الفكرة المركزية للبيولوجية الجزيئية وعنصرها Central Dogma of Molecular Biology تعرف ال الحياتية وتشمل: Central dogma على أنها توضيح او تفسير النسياب المعلومات الو ارثية خالل األنظمة.DNA replication.dna Transcription عملية تضاعف الحمض النووي ال اريبوزي منقوص االوكسجين عملية استنساخ الحمض النووي ال اريبوزي منقوص االوكسجين -1-2 3- عملية صنع البروتين.Translation ويمكن توضح ال Central dogma بالمخطط التالي: وسنتطرق إلى هذه العلميات بالتفصيل وأولها عملية تضاعف الحمض النووي ال اريبوزي منقوص االوكسجين DNA replication الحمض في بدائية وحقيقية النواة. وقبل الشروع في شرح هذه عملية البد لنا من التذكير بشكل هذا 27
في حقيقية وبدائية النواة يكون الدنا DNA Linear في حقيقية النواة وحلقي اختصا ار ب mtdna تبيانه الحقا. Circular معبأ بشكل كروموسوم وهذا الكروموسوم يكون خطي في بدائية النواة وكروموسوم المايتوكوندريا الذي يرمز له وهذا يؤدي بالنتيجة إلى بعض االختالفات في كيفية حدوث التضاعف وكما سيتم 28
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 وIB Topoisomerase وIIA Topoisomerase وIIB Topoisomerase وفي السابق كان يعتقد ان Topoisomerase IA موجود في بدائية النواة ولذلك سمى ب Topoisomerase) (Prokaryotic 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 قاد ار على إرخاء االلتفاف الفائق الموجب فقط.positive supercoiling اما آلية عمل انزيم التوبوايزوميريز فيمكن تلخيصها كالتي: يقوم األنزيم بعمل قطف 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: -1 29
عملية فتح المزدوج Double Helix Denaturation وارتباط بروتين الشريط المنفرد : Single Starnd Biondng Protein(SSBP) -2 تحدث هذه العملية بكل من االتجاهين لفتح المزدوج بواسطة انزيم Helicase وتت ازمن معها ارتباط SSBP للشريط المزدوج. ان الغاية من ارتباط ال SSBP هو لمنع اعادة ارتباط الشريطين وتكوين الحلزون المزدوج وكبح عملية التضاعف أي ان عمل ال SSBP هو لضمان استق ارر الشريطين المنفصلين لحين بدر 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 31
1( 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 وي ازل هذا البادئ فيما بعد بواسطة احد أنواع انزيم تصنيع الدناpolymerase.DNA 31
لماذا يجب إ ازلة البادئ البلملرة وإطالة الشريط :Polymerization and Strand Extension تتم هذه العملية بواسطة انزيم DNA polymerase باالتجاه '3 '5 حيث يقوم باضافة النيوكليوتيدات ثالثية الفوسفات الى مجموعة الهيدروكسيل الحره للنيوكليوتيده السابقه ونحصل على الطاقة الالزمة من مجموعتي الفوسفات التي كانت في النيوكليوتيده الحره. )2 مانوع النيوكليوتيده الحره هل هي ثالثية الفوسفات ام احادية الفوسفات مانوع 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 باستم ارر ويحتاج الى قطعة ب اريمر واحده فقط ويسمى بالشريط القائد Leading Strand اما الذي يكون بالعكس فانه يحتاج الى عدة قطع من الب اريم ارت ويبنى بشكل منقطع غير مستمر ويسمى بالشريط المتأخر Lagging Strand وتسمى القطع الصغيرة بقطع اوكا ازكي.Okazaki Fragment في حقيقة النواة هنالك عدة انواع من انزيم بلمرة الدنا DNA polymerase خاصه وكما يلي: كل منها ينجز مهمه 32
بوليميريز الفا :Pol α يعمل هذا األنزيم على إضافة عدة نيوكليوتيدات الى البادئ )الب اريمر( في كال من الشريطين المتقدم Leading والمتأخر.Lagging ويقابله في بدائية النواة االنزيم Pol I )كذلك هذا االنزيم يقوم با ازلة البوادئ الموجوده في قطع اوكا ازكي(. 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 بوليميريز دلتا Pol δ :يعمل على اطالة الشريط المتأخر Lagging بعد النيوكليوتيدات التي اضافها بوليميريز الفا (α )Pol وكذلك يقوم با ازلة البوادئ الموجوده في قطع اوكا ازكي. ويقابله في بدائية النواة االنزيم Pol I -1-2 -3 عملية إ ازلة الب اريمر وغلق القطع : Primer removing and Nick sealing تعد من العمليات المهمة إل ازلة الب اريمر من الشريط الجديد وتتم بواسطة نوع خاص من انزيم الدنا DNA.DNA Ligase اما عملية غلق او لصق القطع الناتج فتتم بواسطة انزيم اللصق polymerase )3 33
34
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 35
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 متبلم ارت في حقيقية النواة )4 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. 36
ثانيا: تضاعف الحمض النووي ال اريبوزي منقوص االوكسجين DNA replication في بدائية النواة: كما أسلفنا سابقا هو مشابه لما في حقيقية النواة مع بعض االختالفات. وهنالك نوعين من التضاعف في بدائية النواة وهي : التضاعف ثيتا وكما موضح بالشكل ادناه : :Theta Shape replication وهذا يحدث في الكروموسوم الحلقي لبدائية النواة -1 تضاعف الحلقة المتدحرجه في البالزميدات وكما موضح بالشكل ادناه: : يحدث هذا النوع من التضاعف Rolling Circle Replication -2 37
