درس البروتينات

تكون الكريات الحمراء عند المصابين بهذا المرض ذات شكل هلالي ( منجلي ) :

حيث تحتوي الكريات على خضاب دم غير عادي يرمز له Hbs

- اما الأشخاص العاديون فإن كرياتهم الحمراء عادية و تحتوي خضاب دم عادي يرمز له HbA.

( تتميز الكريات المنجلية بفقدان مرونتها فتتكسر بسهولة و تسبب إنحلال الدم Haemolyse، كما تتسبب في إنسداد الشعيرات الدموية مما يؤدي إلى عدم تغذية بعض الأنسجة فموتها ...).

* يتحكم في إنتاج الهيموغلوبين الــعـادي HbA : المورثة A.

*يتحكم في إنتاج الهيموغلوبين الغير العادي Hbs : المورثة s - وتدعى أيضا B.

حيث يكون الأفراد متماثلو اللواقح ss مصابون بالمرض و يموتون في سن مبكرة

و يكون الأفراد متماثلواللواقح AA عاديون و طبيعيون

أما الأفراد متباينواللواقحAs فإنهم أفراد يعيشون عاديون رغم وجود نسبة قليلة من الكريات المنجلية في دمهم (نتيجة تأثير العامل المتنحي لهذا المرض).

CAT GTG GAG TGA GGT CTT GTC جزء المورثة العادية

GTA CAC CTC ACT CCA GAA CAG



CAT GTG GAG TGA GGT CAT GTC جزء المورثة الطافرة

GTA CAC CTC ACT CCA GTA CAG



GUA CAC CUC ACU CCA GAA CAG ARNm(A)



VAL---HIS----LEU---THR--PRO--GLU--GLN جزء السلسلة الببتيدية العادية



GUA CAC CUC ACU CCA GUA CAG ARNm(s) ou ARNm(B)



VAL---HIS----LEU---THR--PRO--VAL --GLN جزء السلسلة الببتيدية غير العادية

التفسير : من مقارنة السلسلتين الببتيديتين العادية و الغير عادية نلاحظ :

في Hbs يوجد في الموقع السادس الحمض الأميني: الــفــالـيـــن VAL

في HbA يوجد في الموقع السادس الحمض الأميني :حمض الغلوتاميك GLU.

ومن مقارنة ARNm نلاحظ ان الرامزة السادسة مختلفة ( وذلك لأن القاعدة

الآزوتية U حلت محل القاعدة الآزوتية A ).

و بالرجوع الى المورثة A نلاحظ في الثلاثية السادسة CTT.

أما المورثة s نلاحظ في الثلاثية السادسة CaT.

النتيجة : سبب الطفرة في هذا المثال هو تغير قاعدة آزوتية واحدة نتج عنها

تغير في الرامزة(الثلاثية) و بالتالي تغير الحمض الأميني و بالتالي

تغير البروتين (( صفة جديدة " طافرة " ))

الــتـنـظـيـم الـوراثــي

عرفنا أن المورثة هي قطعة محددة من الـADN تشرف على صناعة بروتين معين ( إنزيم ) .

المشكلة هي : أن جميع خلايا الإنسان بها نفس النمط الوراثي ( أي نفس المورثات ) فلملذا تختلف الخلايا المعوية عن الدموية عن العصبية عن العظمية عن البصرية ... إذن وراء الأمر سر ، ماهو ؟ هو فهم الدرس فقط..

نستنتج بداية أن : المورثات تعمل وفق نظام معين ( حسب بعض الشروط) وهذا ما يعبر عنه بالتنظيم الوراثي .

· أعمال جاكوب و مونود 1958- 1961 باستعمال بكتريا إشيريشيا كولي ( Escherichia coli )

أ ) – زرع البكتريا في وسط به الغلوكوز فقط .

الملاحظة : تتكاثر البكتريا و تشكل مستعمرات بصورة سريعة و آنية.

ب ) – زرع البكتريا في وسط به اللاكتوز فقط .

الملاحظة : هناك زمن ضائع حتى يلاحظ ظهور مستعمرات بكتيرية .

ج ) – عند زرع البكتريا في وسط مزود بالغلوكوز و اللاكتوز معا .

