أ. مرام عمر الأسطل

1. أ. مرام عمر الأسطل من الجين الى البروتين أ. إسماعيل محمد الجمل

2. أهداف الدرس بعد انتهائك من دراسة هذا الدرس ستكون قادراً على أن: • توضح العلاقة بين الشيفرة الوراثية و الكودونات و الـأحماض الأمينية. • تتبع مراحل عملية بناء البروتين ( النسخ و الترجمة).

3. العلاقة بين الشيفرة الوراثية و الكودونات و الـأحماض الأمينية

4. من الجين إلى البروتين الشيفرة الوراثية :تسلسل النيوكليوتيدات في DNA ( الجينات) و التي تعطي الصفات المختلفة للكائنات الحية.

5. من الجين إلى البروتين الفرضيات التي تفسر العلاقة بين الجينات و البروتينات: وضع العالمين بيدل و تاتوم بالاستناد الى التجارب التي أجروها على فطر نيوروسبورا أول فرضية تفسر العلاقة بين الجينات و البروتينات: و هي: جين واحد – أنزيم واحد.

6. من الجين إلى البروتين الفرضيات التي تفسر العلاقة بين الجينات و البروتينات: نتيجة لاستمرار الأبحاث توصل العلماء الى فرضية :جين واحد مسؤول عن سلسلة عديد ببتيد واحدة. أخيرا أثبتت الاكتشافات الحديثة أن جين واحد يمكن أن يتحكم في إنتاج عدة بروتينات.

7. تحويل المعلومات الوراثية الى لغة تستخدم في بناء البروتين

8. متطلبات عملية بناء البروتين أولا: الحموض النووية DNA و RNA: تتألف الحموض النووية من وحدات بنائية تسمى النيوكليوتيدات. و النيوكليوتيد عبارة عن:سكر خماسي الكربون – مجموعة فوسفات – قاعدة نيتروجينية.

9. متطلبات عملية بناء البروتين أولا: الحموض النووية DNA و RNA: تركيب النيوكليوتيد:

10. متطلبات عملية بناء البروتين أولا: الحموض النووية DNA و RNA: 1. الحمض النووي الرايبوزي منقوص الأوكسجين DNA : يتشكل جزيء DNA من سلسلتين مُلتفتين بشكل لولبي ، حيث تتكوّن كلُ سلسلة من ترتيب دقيق من النيوكليوتيدات

11. متطلبات عملية بناء البروتين أولا: الحموض النووية DNA و RNA: 1.الحمض النووي الرايبوزي منقوص الأوكسجين :DNA ترتبط القواعد النيتروجينية لكلا السلسلتين معا بواسطة روابط هيدروجينية،و تكون سلسلتي DNA متعاكستين في الاتجاه.

12. متطلبات عملية بناء البروتين أولا: الحموض النووية DNA و RNA: 1.الحمض النووي الرايبوزي منقوص الأوكسجين :DNA القواعد النيتروجينية في DNA هي: الأدنين A- الثايمينT السايتوسين C – الجوانين G

13. الحمض النووي الرايبوزي منقوص الأوكسجين DNA

14. متطلبات عملية بناء البروتين أولا: الحموض النووية DNA و RNA: 2. الحمض النووي الرايبوزي RNA:عبارة عن سلسلة مفردة. القواعد النيتروجينية في RNAهي: الأدنين A- اليوراسيلU السايتوسين C – الجوانين G

15. متطلبات عملية بناء البروتين أنواع الحمض النووي الرايبوزي RNA: الحمض النووي الرايبوزيالرسولmRNA:يتم نسخه من إحدى سلسلتي DNA ويحمل المعلومات الخاصة ببناء البروتين الذي تحتاجه الخلية ينتقل mRNA من النواة إلى السيتوسول.

16. متطلبات عملية بناء البروتين أنواع الحمض النووي الرايبوزي RNA: الحمض النووي الرايبوزيالرسولmRNA توصل العالم جورج غامو عام 1954 رياضيا الى أن أقل عدد من النيوكليوتيدات يلزم لتشفير حمض أميني واحد هو ثلاثة، و تسمى كل ثلاثية على من النيوكليوتيدات على mRNA كودون.

