آليات تركيب البروتين عند الخلية الحية

 

آليات تركيب البروتين عند الخلية الحية

التذكير بمكتسبات السنة ثانية حول علاقة النمط الوراثي بالنمط الظاهري، مقر تواجد الـ ADN وبنيته

تم في السنة ثانية ثانوي التطرق إلى علاقة النمط الوراثي بالنمط الظاهري في مثال مرض فقر الدم المنجلي.

فقر الدم المنجلي هو مرض وراثي يتسبب في نقص حاد في عدد الكريات الحمراء، فعند فحص عينات من دم المريض بالمجهر الضوئي تبدو الكريات الحمراء بشكلين مختلفين، كريات حمراء على شكل قرص مضغوط الجهتين (مثلما هو الحال عند الشخص السليم)، وكريات حمراء على شكل منجل أو هلال وهذا هو سبب تسمية المرض بفقر الدم المنجلي.

يتبين من خلال حركة الكريات الحمراء في الشعيرات الدموية أن الكريات الحمراء العادية تنتقل بسهولة لأنها مرنة فلا تعلق، على عكس الكريات الحمراء المنجلية التي تكون صلبة فتعلق في الشعيرات الدموية الضيقة مسببة انسداد الأوعية الدموية وأيضا تكون سهلة التحطم.

ما الذي يجعل الهيموغلوبين في الكريات الحمراء المنجلية على شكل ألياف وليس منحل مثل الهيموغلوبين في الكريات الحمراء العادية؟

تحدث عند الشخص المصاب بفقر الدم المنجلي طفرة استبدال في مورثة السلسلة بيتا للهيموغلوبين، حيث يستبدل الحرف A بالحرف T مما يؤدي إلى تغير الحمض الأميني في السلسلة بيتا للهيموغلوبين حيث يصبح الفالين Val عوض الغلوتاميك Glu.

 

هذا التغيير سيجعل الهيموغلوبين على شكل ألياف التي تضغط على الكرية الحمراء فتجبرها على التطاول والانحناء كالهلال أو المنجل.

 

يبين مثال فقر الدم المنجلي أن تتابع نكليوتيدات المورثة (النمط الوراثي) يتحكم في تتابع الأحماض الأمينية في البروتين.

استنتج مقر تركيب البروتين باستغلال الوثيقة (2) صفحة 12 

الوثيقة 2 ص 12

استعملت في هذه التجربة خلية عنقودية للبنكرياس، وهي خلية ذات تركيب مكثف للبروتين لأنها تركب الإنزيمات الهاضمة وتفرزها في المعي الدقيق عبر القناة البنكرياسية، تحضن الخلية العنقودية في وسط به أحماض أمينية مشعة.

 

تعتبر الأحماض الأمينية الوحدات البنائية لتركيب البروتين ويضاف إليها الإشعاع لتتبع مسارها ومعرفة مكان تواجدها.

 

في هذه الوثيقة تظهر بقع الإشعاع في جزء من الهيولى تمثل البرويتنات المصنعة.

 

ومنه فالبروتين يتم تركيبه في هيولى الخلايا.

إشرح كيفية انتقال المعلومة الوراثية من النواة إلى الهيولى باستغلال الوثيقة (2) صفحة 25 و الوثيقة (3) صفحة 13 والوثيقة (4) صفحة 14.

الوثيقة (2) صفحة 25

تظهر 4 أشرطة سواء خارج فترات تركيب البروتين أو أثناءها، شريطين قرب الفوهة وشريطين قرب القاع، وهناك شريط يظهر في منتصف الأنبوب أثناء تركيب البروتين ولا يظهر في الأنبوب خارج فترات تركيب البروتين.

 

سواء كانت الخلية أثناء أو خارج فترات تركيب البروتين تظهر 4 ذروات وهي 1، 2، 3 و4 أما الذروة 5 فتظهر اثناء تركيب البروتين بينما تختفي خارج فترات تركيب البروتين.

 

نستنتج أن هناك نوع من الـ ARN يظهر فقط أثناء تركيب البروتين.

الوثيقة (3) صفحة 13   

في المجموعة الأولى تظهر ذروة واحدة للهيموغلوبين.

في المجموعة الثانية تظهر ذروتين تمثل البروتينات الخاصة بالخلايا البيضية للضفدع.

في المجموعة الثالثة التي حقنت بالـ ARN المستخلص من المجموعة الأولى تظهر ذروتين تمثل البروتينات الخاصة بها وذروة تمثل الهيموغلوبين.

 

نستنتج أن الـ ARN يحمل معلومة تركيب الهيموغلوبين (البروتين)

الوثيقة (4) صفحة 14

بعد فترة قصيرة يظهر إشعاع اليوراسيل في النواة وبعد فترة أطول يختفي من النواة وينتشر في الهيولى.

 

نستنتج أن الـ ARN يركب في النواة ويخرج منها إلى الهيولى

إذن الـ ARN الذي يظهر فقط في فترات تركيب البروتين، ويُركَّب في النواة ثم ينتقل إلى الهيولى حاملا معلومة تركيب البروتين هو الجزيئة التي تلعب دور الوسيط بين النواة والهيولى.

يسمى هذا النوع من الـ ARN بالرسول ARNm.

تحديد التركيب الكيميائيوبنية  الـ ARN بالاعتماد على الوثيقة 5 ص 14 والوثيقة 6 ص 15

الوثيقة 5 ص 14

 

يتكون الـ ARNm من ثلاث مكونات:

سكر الريبوز العادي C5H10O5

حمض الفوسفور H3PO4

أربع أنواع من القواعد الآزوتية أدنين A، سيتوزين C، غوانين G، يوراسيل U

الوثيقة 6 ص 15

تتسبب الإماهة الجزئية لجزيئ الـ ARN باستعمال الإنزيمات المتخصصة RNase في تفكيك الروابط بين وحدات تدعى النكليوتيدات الريبية.

 

تسمى هاته الروابط بالروابط الإستر فوسفاتية.

 

بعد الإماهة الجزئية نتحصل على 4 أنواع من النكليوتيدات الريبية هي نكليوتيدة الأدينوزين أحادي الفسفات، نكليوتيدة السيتيدينأحادي الفسفات، نكليوتيدة الغوانوزين أحادي الفسفات ونكليوتيدة اليوريدين أحادي الفسفات.

 

الملفت أن جزيئ الـ ARNm يتكون من سلسلة واحدة على العكس الـ ADN الذي يتكون من سلسلتين متقابلتين ومرتبطتين بروابط هيدروجينية.

تعديل المقال