BIO 3 GENITIC Dr. R. Al.Ziadi

الوراثة GENETICS الوراثة GENETICS هي دراسة انتقال الصفات الوراثية من اإلباء إلى األبناء ألجيال متعاقبة اليوم نعيش عصر الوراثة مع إمكاناتها الواسعة كعمل خريطة لجينات اإلنسان وهندسة لنفس الجين. لذا من الصعب علينا أن نعتقد أن علماء الوراثة قد بدأوا بتواضع في الدير النمساوي خالل 1800 م. إن المعرفة األساسية عن الوراثة قد حصلنا عليها من التجارب العملية التي قام بها الراهب النمساوي ( Gregor Mendel 1884-1822 م ) والذي درس أنماط من الوراثة على نبات بازيالء الحديقة garden pea عمل مندل أهمل أثناء حياته ولم ينشر حتى بداية القرن العشرين عندما قام العلماء بمراجعة أبحاثه. اليوم يعرف Mendel بأبو الوراثة. إن معرفتنا عن الوراثة تنمو بشكل هائل منذ تلك األيام المبكرة والتي حدثت بها عمليات التزاوج للبازيالء في الدير. أما معرفتنا الحديثة في الوراثة فقد اكتسبت من دراسة التنوع لنماذج مختلفة من الكائنات الحية مثل البكتريا عفن الخبز الديدان وذبابة الفاكهة. وقد شملت الدراسة أيضا معرفة موسعة عن وراثة اإلنسان. وباإلضافة الى الوراثة الجزيئية قد ظهرت خالل القرن السابق. في عام 1953 م العالمان كريك وواتسون شاركوا في عمل العصر الحديث للوراثة عندما حددوا ترتيب جزيء ال DNA ألنه بهذا االكتشاف حصل تغير في علم األحياء لألبد. وأصبحنا قادرين على اإلجابة على األسئلة المتعلقة في الوراثة الصحة والتطور بصورة أفضل. *علم الوراثة : احد فروع علم األحياء الذي يبحث في الصفات الوراثية وانتقالها من اآلباء إلى األبناء *الصفات الوراثية :هي عبارة عن تعليمات كيميائية محمولة على الكر وموسوم على شكل مادة الوراثة DNA * :المادة الوراثية DNA :الحامض النووي الرايبوزي منقوص األكسجين *الكرو موسوم : تركيب خيطي الشكل تحمل علية المادة الوراثية,يتكون من كروماتيدين تربط بينهما قطعة مركزية, ينقل المادة الوراثية خالل الخاليا التناسلية * (الخاليا التناسلية ( الكاميتات : هي خلية أحادية المجموعة الكرموسومية )N1( تحتوي على نصف العدد األصلي من الكر وموسومات *الكميت الذكري : حيوان منوي / حبة اللقاح *الكميت األنثوي : البويضة في النبات والحيوانات *الزايجوت : خلية ثنائية المجموعة الكروموسومية N2 تنتج من اتحاد كاميت ذكري مع كاميت أنثوي. مفهوم الدمج في الوراثة Blending Concept of Inheritance عندما بدأ مندل في عمله معظم النبات والحيوان معروف التزاوج حيث أن كال نوع الجنسين يتوزع بشكل متساوي في األفراد الجديدة ( نصف ذكور والنصف إناث ). حيث شعروا أن اآلباء الذين يظهر لديهم صفة متغايرة ( طويل/قصير أو أبيض / أسود ) ينتجوا دائما أبناء ذات صفة متوسطة ( متوسط الطول أو لونه أبيض واسود(. ولذا وباالعتماد على هذا المفهوم فإن التزاوج بين النباتات التي لديها صفة لون األزهار الحمراء ونباتات صفة لون األزهار بيضاء سوف يكون الناتج أزهار لونها زهري. ولكن عندما ظهر اللون األبيض واللون األحمر مرة أخرى في األجيال المستقبل ( الالحقة ) فإن نسب هذا التزاوج يكون خاطئ وهذا يدل على عدم ثبات المادة الوراثية. إن مفهوم الدمج في الوراثة ساعدت العالم جارلس دارون Charles Darwin بشكل بسيط حيث قدم أطروحته عن اإلنتخاب الطبيعي natural selection والمفتقرة إلى األساس الجيني القوي. إذا كان المجتمع يحتوي على أفراد متوسطون وال يوجد تنوع طبيعي. ولهذا فإن نظريات الوراثة المقترحة من قبل مندل قد حسبت وجود هذا التنوع والتغير بين أعضاء أو أفراد المجتمع جيل بعد جيل. وأيضا فقد 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 1 Dr. Rahem Al.Ziadi

كان دارون معاصر لمندل وهو أبدا لم يتعلم من تجارب مندل ألن مقترحات مندل لم ي عترف بها إلى في عام 1900 م. ولهذا فإن دارون لم يستطع استخدام أبحاث مندل لدعم لنظرياته عن التطور. كانت نظرية االمتزاج blending theory تمثل الصورة السابقة للوراثة قبل عهد مندل حيث كان يعتقد ان المادة الوراثية شيء مشابه للسائل ولذا فان االبناء الناتجة عن تزاوج حيوانات سوداء بأخرى بيضاء اللون تكون رصاصية اللون وان المادة الوراثية المختلطة ال تستطيع االنفصال تماما وبالرغم من ان مندل توصل الى قوانينه الوراثية عام 1865 لكنها بقيت غير معروفة لعدة سنوات وفي عام 1900 توصل ثالثة من العلماء الى نفس ما توصل الية مندل وهم العالم الهولندي de vries والعالم االلماني. Von Tschermark والعالم النمساوي correns ولد gregor mendel عام 1822 ودخل الكنيسة في برون وتخرج راهبا عام 1847 وبعدها اصبح معلما عام 1854.عمل تجاربه الوراثية على نبات بازالء االكل Pisum sativum في كنيسة الدير عام 1857 واعلن نتائج ابحاثه عام 1865 تحت عنوان )تجارب على التهجينات في النبات ) Experiments in plant hybridization ونشرت في العام التالي. يعتبر مندل ابا لعلم الوراثة نتيجة عمله الدقيق وتجاربه التي أجراها على نبات البزاليا وقد أصبحت االستنتاجات التي حصل عليها أساسا لعلم الوراثة اليوم وقد تمكن مندل من ذلك لألسباب التالية : 1- ركز اهتمامه على صفة واحدة او عدد قليل من الصفات الواضحة للعيان 2- قام بأجراء تهجينات محددة بحيث تحكم في اختيار األبوان بحيث يختلفان في صفة واحدة او صفتين على االكثر. 3- وضع نظرية تقول ان الذي يتحكم في هذه الصفات هي عوامل Factors )تعرف أالن باسم الجينات( وقد أشار في أبحاثه أهميه اختيار المادة الصالحة للبحث لنجاح البحث وسرد األسباب التي من أجلها وقع اختياره على نبات البزاليا التي يمكن تلخيصها في الالتي :- 1 -أن نظام الزهرة يضمن التلقيح الذاتي وعدم التلوث بلقاح غريب 2- أن عملية التلقيح الصناعي بسيطة ال تتعدى فتح الغالف ونزع ألمتك من الزهرة إالم قبل انفتاحها )عملية نزع ألمتك من الزهرة ) Emasculation والتلقيح مباشرة من النبات المرغوب استعماله كاب 3- وجود أصناف أصيله كثيرة بينها فروق عديدة يمكن تميزها بسهوله 4- إن الهجين أو النسل الناتج من تضريب أبوين مختلفين بصفه واحده أو أكثر كاملة الخصوبة 5- قصر دوره حياته وان هذه األسباب تظهر الخصائص التي يجب إن يتميز بها الكائن الحي الذي يستعمل بالدراسات الوراثية 1 -االختالفات variation يتميز إفراده باختالف أو تباين في صفاته واضحة وغير مستمرة 2- امكانية التحكم بالتزاوج controlled matings اذا امكن التحكم في اختيار االباء الحاملين لصفات معينة ثم متابعة النسل الناتج من تزاوجهم فان ذلك يسهل من الدراسة الوراثية 3- سهولة تربيته وتربية اجيالة بتكاليف قليله ووقت قصير 4- قصر دوره حياته short life cycle كلما قصرت الفترة بين الجيل والجيل االخر كلما ازدادت المعلومات التي يجمعها الباحث عن صفات الكائن المدروس خطوات تجارب مندل Mendel's Experimental Procedure على األغلب استخدم مندل خلفيته في الرياضيات في وضع األساس اإلحصائي على تجاربه اإلنتاجية. لقد حضر لتجاربه بشكل حذر وتثقف ودرس عن التنوع في النباتات والحيوانات. وبعد ذلك اختار نبات بازيالء الحديقة ) Pisum sativum ( garden pea خصائص نبات البازيال: ١ -عمر الجيل قصير نسبيا ٢ -كثرة عدد األفراد الناتجة 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 2 Dr. Rahem Al.Ziadi

٣ -كثرة عدد الصفات المتضادة ٤ -سهولة الزراعة والتلقيح ٥ -نبتة خنثى اجتماع اعضاء التذكير والتانيث في نفس الزهرة *التلقيح : انتقال الكميتات الذكرية باتجاه الكميتات األنثوية. *اإلخصاب : اتحاد أو اندماج الكميتات الذكرية مع الكميتات األنثوية. كان إختياره لبازيالء الحديقة موفقا ألن النبات سهل الزراعة و طول الجيل قصير. وأيضا فإن البازيالء يمكن أن تلقح نفسها) التلقيح الذاتي ) self-pollinate ( تنتقل حبوب اللقاح في نفس الزهرة ( ويمكن أيضا أن يحدث التلقيح الصناعي cross- pollinated وهو بأخذ حبوب اللقاح باليد من ونقلها من المتك anther إلى الميسم.stigma وهناك العديد من التنوع في البازيالء ولقد إختار مندل 22 صفة في تجاربه. عندما تقوم هذه الصفات بالتلقيح الذاتي يسمى بالتزاوج الصحيح true-breeding وهذا يعني أن األبناء يشبهون آبائهم ويشبهون بعضهم البعض أما في التغاير أو االختالف في األسالف) تنوع الصفات في نبات البازيالء المزروع( فقد قام مندل بدراسة صفة بسيطة واحدة بشكل منفصل مثل شكل البذور لون البذور و لون الزهرة حيث الحظ عدم وجود صفة وسطى في األبناء الناتجون. وأثناء متابعة مندل الصفات الوراثية لألفراد كان يسجل المالحظات بحذر وأستخدم ما تعلمه من قوانين رياضية لتفسير نتائجه وللوصول إلى نظرية مدعمة بالتجارب اإلحصائية والرقمية.حيث تسمى بالنظرية الجزيئية في الوراثة particulate theory of inheritance ألنها تعتمد على وجود جزيئات صغير أو وحدات وراثية نحن نسميها اليوم بالجينات genes.والوراثة تتضمن عملية تبديل بين الجينات المتشابهة من جيل إلى آخر. 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 3 Dr. Rahem Al.Ziadi

أنواع التلقيح في النبات: ١ -التلقيح الذاتي : انتقال الكميتات الذكرية ( حبوب اللقاح( من متك عضو التذكير في زهرة إلى ميسم عضو التأنيث في نفس الزهرة. ٢ -التلقيح ألخلطي : انتقال الكميتات الذكرية ( حبوب اللقاح ) من متك عضو التذكير في زهرة إلى ميسم عضو التأنيث في زهرة أخرى على نبتة ثانية من نفس النوع *خنثية النبتة : اجتماع أعضاء التذكير والتأنيث في نفس الزهرة وتكون محاطة بالبتالت. *الساللة النقية :مجموعة األفراد الحاملة لصفة وراثية ما,وعند تزاوجها ذاتيا لعدة أجيال) تكرار التلقيح الذاتي( عدة مرات ينتج أفراد يحملوا نفس الصفة بنسبة %100 خطوات تجربة مندل: -حصل مندل على ساللة نقية لنباتين بالصفتين المتضادتين أزهار حمراء / أزهار بيضاء, وذلك من خالل تكرار التلقيح الذاتي لعدة مرات. -ضمن مندل حدوث التلقيح الذاتي دون حدوث تلقيح خلطي بتغطية النبتة بأكياس الحرير,أكياس الحرير منفذة للضوء و الهواء وغير منفذة لحبوب اللقاح. -تم إجراء تلقيح خلطي للنباتين بالساللتين النقيتين بيضاء األزهار ساللة نقية حمراء األزهار نقية الساللة -النتائج :جميع األفراد الناتجة حمراء بنسبة %100 لم ينتج أي نبتة بيضاء -ضمن مندل حدوث تلقيح خلطي فقط دون حدوث تلقيح ذاتي بقطع االسدية قبل نضوجها. -األفراد الناتجة تدعى أفراد الجيل األولF1 -تم أجراء تلقيح ذاتي ألحد أفراد الجيل األول احمر األزهار أحمر األزهار -النتائج % 75 :حمراء األزهار * االفراد الناتجة تدعى بافراد الجيل الثانيF2 25 % بيضاء األزهار 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 4 Dr. Rahem Al.Ziadi

-أثارة هذه النتاج فضول مندل حيث اختفاء صفات احد األبوين في الجيل االول صفات لألبناء في الجيل الثاني غير موجودة لدى اآلباء. قانون مندل في العزل Mendel's Law of segregation في االبناء وظهور بعد أن تأكد أن نباتات البازالء لديها صفات نقية عن طريق التلقيح الذاتي على سبيل المثال النباتات التي تحمل صفة الطويل تعطي أبناء جميعهم يحملون نفس الصفة الطويل والنباتات التي تحمل صفة القصر سوف ينتجون أبناء يحملون نفس الصفة القصر. قام مندل بعمل تزاوج صناعي بين ساللتين نقيتين ( تحمل صفتين متغايرتين ) إذا كانت نظرية الدمج في الوراثة صحيحة فإن الناتج من األبناء يجب أن تظهر صفة وسطى بين الصفتين بالمقارنة مع اآلباء. أطلق مندل على اآلباء األصليون أسم الجيل بي p generation والجيل األول بالرمز F1 أو الجيل البنوي.filial generation فقد قام بعمل عدة تزاوجات متبادلة : reciprocal crosses أوال قام بنشر حبوب اللقاح ذات صفة الطول ووضعها في مياسم النباتات التي تحمل صفة القصر وبعد ذلك أخذ حبوب اللقاح من النباتات ذات صفة القصر ووضعها في مياسم النباتات التي تحمل صفة الطول. في كلتا الحالتان جميع أفراد الجيل األول كانت تشبه اآلباء التي تحمل صفة الطول. وبالطبع هذه النتائج معاكسة لنتائج النظرية اإلندماجية في الوراثة. وبدال من أن تكون الصفة متوسطة بين الصفتين كان أفراد الجيل األول يحملون صفة أحد اآلباء وهي الطول هذه النتائج تعني أن الصفات األخرى قد إختفت بشكل دائم على ما يبدو وعندما سمح مندل بأن تقوم أفراد الجيل األول 1 3 بالتزاوج الذاتي كان الناتج من أفراد الجيل الثاني F2 يحملون صفة الطول و يحمل صفة القصر 4 4 بنسبة 3:1 لذا فإن أفراد الجيل األول لديهم القدرة على نقل عامل factor يحمل صفة القصر انه لم يختفي ولكن من المعتقد أن نباتات الجيل األول حاملة لصفة الطول ألن صفة الطول كانت سائدة على صفة القصر. قام مندل بحساب العديد من النباتات التي يحصل لها نفس التزاوج وسماه بالتزاوج المهجن األحادي monohybrid cross فقد كان مجموع النباتات 1064 حيث كان 787 نبتة تحمل صفة الطول و 277 نبته تحمل صفة الق صر في جميع التزاوجات التي تكونت وجد أن النسبة هي 3:1 في أفراد الجيل 1 الثاني. إن الصفة التي أختف في الجيل األول قد عادت للظهور في أفراد الجيل الثاني بمعدل الربع. 4 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 5 Dr. Rahem Al.Ziadi

