📚 حل لغز تركيب DNA
المفاهيم الأساسية
التركيب الحلزوني المزدوج لـ DNA: سلم ملتوي، حيث تمثل سلسلتا السكر والفوسفات (الدرابزين) أطرافه، وتمثل أزواج القواعد النيتروجينية (درجات السلم) داخله.
خريطة المفاهيم
```markmap
الوراثة الجزيئية
١٠-١: المادة الوراثية DNA
اكتشافه تطلب العديد من التجارب
#### تجربة جريفيث (1928)
- العالم: فريدريك جريفيث
- البكتيريا: المكورات السبحية الرئوية
- السلالات:
- السلالة الملساء (S): محاطة بغلاف سكري، تسبب التهاب الرئة.
- السلالة الخشنة (R): غير محاطة بغلاف، لا تسبب المرض.
- الملاحظة: إمكانية تحول سلالة إلى أخرى.
- خطوات التجربة:
- خلايا (S) الحية: تقتل الفأر.
- خلايا (R) الحية: لا تقتل الفأر.
- خلايا (S) الميتة: لا تقتل الفأر.
- خليط (R) حية + (S) ميتة: تقتل الفأر.
- الاستنتاج: حدث تحول من البكتيريا الحية (S) إلى البكتيريا الحية (R) بواسطة "عامل محول".
#### تجربة أفرى (1944)
- الهدف: التعرف على الجزء الذي حوّل البكتيريا من السلالة R إلى السلالة S.
- الطريقة: عزل جزيئات كبيرة (DNA، بروتين، دهون) من خلايا (S) الميتة.
- النتيجة: عند تعريض خلايا (R) الحية لجزيئات DNA فقط، تحولت إلى النوع (S).
- الاستنتاج: DNA هو العامل المحول.
#### تجربة هيرشي وتشيس (1952)
- الهدف: تأكيد أن DNA هو المادة الوراثية.
- الكائن المستخدم: فيروس البكتيريا (البكتريوفاج).
- طريقة العمل (العلامات المشعة):
- المجموعة 1: فيروسات مميزة بـ ³²P (يلتصق بالـ DNA فقط).
- النتيجة: وجد الـ DNA المشع داخل البكتيريا، والفيروسات الجديدة كانت مشعة.
- المجموعة 2: فيروسات مميزة بـ ³⁵S (يلتصق بالبروتين فقط).
- النتيجة: لم يُعثر على البروتين المشع داخل البكتيريا، والفيروسات الجديدة لم تكن مشعة.
- الاستنتاج: DNA هو المادة الوراثية التي تُحقن داخل البكتيريا.
تركيب DNA
#### النيوكليوتيدات (الوحدة البنائية)
- سكر رايبوز منقوص الأكسجين
- مجموعة فوسفات
- قاعدة نيتروجينية
- أنواع القواعد النيتروجينية في DNA:
- البيورينات (حلقتان): الأدينين (A)، الجوانين (G).
- البيريميدينات (حلقة واحدة): السايتوسين (C)، الثايمين (T).
#### قاعدة تشارجاف
- العالم: إروين تشارجاف (1940-1950)
- الاكتشاف: في DNA، كمية G ≈ كمية C، وكمية A ≈ كمية T.
#### اكتشاف الشكل الحلزوني المزدوج
- العالمون: ويلكنز، فرانكلين، واتسون، كريك.
- التقنية المستخدمة: تشتت الأشعة السينية.
- الدليل الرئيسي: الصورة رقم 51 (الشكل 6-10) التي أشارت إلى أن DNA جزء مزدوج.
- النموذج المقترح (واتسون وكريك):
- سلسلتان خارجيتان من سكر رايبوز منقوص الأكسجين وفوسفات بشكل متبادل.
- يرتبط السيتوسين (C) والجوانين (G) معاً بروابط هيدروجينية.
- يرتبط الثايمين (T) والأدينين (A) معاً برابطتين هيدروجينيتين.
#### حل لغز التركيب (واتسون وكريك)
- اعتمد على: بيانات تشارجاف وبيانات فرانكلين.
- الوصف: سلم ملتوي.
- الدرابزين (الحماية): سلسلتا السكر والفوسفات.
- درجات السلم: أزواج القواعد النيتروجينية (C-G أو T-A).
- تفسير قاعدة تشارجاف: ارتباط البيورينات (A, G) مع البيريميدينات (T, C) يفسر تساوي كميتهما.
- خاصية التضاعف: تمكن القواعد الأصلية من المشاركة في بناء السلسلة الجديدة.
١٠-٢: تضاعف DNA
يتم بتكوين سلسلة جديدة متممة للسلسلة الأصلية
١٠-٣: DNA، RNA، والبروتين
تنسخ شفرات DNA في صورة RNA
RNA يتحكم في بناء البروتينات
#### نشاط: المطويات
##### الغرض: مقارنة عمليتي النسخ والترجمة
##### خطوات عمل المطوية
- الخطوة 1: طي الورقة أفقياً من المنتصف
- الخطوة 2: طي الورقة من المنتصف مرة أخرى
- الخطوة 3: قص الطبقة العلوية وتسميتها بعنواني "عملية النسخ" و "عملية الترجمة"
##### الاستخدام
- رسم العمليتين تحت كل لسان في المطوية
- شرح العمليتين
١٠-٤: التنظيم الجيني والطفرة
يتم تنظيم التعبير الجيني داخل الخلية
الطفرات يمكن أن تؤثر في هذا التعبير
```
نقاط مهمة
- حل واطسون وكريك لغز تركيب DNA اعتمد بشكل حاسم على بيانات تشارجاف (تساوي البيورينات والبيريميدينات) وبيانات فرانكلين (الصور الإشعاعية).
- يفسر النموذج المقترح (السلم الملتوي) قاعدة تشارجاف، حيث يرتبط البيورين (A أو G) دائماً مع البيريميدين (T أو C) المقابل له.
- هذا النمط من الاقتران التكميلي للقواعد هو الأساس الذي يسمح لجزيء DNA بالتضاعف بدقة.