18. الكودونات و الأحماض الأمينية

19. الكودونات و الأحماض الأمينية يوجد 64 كودون مختلف: منها 3 كودونات للإيقاف لا تشفر لحمض أميني و إنما تحدد نهاية عملية الترجمة و هذه الكودونات هي: UAA - UAG - UGA . كودون البدء هوAUGالذي يشفر للحمض الأميني ميثيونين.

20. الكودونات و الأحماض الأمينية يمكن أن يُشفر الحمض الأميني بأكثر من كودون، لكن الكودون الواحد لا يشفر إلا لحمض أميني واحد فقط. مثال على حمض أميني يشفر بأكثر من كودون: سيرين:UCU- UCC- UCA- UCG .

21. متطلبات عملية بناء البروتين أنواع الحمض النووي الرايبوزي RNA: الحمض النووي الرايبوزي الناقل tRNA:يقوم بنقل الحموض الأمينية من السيتوسول إلى الرايبوسوم،ليتم ربطها في سلسلة عديد الببتيد.

22. متطلبات عملية بناء البروتين أنواع الحمض النووي الرايبوزي RNA: ويتكون tRNA من شريط مفرد يلتف على نفسه، ليكون 4 حلقات حيث تحتوي الحلقة الثانية على ثلاثة نيوكليوتيدات تمثل كودوناً مضاداً يكون متمماً لأحدالكودونات على جزيء mRNA.

23. الحمض النووي الرايبوزي الناقلtRNA

24. متطلبات عملية بناء البروتين أنواع الحمض النووي الرايبوزي RNA: الحمض النووي الرايبوزي الرايبوسوميrRNA يدخل في بناء الرايبوسوم، ويمثل الناحية الوظيفية فيه، ويعمل على ربط الحموض الأمينية المتجاورة بروابط ببتيدية أثناء عملية الترجمة، ويُبنىrRNA على شكل كروي.

25. متطلبات عملية بناء البروتين ثانيا: الرايبوسومات ثالثا: الأحماض الأمينية. رابعا: أنزيمات مختلفة خاصة بالعملية.

26. مثال: يمثل الشكل المجاور ثلاث سلاسل لحموض نووية مختلفة تسهم في بناء البروتين أ. ماذا تسمى السلاسل أ, ب, ج؟ ب. أكمل الشيفرات الناقصة. الحل: السلسلة أ هي DNA السلسلة ب هي mRNA السلسلة ج هي tRNA

27. مثال: يمثل الشكل المجاور ثلاث سلاسل لحموض نووية مختلفة تسهم في بناء البروتين ب. أكمل الشيفرات الناقصة.

28. الرسم الآتي يمثل جزئ من شريط DNA أكمل الشيفرات الناقصة. أ ,ب , ج. أ- ATG ب- GCT ج-GCT ب-أكتب تسلسل النيوكليوتيدات على سلسة mRNAالتي تم نسخها من سلسلة رقم (1) UAC GCU CGA

29. مراحل عملية بناء البروتين ( النسخ و الترجمة)

30. بناء البروتين تتمثل عملية بناء البروتين في تحويل تسلسل معين من النيوكليوتيدات على جزيء DNA إلى لغة يمكن قراءتها بوساطة الرايبوسوم؛ ليتم بذلك بناء سلسلة عديد الببتيد، وتمر هذه العملية بمرحلتين أساسيتين هما: النسخ الترجمة

31. بناء البروتين

32. بناء البروتين أولا:عملية نسخ mRNA : يتم نسخmRNAمن إحدى سلاسلDNA (السلسلة 5`3`تشكل قالباً لعملية النسخ)التي تمثل سلسلة مفردة تحمل المعلومات الخاصة ببناء البروتين الذي تحتاجه الخلية.

33. بناء البروتين أولا:عملية نسخ mRNA : ينتقل mRNA من النواة إلى السيتوسول حيث يشكل قالبالصنع البروتين بواسطة الرايبوسوم.

34. بناء البروتين أولا:عملية نسخ mRNA : تبدأ العملية بنسخ جزء مُحدد من سلسلة DNA القالب بواسطة أنزيم بلمرةRNAإذ تعملرموز الشيفرة في DNAكقالب، حيث ينسخ منها سلسلة RNAالرسول((mRNAبشكل متمم.