استنتاج مندل: ١ -استنتج مندل وجود عوامل داخلية (في الخاليا ( في النبتة تتحكم في صفاتها, ومصدر العوامل هواألب وأالم. ٢ -استنتج أن الصفة الوراثية الواحدة يتحكم فيها عامالن أحدهما من األب واألخر من األم. )العوامل = الجينات) سميت فيما بعد. ألجين : هو قطعة أو جزئ أو تسلسل من مادة الوراثة مسؤول عن صفة ما, صفة واحدة. أنواع الجينات: ١ -ألجين السائد : وهو ألجين الذي يستطيع أن يعبر عن نفس ويظهر صفته عند تقابله مع جين أخر,أو هو ألجين الذي يستطيع أن يستر ويخفي تأثير ألجين المتنحي المقابل له). يرمز له بحرف كبير ألجين المتنحي :هو ألجين الذي ال يستطيع أن يعبر عن نفسه عند تقابله مع ألجين السائد فتختفي الصفة التي يحملها يرمز له بحرف صغير,وتظهر صفته فقط بتقابله مع جين متنحي مثله. نص القانون: "تنفصل زوج الجينات المتقابلة لصفة ما وذلك عند تكوين الكميتات باالنقسام المنصف." الجينات تشكل نوعين من الصفات وهي: ١ -الصفات السائدة : وهي الصفات األكثر انتشارا, وتظهر من تقابل) اجتماع( جينين سائدين وأخر متنحي مثال جين Ttأو TT سائد ٢ -الصفات المنتحية : هي الصفات األقل انتشارا وتظهر فقط من تقابل )اجتماع ) جينين متنحيين tt مثال -الصفة المتنحية دائما نقية. طراز جيني لصفة سائدة نقية/ متماثلة الجينات-. TT طراز جيني لصفة سائدة غير نقية/ غير متماثلة الجينات/ هجينة / خليطه / متخالفة الجينات- Tt -الطرز الجينية : هي الصفات الوراثية المحمولة على الكروموسومات عل شكل جينات بالرموز. -الطرز الشكلية : هي الصفات التركيبية والمظهرية والوظيفية في الفرد الناتجة من ترجمة الطرز الجينية وتأثير البيئة. -مبدأ السيادة التامة مبدأ مندل : ألجين السائد يستر ويخفي تأثير ألجين المقابل له. إن نظرة مندل للرياضيات جعلته قادرا على ترجمة نتائجه بشكل مختلف عن السابق. لقد علم أن نفس النسبة قد حصلت في جميع أفراد الجيل الثاني حيث كرر هذا التزاوج أكثر من مرة لعدة صفات. وفي النهاية توصل لتوضيح ذلك : إنه من المتوقع أن تكون النسبة 3:1 في جميع أبناء الجيل الثاني إذا كان آباء الجيل األول لديهم نسختان منفصلتان لكل عامل) جين( وراثي أحد هذه العوامل سائد dominant واآلخر متنحي recessive وهذه العوامل تنفصل أثناء تكون الكميتات وكل كميت لديه نسخة واحدة من هذه العوامل واإلتحاد العشوائي لجميع الكميتات محتمل الحصول عن طريق اإلخصاب. وفي هذه الطريقة سوف تعود صفة الق صر للظهور في أفراد الجيل الثاني. قانون مندل في التوزيع الحر Mendel's Law of Independent Assortment عمل مندل على إعادة تشكيل سلسلة ثانية من التزاوج الذاتي بين نباتات لديهم صفتان. إن تزاوج أفراد الجيل األول يعرف بالتزاوج التهجين الثنائي dihybrid cross على سبيل المثال : قام بتزاوج بين نباتات طويلة قرنها أخضر tall green pods مع نبات قصير قرونه صفراء short yellow pods 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 6 Dr. Rahem Al.Ziadi

تظهر نباتات الجيل األول كال الصفتان السائدتان. وكما ذكرنا سابقا سمح مندل بأن تتزاوج أفراد الجيل األول مع بعضها البعض. هناك نوعان من النتائج يمكن أن تحدث في أفراد الجيل الثاني : 1 العوامل السائدة TG دائما ينعزالن في كميتات الجيل األول مع بعضهم البعض والعوامل المتنحية tg دائما يبقون مع بعض فإنه سيتكون نوعان من الطراز المظهرية في نباتات الجيل الثاني نباتات طويلة مع قرون خضراء ونباتات قصيرة مع قرون صفراء. 2 إذا حصل عزل لألربع عوامل في كميتات الجيل األول بشكل حر) ) TG,Tg,tG, tg فإن سيتكون أربع أنواع من الطرز المظهرية في أفراد الجيل الثاني نبات طويل قرونه خضراء نبات طويل قرونه صفراء نبات قصير قرونه خضراء ونبات قصير قرونه صفراء.يظهر أن مالحظة مندل ألربعة طرز مظهرية في أفراد الجيل الثاني يدعم الفرضية الثانية. لذا صاغ مندل قانون ثاني في الوراثة هو قانون التوزيع الحرAssortment. Law of Independent 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 7 Dr. Rahem Al.Ziadi

قانون مندل الثاني )قانون التوزيع الحر( : "إن عاملي كل صفة ينفصالن عن بعضهما ويتوزعان في األمشاج بصورة مستقلة عن عاملي الصفة األخرى" *دراسة السلوك الوراثي لزوجين من الصفات المتضادة عند إجراء تلقيي للييي نيين ننيات يوييا السيا ألزمير ا ز يار نقي وآلر قصير السا ألنيض ا ز ار )نقي( نرمز إلى ألليا اللون ا زمر R نرمز إلى ألليا اللون ا نيض r اآلناء نرمز إلى ألليا اليوا T نرمز إلى ألليا القصر t التركيب الظا ري التركيب الجيني ا مشاج ألزمر يويا RRTT ألنيض قصير rrtt rt RT RrTt %100 ألزمر يويا الجيا ا وا اآلناء ألزمر يويا RrTt rt rt Rt RT ألزمر يويا RrTt rt rt Rt التركيب الظا ري التركيب الجيني RT ا مشاج RT RT RRTT Rt RRTt rt RrTT rt RrTt متنزي+ سائد )ألنيض يويا( = 3 متنزي الصفتين )ألنيض قصير( = 1 Rt RRTt RRtt RrTt Rrtt rt RrTT RrTt rrtt rrtt الجيا الثاني rt RrTt Rrtt rrtt rrtt نسب التراكيب الظا ري في الجدوا ي : سائد الصفتين )ألزمر يويا( = 9 سائد + متنزي)ألزمر قصير( = 3 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 8 Dr. Rahem Al.Ziadi

التلقيح االختباري :Testcross أن الفرررلذ الرررصف متررر كرررف ت م ررر ررر ن ل به الج ي ق ا ذائتا في مر ن أن الفرلذ الرصف مت كف سائذة ت رن أن ر ن ل بره الج ري ق ررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررا Homozygousأ هج ررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررررا )خل طا(.Heterozygous ت ررن مذ ررذ ال ل ررن الج رري لفررلذ مترر الكررف السائذة ف تا إصا ان ق را أ هج را لهرص الكرف عررذ ال لقرر خ ااخ بررالف تررن أف رر الطررل ل مذ ررذ ال ل رررن الج ررري للفرررلذ صف الكرررف السرررائذة ررر صلررب بررءج الق لقرر خ خلطرري برر ن الفررلذ الررصف مترر الكررف السررائذة م ررل تمررذذة ال ل ررن الج رري ترر فلذ أخل مت الكف الت م الت اذة لها. * تثا : فررررري إمررررررذف ال با ررررررا كرررررف لرررررر ن ا هررررررال المتر الق سرائذة ىلرف كرف لر ن ا هرال الب راق. ف رررم ت رررن مذ رررذ ترررا إصا ررران هرررصا ال برررا ص ا هررررال المترررر الق ت تاثرررر ( ق ررررا( أ هج ررررا لهررررص الكف جلف لق ما اخ بالا ب ن هرصا ال برا برا متررررر أ هرررررا ال ب ررررراق فرررررءصا لت رررررا ل ررررر لررررر ن ا هررررررررال المترررررررر الق )R( ل رررررررر لرررررررر ن ا هررررررررال الب اق) r ( فءن ائج ال لق خ ن تا لي: ااخ الف ال لق خ اآلباق اق هلة ب هلة مت الق R rr ال ل ن الج ي ائج اآلباق 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 9 Dr. Rahem Al.Ziadi

اام تا ا اام تا الثا ي r r r R R Rr Rr R Rr Rr r rr rr R Rr Rr ا ف الذ ال ا ج جت عها مت الق ا هال امررم تررن التثررا أن اام تررا ا ا ف الذ ال ا ج اام ترا الثررا ي ف شرر ل إلرف أن ال ل ررن الج رري لهررص الكرف هرر %50 مت الق ا هال %50 ب اق ا هال شرر ل إلررف أن ال ل ررن الج رري للكررف السررائذة هرر.RR أتررا.Rr ت ررن ترن تعلفرر كررفا اآلبرراق ال ا ج مذ ذ ال ل ن الج ي للكف السائذة م ل تعل ف ال ل ن الج ي. الجينات المميتة -:Lethal gene هي جينات تسبب موت حاملها- إذا كانت في حالة نقية فقد تتسبب في تعطيل النمو وتوقف الحياة في مراحل مختلفة من العمر- ويكون نسبة الفقد 25.% مثال: أنيميا الخاليا المنجلية في اإلنسان (SCA( -: Sickle - cell Anaemia ينشأ هذا المرض عن خلل وراثي في الجين المسئول عن بناء الهيموجلوبين في كريات الدم الحمراء. يؤدي إلى تغير في تركيب الهيموجلوبين ويسبب ذلك تقوس خاليا الدم الحمراء وأصبحت لها شكل هاللي أو منجلي. وبذلك ال تتمكن كريات الدم الحمراء حمل األكسجين إلتمام عملية التنفس مما يسبب الموت للمريض. يعبر عن جين الهيموجلوبين العادي بالرمز S ويعبر عن جين الهيموجلوبين المرضي بالرمزs. ما االحتماالت الناتجة عن تزاوج رجل من امرأة كل منهما هجين. ينتج عن هذا التزاوج:- أ- أفراد طرزها الجيني SS تحمل هيموجلوبين عادي. ب- أفراد طرزها الجيني Ss هذه األفراد تعيش حياة طبيعية أما في حالة بذلك مجهود عنيف أو نقص األكسجين تظهر عليهم أعراض مرض أنيميا الخاليا المنجلية. ج- أفراد طرزها الجيني ss تحمل هيموجلوبين مرضي وتموت عادة قبل البلوغ. هذه الحالة الوراثية ال تخضع للسيادة التامة ولكنها نمط آخر من الوراثة يطلق عليها السيادة غير التامة. فهي جينات مسئولة عن ظهور بعض الصفات الوراثية ولكن إذا وجدت فى صورة نقية أدت إلى 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 10 Dr. Rahem Al.Ziadi

تعطيل النمو وتوقف الحياة. ولذلك سميت المميتة.Lethal ويوجد من هذه الجينات نوعان: نوع سائد ونوع متنح. أما في النوع األول فيكفي وجود جين واحد من هذه الجينات المميتة لحدوث التعطل في النمو. بينما يتطلب األمر في النوع المتنحي وجود زوج من هذه الجينات لظهور الصفة وبالتالي تعطل النمو. ومن أمثلة األمراض المسئولة عنها الجينات المميتة المتنحية مرض أنيميا الخاليا المنجلية والذي سنتناوله عند دراسة طرق وراثة الصفات. مثال: تتميز أغلب النباتات بقدرتها على صنع غذائها بنفسها من ثنائي اوكسيد الكاربون بوجود الضوء بعملية البناء الضوئي, وإلتمام هذه العملية تحتاج النباتات الى الصبغة الخضراء الكلوروفيل )الممتصة للضوء(. وفي الذرة الصفراء Zea mays تم وصف العديد من الجينات التي تؤثر على انتاج الكلوروفيل. يرمز الحد هذه الجينات )G( وهو جين تام السيادة على اليله, بحيث النباتات ذات الطراز الوراثي )Gg( تحوي على الكلوروفيل و تصنع غذائها بنفسها بعملية البناء الضوئي. من جهة أخرى النباتات ذات الطراز الوراثي) gg ( ال تنتج الكلوروفيل و ال تقوم بعلية البناء الضوئي و تكون بيضاء مصفرة )بسبب استمرار انتاجها للصبغات الكار وتينية(. االباء اخضر هجين X اخضر هجين ) Gg ( ) Gg( الجيل االول)النسب الوراثية( 1\4 اخضر نقي 1\2 اخضر هجين 1\4 اصفر )يموت( gg Gg GG يالحظ انه بعد ان يظهر الجين المميت g تأثيره تصبح النسبة الوراثية 1:2 بدال من 1:2:1, وبذلك اصبح لدينا تحوير في النسب المظهرية 1:2:1. 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 11 Dr. Rahem Al.Ziadi

