web
analytics
الأحد , أغسطس 25 2019

للتواصل معنا [email protected]

الترجمة

تخرج المعلومات الوراثية محمولة على ال  ARNm بعد حدوث عملية الإستنساخ إلى الهيولى أين تتحول من لغة نووية إلى لغة بروتينية

الإشكالية :

فكيف يتم ترجمة الشفرة الوراثية إلى بروتين؟

........
الفرضيات:

كل 3 قواعد أزوتية تعبر عن حمض أميني واحد

I الشفرة الوراثية :

تتكون الشفرة الوراثية ال (ARNm) الممثلة في تتابع القواعد الأزوتية (اللغة النووية) من 4 أحرف (A.U.G.C) وتتكون اللغة الثانية (اللغة البروتينية) من 20 حمض أميني

1 الإشكالية الأولى : ما هو عدد النكليوتيدات التي تشفر لحمض أميني؟

عدد الإحتمالات:

الإحتمال الأول: كلمات نووية مكونة من قاعدة أزوتية واحدة

الإحتمال الثاني : كلمات نووية مكونة من قاعدتين أزوتيتين

الإحتمال الثالث : كلمات نووية مكونة من 3 قواعد أزوتية

التعليمة 1:

ما هو عدد الكلمات المتشكلة في كل إحتمال؟

الإجابة:

الإحتمال الأول:  كل قاعدة أزوتية تعبر عن حمض أميني واحد 4 1 = 4

مثال: القاعدة الأزوتية A تعبر عن الحمض الأميني اللوسين

القاعدة الأزوتية U تعبر عن الحمض الأميني فالين

القاعدة الأزوتية G  تعبر عن الحمض الأميني ارجنين

القاعدة الأزوتية C تعبر عن الحمض الأميني غلوتاميك

تم في هذه الحالة التعبير عن 4 أحماض أمينية فقط وبقيت 16 حمض أميني لم يتم التعبير عنها لذلك هذا الإحتمال مرفوض لانه خاطئ

الإحتمال الثاني: كل قاعدتين أزوتيتين تعبر عن حمض أميني واحد أي 4 2 = 16

مثال: الثنائية UA تعبر عن الحمض الأميني إزو لوسين

الثنائية CG تعبر عن الحمض الاميني مثيونين ………… إلخ

تم في هذه الحالة التعبير عن 16 حمض أميني فقط أما 4 أحماض أمينية المتبقية فلم يتم التعبير عنها لذلك هذا الإحتمال مرفوض لأنه خاطئ

الإحتمال الثالث : كل 3 قواعد أزوتية تعبر عن حمض أميني واحد أي 4 3 = 64

مثال: الثلاثية UUU تعبر عن الحمض الأميني فنيل ألانين

الثلاثية AAG تعبر عن الحمض الأميني ليزين ………. إلخ

تم التعبير في هذا المثال عن 20 حمض أميني و أكثر لذلك فهو الإحتمال الصحيح

النتيجة :

إن وحدة الشفرة الوراثية عبارة عن ثلاثية من القواعد الأزوتية تدعى الرامزة

الشفرة = الرامزة = 3 قواعد أزوتية = تعبر عن حمض أميني واحد

II جدول الشفرة الوراثية :

توضح الوثيقة التالية جدول الشفرة الوراثية والأحماض الأمينية الموافقة لها

التعليمة 1:

علل الفرق في عدد الكلمات بين اللغة النووية واللغة البروتينية 

الإجابة :

يعود الفرق في عدد الكلمات بين اللغة النووية واللغة البروتينية(20 حمض أميني يقابلها 64 رامزة) إلى :

– عدة رامزات تشفر لحمض أميني واحد

– بعض الرامزات لا تشفر لأي حمض أميني

التعليمة 2:

هل يمكن أن بكون للكلمة الواحدة من اللغة البروتينية عدة مرادفات من اللغة النووية؟

تعرف على مختلف المرادفات من الجدول

الإجابة :

يمكن لعدة رامزات أن تعبر عن حمض أميني واحد

مثال : الحمض الأميني فنيل ألانين يعبر عنه برامزتين

الأحماض الأمينية : برولين ، ألانين ، فالين ، يعبر عنه بأربع رامزات

الحمض الأميني إزولوسين يعبر عنه بثلاث رامزات

الحمض الأميني لوسين يعبر عنه بستة رامزات

التعليمة 3:

هل لكل الكلمات في اللغة النووية معنى في اللغة البروتينية ؟ علل إجابتك

الإجابة:

ليس لكل الكلمات معنى في اللغة البروتينية لأن هناك ثلاث رامزات لا تشفر لأي حمض أميني فدورها التحكم في إيقاف تركيب البروتين لذلك تدعى رامزات التوقف وهي

UGA . UAG .UAA

ملاحظة:

أ ول رامزة يتم ترجمتها  هي  AUG  لذلك تدعى رامزة الإنطلاق

1 الإشكالية الثانية: كيف تم فك رموز الشفرة الوراثية ؟
أ تجربة Nirenberg :

