جزيء DNA الشيفرة الوراثية العجيبة
لقد كان شك علماء الأحياء يدور حول الحامض النووي (DNA) الموجود في نواة الخلية والذي تم اكتشافه في عام 1869م على يد الطبيب السويسري فريدرك ميشر فكانوا يظنون أنه هو المسؤول عن نقل الصفات الوراثية من جيل إلى جيل في الكائنات الحية. وفي عام 1953م تمكن عالمي الأحياء فرانسيس كريك وجيمس واطسون باستخدام الأشعة السينية من كشف تركيب الحامض النووي ووجدوا أن كامل مواصفات أجسام الكائنات الحية مكتوبة بطريقة رقمية على شريط طويل ودقيق من الحامض النووي مخزن في نواة الخلية وهو من الصغر بحيث لا يمكن رؤيته حتى بأقوى الميكروسكوبات الضوئية.
وبهذا الاكتشاف العظيم تمكن هذان العالمان من فك أعظم سر من أسرار الحياة وهو الكيفية التي يتم من خلالها توريث مواصفات أجسام الكائنات الحية إلى ما تنتجه من كائنات جديدة وكذلك الطريقة التي يتم بها تصنيع كائنات جديدة ابتداء من خلية واحدة. وبعد أن بدأ علماء الأحياء بدراسة تركيب شريط الحامض النووي والطريقة التي يستخدمها في تخزين المعلومات الوراثية والآليات التي يستخدمها في تنفيذ البرامج المخزنة عليه وجدوا أن فيه من الأسرار بل من المعجزات ما تعجز أكبر العقول البشرية عن فكها. ولقد جاء هذا الاعتراف على لسان أحد هاذين العالمين وهو فرانسيس كريك الذي نال في عام 1962م جائزة نوبل في الفسيولوجيا مشاركة مع زميله تقديرا لاكتشافهما تركيب هذا الشريط المعجز حيث قال في كتابه طبيعة الحياة "إن الرجل الأمين المسلح بكل المعرفة المتاحة لنا الآن لا يستطيع أن يقول أكثر من أن نشأة الحياة تبدو شيئا أقرب ما يكون إلى المعجزة".
إن أكثر ما أثار دهشة علماء الأحياء في شريط الحامض النووي هو أن الطريقة التي تمت بها كتابة تعليمات تصنيع الكائنات هي نفس الطريقة التي يستخدمها الحاسوب الرقمي لتخزين مختلف أنواع المعلومات في ذاكرته وفي تنفيذ برامجه. ولقد ترتب على هذا الاكتشاف العظيم تحول كبير في المفاهيم المتعلقة بالطريقة التي تمت بها عملية خلق الكائنات الحية من التراب وخاصة تلك المتعلقة بنظرية التطور والتي أصيبت بصدمة كبيرة بعد هذا الاكتشاف.
الطريقة التي تمت بها كتابة تعليمات تصنيع الكائنات هي نفس الطريقة التي يستخدمها الحاسوب الرقمي لتخزين مختلف أنواع المعلومات
ويعود سبب هذه الصدمة إلى اكتشاف العلماء أنه لا يمكن تعديل أيّ جزء من أجزاء الكائن الحي مهما بلغت بساطة تركيبه إلا من خلال تعديل المعلومات الرقمية المكتوبة على هذا الشريط. وهذا يعني أن عملية تطور أيّ كائن حي إلى كائن حي آخر يتطلب إعادة كتابة أو تعديل برنامج التصنيع الرقمي المخزن على شريط الحامض النووي وهذا يتناقض تماما مع التصورات التي وضعها دارون لعملية تطور الكائنات الحية. وكذلك فإنه لا يمكن لعاقل أن يصدق أن الصدفة التي لا عقل لها يمكنها أن تنحى هذا المنحى في اختراع هذه الطريقة الرقمية لتصنيع الكائنات فمثل هذه الفكرة البالغة الذكاء لم تخطر على عقول البشر إلا في هذا العصر حيث أن تنفيذها يتطلب تصنيع مكونات بالغة التعقيد وبالغة الصغر داخل خلايا هذه الكائنات.
ولقد تمكن علماء الأحياء بالاستعانة بالميكروسكوبات الإلكترونية من التعرف على بنية هذا الشريط وتبين لهم مدى ضعف تركيبه. ولتوضيح مدى ضعف هذا الشريط نورد بعض أبعاده في الإنسان حيث يبلغ طوله الكلي ما يقرب من المترين موزعا على ست وأربعين كروموسوم أما عرضه فيبلغ نانومترين اثنين فقط (النانومتر جزء من ألف مليون جزء من المتر) أيّ أن قطر شعرة الإنسان يزيد بخمسين ألف مرة عن قطر هذا الشريط.
إن نسبة عرض الشريط إلى طوله نسبة متدنية جدا لا يمكن أن تجدها في أيّ شريط طبيعي أو صناعي مما يعني أنه شريط بالغ الضعف بحيث لو تم تكبيره ليصبح قطره بقطر شعرة الإنسان فإن طوله سيبلغ حينئذ مائة كيلومتر. ولكي يتم وضع هذه الأشرطة الطويلة والدقيقة في داخل نواة الخلية التي لا يتجاوز قطرها عدة ميكرومترات (الميكرومتر جزء من مليون جزء من المتر) فلا بد من طيها مئات الآلاف من المرات وذلك لأن طول الشريط يزيد بنصف مليون مرة عن طول قطر الخلية.
ومن البدهي أن لا يتم لف هذا الأشرطة بطريقة اعتباطية وإلا لتشابكت أجزاؤها ولما تمكنت هذه الأشرطة من القيام بمهامها حيث أن كل جزء منها يحتوي على معلومات وراثية محددة مسؤولة عن وظيفة محددة في عملية تصنيع جسم الكائن. إن العقل يكاد أن يتصدع عندما يفكر في الطريقة التي تم بها لف هذا الأشرطة الطويلة والضعيفة ووضعها في نواة بالغة الصغر وبحيث يمكن الوصول لكل شيفرة من الشيفرات التي تحمل تعليمات تصنيع جسم الكائن.