ويمكن تلخيص الفروقات بين عملية تضاعف دنا DNA حقيقية النواة وبدائية النواة في الجدول االتي: ت الصفة حقيقية النواة بدائية النواة OriT عدد ال OriC او متعدد واليوجد OriT واحد فقط -1 Bidirectional اتجاه شوكة التضاعف Bidirectional ثنائي ثنائي في الكروموسوم -2 أحادي Unidirectional في البالزميد عدد مناطق اإلنهاء متعددة واحدة -3 عدد ال Replicon متعددة واحدة -4 مكان حدوث التضاعف النواة المنطقة النووية -5 الطور الذي يحدث فيه S phase بداية التضاعف -6 Pol I Pol II Pol III Pol α Pol ε Pol δ انزيم الدنا DNA polymerase -7 االنقسام الخيطي هو عملية انقسام الخلية ومماثلتين للخلية األبوية األصلية. والتي يحصل فيها تشكل خليتين بنتينمن خلية أبوية واحدة وتكونان متماثلتين حصة من جميع العضيات كالمتقد ارت األجسام الريبية الجسيمات تتلق ى كل خلية ناتجة عن االنقسام الحالة الشبكة الهيولية الباطنة جهاز كولجي ومريك ازن باإلضافة إلى مجينان كامالن يحوي كل منهما مجموعة كاملة من الجينات. تتألف عملية االنقسام الفتيلي من أربعة أطوار هي: Prophase الطور األول أو البدائي Metaphase الطور الثاني الطور االنفصالي أو طور الصعود Anaphase الطور االنتهائي Telophase 38
تنفصل الخليتان البنتان عن بعضهما في نهاية االنقسام بعملية تدعى تحرك الخاليا )Cytokinesis( والتي تميز ما بين الخاليا الحيوانية والنباتية من حيث امتالكها للجدار الخلوي من عدمه. التعب ر الجيني واصطناع البروتينات إن الجين هو تتالي من ال DNA يشف ر لعديد ببتيد واحد. تدعى عملية اصطناع ال RNA الرسول بعملية االنتساخ وهي تعتمد على معلومات محتواة ضمن ال.DNA بينما تسمى العملية التي تستخدم هذه المعلومات في اصطناع البروتينات بالترجمة. تتضمن عملية التعبر الجيني انتساخ شدفة من ال DNA إلى RNA وترجمة ال RNA على عديد ببتيد. تستخدم كل سلسلة من سالسل ال DNA كقالب لبناء سلسلة جديدة مكملة أثناء عملية التضاعف بينما تكفي سلسلة واحدة فقط السترجاع المعلومات أثناء عملية التعبير الجيني. تملك السلسلة ذات االتجاه المعين من DNA التي لم تشفر لمرسال نفس تتالي األسس اآلزوتية الموجود على سلسلة ال RNA الرسول المستنسخة )والتي يحل فيها اليو ارسيل محل التيمين(. بينما تحمل السلسلة المشفرة المعاكسة باالتجاه تتاليا مكمال من األسس اآلزوتية. الفيروسات: تعد الفيروسات طفيليات صغيرة داخل خلوية مكونة من DNA, RNA ضمن معطف بروتيني يدعى بالقفيصة أو الكابسيد. يوجد في الفيروسات األكثر تعقيدا غالف يحيط ببروتينات القفيصة. ال تستطيع الفيروسات األكثر تعقيدا أن تتضاعف لوحدها إن ما تحتاج إلى آليات التضاعف الموجودة في الخاليا التي تخمجها. تحوي المادة الو ارثية للفيروسات القهقرية Retroviruses على جين يشف ر األنزيم الناسخة العكسي ة والذي يحفز اصطناع ال DNA غير معتمد على ال.RNA تشفر الجينات لألحماض األمينية التي تدخل في تركيب السالسل عديدة الببتيد. وتكون الشيفرة الو ارثية واحدة في جميع المتعض يات. الشيفرة الو ارثية تشفر ثالثيات األسس اآلزوتية لألحماض األمينية العشرين وتضم: )اآلالنين Ala اآلرجينينArg األسبارجينAsn حمض األسبارتيكAsp السيستسينCys الغلوتامينGln حمض الغلوتاميكGlu 39
الغليسينGly الهيستيدينHis اإليزولوسينIle اللوسينLeu الليزينLys الميتيونينMet الفينيل أالنينPhe البرولينPro السيرينSer التيرونينThr التريبتوفانTrp التيروزينTyr والفالين.)Val بينما تكون المتتاليات: UGA UAG UAA مسؤولة عن وقف عمليات االنتساخ. التشفير الو ارثي يرمز كل حمض أميني من األحماض األمينية العشرين بثالثية من األسس تدعى )ال ارمزة( ونظ ار لوجود أربعة أزواج من األسس اآلزوتية فإن االحتماالت العديدة للروامز هي: 4 4 4=64 احتمال. أي يمكن الترميز لحمض أميني بأكثر من ارمزة )زيادة في الترميز(. تحدد بعض الروامز بداية ونهاية السالسل عديدة الببتيد إذ تقوم AUG )وبشكل أندر GAG والتي ترمز للفالين عادة ( بالترميز للميتيونين الذي يتواجد في بداية السالسل عديدة الببتيد بينما الترم ز الوامز UAA( )UGA UAG ألحماض أمينية محد دة لكنها توجه إنهاء وإيقاف إشا ارت التركيب في نهاية السالسل عديدة الببتيد. بنية ال RNA يختلف ال RNA عن ال DNA في النواحي التالية: يكون ال RNA بشكل سلسلة وحيدة غالبا. -1 إن السكر في سلسلة ال RNA هو الريبوز بخالف الريبوز منقوص األوكسجين الموجود في ال -2.DNA يملك ال RNA بيرميدينات اليو ارسيل بدال من التيمين. -3 يتواجد ال RNA بعدة أشكال ولكن RNA المرسال هو الوحيد الذي يتشكل عبر االنتساخ من جين ويرمز لعديدات ببتيد محددة. تقوم جزيئات ال RNA الصغيرة غير المترجمة إلى بروتينات بعدة وظائف تتعلق بالتعب ر الجيني وتعد هذه الجزيئات هي المنتجات الجيني ة النهائية للجينات التي ترم ز في الواقع لجزيئات.RNA يعد ال RNA الرسول نسخة عن ال DNA ويرم ز لتتالي األحماض األمينية. -4 يحمل ال RNA الناقل األحماض األمينية إلى الجسيمات الريبية. -5 تتدخل جزيئات ال النووية الصغيرة في عملية تضفير ال RNA التي تقتطع فيها RNA -6 التتاليات غير المشف رة من RNA المرسال. 41