الوراثة والجنس : كل خلية في جسم اإلنسان بها 46 كروموسوم أي 23 زوج منها 44 كروموسوم جسدي )ذاتي( وزوج من الكروموسومات جنسي يرمز له في األنثى XX وفي الذكر XY ينتج الرجل نوعين مختلفين من األمشاج )الحيوانات المنوية( أحدهم به الكروموسوم X واآلخر به الكروموسوم Y تنتج األنثى نوع واحد من األمشاج )البويضات( تحتوي فقط على الكروموسوم X. المسؤول عن تحديد جنس المولود هو الرجل وليس المرآة ألن الرجل لديه نوعين مختلفين من األمشاج. الجينات المرتبطة بالجنس: gene - Sex Linked وهي الجينات التي تقع على الكروموسومات المحددة للجنس وليس على الكروموسومات الجسمية أي أنها تقع على كروموسوم (X) أو كروموسوم (Y). وتختلف وراثة هذه الجينات عن وراثة تلك الموجودة على الكروموسومات الجسمية وذلك بسبب عدم تماثل فردي الكروموسين في الذكر.(XY) إذ أن هذه الجينات تقع عادة على كروموسوم (X) ولذلك نجدها تتمثل مرة واحدة في الذكر بينما تتمثل مرتين في األنثى ألن تركيبها.(XX) ويؤدي هذا االختالف إلى ظهور تأثيرات الجينات المتنحية في الذكور بصورة أكبر من تأثيرها على اإلناث. وعادة ما تسمى األنثى التي تحمل على أحد كروموسومات الجنس عندها جينا مرضيا باألنثى الحاملة للمرض.Carier وال تظهر عليها أعراض المرض إذ أن تأثير الكروموسوم اآلخر السوي ي بطل تأثير الكروموسوم المصاب. بينما في الذكور يكفي وجود كروموسوم (X) مصابا فيظهر المرض. ولذلك عادة ما تحمل اإلناث المرض ويصاب به الذكور. يتوقف التعبير المظهري للصفة على جنس الفرد )يعني هناك فرق في نفس الصفة بين الذكر واالنثى( فالفرد الهجين يعبر عن طراز مظهري في جنس والطراز البديل في الجنس اآلخر مثال على ذلك صفة الصلع في االنسان اذ المعروف ان هذه الصفة يتحكم بها مورث B موجود على كروموسوم جسمي ويكون سائد لذا تكون الطرز الوراثية والمظهرية لصفة الصلع في االنسان 1 الطراز الوراثي BB يكون الطراز المظهري له رجل اصلع امرأة صلعاء 2 الطراز الوراثي Bb يكون الطراز المظهري له رجل اصلع امرأة طبيعية الشعر 3 الطراز الوراثي bb يكون الطراز المظهري له رجل طبيعي امرأة طبيعية الشعر فالطراز الوراثي Bb يكون الطراز المظهري له رجل اصلع امرأة طبيعية الشعر الن الصلع صفة متأثرة بالجنس ويعتمد ظهور الصلع على تركيز الهرمون الذكري الذي ال يوجد في االناث ومن الصفات االخرى المتأثرة بالجنس هي: 1 صفة طول وشكل الريش في الدجاج 2 تكوين القرون في االغنام 3 لون الشعر في ماشية األيرشاير حيث توجد ساللتان احدهما حمراء واالخرى مبقعة بأسود وابيض والطراز االخير يكون اكثر شيوعا في الذكور. الصفات المحددة بالجنس الجينات المتنحية المرتبطة بالجنس تكون في الذكور اكثر منها في االناث. فالصفات المحددة بالجنس ترجع الى جين يؤثر على تركيب او وظيفة الجسم والتي توجد في الذكور فقط او في االناث فقط. ان مثل هذا الجين قد يقع على كروموسوم جسمي او مرتبط بالجنس. يعتبر فهم التوريث المحدد بالجنس مهم للمختصين بتربية الحيوانات على سبيل المثال انتاج الحليب في الماشية تؤثر على جنس واحد فقط ولكن اي من االبوين باستطاعته نقل الجينات المسيطرة على هذه الصفات ومن االمثلة على هذه الصفات في االنسان هي الصوت ونمو اللحية وحجم الصدر واالرتفاع المفاجئ في ضغط الدم عند اقتراب موعد االنجاب بالنسبة لبعض الحوامل. 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 12 Dr. Rahem Al.Ziadi

وعليه فان االنثى ال يحدث فيها نمو اللحية بصورة عامة لعدم استطاعتها افراز الهرمونات الالزمة لنمو شعر الوجه. االمراض المرتبطة بالجنس: - عمى اللونين األحمر واألخضر: يعتبر عمى اللونين األحمر و األخضر أكثر العاهات الوراثية المرتبطة بالجنس انتشارا. إذ يعاني حوالي % 8 من الرجال من هذا المرض إال أنه نادر الحدوث بين السيدات و يرجع ذلك إلى أن األم الحاملة لجين المرض تنقل هذا المرض إلى أبنائها بصرف النظر عما إذا كان األب سليما أو مريضا فإذا كان األب سليما كانت كل البنات سليمة بينما يكون نصف األبناء مرضى نظرا لوجود كروموسوم X واحد في الذكور. - سيولة الدم )الهيموفيليا( haemophilia : سيولة الدم هي أشهر الصفات المرتبطة بالجنس في اإلنسان و هي حالة مرضية تعرف بنزف الدم حيث يفقد الدم قدرته على التجلط نتيجة نقص مادة الثيرموبالستين الالزمة لحدوث التجلط. يرجع هذا المرض إلى وجود جين متنحي على كروموسوم X. يكاد ظهور هذا المرض أن يكون مقصورا على الذكور. وجين مرض سيولة الدم من الجينات المميتة عند اجتماع عامليه بصورة نقية و ذلك ال يحدث إال في اإلناث ألن الذكور يوجد بهم كروموسوم X واحد و يحملون آليل واحد لهذه الصفة.تتم عملية التجلط في الدم بواسطة 13 عامل البد من وجودها جميعا الشتراكها في تفاعالت متتابعة تؤدي إلى تجلط الدم في زمن قصير. للهيموفيليا نوعان وهما هيموفيليا A و هيموفيليا B و لهما آليلين مختلفين على موقعين منفصلين بكروموسوم. X - متالزمة ليش نيهان : Lesch Nyhan Syndrome مرض وراثي يعاني المصابون به من زيادة نسبة حامض البوريك نتيجة عدم إفراز االنزيم الذي يساهم في تخليق نيوكليوتيدات الجوانين. تظهر أعراض المرض على األطفال عقب الوالدة وتزداد 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 13 Dr. Rahem Al.Ziadi

الحالة مع األيام نتيجة تزايد نسبة حمض اليوريك في البول. تبدو على األطفال أعراض ضعف األعصاب فال يستطيعون الجلوس أو الحركة, كما تزداد انفعاالتهم العصبية لدرجة إيذاء أنفسهم. يموت األطفال المصابون بمتالزمة Lesch Nyhan نتيجة القصور البولي و العصبي. - متالزمة هنتر :Hunter's syndrome يعاني األطفال المصابون بها من التخلف العقلي و النمو الكثيف لشعر الوجه و الجلد و شكل مميز للوجه يشمل أنف عريض و لسان مدلى من الفم. ترتبط هذه األعراض بتحوالت غير طبيعية لعديدات سكر مخاطية تتكون خالل مراحل الحمل األولى. يمكن الكشف عن إصابة الجنين بمتالزمة Hunter قبل لرحم األم و Amniotic fluid الوالدة و ذلك بسحب بعض الخاليا من السائل األمينوتي او االمينوسي صبغها بصبغة التوليدين. االختالالت الوراثية في اإلنسان : هي أمراض ناتجة عن تغيرر فري تركيرب المرادة الوراثيرة فري اإلنسران سرواء فري عردد الكروموسرومات أو تركيبها وهذا ما يسمى )طفرة( -1 متالزمة داون) DNS : Down syndrome (DS or تنرتج مرن كروموسروم جسردي زائرد فري الرزوج رقرم 21 حيرث يصربح 3 كروموسرومات بردال مرن 2 ومرن أعراضه )قصر القامة ثنية جلديرة فري الجفرن اتسراع المسرافة برين العينرين ضرعف القروى العقليرة قصر العمر العقم( -2 متالزمة كالينفلتر : Klinefelter's syndrome تنتج من كروموسوم جنسي زائد في الذكر فبردال مرن أن يكرون تركيرب الرذكر XY يصربح XXY وتعرد متالزمة كالينفيلتر أكثرر اخرتالالت الصريغة الصربغية شريوعا وثراني أشرهر الحراالت الناجمرة عرن وجرود الكروموسومات الزائدة. وهذه الحالة موجودة في حوالي 1 من كل 1000 من الذكور. واحد من كل 500 مرن الرذكور لديره كروموسروم Xاضرافي ولكرن لريس لديره أعرراض. ومرن أعراضره )زيرادة حجرم الثردي ضمور األعضاء التناسلية العقم( 3- مرض الثالسيميا :Thalassemia ينتج من عدم تحول هيموجلوبين األجنة إلى هيموجلوبين بالغين خالل ال 6 أشهر األولى من حياة الطفل. أعراض هذا المرض )فقر دم شديد قلة النمو تضخم الطحال ضعف الجهاز المناعي( *الفرد السليم H A H A * الفرد المصاب بالمرض H F H F * الفرد متوسط اإلصابة H A H F حيرث يرمرز الحررف H إلرى الهيموجلروبين وحررف A هرو األليرل المسرئول عرن هيموجلروبين البرالغين و حرف F هو األليل المسئول عن هيموجلوبين األجنة. -4 مرض الفينيل كيتونيوريا (PKU( :Phenyl ketonuria الشرخص المصراب لريس لديره اإلنرزيم الرذي يحرول الحمرض األمينري فينيرل أالنرين إلرى الحمرض األمينري تايروسين مما يسبب تخلف عقلي حاد. طرق الكشف عن االختالالت الوراثية في اإلنسان : 1- التحليل اإلنزيمي 2- التحليل الكيميائي 3- الفحصص الجنيني المبكر بفحص خاليرا الجنرين أو الموجات فوق الصوتية االستشارة الوراثية : هامة للتنبؤ باألمراض الوراثية التي قد تحدث لألطفال الناتجين من زواج معين. يمكن استخدام الهندسة الوراثية في عالج بعض األمراض. من المعروف أن الصفات الوراثية التي يرثها اإلنسان تتأثر بالبيئة فإذا صادفت بيئة مناسبة لظهورها فإنها تظهر 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 14 Dr. Rahem Al.Ziadi

فصائل الدم يف اإلنسان صفة فصائل الدم في اإلنسان يحكمها ثالث بدائل من الجينات هي,A,B O يتكون منها ست طرز جينية.اذ تجمع فصائل الدم بين ثالث أنماط من الوراثة هي -:,A,B تعدد البدائل :ألن صفة الفصائل يحملها ثالث بدائل من الجينات. O.(O) على جين (B) ويسود جين على جين( O ) (A) سيادة تامة :حيث يسود جين انعدام سيادة :حيث ال يسود جين (A) على جين (B) بل يشتركان مع ا في إظهار فصيلة وسط بينها.( AB ) أهمية فصائل الدم : 1- فض المنازعات في تحديد األبوة. 2- نسب األطفال آلبائهم الحقيقيين )فصائل الدم تنفي وال تثبت األبوة(. 3- تحديد عمليات نقل الدم. 4- تستخدم في دراسات تصنيف السالالت البشرية ودراسة التطور. تقسيم فصائل الدم على أساس وراثي : تقسم فصائل الدم إلى أربع فصائل مختلفة يعتمد التقسيم على تعدد البدائل )جينات,B,A ) وانعدام السيادة بين الجينين( A-B O على جين,A B والسيادة التامة )يسود جينا O( "تزوج رجل مجهول الفصيلة من امرأة فصيلة دمها (B) فماهي احتماالت فصيلة األب المتوقعة. فأنجبت طفال فصيلة دمه (O) 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 15 Dr. Rahem Al.Ziadi

"تزوج رجل فصيلة دمه (AB) من امرأة فصيلة دمها (A) طفل فصيلة دمهB فسر ذلك على أسس وراثية. فأنجبا عدد من األطفال بينهم تقسيم فصائل الدم على أساس كيميائي حسب مولدات االلتصاق واألجسام المضادة المواد المولدة )مولدات الدم الحمراء وهي نوعان : مولدات النوع A ومولدات من النوعB االلتصاق( توجد على أسطح خاليا األجسام المضادة :هي مواد مقابلة للمولدات وتوجد في بالزما الدم وهي نوعان anti-b (b) :و (A)anti (a). يعتبر صاحب فصيلة (AB) مستقبل عام لعدم احتواء بالزما دمه على أجسام مضادة بنوعيها. anti-b Anti-A, يعتبر صاحب فصيلة (O) معطي عام لعدم احتواء خاليا الدم الحمراء على كال نوعي مولدات االلتصاق( A,B ) 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 16 Dr. Rahem Al.Ziadi

تحديد فصيلة الدم لتعين فصيلة الدم يلزم وجود: مصل مضاد لكل من (A,B) هما anti-b. -: anti-a, نقطتين من دم الشخص المراد تحديد فصيلته. "نضع نقطتين الدم على شريحة زجاجية. نضيف قطة من anti-a, قطرة من anti-b على نقطة الدم الثانية ونالحظ ما يحدث. على نقطة الدم األولى ونضيف 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 17 Dr. Rahem Al.Ziadi

حتديد اجلنسDetermination Sex أجريت الدراسات األولى التي ترتبط بين الكروموسرومات وتحديرد الجرنس عرام 1891 مرن قبرل العرالم البيولوجي األلماني Henking الذي اكتشف تركيبا نوويا يمكن تتبرع أثرره فري عمليرة تكروين السربرمات في بعض الحشرات. تستلم نصف السبرمات هذا التركيب ونصفها األخرر ال يسرتلم حينهرا لرم يخمرن Henking أهميرة هرذا الجسم ولكنه عرفه بالجسم المجهول X-body وذكر إن السبرمات تختلف بوجوده عن عردم وجروده وقرد تررم إثبررات هررذه المالحظررات عررام 1902 والتوسررع فيهررا مررن قبررل العررالم McClung الررذي حصررل علررى مالحظات سايتولوجية على أنواع مختلفة من الجراد وذكر احتواء أنثرى الجرراد علرى عردد كروموسرومي يختلف عن الذكر. وقد تتبع الجسم المجهول أثناء عملية تكوين السبرمات ولكنه لم يتمكن من تتبعه في عمليرة تكروين البريض Oogenesis في أنثى الجراد. ربط ماكلنك بين الجسم المجهول وتحديد الجنس ولكنه اخطأ في قوله انه خاص بالذكور. ولو كان قد نجح في تتبع عملية تكوين البيض ألعطي تفسيرا مختلفا. تم الحصول على المساهمات الرئيسية في المعلومات عرن التحديرد الجنسري فري أوائرل القررن العشررين مرن قبرل.Wilson فقرد أورد ويلسرون دراسرات سرايتولوجية مستفيضرة علرى حشررات مختلفرة وبصرورة خاصة عن الجنس Protenor وهي مجموعة غير شائعة من الحشرات. في هذه الحشرات نالحظ أعداد كروموسررومية مختلفررة فرري الخاليررا الجيرميررة للجنسررين. وقررد نجررح فرري تقصرري عمليررة تكرروين البرريض والسبرمات ووجد إن الخاليا غيرر المختزلرة للرذكر تحتروي علرى ( 13 ) كروموسروم أمرا األنثرى فتحتروي على )14 ) كروموسوم. وقد وجد إن لبعض الكاميتات الذكرية ( 6 ) كروموسومات ولكاميتات أخرى ( ) 7 كروموسومات وكان لجميع الكاميتات األنثوية ( 7 ) كروموسومات. البيضة التي تخصب بسبرم يحتوي ( 6 ) كروموسومات تنرتج ذكرورا والتري تخصرب ب سربرم يحتروي على ( 7 ) كروموسومات تنتج إناثا. ميكانيكية تحديد الجنس الكائنرات التري تتكراثر جنسريا تكرون أمرا أحاديرة السركن ( Monoecious ) وفيهرا الفررد ينرتج كرل مرن الكاميتات المؤنثة أو المذكرة كما هي الحال في الحنطرة الشرعير الرذرة الصرفراء القطرن. أمرا الشركل الثاني فيكون ثنرائي المسركن Dioecious أي يوجرد لردينا نبرات ذكرري ونبرات أنثروي كمرا هرو الحرال فري النخيل ومعظم الحيوانات. ففي الكائن ثنائي المسكن يتميز الجرنس براختالف الكاميترات والعضرو الجنسري الرئيسي الذي ينتجه الفرد. وقد يتصف الفرد في هذه الحالة بصفات جنسية ثانوية. فعلرى سربيل المثرال في اإلنسان تعتبر صرفات الصروت وتوزيرع الشرحوم فري الجسرم والشرعر والعضرالت صرفات ثانويرة تميرز 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 18 Dr. Rahem Al.Ziadi

