Docstoc

الاحماض النووية

Document Sample
الاحماض النووية Powered By Docstoc
					                                                              ‫األحماض النــــــووية‬

                                  ‫مقدمـــــــــــــــــــــــــة‬



                                                                   ‫ماهى الكيمياء :‬
‫الكيمياء فرع من فروع العلم يختص بدراسة تركيب المواد والتفاعالت التى تحدث بينها‬
        ‫وهذا العلم قد تفرع بدوره الى أفرع عديدة منها من أختص بالمواد غير العضوية‬
‫كالفلزات وغيرها ومنها من أختص بالمواد العضوية مثل السكريات وغيرها ومع تطور‬
 ‫علوم التشريح ووظائف االعضاء فتح ذ لك مجاالا واسعا ا لدراسة العمليات الحيوية التى‬
        ‫تجرى داخل الجسم فيما يسمى ( بالكيمياء الحيوية ) التي تختص بدراسة كيمياء‬
 ‫الكائنات الحية ، حيث تبحث في تركيب مادتها ، وفي معرفة النظم الحيوية التي يتكون‬
    ‫منها جسم الكائن الحي والتغيرات التي تحدث لهده النظم الدقيقة مادام الكائن على قيد‬
       ‫الحياة فتنير الطريق للتقدم في الميادين النختلفة سواء من ناحية التغذية أو النواحي‬
      ‫الصحية أو اإلستفادة من الموارد الطبيعية سواء نباتية أو حيوانية ، واألهم من ذلك‬
 ‫التدبر في خلق الكائن الحي وما وضعه فيه الخالق جل شأنه من نظام دقيق يبين عظمة‬
                                                             ‫الخالق وإعجازه في خلقه.‬



   ‫فصلت آية }53{‬




  ‫‪Nucleic Acid‬‬                                 ‫األحمـــــــــــــــــاض النووية‬


                                          ‫0‬
                                                           ‫األحماض النــــــووية‬

                                                                        ‫تمهـــيد :‬
‫أحماض النيو كليك أو األحماض النووية هي عبارة عن جزيئات جسيمة توجد في جميع‬
   ‫الخاليا الحية في صورة طليقة أو متحدة مع البروتين ، وبدأ علماء (الكيمياء الحيوية)‬
   ‫أبحاثهم على األحماض النووية منذ حوالي مائة عام مضت حين إستطاعوا فصلها من‬
‫أنوية الخاليا فاألحماض النووية توجد في كل الخاليا الحية حيث أنها ليست فقط مسؤولة‬
   ‫عن حمل وانتقال التعليمات الجينية (الصفات الوراثية) ولكنها تتحكم أيضا ا في ترجمة‬
  ‫هذه التعليمات عند تكوين البروتينات المختلفة بالخاليا وذلك بتحكمها في ترتيب وتتابع‬
   ‫األحماض األمينية لكل بروتين يتكون بكل خلية واألحماض النووية لها وزن جزيئيي‬
‫مرتفع وهي عبارة عن نيوكلتيدات (بولي نيوكلتيدات) وحداتها البنائية هي النيوكلتيدات.‬

‫وكانت الدراسات الكيميائية في بادئ األمر تجري على أحماض النيوكليك من مصدرين‬
   ‫: أحدهما الخميرة، ووجد أنها تحتوي على سكر ريبوز ولذلك سميت بأحماض الريبو‬
  ‫نيوكليك (‪ )RNA‬والثاني من الغدة التيموسية بالعجول ووجد أنها تحتوي على سكر‬
        ‫دي – أوكسي – ريبوز ، ولذلك سميت بأحماض الدي – أوكسي – ريبونيوكليك‬
‫(‪ )DNA‬مما أدى إلى اإلعتقاد لبعض الوقت بأن الحمض األول خاص بالنباتات والثاني‬
      ‫خاص بالحيوانات ، ثم اتضح أن (‪ )DNA‬موجود بالنواة وأن(‪ )RNA‬موجود في‬
‫السيتوبالزم. ونتيجة للدراسات الحديثة بطرق التحليل المحسنة أمكن العثور على كميات‬
     ‫صغيرة من (‪ )DNA‬في السبحيات والبالستيدات الخضراء كما أمكن التعرف على‬
                                              ‫(‪ )RNA‬في النواة متصالا بالنوية.‬




   ‫وعند معاملة حمض النيوكليك المستخلص من الخميرة بمحلول عياري من الصودا‬
‫الكاوية يتحلل مائيا ا إلى مركبات يطلق عليها (نيوكلتيدات) وبمعاملة هذه األخيرة بحمض‬
  ‫هيدروكلوريك تتحلل مائيا ا إلى مكوناتها الثالث الرئيسية وهي : قاعدة نيتروجينية –‬
                                             ‫وسكر خماسي – وحمض فسفوريك .‬




                                        ‫1‬
                                                                  ‫األحماض النــــــووية‬

                           ‫‪Kinds of‬‬                ‫أنواع األحمــــــاض النووية‬
                                                      ‫‪Nucleic Acid‬‬
                                  ‫يوجد نوعين من األحماض النووية كما تقدم..هما:‬

