مورثة

من أجل استخدامات أخرى، انظر مورثة (توضيح).

هذا الرسم المنسق يوضح مورثة وعلاقتها ببنية اللولب المزدوج للدنا DNA وللكروموسوم (يمين). الإنترونات Intron هي مناطق كثيراً ما تتواجد في مورثات حقيقيات النوى ويـُنزعوا في عملية اللحام splicing (بعد حتى يـُنسـَخ الدنا إلى الرنا RNA): فقط الإكسونات exon encode the الپروتين. هذا الرسم يوضح منطقة فيها فقط نحو40 قاعدة كما لوكانت مورثة كاملة. في الواقع، معظم المورثات هم أكبر مئات المرات من ذلك العدد من القواعد.

المورثة أوالجين جمعها مورثات وجينات Genes هي الوحدات الأساسية للوراثة في الكائنات الحية . فضمن هذه المورثات يتم تشفير المعلومات المهمة للوظائف العضوية (المتعضية) organism الحيوية . تتواجد المورثات عادة ضمن المادة الوراثية للمتعضية التي تمثلها الدنا أوالرنا في بعض الحالات النادرة ، بالتالي فإن هذه المورثات هي من تحدد تطور وسلوكيات هذه المتعضية والفوارق بين أفراد في صفات الجنس الواحد يمكن حتى تعزى للفوارق في المورثات التي تحملها هذه الأفراد .

والمورثة: هي بترة من احدى سلسلتي الدنا تحتل موضعا معينا على هذه السلسلة وتحدد المورثة بعدد النوكليوتيدات الداخلة في هجريبها ونوعها وترتيبها, وهي قابلة للتغير نتيجة الطفرات لاعطاء أليلات للصفة نفسها.

تنتقل المادة الوراثية من جيل لآخر ، خلال عملية التكاثر reproduction ، بحيث يكتسب جميع فرد حديث نصف مورثاته من أحد والديه والنصف الآخر من الوالد الآخر . في بعض الحالات يمكن للمادة الوراثية حتى تنقل بين أفراد غير أقرباء بعمليات مثل transfection أوعن طريق الفيروسات .

بشكل أساسي ، تحوي المورثات المعلومات الأساسية لبناء البروتينات والإنزيمات والمواد الحيوية اللازمة للعضوية ووظائفها.

تعريفات فيزيائية

البنية الكيميائية لجزء ذي أربع قواعد من اللولب المزدوج للدنا.

الهجريب الوظيفي للجين

Diagram of the "typical" eukaryotic protein-coding gene. Promoters and enhancers determine what portions of the DNA will be transcribed into the precursor mRNA (pre-mRNA). The pre-mRNA is then spliced into messenger RNA (mRNA) which is later translated into protein.

ماهوDNA?

الجين ببساطة تعبير عن مبتر الـ (DNA)الذى يعمل كـ (طابعة وناسخ ل لإنزيمات , وإصدار الشفرات , التى تترجم إلى أوامر , لقيام الخلية بالوظائف الطبيعية المتنوعة), ودعونا نلقى نظرة على عملية تحول الـ (DNA)إلى انزيمات بصورة كاملة حتى نفهم كيفية عمله .

- من طبيعة الحال سمعنا عن جزئ الـ (DNA)الذى يشبه الشكل اللولبى المزدوج (DOUBLE STRAND )

- إذا الـ (DNA)يشبه خيطين ملتفين معاً فيما يشبه لولب طويل , ويتواجد الـ (DNA)فى جميع الخلايا كقاعدة مزدوجة مصنوعة من أربعة أنواع مختلفة من الـ (NUCLEOTIDES), وكل زوج من القواعد يتكون من جزئين من الـ (NUCLEOTIDES )

- ويرتبط الزوجين معاً مثل الدرجات في السلم الحلزونى , فإن البناء الكلى يلتف ويتحول إلى لولب , ويبلغ طول هذا السلم في إحدى خلايا (E.coli)حوالى أربعة ملايين زوج من القواعد , وترتبط النهايات سوية لتكون دائرة , ثم تكبس هذه الدائرة لتناسب حجم الخلية , فيما يعهد بالنواة .

