أثناء عملية تضاعف الحمض النووي في النواة. النسخ المتماثل (التكرار، ازدواج الحمض النووي). هيكل ووظائف الأحماض النووية ATP

اختر العبارات الصحيحة: 1. تشكل البروتينات معظم مواد الخلية 2. عند تكسير نفس الكمية من الدهون والكربوهيدرات

يتم إطلاق كمية متساوية من الطاقة

3. الببتيد هو الرابطة بين كربون مجموعة الكربوكسيل ونيتروجين المجموعة الأمينية في جزيء البروتين

4. الوظيفة الرئيسية للريبوسومات هي المشاركة في التخليق الحيوي للبروتين

5.تعتمد عملية الاختيار على الانتقاء الطبيعي

6. لا توجد كروموسومات في الخلية غير المنقسمة

7. لا يمكن أن يزيد عدد الميتوكوندريا والبلاستيدات إلا بتقسيم هذه العضيات

8. توجد الفجوات في الخلايا النباتية فقط

9.وفقًا لمبدأ التكامل، فإن A-U وG-C متكاملان

10. لا يمكن أن يتم التخمر الكحولي إلا في غياب الأكسجين

11. يشكل الاستيعاب والتنافر عملية استقلاب الطاقة في الجسم

12. يحدث الانقسام الاختزالي في الخصية البشرية في المنطقة التناسلية

13. يحتوي المشيج دائمًا على جين واحد فقط

14. معيار رد الفعل موروث

15. لا يمكن للبيئة الخارجية أن تغير طبيعة تكوين السمة

يساعد! هناك الكثير من الأسئلة، ليس لدي الوقت لفعل أي شيء... أجب على الأقل عما تعرفه

81. لا يمكن أن يحدث تبادل الطاقة بدون البلاستيك، لأن تبادل البلاستيك يوفر الطاقة
82. ما هي أوجه التشابه بين جزيئات DNA و RNA؟
83. في أي مرحلة من التطور الجنيني لا يتجاوز حجم الجنين متعدد الخلايا حجم الزيجوت
84. اشرح سبب ظهور ذرية أكثر تنوعًا أثناء التكاثر الجنسي مقارنةً بالتكاثر الخضري.
85 كيف تختلف الزيجوت المتغايرة عن الزيجوت المتماثلة
86. تحديد التسلسل الذي تحدث فيه عملية تكرار الحمض النووي.
87. تحديد تسلسل تبعية الفئات النظامية في الحيوانات بدءًا من الأصغر.
88. تحديد تسلسل عمل القوى الدافعة للتطور في مجموعة النباتات، بدءاً بعملية الطفرة
89. تسمى الكائنات الحية التي تحتاج إلى الأكسجين في بيئتها للحياة الطبيعية
90. ما هي أنواع الوقود - الغاز الطبيعي والفحم والطاقة النووية التي تساهم في خلق ظاهرة الاحتباس الحراري
91. اشرح لماذا ينتج التكاثر الجنسي ذرية أكثر تنوعًا من التكاثر الخضري.
92. كيف يتم تمييز التنوع البيولوجي؟
93 اشرح سبب تصنيف الأشخاص من أعراق مختلفة على أنهم نفس النوع. اشرح اجابتك.
94. لماذا تعتبر الخلية وحدة وظيفية للكائنات الحية؟
95. من المعروف أن جميع أنواع الحمض النووي الريبي (RNA) يتم تصنيعها على قالب الحمض النووي (DNA). جزء جزيء الحمض النووي الذي يتم تصنيع منطقة الحلقة المركزية من الحمض الريبي النووي النقال به تسلسل النوكليوتيدات التالي: ATAGCTGAACGGACT تحديد تسلسل النيوكليوتيدات لقطعة الحمض الريبي النووي النقال التي يتم تصنيعها على هذا الجزء والحمض الأميني الذي سيحمله هذا الحمض الريبي النووي النقال أثناء التخليق الحيوي للبروتين. إذا كان الثلاثي الثالث يتوافق مع مضاد الحمض الريبي النووي النقال. اشرح اجابتك. لحل المشكلة، استخدم جدول الشفرة الوراثية.
96. تسمى طريقة دراسة الوراثة البشرية التي تعتمد على دراسة عدد الكروموسومات وخصائص بنيتها
97 جزيء ATP يؤدي وظيفة في الخلية
98. يتم تنظيم عملية التمثيل الغذائي بين الخلية والبيئة
99. المادة الأولية للانتقاء الطبيعي هي
100. فيما يتعلق بالوصول إلى الأرض، تشكلت النباتات الأولى
101. أثناء التوالد العذري، يتطور الكائن الحي من
102. كم عدد أنواع الأمشاج التي تتشكل في نباتات البازلاء ثنائية الهجين أثناء عبور الهجين (الجينات لا تشكل مجموعة ربط)
103. عند تزاوج خنازير غينيا ذات الشعر الأسود (السمة السائدة)، تم الحصول على ذرية، من بينها الأفراد ذوي الشعر الأبيض يمثلون 25٪. ما هي الطرز الجينية للآباء 5
104. التباين الطفري، على عكس التعديل
105. فطر الفطر الذي يتغذى على بقايا جذوع الأشجار العضوية الميتة والأشجار المتساقطة ينتمي إلى المجموعة
106. علامة على أن الطيور تتكيف مع الطيران
107. تختلف جمجمة الإنسان عن جمجمة الثدييات الأخرى
108. أثناء العمل العقلي تتكثف خلايا الدماغ البشري
109. يشار إلى مجموعة الخصائص الخارجية للأفراد بمعيار الأنواع
110. مثال على النضال من أجل الوجود بين الأنواع
111. والنتيجة هي تكيف الكائنات الحية مع بيئتها
112. في البشر، فيما يتعلق بالوضعية المستقيمة
113. تشمل العوامل البيئية اللاأحيائية
114. أسباب التحول من تكاثر حيوي إلى آخر هي:
115. شرط ضروري للتنمية المستدامة للمحيط الحيوي
116. الجزيء بمثابة مصفوفة للترجمة
117. سوف يتضاعف عدد الكروموسومات أثناء التكاثر الجنسي في كل جيل إذا لم تتشكل العملية أثناء التطور
118. يعتمد عدد مجموعات الارتباط الجيني في الكائنات الحية على عددها
119. النسل النقي من النباتات هو النسل 120. يتم إطلاق الطاقة اللازمة لتقلص العضلات عندما

ما هي العمليات التي تحدث أثناء الانقسام الاختزالي؟

1)
النسخ
2)
وحدة التخفيض
3)
تمسخ
4)
تقفز فوق. أو تجاوزت
5)
اقتران
6)
إذاعة

وفقا لنظرية الخلية، تعتبر وحدة نمو وتكاثر الكائنات الحية
1)
خلية
2)
فردي
3)
الجين
4)
مشيج
يحدث تخليق البروتين على
1)
جهاز جولجي
2)
الريبوسومات
3)
الشبكة الإندوبلازمية الملساء
4)
الجسيمات المحللة
وفقا لنظرية الخلية، هي خلايا جميع الكائنات الحية
1)
مماثلة في التركيب الكيميائي
2)
متطابقة في الوظائف المنجزة
3)
لديها نواة ونواة
4)
لها نفس العضيات
وجود طبقة بيليبيد في غشاء البلازما يضمن ذلك
1)
اتصال مع العضيات
2)
قدرة النقل النشطة
3)
الاستقرار والقوة
4)
النفاذية الاختيارية
من الصيغ المعطاة، وضح موقف نظرية الخلية.
1)
الإخصاب هو عملية اندماج الأمشاج الذكرية والأنثوية.
2)
يكرر تكوين الجينات تاريخ تطور أنواعه.
3)
تتشكل الخلايا البنتة نتيجة لانقسام الخلية الأم.
4)
تتشكل الخلايا الجنسية أثناء عملية الانقسام الاختزالي.

