في أي بروتين من خلا لمعرفة تتابع النيوكليوتيدات على الجين.
5- نقل جينات من خلايا إلى خلايا أخرى (نباتية أو حيوانية).
6- تمكن خورانا في عام 1979 من إنتاج جين صناعي وتم إدخاله في خلية بكتيرية.
7- يمكن استخدام DNA الصناعي في تجارب تخليق البروتين.
8- يمكن معرفة أثر استبدال حمض أميني بحمض أميني آخر على وظيفة البروتين.
تقينات التكنولويجا الجزيئية:
- عند رفع درجة حرارة DNA إلى 100 درجة مئوية تنكسر الروابط الهيدروجينية (الموجودة بين القواعد النيتروجينية) وتنفصل إلى شرائط منفردة.
- عند خفض درجة الحرارة تتحد الأشرطة ببعضها لتكوين لولب مزدوج من جديد.
- اي شريطين مفردين من DNA أو RNA يمكنها أن تتزاوج إذا وجد بينهما تتابعات ولو قصيرة من القواعد المتكاملة.
- تتوقف شدة الالتصاق بين الشريطين على درجة التكامل بين القواعد ويمكن قياس شدة الالتصاق بين الشريطين بمقدار الحرارة اللازمة لفصل الشريطين عن بعضهما مرة أخرى.
- كلما كانت درجة الحرارة اللازمة لفصلهما أعلى يكون دليل على شدة الالتصاق وهذا معناه أن هناك تكاملاً أكبر بين القواعد النتروجينية.
تكوين DNA مهجن
1- مزج الأحماض النووية من مصدرين مختلفين (نوعين من الكائنات الحية) ثم رفع درجة الحرارة إلى 100 درجة مئوية- يؤدي ذلك إلى انفصال جزئيات DNA إلى أشرطة مفردة.
2- يتم تبريد المخلوط فيحدث ازدواج القواعد النتروجينية المتكاملة بين لاشرائط المختلفة بوذلك نحصل على DNA مهجن.
DNA المهجن
هو لولب مزدوج يتكون من شريطين أحدهما من كائن والشريط المتكامل معه من كائن آخر.
استخدامات DNA المهجن:-
1- الكشف عن وجود جين معين داخل محتواه الجيني وكميته.
- يتم ذلك عن طريق تكون شريط مفرد من DNA صناعي باستخدام عناصر مشعة (حتى يسهل التعرف عليه بعد ذلك).
- يخلط شريط DNA الصناعي مع جينات المحتوى الجيني.
- يرفع درجة الحرارة إلى 100 درجة مئوية ثم تبرد بهدف الحصول على DNA هجين (أحد شريطين طبيعي والشريط المتكامل معه صناعي مشع).
- في حالة تكوين هذا DNA الهجين يكون دليل على وجود DNA المراد البحث عنه وأيضًا يمكن تحديد كميته.
2- تحديد درجة القرابة بين الكائنات الحية (تحديد العلاقات التطورية بين الأنواع المختلفة):
- نحصل على DNA هجين من نوعين مختلفين من الكائنات ثم نرفع درجة حرارتها كلما كان درجة الحرارة اللازمة لانفصال الشريطين كبيرة دليل على درجة الترابط بينهما.
- إي كلما كانت العلاقات التطورية أقرب بين نوعين كلما تشابه تتابع نيوكليوتيدات DNA بهما وزادت درجة التهجين بينهما.
أنزيمات القصر البكتيرية
- توجد هذه الإنزيمات في سلالات من البتكتيريا (تم فصل ما يقرب من 250 نوعًا من هذه الإنزيمات).
- أمكن التعرف على هذه الإلإنزيمات من ملاحظة بعض البكتيريا مثل بكتيريا أيشرشيا كولاي التي يمكنها أن تقاوم الفيروسات المتطفلة عليها ويرجع ذلك إلى وجود إنزيمات تتعرف على مواقع معينة في DNA الفيروسي وتقطعه عند هذه المواقع وبذلك يصبح DNA الفيروسي قطع عديمة الفائدة.
- أطلق على هذه الإنزيمات اسم "إنزيمات القصر البكتيرية"
لماذا لا تهاجم هذه الإنزيمات DNA الخاص بالبكتيريا نفسها؟
" تقوم البكتيريا بإضافة مجموعات ميثيل إلى النيوكليوتيدات التي تتعرف عليها إنزيمات القصر في DNA البكتيري مما يجعل DNA البكتيري مقاومًا لتأثير هذا الإنزيم وبذلك تحافظ على مادتها الوراثية من التحلل بفعل إنزيمات القصر.
" كل إنزيم من إنزيمات القصر يتعرف على تتابع معين للنيوكليوتيدات مكون من 4 - 7 نيوكليوتيدات ويقطع عند أو بالقرب من موقع التعرف.
" تتابع القواعد النيتروجينية عند موقع القطع يكون هو نفسه على كلا الشريطين عندما يتحرك في الاتجاه .
" لك إنزيم قصر القدرة على قطع جزئ DNA بغض النظر عن مصدره (فيروسي - بكتيري- نباتي- جيواني) ما دام هذا الجزء يحتوي على نسخة أو أكثر من تتابعات التعرف.