           ‫أ/ الحمض الرايبونيوكلتيدي ‪)RNA( Ribonucleic Acid‬‬
‫ب/ الحمض الديؤكسي رايبونيوكلتيدي ‪)DNA( Deoxyribonucleic Acid‬‬

 ‫ويتكون البناء األساسي لهده األحماض من سالسل بها جزيئات حمض فسفوريك وسكر‬
  ‫بالتبادل ويتصل بكل جزيء من جزيئات السكر قاعدة آزوتية إما من نوع البيورين أو‬
    ‫البيرميدين ، والسكر الموجود بجزيء الحمض الرايبونيوكلتيدي (‪ )RNA‬هو سكر‬
       ‫الرايبوز بينما في جزيء الحمض الديؤكسي رايبونيوكلتيدي (‪ )DNA‬فهو سكر‬
                                          ‫الديؤكسي رايبوز....شكل (1) ، شكل (2)‬


                              ‫شكل (1) يوضح هيكل بناء الـ) ‪) DNA‬‬




‫يوضح هيكل بناء الـ (‪)DNA‬‬                                                        ‫شكل (2)‬
                                                                              ‫أو الـ(‪)RNA‬‬




                                       ‫2‬
                                                          ‫األحماض النــــــووية‬




‫***************************************‬
                    ‫مكونات أحماض النيوكليك :‬
                       ‫يتكون حمض نيوكليك من ثالثة أنوع من المركبات كما ذكرنا:‬

                                                     ‫حمض الفسفوريك.‬
       ‫سكر خماسي الكربون وهو سكر الرايبوز أو دي – أوكسي – رايبوز.‬
        ‫وقواعد نيتروجينية تتبع البيورينات أو البيرميدينات ،،،،، شكل(3)‬

                                ‫وسوف نتناول كل منهم بشيء من التفصيل...‬


     ‫شكل(3) :‬

    ‫بناء أحماض‬
      ‫النيو‬
   ‫كليك‬


    ‫السكر‬
                                             ‫الخماسي ‪Pentose Sugar‬‬
 ‫يوجد بأحماض النيوكليك نوعان من السكر الخماسي ، أحدهما هو ‪ – D‬رايبوز ويوجد‬
‫في حمض (‪ ، )RNA‬والثاني ديؤكسي رايبوز ويوجد في حمض (‪ ، )DNA‬شكل (4)‬
  ‫وأعطيت ذرات كربون السكر الخماسي األرقام التالية 11، 12 ، 13، 14 ،1َ لتمييزها عن‬
 ‫األرقام المعطاة لذرات الكربون والنيتروجين الموجودة في البيرميدين والبيورين. ومن‬
‫الخصائص الهامة للسكر الخماسي هو قدرة المجاميع الهيدروكسيلية على تكوين إسترات‬


                                       ‫3‬
                                                                     ‫األحماض النــــــووية‬
                  ‫مع حمض الفسفوريك وخاصة تلك المجاميع الموجودة على الكربون‬
                                                       ‫الثالث والكربون الخامس.‬
                                         ‫شكل (4) يوضح سكر الرايبوز والديؤ‬
                                ‫كسي رايبوز‬




   ‫‪Pruines & Pyrimidine‬‬                                     ‫البيورينات والبيرميدينات‬
‫1/قواعد بيورينية : وتنتج من التحام حلقة إيميدازول الخماسية مع حلقة البيرميدين وأهم‬
                                                                        ‫هذه القواعد‬

                               ‫‪Adenine‬‬                     ‫‪ ‬أدينين‬
                               ‫‪Guanine‬‬                   ‫‪ ‬جوانين‬



  ‫2/ قواعد بيرميدينية : وهذه القواعد مشتقة من البيرميدين بإستبدال ذرات الهيدروجين‬
  ‫الموجودة على كربون رقم َ،4،2 بمجاميع أمينو أوهيدروكسيل أو ميثايل وأهم هذه‬
                                                                           ‫القواعد‬

                              ‫‪Cytosine‬‬                ‫‪ ‬سيتوزين‬
                               ‫‪Uracil‬‬                 ‫‪ ‬يوراسيل‬
                               ‫‪Thymine‬‬                   ‫‪ ‬ثايمين‬




                                           ‫4‬
                                                                                  ‫األحماض النــــــووية‬
                   ‫ويحتوي كالا من الحمضيين النوويين ‪ DNA‬و ‪ RNA‬على القاعدتين‬
 ‫اآلزوتيتين من البيورين وهما األدينين ‪ Adenine‬والجوانين ‪ Guanine‬ونجد أيضا ا‬
     ‫أن كالا من الحمضيين النوويين ‪ DNA‬و ‪ RNA‬يحتوي على قاعدة آزوتية من نوع‬
‫البيرميدين وهي سايتوزين ‪ Cytosine‬ولكنهما يختلفان في القاعدة اآلزوتية الثانية من‬
    ‫نوع البيرميدين فبينما يحتوي الحمض النووي ‪ RNA‬على القاعدة اآلزوتية يوراسيل‬
‫‪ Uracil‬يحتوي الحمض النووي ‪ DNA‬على القاعدة اآلزوتية ثايمين ‪ Thymine‬شكل‬
                                                                          ‫(َ )‬
                ‫شكل (5): يوضح كل من القواعد النيتروجينية (البيورينية والبيرميدينية)‬




