الاتجاه Orientation - كتاب الأحياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال س: فسر لماذا سميت نهايتا سلسلتي جزيء DNA بـ '3 و '5 ؟

الإجابة: لأن ذرات الكربون في سكر الديوكسي ريبوز تُرقم من '1 إلى '5؛ فيكون طرف السلسلة الذي ينتهي عند الكربون '5 (وعليه مجموعة فوسفات حرة) هو نهاية '5، والطرف الذي ينتهي عند الكربون '3 (وعليه مجموعة هيدروكسيل OH حرة) هو نهاية '3.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لفهم سبب تسمية نهايتي سلسلة DNA بهذه الأسماء، علينا أولاً أن ننظر إلى التركيب الأساسي للوحدة البنائية في الحمض النووي، وهي النيوكليوتيدة. تتكون كل نيوكليوتيدة من ثلاثة أجزاء: قاعدة نيتروجينية، وسكر خماسي (يسمى ديوكسي ريبوز)، ومجموعة فوسفات. السكر الخماسي (الديوكسي ريبوز) له شكل حلقة. ذرات الكربون في هذه الحلقة تُرقم برموز خاصة لتمييزها، وهي '1، '2، '3، '4، '5. ترتبط القاعدة النيتروجينية بذرة الكربون '1 من السكر. ترتبط مجموعة الفوسفات بذرة الكربون '5 من السكر. عندما تتصل النيوكليوتيدات معاً لتشكل سلسلة DNA، فإن مجموعة الفوسفات لنيوكليوتيدة واحدة ترتبط بذرة الكربون '3 من سكر النيوكليوتيدة التي تليها. هذا يخلق هيكلاً له اتجاه محدد. لذلك، في أحد طرفي السلسلة الطويلة، ستجد أن ذرة الكربون الأخيرة الحرة في السكر هي الكربون '5، وعليها مجموعة فوسفات غير مرتبطة ب نيوكليوتيدة أخرى. لذا نسمي هذا الطرف 'نهاية 5' أو '5'. في الطرف المقابل من السلسلة، ستجد أن ذرة الكربون الأخيرة الحرة في السكر هي الكربون '3، وعليها مجموعة هيدروكسيل (OH) حرة غير مرتبطة. لذا نسمي هذا الطرف 'نهاية 3' أو '3'. إذن، التسمية '5 و '3 مشتقة مباشرة من ترقيم ذرات الكربون في جزيء سكر الديوكسي ريبوز الذي يشكل العمود الفقري لسلسلة DNA، وتشير إلى أي ذرة كربون في السكر تكون حرة (غير مشاركة في رابطة فوسفات ثنائية الإستر) في كل نهاية من نهايتي السلسلة الطويلة.

لماذا تُسمى نهايتا سلسلتي جزيء DNA بـ '3 و '5؟

• أ) لأنها تشير إلى عدد السلاسل في الجزيء، حيث '3 تعني 3 سلاسل و'5 تعني 5 سلاسل.
• ب) لأن التسمية مشتقة من ترقيم ذرات الكربون في سكر الديوكسي ريبوز، حيث ينتهي أحد الأطراف عند الكربون '5 (وعليه مجموعة فوسفات حرة) والطرف المقابل عند الكربون '3 (وعليه مجموعة هيدروكسيل حرة).
• ج) لأن '3 و '5 يمثلان عدد الروابط الهيدروجينية بين القواعد النيتروجينية في كل زوج.
• د) لأنها تشير إلى اتجاه التفاف اللولب المزدوج، حيث '3 للتفاف لولبي و'5 للتفاف عكسي.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لأن التسمية مشتقة من ترقيم ذرات الكربون في سكر الديوكسي ريبوز، حيث ينتهي أحد الأطراف عند الكربون '5 (وعليه مجموعة فوسفات حرة) والطرف المقابل عند الكربون '3 (وعليه مجموعة هيدروكسيل حرة).