يستخدم ثاني أكسيد الكربون كمصدر للكربون في التفاعلات الأيضية مثل
1)
تخليق الدهون
2)
تخليق الحمض النووي
3)
التركيب الكيميائي
4)
تخليق البروتين
تحديد التسلسل الذي تحدث فيه العمليات في التقسيم الأول للانقسام الاختزالي.
أ)
اقتران الكروموسومات المتماثلة
ب)
فصل أزواج الكروموسومات وحركتها إلى القطبين
في)
تكوين الخلايا الابنة
ز)
ترتيب الكروموسومات المتماثلة في المستوى الاستوائي
أهمية الانقسام هو زيادة العدد
1)
الكروموسومات في الخلايا الجرثومية
2)
خلايا تحتوي على مجموعة من الكروموسومات تساوي الخلية الأم
3)
مقارنة جزيئات الحمض النووي بالخلية الأم
4)
الكروموسومات في الخلايا الجسدية

تتم العمليات الحياتية في جميع الكائنات الحية في الخلية، لذلك تعتبر وحدة
1)
التكاثر
2)
البنايات
3)
وظيفي
4)
الوراثية

المصفوفة هي الشريط الأم للحمض النووي.

المنتج عبارة عن سلسلة مركبة حديثًا من الحمض النووي الابن.

التكامل بين النيوكليوتيدات في خيوط الحمض النووي للأم وابنتها - يتحلل الحلزون المزدوج للحمض النووي إلى شريطين منفردين، ثم يكمل إنزيم بوليميراز الحمض النووي كل شريط منفرد في شريط مزدوج وفقًا لمبدأ التكامل.

النسخ (توليف الحمض النووي الريبي)

المصفوفة هي حبلا الترميز للحمض النووي.

المنتج هو الحمض النووي الريبي.

التكامل بين [كدنا] ونيوكليوتيدات الحمض النووي الريبي (RNA).

في جزء معين من الحمض النووي، تنكسر الروابط الهيدروجينية، مما يؤدي إلى ظهور شريطين منفردين. على واحد منهم، وفقا لمبدأ التكامل، يقع مرنا. ثم ينفصل ويدخل إلى السيتوبلازم، وترتبط سلاسل الحمض النووي ببعضها البعض مرة أخرى.

الترجمة (تخليق البروتين)

مصفوفة - مرنا

المنتج – البروتين

التكامل بين نيوكليوتيدات كودونات mRNA ونيوكليوتيدات مضادات الحمض الريبي النووي النقال التي تحمل الأحماض الأمينية.

داخل الريبوسوم، ترتبط مضادات الحمض الريبي النووي النقال بكودونات mRNA وفقًا لمبدأ التكامل. يربط الريبوسوم الأحماض الأمينية التي يجمعها الحمض الريبي النووي النقال معًا لتكوين البروتين.

تكرار الحمض النووي- حدث رئيسي خلال انقسام الخلية. من المهم أنه بحلول وقت الانقسام، يكون الحمض النووي قد تم تكراره بالكامل ولمرة واحدة فقط. يتم ضمان ذلك من خلال آليات معينة تنظم تكرار الحمض النووي. يحدث النسخ على ثلاث مراحل:

بدء النسخ المتماثل

استطالة

إنهاء النسخ المتماثل.

يحدث تنظيم النسخ المتماثل بشكل رئيسي في مرحلة البدء. من السهل جدًا تنفيذ ذلك، لأن النسخ المتماثل لا يمكن أن يبدأ من أي قسم من الحمض النووي، ولكن من قسم محدد بدقة يسمى بدء موقع النسخ المتماثل. في الجينوميمكن أن يكون هناك موقع واحد فقط أو أكثر من هذه المواقع. يرتبط مفهوم النسخ المتماثل ارتباطًا وثيقًا بمفهوم موقع بدء النسخ المتماثل.

نسخة طبق الأصلهو جزء من الحمض النووي يحتوي على موقع بدء النسخ ويتم نسخه بعد بدء تخليق الحمض النووي من هذا الموقع.

يبدأ النسخ المتماثل في موقع بدء النسخ المتماثل مع تفكيك حلزون الحمض النووي المزدوج الذي يتشكل شوكة النسخ- موقع تكرار الحمض النووي المباشر. يمكن لكل موقع أن يشكل شوكة نسخ واحدة أو اثنتين، اعتمادًا على ما إذا كان النسخ المتماثل أحادي الاتجاه أو ثنائي الاتجاه. النسخ المتماثل ثنائي الاتجاه أكثر شيوعًا.

ملامح تنظيم جينوم حقيقيات النوى وبدائيات النوى. تصنيف تسلسل النيوكليوتيدات: فريدة، متكررة إلى حد ما، متكررة للغاية. تنظيم التعبير الجيني في حقيقيات النوى.

السمة الكمية الرئيسية للمادة الوراثية لحقيقيات النوى هي وجود الحمض النووي الزائد. يمكن الكشف عن هذه الحقيقة بسهولة من خلال تحليل نسبة عدد الجينات إلى كمية الحمض النووي في جينوم البكتيريا والثدييات. على سبيل المثال، لدى البشر ما يقرب من 50 ألف جين (وهذا يشير فقط إلى الطول الإجمالي لأجزاء ترميز الحمض النووي - الإكسونات). وفي الوقت نفسه يبلغ حجم الجينوم البشري 3×109 (ثلاثة مليارات) سنة مضت. وهذا يعني أن الجزء المشفر من جينومه يشكل 15...20% فقط من إجمالي الحمض النووي. هناك عدد كبير من الأنواع التي يكون جينومها أكبر بعشرات المرات من الجينوم البشري، على سبيل المثال، بعض الأسماك، والبرمائيات الذيلية، والزنابق. الحمض النووي الزائد شائع في جميع حقيقيات النوى. وفي هذا الصدد، لا بد من التأكيد على غموض مصطلحي النمط الجيني والجينوم. ينبغي فهم النمط الجيني على أنه مجموعة من الجينات التي لها مظهر ظاهري، في حين يشير مفهوم الجينوم إلى كمية الحمض النووي الموجودة في مجموعة الكروموسومات الفردية لنوع معين.

تسلسل النيوكليوتيدات في الجينوم حقيقي النواة

في أواخر الستينيات، اكتشف عمل العلماء الأمريكيين R. Britten، E. Davidson وآخرون سمة أساسية للتركيب الجزيئي للجينوم حقيقي النواة - تسلسل النوكليوتيدات بدرجات متفاوتة من التكرار. تم هذا الاكتشاف باستخدام طريقة بيولوجية جزيئية لدراسة حركية إعادة طبيعة الحمض النووي المشوه. تتميز الكسور التالية في جينوم حقيقيات النواة.