                                                    ‫5‬
                                                           ‫األحماض النــــــووية‬




                             ‫‪Phosphate Group‬‬            ‫مجموعة الفوسفات‬
 ‫تربط مجموعة الفوسفات بين مجموعات السكر الخماسية في سالسل كل من الحمضين‬
                                                    ‫)‪ (DNA‬و )‪. )RNA‬‬


             ‫‪Nucleosides‬‬                          ‫النيوكليوزيدات‬
     ‫النيوكليوزيدات هي مركبات ناتجة من اتحاد أحد جزيئات القواعد اآلزوتية من نوع‬
  ‫البيورين أو البيرميدين مع جزيء السكر بيتا- رايبوز أو بيتا- ديؤكسي رايبوز برابطة‬
‫جليوكسيدية (بيتا) ، وفيها تتصل القاعدة اآلزوتية مع مجموعة هيدروكسيل هيمي أسيتال‬
               ‫على ذرة الكربون األولى للسكر. ومكان اتصال القاعدة اآلزوتية بالسكر‬




     ‫هو ذرة النيتروجين رقم 9 في البيورينات (األدينين والجوانين) بينما في البيرميدين‬
                        ‫فمكان االتصال مع السكر هو ذرة النيتروجين رقم 1 شكل (6).‬




                                           ‫النيو‬
                                    ‫شكل (6) : كليوزيدة‬




                                        ‫6‬
                                                                ‫األحماض النــــــووية‬




            ‫**************************‬

             ‫‪Nucleotides‬‬                               ‫النيوكليتيدات‬
       ‫النيوكليتيدات هي إسترات حمض الفوسفوريك للنيوكلوزيدات وهناك واحدمن أهم‬
               ‫النيوكليتيدات الموجودة طبيعيا ا وهو األدوينوسين أحادي الفوسفات وهذا‬
                              ‫المركب(‪)AMP‬مع إثنين من مشتقاته وهما أدينوسين ثنائي‬
   ‫الفوسفات(‪)ADP‬وأدينوسين ثالثي الفوسفات(‪)ATP‬يلعب دوراا هاما ا في حفظ الطاقة‬
                                                                             ‫وفي‬




               ‫اإلستفادة من الطاقة المنطلقة خالل عمليات التمثيل الغذائي بالخاليا واألهمية‬
  ‫الفسيولوجية لهذه المركبات تكمن في قدرتها على إعطاء وإكتساب مجموعات فوسفاتية‬
‫في التفاعالت البيوكيميائية شكل(7). وتسمى النيوكليوز يدات والنيوكليتيدات تبعا ا للقاعدة‬
              ‫النيتروجينية الموجوده بها وهناك عدة أنظمة للتسمية موضحة في الشكل (8)‬

                                                 ‫شكل(7)‬




                                           ‫7‬
                                                    ‫األحماض النــــــووية‬




          syn-Adenosine                  anti-Adenosine



                   ‫و‬               ‫للنيو‬
            ‫شكل(8) نظام التسمية كليوزيدات والني كليتيدات‬


                            Nucleoside                Nucleotide
 Base        Base
                            X=ribose or               X=ribose
Formula     (X=H)
                            deoxyribose               phosphate




                             8
                                    ‫األحماض النــــــووية‬


                                   Cytidine
           Cytosine,
                     Cytidine, A monophosphate
              C
                                     CMP


                                       Uridine
           Uracil, U   Uridine, U   monophosphate
                                        UMP


                                Thymidine
           Thymine, Thymidine,
                               monophosphate
              T         T
                                   TMP


                                 Adenosine
           Adenine, Adenosine,
                               monophosphate
              A        A
                                   AMP


                                 Guanosine
           Guanine, Guanosine,
                               monophosphate
              G        A
                                   GMP




Isolation Of Nucleic ‫فصل األحماض النووية‬
               Acid
                       9
                                                            ‫األحماض النــــــووية‬


  ‫تطحن األنسجة المراد إستخالص األحماض النووية منها على درجة حرارة منخفضة‬
 ‫(أقل من44 درجة م) وذلك بعد إضافة محلول مائي للفينول المركز وصوديوم لورايل‬
‫سلفات (أو أي مادة اخرى مناسبة لتقليل الجذب السطحي) إليها . بعد هذه المعاملة يتغير‬
‫التركيب الطبيعي للبروتينات الموجودة باألنسجة وتصبح غير ذائبة في المحلول المائي‬
         ‫وترسب بينما نجد أن األحماض النووية تظل ذائبة في المحلول المائي. وبترك‬
 ‫المطحون المتجانس الناتج ينفصل إلى طبقتين سائلتين ويمكن اإلسراع بفصل الطبقتين‬
 ‫بإجراء عملية طرد مركزي على درجة حرارة منخفضة . حيث يتم بعدها فصل الطبقة‬
   ‫العليا المائية (والمحتوية على األحماض النووية جميعها) عن الطبقة السفلى األخرى‬
                                                  ‫الغنية بالفينول والتي يستغنى عنها.‬