- وتعهد المادة الوراثية كلها باسم المادة الجينية (GENOME), وقد قام الفهماء بفك شفرة هذه الدائرة " هذه المادة الجينية "، أى حتى الفهماء يعهدون الـ (4 ملايين)زوج من القواعد اللازمة لبناء تكوين (DNA)لخلية (E.coli ).

- أما (DNA)لدى البشر فيتكون من 3مليار من أزواج القواعد .

- وتتكون الإنزيمات من عشرون نوعاً من الأحماض الأمينية مرتبطة جميعاً في نظام معين .

- ومن هنا فالسؤال هوكيف من الممكن أن نحصل من (DNA)مكون من أربعة (NUCLEOTIDES)على إنزيمات تتكون من 20 نوعاً من الأحماض الامينية،يا ترى؟

1- هناك بروتين معقد وغريب يطلق عليه (RIBOSOME)والذى يقرأ (RNA)والذي يصدر من (DNA)ويحوله الى سلاسل من الأحماض الامينية .

2- ولكى نحصل على الأحماض الأمينية السليمة فإن (RIBOSOME)يأخذ (NUCLEOTIDES)ويقسمها على مجموعات , مكونة من ثلاثة إنزيمات للتفرقة بين الأحماض الأمينية العشرون , وهذا يعنى حتى جميع ثلاثة أزواج من القواعد في سلسلة (DNA) تأخذ رمز لحمض أمينى واحد في إنزيم .

- وبما حتى (DNA) يتكون من أربعة قواعد مختلفة , ولأن الكود الجينى للبروتين يتكون من ثلاث قواعد , ولأن (4× 4× 4= 64)فهناك 64 نموذج ممكن للكود الجينى .

- بما حتى هناك عشرين حمض أمينى فقط , فهذا يعنى بعض الزيادة .

- وفى (DNA)يتواجد (100 – 1000 كود)- (300 - 3000 قاعدة).

- تحدد الأحماض الأمينية للإنزيم , ثم كود جينى يميز نهاية السلسلة أى حتى السلسلة هى مجموعة من القواعد التى يطلق عليها PROMOTER .

- ثم مجموعة من PROMOTER , الاكواد الجينية للجينات في النهائة الكود الجينى في نهاية السلسلة .

- إذا الخيط الطويل من الـ (DNA)فى خلية بكتريا E.coli به شفرات لحوالي 4000 جين تقوم هذه الجينات بتحديد حوالي 1000إنزيم في السيتوبلازم في خلية E.coli .

- وهناك الكثير من الجينات المتطابقة .

- ولخلق انزيم فلابد للخلية حتى تنقل الجين من الـ (DNA)إلى MESSENGER RNA.

- ويقوم بعملية النقل انزيم يطلق عليه POLYMERASE RNA ويرتبط هذا الأنزيم POLYMERASE RNA بـ dna عند نقطة الرواج ويفصل بين طرفى خيط dna ثم يقوم بنسخ أحد طرفى خيط dna إلى خيط RNA . - إذا RNA ,RIBONUCLEIC يشبه إلى حد كبير (DNA)ولكنهقد يكون في حالة وحيدة " أى حتى طرفيه منفصلان " في حين حتى DNA طرفين متشابين فيما يشبه اللولب . إذن فوظيفة Rna polymerase هى نسخ جين من dna وتحويله إلى طرف مستقل من messenger rna ويتحول الطرف المفرد من messenger rna إلى RIBOSOME .

