مشروع الجينوم البشري - كتاب الأحياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 الهندسة الوراثية ومشروع الجينوم البشري

المفاهيم الأساسية

النباتات المعدلة وراثياً: نباتات تم تعديلها لتكون أكثر مقاومة للحشرات والأمراض الفيروسية ومبيدات الأعشاب (مثل: الذرة، فول الصويا، القطن).

البكتيريا المعدلة وراثياً: بكتيريا تستخدم لإنتاج مواد مفيدة مثل الأنسولين، هرمونات النمو، مواد تذيب خثرات الدم، وحماية المحاصيل من الصقيع.

مشروع الجينوم البشري: مشروع عالمي اكتمل عام 2003م بهدف تحديد تسلسل وترتيب القواعد النيتروجينية في الـ DNA البشري وتحديد جميع الجينات البشرية.

الجينوم: المعلومات الوراثية الكاملة في الخلية.

المناطق غير المشفرة: سلاسل طويلة ومتكررة من القواعد النيتروجينية في الجينوم لا تشفر البروتينات (أقل من 2% من الجينوم تشفر البروتينات).

خريطة المفاهيم

```markmap

الهندسة الوراثية

النباتات المعدلة وراثياً

أمثلة

• الذرة
• فول الصويا
• القطن

فوائد

• مقاومة الحشرات
• مقاومة الأمراض الفيروسية
• مقاومة مبيدات الأعشاب

البكتيريا المعدلة وراثياً

منتجاتها

• الأنسولين
• هرمونات النمو
• مواد تذيب خثرات الدم

فوائد أخرى

• حماية المحاصيل من الصقيع
• إزالة بقع النفط
• تحليل القمامة

مشروع الجينوم البشري

الهدف

• تحديد تسلسل 3 مليارات نيوكليوتيد في DNA البشر
• تحديد جميع الجينات البشرية (20,000 - 25,000 جين)

طريقة تحديد التسلسل

• تقطيع الكروموسومات (46) بأنزيمات قطع
• ربط القطع بناقل للحصول على DNA هجين
• تحديد التسلسل بواسطة أجهزة خاصة

نتائج رئيسية

• أقل من 2% من الجينوم تشفر البروتينات
• معظم الجينوم مناطق غير مشفرة (متكررة وطويلة)
• تحليل بيانات المشروع سيستمر لعقود

```

نقاط مهمة

• يُنتج القطن المعدل وراثياً لمقاومة هجوم الحشرات على أوراقه.
• يطور الباحثون نباتات مقاومة للأمراض الفيروسية وفول صويا لا يسبب الحساسية.
• يمكن للبكتيريا المعدلة إبطاء تكون بلورات الثلج على المحاصيل.
• يشبه فك شفرة الجينوم البشري قراءة كتاب مكتوب بحروف متلاصقة دون فواصل.

أنتج العديد من النباتات المعدلة وراثياً لتكون أكثر مقاومة للحشرات والأفات الفيروسية، ومقاومة لمبيدات الأعشاب والحشرات، ومنها الذرة وفول الصويا والقطن. وينتج العلماء الأن قطناً معدلاً وراثياً، الشكل 19-10، حيث يقاوم هذا القطن هجوم الحشرات على محافظة أوراق القطن. كما يطور الباحثون أيضاً نباتات تستطيع مقاومة الأمراض الفيروسية وفول الصويا التي تسبب تفاعلات حساسية لمستملكها.

يمكن للبكتيريا المعدلة وراثياً أن تُنتج الأنسولين، وهرمونات النمو، ومواد تذيب خثرات الدم. كما يمكنها أيضاً أن تُبطئ من تكون بلورات الثلج على المحاصيل الزراعية لحمايتها من التلف في الصقيع، وتزيل بقع النفط، وتحلل القمامة.

The Human Genome Project

مشروع عالمي تم اكتماله عام 2003م، والجينوم هو المعلومات الوراثية الكاملة في الخلية. وهدف هذا المشروع هو تحديد تسلسل وترتيب ثلاثة مليارات نيوكليوتيد تقريباً تشكل DNA البشر، وتحديد جميع الجينات البشرية، والبالغ عددها 20,000 - 25,000 جين تقريباً.

القواعد في الجينوم البشري المتصل، يجب تقطيع كل كروموسوم من الكروموسومات البشرية البالغة 46 كروموسومًا. وقد استعمل لهذا الغرض العديد من إنزيمات القطع المختلفة للحصول على قطع ذات تسلسل متداخل. وربطت هذه القطع بناقل للحصول على DNA هجين لتحديد تسلسل القواعد بواسطة أجهزة خاصة حددت مناطق التداخل لتعطي في النهاية تسلسلاً واحداً.

تشبه عملية فك شفرة تسلسل القواعد النيتروجينية في الجينوم البشري قراءة كتاب طبع بشفرة معينة. تخيل الجينوم كتاباً كتب بأحرف متلاصقة دون تنقيط أو فواصل بين الفقرات أو الجمل أو الكلمات. يوضح الشكل 10-20 كيف تبدو الصفحة في مثل هذا الكتاب. وحتى تفهم ما هو مكتوب عليك فك شفرة النص المبعثر. كما يتعين على العلماء فك شفرة الوراثية في الجينوم البشري بالطريقة نفسها. وقد لاحظ العلماء أن أقل من 2% فقط من النيوكليوتيدات الجينوم البشري كاملاً تشفر جميع البروتينات في الجسم. أي أن الجينوم يحتوي سلاسل من القواعد النيتروجينية المتكررة والطويلة التي ليس لها وظيفة مباشرة، وتسمى هذه المناطق غير المشفرة، أنظر الشكل 10-20. وعلى الرغم من انتهاء مشروع الجينوم البشري، إلا أن تحليل البيانات الناتجة سيستمر لعدة عقود.

