من الجين الى البروتين

من الجين إلى البروتين:
- ما هي الجينات؟
هي عبارة عن مقاطع محددة في الكروموسوم ذات تسلسل معين في القواعد النيتروجينية في DNA.
- يؤدي التنوع الجيني الى التنوع بين الكائنات الحية وبالتالي الى تنوع في البروتينات التي ينتجها والتي تعطيها الصفات الوظيفية والشكلية.
- اعتمد العلماء في دراستهم للجينات على الخلية البكتيرية، لماذا؟
1- سهولة ترتيبها. 2- سرعة نموها.
3- تحتوي على كمية قليلة من DNA بالمقارنة بالخلايا حقيقية النوى (كروموسوم واحد حلقي يحتوي على 4000 جين ).
2-1 الشيفرة الوراثية:
- تتحدد الشيفرة الوراثية بتسلسل القواعد النيتروجينية في DNA.
- عدد الحموض الامينية المألوفة 20 نوعاً، ترتبط معا بروابط ببتيدية تشكل سلاسل طويلة من البروتين.
- ما هو اقل عدد يلزم من النيوكليوتيدات لتشفير حمض أميني واحد؟
ثلاثة نيوكليوتيدات.
- من اين اتى هذا العدد؟
لو فرضنا ان كل نيوكليوتيد يشفر حمضا امينيا واحداُ فإن عدد الحموض الأمينية سيكون 4 حموض أمينية حسب المعادلة : 41= 4 ، في حال فرضنا ان كل نيوكليوتيدين يشفران حـمضا امينيا فسيكون العدد هو 42= 16 في حال فرضنا ان كل 3 نيوكليوتيدات يشفر حمضا امينياً فسيكون العدد 43 =64 حمض اميني وهذا هو المطلوب وهو يشبه في ذلك عمل المرادفات في اللغة العربية.
- ماذا تسمى الشيفرات التي لا تشفر حمض أميني؟
كودونات ايقاف مثل UAA,UAG,UGA . وهي تمثل كودونات ترمز إلى انهاء سلسلة عديد الببتيد.
- ماذا تسمى الثلاثية التي تشفر حمض الميثونين؟
هي عبارة عن كودون البدء حيث يعتبر إشارة البدء لعملية الترجمة هو AUG .
- ما هو الكودون؟
هو عبارة عن ثلاثة نيوكليوتيدات تكون موجودة على شريط mRNA وكل كودون يشفر حمضاً أمينياً واحداَ.
ملاحظة : الجينات خاصة بالـ DNA بينما الكودون خاص بالـ mRNA .
- كم يبلغ عدد الكودونات؟.
هو 64 كودونا بعضاه يشفر أكثر من حمض أميني واحد، وبعضها لا يشفر أي حمض أميني مثل كودونات الايقاف وبعضها يشفر حمض اميني واحد مثل كودون البدء.
- علل: هناك أحماض أمينية تشفر بأكثر من كودون؟
هذا يشبه في اللغة العربية المرادفات وهو يؤدي إلى زيادة سرعة عملية تشفير البروتين في عملية الترجمة.

2-2 بناء البروتين:
- تتضمن عملية بناء البروتين عمليتين أساسيتين، ما هما؟
1- عملية نسخ من DNA إلى mRNA .
2- عملية الترجمة من RNA إلى بروتين.

1- نسخ الشيفرة الوراثية:
- كيف تتم عملية النسخ؟
1- يتم نسخ RNA من DNA .
2- تعمل احدى سلسلتي DNA كقالب حيث ينسخ منها سلسلة RNA الرسول (mRNA).
- ما هي القواعد النيتروجينية الموجودة في كل من DNA و RNA ؟
DNA: أدينين (A)، ثايمين (T)، بينهما رابطتين هيدروجينيتين.
غوانين (G)، سايتوسين (C) ، بينهما ثلاث روابط هيدروجينية.
RNA: أدينين (A)، يوراسيل (U).
غوانين (G)، سايتوسين (C) ، حيث يحل اليوراسيل مكان الثايمين.
مثال:

DNA (1) TAC GCA TTA
(2) ATG CGT AAT
mRNA AUG CGU AAU
tRNA UAC GCA UUA
ملاحظة : في حال وجود كودون إيقاف في سلسلة mRNA فإن كل الكودونات التي توجد بعد كودون الإيقاف لا يتم ترجمتها في سلسلة tRNA .
نلاحظ من المثال السابق ما يلي :
أن سلسلة الـ mRNA التي تم نسخها تكون مشابه للسلسلة المتممة في الـ DNA مع اختلاف بين القاعدة الثايمين واليوراسيل أي أنه بدل الثايمين نضع يوراسيل .
بينما سلسلة الـ tRNA تكون مشابه لسلسلة الـ DNA القالب مع أختلاف بين القاعدة الثايمين واليوراسيل أي أنه بدل الثايمين نضع يوراسيل .


- أذكر اهم 3 أنواع من RNA التي تنسخ من قبل DNA ؟
1- RNA الرسول (mRNA).
2- RNA الناقل (tRNA).
3- RNA الرايبوسومي (rRNA).

RNA الرسول (mRNA):
- سلسلة مفردة تحمل المعلومات الخاصة لصنع البروتين
- ينتقل من النواة الى الرايبوسومات في السيتوسول.
- يعمل كقالب لصنع البروتين.
RNA الناقل (tRNA):
- عرف tRNA؟
هو عبارة عن شريط كفرد يلتف حول نفسه ليكون أربع حلقات تحتوي الحلقة الثانية فيه على كودون مضاد.
- ما هو الكودون المضاد؟
هو كودون يتكون من ثلاث نيوكليوتيدات يكون موجود في الحلقة الثانية من tRNA بحيث يكون متمم للكودون الموجود على mRNA.
- أين يرتبط الحمض الأميني في tRNA؟
موقع ارتباط الحمض الاميني يكون مقابل لحلقة الكودون المضاد حيث يرتبط بمساعدة انزيم , حيث انه لكل حمض أميني انزيم خاص لربطه مع الناقل له.
- كم عدد أنواع جزيئات tRNA ؟
32 جزيء مختلف من tRNA تقوم بنقل الحموض الأمينية حيث أن كل حمض اميني له جزيء tRNA خاص به .
- ما هي وظيفة tRNA؟
يقوم بربط الحموض الامينية من السيتوسول إلى الرايبوسوم.
RNA الرايبوسومي (rRNA):
- هو عبارة عن شريط RNA ي