تم إضافة 20 نوع من الأحماض الأمينية إلى وسط يحتوي على المكونات السيتوبلازمية الضرورية لتركيب البروتين وخالي من المعلومات الوراثية أضيف لهذا الوسط ARNmإصتناعي مكون فقط من متعدد اليوراسيل (متعددU )

كما هو موضح في الشكل:

التعليمة 1:

إشرح كيف تم فك رموز الشفرة الوراثية إعتمادا على النتائج الموضحة في الوثيقة

الإجابة :

يتم ذلك بإستغلال ARNm الإصتناعي المشكل من تتابع معروف مكرر للقواعد الأزوتية في وجود شروط تركيب البروتين والتي تسمح بالحصول على سلسلة ببتيدية لنوع واحد من الأحماض الأمينية وأثناء مطابقة ARNm مع الببتيد المتشكل يمكن التعرف على الحمض الأميني الموافق لرامزة معينة من جدول الشفرة الوراثية

الإستنتاج:

تتابع 3 قواعد أزوتية يوافق حمض أميني واحد في السلسلة الببتيدية

UUU  يوافق الفنيل ألانين

 AAA يوافق اليزين

  CCC يوافق البرولين

 GGG يوافق الغلايسين

التعليمة 2:

شكل بإستعمال قطعة ARNm من إقتراحك متعدد ببتيد مكون من 10 أحماض أمينية مستعينا بجدول الشفرة الوراثية

الإجابة:

AUG  UUU  CCU  CAU  GCG  GUG  GAU  GGU  AGC  UGC

Met – phe –  pro –  His  –  ALa – Val –  Asp  – GLy –  Ser –  Cys  – COOH –

III 3- تحليل مقارن لتتابع نكليوتيدات وتتابع أحماض أمينية بإستعمال برنامج Anagéne :

تم تحويل تتابع نكليوتيدات على مستوى الـ ADN إلى تتابع نكليوتيدات على مستوى ARNm ثم إلى تتابع أحماض أمينية على مستوى سلسلة ببتيدية النتائج موضحة في الوثيقة 3

كما تحتوي الوثيقة 4 نتائج مقارنة تتابع نكليوتيدات في مورثتين للسلسلة بيتا للهيموغلوبين إحداهما طافرة

تم الحصول على الوثيقتين بإستعمال برنامج  Anagéne

التعليمة1:

هل تتوافق نتائج الوثيقة 3مع ما توصلت إليه سابقا حول طريقة تحويل المعلومات الوراثية في عمليتي الإستنساخ والترجمة ؟ علل إجابتك

الإجابة 1:

نعم تتوافق نتائج الوثيقة 3 مع ما توصلنا إليه سابقا حول طريقة تحويل المعلومات الوراثية في عمليتي الإستنساخ والترجمة

التعليل: تشابه سلسلة الـ ARNm مع السلسلة غير المستنسخة يشفر الحمض الأميني الأول برامزة الإنطلاق AUG التي توافق الحمض الأميني Met

التعليمة 2:

بماذا تفيد مقارنة تتابع النيكليوتيدات لمورثات مختلفة والموضحة في الوثيقة 4 ؟

الإجابة:

يمكن برنامج Anagéne من الحصول على مواقع الإختلاف في تتابع القواعد بين المورثات كما يكشف عن مواقع الطفرات

مثال: بإستعمال برنامج أنجان تم إجراء مقارنة لعدد من قطع الـ ADN أو قطع من الـ ARN أو لسلاسل ببتيدية تظهر نتائج المقارنة أماكن ونسب التشابه والإختلاف في التتابع

كما يمكن إجراء المقارنة بين بروتينات لها نفس الوظيفة لكنها من كائنات مختلفة توضح الوثيقة 5 نتائج مقارنة جزء من سلسلة الـ ADN  لأربع مورثات خاصة بالسلاسل الببتيدية لبروتين الهيموغلوبين في المراحل الجنينية وبعد الولادة ، مناطق التشابه بين السلاسل الأربعة موضحة بإشارة (*) بينما الإشارة (-) تظهر التشابه بين السلسلة الأصلية

التعليمة 1:

بإستغلال الوثيقة 5 أحسب النسب المئوية للتشابه بين أجزاء كل من المورثات

 

( Alpha, Delta , Gamma )  مع جزء المورثة  Beta ماذا تستنتج ؟

الإجابة :

1 – حساب النسبة المئوية للتشابه بين α و β:

عدد القواعد الأزوتية الكلية : 51

عدد القواعد الأزوتية المختلفة : 14

عدد القواعد الأزوتية المتشابهة : 37

2- حساب النسبة المئوية للتشابه بين α و β :

عدد القواعد الأزوتية الكلية : 51

عدد القواعد الأزوتية المختلفة : 18

عدد القواعد الأزوتية المتشابهة : 33

3-  حساب النسبة المئوية للتشابه بين α و β :

عدد القواعد الأزوتية الكلية : 51

عدد القواعد الأزوتية المختلفة : 5

عدد القواعد الأزوتية المتشابهة : 46

الإستنتاج :

هناك ثلاث رامزات توقف UAA ، UGA  ،UAG ، وبالتالي هناك 61 رامزة معبرة . 

المصدر

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.