علوم البيولوجيا — علم الوراثة الجزيئي — الجامعي

مقدمة في علم الوراثة الجزيئي

علم الوراثة الجزيئي (Molecular Genetics) هو فرع من علم الأحياء يدرس بنية ووظيفة الجينات على المستوى الجزيئي. يهتم بآليات تضاعف DNA والتعبير الجيني والتنظيم الجيني. يدرس هذا المقياس لطلبة البيولوجيا والبيوتكنولوجيا في السنة الثانية والثالثة جامعي.

تركيب DNA

DNA (الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين) هو جزيء حلزوني مزدوج يتكون من نيوكليوتيدات. كل نيوكليوتيدة تتكون من سكر (ديوكسي ريبوز), مجموعة فوسفات, وقاعدة نيتروجينية (أدينين A, ثايمين T, جوانين G, سايتوسين C). القواعد تتزاوج وفق قاعدة التكامل: A مع T (برابطتين هيدروجينيتين) وG مع C (بثلاث روابط).

تضاعف DNA

تضاعف DNA (DNA Replication) هو عملية نسخ DNA قبل انقسام الخلية. تبدأ بفتح الحلزون المزدوج بواسطة إنزيم الهليكاز, ثم يقوم إنزيم DNA بوليميراز بإضافة نيوكليوتيدات مكملة لكل سلسلة أصلية. العملية شبه محافظة (Semiconservative): كل جزيء DNA جديد يتكون من سلسلة أصلية وسلسلة جديدة.

النسخ والترجمة

النسخ (Transcription) هو عملية تحويل DNA إلى RNA رسول (mRNA) بواسطة إنزيم RNA بوليميراز. الترجمة (Translation) هي عملية تحويل mRNA إلى سلسلة ببتيدية (بروتين) على الريبوسومات. كل ثلاثة نيوكليوتيدات (كودون) تشفر حمض أميني واحد. الشيفرة الجينية عالمية في جميع الكائنات الحية.

تنظيم التعبير الجيني

التعبير الجيني ينظم بعدة مستويات: تنظيم على مستوى النسخ (عوامل النسخ والمحفزات), تنظيم على مستوى ما بعد النسخ (تعديلات RNA), تنظيم على مستوى الترجمة, وتنظيم على مستوى ما بعد الترجمة (تعديلات البروتين). في الخلايا حقيقية النواة, تنظيم التعبير الجيني أكثر تعقيدا منه في بدائيات النواة.

التقنيات الجزيئية

من أهم التقنيات المستخدمة: تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) لتضخيم DNA, التسلسل الجيني (DNA Sequencing) لتحديد ترتيب القواعد, الرحلان الكهربائي (Electrophoresis) لفصل DNA حسب الحجم, وتقنية CRISPR-Cas9 للتحرير الجيني التي أحدثت ثورة في مجال الهندسة الوراثية.

خلاصة

علم الوراثة الجزيئي أساسي لفهم آليات الحياة على المستوى الجزيئي. تطبيقاته تمتد من التشخيص الطبي والعلاج الجيني إلى تحسين المحاصيل الزراعية والتكنولوجيا الحيوية.

للمزيد، راجع درس الكيمياء: الكيمياء العضوية ودرس الزراعة: علوم التربة.

دروس مشابهة

• الهندسة — الإلكترونيك التماثلي — المضخمات التشغيلية — السنة الأولى جامعي
• التمريض — مدخل إلى علوم التمريض وأساسيات الرعاية التمريضية — السنة الأولى جامع
• العلاقات الدولية — مدخل إلى العلاقات الدولية: المفاهيم والنظريات — السنة الأول