إن حدوث خطأ واحد فقط في إحدى شيفرات تصنيع البروتينات على سبيل المثال تؤدي في الغالب إلى فشل البروتين بالقيام بوظيفته وهذا يعني أن هذه الأشرطة قد تم لفها بطريقة بحيث لا مجال للخطأ في قراءة المعلومات المكتوبة عليها وإلا لما كان بالإمكان تصنيع ملايين الكائنات الحية كل يوم تطلع فيه الشمس بنفس مواصفات أصولها.
لقد أصيب العلماء بدهشة كبيرة عندما اكتشفوا أن هذا الشريط قد تم لفه بطريقة بالغة الذكاء بحيث يمكن قراءة جميع التعليمات المكتوبة عليه بشكل مباشر وبدون أيّ لبس. فقد تم لفها على سطوح أسطوانات بروتينية يصل قطر الواحدة منها ثلاثين نانومتر ولا يتجاوز طولها الميكرومتر الواحد ويصل عدد لفات الشريط على الأسطوانة الواحدة مائة ألف لفة ويطلق العلماء اسم الكروموسومات على هذه الأشرطة الملفوفة حول هذه الأسطوانات والتي يتراوح عددها ما بين كروموسوم واحد في الفيروسات والبكتيريا وعدة عشرات من الكروموسومات في الكائنات الكبيرة.
الشريط الوراثي تم لفه بطريقة بالغة الذكاء بحيث يمكن قراءة جميع التعليمات المكتوبة عليه بشكل مباشر وبدون أيّ لبس
إن هذه الطريقة الذكية في لف الشريط على سطح الأسطوانة تضمن تعريض كل جزء من أجزاء هذا الشريط على سطحها بحيث يمكن قراءة المعلومات المكتوبة عليه من قبل مكونات الخلية المسؤولة عن نقل الأوامر التي يصدرها هذا الشريط بكل سهولة ويسر. وبالإضافة إلى هذا فإن هذه الطريقة في اللف تسهل عملية إنتاج نسخ جديدة عن هذا الشريط لوضعها في الخلايا الجديدة حيث أن عملية النسخ هذه تتكرر ملايين أو بلايين المرات في فترة عمر الكائن الحي الواحد.
يتكون الشريط الوراثي من سلسلتين جانبيتين مبنيتين من نوعين من الجزيئات أحدهما من السكر والأخرى من الفوسفات يتم ربطهما بشكل متعاقب ومن ثم يتم ربط الأحرف الوراثية بين السلسلتين على مسافات محددة وذلك على شكل درجات السلم.
وتتكون كل درجة من حرفين وراثيين يرتبطان بجزيئات السكر الموجودة على السلسلتين ويرتبطان كذلك ببعضهما البعض عند منتصف الدرجة. ولكي يحتل الشريط أقل حيز ممكن في داخل الخلية فقد تم لفه على شكل سلم لولبي أو حلزوني على الاسطوانات البروتينية. وقد تمكن العلماء من قياس المسافة الفاصلة بين كل درجة من درجاته فوجدوها تساوي ثلث نانومتر فقط أيّ أن السنتيمتر الواحد من هذا الشريط يحتوي على ما يقرب من ثلاثين مليون حرف وراثي.
وهذه الكثافة في تخزين المعلومات غاية في الضخامة إذا ما تم مقارنتها مع كثافة المعلومات الرقمية المخزنة على الأقراص المغناطيسية أو الضوئية الحديثة حيث تصل في أفضل أنواعها إلى نصف مليون حرف ثنائي لكل سنتيمتر علما بأن عرض شريط القرص المغناطيسي يزيد بعشرين مرة عن عرض الشريط الوراثي. ولكي يدرك القارئ ضخامة هذه الكثافة نذكر له أن الشريط الوراثي للإنسان يتكون من ستة بلايين حرف وراثي مخزنة في حيز لا يمكن رؤيته بالميكروسكوبات الضوئية بينما لو تمت كتابته على الورق باستخدام الأحرف الكتابية لاحتاج إلى مليون صفحة ورقية. وقد آوضح أحد علماء الأحياء هذه الكثافة بقوله إن الحيز الذي يمكن أن تحتله الأشرطة الوراثية لجميع أنواع الكائنات الحية التي تعيش على الأرض الآن وتلك التي انقرضت لا يتجاوز ملعقة شاي صغيرة.
الشريط الوراثي للإنسان يتكون من ستة بلايين حرف وراثي مخزنة في حيز لا يمكن رؤيته بالميكروسكوبات الضوئية
إن كتابة المعلومات الوراثية بهذه الطريقة الرقمية وبهذه الكثافة العالية تعتبر معجزة من معجزات الحياة ولكن هذه المعجزات لا تقارن بأي شكل من الأشكال بالمعجزة الموجودة في الطريقة التي يتم بها قراءة هذه المعلومات عن الشريط الوراثي من قبل مكونات الخلية. فلكي يتم قراءة هذه الأحرف باستخدام الضوء لا بد أن يكون طول موجة الضوء المسلط عليها أقل من المسافة الفاصلة بين حرفين متجاورين وهو ثلث نانومتر. وإذا ما علمنا أن طول موجة الضوء المرئي المستخدم في النظام البصري للإنسان يتراوح بين خمسمائة وسبعمائة نانومتر يتضح لنا استحالة قراءة هذه المعلومات باستخدام الميكروسكوبات الضوئية.
ولكي نتمكن من قراءة هذه المعلومات لا بد من استخدام موجات كهرومغناطيسية بتردادات تزيد كثيرا عن تردد الضوء المرئي وذلك لكي نحصل على طول موجة مقارب للمسافة الفاصلة بين الحروف الوراثية. وباختراع الميكروسكوبات الإلكترونية والتي تستخدم الإلكترونات بدلا من الضوء كوسيلة لرؤية الأشياء تمكن العلماء من قراءة المعلومات المخزنة على الأشرطة الوراثية لمختلف أنواع الكائنات الحية وخاصة الإنسان الذي أكمل العلماء قراءة كامل شريطه الوراثي في ما يسمى مشروع الجينوم البشري.