الملاحظة : تكاثر وتشكيل مستعمرات آني وسريع ثم تتوقف البكتريا

عن الانقسام ثم تستأنف الانقسام و تشكيل مستعمرات جديدة بعد ساعات .

كما بينت التحاليل أنه في نهاية المرحلة الاولى من ج) أصبح الوسط

خاليا من الغلوكوز، لكن كمية اللاكتوز بقيت ثابتة . و عند نهاية

المرحلة الثانية أصبح الوسط خاليا من اللاكتوز و لكنه غني بإنزيم

βغالاكتوزيداز الذي يحلل اللاكتوز . لاحظ المنحنيات ...

يمكن أن نخلص إلى الآتي :

يتم تشكيل و ظهور إنزيم β غالاكتوزيداز الذي يفكك اللاكتوز إلى ( غلوكوز – غالاكتوز ) فقط في حالة وجود اللاكتوز كمصدر وحيد لتغذية البكتريا – أما في حالة وجود الغلوكوز فقط / أو وجود اللاكتوز مع الغلوكوز معا . فإن الإنزيم المذكور يكون منعدما . ومنه فاللاكتوز مادة محرضة .

آلية التنظيم الوراثي :

الوحدة الوظيفية لاكتوز L’Opéron lactose

تمهيد : تركب بكتريا E-coli مجموعة من الإنزيمات بصورة مستمرة لضرورتها لكل الأوقات كما هو الحال في الإنزيمات الخاصة بأيض الغلوكوز / لكن مجموعة أخرى من الإنزيمات تركب فقط عند الطلب(الحاجة) – فلكي تستعمل البكتريا سكرا أقل شيوعا مثل : اللاكتوز .. الغالاكتوز عليها أن توفر إنزيمات خاصة تتحكم في إنتاجها وكميتها (هذا هو معنى التنظيم الوراثي ) .

وصف ودور مورثات التنظيم الوراثي:

يشمل التنظيم الوراثي في حالة L’Opéron lactose هي 6 مورثات مقسمة إلى مجموعتين :

1- مورثات التنظيم و المراقبة : وهي ثلاث :

· المورثة المنظمة Regulateur (R): تتحكم في إنتاج البروتين الرادع ( المانع) represseur

· المورثة البادئة Promoteur (P) : تتحكم في إنتاج إنزيم ARNpolymerase لنسخ مورثات البنية

· المورثة الفاعلة Operateur (O) : هي المكان الحساس للبروتين الرادع فعندما يتثبت الرادع على المورثة الفاعلة يمنع وصول ARNpolymerase إلى مورثات البنية و لا يتم نسخها .

2- مورثات البنية ( تتحكم في إنتاج البنية الأولية لثلاث إنزيمات ) و هي ثلاث:

· المورثة Z : تنسخ ARNm1 مسؤول عن إنتاج إنزيم β-Galactosidase يفكك اللاكتوز إلى ( غلوكوز ، غالاكتوز)

· المورثة Y : تنسخ ARNm2 مسؤول عن إنتاج بروتين (M) (و هو إنزيم β-Galactoside Pérmèase ) يسمح بدخول اللاكتوز و تراكمه في الخلية البكتيرية.

· المورثة a : تنسخ ARNm3 مسؤول عن إنتاج إنزيم Thio-Galactoside-Transacetylase

دور البروتين الرادع : REPRESSEUR

في حالة غياب اللاكتوز الرادع نشط ) يتوجه الرادع إلى المورثة الفاعلة و يتثبت عليها و بالتالي يمنع وصول ARNpolymerase إلى مورثات البنية Z.Y.a فلا نسخ و لا ترجمة لها فلا تصنع إنزيمات أيض اللاكتوز من بينها β-Galactosidase

حالة و جود اللاكتوز ( الرادع خامل) : في هذه الحالة يرتبط الرادع بالمحرض inducteur وهو اللاكتوز و بالتالي لا يصل الرادع إلى المورثة الفاعلة و هذا ما يسمح بعمل إنزيم تكثيف الـ ARN و بالتالي ينسخ ARN1 و ARN2 و ARN3 وتترجم إلى الإنزيمات الثلاثة ويتم أيض اللاكتوز و استغلال مكوناته .