1.فريد، أي. التسلسلات موجودة في نسخة واحدة أو في عدة نسخ. كقاعدة عامة، هذه هي السترونات - الجينات الهيكلية التي تشفر البروتينات.

2.يتكرر التردد المنخفض– تكررت التسلسلات عشرات المرات.

3.التكرارات المتوسطة أو المتوسطة التردد– تكررت التسلسلات مئات وآلاف المرات. وتشمل هذه جينات الرنا الريباسي (في البشر هناك 200 لكل مجموعة أحادية الصيغة الصبغية، في الفئران - 100، في القطط - 1000، في الأسماك والنباتات المزهرة - الآلاف)، الحمض الريبي النووي النقال، جينات بروتينات الريبوسوم وبروتينات هيستون.

4. تكرارات عالية الترددوالتي يصل عددها إلى 10 ملايين (لكل جينوم). هذه عبارة عن تسلسلات قصيرة غير مشفرة (حوالي 10 نقاط أساس) والتي تعد جزءًا من الهيتروكروماتين المحيطي المركز.

في حقيقيات النوى، حجم المادة الوراثية أكبر بكثير. على عكس بدائيات النوى، في الخلايا حقيقية النواة، يتم نسخ ما بين 1 إلى 10٪ من الحمض النووي بشكل نشط في وقت واحد. يعتمد تكوين التسلسلات المكتوبة وعددها على نوع الخلية ومرحلة تكوينها. لا يتم نسخ جزء كبير من تسلسلات النيوكليوتيدات في حقيقيات النوى على الإطلاق - الحمض النووي الصامت.

يتم تفسير الحجم الكبير من المادة الوراثية لحقيقيات النوى من خلال وجود تسلسلات متكررة بشكل معتدل وعالي، بالإضافة إلى تسلسلات فريدة. توجد تسلسلات الحمض النووي المتكررة للغاية هذه بشكل رئيسي في الهيتروكروماتين المحيط بالمناطق المركزية. لم يتم نسخها. عند توصيف المادة الوراثية للخلية بدائية النواة ككل، تجدر الإشارة إلى أنها موجودة ليس فقط في النواة النووية، ولكنها موجودة أيضًا في السيتوبلازم في شكل أجزاء دائرية صغيرة من بلازميدات الحمض النووي.

البلازميدات هي عناصر وراثية خارج الصبغي منتشرة على نطاق واسع في الخلايا الحية ويمكن أن توجد وتتكاثر في الخلية بشكل مستقل عن الحمض النووي الجينومي. توصف البلازميدات بأنها لا تتكاثر بشكل مستقل، ولكن فقط كجزء من الحمض النووي الجينومي، حيث يتم تضمينها في مناطق معينة. في هذه الحالة، يطلق عليهم Episomes.

تم العثور على البلازميدات في الخلايا بدائية النواة (البكتيرية) التي تحمل مادة وراثية تحدد خصائصها، مثل قدرة البكتيريا على الاقتران، وكذلك مقاومتها لبعض الأدوية.

في الخلايا حقيقية النواة، يتم تمثيل الحمض النووي خارج الصبغي بواسطة الجهاز الوراثي للعضيات - الميتوكوندريا والبلاستيدات، بالإضافة إلى تسلسلات النيوكليوتيدات غير الحيوية للخلية (الجزيئات الشبيهة بالفيروسات). توجد المادة الوراثية للعضيات في مصفوفتها على شكل عدة نسخ من جزيئات الحمض النووي الدائرية غير المرتبطة بالهستونات. الميتوكوندريا، على سبيل المثال، تحتوي على 2 إلى 10 نسخ من الحمض النووي للميتوكوندريا.

لا يشكل الحمض النووي خارج الصبغي سوى جزء صغير من المادة الوراثية للخلية حقيقية النواة.

ملامح التعبير عن المعلومات الوراثية في بدائيات النوى. نموذج أوبون لتنظيم التعبير الجيني في بدائيات النوى بواسطة F. Jacob وJ. Monod.

تم اقتراح النظرية الحديثة لتنظيم التعبير الجيني في بدائيات النوى من قبل الباحثين الفرنسيين F. Jacob وJ. Monod، الذين درسوا التخليق الحيوي للإنزيمات التي تستقلب اللاكتوز في E. coli. وقد وجد أنه عندما يتم زراعة الإشريكية القولونية على الجلوكوز، يكون محتوى الإنزيمات التي تستقلب اللاكتوز ضئيلًا، ولكن عند استبدال الجلوكوز باللاكتوز، هناك زيادة هائلة في تخليق الإنزيمات التي تحلل اللاكتوز إلى جلوكوز وجلاكتوز، و ضمان التمثيل الغذائي اللاحق لهذا الأخير. تحتوي البكتيريا على ثلاثة أنواع من الإنزيمات:

أ) التأسيسية، والتي توجد في الخلايا بكميات ثابتة، بغض النظر عن حالتها الأيضية.

ب) محفز - عددها في الخلايا في الظروف العادية غير مهم، ولكن يمكن أن يزيد مئات وآلاف المرات إذا تمت إضافة ركائز هذه الإنزيمات إلى وسط الاستنبات؛

ج) قابلة للقمع - إنزيمات، يتوقف تركيبها في الخلية عند إضافة المنتجات النهائية لتلك المسارات الأيضية التي تعمل فيها هذه الإنزيمات إلى البيئة. وعلى أساس هذه الحقائق تم صياغة نظرية الأوبون. أوبيرونعبارة عن مجموعة معقدة من العناصر الجينية المسؤولة عن التوليف المنسق للإنزيمات التي تحفز سلسلة من التفاعلات المتسلسلة. هناك عوامل محفزة، منشطها هو الركيزة الأولية للمسار الأيضي. في غياب الركيزة، يمنع البروتين الكابت العامل ويمنع بوليميراز الحمض النووي الريبي (RNA) من نسخ الجينات الهيكلية. عندما تظهر الركيزة، ترتبط كمية معينة منها بالبروتين الكابت، الذي يفقد ارتباطه بالمشغل ويتركه. وهذا يؤدي إلى إلغاء حظر نسخ الجينات الهيكلية. عمليات قابلة للقمع - بالنسبة لهم يعمل المستقلب النهائي كمنظم. في غيابه، يكون للبروتين الكابت انجذاب منخفض للمشغل ولا يتداخل مع قراءة الجينات الهيكلية (يتم تشغيل الجين). عندما يتراكم المستقلب النهائي، ترتبط كمية معينة منه بالبروتين الكابح، الذي يكتسب ألفة متزايدة للمشغل ويمنع نسخ الجينات.

تصنيف الجينات: هيكلية، وظيفية (الجينات المعدلة، المثبطات، المكثفات، المعدلات)؛ الجينات التي تنظم عمل الجينات الهيكلية (المنظمات والمشغلات)، ودورها في تنفيذ المعلومات الوراثية.