ولا بد من التأكيد هنا على أن كل ما قام به العلماء في مشروع الجينوم البشري هو تدوين تسلسل أحرف الشريط الوراثي وكذلك تحديد أماكن الجينات المختلفة. أما البرامج والمعلومات المتعلقة بتحديد مواصفات الإنسان وطريقة تصنيع أعضائه ابتداء من خلية واحدة فلا زال أمامهم شوطا طويلا لكي يتمكنوا من فك ألغازه. ومما أذهل العلماء في هذا الشريط هو أن الشيفرة الوراثية في جميع الكائنات الحية مكتوبة بنفس نوع الأحرف والتي يبلغ عددها أربعة أحرف فقط تم تمثيلها بأربعة أنواع من الجزيئات العضوية بنيت بدورها من أربعة أنواع من الذرات وهي الكربون والهيدروجين والأوكسجين والنيتروجين.
ويبلغ عدد الذرات في جزيء الحرف الأول ثلاثة عشر ذرة وفي الثاني أربعة عشر ذرة وفي الثالث خمسة عشر ذرة وفي الرابع ستة عشر ذرة. يتكون الجزيئان الأكبر حجما من حلقتين متلاصقتين بعدد أكبر من ذرات النيتروجين بينما يتكون الجزيئان الأصغر حجمًا من حلقة واحدة بعدد أقل من ذرات النيتروجين. ولكي تبقى المسافة بين السلسلتين للشريط ثابتة فإن الحرفين المكونين لكل درجة من درجاته يجب أن يكون أحدهما جزيئًا كبير الحجم والآخر صغير الحجم. وهذا لا يتم إلا إذا كان لكل جزيء كبير الحجم هنالك جزيء واحد فقط صغير الحجم يمكن أن يرتبط به وهذا يعني أن كل حرفين من حروف الشيفرة يكمل أحدهما الآخر أيّ أن المعلومات التي تعطيها الأحرف المرتبطة بإحدى سلسلتي الشريط هي نفسها التي تعطيها الأحرف المرتبطة بالسلسلة الأخرى.
إن خاصية التكامل بين أحرف الشيفرة الوراثية هو السر الذي يمكن الشريط من إنتاج نسخ جديدة عنه فبمجرد فصل السلسلتين عن بعضهما يمكن لكل منهما تكوين السلسلة الأخرى المكملة لها من خلال جذب أحرف مكملة لأحرفها قد سبق للخلية أن قامت بتصنيعها بكميات تكفي لتصنيع النسخة الجديدة. أما طول الشيفرة الوراثية فيبلغ ثلاثة أحرف فقط وعند حساب عدد الشيفرات الوراثية التي يمكن الحصول عليها من توافيق هذه الأحرف الثلاث فإن عددها سيكون أربع وستون شيفرة.
لقد تم تحديد طول الشيفرة الوراثية بتقدير بالغ ولم يكن بمحض الصدفة فقد تبين للعلماء أن عدد الأحماض الأمينية التي تلزم لتصنيع جميع أنواع البروتينات في الكائنات الحية يبلغ عشرين حمضا. وبما أن الشريط الوراثي هو المسؤول عن إعطاء الأوامر لتصنيع البروتينات فإنه يلزم وجود عشرين شيفرة على الأقل في قاموس الشيفرة الوراثية لتمثيلها.
ولو أن طول الكلمة الوراثية كان حرفا واحدا أو حرفان لكان عدد الكلمات الناتجة من توافيقها أربع كلمات للأول وستة عشر كلمة للثاني وهذه الأعداد لا تكفي أبدا لتمثيل الأحماض الأمينية العشرين. وعلى الرغم من وجود فائض في عدد الكلمات التي توفرها الشيفرة ثلاثية الأحرف إلا أنه قد تم استغلال الكلمات الزائدة بشكل بارع من خلال تخصيص أكثر من شيفرة لبعض الأحماض الأمينية المهمة وذلك بهدف تقليل احتمالية الخطأ عند نسخ المعلومات عن الشريط وهذا هو نفس الأسلوب المتبع في تقليل احتمالية الخطأ عند نقل المعلومات في الأنظمة الرقمية الحديثة.
الشكل يظهر التركيب الكيماوي للحمض النووي حيث تظهر الروابط الهدروجينية التي تربط بين الذرات
وإلى جانب الشيفرات المستخدمة لتمثيل الأحماض الأمينية يوجد في قاموس الشيفرة الوراثية كلمة واحدة تحدد بداية كتابة الأوامر المتعلقة بتصنيع البروتين وثلاث كلمات تحدد نهاية كتابة هذه الأوامر فبدون ذلك فإن حدوث إزاحة بمقدار حرف واحد أو حرفين عن البداية الصحيحة للجملة كفيل بتدمير كامل المعلومات الموجودة عليها. وقد يسأل سائل عن السبب في اختيار عدد أحرف التشفير ليكون أربعة أحرف وليس أقل أو أكثر من ذلك. إن من يعمل في تصميم أنظمة تشفير المعلومات يعلم أن أقل عدد ممكن لأحرف التشفير هو اثنان ويعتبر نظام التشفير الثنائي أبسط أنواع التشفير وذلك تم استخدامه لمعالجة وتخزين ونقل المعلومات في الحواسيب وأنظمة الاتصالات الرقمية. وبما أن عدد الأحرف المستخدمة في تشفير المعلومات الوراثية هو أربعة أحرف فقد يقفز للأذهان على الفور تساؤل له ما يبرره وهو لم***65142; لم***65150; يتم اختيار النظام الثنائي أو الثلاثي بدلا من هذا النظام الرباعي؟ وللجواب على هذا التساؤل علينا أن نتذكر أن هنالك عوامل كثيرة يجب على مصمم نظام التشفير أن يأخذها في اعتباره عند اختيار عدد الأحرف المستخدمة في التشفير.
ويعتبر حجم الحيز الذي يحتله شريط المعلومات في كل خلية من خلايا الكائنات الحية من أكثر العوامل التي يجب أن يراعيها المصمم عند اختياره لعدد الأحرف. فلو تم اختيار النظام الثنائي للتشفير لكان طول الشيفرة خمسة أحرف بدلا من ثلاثة أحرف في النظام الرباعي وهذا يعني زيادة طول الشريط وبالتالي الحيز الذي يحتله إلى ما يقرب من الضعف وكذلك فإن عملية النسخ التي تحدث عند كل انقسام للخلية ستستغرق وقتا أطول إلى جانب أن حجم مصانع البروتينات الموجودة في الخلية سيتضاعف بسبب زيادة طول الشيفرة.