من فعلها؟ علمية أرجع لـ دليل التجارب العملية على منصة عين الإثرائية

أنتج العديد من النباتات المعدلة وراثياً لتكون أكثر مقاومة للحشرات والأفات الفيروسية، ومقاومة لمبيدات الأعشاب والحشرات، ومنها الذرة وفول الصويا والقطن. وينتج العلماء الأن قطناً معدلاً وراثياً، الشكل 19-10، حيث يقاوم هذا القطن هجوم الحشرات على محافظة أوراق القطن. كما يطور الباحثون أيضاً نباتات تستطيع مقاومة الأمراض الفيروسية وفول الصويا التي تسبب تفاعلات حساسية لمستملكها. يمكن للبكتيريا المعدلة وراثياً أن تُنتج الأنسولين، وهرمونات النمو، ومواد تذيب خثرات الدم. كما يمكنها أيضاً أن تُبطئ من تكون بلورات الثلج على المحاصيل الزراعية لحمايتها من التلف في الصقيع، وتزيل بقع النفط، وتحلل القمامة. --- SECTION: مشروع الجينوم البشري --- The Human Genome Project مشروع عالمي تم اكتماله عام 2003م، والجينوم هو المعلومات الوراثية الكاملة في الخلية. وهدف هذا المشروع هو تحديد تسلسل وترتيب ثلاثة مليارات نيوكليوتيد تقريباً تشكل DNA البشر، وتحديد جميع الجينات البشرية، والبالغ عددها 20,000 - 25,000 جين تقريباً. --- SECTION: تحديد تسلسل القواعد النيتروجينية في الجينوم البشري: لتحديد تسلسل القواعد --- القواعد في الجينوم البشري المتصل، يجب تقطيع كل كروموسوم من الكروموسومات البشرية البالغة 46 كروموسومًا. وقد استعمل لهذا الغرض العديد من إنزيمات القطع المختلفة للحصول على قطع ذات تسلسل متداخل. وربطت هذه القطع بناقل للحصول على DNA هجين لتحديد تسلسل القواعد بواسطة أجهزة خاصة حددت مناطق التداخل لتعطي في النهاية تسلسلاً واحداً. تشبه عملية فك شفرة تسلسل القواعد النيتروجينية في الجينوم البشري قراءة كتاب طبع بشفرة معينة. تخيل الجينوم كتاباً كتب بأحرف متلاصقة دون تنقيط أو فواصل بين الفقرات أو الجمل أو الكلمات. يوضح الشكل 10-20 كيف تبدو الصفحة في مثل هذا الكتاب. وحتى تفهم ما هو مكتوب عليك فك شفرة النص المبعثر. كما يتعين على العلماء فك شفرة الوراثية في الجينوم البشري بالطريقة نفسها. وقد لاحظ العلماء أن أقل من 2% فقط من النيوكليوتيدات الجينوم البشري كاملاً تشفر جميع البروتينات في الجسم. أي أن الجينوم يحتوي سلاسل من القواعد النيتروجينية المتكررة والطويلة التي ليس لها وظيفة مباشرة، وتسمى هذه المناطق غير المشفرة، أنظر الشكل 10-20. وعلى الرغم من انتهاء مشروع الجينوم البشري، إلا أن تحليل البيانات الناتجة سيستمر لعدة عقود. من فعلها؟ علمية أرجع لـ دليل التجارب العملية على منصة عين الإثرائية --- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: الشكل 10-19 Description: صورة تظهر يدين تمسك بأوراق نبات القطن المعدل وراثياً. الورقة على اليسار تبدو طبيعية، بينما الورقة على اليمين تبدو مختلفة قليلاً، مما يشير إلى هندستها لمقاومة الحشرات. Context: يوضح الشكل 10-19 أوراق نبات القطن المعدل وراثياً، الورقة على اليسار تبدو طبيعية، بينما الورقة على اليمين تبدو مختلفة قليلاً، مما يشير إلى هندستها لمقاومة الحشرات. **FIGURE**: الشكل 10-20 Description: رسم توضيحي يمثل صفحة من كتاب مشفر، تظهر فيها أحرف متلاصقة دون فواصل أو تنقيط، مما يمثل تسلسل الحمض النووي (DNA) في الجينوم البشري. يوضح كيف أن جزءاً صغيراً فقط من الجينوم يشفر البروتينات، بينما الجزء الأكبر غير مشفر. Context: يوضح الشكل 10-20 كيف تبدو الصفحة في مثل هذا الكتاب. وحتى تفهم ما هو مكتوب عليك فك شفرة النص المبعثر. كما يتعين على العلماء فك شفرة الوراثية في الجينوم البشري بالطريقة نفسها. وقد لاحظ العلماء أن أقل من 2% فقط من النيوكليوتيدات الجينوم البشري كاملاً تشفر جميع البروتينات في الجسم. أي أن الجينوم يحتوي سلاسل من القواعد النيتروجينية المتكررة والطويلة التي ليس لها وظيفة مباشرة، وتسمى هذه المناطق غير المشفرة، أنظر الشكل 10-20. **QR_CODE**: دليل التجارب العملية Description: رمز الاستجابة السريعة (QR code) يؤدي إلى دليل التجارب العملية على منصة عين الإثرائية. Context: يوفر وصولاً إلكترونياً إلى موارد إضافية للتجارب العملية.