‫ترسب األحماض النووية من الطبقة المائية المفصولة وذلك بإضافة كحول اإليثايل اليها‬
‫بعد ذلك يفصل الراسب المتكون بواسطة الطرد المركزي . وتنقى األحماض النووية به‬
       ‫بإذابته في الماء ثم إعادة ترسيبه بالكحول كما سبق وفصله بالطرد المركزي على‬
                                                                      ‫صورة نقية.‬

    ‫ويمكن فصل كل من الحمضين النووين ‪ DNA‬و ‪ RNA‬كل على حدة بعد ذلك إما‬
 ‫بمعاملته بإنزيم ريبونيوكليز (‪ )Ribonucleasa‬وذلك لتكسير الحمض النووي‬
  ‫‪ RNA‬وتحويله إلى جزيئات صغيره ذائبة مع ترك الحمض النووي ‪ DNA‬كما هو‬
                ‫بدون التأثير عليه . أو بمعاملة الخليط بإنزيم ديؤكسي ريبونيوكليز‬
   ‫(‪ )Deoxyribonuclease‬حيث تتكسر جزيئات الحمض النووي ‪DNA‬‬
  ‫تاركا ا الحمض النووي ‪ RNA‬بدون تأثر . وبعد التخلص من أحد الحمضين النوويين‬
 ‫يضاف محلول مائي للفينول وذلك لترسيب وإزالة ماتبقى من بروتين ثم تفصل الطبقة‬
  ‫المائية المحتوية على الحمض النووي المراد الحصول عليه بالطرد المركزي . حيث‬
                       ‫بضاف لها بعد ذلك كحول اإليثايل لترسيب الحمض النووي.‬

    ‫وحيث أن الحمض النووي ‪ DNA‬على صورته الطبيعية عبارة عن لولب حلزوني‬
 ‫طويل فإن إضافة كحول اإليثايل إليه ينتج عنه ترسيب ‪ DNA‬على هيئة راسب طويل‬
                                     ‫ليفي حيث يمكن الحصول عليه من المحلول‬



‫بلفه حول محرك زجاجي حيث يوضع بعد ذلك في مذيب مناسب مثل األسيتون لتجفيفه‬
    ‫حيث يسهل إزالته جافا ا عن المحرك الزجاجي ويحفظ جافا ا في زجاجات على درجة‬
                                                       ‫حرارة – 42 درجة م.‬

                                       ‫01‬
                                                                            ‫األحماض النــــــووية‬
                   ‫وعند استخدام الطريقة السابقه للحصول على الحمض النووي‪RNA‬‬
             ‫فإننا نحصل على خليط غير متجانس من األنواع المختلفة للحمض النووي‬
   ‫الرايبونيوكلتيدي ‪ . RNA‬وهو الحمض النووي الناقل ‪ tRNA‬والحمض النووي‬
 ‫الرسول ‪ mRNA‬والحمض النووي الرايبوسومي ‪ . rRNA‬وإلجراء فصل لكل نوع‬
         ‫في هذا الخليط عن اآلخر يستخدم لذلك الفصل الكروماتوجرافي على أعمدة من‬
     ‫الكيزلجهر المغطى بطبقة من ميثايل األلبومين (‪ )MAK‬أو بالطرد المركزي على‬
  ‫محلول سكروز متدرج التركيز (‪ )Sucrose Gradient‬وبإستعمال هذه الطرق‬
 ‫يفصل الخليط الى مكونات تبعا ا لنوع النسيج الذي استخلصت منه فإذا كان من البكتيريا‬
‫‪ E.coli‬مثالا فإن الخليط سيفصل الى ثالث مكونات ، المكون األول هو (‪4S )tRNA‬‬
       ‫والثاني ‪ 16S‬والثالث )*(‪ 23S‬وذلك من الحمض النووي ‪ RNA‬والذي نتج من‬
  ‫الرايبوزومات ‪ 70S‬بالبكتيريا بعد أن انقسمت وحداتها الريبوزومية ‪ 30S‬و ‪. 50S‬‬
‫بينما في حالة فصل الحمض النووي ‪ RNA‬المفصول من أنسجة الثدييات نحصل على‬
       ‫وهذه نتجت من أنواع‬        ‫نوعين أحدهما ‪ 18 – 22S‬واآلخر ‪28 – 34S‬‬
        ‫الرايبوزومات ‪ 80S‬بعد أن انقسمت وحداتها الرايبوزومية ‪ 40S‬و ‪. 60S‬‬




                                          ‫________________________________‬
           ‫)*( ‪ S‬وحدات ‪ Svedberg‬وهي تعبر عن سرعة الترسيب ‪.Sedimentation rate‬‬