وقد يقول قائل عنده إلمام بأنظمة التشفير بأن طول الشيفرة في النظام الثلاثي هو ثلاثة أحرف وهو نفس الطول في النظام الرباعي مما يعني أن له نفس الميزات وخاصة حجم الحيز الذي تحتله المعلومات فلماذا لم يتم اختياره كنظام للتشفير؟ وسنبين فيما يلي أن عدد الأحرف المستخدمة في نظام التشفير في الكائنات الحية يجب أن يكون زوجيا وليس فرديا مما يعني أن النظام الثلاثي لا يمكن استخدامه كنظام للتشفير.
إن شرط التوافق أو التكامل بين أحرف التشفير يفسر لماذا يجب أن يكون عدد هذه الأحرف زوجيا***65136; وليس فرديا***65136; فلو كان عدد الأحرف فرديا لكان أحد هذه الأحرف بدون حرف مكمل ولهذا السبب فقد تم استثناء نظام التشفير الثلاثي واستخدام نظام التشفير الرباعي. وفي شرط التكامل هذا يكمن سر عملية النسخ التلقائية التي تقوم بها أشرطة الأحماض النووية للحفاظ على المعلومات اللازمة لتصنيع مختلف أنواع الكائنات الحية.
ولا بد لنا هنا من أن نؤكد على أن استخدام نظام التشفير لحفظ المعلومات عملية عقلية بحتة لا يمكن أن تتم بأي حال من الأحوال من قبل الصدفة فأقصى ما يمكن للصدفة أن تعمله هو جمع بعض المكونات مع بعضها البعض لتنتج مكونا أكثر تعقيدا***65136; أما أن تقوم باختراع مثل هذا التمثيل الرياضي فهذا أمر لا يقبله العقل. إن من يعتقد أن الصدفة هي المسؤولة عن اختراع هذه الطريقة الرقمية لحفظ المعلومات قد لا يدرك حجم المهام التي يجب على الصدفة أن تنجزها لكي تعمل هذه الآلية على الوجه المطلوب فأولى هذه المهام هو تحديد طول الشيفرة بحيث يكون لكل حامض أميني شيفرة مميزة يعرف بها وهذا لا يتم إلا بعد معرفة عدد الأحماض الأمينية المراد تمثيلها ومعرفة عدد أنواع الأحرف المستخدمة في هذه الشيفرة. وبما أن الصدفة لا عقل لها فهي تجهل تماما عدد الأحماض الأمينية المستخدمة في بناء البروتينات وتجهل كذلك نوع وعدد الأحرف المستخدمة في بناء الشيفرات الوراثية ولهذا فلا سبيل لها أن تهتدي إلى تحديد طول الشيفرة.
وكذلك فإن عملية النسخ التلقائية للمعلومات الوراثية لا يمكن أن تخترع إلا من قبل عاقل يهمه أن يحتفظ بهذه المعلومات لأهداف لاحقة يريد تحقيقها ولا أظن أن الصدفة يهمها مثل هذا الأمر. إن سر الحياة الأعظم يكمن في قدرة الشريط الوراثي على إنتاج نسخة عن نفسه بنفسه وبهذا السر تستطيع الخلايا الحية أن تنتج نسخا عن نفسها بنفسها وتستطيع الكائنات الحية أن تنتج نسخا عن نفسها بنفسها.
ولولا هذه الخاصية الفريدة لهذا الشريط لما أمكن للحياة أن تدوم على سطح هذه الأرض منذ آلاف الملايين من السنين وإلى أن يشاء الله فالمعلومات الوراثية التي تلزم لتصنيع أيّ كائن حي يتم توارثها من خلال إنتاج نسخة طبق الأصل عن الشريط في كل خلية قبل انقسامها إلى خليتين.
ولو حصل أن انقرض كائن حي فإنه ليس بمقدور البشر كافة إعادة خلقه حتى لو تمكنوا من معرفة كامل تفاصيل شيفرته الوراثية وصدق الله العظيم القائل "يَا أَيُّهَا النَّاسُ ضُرِبَ مَثَلٌ فَاسْتَمِعُوا لَهُ إِنَّ الَّذِينَ تَدْعُونَ مِنْ دُونِ اللَّهِ لَنْ يَخْلُقُوا ذُبَابًا وَلَوِ اجْتَمَعُوا لَهُ وَإِنْ يَسْلُبْهُمُ الذُّبَابُ شَيْئًا لَا يَسْتَنْقِذُوهُ مِنْهُ ضَعُفَ الطَّالِبُ وَالْمَطْلُوبُ مَا قَدَرُوا اللَّهَ حَقَّ قَدْرِهِ إِنَّ اللَّهَ لَقَوِيٌّ عَزِيزٌ" الحج 73-74.
وعندما يعطى الشريط أوامره إلى الخلية لكي تنقسم إلى خليتين عليه أولا أن يصدر الأوامر لتصنيع جميع الجزيئات اللازمة لبناء شريط جديد يودعه إحدى الخليتين. فعلى سبيل المثال فإن عملية تصنيع شريط جديد في أحدى خلايا جسم الإنسان يتطلب من الخلية أن تقوم بتصنيع ستة بلايين جزيء سكر وستة بلايين جزيء فوسفات وذلك لبناء السلسلتين الجانبيتين ومن ثم تصنيع ستة بلايين حرف وراثي بنسب محددة من أنواعه الأربعة إلى جانب تصنيع الأسطوانات البروتينية التي سيتم لف الشريط الجديد عليها. إن هذا العدد الضخم من الجزيئات يجب أن يتم تصنيعه وحفظه في داخل نواة الخلية التي لا يتجاوز قطرها الميكرومتر.
إن مجرد تصنيع الجزيئات التي يبنى منها الشريط الوراثي بالأنواع والأعداد المطلوبة يعتبر معجزة من معجزات الحياة ولكن هذه المعجزة لا تقاس أبدا بالمعجزات الموجودة في الطريقة التي يتم بها بناء الشريط من هذه الجزيئات. يبدأ الشريط الوراثي عملية تصنيع نسخة جديدة عن نفسه وذلك بعد أن يتأكد من توفر الأعداد اللازمة من الجزيئات المكونة للشريط الجديد حيث يقوم إنزيم خاص بالعمل على فتح الشريط الوراثي من أحد جانبية ليفصل السلسلتين الجانبيتين بما تحملان من أحرف وراثية عن بعضهما البعض. ومن ثم تتولى إنزيمات أخرى بناء سلسلتين جديدتين وتثبيت الأحرف الوراثية عليهما بحيث تكون الأحرف الجديدة على كل سلسلة مكملة للأحرف القديمة المرتبطة بإحدى السلسلتين القديمتين.
