درس الترجمة سنة ثالثة ثانوي علوم تجريبية

 درس الترجمة الجزء الاول 

المقدمة 

يحتاج تركيب البروتين في الخلية على شكل تتابع لأحماض أمينية إلى ترجمة نسخة من المعلومات الوراثية المحمولة على جزيء الARNm (الشفرة الوراثية ) و التي تتمثل في تتابع للقواعد الآزوتية . 

الإشكالية 

كيف تتم ترجمة شفرة الوراثية الى بروتين ؟ 

الفرضيات 

عبر عضيات خاصة 

عبر تدخل مضاد الشفرة 

مرحلة جمع المعلومات و التقصي 

1-الشفرة الوراثية 

تتكون اللغة الاولى (الشفرة الوراثية) المتمثلة في تتابع القواعد الازوتية (لغة ننوية) من اربعة احرف  A , U , C , G  بينما تتكون اللغة الثانية ( البروتينية ) من عشرين ( 20 ) كلمة و تتمثل ف ، 20 حمض أميني مكونة للبروتينات .

عند ترجمة معلومات من لغة إلى أخرى نحتاج عادة إلى الاستعانة بقاموس يعطي لكل كلمة من اللغة الأولى ما يقابلها في اللغة الثانية . 

اذن ماهو عدد الاحرف اللازمة من اجل تكوين حمض اميني واحد ؟ 

الاحتمالات 

1-كلمة نووية مكونة من حرف واحد 

2-كلمة نووية مكونة من حرفين 

3-كلمة نووية مكونة من ثلاث احرف 

نعلم انه يوجد 20 حمض نووي اي عشرين كلمة و اربع انواع من القواعد الازوتية 

انطلاقا من المعطيات نقوم بتحليل الاحتمالات 

1-كلمة نووية مكونة من حرف واحد اي 4 قوى 1 و هي 4 كلمات اي 4 احماض امينية و عدد الكلي للأحماض الامينية = 20 اي ان الاحتمال خطأ نقوم بإلغائه 

2-الكلمة النووية مكونة من حرفين اي 4 قوى 2 و هي 16 كلمة اي 16 حمض اميني و هذا العدد اصغر من 20 العدد الكلي للأحماض الامينية  اذن الاحتمال 2 خطأ نقوم بألغائه 

3-الكلمة النووية مكونة من 3 حروف اي 4 قوى 3 و هي 64 كلمة اي 64 حمض اميني و هذا العدد اكبر من 20 العدد الكلي للاحماض الامينية و منه هذا الاحتمال صحيح نقوم بقبوله 

بمأن لدينا 20 حمض اميني اذن لماذا لدينا 64 كلمة نووية ؟ 

هذا يعود انه يوجد بعض من الاحماض الامينية تشفرها عدة كلمات نووية (رامزات: كل رمزة تتكون من 3 قواعد ازوتية ) كما هو موضح في الجدول الاتي 

في وجود الكلمات النووية التي هي تعتبر شفرات كيف يتم فك هذه الشفر من اجل الحصول على الحمض الاميني؟ 

للاجابة على السؤال نعود الى الستينات حيث قام العالم الكيميائي الحيوي مارشال نيرنبرغ بإجراء التجربة المشهورة تم فيها اضافة 20 نوع من  الاحماض الامينية الى وسط يحتوي على  المكونات السيتبلازمية الضرورية لتركيب البروتين (ATP,ريبوزومات,انزيمات,احماض امينية....) و خال من المعلومة الوراثية ADN و ARNm.

اضيف لهذا الوسط سلسلة من ARNm  الاصطناعي مكون من قواعد اليوراسيل فقط (متعدد يوراسيل)  اظهرت نتائج تشكل سلسلة متعدد بيبتيد مكونة فقط من حمض الاميني فينيل الانين.