RNA تعدل جزيئات RNA النويي ة )من النوي ة( من الموجود في الجسيمات الريبية. -7 Small interpreting ( )RNA يتواسط ال RNA الصغير المتداخل عملية )تداخل ال -8 RNA التي تشمل تدر ك جزيئات ال.)RNA الرسول. RNA يمنع ال RNA المجهري )MicroRNA( ترجمة ال الرسول. -9 يتألف ال RNA من مجموعة من الجينات المتكدسة قرب بعضها المتتاليات المقابلة لمتتاليات ال DNA المشف رة بفاصل غير مشف ر. حيث ناد ار ما تنفصل ضمنه DNA انتساخ الجينات في حقيقات النوى: يقوم أنزيم ال RNA بوليمي ارز باصطناع ال RNA من قالب ال إن عملية انتساخ الجينات في حقيقيات النوى بسيطة نسبي ا. وتعرف هذه العملية باالنتساخ. البدء: يرتبط ال RNA بوليمي ارز إلى تتال معي ن من النكليوتيدات يعرف بالمحضض أوPromoter والذي يتوضع أعلى التسلسل النكليوتيدي المشف ر في الجين. التطويل: يتقدم أنزيم ال RNA بوليمي ارز بعد ذلك على طول الجين مصن عا سلسلة من ال RNA تكون نسخة عن السلسلة المكملة لسلسلة ال DNA التي تم االنتساخ عنها. تتشابه هذه العملية مع بلمرة ال DAN بحلمهة النكليوتيد ثالثي الفوسفات المؤدية لتحرر الببير وفوسفات والذي يشطر فيما بعد إلى فوسفات العضوية. اإلنهاء: يتوقف االنتساخ عندما يواجه ال RNA بوليمي ارز تتاليا معينا يعرف بالم نهي )Terminator( وعندئذ يتحر ر جزيء RNA تام التشكل. بنية الجين وانتساخه في حقيقيات النوى: توجد ثالثة أنواع لل RNA بوليمي ارز ويتم تنظيم عملية االنتساخ بواسطة بروتينات عديدة مختلفة معظمها يرتبط إلى مواقع معينة قرب منطقة التشفير الجيني. يعد ل ال RNA المرسال عدة م ارت قبل أن يكون جاه از لترجمة المعلومات إلى بروتينات. بوليمي ار ز يقوم بانتساخ جينة RNA الرسول. I RNA أنزيم بوليمي ارز يقوم بانتساخ الجينات المشفرة للبروتينات مؤدي ا الصطناع RNAالرسول. II RNA أنزيم أنزيم بوليمي ارز III الذي يقوم بانتساخ جينات RNA الناقل. RNA 41
يعد أنزيم RNA بوليمي ارز II األكثر د ارسة بسبب دوره في عملية التعب ر الجيني واصطناع البروتين. يتم تنظيم التعب ر الجيني عبر معد ل االنتساخ والذي يلعب ارتباط البوليمي ارز II بالمحضض الجيني الدور األهم في التحكم به. ق ارءة قالب ال DNA الحلزوني لم تعرف حتى اآلن اآللية الدقيقة التي يستطيع من خاللها أنزيم RNA بوليمي ارز ق ارءة قالب ال DNA الحلزوني - المضاهية لق ارءة نقوش تلف عمودا ما- دون تشابك سلسلة ال RNA المنسوخة والمتطاولة باستم ارر. من المرج ح حدوث ثلم يفك حلزون ال DNA موضعيا في موقع االنتساخ ثم تقوم القطعة التي لن تنتسخ بتشكيل قوس واسع فوق الرنا بوليمي ارز والقطعة األخرى )لكنها تبقى متصلة بشريط الدنا( بينما تحافظ القطعة التي ستنتسخ )القطعة المفردة تحت الرنا بولمي ارز( على شكلها الحلزوني ثم يتم تطويل الرنا المنسوخ. وأحد األسباب الكامنة و ارء هذا االعتقاد هو أن RNA الرسول في الج ارثيم يكون جاه از للترجمة إلى بروتين قبل انتهاء عملية االنتساخ بشكل كامل ويبدو من غير المحتمل أن يدور كل من RNA بوليمي ارز RNA الرسول ومعقد الجسيمات الريبية حول جزيء الدنا. مما يرجح الفرضية السابقة. رغم كون أنزيم RNA بوليمي ارز سريعا )يضيف ال RNA بوليمي ارز الجرثومي حوالي 61 نكليوتيد/ثا( إال أنه يحتاج وبسرعته هذه إلى ما يقارب الساعة إلنتاج 186111 زوج من األسس من المورثة المشف رة لعامل التخثر السابع VII عند اإلنسان. محض ارت ال :RNA يستخدم ال RNA غالبا لتحليل النشاط الجيني والذي يتحدد بعدد جزيئات ال RNA الرسول التي تقوم المورثة بانتساخها ويزودنا هذا بمعلومات عن مستوى النشاط الجيني أثناء التطور الجنيني عند اإلصابة باألم ارض وعند االستجابة للعالج. كما يستخدم لتحليل أشكال االنتساخ المتعددة وتنسيل األج ازء الجينية المسؤولة عن التشفير للبروتينات مما يسر ع تصميم عالجات بيولوجية جديدة )تنسيل ال )cdna والتي تحضر لتحليل ال RNA الرسول ذي الحجوم شديدة التغاير. 42
التمسخ تملك الجزيئات الحيوية بنية طبيعية ضرورية لقيامها بوظائفها. وعند اختالل هذه البنية أو تخربها يقال أن هذه الجزيئات قد "تمسخت". تتحدد هذه البنية بالنسبة للبروتينات مثال أثناء عملية التطوي األولية عبر التفاعل المتبادل بين العناصر البنيوية الصغيرة كاألغلفة اللفائف والحلزونات. إن البنية األساسية لجزيء ال DNA هي الشكل مضاعفة السلسلة وبذلك يتمس خ ال DNA عندما يصبح وحيد السلسلة ويعود لطبيعته عند إعادة البنية مضاعفة السلسة. يتألف جزيء ال RNA من سلسلة واحدة فقط لكنه بتطوي في بعض أج ازئه ليشك ل مناطق مضاعفة السلسلة. يتمس خ ال RNA عندما تعود تلك األج ازء إلى الشكل وحيد السلسلة. يعد إعداد محض ارت من جزيئات ال RNA صعبا نظ ار ألن أنزيمات الريبونوكلياز التي تدرك ال RNA )RNAases( هي بروتينات شديدة الثبات يمكنها أن تخضع لعملية إعادة التطوي واستعادة الفعالية حتى بعد التمسخ الكامل. يتم تجنب تدرك ال RNA باتباع عدة طرق تقوم بغزله وتهدف إلى: تثبيط أنزيمات RNases