🧬
البيولوجيا الجزيئية — من يحمل المعلومات الوراثية؟
ولقد وجد علماء البيولوجي إنه أثناء انقسام الخلية تنفصل الصبغيات ( الكروموسومات ) عن بعضها البعض بحيث يصبح في النهاية لكل خلية ناشئة عن الانقسام نفس عدد الصبغيات الموجودة في الخلية الأصلية، مما يدل على أن الصبغيات هي التي تحمل المعلومات الوراثية؛ إلا أن الصبغيات يدخل في تركيبها مركبان رئيسيان هما DNA والبروتينات فأي منهما يحمل المعلومات الوراثية ؟
ولقد وجد علماء البيولوجي إنه أثناء انقسام الخلية تنفصل الصبغيات ( الكروموسومات ) عن بعضها البعض بحيث يصبح في النهاية لكل خلية ناشئة عن الانقسام نفس عدد الصبغيات الموجودة في الخلية الأصلية، مما يدل على أن الصبغيات هي التي تحمل المعلومات الوراثية؛ إلا أن الصبغيات يدخل في تركيبها مركبان رئيسيان هما DNA والبروتينات فأي منهما يحمل المعلومات الوراثية ؟
ومن الواضح أن الجينات لابد أنها تحتوي على معلومات كثيرة متنوعة، وكان من المعروف أن البروتينات مجموعة من الجزيئات المتنوعة حيث يدخل في تركيبها ٢٠ حمضًا أمينيًا مختلفًا وتتجمع هذه الأحماض الأمينية بطرق متباينة لتعطى عددًا لا حصر له من المركبات البروتينية المختلفة بينما يدخل في تركيب DNA أربع نيوكليوتيدات فقط، ولذلك اعتقد العلماء في أول الأمر أن البروتينات هي التي تحمل المعلومات الوراثية، إلا أنه في الأربعينيات من القرن الماضي ظهر خطأ هذا الاعتقاد، حيث اتضح أن DNA هو الذي يحمل المعلومات الوراثية، واكتشاف أن DNA هو المادة الوراثية أدى إلى قيام العلماء بدراسة الأساس الجزيئي للوراثة والذي يطلق عليه عادة اسم البيولوجيا الجزيئية وهو أحد المجالات الحديثة في العلم والذي يتقدم بسرعة كبيرة جدًا.
مرّر فوق الرسم
الكروموسوم جزيء طويل من DNA والبروتينات المرتبطة به.
شكل 2: الكروموسوم
- الكروموسوم جزيء طويل من DNA والبروتينات.
- يحتوي على الجينات والمعلومات الوراثية.
- عدد الكروموسومات ثابت في خلايا الكائن الواحد.
💡 اقرأ نقاط الشرح أسفل الرسم — كل نقطة تربط الرسم بالمفهوم.
مرّر فوق الرسم
كل جاميت يحمل نصف عدد الكروموسومات في الخلايا الجسدية.
شكل 3: الإخصاب وعدد الكروموسومات
- يندمج جاميت أنثوي مع جاميت ذكري لتكوين الزيجوت.
- البويضة والحيوان المنوي n · الزيجوت 2n.
- كل مشيج يحمل نصف المعلومات الوراثية.
💡 اقرأ نقاط الشرح أسفل الرسم — كل نقطة تربط الرسم بالمفهوم.
🔬
١ — التحول البكتيري (جريفت · ١٩٢٨)
في عام ١٩٢٨ حين كان العالم البريطاني جريفت يدرس البكتيريا المسببة لمرض الالتهاب الرئوي. بغرض انتاج لقاح أو فاكسين ضد هذا المرض وقد أجرى جريفت تجاربه على الفئران مستخدمًا نوعين من سلالة البكتيريا المسببة للالتهاب الرئوي وهما :
وقد تأكد من ذلك بعد حقن فئران بكتيريا (S) فماتت. بينما عند حقن مجموعة أخرى من الفئران بكتيريا (R) فلم تمت.
وقد تمكن (أظري) وزملاؤه من عزل مادة التحول البكتيري التي تسببت في تحول بكتيريا غير المميتة إلى سلالة البكتيريا (S) الميتة وعند تحليل هذه المادة وجد أنها تتكون من DNA.
وتفسّر النتائج السابقة على أن إحدى السلالات البكتيرية قد امتصت DNA الخاص بسلالة أخرى - واكتسبت هذه البكتيريا خصائص البكتيريا التي أتى منها DNA، وأهم من ذلك أن هذا التحول البكتيري للبكتيريا المستقبلة قد انتقل إلى الأبناء.
وقد أثير في أول الأمر اعتراض على أن DNA هو المادة الوراثية وذلك على أساس أن الجزء من DNA الذي سبب التحول لم يكن على قدر كاف من النقاوة، ولذلك كانت به كمية من البروتين هي التي سببت هذا التحول.
مرّر فوق الرسم
مخطط التحول البكتيري: سلالة ملساء S وسلالة خشنة R.
شكل 7: مخطط تجربة جريفت — التحول البكتيري
- سلالتان: S مميتة ملساء · R غير مميتة خشنة.
- حقن صور مختلفة من السلالات في الفئران.
- S ميتة + R حية → تحوّل R إلى S مميتة.
💡 اقرأ نقاط الشرح أسفل الرسم — كل نقطة تربط الرسم بالمفهوم.
🧪
التجربة الحاسمة — أفرى ودى أوكسى ريبونيوكليز
وفيها استخدم أفرى وزملاؤه إنزيم له القدرة على تحليل جزيء DNA تحليلا كاملا إلى نيوكلبوتيدات ويسمى هذا الأنزيم دى أوكسى ريبونيوكليز إلا أنه لا يؤثر على المركبات البروتينية أو RNA، ولقد وجد أنه عندما عوملت المادة النشطة المنتقلة بهذا الأنزيم توقفت عملية التحول مما يؤكد أن DNA هو المادة الوراثية.
مرّر فوق الرسم
بروتييز · الريبونيوكليز · دى أوكسى ريبونيوكليز — ثلاث عينات.
شكل 8: تجربة أفرى — الإنزيمات الثلاثة
- بروتييز يكسّر البروتينات.
- الريبونيوكليز يكسّر RNA.
- دى أوكسى ريبونيوكليز يكسّر DNA إلى نيوكليوتيدات.
💡 اقرأ نقاط الشرح أسفل الرسم — كل نقطة تربط الرسم بالمفهوم.
مرّر فوق الرسم
S ميتة → ثلاث عينات → خلط مع R → التحول يتوقف مع دى أوكسى ريبونيوكليز.
شكل 9: نتائج تجربة أفرى
- قُتلت خلايا S بالحرارة وقُسمت إلى ثلاث عينات.
- إنزيم مختلف لكل عينة ثم خلط مع R حية.
- التحول يتوقف فقط عند تكسير DNA.
💡 اقرأ نقاط الشرح أسفل الرسم — كل نقطة تربط الرسم بالمفهوم.