          ‫خواص األحماض النووية ‪Properties Of Nucleic‬‬
                                                ‫‪Acid‬‬
  ‫تمتص القواعد اآلزوتية من نوع البيوورين والبيرميودين الموجوودة فوي األحمواض النوويوة‬
  ‫األشعة الفوق بنفسجية بدرجة كبيرة عند موجة ذات طوول 462 نوانوميتر (‪. )260 nm‬‬
‫وتسووتخدم هووذه الخاصووية لتقوودير هووذه القواعوود اآلزوتيووة كمي وا ا لتقوودير نيوكليتيووداتها وأيض وا ا‬
                                                                ‫األحماض النووية الداخلة بتركيبها .‬

                                                  ‫11‬
                                                                           ‫األحماض النــــــووية‬
‫وعلى كل حال فان الحمض النووي ‪ DNA‬له معامل امتصاص نوعي عند طول الموجوة‬
‫462 نانومتير يقل بمقدار حوالي َ3 – 44 % عن معامل االمتصاص النووعي المتوقوع‬
‫من حاصل جمع االمتصاص لك قاعدة ( على حدة ) من القواعد الداخلة بتركيب الحمض‬
‫النووي ‪ . DNA‬وهذه النظرية تمسى بنظرية التواثير الهيبووكرومي ( ‪Hypochromic‬‬
‫) . وها االنخفاض في درجة االمتصاص النوعي لالشعة فوق البنفسوجية بالنسوبة للقواعود‬
‫االزوتية المتحدة بجزيئوات الحموض النوووي ‪ DNA‬عون نظيراتهوا القواعود الحورة نتيجوة‬
‫لتكون روابط هيدروجينية بين القواعد االزوتية المتراكبة الواحود فووق األخورى فوي كول‬
‫من السلسلتين الحلزونيتين للحمض النووي ‪ . DNA‬وهوذه الخاصوية مفيودة فوي تقريور‬
                 ‫( ‪ ) Helicity‬للحمض النووي ‪. DNA‬‬                     ‫درجة الحلزونية‬

‫وعنووود تسوووخين الحموووض النوووووي ‪ DNA‬المبلمووور بدرجوووة كبيووورة بوووبطء فوووان السلسووولتين‬
‫حلزونيتي الشكل به تبتعدان عن بعضهما وتسمى عمليوة االبتعواد هوذه بعمليوة انفصوال او‬
‫تشتيت السلسلتين ( ‪ .) Melting‬وهذا التحول من الشكل الحلزونوي ذو السلسولتين الوى‬
‫أي شكل عشوائي يحدث خالل رفع درجة الحرارة عدداا قلويالا مون الودرجات ونتيجوة لهوذا‬
‫التحول تزداد درجوة االمتصواص النووعي . وتسومى درجوة الحورارة التوي يحودث عوـندها‬
‫الوووـزيادة الـمفـاجووووـئة فووووي االمـتـصوووـاص لـاشـعووووـة فوووووق البوووـنفسجية بووووـدرجة حوووورارة‬
               ‫االنـفـصـال ( ‪ ) Melting temperature Tm‬للحمض النووي .‬

‫ولكوول نوووع موون انووواع الحمووض النووووي ‪ DNA‬درجووة ‪ Tm‬خاصووة بووه . امووا عنوود اعووادة‬
‫تبريد المحلول ببطء فانه يحدث اعادة لتكووين الشوكل الحلزونوي ذو السلسوتين موع امكانيوة‬
                               ‫حدوث تبادل بين السالسل وتسمى ههذه العملية ‪. Annealing‬‬



‫ويالحظ أن السلسلتين المكونتين للشكل الحلزوني في الحمض النووي ‪ DNA‬متوازيتوان‬
‫ولكنهمووا معكوسووتان ( ‪ ) Antiparallel‬والقواعوود االزوتيووة بهمووا مزدوجووة ( ‪Paired‬‬
‫) بنظوووام ‪ A‬موووع ‪ T‬و ‪ G‬موووع ‪ c‬وهوووذا التخصوووص فوووي االزدواج يعتمووود علوووى الوووروابط‬
‫الهيدروجينيوة بوين القواعود االزوتيوة فنجود ثالثوة روابوط هيدروجينيوة لكول زوج ‪G - C‬‬
         ‫ورابطتين هيدروجينيتين لكل زوج ‪ . A – T‬انظر شكل ( 9 ) و شكل ( 41 ) .‬
                                     ‫شكل ( 9 ) نظام الروابط الهيدروجينية‬




                                                    ‫21‬
                    ‫األحماض النــــــووية‬




‫يوضح الترتيب‬                            ‫شكل ( 11 )‬
                    ‫الذي تسير عليه القواعد النيتروجينية‬




               ‫31‬
                                                                         ‫األحماض النــــــووية‬