بنفس الطريق اجريت التجارب  الاخرى كل مرة استعمال متعدد السيتوزين-الجوانين-الادينين نتائج التجربة موضحة في الشكلين أ و ب من الوثيقة 1

وثيقة 1 

من خلال الوثيقة نستنتج ان 

عدد الاحماض الامينية هو ثلث عدد القواعد الازوتية و منه 3 نكليوتيدات تشكل رامزة و الرامزة تشفر حمض اميني واحد 

قدما تعريفا لشفرة الوراثية 

هي تتابع للنكليوتيدات على جزئية ARNm  حيث كل 3 نكليوتيدات تمثل رامزة واحدة  و كل رامزة تشفر حمض اميني واحد 

خصائص الشفرة الوراثية 

-الثليث: كل ثلاث نكليوتيدات تشفر حمض اميني واحد 

-تتكون الرامزة من 3 نكليوتيدات 

-الترادف: يمكن لحمض اميني واحد ان تشفره عدة رامزات 

-الشمولية : كل الكائنات الحية (ماعد بعض) لديها نفس الشفرة الوراثية 

تحليل مقارن لتتابع نوكليوتيدات و تتابع أحماض أمينية باستعمال برنامجAnagène 

-تم بإستعمال هذا البرنامج الحصول على تتابع نكليوتيدات في الـADN ( نافذة العلوية ) الى تتابع النكليوتيدات على مستوى ARNm ثم الى تتابع الاحماض الامينية على مستوى سلسلة البيبتيدية (وثيقة 2) كما تحوي الوثيقة 3 على نتائج مقارنة تتابع نكليوتيدات في مورثتين للسلسلة بيتا للهيموغلوبين احداهما طافرة تم اجرائها بنفس البرنامج 

وثيقة 2

من خلال الوثيقة 2 نأكد فرضية انا الشفرة الوراثية تحتوي على 3 نكليوتيدات حيث لدينا في سلسلة الـ 69ADN نكليوتيدة و عدد الاحماض الامينية هو ثلث الرقم حيث يساوي 23 حمض اميني 69/3 = 23 حمض اميني .

تفيد مقارنة تتابع النكليوتيدات في معرفة التشابه و الاختلاف بين النكليوتيدات 

وحدة الشفرة الوراثية هي ثلاث قواعد ازوتية 

-يمكن بإستعمال هذا البرنامج ايضا اجراء مقارنة لعدد من قطع الADN او قطع من ARNm و لسلاسل بيبتيدية 

-تظهر نتائج المقارنة اماكن و نسب التشابه و الاختلاف في التتابع .

كما يمكن اجراء مقارنة جزء من سلسلة ADN لاربع مورثات خاصة بالسلاسل البيبتدية لبروتين الهيموغلوبين في المرحل الجنينية و بعد الولادةو مناطق التشابه بين السلاسل الاربع موضحة بإشارة * بينما اشارة - تظهر التشابه مع السلسلة الاصلية (الاولى)

الوثيقة 3

تحليل الوثيقة 3

الارقام المبينة في البرنامج في كلا الوثيقتين يمثل عدد النكليوتيدات الموجودة في الADN 

حساب نسبة تشابه المورثات الفا و غاما و دلتا مع المورثة بيتا 

العدد الكلي للنكليوتيدات في سلسلة بيتا هو 51 

اوجه التشابة في سلسلة دلتا 46 ضرب 100 قسمة 51 = 90.19%  من اين لنا بالعدد 46؟ في السلسلة دلتا علامة - يعني تشابه مع سلسلة بيتا و الحروف TATCA هي اوجه الإختلاف اي تختلف سلسلة دلتا مع بيتا في 5 قواعد ازوتية  اذن نقوم بطرح هذا العدد مع العدد الكلي لنكليوتيدات 51 

نسبة اوجه التشابه في سلسلة الفا 37ضرب 100 قسمة 51 = 72.54%

نسبة اوجه التشابه في سلسلة غاما 33 ضرب 100 قسمة 51 = 64.70%

اذن تختلف المورثات فيما بينها من حيث عدد و نوع و ترتيب النكليوتيدات 

فوائد برنامج Anagène

مقارنة عدة جزيئات ADN  فيما بينها + استخراج السلسلة المستنسخة من الغير المستنسخة 

مقارنة عدة جزيئات ARNm  فيما بينها 

استخراج نتيجة الاستنساخ ARNm  + ترجمته الى سلسلة بيبتدية 

مقارنة السلاسل البيبتدية فيما بينها 

استخراج الطفرات الوراثية 

لا تنسى نشر الدرس مع اصدقائك الدال على الخير كفاعله

لللإطلاع على الدرس السابق اضغط هنا