ومن ثم تتحد كل سلسلة من السلسلتين الجديدتين مع سلسلة أخرى من السلسلتين القديمتين مكونتين شريطين وراثيين يحتوي كل منهما على سلسلة قديمة وأخرى جديدة. إن عملية نسخ المعلومات عن الشريط القديم وتخزينها على شريط جديد تتم بسرعة عالية نسبيا حيث تتراوح بين ألف حرف في الدقيقة في الإنسان ومليون حرف في الدقيقة في البكتيريا. وهذا على عكس المتوقع فحجم المعلومات المخزنة على شريط الإنسان يزيد بملايين المرات عن حجم المعلومات على شريط البكتيريا فكان من المفترض أن تكون سرعة النسخ في الإنسان أعلى منها في البكتيريا.
ولكن الذي قام بتحديد سرعة النسخ هو من أحاط بكل شئ علما وليست الصدفة فهو يعلم سبحانه أن تقليل سرعة النسخ في الإنسان كان بهدف تقليل نسبة الخطأ في المعلومات المنقولة حيث أن نسبة الخطأ تزيد مع زيادة سرعة النسخ كما هو معروف. إن السرعة العالية للنسخ في البكتيريا كفيلة بإتمام عملية نسخ شريطه في دقائق معدودة ولكن نسخ شريط الإنسان بمعدل ألف حرف في الدقيقة يحتاج لما يقرب من ست سنوات وهذا يعني أن تصنيع الإنسان ابتداء من خلية واحدة يحتاج لما يقرب من ثلاثمائة عام.
ولكن بقدرة الذي خلق كل شيء فقدره تقديرا أصبحت المدة التي يحتاجها الشريط الوراثي لإنتاج نسخة جديدة عنه لا تتجاوز نصف ساعة وقد تم ذلك من خلال إجراء عملية النسخ بشكل متواز لجميع الكروموسومات المكونة للشريط الوراثي وكذلك من خلال إجراء عملية نسخ الكروموسوم الواحد في عدد كبير من المواضع. وبهذه الطريقة الذكية تم تقليص مدة تصنيع إنسان جديد ابتداء من خلية واحدة من ثلاثمائة عام إلى تسعة أشهر فقط وصدق الله العظيم القائل "أَلَمْ نَخْلُقْكُمْ مِنْ مَاءٍ مَهِينٍ فَجَعَلْنَاهُ فِي قَرَارٍ مَكِينٍ إِلَى قَدَرٍ مَعْلُومٍ فَقَدَرْنَا فَنِعْمَ الْقَادِرُونَ" المرسلات 20-23.
ولقد وجد العلماء أن معدل الخطأ في نقل المعلومات عند نسخ الأشرطة الوراثية في خلايا الإنسان قد يصل إلى خطأ واحد في كل ألف حرف وإذا ما تم حساب عدد الأخطاء الكلية المحتملة في كامل الشريط فإن الرقم يبلغ ثلاثة ملايين حرف. ولكن الأمر لا يتوقف عند هذا الحد فعملية تصنيع الإنسان ابتداء من خلية واحدة تتطلب تكرار عملية النسخ هذه عند كل انقسام لكل خلية من خلاياه والتي يصل عددها في الإنسان الكامل إلى ما يقرب من مائة ألف بليون خلية.
وعلى هذا فإن مجموع الأخطاء في الأشرطة الموجودة في خلايا جسم الإنسان سيبلغ عند اكتمال تصنيعه مائة وخمسين مليون خطأ أيّ ما نسبته خمسة بالمائة من مجموع عدد أحرف الشريط الوراثي للإنسان وهذه النسبة العالية من الأخطاء كفيلة بفشل عملية تصنيع جسم الإنسان بالكامل. ولكن من لطف الله بهذا الإنسان وبغيره من الكائنات الحية أن الله سبحانه وتعالى قد قام بتصميم نظام يعمل على تصحيح الأخطاء الناتجة أثناء عملية النسخ فبعد أن يتم إنتاج نسخة جديدة من الشريط الوراثي تقوم مجموعة من الأنزيمات بالبحث عن الأخطاء الموجودة على الشريط الجديد ومن ثم تقوم بتصحيحها. وقد وجد العلماء أن معدل الخطأ بعد التصحيح ينخفض إلى خطأ واحد لكل مليون حرف بدلا من خطأ واحد لكل ألف حرف قبل التصحيح أيّ أن مجموع الأخطاء في الأشرطة الوراثية ينخفض إلى مليون ونصف خطأ فقط.
إن وجود نظام لتصحيح الأخطاء في عملية نسخ الأشرطة الوراثية تدحض دحضا كاملا أن تكون الصدفة تقف وراء عملية خلق الحياة على الأرض كما يدعي أنصار نظرية التطور. ولو أن مهمة تصنيع الكائنات الحية قد تركت للصدفة فلا أظنها ستكترث كثيرا لحدوث مثل هذه الأخطاء على الأشرطة المنسوخة ولا يهمها بأي حال من الأحوال أن تولد هذه الكائنات المصنعة مشوهة أو حتى ميتة.