35. بناء البروتين أولا:عملية نسخ mRNA : يحل نيوكليوتيد اليوراسيل (U)محل الثايمين (T)الذي يتممه نيوكليوتيد الأدنين(A)، ونيوكليوتيد السايتوسين يتممه نيوكليوتيد الغوانين (G).

36. بناء البروتين أولا:عملية نسخ mRNA : تتكون عملية نسخ mRNA من ثلاث مراحل هي: البدء، والاستطالة، والإنهاء.

37. بناء البروتين مراحل عملية نسخ mRNA : 1.البدء: ترتبط عوامل النسخ و أنزيم بلمرة RNAعلى بداية الجين المراد نسخه من سلسلة DNA (5`3`) و بالتحديد على تتابع معين من النيوكليوتيدات تسمى المحفز.

38. مراحل عملية النسخ

39. بناء البروتين مراحل عملية نسخ mRNA : 1.البدء: ويتم فتح سلسلتي DNA الملتفتين في هذا الموقع و يبدأ أنزيم بلمرة RNA بعملية النسخ.

40. بناء البروتين مراحل عملية نسخ mRNA : 2. الاستطالة: يعمل أنزيم بلمرة RNAعلى إضافة نيوكليوتيدات، بحيث تكون متممة لتلك الموجودة على سلسلة DNA، التي تعمل كقالب، حيث تبدأ سلسلة mRNA في التكون.

41. بناء البروتين مراحل عملية نسخ mRNA : 2. الاستطالة: وبمجرد مرور الأنزيم تعود سلسلتا DNAللالتفاف مرةأخرى ويستمر إضافة النيوكليوتيدات المتممة، ويحدث إستطالة لجزيء mRNA.

42. بناء البروتين مراحل عملية نسخ mRNA : 3.الإنهاء: يصل أنزيم بلمرة RNAإلى تتابع من النيوكليوتيدات يسمى منطقة الإنهاءحيث ينفصل الأنزيم عن سلسلة DNA.

43. بناء البروتين مراحل عملية نسخ mRNA : 3. الإنهاء: وتطلق سلسلة mRNAالجديدة التي تم تصنيعها. وتعودسلسلتا DNA للالتفاف حول بعضهما ثانية.

44. بناء البروتين مراحل عملية نسخ mRNA : وتسمى السلسلة الناتجة mRNA الأولي، حيث تمر هذه السلسلة بمرحلة معالجةليَنتج من خلالها mRNA الناضج الوظيفي.

45. عملية معالجة mRNA الأولي:

46. بناء البروتين عملية معالجة mRNAالأولي: تتمعملية المعالجة في النواة بثلاث مراحل أساسية هي: 1.إضافة القبعة: يتم إضافة نيوكليوتيد الغوانين(G) في نهاية السلسلة 5`ليرتبط مع النيوكليوتيد الأول في شريطmRNA برابطة ثلاثية الفوسفات بما يسمى بالقبعة.

47. بناء البروتين عملية معالجة mRNAالأولي: وللقبعةدور مهم في ثبات وحماية mRNAمن التحلل في السيتوبلازم، ولها دور في عملية الترجمة، حيث تشكل إشارة لارتباط mRNA بالرايبوسوم.

48. بناء البروتين عملية معالجة mRNAالأولي: 2.إضافة ذيل أدنين: تهدف هذه العملية إلى مساعدة mRNA في خروجه من الغلاف النووي إلى السيتوسول، والحفاظ على ثباته، وعدم تحطمه في السيتوبلازم، وتتم من خلال إضافة ذيل من وحدات متكررة (50 - 250 وحدة) من نيوكليوتيد الأدنين Poly A tail.

49. بناء البروتين عملية معالجة mRNAالأولي: 3. إزالة الانترونات :يتكون mRNAالأولي من إنترونات و إكسونات،وتمثل الإكسونات الأجزاء الفاعلة التي يتم ترجمتها إلى حموض أمينية،

50. بناء البروتين عملية معالجة mRNAالأولي: 3. بينما تمثل الإ نترونات أجزاء غير فاعلة في بناء البروتين. حيث يتم في هذه المرحلة إزالة الإ نترونات، وربط الإكسونات معاً وتكوين mRNA الناضج.