علوم الطبيعة والحياة — الوراثة الجزيئية: تضاعف DNA والطفرة — الثانية ثانوي (شعب علمية) — بكالوريا — المنهاج الجزائري

علوم الطبيعة والحياة — الوراثة الجزيئية: تضاعف DNA والطفرة

المحتوى العلمي

تضاعف DNA هو عملية حيوية حساسة يتم فيها نسخ جزيء DNA بالكامل قبل انقسام الخلية. تتم العملية وفق نموذج شبه محافظ حيث يحتفظ كل جزيء DNA جديد بأحد السلسلتين الأصليتين. الإنزيم الرئيسي المسؤول هو DNA بوليميراز الذي يضيف النيوكليوتيدات باتجاه 5 إلى 3 على سلسلة القالب. تبدأ عملية التضاعف من نقاط بدء محددة وتتقدم في كلا الاتجاهين مكونة شوكة التضاعف. تحتاج العملية إلى إنزيمات مساعدة مثل الهليكاز (لفك الالتواء) والطوبوإيزوميراز (لتخفيف التوتر) والبرايماز (لوضع بادئات RNA). الطفرات هي تغيرات في تسلسل DNA يمكن أن تكون نقطية (استبدال قاعدة بأخرى) أو إدراج أو حذف لقاعدة واحدة أو أكثر. قد تؤدي الطفرات إلى تغيير في تسلسل الأحماض الأمينية للبروتين المنتج مما قد يسبب أمراضا وراثية مثل فقر الدم المنجلي والتليف الكيسي.

أمثلة تطبيقية

مثال: سلسلة DNA قالبها: AATGCCGTTA. السلسلة الجديدة المكملة بعد التضاعف: TTACGGCAAT. طفرة نقطية غيرت كودون GAG إلى GUG حيث GAG يرمز للحمض الجلوتامي و GUG يرمز للفالين – هذا التغيير البسيط هو سبب مرض فقر الدم المنجلي حيث يتغير شكل هيموغلوبين الدم.

تمارين

التمرين الأول: اشرح لماذا يسمى تضاعف DNA شبه محافظ.
التمرين الثاني: سلسلة DNA قالبها: AATGCCGTTA. اكتب سلسلة DNA الجديدة بعد التضاعف.
التمرين الثالث: طفرة نقطية غيرت كودون GAG إلى GUG. اشرح تأثيرها إذا علمت أن GAG يرمز للحمض الجلوتامي و GUG يرمز للفالين.