>
البيولوجيا الجزيئية
الأساس الجزيئى للوراثة
الحمض النووى والمعلومات الوراثية
البيولوجيا الجزيئية :
أحد مجالات العلم الحديث الذى يهتم بدراسة الأساس الجزيئى للوراثة ) أى دراسة الوحدة المسئولة عن الوراثية وهى مادة الـ DNA التى تحمل المعلومات الوراثية وتنقلها من جيل إلى جيل ) وكذلك دراسة كل مايتعلق بها من RNA وتخليق بروتين , وهذا العلم يتقدم بسرعة كبيرة جداً .
➤ الـ DNA هو أعقد جزئ كيميائى فى العالم الحى , موجود فى جميع الأحياء وله أهمية كبيرة لها .
➤ الـ DNA هو مركب عضوى ( ومعنى مركب عضوى أنه يتكون أساساً من عنصر الكربون وتم إكتشافه فى عضو من أعضاء الكائنات الحية ) .
➤ الـ DNA هو جزئ طويل يتحد مع البروتينات لتكوين الصبغى , فطول DNA فى أكبر كروموسوم فى الإنسان وهو الصبغى رقم 1 لو تم فرده هيعطى 85 مم وفيه مايقارب 220 مليون زوج قاعدى .
➤ الـ DNA هو مخزن المعلومات الوراثية الذى ينتقل من خلية لأخرى داخل جسمك عند الإنقسام , والذى ينتقل كذلك منك لإبنك وهكذا لآلاف الأجيال , جزء من تلك المعلومات تخص النوع ككل كجنس الإنسان مثلاً (شكل العين ثابت , مكان الشعر ثابت وهكذا ..... ) وجزء من المعلومات الوراثية تلك يخص الفرد نفسه وتلك التى تجعل لكل فرد شكل وخصائص لاتشبه حتى خصائص أخوه ( غير توأمه المتطابق ) فضلاً عن غيره .
➤ لأن لكل كائن حى DNA مميز له وخاص به يميزه عن غيره يختلف فى عدد وترتيب وأنواع النيوكليوتيدات الداخلة فى تركيبه عن DNA أى فرد آخر فى نفس النوع لذلك يستعمل فى البحث الجنائى للفصل فى قضايا النسب والإدانة والبراءة من التهم فيما يعرف بإسم البصمة الوراثية .
➤ الـ DNA هو سبب إختلاف الشكل من كائن حى لآخر من أفراد نوعه .
➤ الـ DNA هو الخطة الذى خلقها وقدرها الله سبحانه وتعالى داخل خلايا الكائن الحى ( كتاب وصفات الطبخ ) ورتبها ووقتّها بوقت معين ستحدث فيه والذى تحتوى على كيفية صناعة كل البروتينات الضرورية لحياة هذا الكائن لكى ينمو ويتطور على أساسها والبالغ عددها تقريباً 35 ألف نوع بروتين تحتاجه الخلية .فمثلاً :
تحمل الأم الجنين فى بطنها تسعة أشهر ثم فى وقت معين يلفظه رحم الأم عند الولادة , ليخرج متدرب على الرضاعة عندما يقترب منه الثدى , وبعد 6 شهور يبدأ بالجلوس , وبعدها بقليل يبدأ يزحف , وبعدها بقليل يبدأ يمشى على حائط , ثم يمشى وحده , بعد 6 سنين تسقط أسنانه اللبنية لتحل محلها أسنان دائمة , ....... , وعند 15 عام تقريباً وعند البلوغ تحدث تغيرات فى جسمه فى الصوت والأعضاء التناسلية والصدر وظهور الشعر وغيرها , كل تلك الخطوات والمراحل معلوم كيف ومتى تنفذ ؟ , كل تلك الأوامر مسجلة فى شفرة محفوظة فى نواة خلايا كل كائن حى تجعله غير مشابه فى صفاته ولا أفعاله لأى أحد من أفراد جنسه , تلك النواة هى عقل كل خلية والتى تسيطر على جميع أفعالها .
➤ الصفات فى الجسم إما أن تكون وراثية وإما أن تكون غير وراثية ( مكتسبة ) وبالتالى لاتورث ولاتنتقل من جيل لآخر مثل إسمرار الجلد بعد التعرض طويلاً للشمس , وإكتساب عضلات الجسم , وتعلم السباحة والباليه والبدانة وغيرها .
➤ كل الصفات التى تظهر فى الجسم ( بداية من لون العين حتى أدق التراكيب فى الجسم ) أو العمليات الحيوية ( وهى التى يترتب عليها حياة الكائن والقيام بجميع وظائف جسمه ) تعتمد على البروتينات , فلكل عملية حيوية بروتين خلفها وكل بروتين له طريقة تحضير مسجلة على شريط الـ DNA تسمى جين .