‫ويم‬
‫كووون تشوووتيت سلسووولتي الحموووض النوووووي ‪ DNA‬عووون بعضوووهما إذا انخفوووض رقوووم ‪pH‬‬
‫المحلووووول عوووون 4 او اذا ارتفووووع عوووون 11 . حيووووث أن األحموووواض النوويووووة عبووووارة عوووون‬
‫( ‪ ) Polyelectrolytes‬مووع وجووود شووحنة‬                                        ‫الكتروليتووات عديوودة‬
‫سالبة واحدة لكل وحدة نيوكليوتيدية ( هذه الشحنة ناتجة عن تاين الفوسفات ثنوائي االسوتر‬
‫) في نطاق ‪ pH‬من 4 الى 11 . بينما عنود ‪ pH‬اقول مون 4 نجود ان المجموعوات االمينيوة‬
‫لقواعووود االدنوووين والجووووانين والسووويتوزين تكتسوووب بروتونوووا ا موووع تحطوووم نظوووم الوووروابط‬
‫الهيدروجينية . اما عند ‪ pH‬اعلى من 11 فان بروتونات مجموعات الهيدروكسويل علوى‬
‫الجوووانين والسوويتوزين والثووايمين ( الناتجووة موون التغيوورات الكيتونيووة االينوليووة – ‪Keto‬‬
                            ‫‪ ) enol tautomers‬تنفصل مع تحطم الروابط الهيدروجينية .‬



‫أمووا بالنسووبة لتووأثير الحوورارة علووى الحمووض النووووي ‪ RNA‬نجوود أن الوضووع يختل وف الن‬
‫الحموووض النوووووي ‪ RNA‬المسوووتخلص مووون معظوووم المصوووادر يكوووون ذو سلسووولة مفوووردة (‬
‫‪ ) Single – Stranded‬مع وجود أماكن قصيرة بها طيات على نفس السلسلة مكونوة‬
‫أماكن بها ازدواجيات بالسلسلة ( ‪ ) Double – Stranded regions‬لذا فوان شوكل‬
‫المنحنوووى الخووواص بتوووأثير الحووورارة علوووى درجوووة امتصاصوووه للضووووء فووووق البنفسوووجي (‬
‫‪ ) Melting profile‬يتميووز بزيووادة قليلووة فووي االمتصوواص عنوود زيووادة الحوورارة وهووذه‬
                                                                       ‫الزيادة تكون غير حادة .‬

‫ويجدر بالذكر أن الصفات الجينية في عدد قليل من أنواع الفيروسات تحمل على الحمض‬
‫النووي ‪ RNA‬ذو السلسلتين مزدوجتين وان نظام ازدواج القواعد االزوتية بوه ‪G – C‬‬
                                                                  ‫و‪. A–U‬‬



               ‫‪Structure Of RNA‬‬                              ‫تركيب حامض الرايبو نيوكليك‬



                                                ‫41‬
                                                                 ‫األحماض النــــــووية‬
                 ‫يكون الـ (‪ )RNA‬بين َ-41% من الوزن الكلي للخلية وهناك 3 أنواع‬
                                                   ‫رئيسية من هذا الحامض النووي :‬

                         ‫‪ RNA‬الرسول (‪. ) Messenger RNA‬‬
                    ‫‪ RNA‬الرايبوسومي (‪. )Ribosomal RNA‬‬
                                 ‫‪ RNA‬الناقل (‪. )Transfer RNA‬‬

‫النيتروجينيوة.‬     ‫ولكل نوع من األنواع الثالثة وزن جزيئوي وتركيوب خواص بوه مون القواعود‬
‫ويحتوووي كوالا موون الحمضوويين النوووويين ‪ DNA‬و ‪ RNA‬علووى القاعوودتين اآلزوتيتووين موون‬
‫البيووورين وهمووا األدينووين ‪ Adenine‬والجوووانين ‪ Guanine‬ونجوود أيضووا ا أن كووالا موون‬
‫الحمضوويين النوووويين ‪ DNA‬و ‪ RNA‬يحتوووي علووى قاعوودة آزوتيووة موون نوووع البيرميوودين‬
                                    ‫وهي سايتوزين ‪ Cytosine‬ولكنهما يختلفان في القاعدة‬




‫اآلزوتية الثانية من نووع البيرميودين فبينموا يحتووي الحموض النوووي ‪ RNA‬علوى القاعودة‬
‫اآلزوتيوووة يوراسووويل ‪ Uracil‬يحتووووي الحموووض النوووووي ‪ DNA‬علوووى القاعووودة اآلزوتيوووة‬
                                                            ‫ثايمين ‪ Thymine‬شكل (11).‬




                                           ‫51‬
                                                                       ‫األحماض النــــــووية‬
                                 ‫شكل(11): يوضح الفرق بيت الحمض النووي ‪ DNA‬و ‪RNA‬‬




       ‫تركيب‬
      ‫الحمض‬
       ‫النووي‬
      ‫الدؤكسي‬
       ‫ريبوز‬
‫‪Structu‬‬
  ‫‪re Of‬‬
        ‫‪DNA‬‬


