السلام عليكم ورحمة الله
اقدم لكم تقرير مبسط عن الحمض النووي (DNA )
(سر الحياة DNA )
اسمه الكامل هو :
الحمض النووي السكري خلي الأكسيجين
Deoxyribo Nucleic Acid (DNA،
والحمض أو الحامض النووي بصفة عامة هو جزيء كيميائي أحيائي معقد عالي الوزن الجزيئي.
ويتكون DNA من سلاسل من النيوكليوتايد الذي هو مركب كيميائي يدخل في تركيبه السكر والفوسفات ، ويشكل وحدة البناء في الحامض النووي
والحمض النووي لا يذوب في الماء بينما يذوب في الكحول وفي هيدروكسيد الصوديوم NaOH وفي حمض الهيدروكلوريك HCl.
نبذه عن تاريخ اكتشاف الحمض النووي ( DNA )
اكتشاف وجود الحامض النووي في حد ذاته تم في منتصف القرن التاسع عشر (1800) ، وبدأ الباحثون يرجحون أنه يحمل المعلومات الوراثية في أوائل القرن العشرين حتى بين تركيبه عام 1953 الإنجليزيين جيمس واتسون James Watson وفرانسيس كريك Francis Crick ، والذي حاز أولهما (جيمس واتسون) لهذا الكشف جائزة نوبل في الطب لعام 1962.
من قيام جزيء الحامض النووي بوظيفة توصيل المعلومات الوراثية من جيل لآخر؛ فهو يشكل قاسم مشترك في جميع الخلايا الحية وفي الفيروسات، وتحديداً في أنوية الخلايا ، وهو مزدوج الجديلة (من فرعين مجدولين) في حين أن شقيقه RNA هو مفرد الجديلة.
ولذلك عادة ما يُشار إلى جزيئه بجزيء الوراثة الذي يتراوح بين لون الشعر إلى القابلية للإصابة ببعض الأمراض؛ وأثناء انقسام الخلية يتكرر هذا الحامض منتقلاً إلى الخلية الجديدة الناتجة.
ويرث الإنسان حامضه النووي وخارطته الوراثية من كلا الأبوين؛ غير أن الحامض النووي الذي يأتي من الأم يميز بالتسمية : ميتوكوندريا mitochondria DNA ، ومن اسمه فهو يوجد في سايتوبلازم الخلية لا في نواتها، وهو عديم التغير تقريباً من جيل لجيل على عكس الحامض النووي من نواة الخلية الذي يتغير بنسبة خمسين بالمئة من جيل لجيل؛ ومن ثم فإن الحامض النووي من السيتوبلازم (ميتوكوندريا) هو أداة قوية لتتبع الخط الأموي "النسب إلى الأم" ، وهو يُستخدم بدوره هذا في تتبع العديد من السلالات للوراء عبر مئات الأجيال السابقة.
مكونات الحمض النووي
حمض نووي ذو أربعة أجزاء.
الاحماض النووية مركبة في سلاسل من نوكليوتيدات . والجزء المركزي في النكليوتيد هو جزيء سكر حلقي (في الشكل لونه رمادي : ريبوز) . فإذا قمنا بترقيم ذرات الكربون في هذا السكر في اتجاه دوران الساعة من 1 إلى 5 ، فإننا نجد قاعدة نووية عند C1 (صورة 1: أحمر, أصفر, أخضر ،وأزرق) عبر رابطة غلايكوسيدية . وعند الكربون C3 نجد بقية فوسفات تتبع النكليوتيد اللاحق (أزرق فاتح) ترتبط بمجموعة OH- للسكر مكونة رابطة إسترية. كما ترتبط "بقية فوسفات" أخرى بالسكر عند C5 مكونة ربطة إستر ثنائي الفسفور.
لحمض الفسفوريك الغير مرتبط ثلاثة مجموعات من الاحماض (ثلاثة مجموعات OH- يمكنها فصل الهيدروجين) . ويوجد في الحمض النووي اثنين من تلك الثلاثة مجموعات الحمضية في إستر ولا يمكنها بذلك تحرير هيدروجين آخر.
تنشأ الخاصية الحمضية للحمض النووي من الدالة الثالثة الغير مرتبطة . فيمكنها ان تكون عاطي بروتون أو في خلية يمكنها نزع بروتون (فيصبح الأكسجين في الربطة سالبا الشحنة). وفي حالة تواجده في وسط ذو باهاء 7 ، يكوّن هذا الحمض النووي أنيون كبير بسبب ذرة الأكسجين تلك ذات الشحنة السالبة. وبغرض عزل الأحماض النووية طبقا لأحجامها فيمكن بتسليط مجال كهربائي عليها فتتجه نحو الأنود (القطب الموجب). (أنظر Agarose-Gelelektrophorese).