شكرا على الموضوع
اتمنى الافادة
| اسم الملف | نوع الملف | حجم الملف | التحميل | مرات التحميل |
| البصمة الوراثية.rar |  |
234.9 كيلوبايت |  |
المشاهدات 298 |
بارك الله لنا فيكم و جعلكم من احبته
| اسم الملف | نوع الملف | حجم الملف | التحميل | مرات التحميل |
| البصمة الوراثية.rar | |
234.9 كيلوبايت | |
المشاهدات 298 |
السلام عليكم و رحمة الله و بركاته
إليكم في هذا الموضوع تحميل كتاب:
الشفرة الوراثية للإنسان
لصاحبيه دانيا كيلفس و ليروي هود
ترجمة د. أحمد مستجير
التحميل من الملفات المرفقة
منقول للفائدة
| اسم الملف | نوع الملف | حجم الملف | التحميل | مرات التحميل |
| 217.pdf |  |
1.39 ميجابايت | |
المشاهدات 161 |
بارك الله فيك
| اسم الملف | نوع الملف | حجم الملف | التحميل | مرات التحميل |
| 217.pdf | |
1.39 ميجابايت | |
المشاهدات 161 |
الكفاءة المستهدفة: التعرف على البنية الطبيعة الكيميائية للصبغيات بالاعتماد على تحليل نتائج تجريبية ووثائق
الدرس الثالث 3 : وحدة مكونات الدعامة الوراثية
تحميل الدرس
المجال المفاهمي : انتقال الصفات الوراثية
الوحدة المفاهمية : الدعامة الوراثية لانتقال الصفات
الحصة التعلمية : انتقال الصفات الوراثية
· يتميز كل كائن حي بصفات خاصة رغم أن كل الكائنات الحية تنشا من بويضة ملقحةواحدة
· لكل الناس جسم يتكون من نفسالأعضاء لكن كلهم يختلفون عن بعضهم من حيث القامة ولون الشعر والبشرة وشكل العيونولونهما …..الخلكن نجد في نفس العائلة أن أفرادها يحملون صفات مشتركةيتوارثونها عبر الأجيال فلكل جيل يسلم الجيل الذي يليه الصفات التي تميز نوعه.
· أما تلك التي تميز كل فرد من أفراد الأسرة ترجع إلى تداخل العوامل الوراثيةفتلك تظهر وأخرى تختفي وتلك مزيج بين صفتين وهذه الصفة من الأب وتلك من الأم وقدتكون جديدة ليست في الأب أو في الأم لعلها في احد الجدود أو لعلها فريدة من نوعها
المشكل : ما هي الصفة الوراثية ؟ وكيف تنتقل من جيل إلى جيل آخر ؟
· الصفة الوراثية هي مجموع الصفات التي تنتقل من الآباء إلى الأبناء عن طريق الأمشاج الذكرية و الأنثوية مثل لون العنين ، و لون الجلد ، والصلع ، لون الشعر ، الزمرة الدموية … الخ تشكل هذه الصفات التي تنتقل وراثيا النمط الظاهري للفرد .
· هناك صفات يحملها الفرد نتيجة حادث ما كانقطاع أحد الأصابع أو اليد بأكملها أو تغير لون الجلد نتيجة حرق فهذه الصفات لا تنتقل عبر الأجيال فهي إذا ليست صفات وراثية .
مقر الصفة الوراثية : دراسة انتقال صفة وراثية
التجربة : نعلم أن الفئران تتكاثر مثل بقية الكائنات الحية الأخر بحيث الفئران الرمادية تلد فئران رمادية و الفئران البيضاء تلد فئران بيضاء.
العمل : نأخذ بويضة مخصبة من فأرة رمادية و أخرى من فأرة بيضاء ثم ننزع نواة الثانية و نستبدلها بنواة البويضة المخصبة الأولى ، ثم نزرع البويضة المخصبة الجديدة في جسم الفأرة البيضاء.
الملاحظة : بعد مدة تلد الفأرة البيضاء فئران رمادية
النتيجة : نواة الخلية هي أساس انتقال الصفات الوراثية عبر الأجيال حيث تضم البرنامج الوراثي للكائن الحي والذي يحدد الصفات الوراثية.
المشكل: ما هو مقر البرنامج الوراثي في النواة ؟
تحتوي نواة الخلية على شبكة متراصة من الخيوط الدقيقة أشبه ما تكون بكرة الصوف الملفوف تسمى هذه الخيوط بالصبغيات أو الكروموسومات chromosomes ، و الخيط الواحد يتكون من خيطين متماثلين في الشكل و الطول ويرتبطان مع بعض في نقطة واحدة كما في الشكل . الخيط الصبغي مكون من عدد من الصفوف تسمى المورثات أو الجينات ، و يتراوح عدد المورثات في الخيط الصبغي بين 1000 و 10000 مورث و ذلك حسب طول الصبغي . و كل مورث من هذه المورثات يحتوي على معلومات تحدد صفة وراثية واحدة
. الدعامة الوراثية لانتقال الصفات
يتميز كل كائن حي بصفات خاصة رغم أن كل الكائنات الحية تنشا من بويضة ملقحة واحدة
1 – دراسة انتقال الصفات الوراثية :
لكل الناس جسم يتكون من نفس الأعضاء لكن كلهم يختلفون عن بعضهم من حيث القامة ولون الشعر والبشرة وشكل العيون ولونهما …..الخ
لكن نجد في نفس العائلة أن أفرادها يحملون صفات مشتركة يتوارثونها عبر الأجيال فلكل جيل يسلم الجيل الذي يليه الصفات التي تميز نوعه
أما تلك التي تميز كل فرد من أفراد الأسرة ترجع إلى تداخل العوامل الوراثية فتلك تظهر وأخرى تختفي وتلك مزيج بين صفتين وهذه الصفة من الأب وتلك من الأم وقد تكون جديدة ليست في الأب أو في الأم لعلها في احد الجدود أو لعلها فريدة من نوعها
دراسة انتقال صفة وراثية :
إن لون الشعر و العيون عند الأشخاص لون البشرة نوعية الشعر…الخ هي صفات وراثية
الاستنتاج :
تظهر على الأبناء صفات جسمية تشبه صفات الأبوين أو احدهما وهذه الصفة أو الصفات التي تنتقل من جيل إلى جيل هي صفات وراثية تشكل هذه الصفات التي تنتقل وراثيا النمط الظاهري للفرد أما الصفة التي يكتسبها الفرد من بيئته أو نتيجة بعض الممارسات ولا تنتقل عبر الأجيال فهي صفة غير وراثية
2 – مقر المعلومات الوراثية :
( رسم الوثيقة1 ص 150)
الاستنتاج :
يوجد البرنامج الوراثي المسؤول عن نقل الصفات الوراثية إلى الأبناء داخل النواة
إنتقال الصفات الوراثية
2- سلوك الصبغيات أثناء تشكل الأمشاج.