تصنيف الجينات:

الهيكلي

وظيفي

أ) الجينات المعدلة – تعزز أو تقمع مظاهر الجينات الأخرى؛

ب) مثبطات - المواد التي تمنع أي عملية بيولوجية؛

ب) المكثفات

د) المعدلات - الجين الذي يعزز أو يضعف تأثير الجين الرئيسي وغير موالي له

3) منظم الجينات - وظيفته تنظيم عملية نسخ الجين الهيكلي (أو الجينات)؛

4) الجين العامل - يقع بجوار الجين الهيكلي (الجينات) ويعمل كموقع ربط للقامع.

الجين- الناقل المادي للمعلومات الوراثية التي ينقلها الآباء إلى أحفادهم أثناء الإنجاب. حاليًا، ثبت في علم الأحياء الجزيئي أن الجينات عبارة عن أقسام من الحمض النووي تحمل نوعًا من المعلومات المتكاملة - حول بنية جزيء بروتين واحد أو جزيء RNA واحد. تحدد هذه الجزيئات الوظيفية وغيرها نمو الجسم وعمله.

أليل الجين. أليلات متعددة نتيجة للتغيرات في تسلسل النيوكليوتيدات للجين. تعدد الأشكال الجيني كبديل للحياة الطبيعية وعلم الأمراض. أمثلة.

أليل- شكل محدد لوجود الجين، الذي يحتل مكانًا معينًا في الكروموسوم، ويكون مسؤولاً عن السمة وتطورها.

الميراث متعدد الجينات لا يطيع قوانين مندل ولا يتوافق مع الأنواع الكلاسيكية من الوراثة الجسدية السائدة، والوراثة الجسدية المتنحية، والوراثة المرتبطة بالصبغي X.

1. يتم التحكم في السمة (المرض) بواسطة عدة جينات في وقت واحد. يعتمد ظهور السمة إلى حد كبير على عوامل خارجية.

2. الأمراض الجينية تشمل الشفة المشقوقة (معزولة أو مع الحنك المشقوق)، الحنك المشقوق المعزول، خلع الورك الخلقي، تضيق البواب، عيوب الأنبوب العصبي (انعدام الدماغ، السنسنة المشقوقة)، عيوب القلب الخلقية.

3. يعتمد الخطر الوراثي للأمراض الجينية إلى حد كبير على استعداد الأسرة وشدة المرض لدى الوالدين.

4. ينخفض ​​الخطر الوراثي بشكل ملحوظ مع انخفاض درجة القرابة.

5. يتم تقييم المخاطر الوراثية للأمراض الجينية باستخدام جداول المخاطر التجريبية. تحديد التشخيص غالبا ما يكون صعبا.

الجينات، خصائصها (التميز، الاستقرار، القابلية، تعدد التشابهات، الخصوصية، تعدد الأنماط). أمثلة.

الجين- وحدة وراثية تركيبية ووظيفية تتحكم في تطور سمة أو خصائص محددة.

الجين كوحدة عمل المادة الوراثية له عدد من الخصائص:

السرية- عدم امتزاج الجينات.

استقرار- القدرة على الحفاظ على الهيكل.

القدرة على التحمل- القدرة على التحور عدة مرات؛

أليلية متعددة- توجد العديد من الجينات في مجموعة سكانية في العديد من الأشكال الجزيئية؛

التشابه- في النمط الوراثي للكائنات ثنائية الصيغة الصبغية لا يوجد سوى شكلين من الجين؛

النوعية- كل جين يشفر سمته الخاصة؛

تعدد الأنماط- تأثير الجينات المتعددة؛

التعبير- درجة تعبير الجين في السمة؛

الاختراق- تواتر ظهور الجين في النمط الظاهري؛

التضخيم- زيادة في عدد نسخ الجينات.

الميراث المستقل والمرتبط للصفات. نظرية الكروموسومات في الوراثة.

إلى جانب السمات الموروثة بشكل مستقل، تم اكتشاف السمات الموروثة بشكل مشترك (مرتبطة). الوراثة التجريبية لهذه الظاهرة التي أجراها T.G. أكد مورغان ومجموعته (1910-1916) على التوطين الصبغي للجينات وشكلت أساس نظرية الكروموسومات في الوراثة.

عزيزي طلاب المدارس الثانوية! تم كتابة هذا المصنف لمساعدتك على تعلم كيفية الإجابة على أسئلة من مجموعة واسعة من الأنواع والصياغة. غالبًا ما يطلق عليها "مهام الاختبار". للقيام بذلك بنجاح، تحتاج إلى معرفة المهام الموجودة، وكيف يختلف نوع واحد من المهام عن الآخر. يحتوي الموضوع الأول من الكتاب على الأجزاء التالية: التعليمية والتدريبية والرقابية. المواضيع المتبقية تحتوي فقط على أجزاء التدريب والتحكم (الاختبارات). يعرض الجزء التدريبي أمثلة على الاستدلال والإجابات على معظم الأسئلة والتعليقات عليها. الإجابات موجودة أيضًا في الجزء التدريبي، لكن يجب عليك شرح الاختيار الصحيح بنفسك. للقيام بذلك، في الخطوط المجانية، تحتاج إلى إضافة الحجج اللازمة التي تدحض الإجابات غير الصحيحة. ستشير الأسطر المكتملة إلى منطق المنطق.
وأخيرا، في جزء الاختبار، عليك إكمال العمل بشكل كامل ومستقل. باستخدام دفتر الملاحظات عند دراسة دورة "علم الأحياء العام"، ستتعلم فهم معنى المهمة بشكل صحيح، وطرح الأسئلة والإجابة عليها بنفسك، وإثبات صحة إجاباتك ودحض الإجابات غير الصحيحة. في الأجزاء التعليمية والتدريبية، سوف تتعرف على المهام ذات مستويات الصعوبة المختلفة، والتي غالبًا ما توجد في أوراق الاختبار المختلفة. يتضمن جزء التحكم أيضًا أسئلة بسيطة جدًا وأسئلة أكثر تعقيدًا. تهدف جميع الأسئلة والواجبات تقريبًا إلى التحضير لاجتياز أشكال مختلفة من الاختبارات، ولكن قبل كل شيء، امتحان الدولة الموحدة. وهذا هو بالضبط ما يرتبط بهذا الهيكل وهذا الشكل من المصنف. إنه مصمم ليس فقط للعمل الفردي، ولكن أيضًا للعمل المشترك مع المعلم أو زملاء الدراسة.

أنواع المهام الموجودة في الاختبارات والاختبارات والامتحانات (تم ذكر أمثلة المهام من الإصدار التجريبي لامتحان الدولة الموحدة 2007)

جزء التدريس

البدء في العمل مع دفتر الملاحظات، ودراسة أمثلة المهام من أنواع مختلفة بعناية. تعلم كيفية التعرف عليهم. تنقسم مهام الاختبار إلى الأنواع التالية.

1. المهام مع اختيار إجابة واحدة صحيحة من عدة.

عند الإجابة على سؤال كهذا، عليك أن تقرأه بعناية شديدة وأن تفهم معناه بدقة. ما هو المطلوب في السؤال؟ حول مميزات المنهج العلمي للبحث. ما هي هذه العلامات؟ ملامح هيكل وعدد الكروموسومات. هل يمكن اكتشاف هذه العلامات دون دخول الخلية؟ لا لا يمكنك. أي من الطرق التالية تسمح لك بدخول الخلية باستخدام المجهر؟ الوراثية الخلوية فقط. لذلك ستكون هذه هي الإجابة الصحيحة.
يمكنك أيضًا اختيار طريقة تفكير أخرى أطول، مع تذكر ميزات طرق البحث الأخرى.