الخلوية. -1.)RNases DNA فصل ال RNA عن ال وعن البروتينات )والتي تتضمن -2 إبعاد ال RNAses بارتداء قفا ازت واستخدام قوارير وممصات... الخ الموصد أو بالفرن مثال ( لتدمير.RNASE تمت معالجتها )بالصاد -3 الجل واألعمدة )الفصل عبر الحجم(: تقوم ثم طريقة الجل واألعمدة بفصل الجزيئات بترتيب متعاكس: أي تخرج الجزيئات الصغيرة من الجل أو ال األعمدة الحقا. ويعود ذلك لكون الجل ذي طبيعة متشابكة تصع ب نسبيا من مرور الجزيئات الكبيرة في حين أن األعمدة تتضمن كريات ذات ثقوب )مسام( صغيرة تسمح بدخول الجزيئات الصغيرة وتمنع تلك الكبيرة. يمكن للجزيئات الصغيرة أن تندخل ضمن الكريات )عبر مساماتها( العمود والتي تشكل الجزء األكبر من حجم بينما ال تجد الجزيئات الكبيرة المستبعدة إال الحيز بين تلك الكريات لتتوضع فيه. يدعى هذا الحيز بالحجم الفارغ ألنه يتألف من الف ارغات بين الكريات المرتصة ضمن العمود. 43
إن قطع ال DNA الكبيرة )كالقطع الصغيرة نسبيا من الصبغيات( غير ممكنة الفصل باستخدام الرحالن الكهربائي االعتيادي للجل. وهذا عائد غالبا لبدء تلوي ال DNA داخل الجل وقلة الفروقات المالحظة في حركة الملتويات القصيرة مقابل الطويلة. تم تطوير رحالن الجل الكهربائي بالحقل التذبذبي لفصل قطع ال DNA الكبيرة حيث ي عاد توجيه مدروج التوتر )الحقل( دوري ا بحيث ال تستطيع القطع الكبيرة من DNA أن تبقى موج هة end on وحينها فقط يصبح الفصل بواسطة الحجم ممكنا. محض ارت ال :DNA يتم تحضير ال DNA إما بهدف تحليله واستخالص معلومات منه عن جين معي ن وهذا ما سيجيب عن العديد من األسئلة السريرية والبحثية أو لتصنيع العديد من النسخ منه )تنسيل ال )DNA أو استنساخه. يمكن تحضير ال DNA بشكله الطبيعي من صبغيات حقيقيات النوى ومن المادة الو ارثية الحلقية أو البالسميد في بدائيات النوى كما يمكن اصطناعه كسلسلة مطابقة لجزيء c(. DNA( mrna إن تنسيل ال DNA هو العملية التي يمكننا من خاللها مضاعفة قطع من ال DNA ضمن حامل التنسيل والذي يتضاعف ضمن الج ارثيم والخمائر. عد ة م ارت بإدخالها DNA الصبغيات طويل وخيطي يصعب تحضير DNA الصبغيات )الجينومي( دون قص )تمزيق( بعض أج ازء ال DNA ويعد هذا بالكاد مفاجئا عند األخذ بعين االعتبار أن DNA الثدييات يقارب المترين طوال )إذا كان مشدودا من كال النهايتين ومجر دا من البروتينات التي توضبه داخل النواة(. إذا يستطيع DNA المأخوذ من بضعة خاليا فقط تشكيل عقدة ال بأس بها. حتى أن ه يمكن ل DNA الصبغيات األكثر قص ار للج ارئيم )ما يقارب 1 ملم( أن يصبح في حالة فوضى بسرعة وبصورة غير قابلة للعكس. تطويل تقصير وتعديل ال DNA يمكن تطويل ال DNA بإضافة نكليوتيدات باستعمال أنزيم ال DNA نكليوتيدات منه باستعمال أنزيمات.Exonuclease بوليمي ارز كما يمكن تصغيره بإ ازلة قصه في مواقع معينة باستعمال أنزيمات االقتطاع ومن ثم إعادة ربطها معا وفضال عن ذلك يمكن بواسطة أنزيم.DNA Ligase 44
اقتطاع وإعادة وصل ال DNA أنزيمات االقتطاع والربط تقوم أنزيمات االندونوكلياز القاطعة بقطع )هضم( الدنا في مواضع محددة ما يؤدي لتشكيل قطع من ال.DNA تعديل ال DNA بواسطة األنزيمات تبنى البيولوجيا الجزيئية على أساس القدرة على قطع الدنا في أماكن محددة تأشيبها بطرق مختلفة )الدنا المؤشب(. وتقوم أنزيمات االندونكلياز القاطعة وأنزيمات بهذه الوظائف. وتشكيل شدف يمكن Ligase الر ابطة أنزيمات :Ligases يقوم أنزيم الليغاز بربط نهايتي نكليوتيدين معا مما يؤمن استم اررية اتصال العمود الفقري الفوسفات للDNA. يربط ال )تصدعات سلسلة ال DNA DNA ليغاز /3/ أنواع من النهايات وهي: نهايات كليلة نهايات لصوقة أثالم الواحدة(. إن االرتباطات اللصوقة أكثر كفاءة ألن النهايات المتوافقة تلتصق معا )تتلد ن( حتى ولو كان كان ذلك بشكل ضعيف. ومن ناحية أخرى تعد االرتباطات الكليلة باألخص مفيدة إلمكانية تأشيب أي قطعة من ال DNA دون الحاجة إلى نهايات موافقة. مضاعفة ال :DNA تفاعل البوليمي ارز التسلسلي يستخدم تفاعل البوليمي ارز التسلسلي إلنتاج نسخ )مضاعفة( شدف من ال.DNA أحدثت هذه الطريقة البسيطة لكن عالية القدرة ثورة في عالم البيولوجيا الجزيئي ة وتعد العديد من تطبيقاته دعامة أساسية في والشرعي. تمك نك هذه التقنية من توليد عدة نسخ من DNA وحيد معي ن كمورثة فيروسية الطب السريري مثال. كما يمكن استخدامه بعد إج ارء بعض التعديالت في حساب كميات ال DNA الهدف. إن طريقة إج ارئة بسيطة تتطلب إضافة المكونات التالية معا )دنا قالب قليالت النكليوتيد البادئة نكليوتيدات وسائط أنزيم البوليمي ارز( وتعريضها للح اررة )ثم تبريدها ثم تعريضها للح اررة مجددا...( كان يعتمد PCR أو ل ظهوره على أنزيم DNA بوليمي ارز جرثومي وكانت أنابيب التفاعل تنقل يدوي ا إلى مناطق ذات ح اررة مختلفة. ثم الحقا أضيفت األنزيمات الطازجة لكل دورة ح اررية ألن األنزيمات كانت تتخرب عند الوصول لدرجة ح اررة انصهار الدنا. 45