3-مراحل الإلقاح عند الإنسان
* مرحلة التكاثر: تنقسم الخلايا الأصلية (2ن) المكونة للطبقة الخارجية لجدار الأنبوب المنوي انقسامات متساوية معطية منسليات منوية من الدرجة (المرتبة)1 التي بها (2ن) صبغي.
* مرحلة النمو: تنمو المنسليات منوية وتتحول الى خلايا منوية من الدرجة الأولى (بها 2ن صبغي دائما)
* مرحلة النضج: تمر الخلية المنوية من الدرجة الأولى بانقسام منصف أول (اختزالي) وتعطي خلايا منوية من الدرجة الثانية بها (ن صبغي) تنقسم هذه الأخيرة بالانقسام الثاني فتعطي 4 منويات حديثة بها (ن صبغي ).
* مرحلة التمايز: تحدث للمنويات الحديثة تبدلات شكلية وبنيوية وتتحول الى نطاف بالغة تنزلق الى لمعة الأنبوب المنوي.
وبهذا تعطي الخلية المنوية من الدرجة )1 (اربعة نطاف ناضجة بها (ن صبغي).
3/ مميزات النطفة: تتميز برأس به نواة وقطعة متوسطة وسوط للحركة. يمكن للأستاذ تقديم رسم تخطيطي يبرز فيه مكونات النطفة و يطلب من التلاميذ رسم تخطيطي كيف يتم الإلقاح عند الإنسان
أجوبة اختبر مكتسباتي المعرفية كتاب العلوم الطبيعية 3 متوسط صفحة 132
أجوبة استثمر معارفي وأوظف قدراتي صفحة 133
| اسم الملف | نوع الملف | حجم الملف | التحميل | مرات التحميل |
| مذكرة درس انتقال الصفات الوراثية 3 متوسط.doc |  |
167.0 كيلوبايت | |
المشاهدات 61 |
شــــــــــــــــــــــــــــــــكــــــــــــــــ ــــــــــــرااااااااااااااااااااااااااااااا
| اسم الملف | نوع الملف | حجم الملف | التحميل | مرات التحميل |
| مذكرة درس انتقال الصفات الوراثية 3 متوسط.doc | |
167.0 كيلوبايت | |
المشاهدات 61 |
الوحدة المفاهيمية الثالثة : الدعامة الوراثية لانتقال الصفات الوراثية
يمكن أن تحدث إختلالات في الأنماط الوراثية للصبغيات عند الإنسان بنقص أو زيادة في عدد الصبغيات و يصاحب ذلك ظهور صفات ظاهرية عند الإنسان المصاب بهذه الإختلالات من بينها :
1- متلازمة داون ( المنغولية ): وتتمثل أعراض الإصابة بهذا الاختلال ب : ( قصر القامة ، امتلاء الجسم، تخلفا عقليا ، نمو غير طبيعي للقلب، ثنية إضافية على الجفن) . و عند ملاحظة النمط النووي لهؤلاء المصابين نلاحظ وجود صبغي إضافي عند الزوج 21 فيكون 3 صبغيات بدلا من 2 و الخلل يحدث عند تشكل الأمشاج الأنثوية فالبيضة المسببة لظهور المرض تحمل 24 صيغيا بدلا من 23 صبغي نتيجة عدم انفصال الصبغيات خلال الانقسام المنصف عند تشكل البويضة و بالتالي عند حدوث الإلقاح نتحصل على خلايا جسمية تحتوي على 47 صبغي بدلا من 46 صبغي . و تحدث هذه الإختلالات خصوصا عند الأمهات التي تنجي في سن متأخر و يمكن الكشف عن هذا الخلل في الأسبوع الثامن من الحمل بأخذ خلايا من السائل الأمنيوسي بطريقة ( Amniocentèse) و إنجاز نمط نووي للحميل و دراستها .
2- متلازمة تيرنر ( : (TURNER و يكون فيه عدد الصبغيات 45 صبغي لغياب الصبغي الجنسي X أو Yو المولود يكون أنثى عقيمة قصيرة القامة و يحدث الاختلال بسبب عدم انفصال زوج الصبغيات الجنسية في الانقسام المنصف فتتكون نطاف أو بيوض خالية من أحد الصبغيات الجنسية و تكون من النمط ( XO)
3- متلازمة كلينفلتر ( Klinfelter) : و يكون فيها عدد الصبغيات 47 لوجود صبغي صبغي جنسي إضافي و يرمز لها ب (xxy) و يكون المولود ذكر عقيم مع نقص نمو الأعضاء الجنسية و يحدث هذا الاختلال بسبب انفصال زوج الصبغيات الجنسية في الانقسام المنصف فتتكون نطاف أو بيوض تحمل النمط النووي (xx) أو (xy)و في الحالتين ينتج بويضة ملقحة من النمط (xxy)
النشاط الرابع : الأمراض الوراثية و الوقاية منها
إن حدوث بعض الأمراض من طبيعة وراثية مرتبط بعوامل خارجية من بينها :
1- الإشعاعات : أثبتت الدراسات أن تسرب الإشعاعات النووية يحدث العديد من الأمراض الخطيرة كتشوهات خلقية عند المواليد و سرطان الجلد و فقدان البصر فهذه الإشعاعات بإمكانها الوصول إلى خلايا و تخريب المورثات فتحدث تشوهات خلقية خطيرة إذا تعرضت لها الأم الحامل أو سبب في تحول الخلايا إلى الخلايا سرطانية تشكل ورما ينتشر في كل أنحاء الجسم ، كما أن التصوير الإشعاعي كذلك في بداية الحمل عند النساء الحوامل يسبب ولادة أطفال مشوهين .