‫الحووووظ العووووالم‬
‫تشووووووووووووارجاف‬
‫‪Chargaff‬‬
  ‫أن نسوووووووووووووووووبة‬
  ‫االدنوووووين الوووووى‬
  ‫الثايمين تقارب‬
‫1 وأيضووووووووووووووا ا‬
  ‫نسوووووووووووووووووووووووووبة‬
  ‫السيتوزين إلوى‬
  ‫الجووووووووووووووووانين‬
  ‫تقارب إلى حود‬
  ‫كبير 1 في جزيء الحموض النوووي ‪ DAN‬وان هوذه النسوبة لهوا اهميوة كبيوره فوي ايجواد‬
  ‫تركيووب هووذا الحمووض . ولقوود وجوود بعوود ذلووك ان نيوكليتيوودات االدنووين والثووايمين يمكوون ان‬
  ‫تووزدوج بواسووطة رابطتووين هيوودروجينيتين بينمووا السووايتوزين والجوووانين يمكوون ان ينظمووا‬
  ‫بالنسبة لبعضهما بوضع خاص فوي جوزيء الحموض النوووي يسومح بتكووين ثالثوة روابوط‬
                                ‫هيدروجينية بينهما شكل ( 9) و شكل ( 41 ) و شكل ( 11 ) .‬

                                               ‫61‬
                                                                         ‫األحماض النــــــووية‬
                  ‫ولقووود الحوووظ العوووالم ولكنوووز ‪ Wilkins‬بوووانجلترا بسوووتخدام اشوووعة اكوووس ان‬
‫الحمووض النووووي ‪ DNA‬المسووتخلص موون مصووادر مختلفووة متماثوول الووى حوود كبيوور . وموون‬
‫خالل نتائجه ونتائج العالم تشوار جواف اقتورن ان جوزيء الحموض النوووي ‪ DAN‬يتكوون‬
‫موون اثنووين او اكثوور موون السالسوول البووولي نيوكليتيديووة منظمووة علووى شووكل حلزونووي وان‬
‫السالسل البوولي ينيوكليتيديوة الطويلوة تمسوك معوا ا خوالل روابوط هيدروجينيوة بوين القواعود‬
                                                                                        ‫االزوتية .‬
‫وفووي عووام 3َ91م وضووع العالمووان واتسووون وكريووك ‪ Watson & Crick‬تصووميما ا‬
  ‫لجزيء الحمض النووي ‪ DAN‬شكل ( 21 ) وفوي اقتورن العالموان واتسوون وكريوك انوه‬
  ‫يتكون مون سلسولتين بوولي نيوكليتيوديتين ملتفتوين حلزونيوا ا ( باتجواه اليود اليمنوى ) وتتكوون‬
  ‫السالسل من ديؤكسي – رايبوتيد فوسفات تتصل ببعضهما بواسطة ثنائي استر الفوسوفات‬
  ‫مع وجود القواعد االزوتية بشكل عامودي على المحور الوسطي لذا نحصل على تركيوب‬
  ‫خاص للسلسلتين ملتفتين حلزونيا ا حوول محوور عوام وهوذا الحلوزون ممسووك معوا ا بوروابط‬
  ‫هيدروجينيووة بووين االدينووين والثووايمين وبووين السووايتوزين والجوووانين وتتخووذ السلسوولتان‬
                                             ‫وضعا ا متعاكسا ا بالنسبة لبعضهما ، شكل (31).‬




 ‫ذو السلسلتين للحمض النووي ‪DNA‬‬                                             ‫شكل (11) : الشكل الحلزوني‬




                                                ‫71‬
                                                            ‫األحماض النــــــووية‬




‫ونتيجة الدراسات العديدة على أحماض النيوكليك باألنسجة المختلفة وفي الكائنات الحية‬
  ‫المتنوعة اتضح أن كمية ‪ DNA‬الموجودة في نويات األنسجة المختلفة بأي كائن حي‬
   ‫تكون ثابتة ولكنها تختلف من كائن آلخر ، ولم يالحظ استثناء في هذه القاعدة إال فيا‬
 ‫لخاليا الجنسية التي تكون فردية الكروموسومات وفي هذه الحالة نجد أن كمية ‪DNA‬‬
    ‫الموجودة بها تكون نصف الكمية الموجودة بالخاليا الجسمية ، وفي الخاليا المتعددة‬
        ‫الكروموسومات نجد أن كمية ‪ DNA‬تزداد تبعا ا لتضاعف العدد الكروموسومي.‬



    ‫وعن طريق التحلل المائي وإستخدام طرق الكروموتوغرافيا المختلفة أمكن فصل‬
 ‫القواعد النيتروجينية وتقدير كمية كل منهما ، كما استخدمت طرق أخرى، مثل تحليل‬
    ‫منحنى اإلنصهار وكثافة الطفو في تقدير كمية الجوانين والسيتوزين معا ا ومن هذه‬
    ‫الدراسات أمكن تقدير كمية كل من القواعد النيتروجينية في عدد كبير من أحماض‬
                        ‫الديؤكسي ريبو نيو كليك الموجودة بالكائنات الحية المختلفة.‬


                          ‫شكل(11): يوضح تشكيل جزئ الـ ‪DNA‬‬




                                       ‫81‬
                                                          ‫األحماض النــــــووية‬