ملاحظة : في حالة وجود اللاكتوز و الغلوكوز فإن البكتيريات تستعمل اللغلوكوز و تمنع استعمال اللاكتوز

- تتوضع مورثات L’Operon متجاورة على الـADN في بدائيات النواة و مشـتـتــة على الـADN في حقيقيات النواة.

الهندسة الوراثية (Le genie genetique)

هي تخصص من تخصصات الوراثة الحديثة تهتم بنقل أجزاء من الـADN( أي مورثات ) من نوع من الأحياء إلى نوع ثان من الأحياء علما أن هذين النوعين ليس لهما قدرة تبادل المورثات في الظروف العادية .

مثال عن تطبيقات الهندسة الوراثية : تركيب الأنسولين بواسطة :{ E-coli}

بكتريا Escherichia-coli هي بكتريا عصوية بطول 2 مكرون و قطر 1 مكرون مزودة بأسواط ، تعيش البكتريا في أمعاء الإنسان و الثدييات ( القولون ) يتميز سيتوبلازم البكتريا بوجود "صبغي" حلقي وحيد ( و يمثل الـADN الرئيسي للبكتريا ) كما يوجد إضافة له جزيئات من الـ ADN الحلقي صغيرة الحجم تدعى البلاسميدات Plasmides (( كل بلاسميد يضم حوالي 100 مورثة )).

يتضاعف البلاسميد بتضاعف البكتريا ، و في حالات خاصة يتضاعف خارج أوقات تضاعف البكتريا فيصبح عدد البلاسميدات في البكتريا الواحدة من 50 إلى 100.

المراحل الأساسية لتركيب الآنسولين بواسطة بكتريا E-coli

يتألف الأنسولين البشري من سلسلتين ببتيديتين أ = 21 ح أ ، ب = 30 ح أ

1) تعزل المورثتين المسؤولتين عن إنتاج السلسلة أ و السلسلة ب من خلايا البنكرياس، كما يمكن اصطناعهما مخبريا باستعمال ARNm و الاستعانة بإنزيمات النسخ العكسي Transciptase Inverse

2 ) يعزل بلاسميد البكتريا و يفتح في منطقة مناسبة بواسطة إنزيم الفتح Endonuclèase

3 ) تربط المورثة بالبلاسميد بواسطة إنزيم الربط Ligase

4 ) يعاد إدخال البلاسميد المعاد تركيبه إلى البكتريا ( وذلك بجعلها أكثر نفاذية )

5 ) تزرع البكتريا في أوساط مغذية ملائمة لتكاثرها - فتتكاثر بأعداد هائلة و في نفس الوقت تتكاثر المورثة المدخلة : حيث تقوم البكتريا خلال ذلك بتصنيع السلاسل أ / و السلاسل ب ( ثم يتم استخلاص السلاسل من البكتريا و ربطها بواسطة جسور كبريتية و يتم بذلك الحصول على أنسولين مطابق لأنسولين البشر 100% يستعمل على نطاق واسع لعلاج مرضى الداء السكري عن طريق الحقن.



../.. الطريقة الثانية ../.. يتضمن هذا المبدأ الخطوات التالية:

1-- نزع ARN الرسول من خلية النوع الأول أثناء نشاطها لتركيب المادة المراد إنتاجها.

2 -- يركب مخبريا ADN وحيد الخيط انطلاقا من ARNm المنزوع وبالاستعانة بأنزيمات النسخ العكسي Transciptase Inverse

3 -- يركب بعد ذلك ADN ثنائي الخيط باضافة السلسلة المكملة..

4 -- فصل البلاسميد من البكتريا

5 -- كسر البلاسميد بواسطة إنزيمات كاسرة Endonuclease و ضم الـADN إليه بالإستعانة بنكليوتيدات رابطة و إنزيم الربط AND Ligase

6 -- ادخال البلاسميد المعاد التركيب إلى البكتريا بجعلها أكثر نفاذية .

7 -- زرع البكتريا في وسط مغذي لتضاعفها مع تعبير الـ AND المزروع لتركيب المادة المراد إنتاجها.

8 -- فصل المادة المنتجة .
منقول للفائدة

شكرا بارك الله فيك