شجعت العيوب السابقة التي تشوب هذه الطريقة ال ارئعة على تركيب أنزيمات ثابتة بالح اررة وكان أولها وأكثرها استخداما هو أنزيم Taq DNA Polymerase والمشتق من كلمة Aquaticus( )Thermous وهي جرثومة تم عزلها في الينابيع الحارة كما حف زت اصطناع أدوات الدورة الح اررية التي تعمل اوتوماتيكي ا. DNA إن الكثير من أنزيمات الدنا بوليمي ارز الثابتة ح ارريا أنزيمات ال RNA بوليمي ارز وال ليغاز وغيرها الكثير من األدوات المعقدة متوافرة حالي ا. تحليل ال PCR التسارعي يعد اكتشاف وتحليل نواتج التضخيم الخطوة المحددة للسرعة في الPCR. التي تحدد وبسرعة وجود ناتج التضخيم باستعمال دو ا ارت تلتقط التألق اثناء عملية التدوير. تم ابتكار العديد من الطرق ملو نات ال DNA المحرضة للتألق: يمكن م ارقبة ت اركم نواتج التضخيم باستعمال ملونات تتألق عبر االرتباط بال DNA مضاعف السلسلة دون أن تثبط بلمرة ال DNA مثلI. SYBR Green :FRET تعد FRET مقياسا شديد الحساسية للمسافة بين جزيئين مختلفين. ثم تطبق هذه الظاهرة في قياس نواتج محددة لتفاعل ال.PCR على خالف استعمال الملونات المتألقة تسمح مسابر ال FRET النوعية بكشف قوالب ال DNA المتعددة والمتضخمة بآن واحد في نفس العينة بعملية تدعى: تضاعف اإلرسال. يستعمل بصورة واسعة جزيئا FRET معد الن لقياس "الزمن الحقيقي" المتواصل. -1-2 اصطناع ال DNA من ال RNA أنزيم ال RNA بوليمي ارز وأنزيم الناسخ العكسي بداية تم تقويض المبدأ السابق في علم الو ارثة والذي كان ينص على أن المعلومات الو ارثية تنتقل باتجاه واحد فقط من DNA إلى RNA وثم إلى بروتينات عندما اكتشفت فيروسات ذات مادة و ارثية مكونة من RNA )الفيروسات القهقرية( المتضاعفة عبر وسيط من ال DNA بحيث تنتقل فيها المعلومات من RNA إ ىل DNA )ثم تعود مجددا إلى ال.)RNA أعطي مصطلح "النسخ العكسي" كتوصيف لهذه العملية وسميت األنزيمات المسؤولة عنها بالناسخات العكسية. ال DNA المتم م يعد ال cdna "الحلقي" متم ما أو مطابقا لل RNA الرسول. ويتم اصطناعه بصورة معاكسة أو متممة لسلسلة ال.mRNA الصطناع الدنا الحلقي يتم إعداد الرنا أوال وبعدها ينسخ عكسي ا. 46
تملك جميع سالسل الرنا الرسول ذيال عديد األدنين Poly (A) tale )سلسلة من ريبونكليوتيد األدنين الذي يضاف إلى النهاية 3 من الرنا الرسول عقب عملية االنتساخ( في حين يغيب هذا الذيل في كل من الرنا الناقل والريبوزومي المشكالن لكتلة الرنا الهيولية العظمى. تستعمل قليالت d-themin )سلسلة من نكليوتيدات التيمين منقوصة األكسجين( لبدء اصطناع السلسلة األولى بواسطة الناسخ العكسي ألنها تستطيع وبصورة نوعية تلدين الذيل عديد األدنين لتتمكن بالتالي من بدء اصطناع الدنا الحلقي انتقائيا من الرنا الرسول. نسخ الدنا تنسيل ال DNA الحلقي إن النسيلة هي مجموعة من المتعضيات المتطابقة و ارثيا أي الخاليا والجزيئات مشتقة من تضاعف سلف وحيد. يمكن تنسيل الدنا بإدخاله إلى حامل التنسيل أو إلى خلية خالية من النظام الو ارثي باستعمال تفاعل البوليمي ارز التسلسلي. DNA البالسميد صغير وحلقي البالسميدات هي جزيئات حلقية صغيرة من الدنا تتضاعف بصورة مستقلة في الج ارثيم المتالكها مناطق تضاعف خاصة بها.)ori( قامت الج ارثيم منذ القدم بتبديل العديد من جيناتها المفيدة باستخدام البالسميدات ولكن استعمالها من قبل علماء البيولوجيا الجزيئية لم يبدأ حتى العقدين األخيرين فقط. يمكن عزل البالسميدات ببساطة والتالعب بها في المخابر )ضمن الزجاج( ثم إعادة إدخالها إلى الج ارثيم مجددا. صبغيات الخمائر والج ارثيم الصنعية :BACs+YAKs يمكن إدخال صبغيات الخمائر الصنعية )قطع من الدنا التي تحوي على ما يقارب 2 مليون زوج من األسس وتضم قسيما مركزي ا وقسيما طرفي ا ( إلى خميرة السكي ارء الجعوية ما يسمح بتنسيل وعزل قطع أكبر من الدنا مقارنة بالقطع التي يمكن الحصول عليها باستعمال التنسيل الجرثومي. تتوالد صبغيات الج ارثيم الصنعية كاندخالت ثابتة بما يقارب 151111 مرة في جرثومة اإليشرشيا كولي. سمح استخدام تقنيات تأشيب الدنا بتطوير استعمال البالسميدات كحوامل للتنسيل بالط ارئق اآلتية: إضافة مواقع أنزيمات االقتطاع التي تقوم بقطع دنا البالسميد في مواضع محددة )مثل عديدات الربط( للسماح بتضمين قطع الدنا المهمة. إضافة الجينات التي تسمح لتقنيات المسح واالنتقاء البسيطة بإيجاد التأشبات الناجحة. 47
إ ازلة الدنا غير األساسي لتحضير البالسميد وحذف مواقع أنزيمات االقتطاع مثل )موقع ECORI والموجود سابقا فيي الموضع 1( ما يسهل التحكم بالبالسميد. استبدال منطقة بداية التضاعف (ori( بأخرى مصابة بطفرة والتي تسمح بالضبط المريح لعدد م ارت النسخ وهذا يعني أن البالسميد سيستمر بالتضاعف حتى بعد توقف الجرثومة عن ذلك. ورغم كون هذه الطريقة غير محب ذة للجرثوم أو للبالسميد المتعايش إال أنها مفيدة جد ا لباحث البيولوجيا ألنها تمكنه من الحصول على دنا أكثر كمية وأكثر أهمية. وفي ما يلي بعض األسباب التي تجعل تنسيل الدنا الحلقي شائعا وقوي ا : يعد الدنا الحلقي أقصر من الدنا الجيني الذي يحوي على األكسونات واالنترونات ومناطق جينية غير مترجمة. يرمز لبعض البروتينات الصغيرة