                                                          ‫تتابع النيوكليتيدات:‬


‫تعتبر طرق تقدير أنواع النيوكليتيدات وكمية كل منها في حمض ‪ DNA‬أسهل بكثير من‬
‫طرق معرفة تتابع النيوكليتيدات أي ترتيبها في جزئ ‪ DNA‬ويحاول كثير من الباحثين‬
‫التوصل إلى معرفة تتابع النيوكلتيدات في أحماض النيوكليك المختلفة لما لذلك من أهمية‬
  ‫فائقة في فهم الكثير من طرق تنظيم العمليات الحيوية وما يؤدي ذلك إلى إمكان التحكم‬
       ‫فيها أو تغييرها. وقد أستخدم في ذلك محموعة من طرق التحلل المائي الحمضي‬
‫والقاعدي وكذلك التحليل المائي باستخدام أنزيمات مختلفة التخصص ، ومن أهم الطرق‬
   ‫المستخدمة في الوقت الحاضر طرق تعتمد على تحليل الجار المالصق وطرق تعتمد‬
                                      ‫على التهجين مما يوضح البناء األولي للجزئ.‬

                                      ‫91‬
                                                           ‫األحماض النــــــووية‬
                                                 ‫(طرق تحليل الجار المالصق ) :‬

  ‫وهي تستفيد بما هو معروف عن انزيمات البلمرة الخاصة بالنيوكلتيدات وعن طرق‬
‫الفصل والتحلل المائي ألحماض الديؤكسي ريبو نيوكليك وعن استخدام النظائر المشعة‬
                                                                     ‫وقياسها.‬

                                                                ‫(طرق التهجين) :‬

      ‫وتستفيد هذه الطرق بما هو معروف عن (دنترة) أحماض الديؤكسي ريبو نيوكليك‬
  ‫بالحرارة ، أي فصل الشريط المزدوج لجزئ ‪ DNA‬الى شرائط مفردة ورجوعها الى‬
 ‫طبيعتها بالتبريد البطيء. كما تستفيد بما هو معروف من تقابل القواعد النيتروجينية في‬
‫أزواج محددة حيث يتقابل األدينين مع الثايمين ، والجوانين مع السيتوزين ، شكل (14).‬




 ‫شكل(11) : يوضح‬


                                       ‫02‬
                                                                               ‫األحماض النــــــووية‬
                                                    ‫بداية مرحلة الفصل في جزئ الـ ‪ DNA‬الذي يتم في طريقة‬

                 ‫التهجين حيث يتم فصل الشريط المزدوج الى شريطين باستخدام الحرارة‬

                  ‫وارجاعها الى طبيعتها بالتبريد البطيء وبما هو معروف من تقابل القواعد‬

                                                      ‫النيتروجينية .‬




                                       ‫المــــــــــــــراجع‬


                                                  ‫تر و‬
‫‪ ‬الكيميــاء الحيويــة ) كيميــاء حيويــة كيبيــة كيميــاء حيويــة فســيولوجية) للــدكتور عبــدالرحمن‬
                             ‫أحمد الحمالوي / كلية العلوم – جامعة مانشستر – إنجلترا.‬



‫‪ ‬أساسيات الكيمياء الحيويـة العامـةت تـفلي الـدكتور أحمـد محمـد التـابعي شـحاته والـدكتورة‬
                                                        ‫زينب شحاته محسب/ دار المعارف.‬



                  ‫‪ ‬أساسيات الكيمياء الحيوية للدكتور باسل كامل داللي / جامعة الموصل.‬



 ‫‪http://www.bact.wisc.edu/MicrotextBook/BacterialStructu ‬‬
                                    ‫‪re/NucleicAcids.html‬‬


                                                     ‫12‬
                                                                ‫األحماض النــــــووية‬


     ‫‪/http://ull.chemistry.uakron.edu/genobc/Chapter_21 ‬‬



‫‪http://web.indstate.edu/thcme/mwking/nucleic-acids.html ‬‬




                            ‫الفهــــــــــــــــرس‬
     ‫المقدمة.............................................................................1‬

     ‫األحماض النووية....................................................................1‬

      ‫أنواع األحماض النووية..............................................................1‬

                                                                   ‫النيو‬
      ‫مكونات أحماض كليك.........................................................1‬

      ‫السكر الخماسي...................................................................5‬

        ‫البيورينات والبيرميدينات..........................................................5‬

      ‫مجموعة الفوسفات.................................................................7‬

                                                                                    ‫النيو‬
        ‫كليوزيدات...................................................................7‬

                                                                                    ‫النيو‬
        ‫كليتيدات....................................................................8‬

      ‫فصل األحماض النووية............................................................11‬



                                        ‫22‬
                                                       ‫األحماض النــــــووية‬

                                                                 ‫خواص األحماض‬
              ‫النووية..........................................................11‬

                                                        ‫ايبونيو‬      ‫تر‬
‫كيب حامض الر كليك...................................................11‬

                                                           ‫الديؤ‬    ‫تر‬
‫كيب حامض كسي ريبوز.................................................81‬

                                                                      ‫النيو‬
‫تتابع كليتيدات.............................................................11‬

    ‫المراج ــع..................................................................11‬




                               ‫32‬

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Tags:
Stats:
views:28
posted:4/12/2012
language:Arabic
pages:24