- ويبدوRIBOSOME في البداية كأنه كود جينى في messenger rna , ثم يجد الحمض الأمينى المناسب لهذا الكود الجينى – ثم يمسك به وبعدها يبحث عن الكود الجينى التالى ويجد الحمض الأمينى المناسب ويضمه إلى الحمض الامينى الأول ثم يجد الكود الأمينى الثالث إلى غير ذلك . ...

- وبالإختصار فإن RIBOSOME يقرأ الأكواد الجينية ويحولها إلى احماض امينية معاً ليكون سلسلة كبيرة وعندما يصل إلى الكود الجينى النهائى الأخير " كود التوقف " فإن RIBOSOME يقوم باطلاق السلسلة كلها .

- وبالطبع تعد تلك السلسلة الطويلة من الأحماض الأمينية انزيماً , ثم تلتف لتكون شكلها المميز وتسبح بحرية وتبدأ في أداء أى ردود أفعال يقوم بها الأنزيم .

- من الواضح أنه ليست عملية بسيطة – إذا RIBOSOME بناء معقد من الإنزيمات ويرتبط RIBOSOMAH RNA بالكثير من الجزيئات , ويساعد RIBOSOME انزيم آخر هوATP والذى يساعده من خلال مرورة بـ MESSENGER RNA ومن خلال تجميعه للأحماض الأمينية معاً .

الكود الجيني

Schematic diagram of a single-stranded RNA molecule illustrating the position of three-base codons.

تكوين الجينوم

Gene content of various organisms
الأنواع	عدد الجينات
Mycoplasma genitalium	500
Streptococcus pneumoniae	2,300
Escherichia coli	4,400
Saccharomyces cerevisiae	5,800
Drosophila melanogaster	13,700
Caenorhabditis elegans	19,000
Sea urchin	23,300
Arabidopsis thaliana	25,500
Homo sapiens	27,000
Mus musculus	29,000
Oryza sativa	50,000

مواضيع متعلقة

وراثة
فهم الجينوم
دنا
رنا
بروتين
التطور من وجهة نظر مورثية Gene-centric view of evolution
تعبير جيني
علاج جيني
عائلة جينية
برمجة جينية
خوارزميات جينية
علبة تماثلية Homeobox
مشروع الجينوم البشري
قائمة بأهم الجينات (إنكليزي)

الدنا
Epigenetics
Gene-centric view of evolution
Gene expression
Gene family
Gene pool
Gene therapy
Genetic algorithm
جينوم
Genomics
قائمة بأشهر الجينات
Meme
Pseudogene

المصادر

^ خطأ استشهاد: وسم <ref> غير سليم؛ لا نص تم توفيره للمراجع المسماة Watson_2004

قراءات إضافية

Dawkins, Richard (1990). The Selfish Gene. Oxford University Press. ISBN 0-19-286092-5.Google Book Search; first published 1976.
Dawkins, Richard (1995). River Out of Eden. Basic Books. ISBN 0-465-06990-8.

وصلات خارجية

The Dolan DNA Learning Center
DNA Interactive
DNA From The Beginning

هناك كتاب ، الجينات, التكنولوجيا والسياسة، في فهم الخط.

دورات تعليمية وأخبار

Science aid: Genetics for beginners
Recount slashes number of human genes (from New Scientist magazine)
National Human Genome Research Institute — News Release
Human Genome Sequencing Consortium, International (2004). "Finishing the euchromatic sequence of the human genome". Nature. 431 (7011): 931–45. doi:10.1038/nature03001. PMID 15496913.

المصادر وقواعد البيانات

Comparative Toxicogenomics Database curates gene-chemical interactions, as well as gene-disease relationships and chemical-disease relationships.
Bioinformatic Harvester A Meta search engine (29 databases) for gene and protein information.
OMIM NIH's National Library of Medicine NCBI website link to Online Mendelian Inheritance in Man.
iHOP - Information Hyperlinked over Proteins
Entrez Gene - A searchable database of genes
IDconverter - Map your ids to other known public DBs
GeneCards - the Human Gene Compendium