الذكر عن األنثى. أما في الدروسوفيال فتشمل الفروقات على الحلقات البطنية ووجود مشط الجنس Sex comb وغيرها. الكروموسومات الجنسية -: Chromosomes Sex تتميز العديرد مرن النباترات الراقيرة وبعرض الحيوانرات بكونهرا خنثرى hermaphroditic وذلرك إلمكران كائن واحد إن يعطي كاميتات ذكرية وأنثوية. وفي هذه الحالة فان الكائن المعني يحمل معلومرات وراثيرة لكال الجنسين. وعندما يكون كال الجنسان منفصلين فان بعضا من المعلومات الوراثية التي تحردد الجرنس تكون منفصلة أيضا. وال يعرف عدد الجينات التي تتحكم في جنس أي مرن الكائنرات الراقيرة. ولكرن هرذه الجينرررات تكرررون محصرررورة فررري زوج مرررن الكروموسرررومات تررردعى الكروموسرررومات الجنسرررية Sex Autosomal Chromosomes تمييزا لها عن الكروموسومات الجسمية Chromosomes انظمة الكروموسومات الجنسية وعالقتها بتحديد الجنس في بعض الكائنات. نظام XX XO ذكرنرا سرابقا اكتشراف الجسرم المجهرول واكتشراف ويلسرون مرن كرون الجسرم المجهرول هرو كروموسروم وعررف بكروموسروم الجرنس. فري الحشررات توجرد اختالفرات كروموسرومية برين الجنسرين حيرث يرمرز لألنثى بر ( XX ) وذلرك الحتوائهرا علرى كروموسرومين مرن X وعنرد االنقسرام الميروزي تحمرل جميرع البيوض كروموسوم الجنس ( X ). أما في الذكور فان نصف السبرمات فقط تحمل كروموسوم الجنس ( X ) أما النصف األخر فرال يحتروي على كروموسوم للجنس لذا يرمز لهذا السبرم ب ( O ).فالبيضة التي تخصرب مرن قبرل سربرم مرن نروع (. ) XO ( فستعطي ذكرا ) O ( ستعطي اناثا أما التي تخصب ب ) X نظام XX XY وجد ويسلون وستيفن عام 1905 ترتيبا مختلفا في حشرات أخرى. فقد وجد في إناث حشررة بقرة دغرل الحليرب ( turcicus milkweed bug ) Lygaeus نفرس العردد الكروموسرومي فري خاليرا الجنسرين. ولكن الكروموسوم الشبيه ب X يكون اصغر بشكل ملحوظ لذا أطلق عليه كروموسوم. Y فالالقحة من شكل ( XX ) تكون أنثى أما الالقحة من شكل ( XY ) فتكون ذكررا. لرذلك أطلرق علرى هرذا النظام بنظام XX XY لتحديد الجنس. وبتجميع األدلة وجد إن هذا النظام أكثر انتشارا من النظام. XO حيث يوجد هذا النظام في أنواع واسرعة من الحيوانات مثل الدروسوفيال واللبائن وفي بعض النباتات وكرذلك نجرد نظرام XY فري اإلنسران حيرث يكرون كروموسروم X أطرول بكثيرر مرن كروموسروم. Y فالعردد الكلري لكروموسرومات اإلنسران يبلر 44 كروموسروم جسرمي autosomes مرع ( كروموسرومين ) للجرنس XX فري األنثرى وكروموسروم X مرع 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 19 Dr. Rahem Al.Ziadi

كروموسوم Y في الذكر. لذلك يكون الذكر مختلف الكاميتات Heterogametic ألنه يعطي شركلين مرن الحيامن وهي X و Y وبنسب متساوية. أما األنثى فتعطري شركال واحردا مرن البيروض Homogametic وهي من نوع ( X ) إضافة إلى ( 22 ) كروموسوم جسمي في كل من الكاميتات الذكرية واألنثوية. فالبيضة التي تخصب بحيمن له كروموسوم ( Y ) تعطي القحة تتطرور إلرى ذكرر. أمرا البيروض التري تخصب بحيمن له كروموسوم ( X ) تعطي القحة تتطور إلى أنثى. ينعزل زوج كروموسومات XY وتتم عملية اإلخصاب بصورة عشوائية وهذا يفسرر سربب تطرور بعرض األفرراد إلرى ذكرور والربعض األخرر إلرى إنراث. ولمراذا يكرون حروالي %50 مرن المجتمرع فري الحيوانرات الراقية يكون ذكورا والنصرف األخرر إناثرا. و بسربب التروازي برين سرلوك الكروموسرومات أثنراء االنقسرام الميوزي والسلوك المندلي للجينات فإن السيطرة على التحديد الجنسي عن طريق كروموسوم معين تعد الدليل الملموس في وقوع الجينات على الكروموسومات. وقد شكلت التجارب في الحشرات األساس في تخمين وتصميم التجارب حول آلية التحديد الجنسي في الكائنات الراقية وبسبب كون هرمونرات الفقريرات )هرمونررات السررتيرويد )Steroid ال تتشررابه مررن حيررث النشرراط فرري الطيررور واللبررائن لررذلك اسررتخدمت حيوانات مثل الدجاج والفئران إلجراء دراسرات عرن الصرفات الجنسرية الثانويرة ( أي الصرفات التري تميرز الجنسين ولكن ليس لها دور مباشر في التكاثر ) والتأثير الهرموني على المظاهر الخارجية. نظام ZZ ZW في هذا النظام تكرون اإلنراث مختلفرة الكاميترات ZW أمرا الرذكور فتكرون متشرابهه الكاميترات. ZZ هرذا النظام السائد في الطيور والدواجن والفراشات والعث وبعض أنواع األسماك. فاإلناث تعطي شركلين مرن البيروض وهري ( Z ) و ( W ). أمرا الرذكور فتعطري شركال واحردا مرن السربرمات وهري ( Z ) وان اتحراد بيضة ( W ) مرع سربرم ( Z ) يعطري القحرة ( ZW ) تتطرور إلرى أنثرى. أمرا إخصراب بيضرة ( Z ) مرع حريمن ( Z ) سريعطي القحرة ( ZZ ) تتطررور إلرى ذكرر. يمكرن تلخرريص أشركال كروموسرومات الجررنس المختلفة بما يلي :- األنثى XX XX ZW X الذكر XY XO ZZ Y األمثلة الدوسوفيال اإلنسان وغيرها من اللبائن وبعض النباتات الجراد وبعض حشرات متعددة األرجل ونصفية األجنحة الطيور والدواجن. الفراشات والعث نباتات حشيشه الكبد Liverworts 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 20 Dr. Rahem Al.Ziadi

مفهوم التوازن يف حتديد اجلنس بعد التعرف على الكروموسومات الجنسية ظهر واضحا إن التحديد الجنسي كثر تعقيردا ممرا أشرارت إليره المالحظات األولية. اذ كانت األدلة اعقد مرن مجررد انعرزال زوج واحرد مرن كروموسرومات الجرنس. فقرد أظهرت األبحاث علرى الدروسروفيال التري أجريرت مرن قبرلBridges إن المحرددات األنثويرة واقعرة علرى كروموسرومات ( X ) أمرا المحرددات الذكريرة فتكرون موجرودة علرى الكروموسرومات الجسرمية. ولرم يرتم تعيين مواقع معينة. ويقترح من األدلة الحالية على اشتراك العديد من كروموسرومات. ولرذلك فقرط ظهرر إن الجينات المحددة للجنس في الدروسروفيال تحمرل علرى كروموسرومات معينرة وان جميرع األفرراد تحمرل جينرات كرال الجنسرين.لرذلك فران نظريرة التروازن الروراثي Genetic balance theory لتحديرد الجرنس تعطي تفسيرا اشمل لميكانيكية تحديد الجنس. الكروموسومات الجنسية :- كروموسوم ( X ) -: يكون كروموسوم ( X ) في اإلنسان متوسط الطول بين الكروموسرومات الجسرمية السرابع والثرامن و -1 موضع السنترومير قريب من وسط الكروموسوم من المجموعة. C يمكرن تمييرز كروموسروم ( X ) بصررورة أكثررر دقررة باسررتعمال تكنيررك حررزم النررور الفضررية الالصررقة. Fluorecent banding يتراوح طول الكروموسوم في دور التقابرل الميتروزي حروالي على التحضير 5.5 4.5 مرايكروميتر ويعتمرد ذلرك -2 كروموسوم ( Y ) -: يبلر معردل طرول كروموسروم ( Y ) فري اإلنسران حروالي 1.8 مرايكروميتر ويتغراير طولره براختالف الرجررال ولكررن ال يوجررد شررواذ مظهريررة تتعلررق بهررذا التغرراير فرري الطررول. كروموسرروم ( Y ) لرره سررنترومير طرفرري Acrocentric وخررالي مررن التوابررع تظهررر الررذراع الطويلررة لهررذا الكروموسرروم بشكل لماع في التحضيرات الجيدة. 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 21 Dr. Rahem Al.Ziadi

الجسم بار : Barr body يمكن الحصول على فكرة جنس الفررد ببسراطة مرن اختيرار الخاليرا الطالئيرة الداخليرة المبطنرة للخاليرا الظهاريرة الحرشرفية Squamous epithial عنرد صرب هرذه الخاليرا تظهرر اغلرب الخاليرا لجسررمية لإلناث االعتيادية تركيبا ذا خواص معينرة يردعى Barr Body نسربة إلرى مكتشرفه Murrary Barr والذي وصفه ألول مرة عام. 1949 يظهرر هرذا التركيرب بشركل معرتم برالقرب مرن الغرالف النرووي وتردعى اإلنراث بالموجبرة لكرومراتين الجنس Sex Chromatin Positive أما الذكور التري ال تحتروي علرى هرذا الجسرم فتردعى بالسرالبة لكروماتين الجنس.Sex Chromatin negative جسم بار Barr Body عبارة عن تركيب صغير بأبعاد تبل 1 مايكروميتر ويكون نصرف كرروي أو قرصي أو مثلث الشكل ويقع هذا الجسم عادة بصورة قريبة من الغشاء الداخل للنواة ويمكن إن يترافق مع النوية في الخاليا العصبية. يكون أجسام بار عبارة عن كروموسوم X غير نشط. ففي الخاليا الجسمية التي تمتلك اثنين من الكروكوسومات X يتأخر تضاعف احدهما عن األخرر. وقرد افترضرت ( Mary Lyon 1961 1962 ) علرى إن كروموسروم ( X ) المترأخر ينرتج عرامال غيرر نشط inactive victor في فترة مبكرة من حياة الجنين ويكون جسم بار. ومن خالل هذا الجسم يمكن التعرف على جنس الجنين ان كان ذكرر او انثرى مرن خرالل اخرذ عينرة مرن السائل االمنيوني المحيط بالجنين من رحم االم حيث يكون حراوي علرى خاليرا منشرقة مرن جلرد الجنرين اثناء تكوينه فاذا كان حاوي على هذا التركيب يكون انثى وان كان ال يحتوي عليه فهو ذكر. 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 22 Dr. Rahem Al.Ziadi

الكروموسومات)الصبغيات( أجسا كغ لة جذا ستف تن ااباق الف ااب اق ىلف ش ال الث الكفا ق أ س بال ل ت س تا ) مت هص الكب غا ال الث الث ( تعل ف بش كبغ ا خل تن خال ا جس ال الث في ال اتل لخل اإل سان. ىذذ الكب غا ال عل تا ج ت ها ىبالة ىن ل ت س ت ن ت شابه ن ج. اا سان 46 ل ت س. هص ىبالة ىن 23 ج تن هص اآلخل تن اان. جا ا ا هتا ت طابقان( امذهتا تن اا ب ل) قذ ق بش ىن اآلخل اب ذاق بلق امذ لل ج ا عط ه العلتاق لقتا ت اج الت طابق ا 23. إلف ال ج ا خ ل لق 23 الت ب ف ها ن. في ذخ هص الت ب ان اة الخل ل قلن الك لة خ ج تن 23 ان ا ان اف ان تجت ع ال ن 46 جذ سخ ن تن ان. ل ت س.اف ا ه جذ سخ ن تن هص ال ن هي ال ل ت س تا ال ن. 46 لت س تجت ع ال ل ت س تا ال سخ اى طها اا. سخ اىطها اان تائ. هص أخكائي التخ بل بكبغها بتاذة ق م ال ل شابه هص ال ل ت س تا ج. اف 23 خط ( اب ض أ جعلها تخططه أفق ا بال ن ا ب ض ا س ذ. الكبغ ق ب ل ن ال ل ت س تا أس ذ ) ستف تقط أ شلم )BAND( مذ ذ الج س لصلب طل ال ج الثالث العشلن له خاك تهت تن ام اج تن 1 إلف 22 طل ىلف بق ا ىل ه ال ج الج سي في التقاب صلب ت ا لها. اج م ل الج س ا 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 23 Dr. Rahem Al.Ziadi