يمكن أن يكون اختيار الإجابة الصحيحة على هذا السؤال أمرًا بسيطًا للغاية وصعبًا للغاية. إذا كنت تفهم بالضبط معنى السؤال وتعرف أن الكروماتيد يختلف عن جزيء الحمض النووي في بنيته ويتشكل في عملية انقسام الخلايا في الطور البيني للانقسام الفتيلي، فإن الاختيار بسيط - الإجابة الصحيحة هي 1.
يمكن أن تؤدي الشكوك إلى الاستدلال التالي: البندان 2 و 3 واضحان بما يكفي لعدم اختيارهما كإجابة صحيحة. في الخلية غير المنقسمة، لا تتشكل الكروماتيدات، ولا يمتلك جزيء الحمض النووي الدائري الموجود في الخلية البكتيرية بنية الكروماتيد. يمكن الخلط بين النقطتين 1 و 4، تك. تشير الذاكرة إلى أن الكروموسوم يتكون من اثنين من الكروماتيدات، ويتكون جزيء الحمض النووي من سلسلتين. وهنا يجب عليك قراءة السؤال مرة أخرى والتفكير في معناه. الحمض النووي جزء من الكروماتيد، لذا فإن الإجابة الصحيحة هي 1.

2. المهام مع اختيار عدة إجابات صحيحة.

لإكمال المهمة مع اختيار العديد من الإجابات الصحيحة، عليك أن تتذكر علامات الكائن جيدًا أو تكون قادرًا على استخلاص النتائج بناءً على المعلومات المتوفرة لديك بالفعل. يتطلب هذا السؤال أن تكون لديك المعرفة الدقيقة والذاكرة والقدرة على استنتاج الإجابات الصحيحة من المعلومات المتوفرة لديك. حاول أولاً اختيار العناصر التي أنت متأكد منها. على سبيل المثال، أنت تعرف على وجه اليقين أن جميع الخلايا لديها السيتوبلازم. ولذلك، فإن العنصر الأول المحدد هو 2. جميع الخلايا مغطاة بغشاء الخلية، أو أن عضياتها لها بنية غشائية. وهذا يعني أنه يمكن اختيار النقطة 4 باعتبارها النقطة الصحيحة. يشير المنطق إلى أن الخلية لا يمكن أن توجد بدون بروتينات، لأن أي نظام حي يستخدم البروتينات كمكون هيكلي. لكن هذه البروتينات يجب أن يتم تصنيعها، مما يعني أنه لا بد من وجود جهاز تتم عليه عملية التخليق الحيوي. هذه هي الريبوسومات. لذا فإن الإجابة 6 صحيحة.

يمكنك اختيار طريقة أخرى للتفكير، ولكن بشكل عام ستكون مشابهة لتلك التي اقترحناها.

3. مهام مقارنة كائن بخصائصه وميزاته

الارتباط والمقارنة يعني ربط الشيء وخصائصه وصفاته. لذلك، على سبيل المثال، يمكن أن يكون الكائن علمًا معينًا - علم التشريح أو علم وظائف الأعضاء، وخصائصه - موضوع دراسة العلم، أي. تلك الظواهر أو العمليات التي تدرسها.

تتطلب المهام من هذا النوع إجراء عملية مثل تحديد الميزات لمقارنة الكائنات. عند الإجابة على هذه الأسئلة، عليك استخدام المعرفة التي لديك. بعضها اكتسبته ليس فقط في الدروس، ولكن أيضا نتيجة لتجارب الحياة. على سبيل المثال، أنت تعلم جيداً أن الضفادع تنمو في الماء، وأغلبها أملس وزلق. يمكنك بالفعل ملاحظة علامتين للبرمائيات. كما تعلم أن التماسيح والثعابين والسلاحف والسحالي تضع بيضها على الأرض ولا تهتم بنسلها. وهذا يعني أن البيض يجب أن يحتوي على كمية كبيرة من العناصر الغذائية. تفرخ الضفادع. هذه حقيقة معروفة جيدا. ولكن ما هو نوع الإخصاب الذي لديهم، يجب أن تفكر في الأمر. لكن السؤال يحتوي على عبارة "في معظم الأنواع". إذا كنت تعلم أن الإخصاب في الزواحف يكون دائمًا داخليًا، فمن الواضح أن النقطة ب تنطبق على البرمائيات. منذ الطفولة، أنت تعلم أن الضفدع يمر بعدة مراحل من التطور: يخرج الشرغوف من البيضة، والذي يتحول بعد ذلك إلى برمائي بالغ. في الزواحف لا تحدث مثل هذه التحولات. بعد تحليل هذا التعليق، يمكنك تسمية الإجابات الصحيحة بنفسك.

4. مهام تحديد تسلسل الأحداث والظواهر والعمليات

عند تنفيذ مثل هذه المهام، يجب أن تكون قادرًا على تخيل العملية أو الإجراء المعني. بالإضافة إلى ذلك، يجب عليك دائمًا البحث عن إشارة في السؤال وعند النقطة التي يجب أن تبدأ عندها في بناء التسلسل. إذا لم يكن هناك مثل هذا المؤشر، فلا يمكن تحديد هذا التسلسل إلا بدقة.

في الإجابة على هذا السؤال، لا بد من تحديد اللحظات الأولية والأخيرة للعملية. في هذه الحالة، النقطة الأخيرة واضحة - هذه هي النقطة D. قد يطرح السؤال حول تسلسل النقطتين A و B، لكن عليك أن تعرف أن أي تفاعلات كيميائية حيوية تبدأ بعمل الإنزيمات. لذلك، المرحلة الأولية هي B. ثم تفكيك الجزيء هو المرحلة الثانية (A)، ثم يصبح التسلسل واضحًا - أولاً فصل الأجزاء (C)، ثم نمو أجزاء جديدة (D). لذا فإن الجواب هو: بافجد.