" عندما تتعرف إنزيمات القصر على مواقع محددة على DNA فإنها تقطع عندها تاركة أطراف لاصقة.
" تتشابه الأطراف اللاصقة في حالة استخدام نوع إنزيم واحد.
" يمكن الربط بين أجزاء من DNA من خلال الأطراف اللاصقة المتكاملة باستخدام إنزيمات الربط.
" بهذه الطريقة يمكن لصق قطع معينة من DNA بقطع أخرى من DNA آخر.
استنساخ تتابعات DNA
1- عزل DNA المراد استنساخه ومعاملته بإنزيمات قصر معينة يؤدي إلى قطعة تاركة أطراف لاصقة.
2- عزل البلازميد من خلاليا بكتيرية ومعاملته بنفس إنزيمات القصر السابقة (يتعرف على نفس المواقع ويقطع عندها تارك نفس الأطراف اللاصقة).
3- يستخدم إنزيم الربط لكي تتزاوج الأطراف اللاصقة لكل من DNA والبلازميد ويتم إدخاله بعد ذلك إلى الخلية البكتيرية أو خلية خميرة ومع انقسام خلايا البكتيريا تتضاعف البلازميدات.
4- يتم عزل هذه البلازميدات ومعاملتها بنفس إنزيمات القصر السابقة لتقطع عند مواقع الالتحام ويطلق الجين من البلازميد.
5- يتم عزل الجينات عن البلازميدات بالطرد المركزي وبذلك يمكن الحصول على قطع DNA المتماثلة (لتحليلها ومعرفة تتابع النيوكليوتيدات بها أو زرعها في خلايا أخرى).
كيف يمكن الحصول على DNA المراد نسخه؟
يتم بثلاث طرق هي:
أ- بفصل DNA من المحتوى الجيني للخلية:
- يتم ذلك باستخدام إنزيمات القصر.
- يمكن الحصول على ملاين من قطع DNA يتم لصقها مع البلازميدات أو الفاج لمضاعفتها.
ب- من m-RNA كالآتي:-
1- يتم m-RNA من بعض الخلايا النشطة (مثل خلايا البنكرياس).
2- يستخدم m-RNA كقالب لبناء شريط DNA بإنزيم النسخ العكسي (يوجد هذا الإنزيم في الفيروسات التي محتواها الجيني RNA حتى يمكنها تحويل مادتها الوراثية من RNA إلى DNA لكي ترتبط مع DNA لخلية العائل وبذلك تضمن تضاعفها).
3- يتم إزالة m-RNA بتحليله بالإنزيمات.
4- يتم تكوين شريط DNA المتكامل معه بواسطة إنزيم بلمرة DNA فنحصل على DNA لولب مزدوج ثم يتم استنساخه بالخطوات السابق ذكرها.
ج- باستخدام جهاز PCR
- يقوم هذا الجهاز بمضاعفة قطع DNA باستخدام إنزيم (تاك بوليميريز TAQ POLYMERASE). - يعمل هذا الإنزيم عند درجة حرارة مرتفعة. - يمكن باستخدام هذا الجهاز مضافعة قطع DNA آلاف المرات. أهمية DNA معاد الاتحاد (التطبيقات العملية لتكنولوجيا DNA معاد الاتحاد)
1- علاج مرضى السكر (نقص الأنسولين).
- يتم زرع بلازميد يحتوي جين إنتاج الأنسولين داخل خلايا بكتيرية فتصبح البكتيريا منتجة للأنسولين ويتم زرعها في أمعاء الإنسان.
- الأنسولين البشري المصنع بواسطة DNA معاد الاتحاد (في البكتيريا) أفضل لبعض المرضى الذين لا يتحملون الفروق الطفيفة بين الأنسولين البشري والأنسولين المستخلص من بنكرياس المواشي والخنازير وهذه العملية تحتاج إلى وقت وجهد وتكلفة باهظة الثمن.
2- علاد مرضى نقص الانترفيرون:-
- الانتروفيرون:بروتين يتكون داخل خلايا الجسم ويقاوم تضاعف الفيروسات التي محتواها الجيني RNA (مثل فيروس شلل الأطفال أو الأنفلونزا) ويقلل من الإصافة بمرض السرطان.
- في جسم الإنسان تقوم الخلايا المصابة بالفيروس بإنتاج الأنترفيرونات فتعمل بذلك على حماية الخلايا المجاورة لها من مهاجمة الفيروس.
- الانرفيرون البشري المستخلص من خلايا الإنسان نادر الوجود وغالي الثمن لذا تم إنتاج الانرفيرون بواسطة البكتيريا بعد إدخال DNA معاد الاتحاد بها (تم عزل 15 جينا للانترفيرون) ولكن الأنترفيرون المنتج بهذه الطريقة مازالت تقابل صعوبات في التقنية.
3- يستخدم DNA معاد الاتحاد في مجالات متنوعة أخرى مثل:-
" تشخيص الخلل الوراثي قبل أو بعد الميلاد.
