علوم الطبيعة والحياة — البيولوجيا الجزيئية: DNA والشفرة الوراثية والتعبير الجيني — المستوى الجامعي

مقدمة في البيولوجيا الجزيئية

البيولوجيا الجزيئية هي فرع من علوم الحياة الذي يدرس الآليات الجزيئية للعمليات الحيوية في الخلايا، مع التركيز على التفاعلات بين الأحماض النووية (DNA و RNA) والبروتينات. تهدف البيولوجيا الجزيئية إلى فهم كيفية تخزين المعلومات الوراثية والتعبير عنها وتنظيمها.

الحمض النووي DNA

DNA (الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين) هو الجزيء الذي يحمل المعلومات الوراثية في جميع الكائنات الحية. يتكون DNA من سلسلتين متضادتين في الاتجاه تلتفان حول بعضهما لتشكيل اللولب المزدوج (Double Helix). كل سلسلة مكونة من نيوكليوتيدات تحتوي على: قاعدة نيتروجينية (A، T، G، C)، سكر ريبوز منقوص الأكسجين، ومجموعة فوسفات.

قواعد الاقتران: A مع T (رابطتان هيدروجينيتان)، G مع C (ثلاث روابط هيدروجينية). هذا الاقتران التكميلي هو أساس تضاعف DNA.

الشفرة الوراثية والتعبير الجيني

الشفرة الوراثية هي نظام تحويل المعلومات من DNA إلى بروتينات. تتكون من ثلاثة توائم (كودونات) كل منها يرمز لحمض أميني معين. عملية التعبير الجيني تشمل:
النسخ (Transcription): تحويل DNA إلى mRNA في النواة.
المعالجة (Processing): تعديل mRNA بإضافة غطاء Poly-A وقطع الإنترونات.
الترجمة (Translation): تحويل mRNA إلى سلسلة عديد الببتيد (بروتين) في الريبوسوم.

تضاعف DNA

عملية تضاعف DNA تحدث في الطور S من دورة الخلية. تقوم إنزيمات الهليكاز بفك اللولب المزدوج، ثم يقوم إنزيم DNA بوليميراز بتكوين سلسلة جديدة مكملة لكل سلسلة أصلية (تضاعف شبه محافظ).

التقنيات الجزيئية الحديثة

تشمل: تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) لتضخيم DNA، الاستنساخ الجزيئي، تسلسل DNA، وتحرير الجينات بتقنية CRISPR-Cas9 التي أحدثت ثورة في الهندسة الوراثية.

للاستزادة في علوم الحياة، اقرأ درس التنمية الاقتصادية في الجزائر ودرس تصحيح مقترح لموضوع بكالوريا شعبة آداب وفلسفة.