كتاب الأحياء - الصف الثاني عشر - الفصل الدراسي الأول: صفحة 3-1

‫األحياء ‪ -‬الصف الثاني عشر ‪ -‬الفصل الدراسي األول‪ :‬كتاب الطالب‬ ‫‪ ٣-١‬الشيفرة الجينية‬ ‫مصطلحات عل...

‫األحياء ‪ -‬الصف الثاني عشر ‪ -‬الفصل الدراسي األول‪ :‬كتاب الطالب‬ ‫‪ ٣-١‬الشيفرة الجينية‬ ‫مصطلحات علمية‬ ‫أدرك العلماء بعد معرفة تركيب ‪ DNA‬أن تتابع القواعد على شريطي ‪ DNA‬يجب أن يمثل‬ ‫شيفرة لتتابع األحماض األمينية في عديدات ببتيد البروتين‪.‬‬ ‫الجين ‪ :Gene‬تتابع‬ ‫محدد من نيوكليوتيدات‬ ‫والمنطق الـذي أدى إلـى إدراك العلماء لـهذه الحقيقة هو أن اإلنزيمـات تتحـكم بأنشطة‬ ‫‪ DNA‬الذي يشفّر لعديد‬ ‫الخلية‪ ،‬واإلنزيمات أغلبها بروتينات‪.‬ولكل نوع من البروتينات تتابع فريد من األحماض‬ ‫ببتيد أو بروتين مع ّين‪.‬‬ ‫األمينية يـحدد تركيبـه وبالتالي وظيفته‪.‬لـذا فإن التحكم بتتابع األحـماض األمينية في‬ ‫بروتينات الخلية يعني التحكم باإلنزيمات التي سيتم تكوينها‪ ،‬وبالتالي التحكم بأنشطة الخلية‪.‬يمثل تتابع القواعد‬ ‫في ‪ DNA‬الخلية ‪ -‬الشيفرة لجميع البروتينات في تلك الخلية وفي الكائن الحي؛ وتس ّمى شيفرة عديد الببتيد الواحد‬ ‫جين ‪.Gene‬‬ ‫نوعا شائ ًعا من األحماض األمينية في البروتينات‪ ،‬ولكن توجد فقط أربع قواعد مختلفة في ‪ DNA‬لتشفيرها‪.‬‬ ‫يوجد ‪ً 20‬‬ ‫ال يمكن أن تشفر كل قاعدة لحمض أميني واحد فقط‪.‬وحتى لو ُشفّرت قاعدتان لحمض أميني واحد‪ ،‬فسيكون هناك‬ ‫احتمال لوجود ‪ 16‬شيفرة ممكنة‪.CC ،CT ،CG ،CA ،TC ،TT ،TG ،TA ،GC ،GT ،GG ،GA ،AC ،AT ،AG ،AA :‬وال يزال‬ ‫ً‬ ‫حمضا أمين ًيا‪.‬‬ ‫هذا العدد غير كاف لتشفير ‪20‬‬ ‫إذا كانت الشيفرة لكل حمض أميني ثالثية القواعد‪ ،‬فسيكون هناك ‪ 64‬مجموعة ممكنة ثالثية القواعد‪.‬ال شك أن‬ ‫ً‬ ‫حمضا أمين ًيا فقط‪ ،‬ألنه في الواقع تشفر معظم األحماض األمينية بأكثر من‬ ‫هذا العدد يبدو كبي ًرا ج ًدا لتشفير ‪20‬‬ ‫شيفرة واحدة‪.‬وقد ت ّم تدريج ًيا الكشف عن طبيعة الشيفرة‪ ،‬وبحلول عام ‪ 1964‬م تم تكوين جدول لشيفرات األحماض‬ ‫األمينية مثل الجدول الوارد في الملحق ‪ ،2‬وأصبح من الممكن البحث عن أي شيفرة فيه‪.‬‬ ‫سؤال‬ ‫‪ ٦‬ف ِّكر في صيغة عامة‪ ،‬واكتبها للتنبؤ بعدد األحماض األمينية التي يمكن تشفيرها بأربع قواعد‪.‬‬ ‫خصائص الشيفرة اجلينية‬ ‫تتصف الشيفرة الجينية لـ ‪ DNA‬بالخصائص اآلتية‪:‬‬ ‫ الشيفرة ثالثية ‪.Triplet code‬ويعني أن ثالث قواعد تك ّون شيفرة الحمض األميني الواحد‪.‬على سبيل المثال‪TAC ،‬‬ ‫شيفرة ‪ DNA‬للحمض األميني مثيونين (يختصر إلى «‪ »Met‬في جدول ‪ DNA‬في الملحق ‪.)2‬‬ ‫الشيفرة عالمية‪.‬وهذا يعني أن كل شيفرة ثالثية تشفر للحمض األميني نفسه في جميع الكائنات الحية‪.‬‬ ‫‬ ‫هناك ثالث من ثالثيات ‪ DNA‬تعمل بمثابة «عالمات الوقف ‪ »Full stops‬في نهاية الجملة (انظر الملحق ‪.)2‬فأثناء بناء‬ ‫‬ ‫البروتين تحدد شيفرات اإليقاف هذه نهاية الجين‪.‬في حين تعمل بعض الثالثيات عمل «إشارات البدء ‪،»Start signals‬‬ ‫التي تحدد بداية الترجمة (‪ ٤-1‬بناء البروتين)‪.‬كمثال على ذلك‪ ،‬شيفرة ‪ DNA‬التي تشفر للمثيونين هي ‪.TAC‬‬ ‫توصف الشيفرة بأنها مكررة‪.‬وهذا يعني أن بعض األحماض األمينية تشفر بأكثر من ثالثية واحدة‪.‬على سبيل‬ ‫‬ ‫المثال‪ ،‬يب ّين جدول ‪ DNA‬في الملحق ‪ 2‬أن ‪ ،ACG ،ACA‬تشفر الحمض األميني سيستين‪ ،‬أي أن الحرف الثالث يمكن‬ ‫أن يكون ‪ A‬أو ‪G‬؛ الحظ أن ‪ A‬و ‪G‬؛ كالهما بيورينات‪ ،‬لذا فإن الشيفرة هي ‪ AC‬بيورين ‪.ACpurine‬‬ ‫سؤال‬ ‫‪ 7‬ماذا تعني حقيقة أن الشيفرة الجينية عالمية؟‬ ‫‪28‬‬