نهدف إلى دراسة آلية نقل المعلومة الوراثية :
تم حضن الخلايا الأصلية لكريات الدم الحمراء للإنسان في وسط به هيستيدين مشع (حمض أميني يدخل في تركيب الهيمزغلوبين ) . أظهرت تقنية الفصل بالهجرة للبروتينات ذروة مشعة خاصة بالهيموغلوبين كما بالمنحنى (أ) من الوثيقة (1)
نعزل انطلاقا من هذه الخلايا متعدد الريبوزوم (POLYSOME) و نفصل الحمض الريبي النووي الذي يربطها ، ثم يحقن الحمض الريبي النووي في بعض بيض الرمائيات (الضفدع) ، بينما لا يخضع البيض كله في وسط يحتوي على مكونات مشعة (الهيسيدين المشع) ، و بتقنيات خاصة تمت معايرة الهيموغلوبين في البيض (المحقون ، وغير المحقون ) من بين البروتينات الأخرى و النتائج ممثلة بالمنحنيين (ب) و (ج) من الوثيقة (1) .
ماذا يمثل الحمض الريبي النووي الذي يربط الريبوزومات ؟
الحمض الريبي النوووي الذي يربط الريبوزومات:
- يمثل ال ARNm ( الرسول ARN).
ماهي المعلومات التي يمكن استخلاصها من تحليل هذه النتائج التجريبية ؟
المعلومات التي يمكن استخلاصها من تحليل النتائج التجريبية:
تحليل النتائج التجريبية:
- الخلايا الأصلية لكريات الدم الجمراء تنتج الهيموغلوبين طبيعيا.
- في بيض الضفدع غير المحقون بال ARN لايتم تصنيع الهيموغلوبين Hb.
- في بيض الضفدع المحقون بال ARN يتم تصنيع الهيموغلوبين Hb.
المعلومات المستخلصة:
- ARN المحقون في بيض الضفدع ينقل المعلومة الوراثية المشفرة لتركيب الهيكوغلوبين (يحدد عدد و تسلسل و نوع الأحماض الأمينية التي تدخل في تركيب البروتين مثل الهيموغلوبين) أي يلعب دور الوسيط بين الرسالة النووية و الرسالة البروتينية.
اقترح فرضية تبين من خلالها دور الريبوزومات في هذا النشاط الحيوي ؟
إقتراح فرضية تبين دور الريبوزومات في هذا النشاط الحيوي:
- الريبوزومات لها دور ترجمة الرسالة النووية (ARNm) إلى بروتين.
نجري تجريبيا تصنيع البروتينات انطلاقا من جزيئات الفينيل ألانين المشعة (حمض أميني ) و متعدد اليوراسيل (قاعدة آزوتية ) و الميتوكندري و إنزيمات .... في وجود أو غياب الريبوزومات ، و التجربتين لهما نفس المدة .
في نهاية التجربتين نستخلص البروتينات لتقدير الإشعاع الذي يميز كمية متعدد الفينيل ألانين في كل من الوسطين (الإشعاع بالدقة لكل دقيقة أي cpm= coups par minute ) و النتائج كما يلي :
- في الوسط مع وجود الريبوزومات : يكون الإشعاع cpm 2100 .
- في الوسط بدون وجود الريبوزومات : يكون الإشعاع cpm 0
علل النتائج التجريبية ، و ماذا تستلخص ؟
تعليل النتائج التجريبية و الإستخلاص:
التعليل:
- بوجود الريبوزومات كانت كمية الإشعاع كبير ( 2100cpm) يدل على تركيب متعدد الفينيل ألانين.
- عدم وجود الريبوزومات كانت كمية الإشعاع منعدمة (0cpm) يدل على عدم تركيب متعدد الفينيل ألانين.
الإستخلاص:
- وجود الريبوزومات ضروري لتركيب البروتين.
هل تؤكد هذه النتائج الفرضية المقترحة ؟ دعم إجابتك .
- نعم هذه النتائج تؤكد الفرضية.
التدعيم: في الوسط مع وجود الريبوزومات تم تركيب البروتين أي تمت ترجمة ARNm متعدد اليوراسيل إلى متعدد الفينيل ألانين (بروتين).
تمثل الوثيقة (2) تتالي نيوكليوتيدات قطعة مورثة موضحة بالسلسلة النشطة المشفرة (الشكل أ) و المرفقة بجدول الشفرة الوراثية (الشكل ب)
وضح بمخطط مراحل آلية تشكل متعدد البيبتيد الذي تشرف على تصنيعه هذه القطعة من المورثة مبينا العضيات و الجزيئات الضرورية في هذا التصنيع .
مخطط مراحل آلية تشكل متعدد البيبتيد، الذي مع إيضاح العضيات و الجزيئات الضرورية في ذلك.
ماهي نتيجة استبدال نيوكليوتيدة الموضع (4) بنيوكليوتيدة الأدنين (A) في قطعة المورثة على متعدد البيبتيد المتشكل ، و ماهي خاصية المعلومة الوراثية التي يمكن توضيحها من هذه النتيجة ؟
نتيجة إستبدال نيوكليوتيدة الموضع (4) G بال A خاصية المعلومة الوراثية:
نتيجة الإستبدال : تصبح الثلاثية في المورثة AAC و في ال ARNm تصبح الرامزة UUG التي تترجم إلى الحمض الأميني Leucine ، فعدم تغير الحمض الآميني و بالتالي يتشكل متعدد البيبتيد نفسه.
- خاصية المعلومة الوراثية التي يمكن توضيحها في هذه النتيجة هي : توجد عدة ثلاثيات تشفر لنفس الحمض الأميني، مثلا اللوسين يعبر عنه بأكثر من رامزة (بأكثر من ثلاثية).
ما نتيجة دمج نيوكليوتيدية التيمين (T) بين الموضعين (6) و (7) و حذف نيوكليوتيدة السيتوزين (C) في الوضع (21) في قطعة المورثة على متعدد البيبتيد المتشكل ؟
ملاحظة : إستعمل جدول الشفرة الوراثية المرفق ( الشكل ب) .
نتيجة دمج الT بين الموضوعين 6 و7 و حذف C من الموضع 21 في قطعة المورثة على متعدد البيبتيد المتشكل كمايلي:
ADN→ TAG GAC TCA CCT CTC CAC CGA
ARNm → AUG CUG AGU GGA GAG GUG CCU
متعدد البيبتيد :
Met - Leu - Ser -Gly- A.Glu- Val- Pro
ومنه فإن متعدد البيبتيد المتشكل يتغير تماما، فإضافة نيوكليوتيدة وحذف أخرى قد يسبب تغير متعدد البيبتيد المتشكل.