2- زواج الأقارب : ترتفع نسبة الأمراض الوراثية عند الزواج الأقارب
3- استعمال أدوية دون استشارة الطبيب : تناول بعض الأدوية دون استشارة الطبيب من طرف الآم الحامل يعرض حميلها إلى تشوهات خطيرة
و للوقاية من الأمراض الوراثية علينا :
– الابتعاد و إبعاد المفاعلات النووية عن التجمعات السكانية و العناية بها و مراقبتها باستمرار
– استعمال الطاقة النووية لأغراض سلمية فقط
– تجنب الزواج بين الأقارب
– عدم تناول أدوية دون استشارة طبية بالنسبة للأم الحامل
شكرااااااااااااااااااااااااااااااااااا
يتميز كل كائن حي بصفات خاصة رغم أن كل الكائنات الحية تنشا من بويضة ملقحة واحدة
1 – دراسة انتقال الصفات الوراثية :
لكل الناس جسم يتكون من نفس الأعضاء لكن كلهم يختلفون عن بعضهم من حيث القامة ولون الشعر والبشرة وشكل العيون ولونهما …..الخ
لكن نجد في نفس العائلة أن أفرادها يحملون صفات مشتركة يتوارثونها عبر الأجيال فلكل جيل يسلم الجيل الذي يليه الصفات التي تميز نوعه
أما تلك التي تميز كل فرد من أفراد الأسرة ترجع إلى تداخل العوامل الوراثية فتلك تظهر وأخرى تختفي وتلك مزيج بين صفتين وهذه الصفة من الأب وتلك من الأم وقد تكون جديدة ليست في الأب أو في الأم لعلها في احد الجدود أو لعلها فريدة من نوعها
دراسة انتقال صفة وراثية :
إن لون الشعر و العيون عند الأشخاص لون البشرة نوعية الشعر…الخ هي صفات وراثية
الاستنتاج :
تظهر على الأبناء صفات جسمية تشبه صفات الأبوين أو احدهما وهذه الصفة أو الصفات التي تنتقل من جيل إلى جيل هي صفات وراثية تشكل هذه الصفات التي تنتقل وراثيا النمط الظاهري للفرد أما الصفة التي يكتسبها الفرد من بيئته أو نتيجة بعض الممارسات ولا تنتقل عبر الأجيال فهي صفة غير وراثية
2 – مقر المعلومات الوراثية :
( رسم الوثيقة1 ص 150)
الاستنتاج :
يوجد البرنامج الوراثي المسؤول عن نقل الصفات الوراثية إلى الأبناء داخل النواة
شكرا اختي على هدا الموضوع
العفووووووووووووووووووووو
شكرا على الموضوع
بااااااااااااك الله فيك
شرفونا بالظغط على هذا الرابط.وشكرا وارجوا سعادتكم……….
http://www.ouarsenis.com/2minutes.htm
مذكرات لدروس إنتقال الصفات الوراثية
للتحميل إضغط على الرابط
يعطيك الصحة ميرسي
شكرا لك …………………….
شكـرا ختـي سـرور ، بصـح أنـا جـوزتـ البيــام ولله الحـمد
العفو اخت تقى انا ثاني نجحت فالبيام
– المعارفالمبنية:يخضعالإنتاج النوعي و الكمي للنباتات و الحيوانات إلى عوامل وراثية، و تقع هذه الأخيرةفي النواة و بالتحديد على الصبغيات بشكل قطع تدعى المورثات.
2- الأهداف المنهجية:
– إستقصاء المعلومات. – إستعمال تقنيات الملاحظة.- التعبير العلمي و اللغويالدقيق.
3- تنظيم سير الدرس:
3-أ- الأدوات: – الكتاب المدرسي، السبورة، جهاز العرض، شفافيات، مجاهر، مقاطعمحضرة إن توفرت.
ب-1- وضعية الانطلاق: – هناك مناطق تزرع بالقمح و يوفر لها كل الشروطإلا أن حقل يعطي إنتاج أكثر من حقل آخر في نفس المنطقة فلماذا في رأيك؟، لماذانستورد فواكه بحجم كبير بينما إنتاجنا المحلي يكون بحجم صغير؟، نفس الشيء بالنسبةللحيوانات و خاصة الموجهة لإنتاج اللحوم؟
ب-2- طرح الإشكالية:
– أين تقــعالعـــوامل الوراثــــية؟
ب-3- صياغةالفرضيات: – تقع في الجذور بالنسبة للنباتات، تقع في المخ بالنسبة للحيوانات، تقع في الخليةالأولى.
4- التقصي: – تحليلالوثائق 1و 2 الصفحة 138.
– ملاحظة الوثائق 3 و 4 الصفحة 139 و رسم الشكل العام للصبغي.
– مناقشة الوثائق 5، 6، 7 الصفحة 140 و تحليل الطابعالنووي.
– تحليل الوثائق 9 و 10 و مقارنة الطابعين للخلايا الجسمية و الخلاياالجنسية.
5- الخلاصة: – يخضع الإنتاج النوعي و الكمي للنباتات و الحيوانات إلى العوامل الوراثية التي تحدد كميةالمادة العضوية المنتجة من طرف الكائن الحي.
اين التحضير
اقتباس 
السلام عليكم و رحمة الله
اقرئي الموضوع جيدا أختي و ستجدين التحضير :
1- وضعية الانطلاق: – هناك مناطق تزرع بالقمح و يوفر لها كل الشروطإلا أن حقل يعطي إنتاج أكثر من حقل آخر في نفس المنطقة فلماذا في رأيك؟، لماذانستورد فواكه بحجم كبير بينما إنتاجنا المحلي يكون بحجم صغير؟، نفس الشيء بالنسبةللحيوانات و خاصة الموجهة لإنتاج اللحوم؟
ب-2- طرح الإشكالية:
– أين تقــعالعـــوامل الوراثــــية؟
ب-3- صياغةالفرضيات: – تقع في الجذور بالنسبة للنباتات، تقع في المخ بالنسبة للحيوانات، تقع في الخليةالأولى.
4- التقصي: – تحليلالوثائق 1و 2 الصفحة 138.
– ملاحظة الوثائق 3 و 4 الصفحة 139 و رسم الشكل العام للصبغي.
– مناقشة الوثائق 5، 6، 7 الصفحة 140 و تحليل الطابعالنووي.
– تحليل الوثائق 9 و 10 و مقارنة الطابعين للخلايا الجسمية و الخلاياالجنسية.
5- الخلاصة: – يخضع الإنتاج النوعي و الكمي للنباتات و الحيوانات إلى العوامل الوراثية التي تحدد كميةالمادة العضوية المنتجة من طرف الكائن الحي.
بالتوفيق ان شاء الله
مشكور أخ dzamir على المضوع و جعله في ميزان حسناتك ان شاء الله