5. أسئلة الإجابة المجانية

ج1. ابحث عن الأخطاء في النص المحدد. - بيان عدد الجمل التي وقعت فيها الأخطاء وتوضيحها. هذا السؤال يتطلب منك أن تعرف بالضبط خصائص المملكة الفطرية. الجملة الأولى لا تحتوي على أخطاء. ولا يحتوي على أي تناقضات في أي نقطة. هناك مثل هذه التناقضات في الجملة الثانية. هل جميع الفطريات كائنات متعددة الخلايا؟ لا ليس كل. الخمائر هي فطريات وحيدة الخلية. كانت هناك أيضًا أخطاء في الجملتين 3 و 4. لا توجد كائنات ذاتية التغذية بين الفطريات. فهي غير قادرة على القيام بعملية التمثيل الضوئي ولا البناء الكيميائي. وأخيرا، يجب أن نتذكر أن جدران الخلايا في الفطريات تتكون من الكيتين، وليس السليلوز. وبالتالي، فإن الإجابات الصحيحة على أسئلة من هذا النوع تنطوي على تطبيق المعرفة الموجودة والبحث عن التناقضات في السؤال. هذا سؤال صعب إلى حد ما لأنه يتعين عليك تحديد العلامات التي يجب تسميتها. كيف ينبغي أن يبدو الأساس المنطقي للإجابة؟ أولاً، عليك أن تتذكر عدم الإجابة على الأسئلة بشكل مطول. كلما كانت الإجابة موجزة، كلما كان ذلك أفضل. ويجب أن تكون دقيقة قدر الإمكان. لنبدأ المناقشة. ما هي التناقضات التي تحتاج النباتات إلى حلها عندما تخرج من الماء إلى الأرض؟ أول ما يصبح واضحًا هو الحماية من فقدان الماء. في البيئة المائية تم حل هذه المشكلة. وهذا يعني أنه لا بد من وجود أجهزة تنظم عملية التبخر. هذه هي الثغور، وبعد ذلك بشرة، أوراق معدلة. بعد ذلك، علينا أن نتذكر أن النباتات تحتاج إلى رفع المياه إلى ارتفاع معين. وهذا يعني أننا بحاجة إلى نظام موصل، والذي نشأ بالفعل في النباتات البرية الأولى. كانت النباتات المائية متحركة ومرنة. تمايلت أجسادهم تحت تأثير التيارات، لكنها لم تنكسر. على الأرض من الضروري تحمل ضغط الرياح. لذلك، كان من المفترض أن تظهر الأنسجة الميكانيكية، وكذلك الأعضاء التي تثبت النبات في التربة - الجذور، الجذور، الجذور. ولذلك، فإن الجواب يمكن أن يكون هذا. 1. ظهور الأنسجة الغلافية (البشرة ذات الثغور) مما يساعد على الحماية من التبخر. 2. ظهور نظام موصل يضمن نقل المواد. 3. تطوير الأنسجة الميكانيكية التي تؤدي وظيفة داعمة. 4. تكوين الجذور التي يتم من خلالها تثبيت النباتات في التربة. جزء التدريب في هذا الجزء، سوف تتعرف على تقنيات تحليل الأسئلة وتتعلم كيفية التعليق على الإجابات الصحيحة وغير الصحيحة. ستوضح لك هذه التجربة أنه بمساعدة مهام الاختبار، لا يمكنك اختبار معرفتك فحسب، بل يمكنك أيضًا تعلم الإجابة على أنواع مختلفة من الأسئلة. الموضوع: "الأنماط الأساسية لظواهر الوراثة" معبر أحادي وثنائي الهجين إضافة تعليقات على الإجابات.

أ10.ما هو النسل الذي سينتج عن تهجين بقرة متجانسة (الجين الذي تم استطلاعه) فييهيمن) مع الثور ذو القرون:

أ11.أنجب رجل ذو عيون بنية وامرأة ذات عيون بنية ثلاث فتيات ذوات عيون بنية وصبي ذو عيون زرقاء. الجين للعيون البنية هو السائد. ما هي الطرز الوراثية من الآباء والأمهات؟ خيارات الإجابة 1) الأب أأ،الأم اه 2) الأب أأ، الأم أأ 3) الأب أأ، الأم اه 4) الأب اه، الأم اه

جزيء الحمض النووي هو هيكل موجود على الكروموسوم. يحتوي الكروموسوم الواحد على جزيء واحد يتكون من شريطين. تكرار الحمض النووي هو نقل المعلومات بعد التكاثر الذاتي للخيوط من جزيء إلى آخر. إنه متأصل في كل من DNA و RNA. تتناول هذه المقالة عملية تكرار الحمض النووي.

معلومات عامة وأنواع تخليق الحمض النووي

ومن المعروف أن الخيوط الموجودة في الجزيء ملتوية. ومع ذلك، عندما تبدأ عملية مضاعفة الحمض النووي، فإنها تتحلل، ثم تتباعد، ويتم تصنيع نسخة جديدة على كل منها. عند الانتهاء، يظهر جزيئين متطابقين تمامًا، يحتوي كل منهما على خيوط الأم والابنة. ويسمى هذا التوليف شبه المحافظ. تتحرك جزيئات الحمض النووي بعيدًا، بينما تبقى في سنترومير واحد، ولا تنفصل أخيرًا إلا عندما تبدأ عملية الانقسام في هذا السنترومير.

نوع آخر من التوليف يسمى التعويضي. وهو، على عكس السابق، لا يرتبط بأي مرحلة خلوية، ولكنه يبدأ عند حدوث تلف في الحمض النووي. إذا كانت واسعة جدًا، فسوف تموت الخلية في النهاية. ومع ذلك، إذا كان الضرر محليا، فمن الممكن استعادته. اعتمادًا على المشكلة، يمكن استعادة شريط أو شريطين من الحمض النووي. هذا، كما يطلق عليه أيضًا، لا يستغرق التوليف غير المجدول وقتًا طويلاً ولا يتطلب تكاليف طاقة كبيرة.
ولكن عندما يحدث تضاعف الحمض النووي، يتم استهلاك الكثير من الطاقة والمواد، وتستمر مدته لساعات.
ينقسم التكرار إلى ثلاث فترات:

• المبادرة؛
• استطالة؛
• نهاية.

دعونا نلقي نظرة فاحصة على تسلسل تكرار الحمض النووي.

المبادرة

يوجد في الحمض النووي البشري عدة عشرات الملايين من الأزواج الأساسية (في الحيوانات يوجد مائة وتسعة فقط). يبدأ تكرار الحمض النووي في العديد من الأماكن في السلسلة للأسباب التالية. وفي نفس الوقت تقريبًا، يحدث النسخ في الحمض النووي الريبوزي (RNA)، ولكنه معلق في بعض الأماكن المنفصلة أثناء تخليق الحمض النووي (DNA). لذلك، قبل هذه العملية، تتراكم كمية كافية من المادة في سيتوبلازم الخلية من أجل الحفاظ على التعبير الجيني وحتى لا يتم إزعاج النشاط الحيوي للخلية. ولهذا السبب، يجب أن تتم العملية في أسرع وقت ممكن. يتم البث خلال هذه الفترة، ولكن لا يتم النسخ. أظهرت الدراسات أن تكرار الحمض النووي يحدث مرة واحدة في عدة آلاف من النقاط - مناطق صغيرة ذات تسلسل نيوكليوتيدات محدد. وتنضم إليهم بروتينات بادئة خاصة، والتي بدورها تنضم إليها إنزيمات أخرى لتضاعف الحمض النووي.

يُطلق على جزء الحمض النووي الذي يحدث فيه التوليف اسم النسخ المتماثل. يبدأ من نقطة البداية وينتهي عندما يكمل الإنزيم عملية النسخ. يعد Replicon مستقلاً ويزود العملية بأكملها ببرنامجه الخاص.
قد لا تبدأ العملية من جميع النقاط في وقت واحد، في مكان ما تبدأ في وقت سابق، في مكان ما في وقت لاحق؛ يمكن أن تتدفق في اتجاه واحد أو اتجاهين متعاكسين. تحدث الأحداث بالترتيب التالي عند تشكيلها:

• شوكة النسخ المتماثل
• التمهيدي الحمض النووي الريبي.

