ملخص أحياء كامل مع أسئلة تدريبية وحلول أسئلة الكتاب صف ثاني عشر متقدم فصل أول

ملخص أحياء كامل مع أسئلة تدريبية وحلول أسئلة الكتاب صف ثاني عشر متقدم فصل أول

[ استنساخ الجينات ]

• لماذا تمزج الخلايا البكتيرية مع بلازميد الحمض النووي معاد التركيب ؟
• لإنتاج كميات كبيرة من بلازميد الحمض النووي معاد التركيب وتمتصه من خلال عملية التحويل .
• التحويل عملية تحول الخلايا البكتيرية باستخدام نبض كهربائي او حرارة حيث تؤدي نبضة كهربائية قصيرة او ارتفاع في الحرارة الى حدوث فتحات مؤقتة في الغشاء البلازمي للبكتريا ومن ثم نستطيع ادخال البلازميد معاد التركيب .
• تصنع البكتريا نسخا من الحمض النووي معاد التركيب كلما تضاعفت وبالتالي نحصل على عدة نسخ من DNA المدخل.
• الاستنساخ : هي عملية صنع البكتريا لعدة نسخ من DNA المدخل فيها عبر عملية التضاعف .
• يحتوي البلازميد على جين مقاومة المضاد الحيوي الامبسلين AMP (علل ) : يستخدمه العلماء للتمييز بين الخلايا التي امتصت البلازميد معاد التركيب والتي لم تمتصه حيث عند تعريض البكتريا للمضاد الحيوي
  الامبسلين تموت اللي لم تمتص البلازميد وتبقى الخلايا اللي امتصت البلازميد لوجود جين مقاومة المضاد الحيوي .

[ ترتيب تسلسل DNA ]

ما هي أهمية معرفة تسلسل DNA للكائنات الحية او جزء DNA مستنسخ :

1. يزود العلماء بمعلومات قيمة لإجراء مزيد من الدراسات
2. تحديد وظيفة جين ومقارنة الجينات بتسلسلات مماثلة لكائنات أخرى
3. تحديد الطفرات او الأخطاء في تسلسل DNA .

[ الخطوات ]

1. قطع جزيئات DNA المستخدمة في ترتيب تسلسل التفاعلات الى أجزاء اصغر باستخدام انزيم القطع
2. يخلط العلماء DNA غير معروف مع انزيم بلمرة DNA ( انزيم يضاعف DNA في الخلايا )
   والنيوكليوتيدات الأربعة ( A,T,,G,c )
3. يتم تلوين كل نيوكليوتيد بلون مختلف من صبغة فلورسنت في الشريط المصنع حديثا.
4. كلما دمج نیوکلیوتید معدل ملون بالفلورسنت توقف التفاعل ونجم عن ذلك اشرطة حمض نووي بأطوال
   مختلفة .
5. تنفصل أجزاء DNA الملونة عن طريق الرحلان الكهربائي الهلامي
6. تحليل المادة الهلامية في جهاز تلقائي الترتيب تسلسل DNA باكتشاف لون كل نیوکلیوتید مميز .
7. يحدد تسلسل DNA الأصلي من خلال ترتيب الأجزاء المميزة

[ تفاعل البلمرة المتسلسل ]

يستخدم لإنتاج ملايين النسخ من منطقة محددة في جزء الحمض النووي وهو شديد الحساسية وقادر على اكتشاف جزئ واحد للحمض النووي DNA في عينة ما.

علل : التفاعل المتسلسل مفيد جدا ؟
لأنه يمكن بعد ذلك نسخ هذا الجزيء الواحد من DNA او تضخيمه عدة مرات لاستخدامه في تحليل DNA

[ الخطوات ]

1. وضع (DNA مراد نسخه وانزيم البلمرة والنيوكليوتيدات الأربعة والبادئتين في أنبوب )
2. يسخن الأنبوب وتفصل الحرارة شريطي DNA ويبرد الأنبوب فترتبط البادئات ويستخدم جهاز الي يسمى مبدل درجات الحرارة التدوير الأنبوب الذي يحتوي كل المكونات التي تدخل في التفاعل
   وتكون درجات الحرارة مرتفعة ومنخفضة
3. ترتبط البادئات بشريط واحد DNA ويدمج انزيم بلمرة DNA النيوكليوتيدات الصحيحة بين
   البادئتين . تكرر عملية التسخين والتبريد ودمج النيوكليوتيدات من 40-20 مرة مما يؤدي إلى انتج ملايين النسخ من الجزء الأصلي.
   علل :يعزل انزيم بلمرة DNA من بكتريا حرارية تعيش في درجات حرارية عالية مثل الينابيع الساخنة في حديقة يلوستون ؟
   لان فصل الشرطة DNA يتطلب حرارة ولهذا يجي ان يكون الانزيم قادرا على تحمل درجات الحرارة العالية جدا

يعتبر التفاعل المتسلسل من احد اقوى الطرق التي تستخدم في :

1.  في المختبرات
2. يستخدم في الطب الشرعي لتحديد هوية المشتبه بهم والضحايا في التحقيقات الجنائية
3. يستعين به الأطباء للكشف

[ التقنيات الحيوية ]

الكائنات الحية المعدلة وراثيا :
الكائنات الحية التي ادخل فيها جين من كائن حي آخر .