التركيب الكيميائي للأحماض النووية
تتكون الأحماض النووية DNA و RNA من سلاسل من وحدات كيمائية تسمى بـ النيكلوتيدات، ويتكون كل نيوكلوتيد من ثلاث مكونات رئيسية:
جزيء سكر خماسي (ريبوزي ؛ أو ريبوز منقوص الأكسجين).
مجموعة من الفوسفات.
قاعدة نيتروجينية. وتتكون القواعد نيتروجين|النيتروجينية من:
أ- بيورينات (purines)، وتشمل قاعدتين هما: أدنين A ، غوانين G ، وتتألف كل منها من حلقتين.
ب- بيرمدينات (pyrmidines)، وتشتمل على ثلاث قواعد: ثايمين T ،و سيتوسين C ، و يوراسيل U، ويتألف كل منها من حلقة واحدة. (في الدنا ترتبط T-A و C-G ويشكلون اللولب المزدوج. أما في الرنا فعليه يرتبط اليوراسيل U بدلا من الثايمين T ، ويتشكل لولبا منفردا تتراص عليه A و U و C و G .
و يختلف تركيب النيوكليوتيدات بعضها عن بعض بناء على نوع القاعدة النيتروجينية الموجودة فيها، وجزيء السكر.
آلية تضاعف الحمض النووي DNA
مقدرة الخلايا الحية في الحفاظ على درجة عالية من الدقة في الاستمرار في وظائفها من جيلا لآخر تعتمد على قدرتها على مضاعفة المعلومات الوراثية المخزونة في جزيء الـ DNA، المكون للكروموسوم، ويكون ذلك في الطور البيني قبيل عملية الانقسام وإنتاج خلايا جديدة.
شروط تضاعف جزيء الــ DNA
جزيء DNA الذي تلتزم مضاعفته ليتم إنتاج جزيئات DNA جديدة تحمل نفس المعلومات الوراثية.
كميات كافية من النيوكليوتيدات الأربعة المختلفة التي تدخل في تركيبة (A, G, C, T).
إنزيم التضاعف (إنزيم بلمرة DNA)، إضافة إلى بعض الإنزيمات والبروتينات الأخرى اللازمة لإتمام العملية.
خطوات عملية التضاعف عدل
تنفصل سلسلتا جزيء DNA بعضها عن بعض بشكل تدريجي، نتيجة تكسّر الروابط الهيدروجينية التي تربط القواعد النيتروجينية ببعضها، فتتحول إلى سلاسل أحادية بدءا من نقطة محددة، وينشطر بشكل طولي حتى نهاية السلسلة.
يرتبط إنزيم التضاعف بالسلسلة الأحادية، ويقوم بوضع النيوكليوتيدات - الموجودة في السائل النووي - الواحدة تلو الأخرى بشكل متمم حسب ترتيب القواعد النيتروجينية الموجودة في سلسلة جزيء DNA الذي يتم تضاعفه بحيث يتم وضع نيوكليوتيد T مقابل نيوكليوتيد A، ونيوكليوتيد G مقابل نيوكليوتيد C، وتستمر هذه العملية بتحرك إنزيم التضاعف من نقطة البدأ حتى نهاية السلسلة.
تتم عمليتي تضاعف سلسلتي جزيء DNA في وقت واحد وبنفس السرعة، فينتج من هذه العملية جزيئان كاملان من DNA، يحتوي كل منهما على سلسلة قديمة وأخرى جديدة.
بعد الانتهاء من هذه العملية تقوم بروتينات الهستونات الأصلية والجديدة بالارتباط جميعها بجزيئي DNA، لتكوين الكروموسومات وتكثيفها داخل النواة.