نسبي ا بجينات كبيرة تضم أنترونات طويلة وUTRs. يملك أنزيم Dihydrofolate reductase على سبيل المثال منطقة تشفير بروتينية تتألف مما يقارب زوج من األسس موزعة على جين يتألف من 31511 زوج أساس. - يضم الدنا الحلقي األج ازء األكثر أهمية تعد األكسونات أكثر األج ازء إثارة على التتاليات التي تعطي اللمحة األولية عن الشكل الذي سيبدو عليه البروتين. أقله في البداية الحتوائها - يمكن تركيب الدنا الحلقي من رنا ناتج عن ال RNA الرسول الذي نريده باستخدام خاليا عالية التعبير بصورة خاصة أو بمعالجة الخاليا لتحريض إنتاج ال RNA الرسول في حين أنه في حالة الدنا الجيني ال يمكن أن توجد أكثر من نسختين فقط في كل خلية جسدية. - إن نسائل الدنا الحلقي من رنا رسول مشتق من خاليا أو أنسجة معينة البروتينات التي سيتم التعبير عنها. إن هذه النسائل تشكل مكتبة الدنا الحلقي. سيحمل معلومات تشفير كان تنسيل الدنا الحلقي من أسهل الطرق التي ساعدت في التركيز على تحليل أكثر األج ازء غنى بالمعلومات عندما كان تحديد تتاليات المورثة مكلفا جد ا. تمكن الباحثون من تركيب مجموعة كبيرة من نسائل الدنا الحلقي والمسماة ب: المتتاليات الواسمة المعب رة Libraries( )EST والتي كانت قيمة في إيجاد الجينات وتحليل بنيتها وبالتالي تحديد نقاط عالمة في الجينوم. يساعد الدنا الحلقي أيضا في تنسيل الجينات وإنتاج بروتنيات مأشوبة وذلك بسبب استبعاد االنترونات ما يقلل وبشكل كبير من حجم الدنا الذي سيتم تنسيله ومن ثم التعبير عنه. يمكن باستعمال الدنا الحلقي تنسيل وتحليل األج ازء المشف رة للبروتينات من جين ما واالنتقال مباشرة إلى اصطناع هذه البروتينات كبروتينات مأشوبة وبكميات كبيرة. 48
كذلك يمكن اصطناع البروتينات المأشوبة المشفرة بالدنا الحلقي آليات تضفير تساعد على إ ازلتها. في الج ارثيم التي ال تملك اننرونات أو تعيين تتاليات الدنا: يقصد بتعيين تتاليات الدنا: تحديد ترتيب النكليوتيدات على سلسلة الدنا. إضافات مدرس المقرر 49
51
الطفرات Mutation : تعريف الطفرة Mutations يعتمد التوارث على الجينات التي تنتقل بدقة من اآلباء إلى النسل في عملية التكاثر كروموسومات الكائن وتكون هذه الجينات من DNA والتي توجد على ويتمثل محتواها الشفري في تتابعات من أزواج القواعد التي تتكرر بدقة خالل عملية التناسخ شبه المحافظ. وتشتمل إنزيمات بلمرة عملية تكرره على نشاط م ارجعة جزيئات DNA DNA لهدم Exonuclease من طرفه في االتجاه 5 إلى 3 DNA الناتجة وتصحيح األخطاء الحادثة خالل تفاعل البلمرة األولى. ميكانيكات قد نشأت لتسهيل النقل الصحيح للمعلومات الو ارثية من جيل التغي ارت في مادة الو ارثة والتي تعرف باالختالفات الو ارثية التي تساعد مما يمكنها من أي أن هناك إلى آخر ومع ذلك تحدث بعض وهذه التغي ارت المفاجئة والمتوارثة في مادة 51
الو ارثة تسمى بالطف ارت في المادة الو ارثية Mutations ومصطلح طفرة والعملية التي تحدث عن طريقها Mutation يشير إلى كل من التغي ارت الحادثة هذا التغير. والكائن الذي يبدي شكال مظهريا جديدا نتيجة لوجود الطفرة يسمى بالطافر كلمة طفرة بأنها تكون في وبذلك تعرف mutant " التغير الفجائي المستمر في التركيب الو ارثي للكائن " مثل هذه التغي ارت الو ارثية قد العدد الكرموسومي )التضاعف المنتظم euploidy تركيب الكرموسومات )الشذوذ الكرموسومي( أو في الجينات. والغير منتظم ويستعمل اآلن مصطلح طفرة للداللة على التغيي ارت الجينية أي داخل الجين نفسه. أهمية الطفرة : )aneuploidy أو في تعتبر الطفرة هي المصدر األساسي لجميع االختالفات الو ارثية وذلك ألنها : توفر المادة األساسية الالزمة لحدوث التطور أنها مصدر الحصول على األليالت متعددة للجين.. مثال.. أ- االتحادات الجديدة تقوم بإعادة ترتيب التباين الو ارثي في تباديل وتوافيق جديدة. ب- االنتخاب الطبيعي أو الصناعي يحافظ على الت اركيب األكثر تكيفا مع الظروف البيئية الموجودة. وقد شوهدت الطف ارت في جميع الكائنات مثل: البكتيريا...الخ فأينما توجد المادة الو ارثية توجد الطفرة االنسان الفئ ارن الذرة عفن الخبز والطفرة ال تنشأ بالتدرج بل تظهر فجأة والفرد الطافر تورث عوامل صفاته إلى نسله بنفس الكفاءة التي يورث بها الفرد العادي عوامل صفاته الو ارثية. يمكن تقسيم الطف ارت إلى نوعين: 1- طفرة تلقائية Spontaneous 2- طفرة مستحدثه Induced : 1 /الطفرة التلقائية Spontaneous mutation الطفرة التلقائية هي التي تظهر على شكل تغي ارت فجائية واآلخر ومعدل حدوثها ضئيل جدا. و ارثية طبيعيا وتعاود الظهور بين الحين ويت اروح بين واحد في المائه ألف إلى واحد في العشرة مليون 52