" تشخيص الأمراض المعدية (الإلتهاب الكبدي).
" تحضير لقاحات أكثر أمانًا (بتحضير عينة ضعيفة من مسببات الأمراض).
" إنتاج مركبات كيميائية بتسخير بعض الكائنات الدقيقة.
" إنتاج إنزيمات تستخدم في صناعة الألبان (بدلاً من المستخلصة من صغار الماشية).
" التخلص من المخلفات العضوية.
4- تطلعات مستقبلية:-
" إدخال جينات مقاومة لبعض أمراض نباتات المحاصيل وتقاوم نمو الأعشاب الضارة.
" نقل جينات (مسئولة عن تكوين العقد البكتيرية على جذور النباتات القولية) إلى نباتات محاصيل أخرى بهدف الاستفادة من قدرة هذه البكتيريا على تثبيت نتروجين الهواء بدلاً من تسميد التربة.
5- تجارب وأبحاث:-
" تمكن الباحثون من زرع جين من سلالة الدروسوفيلا في جين سلالة أخرى (ذات عيون بنية) فعند نمو الأجنة كانت العيون ذات لون أحمر بدلاً من اللون البني.
" تمكن الباحثون من إدخال جين يحمل شفرة هرمون النمو من فأر من النوع الكبير إلى فئران من النوع الصغير، فنمت هذه الفئران وأصبحت في حجم الفئران الكبيرة، وقد انتقلت هذه الصفة إلى الأجيال التالية.
6- المخاوف من الهندسة الوراثية:-
- إدخال جين مسئول عن إنتاج مواد سامة داخل خلايا بكتيرية وإطلاقها في العالم.
- يعتقد أن هذا الاحتمال ضعيف لأن البكتيريا المستخدمة في هذه التجارب هي ايشيرشيا كولاي تعيش في أمعاء الإنسان.
- السلالات من ايشيرشيا كولاي المستخدمة في التجارب المعملية اصبحت غير قادر ةعلى الحياة إلا في أنابيب الاختبار.
الجينوم البشري
- في 1953 أثبت واطسون وكريك أن الجينات عبارة عن لولب مزدوج من الحمض النووي DNA.
- في 1980 ظهرت فكرة الجينوم وكان عدد الجينات البشرية التي تعرف عليها العلماء حوالي 450 جين.
- في منتصف الثمانينيات تضاعف العدد ثلاث مرات ليصل إلى 1500 جين.
- بعض هذه الجينات كانت المسببة لزيادة الكوليسترول في الدم (أحد أسباب مرض القلب) وبعضها يمهد للإصافبة بالأمراض السرطانية.
- توصل العلماء إلى أن هناك ما بين 60-80 ألف جين في الإنسان موجودة على ثلاثة وعشرين زوجًا من الكروموسومات وتعرف المجموعة الكاملة للجينات باسم الجينوم البشري وقد تم اكتشاف تركيب أكثر من نصف هذه الجينات.
- ترتب الكروموسومات حسب حجمها من 1 إلى 23 ولا يخضع الكروموسوم (×) لهذا الترتيب فهو يلي الكروموسوم السابع في الحجم ولكن يرتب في نهاية الكروموسومات ويحمل رقم (23).
مواقع بعض الجينات على الكروموسوما:
- الكروموسوم رقم (8): يحمل جين البصمة الذي يستدل منه في الكشف عن الجرائم ومرتكبيها وفي اختبارات الأبوة وقضايا النسب (يستخدم في الطب الشرعي).
- الكروموسوم رقم (9): يحمل جينات تحدد فصيلة الدم A-B-O.
- الكروموسوم رقم (11): يحمل عدد من الجينات منها جين مسئول عن تكوين الأنسولين (المنظم لنسبة السكر في الدم) وجين تكوين مادة الهيموجلوبين (التي تدخل في تركيب خلايا الدم الحمراء).
- الكروموسوم رقم (X): يحمل جينات خاصة ببعض الأمراض مثل جين العمى اللوني وجين الهيموفيليا بالغضافة للجينات المسئولة عن تكوين الأعضاء الجنسية الأنثوية.
استخدامات الجينوم البشري:-
1- معرفة الجينات المسببة للأمراض الوراثية الشائعة أو النادرة.
2- معرفة الجينات المسببة لعجز بعض الأعضاء عن أداء وظائف الجسم.
3- الاستفادة من الجينوم في المستقبل في مجال صناعة العقاقير والوصول إلىعقاقير بلا اثار جانبية.
4- دراسة تطور الكائنات الحية من خلال مقارنة الجينوم البشري بغيره من الكائنات الحية الأخرى. تحسين النسل من خلال التعرف على الجينات المرضية في الجنين قبل ولادته والعمل على تحسينها.
5- يمكننا الآن من شعرة أو حيوان منوي أن نحدد بدقة كل إنسان يعيش على الأرض، فيمكن من خلال الجينوم البشري أن نرسم صورة لكل شخص بكل ملامح وجه.
6- شقوط شعرة من رأسك ستفشي كل معلوماتك الوراثية، ويعرف الآخرون من أنت.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق