|
مدخل الى علم البيوانفورماتيك
تتكون أجسامنا وأجسام جميع الكائنات الحية على الارض من الخلايا الحية.
وهى وحدات دقيقة جداً بحيث اننا نحتاج 1000 خلية مرصوصة بجوار بعضها لتغطى سنتيمترا واحداً . وتعتير كل خلية مثل كائن حى صغير ..ويتجمع العديد منها لتكوين الكائنات الحية . ويحتوى جسم الانسان على مئات الانواع من الخلايا ذات الأشكال المختلفة والتى تؤدى وظائف مختلفة مثل خلايا الدم الحمراء والبيضاء والخلايا العضلية والخلايا العصبية وخلايا الجلد وتوجد ملايين البلايين من الخلايا التى تكون كل جزء فى الجسم سواء كان لينا أم جامداً أم صلباً ... وهى متنوعة . هناك الخلايا الجلدية ، الخلايا العصبية ، الخلايا العضلية ، الخلايا الجنسية ( البويضة والحيوان المنوي )إلى أخر أنواع الخلايا. فبعض هذه الخلايا يتحرك فى دمك وبعضها يجعلك تفكر وتشعر والبعض الاخر ينقبض حتى تستطيع ان تتحرك . وتتلاصق الخلايا المتشابهة بعضها البعض كالبنيان المرصوص لتكون الانسجة المحتلفة .. فخلايا الجلد تتلصق بعضها ببعض لتكون الجلد ...وجميع خلايا الجسم تموت ولكن أجسامنا وباستمرار تنتج خلايا جديده على مدار الساعة لتعويض النقص ويستثنى من ذلك الخلايا العصبية .ولعلك قد تكون لاحظت أحيانا وجود قشور وتسلخات في جلدك بعد تعرضك للشمس . هذه هي خلايا ميتة ويحل محلها خلايا جديدة من طبقة الجلد السفلية . http://bio.olom.info/gen/pics.files/image002.jpg مم تتكون الخلايا ؟ مثلما تتكون المبانى من وحدة بنائية هى الطوب فكذلك الخلية تعتبر هى وحدة بناء الكائن الحى . وبينما الطوب مصنوع من الاسمنت فكذلك الخلية مكونة من مادة تسمى بروتين.يحصل جسمنا على هذه المادة ( البروتين ) من الغذاء اليومي بعد أن تهضمه المعدة ويتحلل إلى أحماض امينيه . بالاضافة الى البروتين تتكون الخلايا ً من عدة مواد مختلفة مثل الدهنيات والسكريات والاحماض النووية مثل DNA و RNA .. ووتتفاعل الجزئيات الحيوية بعضها مع ببعض لتكون أجهزة الخلايا المختلفة لتتحد بعضها مع بعض لتكون جسم الكائن الحى . http://bio.olom.info/gen/pics.files/image003.jpg |
مما تتكون الحياة على كوكبنا ..؟؟
http://bio.olom.info/gen/pics.files/image004.jpg مما تتكون الحياة على كوكبنا .. تتكون الارض من نظم بيئية مختلفة والتى هى عبارة عن مجتمعات عديدة يحدث فيها انسجام بين البيئة والكائنات الحية . المجتمعات : هى عبارة عن مجموعات مختلفة من الكائنات الحية التى تعيش معاً مكونة من عشائر مختلفة . العشائر تتكون العشائر من مجموعة من الكائنات الحية من نوع واحد . الكائن الحى وهو اساس النظم البيئية فى الحياة . حيث مجموعة الكائنات الحية تكون العشيرة ثم المجمتع وبعد ذلك ينتج النظام البيئ الاجهزة: وهى التى تكون اجسام الكائنات الحية مثل الجهاز الهيكلى او العظمى . الاعضاء : هى التى تكون اجهزة الكائنات الحية مثل الكبد والقلب والجلد أنسجة : هى التى تكون اعضاء الكائنات الحية مثل النسيج الطلائى الخلايا هى التى تكون انسجة الكائنات الحية ، وهى وحدة بناء الكائن الحى . أجهزة الحياة هى التى تسبح داخل سيتوبلازم الخلية تتكون من النواة الميتوكوندريا والريبوسومات و أجسام جولجي . الجزئيات الكبيرة الدنا والبروتين مكونة من العديد من واحدت البناء مثل النيوكليتدات والاحماض الأمنية .. والتى تتركب من الاف الجزيئات الصغيرة او البسيطة . الجزئيات الصغيرة تتكون الجزئبات البسطية مثل جزئ الماء من العديد من ذرات العناصر المختلفة مثل الاكسجين والنتروجين |
التركيب الداخلي للخلايا: التركيب الداخلي للخلايا: الخلية الحية : الخلية هي أصغر وحدة حية معروفة، وتنقسم خلايا الكائنات الحية من حيث التركيب الداخلي إلى قسمين هي : خلايا ذات النواة الأولية ( Prokaryotic cells) (شكل-2). حيث لا يوجد غشاء محيط بالمادة الوراثية .مثل البكتيريا بأنواعها خلايا ذات النواة الحقيقية (Eukaryotic cells) . ( شكل-1) . حيث يوجد غشاء محيط بالمادة الوراثية .مثل كل الأحياء متعددة الخلايا ( Multi cellular ) مثل الإنسان والنبات و بعض الأحياء وحيدة الخلية مثل فطر الخميرة . وهى توجد في بقية الكائنات الحية. والفرق الأساسي بين هذين النوعين هو : أن الخلية ذات النواة الأولية تفتقر نواتها إلى الغشاء النووي الخلية ذات النواة الحقيقية يوجد بها الغشاء النووي محيطا بالنواة. حقيقة النواة Eukaryotes (شكل رقم -1 ) http://bio.olom.info/gen/pics.files/image006.jpg خلية أولية النواة Prokaryote (شكل رقم -2 ) http://bio.olom.info/gen/pics.files/image008.jpg جدول يوضح الفروق الرئيسية بين الخلايا متميز النواة والخلايا غير متميزة النواة : http://bio.olom.info/gen/pics.files/table1.gif |
التركيب الدقيق للخلية حقيقية النواة: (Ultrastructure of Eukaryotic Cell)
وتتكون كل خلية من: 1- النواة (Nucleus) : وهي تمثل مخ الخلية وبداخل النواة توجد الصبغات أو الكروموسومات. ولكنها غير موجودة فى الخلية الآولية . 2- السيتوبلازم (Cytoplasm) : وتسبح داخل السيتوبلازم عضيات مختلفة ( Organelles ) نوجزها فى الجدول التالى : جدول يوضح عضيات الخلية ووظائفها وتواجدها فى كلا من الخلية الحقيقة والأولية النواة: http://bio.olom.info/gen/pics.files/table2.gif http://bio.olom.info/gen/pics.files/image009.jpg |
كيف تعمل الخلايا بنشاط ??!!
تحتاج الخلايا الى شيئين للقيام بوظائفهما هما : الجينات والبروتينات .. فالجينات تعطى التعليمات والوصفات الازمة لبناء البروتينات التى هى اهم مواد فى الخلية الحية . ويحدث دلك داخل نواة الخلية . الجينات : لا تستطيع الخلية العيش بدون الجينات الا لفترة قصيرة . فالخلية بحاجة دائمة الى التعليمات والأوامر التى تكون موجودة فى الجينات لتعرف الخلية ماذا تفعل وأى نوع من البروتينات يجب عليها أن تصنع .لانه أذا توقفت عملية صنع البروتين المهم والازم جداً لحياة الخلية ولو لثوان فان البروتينات فى الخلية سوف تستهلك وينتهى المخزون منها مما يؤدى الى موت الخلية . فمن الممكن تشبيه الجينات بأنها جمل مكتوبة بلغة كيمائية . ومرصوصة بعضها الى جوار بعض على شريط الدنا الوراثى ( الـــ الدى ان اى DNA ). وتحتوى كل خلية فى الجسم على الجينات المكونة من الدنا ولكنها تكون فى شكل صبغيات وراثية والتى تسمى كروموسومات التى تكون ملفوفة ومخزونة فى نواة الخلايا . وتحتوى كل خلية فى جسم الانسان حوالى 37 الف جين تقريباً نطلق عليها جمعياً اسم المحتوى الجينى او الجينوم Genome اى ان صفات الانسان تنتج عن الدنا DNA الدى يكون الجين او المورث الذى يوجد فى الخلايا على هيئة كرموسوم ..( كما هو واضح بالصورة ) وطبعاً تتشابه هده الوصفات أو الجينات الموجودة فى الناس مع بعضها البعض..مما ينتج التشابه الذى نراه فى البشر . وعلى الرغم من تشابهنا . فان الجينات فى اجسامنا تتخلف بعض الشئ من واحد لاخر .وهذا هو ما يجعل كل واحد منا يتصف بصفات خاصة به تميزه عن الاخرين . http://bio.olom.info/gen/pics.files/image011.jpg |
ومن أين تحصل الخلية على الجينات الخاصة بها ؟؟
http://bio.olom.info/gen/pics.files/image014.jpg تنشأ جميع الخلايا الجسم من خلية واحدة وهى البويضة الملقحة التى توجد فى رحم الأم وتبدأ القصة بالبويضة غير الملقحة ( Ovum) والتى تحتوى على نصف عدد الجينات التى تحتاج اليها لكى تنمو وتكبر.ويأتى النصف الأخر من الجينات من خلية الحيوان المنوى (Sperm ) من الأب . وعندما تتقابل البويضة مع الحيوان المنوى فانهما يندمجان معاً ويكونان البويضة الملقحة ( Zygote) التى طبعاً تحتوى على مجموعة كاملة وخلطة فريدة من الجينات .ثم تنمو تلك البويضة الملحقة وتنقسم بالانقسام إلى خليتين ثم إلى أربع ثم إلى ثمان حتى تتكون ما يسمى بالبلاستوسيست (Blastocyst) . وبعد ذلك تبدأ مرحلة التخليق أوتخصص الخلايا (Differentiation) فمثلاً بعض الخلايا تصبح متخصصة في نقل الأوكسجين وثاني أكسيد الكربون وهذه الخلايا تعرف بكرات الدم الحمراء وبعض الخلايا تبطن الأوعية الدموية وبعض الخلايا تكوّن العظام وبعضها تستعمل للإحساس كالخلايا العصبية وتستمر عملية الإنقسام حتى يتكون الجنين الكامل بخلاياه المتخصصة المختلفة. ( جدير بالذكر انه لا يبقى في الجسم سوى أعداد قليلة جداً من الخلايا الغير متخصصة وتسمى هذه الخلايا ب أمهات الخلايا أو الخلايا المولدة (Stem cells ) ووظيفتها هي تعويض الجسم بخلايا جديدة حيث انه هناك 1011 × 4 خلايا دم تموت يومياً داخل الجسم ويتم تعويضها. أي أن جسم الكائن الحي يحتوي على خلايا مخلقة وأخرى غير مخلقة( وهى التى تستخدم فى العلاج الجينى و استنساخ الاعضاء ) . |
ولكى تنتقل المعلومات الوارثية من خلية إلى أخرى عند انقسام الخلية يحدث الاتى فى الخلية :
فقبل الانقسام يتم تضاعف كمية الحمض النووي دي إن أي DNA ،إلى ضعفين.ويحدث هذا التضاعف عن طريق كسر الرابط الذي يربط الشريطين الملتصقين .ثم يقوم كل شريط بصنع شريط جديد مكمل له أي إن كل شريط ينشئ شريط أخر ليرتبط به.وفي هذه المرحلة نجد أن الخلية تحتوي على 4 أشرطة من دي إن أي ،كل شريطين ملتصقين مع بعضهما البعض. وهذا الوضع غير طبيعي لذلك تبداء الخلية في الانقسام فيذهب كل زوج من الأشرطة إلى طرف الخلية ثم يحدث قص للخلية من الوسط فينتج عن هذا خليتين متشابهتين وفي ك واحدة نسخة من الـ دي إن إي مطابقة تمامًا لما هو موجود في الخلية الأم وبنفس ترتيب القواعد النيتروجينية، ولو تمعنا جيدا لوجدنا أن كل شريطين عبارة عن شريط قديم من الخلية الأم، وشريط مماثل له تم نسخه أثناء عملية الانقسام. http://bio.olom.info/gen/pics.files/image015.jpg وماذا عن الكائنات وحيدة الخلايا ..!! ومع ان البكتريا تتكون من خلية واحدة الا انها كائن حى مثلنا .. فهى تأكل وتتكاثر وتصنع البروتينات . كما أن هناك تشابهاً كبيراً بين وظائف الاساسية التى تقوم بها البكتريا وتلك التى تقوم بها خلايا الجسم . ولكن الفرق يكمن فى أن خلية البكتريا تقوم بهذه الوظائف من أجل صالحه وحدها . أما خلايا الجسم فهى تتعاون بعضها مع بعض لتؤدى وظائفها من أجل صالح وسلامة الكائن الحى كله . |
الأحماض النووية الاحماض النووية : من المركبات الأساسية التي تدخل في تكوين الكائن الحي حيث هى التى تكون الجينات. سميت بالأحماض النووية لوجودها بكثرة في النواة. توجد في نواة الخلية ذات النواة الحقيقية (Eukaryotic cell). أو في سيتوبلازم الخلية ذات النواة الأولية (Prokaryotic cell) لانها لا يوجد بها نواة اصلاً . والاحماض النووية عبارة عن نوعان هما : 1- الدنا ( الـــ الدى ان اى DNA ).. 2وهو ينقسم الى ثلاثة انواع .. اولا : الدنا ( الـــ الدى ان اى DNA ).. الدنا مجموعة خيوط رفيعة الى درجة لايصدفها عقل !!! وتوجد فى كل خلية بجسم الانسان .وهو الذى يكون الجينات التى تكون مرصوصة بعضها الى جوار البعض بطول هده الخيوط التى تحتوى على معلومات ووصفات معينة لصنع البروتينات التى تبنيها الخلية من أجل أن تعيش وتؤدى وظائفها . اخذ اسم شريط الدنا (الدى ان اى DNA ) من الاحرف الاولى لــــ : الحمض النووي المؤكسد باللغة الانجليزية (دى اوكسى ريبو نيويليك اسيد DeoxyriboNucleic Acid ) . و الاحماض النووية ( Nucleic Acid) مركبة من سلسلة متتابعة من النيوكليدات(Nucleotides ) . حيث تعتبر النيوكلتيدات هى الوحدة البنائية للاحماض النووية . http://bio.olom.info/gen/pics.files/image018.jpg وتتكون النيوكلتيدات من ثلاثة أنوع من المركبات: 1- فوسفات( Phosphate ) 2- سكر( Sugar) خماسي الكربون وهو سكر الرايبوز أو دي – أوكسي – رايبوز. 3- قاعدة نيتروجينية (Nitrogenous base ).تتبع البيورينات أو البيرميدينات.. http://bio.olom.info/gen/pics.files/image017.gif الحمض النووي دي إن إي له تركيبة واحدة في الإنسان وفي كل الكائنات الحية. ويتكون شريط الدنا من سلسلتين متقابلتين تتلفان بعضهما جوار بعض على شكل سلم حلزونى . وتتكون درجات هذا السلم من وحدات من السكر والفوسفات بالاضافة الى أربعة مركبات كيميائية عبارة عن مجموعة من القواعد النيتروجينية تسمى بالنيوكليوتيدات nucleotides وهي: الأدنين أ (A) و الثيمين ث (T) و السيتوزين س © و الجوانين ج (G). والتى تكون بمثاية الحروف الأربعة التى تكتب بها اللغة الوارثية على الدنا فالجين ما هو الا قطعةمن الدنا تحتوى على الاف من ترتيبات مختلفة من النيوكلتيدات على كرموسوم واحد وهو يحتوى على جميع المعلومات الوارثية التى تحدد صفات الخلية والكائن الحى . http://bio.olom.info/gen/pics.files/image021.jpg وتتكون كل درجة من سلم الدنا من اثنتين من النيوكلتيدات المترابطة بعضها ببعض فى صداقة أبدية عن طريق القواعد النتروجنية . فنجد أن أ (A) خضراء اللون ترتبط دائما مع الصفراء اللون ث (T) و ث (T) ترتبط مع أ (A) دون غيرها وكذلك ترتبط س © الزرقاء اللون مع ج (G) الحمراء اللون دائما دون غيرها ..ولم يحدث أبداً ان ارتبطت واحدة فى غير مكانها . http://bio.olom.info/gen/pics.files/image023.jpg وهذا الارتباط بين قاعدتين يعرف بزوج من القواعد (Base Pairs). يحدد حجم الجينوم البشري بعدد أزواج القواعد الموجودة في الخلية .ويعتقد أن خلايا الإنسان تحتوي على حوالي 3 بلايين زوج من القواعدbp . ويقاس شريط الدنا بوحدة (زوج القواعد Base Pairs) . اى عدد ازواج القواعد النتروجنية فى شريط الدنا وعلى سبيل المثال الشريط الدى تراه فى الصورة امامك مكون من 22 زوج من القواعد (bp 22 ) .. هل تحاول عدهم ..!! http://bio.olom.info/gen/pics.files/image024.jpg فهذه النيوكليوتيدات تصطف جنبا الى جنب لتكون سلك طويل و مترابط و ذلك عن طريق رابطة فوسفاتية تربط السكر الذي قبلها بالسطر الذي بعدها (و بالتحديد تربط الكربون رقم 5 في السكر الاول بالكربون رقم 3 في السكر الذي يليها).و هكذا ييستمر هذا الخيط الطويل من النيوكليوتيدات. اما القواعد النتروجينية فهى ترتبط مع بعض عن طريق الروابط الهيدروجنية الضعيفة بواسطة ذارت الهيدروجين . http://bio.olom.info/gen/pics.files/image027.gif و الدنا هو عبارة عن خيطين من من تلك النيوكليوتيدات متلاصقين و مجدولين كما تجدل ضفيرة الشعر و ذلك بشكل محكم و دقيق و يحافظ على ذلك النظام الروابط التي بين هذه المركبات خاصة الروابط الفسفورية و الروابط التي بين االقواعد النيتروجينية.