وتشمل : 

1. الحيوانات المعدلة وراثيا
2. النباتات المعدلة وراثيا
3. البكتريا المعدلة وراثيا

الحيوانات المعدلة وراثيا :

• لأغراض البحث البيولوجي في المختبرات
  مثل : الفئران وذبابات الفواكه ودودة الربداء الرشيقة وتسمى سي اليجانس في مختبرات البحث لدراسة الأمراض وتطوير وسائل معالجتها .
• تحسين إمدادات الغذاء وصحة الانسان
  مثل : – الماشية المعدلة وراثيا – الماعز المعدل وراثيا لإفراز مضاد الثرومبين الثالث والذي يستخدم لمنع تخثر الدم اثناء الجراحة .
  – انتاج ديوك رومية معدلة وراثيا تقاوم الامراض
  – مصدر للأعضاء في عمليات زراعة الأعضاء في المستقبل .

[ النباتات المعدلة وراثيا ]

1. نباتات اكثر مقاومة للآفات الحشرية او الفيروسية مثل فول الصويا والذرة والكانولا المقاومة للمبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب والقطن المعدل وراثيا والذي يقاوم غزو الحشرات اللوز القطن و نباتات فول سوداني وفول صويا لا تسبب ردود فعل تحسسية .
2. زراعة محاصيل لأغراض تجارية ويجري اختبارها ميدانيا مثل البطاطا السكرية المقاومة الاحر أنواع
   الفيروسات ونبات الأرز الذي يحوي نسب مرتفعة من الحديد والفيتامينات والتي تقلل سوء التغذية في اسيا
3. المحاصيل المحتملة : ثمار الموز التي تنتج لقاحات لعلاج امراض معدية مثل التهاب الكبد الفيروسي ونباتات تنتج مواد بلاستيكية قابلة للتحلل الحيوي

[ البكتريا المعدلة وراثيا ]

1. تصنع الانسولين
2. هرمونات النمو
3. مواد تذيب تخثرات الدم
4. تبطئ البكتريا تكون بلورات الثلج على المحاصيل لحمايتها من التلف الناتج عن الصقيع
5. تنظيف الانسكابات النفطية بفعالية اكبر وتحليل النفايات

[ الجينوم البشري ]

هو المعلومات الوراثية الكاملة في خلية ما وهو مشروع دولي انجز في العام 2003 .

• الهدف منه تحديد تسلسل 3 مليار من النيوكليوتيدات التي تكون DNA البشري وتحديد كل الجينات البشرية . تحليل البيانات لا يزال مستمرا لعدة عقود .
• من اجل اكمال المهمة الكبيرة قام الباحثون بدراسة جينومات كائنات حية أخرى مثل : ذبابة الفاكهة والفار
  والاشريكية القولونية (بكتريا توجد في أمعاء الانسان )
• لماذا درس العلماء جینومات لكائنات أخرى ؟
  من اجل تطوير التكنلوجيا اللازمة للتعامل مع كميات كبيرة من البيانات التي قدمها الجينوم البشري وتساعد أيضا في تفسير وظيفة الجينات البشرية المكتشفة حديثا .

[ ترتيب تسلسل الجينوم ]

يتألف DNA البشري من 46 كروموسوم ولتحديد تسلسل واحد مستمر للجينوم البشري قام العلماء بالتالي

1.  قطعت كل الكروموسومات البشرية البالغ عددها 46 بالعديد من انزيمات القطع لماذا ؟
   لإنتاج أجزاء ذات تسلسلات متشابكة.
2. جمعت هذه الأجزاء بواسطة متجهات لأنشاء حمض نووي معاد التركيب واستنسخت نسخ كثيرة منها
3. رتبت النسخ تسلسليا باستخدام أجهزة الية لترتيب التسلسل .
4. استخدمت أجهزة كمبيوتر في تحليل المناطق المتشابكة بهدف تكوين تسلسل واحد متواصل

[ ملاحظات العلماء على الجينوم البشري ]

1. لاحظوا ان اقل من %2 من الجينوم البشري مسؤولة عن تشفير جميع البروتينات الموجودة في الجسم
2. الجينوم ملئ بامتدادات طويلة من تسلسلات متكررة ليس لها وظيفة مباشرة وتسمى (التسلسلات غير المشفرة )

[ البصمة الوراثية ]

• تكون الامتدادات الطويلة لمناطق DNA غير المشفرة فريدة من نوعها لكل فرد
• المناطق المشفرة للبروتين تكون متطابقة تقريبا بين الافراد
• تقطع انزيمات القطع المناطق الفريدة من نوعها لكل فرد
• البصمة الوراثية فصل أجزاء DNA باستخدام الرحلان الكهربي الهلامي لملاحظة أنماط الأشرطة الخاصة بكل شخص
• يستخدم العلماء في الطب الشرعي البصمة الوراثية :
  1. لتحديد هوية المشتبه بهم
  2. الضحايا في القضايا الجنائية
  3. اثبات النسب
  4. التعرف على الجنود الذين قتلوا في الحرب

مثال :
عينة مأخوذة من الشعر يستخدمها علماء الطب الشرعي لاكتشاف البصمة الوراثية .

1. يستخدم التفاعل المتسلسل لأنزيم البلمرة في نسخ الكمية الصغيرة من DNA لأنشاء عينة كبيرة
2.  يقطع DNA المضخم بأنزيمات القطع
3. . تفصل الأجزاء بواسطة الرحلان الكهربائي الهلامي
4. تقارن مع أجزاء DNA معروفة المصدر من الضحايا او المشتبه بهم