ل قالا ال ج الج سي ب ن اللجا ال ساق) إف الص ل اإل اث( ل جذ ا ف ه اخ الم. فال ل ت س ت ن الج س ن-في ال ج الج سي ى ذ اإل اث قلبا ت طابق ن)إف ت شابه ن بذلج ىال في الش الط ) امذ ت هتا لت إل ه بالملم. X ب تا ال ل ت س ت ن في ال ج الج سي لذف الص ل تخلف ن ف امذ ت هتا لت له بالملم ( X ه شبه ل ت س X لذف اإل اث(ب تا اآلخل تخ لم فه اقكل ب ث ل تن ل ت س X لت إل ه بالملم )Y(. * م ال لش ع اس عتا لت ل ت س ا ثل تن لت الكب غا ال الث لل قل تن اس خذا لتا جذ ذة فأ ي س م اس خذ لت ل ت س / 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 24 Dr. Rahem Al.Ziadi

األنظمة الحيوية يقصد باألنظمة الحيوية جميع الكائنات الموجودة مستوي البناء الى: اوال كائنات خلوية Cellular في الطبيعة ومن مختلف انوعها. والتي تقسم ثانيا ما دون الخلية Acellular على الكائنات الخلوية تتضمن جميع الكائنات الحيه التي تتألف من خليه مفرده كما هو الحال مع بكتريا او تكون متعددة الخاليا Malty Cellular كما هو الحال مع الكائنات الخلوية األخرى بداء من الفطريات وانتهاء باإلنسان الذي يقف في قمه الهرم اي هرم االنظمة الحيوية من حيث درجة التعقيد وقوة االدراك اما ما دون الخلية فهي مادة وراثية تحاط بغطاء بروتيني لحماية تلك المادة الوراثية مثل الفايروسات أوالعاثيات البكتيرية Bacteraophage او انها مؤلفة من مادة وراثية فقط كما هو الحال في الفايرودات Viroides والكائنات الخلوية تقسم هي االخرى الى كائنات حقيقة النواة Eukaryota او بدائية النواة Prokaryoea واألخيرة تشمل البكتريا بكافة أنواعه اما حقيقية النواة فهي االحياء االخرى بدءا من الفطريات وانتهاءا باإلنسان. اما الفايروسات فلها نظامها الوراثي الخاص بها ومصطلح علم الحياة الجزيئي استخدم ألول مره من قبل الباحث 1945 William Astburg كإشارة للجزيئات الحيوية الكبيرة Biological Macromolecules وشهدت هذه الدراسات تطورات مذهلة باستخدام االنظمة الحيوية البسيطة كالبكتريا والفايروسات تمخض عنها التعرف على تركيب المادة الوراثية وكيفية التعبير عن الصفات الوراثية والتي انعكس مردودها على استخدام هذه المعلومات في مجاالت تطبيقية كالهندسة الوراثية Genetic Engineering والتقنية الحيوية Bio Technology لذا فعلم الحياة الجزيئي يعد اساسا لهذه العلوم علما انه يقوم على قاعدة فهم علم الوراثة وعلم الكيمياء الحيوية وعلم الخلية الحياتي Cell Biology والكيمياء الفيزيائية الحيوية Biophysical-Chemistry وهي بمثابة رابط لهذه العلوم. Biota cellular A Cellular Prokaryons Eukaryons Viroid Virus All bacteria: a-yeast a- Eubacteria b- molds b- Cyanobacteria c- Protozoa c- Mycoplasma d- Algae d- Rickettsia e- Animals e- Chlamydia f- Plants 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 25 Dr. Rahem Al.Ziadi

وتحتوي الخلية على العديد من الجزيئات الكبيرة كالبروتينات والحوامض النووية والسكريات المتعددة والن الحوامض النووية تلعب الدور المحوري في حياة الخلية فان الجهد االكبر من علم الحياة الجزيئي ينصب على دراسة المادة الوراثية والتعبير عن الصفات الوراثية عبر طريق عمليتي االستنساخ Transcription والترجمة Translation وكيفية تناقل المعلومات الوراثية عبر االجيال بأمان ودقة بحيث تبقى الكائنات الحية محتفظة بخواصها في الطبيعة دونما اختالط بهذه الصفات وعبر عملية التضاعف.Replication تشترك جميع االنظمة الحيوية وتحديدا الخلوية في طبيعة المادة الوراثية وتركيبها والية نقل الصفات الوراثية والتعبير عنها مع وجود اختالفات طفيفة على مستوى نقل هذه الصفات والتعبير عنها بين حقيقية وبدائية النواة ان المادة الوراثية في جميع هذه االنظمة هي DNA لكنها تنتظم في بدائية النواة بطريقة مختلفة مقارنة مع حقيقية النواة. عند تتبع تاريخ تطور علم الوراثة يالحظ ان التركيز كان منصبا في البداية على مسائل التوارث وانماط وراثة صفات معينة من االباء الى األبناء مثل لون االزهار ولون العيون وقد افترض ان الجينات قد احدثت هذه الصفات بطريقة ما وانها )أي الجينات( مرتبة بشكل خطي ومفرد على طول الكروموسوم كما عرفت الخرائط الوراثية لتحديد توالي ترتيب الجينات على الكروموسوم ثم اعطى االهتمام لمعرفة كيفية عمل الجينات واستخدمت االحياء المجهرية ألغراض هذه التجارب خصوصا البكتريا وفايروساتها.وتم االفتراض ان عمل اغلب الجينات هو تعيين تكوين البروتينات كما درست الطبيعة الكيمياوية للجين بعد ان تم التأكد من وجود اغلب الجينات ضمن الحامض النووي ولهذا ففي الوقت الحاضر يعرف بان الحامض النووي الدنا DNA هو الحامل للمعلومات الوراثية )في بعض الفايروسات يؤدي الرنا RNAنفس الوظيفة (ولذلك فاذا ما اردنا ان نشير الى الجينات او علم الوراثة فانه تكفي االشارة الى الحامض النووي DNA. صفات المادة الوراثية : 1 -ان تحمل المادة الوراثية معلومات وظيفية كافية لتحديد الخصائص المظهرية والتركيبية للكائن الحي. 2 -يجب ان تكون المادة الوراثية مستقرة وان تنقل بصورة امينة من خلية الى اخرى ومن جيل الى اخر. 3 -لها القدرة على التضاعف بشكل دقيق وتنقسم على نحو متساوي بحيث كل خلية ناتجة من االنقسام تستلم تشكيلة كاملة متطابقة مع تشكيلة الخلية أالم. 4 -يجب ان تكون المادة الوراثية قادرة على اظهار ذاتها بحيث ينتج عنها جزيئات مهمة كالبروتينات واالنزيمات.وفي النهاية ينتج عنها خاليا او كائنات حية ولتحقيق هذه الخاصية البد من توفر الية معينة لترجمة المعلومات التي تحويها المادة الوراثية. 5 -يجب ان تكون لها القدرة على التباين Variation وهذا الشرط يبدو متناقضا بشكل ما مع الصفة الثانية التي تتطلب استقرار وثبوت المادة الوراثية والحقيقة ان المادة الوراثية ليس لها استعدادا مسبقا للتغيير ولكن موضوع التطور يشترط ان تكون المادة الوراثية لها القدرة على التغيير حتى وان كان نادرا وهناك مصدرين للتغاير هما الطفرات Mutations واالتحادات الجديدة. Recombination New التجارب التي تثبت ان DNA و RNAهو المادة الوراثية: لم يقم واتسون وكريك باختبار الحامض النووي DNA ال نموذجهما ببساطة من دون اساس فقد نشر بحث في سنة 1874 م من قبل Mlescher وفيه وصف لألحماض النووية وعند حلول سنة 1953 م كان واضحا باعتبار البروتينات والتي كانت تعتبر المادة الوراثية ولفترة طويلة مرشحا ضعيفا لهذا الغرض وألسباب عديدة. وفي سنة 1938 م المح شونهايمر shoenheimer لثبوت الحامض النووي في الخلية بدرجة غير اعتيادية Unusually stable مقارنة بالتغير السريع للبروتينات كما وجد ميرسكي Mirsky وريس Ris في سنة 1949 كون جميع خاليا الكائن الحي تحتوي على كميات متساوية من الحامض النووي DNA بينما تحتوي االشكال المختلفة من الخاليا على كميات وانواع مختلفة من البروتينات. وقد كان لهذا الثبوت واالستقرار في صالح اعتبار الحامض النووي DNA هو مادة وراثية. 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 26 Dr. Rahem Al.Ziadi

وفضال عن ذلك فقد اشارت العديد من التجارب ان بإمكان الحامض النووي DNA فقط ان ينقل المعلومات الوراثية من جيل الى جيل الذي يليه. وفيما يلي وصف لهذه التجارب 1 -تجارب التحول Transformation اثبتت تجارب التحول وبصورة ال تقبل الشك ان الدنا هي المادة الحاملة للمعلومات الوراثية. وكانت تجربة كرفت على البكتريا Diplococcus pneumoniae المسببية لمرض ذات الرئة هي االولى في هذه السلسلة من التجارب يوجد نمطان مختلفان من خاليا Diplococcus pneumoniae تكون خاليا النمط االول محاطة بمحفظة تعطي المستعمرات النامية مظهرا ناعما وتسمى الخاليا الناعمة (s) Smoothويكون cell هذا النمط مرضيا بسبب وجود المحفظة. اما خاليا النمط الثاني فيطلق عليها الخاليا الخشنة (R) Rough cell ألنها تكون مستعمرات خشنة المظهر بسبب فقدانها للمحفظة وبهذا فهي غير مرضية لوحظ ان حقن الفئران بالخاليا الناعمة يؤدي الى موتها بعد فترة نتيجة تكاثر هذه الخاليا اال ان قتل الخاليا الناعمة بالحرارة قبل الحقن سيفقدها التأثير على الفئران.كما ال تظهر الخاليا الخشنة الحية أي تأثير مؤذي على الفئران ألنها غير مرضية. تتلخص تجربة كرافت بحقن عدد من الفئران بخليط مكون من عدد قليل من خاليا.D pneumoniae الخشنة الحية (IIR) التي نشأت أساسا باعتبارها طفرة من الساللة الناعمة (IIS) المقتولة بالحرارة ومما اثار الدهشة هو ظهور اعراض المرض الذي تسببه الخاليا الناعمة الحية على عدد من الفئران المحقونة وقد عزلت اعدادا كبيرة من الخاليا الناعمة (IIS) من نماذج الدم المأخوذة من الفئران المريضة مما يشير ان الخاليا الناعمة الحية ال يمكن أن تكون ناشئة عن طفرة عكسية في الخاليا الخشنة المحقونة في الفئران ألنها لو كانت كذلك ألصبحت الخاليا الناعمة ناتجة من نوع (IIS) وليس (IIIS) وكان االستنتاج المنطقي الوحيد لتفسير هذه الظاهرة هو ان الخاليا الناعمة الميتة من الساللة (IIIS) قد حولت الخاليا الخشنة الحية إلى خاليا ناعمة مرضية من نوع (IIIS) خالل تواجدهما معا في الفأر. استغنى في تجارب الحقة اجراها باحثون اخرون عن الفئران حيث لوحظ امكانية الحصول على خاليا حية ناعمة مرضية نتيجة خلط خاليا ناعمة مقتولة بالحرارة مع خاليا خشنة في انبوب اختبار ووجد في تجارب اخرى أن اضافة مستخلص الخاليا الناعمة المقتولة بالحرارة يكون فعاال في تحويل الخاليا الخشنة الحية إلى خاليا ناعمة. تركز البحث بعد هذه السلسلة من التجارب حول طبيعة المادة الموجودة في مستخلص الخاليا الناعمة والمسؤولة عن عملية التحول التي اطلق عليها آنذاك اسم مبدأ التحول Transforming principle لقد اكتشف فيما بعد وعلى اثر سلسلة من التجارب أن مبدأ التحول هو. DNA 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 27 Dr. Rahem Al.Ziadi

كانت تجربة ايفري وماكلوريد ومكارتي في عام 1944 م من اولى التجارب التي اثبتت ذلك حيث اضافوا جزيئات DNA محضرة بصورة نقية من الخاليا الناعمة من نوع IIIS إلى خشنة في انبوبة اختبار ونتج عن هذه االضافة الحصول على بعض الخاليا الحية الناعمة من نوع IIIS تأكد دور ال DNA في عملية التحول بصورة ال تقبل الشك بعد تنقية انزيم DNA (DNA ase) deoxyribonuclease الذي يعمل على تحطم جزيئات DNA فقد وجد أن معاملة DNA بهذا االنزيم قبل اضافتها للخاليا الخشنة ابطل نهائيا عملية التحول في حين أن معاملة DNA بأنزيم Trypsinالذي يحطم البروتينات وبنفس الطريقة لم يكن له أي تأثير على عملية التحول مما ادى استبعاد احتمالية وجود ملوثات بروتينية مع DNA المحضرة يمكن أن تكون قد قامت بدور في عملية التحول. 2 -تجارب هيرشي- شاسExperiments Hershey- chase نشر في سنة 1952 هيرشي Hershey وشاس Chase تجارب اشارت إلى أن الحامض النووي DNA مادة وراثية بطريقة اكثر مباشرة. وقد اهتمت تجاربها بالبكتريوفاج Bacteriophage T2 وهو فايروس يتكاثر داخل بكتريا Escherichia coli يتالف الفايروس من راس سداسي hexagonal يحتوي على الحامض النووي DNA وذيل Tail والياف الذيل tail fibers وقد تضمنت الخطوة االولى اصابة البكتريا بالفاج T2 والمعروفة في ذلك الوقت عن طريق التصاق Adsoption الفاج بالغالف الخارجي لخلية العائل بواسطة الياف الذيل بحيث تدخل مادة الفاج إلى داخل البكتريا بطريقة ما ثم تتضاعف على حساب البكتريا حتى تنفجر البكتريا وتنحل (lyses) محررة حوالي المائة من نسل الفاج الجديد. والمعروف أن فاج T2 يتكون من كميات متساوية تقريبا من الحامض النووي والبروتين. وبما أن الحامض النووي DNA يحتوي على الفسفور وال يحتوي على الكبريت وان اغلب البروتينات ال تحتوي على الفسفور 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 28 Dr. Rahem Al.Ziadi