الشرح: 1. يتكون العمود الفقري لـ DNA من سكر ديوكسي ريبوز مرتبط بمجموعات فوسفات. 2. ذرات الكربون في سكر الديوكسي ريبوز مرقمة من '1 إلى '5. 3. في أحد طرفي السلسلة، تكون ذرة الكربون الحرة هي '5 وعليها مجموعة فوسفات غير مرتبطة، فتُسمى نهاية '5. 4. في الطرف المقابل، تكون ذرة الكربون الحرة هي '3 وعليها مجموعة هيدروكسيل (OH) حرة، فتُسمى نهاية '3.

تلميح: فكر في التركيب الكيميائي للنيوكليوتيدة وكيفية ترقيم ذرات الكربون في السكر الخماسي.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما المقصود بأن سلسلتي DNA ترتبان بشكل متوازٍ ومتعاكس؟

• أ) أن السلسلتين متطابقتان تماماً في تسلسل القواعد النيتروجينية وفي اتجاههما.
• ب) أن السلسلتين متعامدتان على بعضهما البعض لتشكيل هيكل صلب.
• ج) أن السلسلتين متوازيتان في اتجاه امتدادهما، لكن اتجاه ترتيب النيوكليوتيدات فيهما معاكس؛ حيث تسير إحداهما من '5 إلى '3 بينما تسير الأخرى من '3 إلى '5.
• د) أن إحدى السلسلتين تلتف حول الأخرى بشكل حلزوني بينما تكون الأخرى مستقيمة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: أن السلسلتين متوازيتان في اتجاه امتدادهما، لكن اتجاه ترتيب النيوكليوتيدات فيهما معاكس؛ حيث تسير إحداهما من '5 إلى '3 بينما تسير الأخرى من '3 إلى '5.

الشرح: 1. جزيء DNA يتكون من سلسلتين. 2. السلسلتان متوازيتان (تسيران بجانب بعضهما). 3. لكن اتجاههما الكيميائي معاكس: إذا كانت إحدى السلاسل تبدأ من '5 وتنتهي عند '3، فإن السلسلة المقابلة تبدأ من '3 وتنتهي عند '5. 4. هذا الترتيب المتعاكس ضروري لتكوين الروابط الهيدروجينية بين القواعد النيتروجينية.

تلميح: تذكر أن اتجاه السلسلة يُحدد بناءً على نهايات '5 و '3.

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط

أي مما يلي يمثل فرقاً أساسياً في تنظيم DNA بين المخلوقات الحية البدائية النوى والحقيقية النوى؟

• أ) يحتوي DNA البدائية النوى على قواعد نيتروجينية مختلفة عن تلك في الحقيقية النوى.
• ب) يوجد DNA في البدائية النوى في السيتوبلازم بشكل حلقة مرتبطة ببروتينات، بينما في الحقيقية النوى يرتبط DNA بشكل كروموسومات منفردة داخل النواة.
• ج) DNA الحقيقية النوى أقصر بكثير ولا يحتاج إلى تكثيف داخل الخلية.
• د) يتم نسخ DNA في البدائية النوى داخل النواة بينما في الحقيقية النوى يتم نسخه في السيتوبلازم.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: يوجد DNA في البدائية النوى في السيتوبلازم بشكل حلقة مرتبطة ببروتينات، بينما في الحقيقية النوى يرتبط DNA بشكل كروموسومات منفردة داخل النواة.

الشرح: 1. في المخلوقات البدائية النوى (بدون نواة حقيقية): - الموقع: السيتوبلازم. - الشكل: حلقة من DNA. - الارتباط: يرتبط مع البروتينات. 2. في المخلوقات الحقيقية النوى (لها نواة): - الموقع: داخل النواة. - الشكل: كروموسومات منفردة. - التركيب: DNA ملفوف بإحكام حول بروتينات الهستونات.

تلميح: ركز على موقع DNA وشكله التنظيمي في كل نوع من الخلايا.

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: صعب