والفيديو يبين اليـة التضاعف
وظيفة الــ DNA
ان الخصائص الوراثيّة في جسم الإنسان تتكوّن من شفرات وراثيّة تعمل على تكوين سلسلة من الجزيئات التي تسمى النيوكلوتايد، ويتكوّن النيوكلوتايد من السكر الريبوزي ناقص الأكسجين، وجذر الفوسفات، ومجموعة بورينات مثل أدنين وغوانين، ومجموعة من البيريميدينات مثل الثايمين والسايتوسين، وفيما يختص بالحمض النووي (DNA) فهو يعمل على تمييز البشر عن بعضهم مثل لون البشرة، ولون الشعر، ولون العيون، وشكل الشخص، ويحتوي الحمض النووي (DNA) على كميّة من البروتينات، كما ويتكوّن من سلسلتين من النيوكليوتيدات التي تلتف حول بعضها بحيث يكون الآدنين وهو عبارة عن النيوكليوتيدات الذي يوجد على السلاسل الخاصّة بالأحماض النووية موجوداً في إحدى السلاسل، أمّا السلسلة الأخرى تحتوي على الثايمين، وعن طريق الروابط الهيدروجينية ترتبط القاعدة الهيدروجينية السايتوسين مع القاعدة الهيدروجينية غوانين، وهذا بدوره يؤدي إلى تشكيل الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين. ورمز (DNA) يعبّر عن اختصار للحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين، ويحتوي الحمض النووي (DNA) على السكر الريبوزي منقوص الأكسجين وقاعدته النيتروجينية تحتوي على الثايمين، ويتكوّن الحمض النووي (DNA) من سلسلة أشرطة مزدوجة، ويعمل الحمض الوراثي (DNA) على تخزين المعلومات الوراثيّة للشخص كونه يعد المكوّن الرئيسي للكروموسومات، وعند حدوث أي تغيير في ترتيب القواعد النيتروجينية المكونة للحمض النووي (DNA) فإنّه يحدث تغيّر في المعلومات الوراثيّة المخزّنة في الحمض النووي، وبالتالي حدوث تغيّرات في الخلايا عند الشخص كما قد يؤدي ذلك إلى حدوث الأمراض الوراثيّة التي تنتقل من الأجداد والآباء إلى الأبناء. ويتم ترجمة المعلومات الوراثيّة التي يحملها الحمض النووي الريبوزي إلى بروتينات في الجينات الوراثيّة، ويتم تحديد تتابع الأحماض الأمينيّة التي توجد في البروتينات عن طريق نسخ جزيئات الدنا ذات الشحنة السالبة وجزيئات الرنا ذات الشحنة الموجبة، ممّا يؤدي إلى تركيب الكروموسومات وتحويلها إلى أحماض أمينيّة. عند تكوّن أنسجة وخلايا جديدة في الجسم وعند حدوث انقسام للخلايا يعمل الحمض النووي الريبوزي على تكرار ونسخ نفسه في تلك الخلايا، ومن خلال وجود إنزيمات الإصلاح في الحمض النووي الريبوزي فإنّه يقدر على إصلاح نفسه بشكل تلقائي، وعندما يتعرّض الحمض الريبوزي إلى إشعاعات قويّة وخطيرة مثل الإشعاعات النووية، والأشعة السينية، والأشعة الفوق بنفسجية فإنّ ذلك يسبّب حدوث اختلالات وتشوّهات في الأحماض النووية، وهذه التشوهات لا تستطيع تلك الأحماض على معالجتها بنفسها، وبالتالي تحدث مضاعفات خطيرة في جسم الشخص مثل حدوث سرطان الأنسجة والطفرات الجينيّة التي تسبّب التشوهات في جسم الشخص.
وقد وتحصل الطفرات وراثيه في الحمض النووي
يؤدي حدوث أي خطأ في ترتيب أو تسلسل القواعد النيتروجينية في جزيء DNA إلى تغيير المعلومات الوراثية، فينتج عن ذلك بما يسمى بالطفرة، كما يؤدي هذا التغير في الخلايا الجسدية إلى خلل لدى الفرد الذي حدث له ذلك التغيير، وفي حالة حصول الطفرة الوراثية في الخلايا الجنسية يصبح بالإمكان نقل هذه الطفرة من جيل لاخر، وذلك يؤدي إلى ظهور الأمراض الوراثية.
عوامل حدوث الطفرة الوراثية عدل
عوامل داخلية: أثناء عملية التضاعف يقوم إنزيم التضاعف بوضع النيوكليوتيدات في غير موضعها الصحيح، وتنتج الطفرة عند عدم قدرة الخلايا على إصلاح كافة الأخطاء الناتجة عن ذلك.
عوامل خارجية: كالإشعاعات المختلفة، وبعض المواد الكيميائية، أو بعض أنواع الفيروسات التي تؤدي إلى إحداث تغيير في تركيب القواعد النيتروجينية لجزيء DNA.
و تكمن خطورة هذه الطفرات عند حصولها في الجينات الموجودة على الكروموسومات، مما يؤدي إلى التأثير على عملها أو إيقاف عملها بشكل تام، فيسبب ذلك حدوث الاختلال في الوظائف المتربطة بهذه الجينات وظهور لعديد من الأمراض.
والفيديو يبين كيفية حصول الطفرات
تحليل الحمض النووي
كلنا سمعنا و شاهدنا و درسنا الحمض النووي , المعرف اختصاراً بال دي أن ايه DNA , فالعديد من الجرائم مرتبط مصير فاعليها بتحليل هذه المادة, و ربما سمعنا ان هناك ختلاف بين زوجين " يحدث بالغرب عادتاً " و ان تحليل ال DNA هو الفيصل في قول القضاء , و حتى فضيحة الرئيس الامريكي الاسبق بيل كلينتون و المعروفة باسم " فضيحة مونيكا " كان لدور تحليل ال DNA قول الفصل .