شوكة النسخ المتماثل

هذا الجزء هو العملية التي يتم من خلالها تصنيع خيوط الديوكسي ريبونوكلييك على خيوط الحمض النووي المنفصلة. تشكل الشوكات ما يسمى عين التكرار. يسبق العملية عدد من الإجراءات:

• التحرر من الارتباط بالهستونات في النيوكليوزوم - تنتج إنزيمات تكرار الحمض النووي مثل المثيلة والأستلة والفسفرة تفاعلات كيميائية ونتيجة لذلك تفقد البروتينات شحنتها الإيجابية، مما يعزز إطلاقها؛
• Despiralization هو تفكيك، وهو أمر ضروري لمزيد من إطلاق المواضيع؛
• كسر الروابط الهيدروجينية بين خيوط الحمض النووي؛
• اختلافها في اتجاهات مختلفة للجزيء.
• التثبيت يحدث بمساعدة بروتينات SSB.

التمهيدي الحمض النووي الريبي

يتم إجراء عملية التوليف بواسطة إنزيم يسمى بوليميريز الحمض النووي. ومع ذلك، لا يمكن أن يبدأ من تلقاء نفسه، لذلك يتم ذلك عن طريق إنزيمات أخرى - بوليميراز RNA، والتي تسمى أيضًا بادئات RNA. يتم تصنيعها بالتوازي مع خيوط الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين على طولها. وهكذا، ينتهي البدء بتخليق اثنين من بادئات الحمض النووي الريبي (RNA) على شريطين من الحمض النووي (DNA) مكسورين ويتحركان في اتجاهات مختلفة.

استطالة

تبدأ هذه الفترة بإضافة نيوكليوتيد إلى الطرف 3 بوصة من بذرة الحمض النووي الريبي (RNA)، والذي يتم تنفيذه بواسطة بوليميراز الحمض النووي المذكور سابقًا. ويربط بالنيوكليوتيد الثاني والثالث، وهكذا. يتم ربط خيط جديد بالخيط الأم، ويُعتقد أن تصنيع الخيط يستمر في الاتجاه 5" - 3".
وحيثما يحدث نحو شوكة النسخ، يستمر التركيب بشكل مستمر ويطول في نفس الوقت. ولذلك، يسمى هذا الموضوع الرائدة أو الرائدة. لم تعد بادئات RNA تتشكل عليها.

ومع ذلك، على الجانب الأمومي المعاكس، تستمر نيوكليوتيدات الحمض النووي في الارتباط ببادئ الحمض النووي الريبي (RNA)، ويتم تصنيع السلسلة النووية الريبية منزوعة الأكسجين في الاتجاه المعاكس من شوكة التضاعف. وفي هذه الحالة يطلق عليه التأخر أو التأخر.

على الشريط المتأخر، يحدث التوليف بشكل مجزأ، حيث، في نهاية موقع واحد، يبدأ التوليف في موقع آخر قريب باستخدام نفس التمهيدي RNA. وبالتالي، هناك قطعتان على الشريط المتأخر متصلان بواسطة الحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA). يطلق عليهم شظايا أوكازاكي.

ثم يتكرر كل شيء. ثم ينحل منعطف آخر للحلزون، وتنكسر روابط الهيدروجين، وتتباعد الخيوط إلى الجانبين، ويطول الشريط الرئيسي، ويتم تصنيع الجزء التالي من التمهيدي RNA على الجزء المتأخر، وبعد ذلك يتم تصنيع جزء أوكازاكي. بعد ذلك، على الشريط المتخلف، يتم تدمير بادئات الحمض النووي الريبي (RNA)، ويتم دمج شظايا الحمض النووي في قطعة واحدة. يحدث هذا في وقت واحد على هذه الدائرة:

• تشكيل الاشعال الجديدة للحمض النووي الريبي (RNA) ؛
• توليف شظايا أوكازاكي.
• تدمير الاشعال الحمض النووي الريبي.
• إعادة الاتصال في سلسلة واحدة.

نهاية

وتستمر العملية حتى تلتقي شوكتان متماثلتان، أو تصل إحداهما إلى نهاية الجزيء. بعد التقاء الشوكتين، يتم ربط خيوط الحمض النووي الابنة بواسطة إنزيم. وفي حالة تحرك الشوكة إلى نهاية الجزيء، ينتهي تضاعف الحمض النووي بمساعدة إنزيمات خاصة.

تصحيح

في هذه العملية، يلعب التحكم (أو تصحيح) التكرار دورًا مهمًا. تصل جميع أنواع النيوكليوتيدات الأربعة إلى موقع التخليق، ومن خلال الاقتران التجريبي، يختار بوليميراز الحمض النووي تلك المطلوبة.

يجب أن يكون النوكليوتيد المرغوب قادرًا على تكوين العديد من الروابط الهيدروجينية مثل النوكليوتيدات المماثلة على شريط قالب الحمض النووي. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تكون هناك مسافة ثابتة معينة بين العمود الفقري للسكر والفوسفات، تتوافق مع الحلقات الثلاث في القاعدتين. إذا لم يستوف النوكليوتيدات هذه المتطلبات، فلن يحدث الاتصال.
يتم التحكم قبل إدراجه في السلسلة وقبل إدراج النوكليوتيدات اللاحقة. بعد ذلك، يتم تشكيل رابطة في العمود الفقري لفوسفات السكر.

التباين الطفري

آلية تكرار الحمض النووي، على الرغم من نسبة الدقة العالية، تعاني دائمًا من اضطرابات في الخيوط، تسمى عمومًا “الطفرات الجينية”. يوجد خطأ واحد لكل ألف زوج من النيوكليوتيدات، وهو ما يسمى التكرار المتغير.

يحدث لأسباب مختلفة. على سبيل المثال، مع تركيز مرتفع أو منخفض للغاية من النيوكليوتيدات، وتمييع السيتوزين، ووجود المطفرات في منطقة التوليف، وأكثر من ذلك. في بعض الحالات، يمكن تصحيح الأخطاء عن طريق عمليات الجبر، وفي حالات أخرى، يصبح التصحيح مستحيلاً.

إذا كان الضرر في مكان غير نشط، فلن يكون للخطأ عواقب وخيمة عند حدوث عملية تكرار الحمض النووي. قد يظهر تسلسل النيوكليوتيدات لجين معين مع وجود خطأ في الاقتران. ثم يكون الوضع مختلفا، والنتيجة السلبية يمكن أن تكون موت هذه الخلية، وموت الكائن الحي بأكمله. وينبغي أيضًا أن يؤخذ في الاعتبار أنها تعتمد على التباين الطفري، مما يجعل تجمع الجينات أكثر مرونة.

الميثيل

في وقت التوليف أو بعده مباشرة، تحدث مثيلة السلاسل. عند البشر، يُعتقد أن هذه العملية ضرورية لتكوين الكروموسومات وتنظيم نسخ الجينات. في البكتيريا، تعمل هذه العملية على حماية الحمض النووي من التقطيع بواسطة الإنزيمات.