و لذلك فانه يطلق على الدنا سلسلة الدي ان اي(DNA CHAIN ) كما هو شائع بين المختصين. وهذا ايضاً يعنى اذا شققنا السلم طولياً من المنتصف بحيث تنفصل كل سلسلة من النيوكليوتيدات عن الأخرى ثم نظرنا الى الى احدى السلسلتين وترتيب النيوكليوتيدات فاننا نستطيع ان نعرف ترتيب النيوكليوتيدات الأخرى على السلسلة الأخرى حتى ولم نراها...!! http://bio.olom.info/gen/pics.files/image029.jpg وبهدا نحصل على سلمين من الدنا يحتوى كل منهما على نفس الترتيب من النيوكليوتيدات وتحصل هده العملية أثناء أنقسام الخلية حيث يتم نسخ الدنا DNA الى أثنين حتى تحصل كل خلية جديدةعلى نسخى طبق الأصل من النسخة التى تحصل عليها الخلية الاخرى وهناك نسخ مفردة تخرج الى خارج الخلية فيها معلومات لتكوين البروتينات وهو ما يسمى بالرنا RNA الدى سنتوجه اليه بالحديث الان . http://bio.olom.info/gen/pics.files/image031.gif ملحوظة : تسلسل القواعد على شريط الدنا يشار اليه من الطرف خمسة 5 الى الطرف ثلاثة 3 دائما . http://bio.olom.info/gen/pics.files/image032.gif ويتم تسمية الشريط العلوى بواطوسون Watson والسفلى بكريك Crick تخليداً لدكرى العالمين . http://bio.olom.info/gen/pics.files/image034.jpg |
ثانياً : الرنا ( الـــ الدر ان اى RNA ).. وهو ينقسم الى ثلاثة انواع .. 1- RNAm الرنا الرسول (Messenger RNA ) . 2- RNAr الرنا الرايبوسومي (Ribosomal RNA) . 3- RNAt الرنا الناقل (Transfer RNA) . اخذ اسم الرنا (الدر ان اي RNA ) من الاحرف الاولى الحمض النووي باللغة الانجليزية(ريبو نيويليك اسيد RiboNucleic Acid ) . وهى مثل الدنا DNA مركبة من سلسلة متتابعة من النيوكليدات(Nucleotides ).وكل نيوكليديت يتركب من ثلاث قطع:فوسفات( Phosphate) و سكر( Sugar) و قاعدة نيتروجينية (Nitrogenous base ). http://bio.olom.info/gen/pics.files/image017.gif الا انها تختلف عن الدنا فى ثلاثة فروق : 1- الرنا (الدر ان اي RNA ) خيط واحد مفرد والدنا عبارة عن شريط ثنائى مزدوج . شريط الدنا DNA المزدوج : http://bio.olom.info/gen/pics.files/image024.jpg شريط الرنا RNA المـــفرد : - A-T G C A-T-C-G-A-T-C-G-C-G-C-T-A-T-G-C-A - 2- هو ان الدنا DNA تفتقر فيه ذرة الكربون رقم 2 إلى أوكسجين.. ولذلك يسمى بمنزوع الأكسجين Deoxy-ribose حيث أن مقطع ديوكسي تعني نزع الأكسجين ، بينما الرنا (الدر ان اي RNA ) كاملة وتسمى سكر الريبوز ribose. http://bio.olom.info/gen/pics.files/image036.gif 3- القواعد النيتروجينية : فى شريط الرنا يتم استبدال قاعدة الثايمين (T ) باليوراسيل( U). فبدلاً ان يكون الارتباط بين الأدينين (A) والثايمين (T ) فى الدنا يكون فى شريط الرنا الارتباط بين الأدينين (A) واليوراسيل ( U) . جدول يوضح أهم الفروق بين DNA و RNA: http://bio.olom.info/gen/pics.files/table4.gif شكل يوضح الفرق بين الحمض النووي DNA و RNA http://bio.olom.info/gen/pics.files/image038.jpg |
يعطيك العافية عل المجهود الطيب ............ ومتابعين ..........استمر |
| الساعة الآن 12:51 AM بتوقيت عمان |
Powered by vBulletin® Copyright ©2000 - 2024, Jelsoft Enterprises Ltd. Designed & TranZ By
Almuhajir
[ Crystal ® MmS & SmS - 3.6 By L I V R Z ]