وتختلف من جيل إلى آخر للخلية. ويعتمد معدل حدوث الطفرة التلقائية على الحالة الفسيولوجية والكيموحيوية فمثال وجد أن البيورنيات Purines ومشتقاتها يزيد معدل حدوث الطفرة التلقائية بينما البيرميدنيات Pyrimidines ومشتقاتها ال تقوم كما أثبتت التجارب أن Purine ribosides يقلل من حدوث الطفرة أي أنه مثبط Antimutagen وهذه المواد من المنتجات التي توجد في الخلية نتيجة لعملية الهدم. /2 الطفرة المستحدثة :Induced mutation هي الطفرة التي تنتج صناعيا من المعاملة بالمواد المطفرة وقد كان العالم مولر الفضل في اكتشاف أثر األشعة السينيه في استحداث الطف ارت في الدروسفيال 1921 عام Muller Auerbach 1943 عام وأصبح معروفا أن األشعة وكان للعالمة اورباخ الفضل في اكتشاف أن المواد الكيمائية لها أثر فعال في زيادة الطفور. α,, من أقوى المؤث ارت أيضا على استحداث الطف ارت ومن خصائصها أنها عندما تمر من خالل المادة الو ارثية تسبب تأينا لبعض جزيئاتها وتركيبها ووجد أن معدل الطفرة يتناسب طرديا مع كمية األشعة المستخدمة وكذلك أثر فعال في زيادة الطفور. هي الطفرة التي تنتج صناعيا من المعاملة بالمواد المطفرة وقد كان العالم مولر الفضل في اكتشاف أثر األشعة السينيه في استحداث الطف ارت في الدروسفيال وتدخل في تفاعالت بنائها المواد الكيمائية لها 1921 عام Muller Auerbach 1943 عام وأصبح معروفا أن األشعة الفضل في α,, وكان للعالمة اورباخ اكتشاف أن المواد الكيمائية لها أثر فعال في زيادة الطفور. من أقوى المؤث ارت أيضا على استحداث الطف ارت ومن خصائصها أنها عندما تمر من خالل المادة الو ارثية تسبب تأينا لبعض جزيئاتها وتركيبها ووجد أن أثر فعال في زيادة الطفور. وتدخل في تفاعالت بنائها معدل الطفرة يتناسب طرديا مع كمية األشعة المستخدمة وكذلك المواد الكيمائية لها : التغي ارت الموقفية أو الجينية Gene mutation الجين عبارة عن مقطع معين من تتابع نيوكليوتيدي مميز يحتوي على األربع قواعد A, C, G, T أي تغير يحدث في الجين الواحد ينتج عنه صورة أخرى لهذا الجين يتبادل معه الوجود في األف ارد المختلفة وهذه الطريقة هي الوسيلة الوحيدة للحصول على األليالت المختلفة للجين الواحد. تعرف هذه التغي ارت من النمط الو ارثي بالتطف ارت mutation Point mutation وهي تغي ارت داخل الجين.intra-cistronic changes والتغير في الجين يعرف بالطفرة الجينية 53
وتتميز التطف ارت بالخواص التالية: ال تستطيع تغير عدد النيوكليوتيدات الو ارثية ونوعها وتسلسلها..1 2. تغي ارت غير عادية نادرة نسبيا 3. تغي ارت مستديمة على أساس تأثيرها الجزيئي في الحمض النووي * يعرف الفرد أو الخلية الناتجة من عملية التطفر بالطفرة.Mutant * تنقسم الطف ارت الجينية إلى أنواع كثيرة سواء كانت تلقائية أو مستحدثة : :Base Substitution أ -/ اإلحالل القاعدي هو يشمل الجزء القاعدي من النيوكليوتيدة. يوجد نوعان من اإلحالل القاعدي. احالل قاعدة من نوع البيورين (G A), بآخر من البيورين أو احالل البيرميدين بقاعدة أخرى من البيرميدين ويطلق عليه اسم احالل متكافئ Transitionو يوجد اربع احتماالت مختلفة لالحالل المكافئ. احالل قاعدة بيورين ببيرميدين أو العكس ويسمى احالل أو استبدال متعاكس أو غير مكافئ وتعرف هذه الظاهرة بتحور المشابهات احتماالت مختلفة 8 ويوجد منه Trasversions.Tautomerism.1.2 54
ومن أنواع اإلحالل القاعدي المسببه طف ارت: طف ارت خاطئة المدلول : Missense mutation حامض أميني محل حامض أميني آخر.. مثال : يحدث االحالل القاعدي الذي يسبب احالل.1 55
طف ارت عديمة المدلول الو ارثية إلى واحد من الشف ارت الثالثة :Nonsemse mutation Stop Codon مثل: يؤدي االحالل القاعدي إلى تغير الشفرة والتي تقوم بانهاء عملية الترجمة في بناء البروتين وتسمى وهذه الشف ارت ال تترجم إلى أحماض أمينية بل مهمتها انهاء عملية البروتين..UAG, UAA, UGA تنشأ بواسطة اإلحالل القاعدي باستبدال القاعدة G A في الموقع الثاني لشفرة الحمض تربتوفان UGG ويحولها إلى شفرة أمبير.UAG طف ارت صحيحة المدلول: ولكنها ال تؤدي إلى تغير نوع الحامض األميني degeneracy بالقاعدة تحدث نتيجة اإلحالل القاعدي ألحد القواعد النيتروجينية في الشفرة ويعود ذلك إلى ظاهرة كثرة عطاء الشفرة حيث أن للحامض األميني الواحد أكثر من شفرة تؤدي إلى استقطابه. مثال :.2.3 2/ طف ارت هيكلية )إضافة أو نقص قاعدة أوعدد من القواعد( طف ارت تغير اإلطار :Farm-shift mutation هي تشمل الطف ارت الناتجة من النقص أو اإلضافة لزوج واحد أو عدد قليل من أزواج القواعد وهذه الطف ارت تؤدي إلى تغير أطار الق ارءة داخل بعض التتابعات الشفرية للبروتين مسببه احالل كامل في عملية بناء ذلك البروتين وتسمى هذه الطفرة طفرة تحرك االطار.farm shift mut 56
التسلسل الجديد يصبح مختلف نتيجة إضافة A وكل األحماض المتكونة تكون قصيرة وتظهر صفة مظهرية جديدة نتيجة اإلضافة. نفس التأثير ينتج من نقص أو ا ازلة قاعدة أو قواعد من السلسلة. من أمثلة طفرة تحرك االطار حدوثها تلقائيا تحت تأثير بعض المركبات الكيمائية مثل Acridine dye وProplavin.. وهي تؤثر على الجزئ أثناء عملية التضاعف بعد حدوث كسر وهي تشمل فقد أو اضافة قاعدة إلى الجديلة المكسورة وقد تظهر نتيجة بعض مسببات التطفر الكيميائية مثل صبغات وهما يعمالن كعوامل متداخلة داخل سلسلة الحامض Intercalating وتعمل كالتالي: ترتبط األكردينات Acridines بالسطح الخارجي للحامض النووي مزدوج الجديلة أو يحشر نفسها بين نيوكليوتيدات متجاورة في جديلة في مزدوج ما. وقد تؤدي إضافة أكريدين واحد أو أكثر إلى زيادة طول جزئ المزدوج. وفي وقت التضاعف التالي قد يحشر نيوكليوتيد غير محدد في الجديلة في الموضع المناظر لجزئ األكريدين وبذلك يحدث تطفر تغير االطار باالضافة النيوكليوتيد ولما كانت األكردينات تستطيع تشويه المزدوج. 57