ولكنها )اعتياديا( تحتوي على بعض الكبريت لذلك يمكن التفريق بين المادتين باستعمال النظائر المشعة Radioactive Isotopes لكل من الفسفور والكبريت لذلك نمى هيرشي وشاس بكتريا.E coli في وسط يحتوي على النظير المشع للفسفور 32 p او النظير المشع للكبريت Sوبعدها 35 سمح للفاج T2 بإصابة خاليا العائل المعلمة Labeled host والتكاثر داخلها.ومن ثم جمع نسل الفاج الذي ظهر بعد انحالل خلية البكتريا. ووجد أنه معلم بدرجة متساوية وبهذه الطريقة حصل هيرشي وشاس على مجموعتين من الفاج T2 االولى تحتوي على حامض نووي معلم بالفسفور المشع DNA.32P Iabeled والثانية على بروتين معلم بالكبريت المشع. Sبعد Iabeled protein 35 ذلك اخذوا المعلق المحتوي على الفاج المعلم. وبعد تعريضه لرجة ازموزية Osmotic shock والتي اطلقت الفاج. وعند معالجة الفاج المعلم بالفسفور المشع P 32 بهذه الطريقة وجد أن اغلب النشاط االشعاعي في المحلول اما بعد انحالل الفاج المعلم بالكبريت المشع S 35 فان النشاط االشعاعي وجد ضمن شكل خاص particulate from وقد كشفت دراسات المجهر االلكتروني لهذه الجزيئات عن فاج يبدو فارغا ويبدو على شكل اشباح (ghosts) أي اننا نجد الجدران الخارجية للفاج في المحلول فقط. وهذا اكد أن للفاج غالف بروتيني خارجي فقط يحيط بكتلة الحامض النووي DNAالداخلية ويمكن من الناحية التجريبية القيام بفصل الحامض النووي DNAعن البروتين. وتم استعمال الفاج المعلم في اصابة خاليا بكتريا القولون.E coli غير المعلمة Unlabelled وقد حصل على معلومات قيمة جدا. فعندما تمت االصابة بالفاج المعلم بالفسفور المشع P32 وجد أن غالبية النشاط االشعاعي داخل البكتريا العائلة. اضافة لذلك وجد بعد تحلل البكتريا على بعض الفسفور المشع في نسل الفاج الناتج. ومن ناحية ثانية وعندما استعمل الفاج المعلم بالكبريت المشع Sظهرت 32 كمية ضئيلة جدا من المادة المعلمة في بكتريا القولون العائلة او في نسل الفاج فقد بقيت اغلب المادة المعلمة خارج البكتريا بشكل مدمص adsorbed إلى جدار الخلية البكتيرية. لذلك فقد وضح انفصال الحامض النووي DNA للفاج من الغالف البروتيني خالل عملية االصابة. فالحامض النووي يدخل خلية العائل ثم يحصل تضاعف الفاج phage replication ويظهر أن عمل الغالف البروتيني أساسا يكون في عملية االمتصاص الخارجي. لم تقدم تجربة هيرشي وشاس في الحقيقة اثباتا واضحا على كون الحامض النووي DNAهو المادة الوراثية للفاج. فقد وجد أن حوالي %20 من الكبريت المشع Sقد 35 دخل العائل مع الحامض النووي 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 29 Dr. Rahem Al.Ziadi

DNAوعليه يمكن المجادلة بالتأكيد في قيام هذه الكمية الصغيرة بحمل معلومات وراثية وفي السنة التالية تم نشر نموذج واتسون- كريك وبدأت حقبة االبحاث الموجهة لدراسة الحامض النووي DNA. وتمت البرهنة على عدم امكانية اجراء تجارب نظيفة على غرار تجربة هيرشي- شاس ما دامت اصابة البكتريا بالفاج الكامل تكون جزءا من الطريقة التجريبية وذلك الن زرق كمية صغيرة من البروتين تكون عامال ضروريا لعملية االصابة الطبيعية بالفاج واذا امكن تجريد البكتريا من جدارها الخلوي لتكوين البروتوبالست Protoplast فال حاجة للفاج الكامل Intact phage ألحداث االصابة. وبهذا يمكن ادخال الحامض النووي النقي للفاج إلى داخل البروتوبالست ويستمر ظهور نسل الفاج الوبائي. ويتضح من ذلك احتواء الحامض النووي DNAلوحدة على جميع المعلومات الضرورية لبناء الفاج الوبائيT2 (Virulent T2 phage) 3 -التجارب على الفايروسات التي تحتوي الحامض النوويRNA يتكون فايروس مرض تبقع نبات التب Mosaic) TMV (Tobacco من بروتين وحامض نووي. يهاجم الفايروس أوراق نبات التب ويسبب لها مرض التبقع ويمكن احداث االصابة بحك )تخديش( اوراق التب ثم تعريضها TMV يحدث الحك تمزق المنطقة ليمكن الفيروس أن يدخل من خاللها إلى خلية العائل وبعد أن تدخل وحدة واحدة من TMV لخلية العائل تتكون بعد مرور فترة مئات من النسل الجديد TMV يمكن فصل البروتين الفيروس عن RNAالخاص به بوضع الفيروسات في خليط من الفينول )حامض الكاربونيك( والماء اذ ينتقل RNA إلى الماء في حين ينتقل البروتين إلى الفينول وبعد ذلك يمكن فصل الفينول عن الماء والتخلص من الماء والفينول للحصول على كل من البروتين و RNA بصورة نقية. واذا عرضت اوراق التب )المخدشة( لبروتين الفايروس فقط )المنقى( لم يالحظ في خاليا اوراق التب نسال جديدا من الفيروس بينما اذا عرضت اوراق التب )المخدشة( RNA الفيروس نقي نتجت مئات من ذرية الفيروس TMV المتكون من بروتين و RNA الفيروس. مما يدل على أن RNA المستخلص من الفيروس يحتوي على المعلومات الوراثية لبناء كال من البروتين و RNA الفيروس داخل خاليا العائل 1 -من اهم الفيروسات التي تحتوي على ال RNA وبروتين تلك التي تهاجم الخاليا الحيوانية مثل فايروسات شلل االطفال واألنفلونزا والتهاب الدماغ وبعض الفايروسات التي تهاجم الخاليا البكتيرية 2 -من الفايروسات التي تحتوي على DNA والبروتين الملتهمات البكتيرية والفاج الذي يصيب بكتريا القولون. المادة الوراثية لألحياء بدائية النواة Genetic Material of Prokaryote 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 30 Dr. Rahem Al.Ziadi

تعرف المادة الوراثية على ألنها الجزيئات الزاملة للمعلومات والصفات الوراثية (Genotype) التي تشفر للصفات المظهرية (Phenotype). نالنسنة لإلزياء ندائية النواة (prokaryote) تكون المادة الوراثية إما زامض نووي راينوزي منقوص ا وكسجين (DNA) Deoxyribonucleic acid او زامض نووي راينوزي ا وكسجين (RNA). Ribonucleic acid نصوره عامه تتكون اتين الجريئتين من مجموعه فوسفات + سكر + قاعدة نايتروجينية وفيما يلي شرح مفصا لهاتين الجريئتين: 1 -كال ما يزتوي على سكر الراينوز )منقوص ا وكسجين في )DNA والراينوز االعتيادي )في ) RNA 2- كال ما يزتوي مجموعة الفوسفات والتي تكون نشكا )ثالثي الفوسفات( 3- كال ما يزتوي على القواعد النيتروجينية : نالك مجموعتين من القواعد النيتروجينية و ي: 1- النيورينات Purines و ي مركنات ثنائية الزلقة وتشما: Adenine and RNA و DNA زيث ان كلتا القاعدتين تكون موجوده في Guanine 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 31 Dr. Rahem Al.Ziadi

2- النرميدينات : Pyrimidines و ي ازادية الزلقة وتشما ثالث قواعد ي الثايمين Thymine )موجود فقي في DNA وال توجد في ) RNA اليوراسيا Uracil )موجود فقي في RNA وال توجد في ) DNA السايتوسين Cytosin )موجود في RNA و في )DNA Cytosine Thymine Uracil تسمى الوحدة البنائية للحامض النووي بالنيوكليوتيده Nucleotide تتكون النيوكليوتيده من سكر [الرايبوز االعتيادي اومنقوص االوكسجين]+ مجموعة فوسفات +قاعده نيتروجينيه النيوكليوتيده الحرة تكون ثالثية الفوسفات تسمى نيوكليوتيدات ال DNA بما يلي: Deoxyadenosin triphosphate (datp) Deoxythymidine triphosphate (dttp) Deoxyguanidine triphosphate (dgtp) Deoxycytosine triphosphate (dctp) تسمى نيوكليوتيدات ال RNA بما يلي: Adenosin triphosphate (ATP) Guanidine triphosphate (GTP) Cytosine triphosphate (CTP) Uracil triphosphate (UTP) عندما تسحب مجموعة الفوسفات من النيوكليوتايد تسمى نيوكليوسايد Nucleoside النيوكليوتيده المرتبطة داخل شريط DNA او RNA تكون احادية الفوسفات )المجموعتين االخرى للنيوكليوتيده الحرة تستهلك عند اضافة النيوكليوتيده الى الشريط الجديد(. ترتبط الكوانين بالسايتوسين بثالث اواصر هيدروجينية. ولذلك يكون الزوج G+C اقوى ارتباطا واكثر استقرارا واثقل وزنا. 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 32 Dr. Rahem Al.Ziadi

ترتبط االدنين بالثايمين او اليوراسيل باصرتين هيدروجينية. ولذلك يكون الزوج A+T A+U اضعف ارتباطا واقل استقرارا واخف وزنا. او 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 33 Dr. Rahem Al.Ziadi

المادة الوراثية DNA في حقيقة النواة :- توجد في داخل النواة وهي عضية داخل الخلية وجميع العضيات محاطة بغشاء كالنواة والبالستيدات )في النبات( والمايتوكندريا اي ان المادة الوراثية في حقيقية النواة محاطة بغشاء يعرف بالغشاء النووي. وتنتظم المادة الوراثية في حقيقه النواة علي نحو يعرف بالكروموسوم موجود في انوية الخاليا بأعداد تختلف باختالف االنواع Species اذ يبل العدد 23 زوج في الخاليا الجسمية و 23 فرد في الخاليا الجنسية في االنسان ويتألف الكرموسوم من بروتينات تعرف الهستونات Hstones تلتف عليها جزيئه االدنا DNA وسيتم التوسع في هذا الموضوع في المحضرات الالحقة. ومما سبق يمكن القول انه علم االحياء الجزيئي يتناول المادة الوراثية المتمثلة بالدنا DNA في الكائنات ذات الخاليا الحقيقية النواة وبمادة الدنا DNAاو الرنا RNA في الفيروسات. ويسمي هذ الخط العلمي تعرف.Central Dogma Of Molecular Biolog الفكرة المركزية للبيولوجي الجزيئي Central Dogma of Molecular Biology Central dogma الحياتية وتشمل: -1 على أنها توضيح او تفسير النسياب المعلومات الوراثية خالل األنظمة عملية تضاعف الحمض النووي الرايبوزي منقوص االوكسجين.DNA replication -2-3 ويمكن توضح عملية استنساخ الحمض النووي الرايبوزي منقوص االوكسجين. DNA Transcription عملية صنع البروتين.Translation Central dogma بالمخطط التالي: في حقيقية وبدائية النواة يكون الدنا DNA معبأ بشكل كروموسوم وهذا الكروموسوم يكون خطي Linear في حقيقية النواة وحلقي Circular في بدائية النواة وكروموسوم المايتوكوندريا الذي يرمز له اختصارا ب mtdna وهذا يؤدي بالنتيجة إلى بعض االختالفات في كيفية حدوث التضاعف وكما سيتم تبيانه الحقا. 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 34 Dr. Rahem Al.Ziadi

الخلية :Cell هي وحدة البناء والوظيفة في جميع الكائنات الحية الخلوية سوى كانت مؤلفه من خليه واحده )البكتريا( او متعددة الخاليا. وتختلف الخاليا كوحدات بناء من نسيج ألخر ومن كائن ألخر من حيث التركيب والوظيفة على ان جميع الخاليا وألي كائن كان تحتوي علي العدد نفسه من الكروموسومات ويختلف العدد من نوع ألخر. من جانب اخر يمكن ان تقسم الخاليا الي جنسية Germ Cells كالبويضات والحيوانات المنوية في االنسان والتي تحتوي علي عدد فردي من الكروموسومات اي نسخه واحده من كل الكروموسوم لذلك تسمي )احادية المجموعة الكر وموسوميه.(Haploid اما القسم االخر فهو الخاليا الجسمية Somatic Dipload والتي تحتوي علي عدد زوجي ولذلك تسمي ثنائية المجموعة الكروموسومية Cells ومجموع الكروسومات في الخلية يسمي الجينوم.Genome ان الخاليا البكتيرية تحتوي علي كروموسوم مفرد واحد فهي من نوع Haploid والذي يختلف عن كروموسومات الكائنات األخرى من حيث التركيب فهو عباره عن جزيئه DNA دائريه حلقيه مغلقه )cccdna (Covalently Closed Circular وخالية من الهستونات وترتبط بجزء من السيتوبالزم بعد ان تتخذ شكل االلتفاف الفائق Supercoiled وهو التفاف الجزيئة علي نفسها بطريقه تضمن لها ان تشغل مساحة صغيرة داخل الخلية وكما هو موضح: DNA في زالة االسترلاء DNA في زالة االلتفاف الفائ Relax Supercoiled اتا ال ل ت س تا في مق ق ال ا فهي ج ئ DNA تل ف ىلي بل ا قاىذ ذىف الهس ا Histones ج ئا DNA ن صا ها ا تف م ال ل ت س تا تا ه ت خ: صا ال ن ل ىذذها عاذ ىذذ 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 35 Dr. Rahem Al.Ziadi

الهستونات Histones تراكيب كرويه ذات طبيعة بروتينيه تحتوي على نسبه عالية خمسة انواع تختلف من حيث الحجم ونسب تلك االحماض. من االحماض االمينية القاعدية وتقسم الي 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 36 Dr. Rahem Al.Ziadi

وتساعد وجود نسب عالية من االحماض األمينية القاعدية في الهستونات على اضفاء شحنة موجبة عليها ذات الشحنات السالبة بسبب الفوسفات بأواصر DNA ارتباطها بجزيئات مما يساعد على الكتروستاتيكية. تركيب وبناء االحماض النووية The Structure of Nucleic Acid تم عزل DNA من الخاليا القيحية WBCs ألول مره من قبل الطبيب السويسري Friedrich Meischer عام 1869 والذي اسماه ب Nuclein لكنه لم يعرف على انه المادة الوراثية. يتركب DNA من النيوكليوتيدات ويكون ثنائي الشريط Double Strand ويسمى dsdna )ماعدا بعض الفيروسات يكون في بعض األحيان بشكل شريط منفرد Single strand ويسمى )ssdna اامتاض ال تل با ت ا تعقذة ت ج ذة في جت خال ا ال ائ ا الم ىلي ى ن:- بذ ن اس ث اق هي DNA : Deoxyribonucleic acid RNA : Ribonucleic acid ك ت ه اامتاض ال في اام اق التجهل ب تا م ف الختائل Yeasts ىلي %4 تن ها الذلق ( Thymus gland م ف ىلي %3(. بخاك الب لا الي م الي %15 تن ها الجام الجام تن ا سج الغ با متاض ال الغذة بناء DNA DNA بوليمر Polymer ذي وزن جزيئي عالي الوحدات البنائية له النيوكليوتيدات يتكون كل نيوكليوتيد Nucleotid من سكر خماسي هو رايبوز منقوص االوكسجين Deoxy ribase مرتبط بمجموعه فوسفات وقاعده نيتروجينية علما بان تسلسل القواعد النيتروجينية في شريط DNA هو الذي يحدد الطبيعة الوراثية المميزة لهذه الجزيئة ويذكر بان النيوكليوتيدات تتواجد في الخاليا الحيه بصورة حره احيانا حيث تؤدي ادوار مختلفة في العمليات األيضية مثل ATP وهي عمله الطاقة المتداولة داخل األنظمة الحيوية. 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 37 Dr. Rahem Al.Ziadi