فمثلاً :
- نوع الشعر , لون الجلد , شكل الأنف , لون الشعر , طول الرموش , شكل الإبتسامة , إستخدام اليد اليمنى أو اليسرى , شكل شحمة الأذن وإتصالها بالخد , الشعر على الصدر , شكل الذقن ( مستدير أم به شق ), وشكل الوجه , وجود النمش أو عدم وجوده على الوجه , الذكاء , الطول , لون العين بنى أو أزرق أو أسمر أو ... , شكل أصابع اليد والقدم وحجم القدم , ووجود الشعر على سلاميات اليد , وجود وعدم وجود الشعر على الأذن صفة وراثية , القدرة على طى اللسان , الشعر الأبيض فى مقدمة الرأس, نبرة الصوت, الصلع , وجود غمازات على الخد أو عدم وجودها أى الإبهامين سيكون أعلى الآخر بشكل تلقائى وطبيعى عند شبك كفى اليدين معاً وغيرها من الصفات وحتى السلوكيات إلى حد ما يتحكم فى ظهورها بروتينات ويتحكم فى بناء تلك البروتينات الـ DNA .
- الأكتين والميوسين بروتينان يتدخلان فى أداء وظائف عضلات الجسم وتنتجها الخلايا العضلية .
- الأكتين والميوسين بروتينان يتدخلان فى أداء وظائف عضلات الجسم وتنتجها الخلايا العضلية .
- الأجسام المضادة عبارة عن بروتينات تحمى الجسم ضد الكائنات الغريبة المهاجمة له وتنتجها الخلايا البائية البلازمية .
- الإنزيمات الهاضمة فى المعدة عبارة عن بروتينات تنتجها خلايا فى المعدة وتفاعلات الأيض ( البناء والهدم ) تحتاج لنشاط تلك الإنزيمات .
- البروتينات التى تدخل فى تلوين العين تنتجها خلايا فى قزحية العين .- الصبغات مثل الميلانين الذى يدخل فى تكوين لون الجلد والعين والشعرعبارة عن بروتين .
- الهرمونات بوظائفها المتعددة فى الجسم مثل الأنسولين عبارة عن بروتينات طريقة تحضيرها موجود على الـ DNA .
- هرمون النمو عبارة عن بروتين ينتج لتحفيز جسمك على إنماء العظام بشكل أطول وطريقة تحضيره موجود على الـ DNA .
ملاحظات :
- يسمى الـ DNA حمض نووى بسبب وجوده فى نواة خلايا حقيقيات النواة وفى المنطقة النووية فى أوليات النواة .
- يسمى الـ DNA حمض نووى بسبب وجوده فى نواة خلايا حقيقيات النواة وفى المنطقة النووية فى أوليات النواة .
- رغم التشابه العام بين كل البشر , إلا أن هناك إختلافات بسبب إختلاف المعلومات الوراثية المخزّنة فى الـDNA والتى تتحكم فى الصفات الوراثية للفرد , وهذه المعلومات تمثل بوحدات هى الجينات , والجينات محمولة على الـ DNA والـ DNA مع البروتينات يكونات الصبغى الذى يوجد فى نواة الخلية .
- ممكن أن يتحكم فى إظهار صفة أكثر من جين كل منهم موجود على كروموسوم .
- الـ DNA عند كل الكائنات الحية تركيبه واحد ( من نيوكليوتيدات ) لكن تتابع النيوكليوتيدات وترتيبها هو المختلف , هذا الإختلاف قليل بين أفراد النوع الواحد ( بسبب التوزيع العشوائى للصبغيات ) وكبير بين أنواع الكائنات المختلفة .
- معنى التوزيع العشوائى للصبغيات :أن صبغيات الإبن الذى يرثها من أبويه وهى 23 زوج ( 46 كروموسوم ) تنشأ من إتحاد صبغيات الأب ( وهى 23 صبغى فرد أحادى الكروماتيد فى الحيوان المنوى ممكن أن يكون حدث لها عبور أثناء تكوين الأمشاج ) مع صبغيات الأم (وهى 23 صبغى فرد أحادى الكروماتيد فى البويضة ممكن أن يكون حدث لها عبور أثناء تكوين الأمشاج ) .
- الـ DNA فى كل خلايا الجسم متشابه ونفس النسخة بما عليه من جينات بغض النظر عن وظيفة تلك الخلية وماتنتجه من بروتينات ويشبه DNA الذى كان موجود فى البيضة المخصبة ( الزيجوت ) وهى أول خلية فى جسم الكائن قبل بدء الإنقسامات الخلوية , لكن كل خلية تُفعل فيها الجينات المطلوبة لأداء وظيفتها فقط من بين آلاف الجينات ولا تٌصنِع كل البروتينات مثل :
☆ الخلايا التى تنتج الأنسولين ( بيتا ) :يفعل فى DNA الخاص بها جين إنتاج الأنسولين ولايفعل فيها جين إنتاج الهيموجلوبين .
☆ الخلايا البائية البلازمية :
يفعل فى DNA الخاص بها جين إنتاج بروتينات الأجسام المضادة .
☆خلايا نخاع العظام الأحمر :
يفعل فيها جين إنتاج الهيموجلوبين .
☆ الخلايا المكونة لغدة معينة تفرز هرمون معين :
يفعل فى DNA الخاص بها الجينات التى تصف طريقة تحضير وإنتاج هذا الهرمون .
☆ الخلايا التى تفرز إنزيم معين :
يفعل فى DNA الخاص بها الجينات التى تصف طريقة تحضير وإنتاج هذا الإنزيم .
☆ الخلايا العضلية:
يفعل فى DNA الخاص بها الجينات المسئولة عن تكوين الأكتين والميوسين ولا تنتجهم الخلايا العصبية مثلاً .
إذن : الجين مُفعل فى خلية ستنتجه ومعطل فى خلية لا تنتجه .