: 3/ طف ارت عدم ثبات التناظر ( االستبدال shifts) Tautomeric عدم ثبات التناظر في جزئ ال DNA من أهم أنواع الطف ارت التي توضح ميكانيكية الطفور التلقائي وذلك ناتج من أن ذ ارت الهيدروجين تستطيع أن تتحرك من وضع أو مكان معين في البيورين وهذا التغير أو التردد الكيمائي يسمى التبادل المشابه المتردد.tautomeric shift s رغم أن هذا النظام المتوتر ناد ار إال أنه هام في بناء ال DNA المحتمل الوقوع. ألنه يغير أو يبدل نظام ازدواج القواعد عامة تركيب القواعد األساسية أكثر شيوعا وثباتا قبل حدوث الطفرة. ملحوظة : النظام المتوتر لألربع قواعد األساسية في DNA والموقع يرجع إلى التبديل في ذ ارت الهيدروجين بين الموقع 3 4 للبيرميدينات األساس الجزئي للطفور(. 6 والموقع 1 والموقع أمثلة عن بعض األم ارض الناتجة عن الطف ارت: للبيورينات الذي يغير الت ازوج المنتظر للقواعد ( أنظري 58
متالزمة داون : اول من وصف المنغولية العالم اإلنكليزي األيرلندي األصل جون داون عام 1862 وأسماها بالبداية البالهة المنغولية حيث يتميز المصاب بمالمح وجهية معينة خاصة عند ازوية العين تشبه العرق 59
المنغولي وبقيت هذه النظرية سائدة حتى عام 1959 النسخة اإلضافية من الصبغي أو الكروموزوم. حيث اكتشف أن السبب و ارء هذه المتغي ارت هو هناك مجموعة من األسباب التي تؤدي لإلصابة بمتالزمة داون وهي: التثلث الصبغي 21 :حيث يتكرر الصبغي 21 ثالث م ارت بدال من مرتين ليصبح عدد الصبغيات في كل خلية 47 بدال من 46 وهذا الشكل يمثل النسبة األعلى من مجموع اإلصابات %.95 االنتقال الصبغي : حيث ينفصل الصبغي 21 ليلتصق بصبغي آخر ويشكل %4 من الحاالت. )1 )2 التنوع الفسيفسائي : حيث توجد خاليا في جسم المصاب بعضها يحتوي على اآلخر على 47 صبغي وتشكل %1 من مجموع اإلصابات. 46 صبغي والبعض )3 ويتم التشخيص في الحياة الجنينية وخاصة بعد الشهر ال اربع من خالل بزل السائل السلوي وكذلك بعد الوالدة مباشرة حيث تظهر األع ارض الجسدية والجسمية بوضوح أما المظاهر العقلية والشخصية تحتاج لفترة زمنية بعد الوالدة لتظهر. ويتجسد المرض بمجموعة كبيرة من المظاهر التي تميز المصاب عن غيره وهي 1. المظاهر الجسدية : تتجلى بمجموعة كبيرة ومنها: ميالن عرضي في شق العين مع جلد ازئد في ال ازوية الداخلية للعين تدعى الطية المنغولية صغر غير طبيعي في الذقن تسطح جسر األنف طية واحدة فقط في ارحة الكف- بروز األسنان بسبب صغر تجويف الفم وتضخم األسنان صغر ال أرس قصر الرقبة بقع بيضاء في القزحية تدعى بقع برشفليد ارتخاء في المفاصل عيوب خلقية في القلب ضعف السمع قصر القامة- كبر المسافة بين إصبع القدم الكبير والذي يليه اضط ارب الغدة الدرقية الزهايمر اللوكيميا سرطان الخصية توازن كيميائي غير مستقر لعدم توازن الهرمونات واألنزيمات والمعادن - ضعف المناعة تأخر مظاهر النضج والبلوغ عند الفتاة المصابة والفتاة تحمل وتلد وتكون نسبة 3/2 من األبناء غير مصابين و 3/1 من باقي المواليد تحدث عندهم اإلصابة. المظاهر العقلية : ارتكاس بطء في االستجابة- تأخر النطق لصعوبة توصيل األوامر للمخ تخلف عقلي حيث تختلف درجات التخلف من مريض آلخر حيث تت اروح بين )تام شديد.2 61
متوسط - معتدل( ومعدل الذكاء لدى األف ارد الذين يعانون من المنغولية الفسيفسائية يكون أعلى من غيرهم من باقي المصابين. المظاهر الشخصية : يختلف النمو المعرفي من مصاب آلخر وال يمكن التنبؤ بمدى قد ارت الطفل عند والدته وبشكل عام يعاني معظم األطفال من تأخر الكالم بما يوجب عالج لغة ونطق لتحسين القدرة على التعبير اللغوي كما يتأخر المشي فالبعض يمشي في الثانية من العمر والبعض يتأخر حتى ال اربعة وكذلك المها ارت الحركية الدقيقة تتأخر بدورها ويختلف المرضى في قدرتهم على التواصل االجتماعي وتوجد مشاكل في األذن الوسطى قد تؤدي لفقدان السمع..3 لقد أثبتت الد ارسات األخيرة أنه في 25-21 من الحاالت يكون الصبغي أو )الكروموزوم( ال ازئد آت من األب لكن هذا ال يعني أن المرض و ارثي أي ال ينتقل من جيل آلخر في العائلة ويؤثر عمر األم على فرص والدة طفل مصاب بالمرض ففي سن األم: سنة تكون الفرصة 611/1 من المواليد. 34-21 تكون الفرصة 314/1 من 39 الوالدات. -35 45 سنة وما فوق 19/1. بالنسبة للوقاية والعالج يجب فحص السائل األمينوسي في الشهر ال اربع من الحمل وعند التأكد من اإلصابة ال بد من اإلجهاض وال يوجد عالج طبيعي حتى اآلن سوى التوعية واإلرشاد لألسرة لتقديم الخدمة الالزمة لألطفال المصابين وذلك من خالل حمايتهم من األم ارض وتقديم اللقاحات الدورية واإلرضاع الطبيعي وتصحيح التشوهات وتطوير القابلية العقلية لدى الطفل. 61
62 إضافات مدرس المقرر