تصنف القواعد النايتروجينيه الي نوعين:- -1 البيورنات : Purnes تشمل االدنين )Adenine( والكوانين (Guanine) اي G A -2 البريميدينات : Pyrimidine السايتوسين Cytosine والثايمين Thymin واليوراسيل Uracil اي. U T C ويدخل اليوراسيل في تركيب RNA اما االنواع االخرى فتدخل في تركيب DNA وهناك الكثير من القواعد النيتروجينية الشاذة في RNA كذلك تختلف جزيئات RNA عن DNA في احتواءه علي سكر الرايبوز الخماسي بدال من السكر الخماسي منقوص االوكسجين. ص ل ان الق اىذ ال ل ج الما ىلي اا سج ن Oxygen containing base ن قذ ال بالك غ )ك غه ا ا اا ل بالك غ )Lactam Form ا Enol Form جذ في ph ماله ا ن ب ن الك غ ن اى تاذا ىلي التم ط عذ ك غه ا ا هي في الشائع ph الفس ل جي. 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 38 Dr. Rahem Al.Ziadi

ترتبط البيورينات والبريميدينات مع السكر الخماسي ( الرايبوز ) باصره كاليكوسيدية بين ذرة كربون رقم 1 في السكر الخماسي وذرة الهيدروجين رقم 1 او ذرة النيتروجين رقم 9 للقاعدة النيتروجينية وتدعي الجزيئة الناتجة النيوكليوسايد Nucleoside وهذه ال تدخل في تركيب االحماض النووية مالم ترتبط بمجموعه فوسفات لتتحول الى النيوكليوتيد: ترتبط النيوكليوتيدات المكونة لألحماض النووية مع بعضها البعض بأواصر ثنائية االستر phosphide ester تتكون بين مجموعة الفوسفات المرتبطة بسكر الريبوز الحد النيوكليوتيدات وبين ذرة الكربون رقم 3 لسكر الريبوز في النيوكليوتيد التالي وهكذا. ومن مميزات جزيئة : DNA 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 39 Dr. Rahem Al.Ziadi

: Double helix إن أول من اكتشف تركيب الDNA بشكل Doubleهما helix العالمين واتسن وكرك عام Crick) 1953 (James Watson and Francis واللذين حصال فيما بعد على جائزة نوبل في الطب والفسلجة عام 1962 ألجل هذا االكتشاف. تم الحصول على هذه النتائج من خالل التجارب التي أجريت على DNA باستخدام األشعة السينية حيث تم االستدالل على هذا التركيب من خالل قراءة انحراف االشعة السينية -1 تجربة انحراف األشعة السينية التي أجريت من قبل روزالند فرانكلين '3-'5 direction : ويقصد بها ان شريط DNA تم بناءه باالتجاه '3-'5 حيث تمثل '5 موقع ذرة الكاربون لسكر الرايبوز منقوص االوكسجين التي ترتبط بها مجموعة الفوسفات بينما ' 3 موقع ذرة الكاربون لسكر الرايبوز منقوص االوكسجين التي تضاف عندها نيوكليوتيده جديده وهذا يعني ان DNA يبنى باالتجاه '3-'5-2 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 40 Dr. Rahem Al.Ziadi

: Anti parallel التضاد ويقصد بها إن شريطي جزيئية DNA يلتفان حول بعضهما البعض باتجاهين متعاكسين. قطر جزيئة DNA هو 20 انكستروم في حين ان اللفة الواحدة طولها 34 انكستروم. تتكون اللفة الواحدة من DNA من 10.5 زوج قاعدي وبذلك يكون طول القاعدة الواحدة او الزوج القاعدي حوالي 3.3 انكستروم. وزن الزوج القاعدي هو 660 دالتون يكون اتجاه اللفة اما لليمين وتسمى right handed كما في جزيئة الدنا نوع A-form DNA و- B.Z-form DNA كما في جزيئة الدنا نوع left handed او لليسار وتسمى form DNA -3-4 -5-6 -7 Inter and intra :strand bonds هنالك نوعين من األواصر في جزيئة DNA المزدوجة وهي األصرة الهيدروجينية ما بين نيوكليوتيدات شريطي DNA الواحد وكما موضح ادناه: ثنائية الفوسفات األصرة التساهمية التي تربط بين نيوكليوتيدات الشريط -8 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 41 Dr. Rahem Al.Ziadi

األخدود األساسي Major groove واألخدود الثانوي : Minor groove تتكون هذه األخاديد نتيجة للشكل المزدوج المتضاد Anti parallel double helix لجزئية الدنا وللتركيب الفراغي للقواعد النيتروجينية. وتكون هذه األخاديد غير متساوية بالحجم. أن كل زوج قاعدي يلتوي او ينحرف عن مسار الزوج القاعدي الذي يسبقه بحوالي 36 درجه وبالتالي يصبح من السهل علينا معرفة عدد األزواج القاعدية في اللفة الواحدة من خالل معرفة ان اللفة الواحدة تعني التواء او استدارة بمقدار 360 درجه وبالتالي هنالك تقريبا عشرة ازواج قاعديه في اللفة الواحدة. -9 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 42 Dr. Rahem Al.Ziadi

11- التركيب األولى والثانوي :DNA يتكون التركيب األولي من الشريط المنفرد الذي يتألف من سلسلة من النيوكليوتيدات التي تبنى باالتجاه '3-'5 وتمتاز بوجود أصره تساهمية فقط bond) (Phosphodiester اما التركيب الثانوي فيتألف من شريطي الدنا التي تمتاز بأنها Anti parallel double helix وتحتوي على األصرة الهيدروجينية التساهمية في تركيبها. 11- أشكال DNA :بصوره أساسيه هنالك ثالثة أشكال DNA يكمن إيجازها بالجدول التالي: Characteristics A-form B-form Z-form (اتجاه الحلزون) sense Helix Rotation degree التواء الحلزون لكل زوج قاعدي Mean bp/turn معدل ازواج القواعد لكل لفه (القطر) Diameter Medium طبيعة الوسط الذي يتواجد فيه Commonalty العمومية Right handed 33.6 10.7 26A Found in dehydrated medium Less common Right handed 35.9 10.0 20 Found in hydrated medium More commonly than B and Z form found in cell that A and z form Left handed 60/2 12 18 A Found in dehydrated medium Rarely found in cell 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 43 Dr. Rahem Al.Ziadi

12- في بدائية النواة تكون جزيئة الدنا مزدوجة الشريط (dsdna) Double strand كما في البكتريا وبعض الفيروسات وقد تكون مفردة الشريط (ssdna) Single strand كما في بعض الفيروسات مثل.Parvovirus B19 13- يسمى الشريط ذو االتجاه '3-'5 ب sense اما ذو االتجاه '5-'3 فيسمى.anti sense 14- يمكن فك ارتباط (denaturation) الشريط المزدوج DNA بتعريضها لما يلي: High temperature (about 95 C) High ph solution High salt concentration وحدات الطول المستعملة في علم االحياء الجزيئي:- -1 m 10 = dm )متر( -2 m 10 = cm )متر( m = متر دسم )متر( -3 m 10 = mm سم = ملم = 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 44 Dr. Rahem Al.Ziadi

-6 m 10 )متر( -9 m 10 )متر( -10 m )متر( 10 = µm = = nm A o مايكرومتر = نانومتر = انكستروم = *مثال:- جزيئة DNA طوله 1.5 متر احسب الطول بالمايكرومتر والنانومتر واالنكستروم طولها = 1.5 6 10 مايكرومتر = 1.5 9 10 نانومتر = 1.5 10 10 انكستروم **جزيئه DNA طولها 150 سم احسب طولها بالمتر والمايكرومتر -2 طولها 150= 10 = 1.5 متر 150= 4 10 مايكرومتر المسافة بين كل زوج من القواعد النيتروجينية على 3.4 A o = DNA عدد ازواج القواعد النيتروجينية = طول DNA باالنكستروم/ 3.4 عدد القواعد النيتروجينية = عدد االزواج 2 عدد األزواج= عدد القواعد / 2 عدد الدورات = عدد األزواج / 10 الوز الجزيئي = 660 عدد األزواج طول الجزيئة = عدد القواعد 3.4 A=T, C=G 100-(G+C)=A+T G+C%= 2.44 (Tm -69.3) P= 1.66 +0.001(G+C) الجزيئة تعود لكائن بدائي اذا كانت )ccc( حلقية دائرية مغلقة النقاوة = االمتصاصية بطول 260 /االمتصاصية بطول 280 المستخلص غير نقس اذا النسبة اقل من 2 قطر الجزيئة 20 انكستروم 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 45 Dr. Rahem Al.Ziadi

ثانيا: تركيب الحامض النووي الرايبوزي RNA يشابه في تركيبه للدنا DNA مع بعض االستثناءات وكما يلي: يكون مفرد الشريط عادتا (ssrna( Single strand مع بعض االستثناءات حيث يكون مزدوج الشريط (dsrna) Double strand كما في الحامض النووي الرايبوزي الناقل trna وكذلك في بعض الفيروسات مثل.Rotavirus يحتوي في تركيبه على الرايبوز بدال من الرايبوز منقوص االوكسجين. اليحتوي في تركيبه على القاعدة النايتروجينيه الثايمين thymine بل يحتوي بدال عنها على اليوراسيل. Uracil هنالك عدة أنواع من RNA تختلف في وظائفها البيولوجية وهي: -1-2 -3-4 mrna=messenger RNA(carry genetic information encoding for protein) trna=transfer RNA (transfer amino acid during translation) rrna=ribosomal RNA (one component of ribosomes) snrna=small nuclear RNA (one component of spliceosomes) exrna= Extracellular RNA (also known as exosomal RNA) found in body fluid like blood, saliva, breast milk, urine, semen, menstrual blood, and vaginal fluid pirna= Piwi-interacting RNA (gene silencing) (pirna) is the largest class of small non-coding RNA molecules expressed in animal cells snorna= small nucleolar RNA (required for rrna maturation) mirna=micro RNA (halt translation or degrade mrna) sirna=small interfering RNA (halt translation or degrade mrna) Spliceosome :هي آلة جزيئية كبيرة ومعقدة وجدت في المقام األول داخل نواة حقيقيات النوى يزيل اإلنترونات من نسخ رنا الناقل المسبق وهو نوع من االستنساخ األولي. والحيوانات لديها نوع آخر من جسيمات التضفير هو جسيم التضفير األصغر[ spliceosome Minor ويتكون كل جسيم تضفير من خمسة )snrna( ومجموعة من العوامل المرتبطة بالبروتين. ويحفزSpliceosome إزالة اإلنترونات وربط اإلكسونات 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 46 Dr. Rahem Al.Ziadi

مثال / جزيئة دنا )cccdna( عدد قواعدها 5111 قاعدة جد ما يأتي: عدد ازواج القواعد عدد الدورات الوزن الجزيئي بالكيلودالتون طول الجزيئة قيمة Tm الكثافة الطافية النسبة الموالرية لبقية القواعد اذا كانت 25% =C هل الجزيئة تعود لكائن حقيقي النواة ام بدائي النواة...ولماذا عدد جزيئات سكر الدي اوكسي رايبوز في هذه الجزيئة نقاوة الجزيئة اذا كانت امتصاصية مستخلصها على طول موجي 261 هو 1.398 و امتصاصية مستخلصها على طول موجي 281 هو 1.398 نصف قطر الجزيئة عدد األزواج= عدد القواعد / 2 = 2/5000 =2500 روج قاعدة عدد الدورات = عدد األزواج / 10 = 2500 = 10 / 25 دورة الوز الجزيئي = 660 عدد األزواج = 660 2500 = 1650000 دالتون الوزن الجزيئي بالكيلو دالتون = 1650000/ = 1000 1650 كيلودالتون طول الجزيئة = عدد القواعد 3.4 5000= 3.4 = 17000 انكستروم A=T, C=G C=25 G=25 100-(G+C)=A+T 100-50=A+T A=25,C=25 G+C%= 2.44 (Tm -69.3) 50%= 2.44Tm 169.092 Tm= 219.092\2.44 = 89.79 C o P= 1.66 +0.001(G+C) = 1.66 + 0.001 50 = 1.71 Cm]gm 3 الجزيئة تعود لكائن بدائي لكونها )ccc( حلقية دائرية مغلقة عدد جزيئات سكر الدي اوكسي رايبوز = عدد القواعد = 5000 جزيئة النقاوة = االمتصاصية بطول 260 /االمتصاصية بطول 280 = 0.398/0,398 =1 لذا المستخلص غير نقس الن النسبة اقل من 2 قطر الجزيئة 20 انكستروم اذن نصف القطر 10 انكستروم 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 47 Dr. Rahem Al.Ziadi

الخواص الفيزيائية للدنا 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 48 Dr. Rahem Al.Ziadi

2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 49 Dr. Rahem Al.Ziadi

تضاعف او تكرار DNA DNA Replication 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 53 Dr. Rahem Al.Ziadi

تضاعف الحمض النووي الرايبوزي منقوص االوكسجين DNA replication في حقيقية النواة: : ان عملية التضاعف عملية منظمه تحدث بانتظام ودقة متناهيه. هنالك طورين أساسين لدورة حياة الخلية Cell cycle وهما الطور البيني Inter phase وطور االنقسام الخيطي Mitotic phase ولكل من هذين الطورين أطوار ثانوية والمهم هنا هو تبيان توقيت حدوث عملية تضاعف الدنا DNA حيث تحدث هذه العملية استعداد لالنقسام الخلوي وتحدث في طور التصنيع Synthesis phase ويرمز له S phase وهو من األطوار الثانوية للطور البيني وكما موضح بالمخططات ادناه: تحدث هذه العملية في النواة والمايتوكوندريا ( في حقيقية النواة( وفي المنطقة النووية Nucleoid في بدائية النواة. ويمكن تلخيص خطوات عملية التضاعف بمايلي: 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 58 Dr. Rahem Al.Ziadi