الحمض النووي هو مخزن موثوق للمعلومات الوراثية. ولكن لا ينبغي الحفاظ عليها آمنة فحسب، بل يجب أيضًا نقلها إلى الأبناء. بقاء النوع يعتمد على هذا. بعد كل شيء، يجب على الآباء أن ينقلوا إلى أطفالهم كل ما حققوه في سياق التطور. فهو يسجل كل شيء: من عدد الأطراف إلى لون العيون. وبطبيعة الحال، فإن الكائنات الحية الدقيقة لديها كمية أقل بكثير من هذه المعلومات، ولكنها تحتاج أيضا إلى نقلها. وللقيام بذلك، تنقسم الخلية. ولكي تصل المعلومات الوراثية إلى الخليتين الابنتين، يجب مضاعفتها، وهي عملية تسمى "تضاعف الحمض النووي". ويحدث قبل انقسام الخلايا، بغض النظر عن الانقسام. من الممكن أن تكون بكتيريا قررت التكاثر. أو يمكن أن يكون الجلد الجديد ينمو في موقع القطع. يجب تنظيم عملية ازدواج الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين بشكل واضح وإكمالها قبل بدء انقسام الخلايا.

أين تحدث المضاعفة؟

يحدث تضاعف الحمض النووي مباشرة في النواة (في حقيقيات النوى) أو في السيتوبلازم (في بدائيات النوى). يتكون الحمض النووي من النيوكليوتيدات - الأدينين والثايمين والسيتوزين والجوانين. تم بناء كلتا سلسلتي الجزيء وفقًا لمبدأ التكامل: الأدينين في سلسلة واحدة يتوافق مع الثيمين، والجوانين يتوافق مع السيتوزين. يجب أن تتم مضاعفة الجزيء بطريقة يتم فيها الحفاظ على مبدأ التكامل في الحلزونات الابنة.

بداية النسخ المتماثل - البدء

حمض الديوكسي ريبونوكلييك هو حلزون مزدوج تقطعت بهم السبل. يحدث تكرار الحمض النووي عن طريق إضافة خيوط ابنة على طول كل شريط من الوالدين. لكي يصبح هذا التوليف ممكنًا، يجب "تفكيك" اللوالب وفصل السلاسل عن بعضها البعض. يلعب الهليكاز هذا الدور - فهو يفك حلزون حمض الديوكسي ريبونوكلييك الذي يدور بسرعة عالية. لا يمكن أن تبدأ بداية تضاعف الحمض النووي من أي مكان، فمثل هذه العملية المعقدة تتطلب جزءًا محددًا من الجزيء - موقع بدء التضاعف. بمجرد تحديد نقطة البداية للازدواج وبدء الهليكاز عمله في كشف الحلزون، تتحرك خيوط الحمض النووي بعيدًا عن بعضها البعض لتشكل شوكة النسخ. بوليميراز الحمض النووي يجلس عليها. هم الذين سيقومون بتجميع سلاسل الابنة.

استطالة

في جزيء واحد من حمض الديوكسي ريبونوكلييك، يمكن أن يتكون من 5 إلى 50 شوكة متماثلة. يحدث تركيب السلاسل الابنة في وقت واحد في عدة أجزاء من الجزيء. ولكن ليس من السهل استكمال بناء النيوكليوتيدات التكميلية. سلاسل الأحماض النووية متضادة مع بعضها البعض. تؤثر الاتجاهات المختلفة للسلاسل الأبوية على الازدواجية، وهذا يحدد الآلية المعقدة لتضاعف الحمض النووي. إحدى السلاسل تكتمل بسلسلة فرعية بشكل مستمر وتسمى القائد. هذا صحيح، لأنه من السهل جدًا على البوليميراز أن يربط نيوكليوتيدًا حرًا بالنهاية 3'-OH من النيوكليوتيدات السابقة. يستمر هذا التوليف بشكل مستمر، على عكس العملية في السلسلة الثانية.

سلسلة متخلفة، شظايا أوكازاكي

تنشأ صعوبات مع السلسلة الأخرى، لأن النهاية 5' تكون حرة، ومن المستحيل ربط نيوكليوتيد حر بها. ثم يعمل بوليميريز الحمض النووي من الجانب الآخر. من أجل إكمال السلسلة الابنة، يتم إنشاء مادة تمهيدية مكملة للسلسلة الأصلية. يتم تشكيلها في شوكة النسخ المتماثل نفسها. هذا هو المكان الذي يبدأ فيه تركيب قطعة صغيرة، ولكن على طول المسار "الصحيح" - تتم إضافة النيوكليوتيدات في النهاية 3'. وهكذا فإن اكتمال السلسلة عند الحلزون الابن الثاني يحدث بشكل متقطع وله اتجاه معاكس لحركة شوكة التضاعف. كانت هذه الشظايا تسمى شظايا أوكازاكي ويبلغ طولها حوالي 100 نيوكليوتيدات. بعد أن يتم بناء الجزء حتى القطعة النهائية السابقة، يتم قطع البادئات بواسطة إنزيم خاص، ويتم ملء موقع القطع بالنيوكليوتيدات المفقودة.

نهاية

تكتمل المضاعفة عندما تكمل كلتا السلسلتين سلاسل ابنتيهما، ويتم خياطة جميع أجزاء أوكازاكي معًا. في حقيقيات النوى، ينتهي تكرار الحمض النووي عندما تلتقي شوكات النسخ مع بعضها البعض. لكن في بدائيات النوى، يكون هذا الجزيء دائريًا، وتحدث عملية المضاعفة دون كسر السلسلة أولاً. اتضح أن كل حمض الديوكسي ريبونوكلييك هو نسخة متماثلة واحدة كبيرة. وينتهي الازدواج عندما تلتقي شوكات التضاعف في الجانب المقابل من الحلقة. بعد اكتمال النسخ، يجب ربط كلا شريطي الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين الأصلي معًا مرة أخرى، وبعد ذلك يتم لف كلا الجزيئين لتكوين لفائف فائقة. بعد ذلك، تتم ميثيل جزيئي الحمض النووي في الأدينين في منطقة -GATC-. وهذا لا يفصل بين السلاسل أو يتعارض مع تكاملها. وهذا ضروري لطي الجزيئات في الكروموسومات، وكذلك لتنظيم قراءة الجينات.

سرعة النسخ والدقة

المرحلة الثانية من تضاعف الحمض النووي (الاستطالة) تتم بمعدل حوالي 700 نيوكليوتيدات في الثانية. إذا تذكرنا أن هناك 10 أزواج من المونومرات في دورة واحدة من الحمض النووي، يتبين أنه أثناء "الفك" يدور الجزيء بتردد 70 دورة في الثانية. للمقارنة: تبلغ سرعة دوران المبرد في وحدة النظام بالكمبيوتر حوالي 500 دورة في الثانية. ولكن على الرغم من المعدلات المرتفعة، فإن بوليميراز الحمض النووي لا يخطئ أبدًا. بعد كل شيء، فهي ببساطة تختار النيوكليوتيدات التكميلية. ولكن حتى لو ارتكبت خطأ، فإن بوليميراز الحمض النووي يتعرف عليها، ويتراجع خطوة إلى الوراء، وينزع المونومر الخطأ ويستبدله بالمونمر الصحيح. إن آلية تضاعف الحمض النووي معقدة للغاية، لكننا تمكنا من تحديد النقاط الرئيسية. من المهم أن نفهم أهميتها لكل من الكائنات الحية الدقيقة والكائنات متعددة الخلايا.