شعار موقع الأستاذ أنور التعليمي
موقع الأستاذ أنور التعليمي علم البحرين

مادة الوراثة DNA

معلومات وراثية عن الخلية والإنسان

ما هي مادة الوراثة؟

تساعد معرفة الحروف على تعلم القراءة؛ فهي الشفرة التي تفك أسرار اللغة. لماذا كانت حروف الهجاء من أهم الأمور التي يجب أن تتعلمها عند دخولك المدرسة؟ وكذلك تستعمل الخلية الشفرة المختزنة في مادتها الوراثية، والتي تكون في صورة مركب كيميائي يُسمى الحمض النووي الرايبوزي المنقوص الأكسجين أو DNA.

الـ DNA هو مركب كيميائي يحمل المعلومات اللازمة لنمو المخلوق الحي ووظائفه. عند انقسام الخلية، يتضاعف DNA وينتقل إلى الخلايا الجديدة، مما يضمن حصول كل خلية جديدة على نفس المعلومات الوراثية.

مقدمة عن DNA

عندما تنقسم الخلية يتضاعف DNA، وينتقل إلى الخلايا الجديدة. وبهذه الطريقة تحصل كل خلية جديدة على المعلومات نفسها الموجودة في الخلية الأصلية. ويجب أن تتذكر دائمًا أن كل خلية تتكون في جسمك أو في جسم أي مخلوق حي آخر تحتوي على DNA.

الربط مع التاريخ

اكتشف العلماء منذ منتصف عام 1800م، أن نواة الخلية تحتوي على جزيئات كبيرة أطلقوا عليها اسم الأحماض النووية. وفي عام 1950م تمكن الكيميائيون من معرفة مكونات الحمض النووي DNA، ولكنهم لم يستطيعوا، في حينه، بناء نموذج يصف كيفية ترتيب هذه المكونات لتشكيل جزيء DNA.

الكروموسومات والـ DNA

يتكون كل كروموسوم من سلسلة (خيط طويل من DNA) طويلة ملفوفة حول بروتينات، كالخيط الملفوف حول كرة.

  • DNA موجود داخل نواة الخلية
  • يحمل المعلومات الوراثية للكائن الحي
  • يتضاعف عند انقسام الخلية
  • ينتقل من جيل إلى جيل
تركيب الكروموسوم

شكل 1: الكروموسومات وDNA الموجودة في نواة الخلية

تركيب DNA

تمكن العالمان واتسون وكريك من بناء نموذج للـ DNA، عُرف بنموذج السلم الحلزوني، والذي يتكون جانباه من تعاقب جزيئات السكر (السكر الخماسي المنقوص الأكسجين) ومجموعة الفوسفات، في حين تتكون كل درجة من درجات السلم من زوج محدد (قاعدتين نيتروجينيتين) من القواعد النيتروجينية.

القواعد النيتروجينية

يحتوي الـ DNA على أربعة أنواع من القواعد النيتروجينية، وهي: الأدنين (A)، والجوانين (G)، والسيتوسين (C)، والثايمين (T).

وقد لاحظ العلماء أن كمية السيتوسين في الخلية تساوي دائمًا كمية الجوانين، وكمية الأدنين مساوية لكمية الثايمين، مما جعلهم يفترضون أن القواعد النيتروجينية تكون مرتبطة في أزواج (كل زوجين معًا)، حيث يرتبط الأدنين في السلسلة الأولى مع الثايمين في السلسلة المقابلة، ويرتبط الجوانين مع السيتوسين.

قاعدة الارتباط:

  • الأدنين (A) الثايمين (T)
  • الجوانين (G) السيتوسين (C)
A
T
G
C
C
G
T
A

شكل 2: ارتباط القواعد النيتروجينية المتقابلة في DNA

نشاط تفاعلي: أكمل شريط DNA

قم ببناء الشريط المكمل لشريط DNA المعروض عن طريق اختيار القاعدة الصحيحة لكل موقع.

انقر على المربع الفارغ ثم اختر القاعدة المناسبة من الأسفل.

الشريط المكمل (أكمل الفراغات):

شريط DNA الأصلي:

اختر القاعدة:

A
T
G
C

نسخ DNA (التضاعف)

عندما تتضاعف الكروموسومات قبل الانقسام المتساوي أو المنصف تتضاعف كمية DNA داخل النواة. وقد أظهر نموذج واتسون وكريك كيف يحدث ذلك، حيث تنفصل السلسلتان في DNA إحداهما عن الأخرى، كما في الشكل، يساعد على حدوث ذلك إنزيم معين. ثم ترتبط قواعد نيتروجينية جديدة مع القواعد النيتروجينية الأصلية، فيتكون DNA جديد، يحمل ترتيب القواعد النيتروجينية نفسها في DNA الأصلي.

خطوات تضاعف DNA

  1. يفصل إنزيم معين السلسلتين إحداهما عن الأخرى.
  2. ترتبط قواعد نيتروجينية حرة موجودة في النواة مع القواعد النيتروجينية الأصلية المكشوفة (A مع T، و G مع C).
  3. ينتج جزيئان جديدان متطابقان من DNA، كل جزيء يتكون من سلسلة أصلية وسلسلة جديدة.

تضمن هذه العملية الدقيقة نقل المعلومات الوراثية بأمانة إلى الخلايا الجديدة.

تضاعف DNA

شكل 3: رسم توضيحي لعملية تضاعف DNA.

اختبر معلوماتك

1. ما هو DNA؟

بروتين يوجد في النواة

إنزيم يساعد في هضم الطعام

الحمض النووي الرايبوزي المنقوص الأكسجين

دهون تخزن الطاقة في الخلية

2. أي من القواعد النيتروجينية التالية يرتبط مع الثايمين (T)؟

الأدنين (A)

الجوانين (G)

السيتوسين (C)

أي قاعدة نيتروجينية أخرى

3. أي من القواعد النيتروجينية التالية يرتبط مع الجوانين (G)؟

الأدنين (A)

الثايمين (T)

السيتوسين (C)

الجوانين (G) نفسه

4. ما هي وظيفة DNA الأساسية؟

تخزين الطاقة قصيرة الأمد في الخلية

بناء جدار الخلية

تسريع التفاعلات الكيميائية

تخزين المعلومات الوراثية ونقلها

5. متى تحدث عملية تضاعف (نسخ) DNA في الخلية؟

أثناء عملية التنفس الخلوي

قبل انقسام الخلية

بشكل مستمر طوال حياة الخلية

بعد موت الخلية مباشرة

6. ما هو التسلسل المكمل لشريط DNA التالي: A-T-G-C-C-A ؟

A-T-G-C-C-A
T-A-C-G-G-T
U-A-C-G-G-U
G-C-A-T-T-G

7. إذا كان لديك شريط DNA يحتوي على التسلسل G-G-T-A-C-G، فما هو الشريط المكمل له؟

C-C-A-T-G-C
G-G-T-A-C-G
C-C-U-A-G-C
T-T-C-A-G-T
العودة إلى قائمة الدروس