تميز منشأ التضاعف :Origin of Replication Recognition تسمى المنطقة التي يبدا عندها التضاعف ب Origin of Replication ويمز لها في الكروموسوم OriC اما في البالزميد فيرمز له OriT حيث تميز هذه المنطقة من قبل معقد البدء Origin of Replication Complex ويرمز له ORC حيث يتكون هذا المعقد في حقيقية النواة من ستة وحدات هي ORC1, ORC2, ORC3,ORC4, ORC5, ORC6 وبعد ارتباط هذا المعقد ترتبط بروتينات اخرى مثل Cdc6 و Cdt1 و Mcm2-Mcm7 لتكون معقد البدء Initiator ويحدث هذا االرتباط في طور G1 بعد ذلك يطلب اإلذن بالدخول الى طور S لبدء عملية التضاعف من خالل فسفرة معقد البدء Initiator وبعد هذه الخطوة تأتي خطوة اإلرخاء.relaxation من الجدير بالذكر ان هنالك العديد من OriC في حقيقة النواة على العكس من بدائية النواة التي تحتوي على OriC واحد فقط. من مميزات هذه المنطقه انها غنيه باالزواج القاعديه AT -1 عملية اإلرخاء :Relaxation حيث تتضمن هذه الخطوة فك االلتفاف الفائق Supercoiling من خالل انزيم Topoisomerase وهنالك نوعين من هذا اإلنزيم هما Topoisomerase I )الذي يقوم بقطع احد الشريطين ليدور حول الثاني ومن ثم اعادة لصق الشريط( والثاني هو II Topoisomerase )الذي يقوم الشريطين لتدور حول جزيئة الدنا المزدوجة األخرى ومن ثم اعادة لصقهما(. وهنالك نوعين لكل منهما Topoisomerase IA و Topoisomerase IB و Topoisomerase IIA و Topoisomerase IIB وفي السابق كان يعتقد ان (Prokaryotic موجود في بدائية النواة ولذلك سمى ب Topoisomerase IA Topoisomerase) اما Topoisomerase IB فكان يعتقد انه موجود في حقيقة النواة ولذلك سمى ب Topoisomerase) (Euokaryotic اما في الوقت الحاضر فوجد ان كالهما موجود في حقيقية وبدائية النواة. يمتاز Topoisomerase IA بأنه قادر على إرخاء االلتفاف الفائق السالب فقط Negative supercoiling اما Topoisomerase IB فيكون قادرا على إرخاء االلتفاف الفائق الموجب فقط.positive supercoiling اما آلية عمل انزيم التوبوايزوميريز فيمكن تلخيصها كالتي: يقوم األنزيم بعمل قطع في الدنا )احد الشريطين او كالهما( وبالتالي تحصل عملية اإلرخاء Relaxation ثم يعد غلق Reseal الشريط او الشريطين المقطوعة وهذا يؤدي الى الحصول على الحلزون المزدوج الجاهز لعملية بدء التضاعف وكما موضح في الشكل االتي : -2 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 59 Dr. Rahem Al.Ziadi

عملية فتح المزدوج Double Helix Denaturation وارتباط بروتين الشريط المنفرد : Single Strand Binding Protein(SSBP) تحدث هذه العملية بكل من االتجاهين لفتح المزدوج بواسطة انزيم Helicase وتتزامن معها ارتباط SSBP للشريط المزدوج. ان الغاية من ارتباط SSBP هو لمنع اعادة ارتباط الشريطين وتكوين الحلزون المزدوج وكبح عملية التضاعف أي ان عمل SSBP هو لضمان استقرار الشريطين المنفصلين لحين بدأ تصنيع الشريط المتمم لكل منهما. وتسمى هذه المنطقة المفتوحة والمهيأة الى التضاعف بشوكة التضاعف Replication fork والتي تتجه باالتجاهين. هنالك العديد من شوكة التضاعف تتكون في ان واحد في حقيقية النواة وشوكة تضاعف واحدة في بدائية النواة -3 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 60 Dr. Rahem Al.Ziadi

ارتباط البادئ :Primer Binding تعد خطوة ارتباط البادئ من الخطوات المهمة واألساسية في بدء عملية التضاعف وذلك ألنه يمثل األساس لتصنيع الشريط المتمم الجديد. تنجز هذه الخطوة بواسطة انزيم Primase وهم احد أنواع انزيم RNA polymerase حيث يحفز هذا األنزيم تصنيع قطعة صغيره من الرناRNA تسمى البادئ Primer ويزال هذا البادئ فيما بعد بواسطة احد أنواع انزيم تصنيع الدناpolymerase. DNA لماذا يجب إزالة البادئ -4 البلمرة وإطالة الشريط : Polymerization and Strand Extension تتم هذه العملية بواسطة انزيم DNA polymerase باالتجاه '3 '5 حيث يقوم بإضافة النيوكليوتيدات ثالثية الفوسفات الى مجموعة الهيدروكسيل الحرة للنيوكليوتيده السابقة ونحصل على الطاقة الالزمة من مجموعتي الفوسفات التي كانت في النيوكليوتيده الحرة. -5 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 61 Dr. Rahem Al.Ziadi

ما نوع النيوكليوتيده الحره هل هي ثالثية الفوسفات ام احادية الفوسفات ما نوع النيوكليوتيده المرتبطة هل هي ثالثية الفوسفات ام احادية الفوسفات في الشريط الجديد الذي يكون الشريط القالب )االصلي االبوي( له باالتجاه' 3' 5 يبنى هذا الشريط باستمرار ويحتاج الى قطعة برايمر واحده فقط ويسمى بالشريط القائد Leading Strand اما الذي يكون بالعكس فانه يحتاج الى عدة قطع من البرايمرات ويبنى بشكل منقطع غير مستمر ويسمى بالشريط المتأخر Lagging Strand وتسمى القطع الصغيرة بقطع اوكازاكي.Okazaki Fragment في حقيقة النواة هنالك عدة انواع من انزيم بلمرة الدنا DNA polymerase كل منها ينجز مهمه خاصه وكما يلي: 1- بوليميريز الفا :Pol α يعمل هذا األنزيم على إضافة عدة نيوكليوتيدات الى البادئ )البرايمر( في كال من الشريطين المتقدم Leading والمتأخر.Lagging ويقابله في بدائية النواة االنزيم Pol I )كذلك هذا االنزيم يقوم بإزالة البوادئ الموجودة في قطع اوكازاكي(. 2- بوليميريز ايبسلون :Pol ε يعمل على اطالة الشريط المتقدم Leading بعد النيوكليوتيدات التي اضافها بوليميريز الفا (α.)pol ويقابله في بدائية النواة االنزيم Pol III 3- بوليميريز دلتا Pol δ :يعمل على اطالة الشريط المتأخر Lagging بعد النيوكليوتيدات التي اضافها بوليميريز الفا (α )Pol وكذلك يقوم بإزالة البوادئ الموجوده في قطع اوكازاكي. ويقابله في بدائية النواة االنزيم Pol I عملية إزالة البرايمر وغلق القطع : Primer removing and Nick sealing تعد من العمليات المهمة إلزالة البرايمر من الشريط الجديد وتتم بواسطة نوع خاص من انزيم الدنا DNA polymerase اما عملية غلق او لصق القطع الناتج فتتم بواسطة انزيم اللصق.DNA Ligase -6 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 62 Dr. Rahem Al.Ziadi

بما انه هنالك أكثر من شوكة للتضاعف على طول جزيئة الدنا DNA في حقيقية النواة لذلك سيتكون أشبه بالفقاعات Bubbles التي تقترب من بعضها البعض وتلتقي لتكوين جزيئة الدنا الجديدة. اما في بدائية النواة فهنالك شوكة تضاعف واحده تبدأ في مكان معين وتمتد على طول الدنا الكرموسومي الحلقي لتلتقي مرة اخرى. في كل من بدائية وحقيقية النواة يكون اتجاه التضاعف ثنائي Bidirectional ماعدا تضاعف البالزميدات يكون أحادي االتجاه. Unidirectional 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 64 Dr. Rahem Al.Ziadi

عملية اإلنهاء :Termination تحدث هذه العملية عند مناطق تسمى مناطق اإلنهاء وتحدث عملية إنهاء التضاعف نتيجة الرتباط بروتينات اإلنهاء بهذه المناطق. من الجدير بالذكر ان بدائية النواة فيها منطقة إنهاء واحده وبالتالي منطقة متبلمر واحده Replicon )وهي المنطقة المحصورة بين منطقة البدء واإلنهاء( في حين هنالك عدة مناطق إنهاء وعدة متبلمرات في حقيقية النواة بالتالي يتبادر للذهن االتي اذا كانت عملية التضاعف في بدائية النواة وحقيقية النواه متشابه تقريبا فأين يكمن االختالف في البداية البد من التعرف على كيفية تضاعف الدنا في بدائية النواة. -7 ثانيا: تضاعف الحمض النووي الرايبوزي منقوص االوكسجين DNA replication النواة: في بدائية كما أسلفنا سابقا هو مشابه لما في حقيقية النواة مع بعض االختالفات. وهنالك نوعين من التضاعف في بدائية النواة وهي : 1- التضاعف ثيتا :Theta Shape replication وهذا يحدث في الكروموسوم الحلقي لبدائية النواة وكما موضح بالشكل ادناه : تضاعف الحلقة المتدحرجه : Rolling Circle Replication يحدث هذا النوع من التضاعف في البالزميدات وكما موضح بالشكل ادناه: -2 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 65 Dr. Rahem Al.Ziadi

ويمكن تلخيص الفروقات بين عملية تضاعف DNA حقيقية النواة وبدائية النواة في الجدول االتي: الصفة عدد OriC او OriT اتجاه شوكة التضاعف عدد مناطق اإلنهاء عدد Replicon مكان حدوث التضاعف الطور الذي يحدث فيه انزيم الدنا DNA polymerase حقيقية النواة متعدد واليوجد OriT ثنائي Bidirectional متعددة متعددة النواة S phase Pol α Pol ε Pol δ بدائية النواة واحد فقط ثنائي Bidirectional في الكروموسوم أحادي Unidirectional في البالزميد واحدة واحدة المنطقة النووية بداية التضاعف Pol I Pol II Pol III ت -1-2 -3-4 -5-6 -7 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 66 Dr. Rahem Al.Ziadi

عملية االستنساخ ومابعد االستنساخ Transcription and Post transcription Processes تعد عملية Transcription على إنها العملية الثانية األساسية ضمن central Dogma والتي تضمن نقل المعلومات الوراثية من الدنا الى الحامض النووي الرايبوزي المراسل mrna لتترجم فيما بعد الى البروتين عملية االستنساخ (Transcription) :تعرف على إنها عملية تصنيع الحامض النووي الرايبوزي المراسل mrna باستخدام الدنا DNA كقالب بوجود انزيم بلمرة الرنا.RNA polymerase تتضمن هذه العملية الخطوات التالية: البدء Initiation -1 اإلطالة Elongation -2 اإلنهاء Termination -3 وفيما يلي شرح مفصل لمجمل األحداث التي تجري في كل خطوة. االستنساخ في حقيقية Eukaryote وبدائية النواةProkaryote : وتتضمن األحداث التالية: 1- ارتباط انزيم pol. RNA )هنالك ثالثة انواع( بتسلسل مميز يقع ضمن منطقة المحفز Promoter وتسمى هذه المنطقة ب TATA box وتكون ذات تسلسل من 6 نيوكليوتيدة 5'-TATAAA-3'. في بدائية النواة تسمى المنطقة التي يرتبط بها pol. RNA ب Pribnow box ذات تسلسل مكون من 6 نيوكليوتيده 5'-TATAAT-3' هنالك ثالثة انواع من انزيم البلمره في حقيقية النواة وهي: rrna ويستخدم لتصنيع الرنا الرايبوسومي RNA Polymerase I mrna ويستخدم لتصنيع الرنا المراسل RNA Polymerase II trna ويستخدم لتصنيع الرنا الناقل RNA Polymerase III اما في بدائية النواة فهنالك نوع واحد مكون من عدة وحدات وهي: Sigma factor وحدة واحدة من سكما Holoenzyme Core Enzyme وحدتين من الفا 2 α وحدة واحدة من بيتا 1 β وحدة واحدة من بيتا برايم 1β وحدة واحدمن اوميكا 1ω ان وظيفة عامل سكما هو فقط لبدء عملية االستنساخ ثم بعد ذلك ترتبط بقية الوحدات لتشكل انزيم البلمره المتكامل Core enzyme وتبدأ عملية االستنساخ ثم ينفصل عامل سكما ويبقى مايسمى ب Holoenzyme 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 72 Dr. Rahem Al.Ziadi

يستخدم شريط الدنا ذو االتجاه' 3' 5 إلنتاج شريط mrna ذو االتجاه '3 '5 2- اإلطالة : Elongation وتتم بإضافة نيوكليوتيدات رايبوزية الى السلسلة المتنامية 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 73 Dr. Rahem Al.Ziadi

اإلنهاء : Termination في حقيقية النواة يكون اما معتمد على بعض عوامل االنهاء التي تميز النهايه ذات المتعدد. hairpin او غير معتمد ويتم بتكوين poly-a -3 هنالك نوعين من عملية االنهاء في بدائية النواة وهي: independent-1 : Rho وتتم بتكوين G-C hairpin التي تعمل على انفصال شريط الرنا الجديد عن شريط الدنا القالب. -4 Rho بمساعدة بروتين اإلنهاء المسمى Rho :وتتم dependent 2-2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 74 Dr. Rahem Al.Ziadi

عمليات ما بعد االستنساخ : Post transcription processing ان mrna يكون غير ناضج ويسمى( pre-mrna ) precursor mrna حيث يكون غير فعال وال يتم ترجمته الى بروتين. يعاني pre mrna عدد من التحويرات ليصل الى الشكل النهائي الفعالmRNA.mature وتشمل هذه العمليات التالية: 5' capping 3' polyadenylation splicing -1-2 -3 تتضمن عملية '5 capping إضافة 7-methylguanosine الى بداية mrna عند الطرف 5'. تتضمن عملية '3 polyadenylation إضافة 250 نيوكليوتيده من األدنين عند الطرف 3' لتكون ما يسمى بالذيل متعدد األدنين. Poly A tail 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 75 Dr. Rahem Al.Ziadi

اما عملية Splicing فتتضمن إزالة االنترونات introns و اعادة ربط االكسونات Exons وتتم هذه العملية بواسطة مايسمى ب Spliceosomes التي تتكون من بروتينات باإلضافة الى snrna الذي يميز المنطقة التي يحدث عندها فصل االنترون. يجدر اإلشارة الى مايلي: كل هذه العمليات تحدث فقط في حقيقية النواة Eukaryote والتحدث في بدائية النواة. Prokaryote كل هذه العمليات تحدث في النواة. -1-2 2017-2016 جامعة المثنى العلوم الصرفة قسم علوم الحياة 76 Dr. Rahem Al.Ziadi