لنتعرف على ال DNA بشكل مبسط لغير المتخصصين , علينا توضيح ما يتعلق بهذا العلم , و ما هو , و الى ذلك من متعلقات هذا الموضوع .
الحمض النووي هو المادة التي تحكم وراثة الصفات البشرية والحيوانية, كذلك يوجد في النبات , و يعرف اختصارا من الكلمة Deoxyribonucleic acid و المعروف بالعربية باسم الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين , و الذي يحمل المعلومات الوراثية للخلية من جيل لاخر , و بالتالي يسهل علينا تحديد اجداد الشخص من خلال تحليل ال DNA لديه
و تقنية تحليل ال DNA هي تقنية تستخدم من قبل علماء الطب الشرعي للمساعدة في تحديد هوية الأفراد على أساس الحمض النووي الخاص بهم و الذى يتم أخذ عينات منة بعدة طرق سواء عن طريق:
* الشعر
* اللعاب و خلايا الفم
* الأظافر
* الدم
و تعد تقنية التحليل من خلال ال DNA من التقنيات المتطورة نسبياً , و التي ظهرت في العقود الاخيرة للقرن ال 20 , و التي استطاع الانسان بموجبها فهم العديد من النتغيرات من حوله
يبين تحليل الحمض النووي
واصبح الحمض النووي الوسيله الاساسيه للكشف عن الجرائم وملابساتها
أن الاختبار يقوم بالتأكد أن نصف المادة الوراثية للطفل تأتي من الأب . هكذا فقط دون أي توضيح لما تعنيه المادة الوراثية أو كيف يتم تحديد ما إذا كانت آتية من الأب أو غيره. فلتتأمل هذه اللحظات جيداً حيث أنها اللحظات الأخيرة قبل أن ننطلق في جولة مع مثال توضيحي مباشر لاختبار الأبوة توضح لك كيف يتم إجراء هذا الاختبار من الألف للياء، مع مراعاة اكبر قدر من التبسيط الممكن. – إثبات النسب عن طريق تحليل البصمة الوراثية DNA : منذ اكتشف العلماء دور الحمض النووي كوعاء للشفرة الوراثية، بدأ السعي لاستغلال هذا الاكتشاف في تقنيات تحديد النسب وذلك اعتماداً على قاعدة بسيطة تقول: * كل طفل لديه 46 كروموسوم ، 23 من الأب ، و23 من الأم؛ أي أن الطفل يحصل على نصف حمضه النووي من أبيه، والنصف الآخر من أمه. لكن السؤال الأول الذي ظهر هو كيف نحدد نصف الحمض النووي الخاص بالأب و الخاص بالأم ، ومن هنا ظهرت القاعدة الثانية التي تقول : * كل جين موجود في موقع معين من الحمض النووي لدى الطفل يوجد منه نسختين، واحدة من الأب و واحدة من الأم . بعد ذلك بدأت اختبارات النسب بتحاليل بسيطة مثل تحاليل فصائل الدم ، حيث يوجد جينات مسؤولة عنها و بمقارنة فصائل دم الأب و الأم و الطفل ، يمكن التبوء بأبوة شخص من عدمها. لكن هذا الاختبار كان فعال فقط في نفي الأبوة و ليس إثباتها، و ذلك نظراً لوجود مجموعة ضيقة من فصائل الدم لدى البشر، و احتمالات حدوث تشابه بين فصيلة دم شخص و طفل لا تعني بالضرورة أنه أبوه، بينما عدم وجود التشابه الصحيح بين فصيلة الشخص والطفل تؤكد عدم أبوته له. – اختبار الأنساب عن طريق الحمض النووي : مع تقدم الاكتشافات الخاصة الحمض النووي، تمكن العلماء من اكتشاف مواقع في الحمض النووي على الكروموسومات المختلف. هذه المواقع توجد في صورة تتابع تكراري من الوحدات البنائية الخاصة بالحمض النووي، و يختلف من شخص لأخر في طوله – معدل التكرار- . و تتمثل ميزة هذا الاكتشاف في قدرته على تحديد الهوية من خلال : – اكتشاف العلماء حوالي 13 موقع لهذه التتابعات التكرارية . – يوجد نطاق واسع من معدلات التكرار يختلف من شخص لأخر . – يوجد لدى كل شخص نسختين من هذه التتابعات التكرارية . – ينتقل لكل شخص نسخة من هذه التتابعات التكرارية من الأب ، و نسخة من الأم . – المعادلات الرياضية الخاصة باحتمالات اشتراك شخصين في نفس التتابعات الكاملة تشير إلى أن هذا شبه مستحيل من الناحية الإحصائية .
ان شاء الله يعجبكم هذا التقرير البسيط
رد مع اقتباس
المشاركة الأصلية كتبت بواسطة Dheyaa AL-Malki
