Lakhasly

إذا كنت ترغب في تصميم جزيء يكون بمثابة المادة الجينية في الكائنات الحية،● القدرة علـى تخزين المعلومـات )مـجموعـة من التعليمات الالزمة للتحكم في سلوك
● القدرة على نسخ نفسه بدقة )حين تنقسم الخلية، يجب نقل نسخة طبق األصل من
»الجزيء الجيني« لكل خلية من الخاليا الناتجة،يرمز DNA إلى الحمض النووي الرايبوزي منقوص األكسجين acid Deoxyribonucleic،ُ ّسم ً يان معا األحماض
النووية acids Nucleic ّ ، وجزيئات DNA و RNA
ّ هي جزيئات كبيرة مثل البروتينات وعديدة التسكر،ًمع ّ ا تسمى النيوكليوتيدات Nucleotides،النيوكليوتيدات
ّ تتكو ّ ن النيوكليوتيدات من ثالثة مكونات أصغر منها هي:
● قاعدة نيتروجينية base Nitrogenous
● سكر خماسي sugar Pentose
● مجموعة فوسفات group Phosphate.القاعدة النيتروجينية
ثايمين Thymine، وسايتوسين Cytosine وفي RNA ّ تحل قاعدة مماثلة تسمى
يوراسيل Uracil ً محل الثايمين.G,A.ً تنتمـي القاعدتـان أدنيـن وجوانيـن كيميائيـا إلـى البيورينـات Purines،الثـال ً ث األخـرى،نيوكليوتيد Nucleotide:
من النيوكليوتيدات مرتبطة
اإلستر.الشكل ١-١ تركيب النيوكليوتيد.فوسفات P .قاعدة
20
إذا كنت ترغب في تصميم جزيء يكون بمثابة المادة الجينية في الكائنات الحية، يجب
أن تكون لـه سمتان أساسيتان:
الخاليا(.● القدرة على نسخ نفسه بدقة )حين تنقسم الخلية، من دون أن يتم فقدان المعلومات(.ُ ّسم ً يان معا األحماض
ويرمز RNA إلى الحمض النووي الرايبوزي acid Ribonucleic.النووية acids Nucleic ّ ، وجزيئات DNA و RNA
ّ هي جزيئات كبيرة مثل البروتينات وعديدة التسكر، أي أنها بوليمرات طويلة السلسلة مكونة من وحدات مونومر مرتبطة
ًمع ّ ا تسمى النيوكليوتيدات Nucleotides، وبالتالي فإن DNA و RNA هي عديدة النيوكليوتيد Polynucleotides.ّ تتكو ّ ن النيوكليوتيدات من ثالثة مكونات أصغر منها هي:
توجد أربع قواعد نيتروجينية )تحتوي على النيتروجين( مختلفة، في كل من DNA و RNA. القواعد في DNA هي:
ثايمين Thymine، وسايتوسين Cytosine وفي RNA ّ تحل قاعدة مماثلة تسمى
C,T,الثـال ً ث األخـرى،ّ جزيء يتكون من قاعدة
ومجموعة فوسفات.عديد النيوكليوتيد
الشكل ١-١ تركيب النيوكليوتيد.ّ يتكون النيوكليوتيد من قاعدة
نيرتوجينية، وجمموعة
فوسفات P .الوحدة األولى: األحماض النووية وبناء البروتين
21
يوجد نوعان من السكر الخماسي
الرايبوز Ribose والرايبوز منقوص األكسجين Deoxyribose. الحمض النووي الرايبوزي )RNA). فإن
مجموعة الفوسفات
سؤال
1-1 لرسم نيوكليوتيد يمكن أن يوجد
ب. RNA فقط.حدد السكر والقاعدة في كل حالة واكتب مسمياتها.تركيب ATP
ًجزءا من DNA أو RNA،ً نيوكليوتيد أيضا.ّ يبين الشكل 2-1 تركيب ATP ّ ،ّ مجموعات من الفوسفات ليكون أدينوسين أحادي الفوسفات
أو أدينوسين
اسم ATP( أدينوسين ثالثي الفوسفات(،سكر؛ وال تخلط بين الثايمين Thymine والثيامين Thiamine،ثنائي النيوكليوتيد وعديدة النيوكليوتيد
ً يمكن أن يرتبط نيوكليوتيدان معا بواسطة تفاعل تكثيف )التفاعل نفسه المستخدم لربط حمض أميني بحمض أميني
آخر، أو سكر بسكر آخر(.أدنين
أدينوسني ثالثي الفوسفات.22
ّ يسم ّ ى الجزيء المتكو َ ن من ارتباط نيوكليوتيد ً ين معا ثنائي النيوكليوتيد Dinucleotide( الشكل 3-1 ّ أ(.مصطلحات علمية
ً مرتبطان معا برابطة فوسفات
رابطة فوسفات ثنائية اإلستر
bond Phosphodiester: رابطة
َ تربط نيوكليوتيد ً ين مع ّ ا.رابطتا إستر؛ تربط كل واحدة
منهما مجموعة الفوسفات
َي السكر على
المشتركة بجزيئ
جانب
3′
5′
الشكل 3-١ )أ( تركيب ثنائي النيوكليوتيد.سكر
سكر
سكر
سكر
أ. ً يرتبط حمضان أمينيان معا بواسطة التكثيف.األحياء - الصف الثاني عشر - الفصل الدراسي األول: كتاب الطالب
ّ يسم ّ ى الجزيء المتكو َ ن من ارتباط نيوكليوتيد ً ين معا ثنائي النيوكليوتيد Dinucleotide( الشكل 3-1 ّ أ(. وتسمى
الرابطة التي تنشأ رابطة فوسفات ثنائية اإلستر bond Phosphodiester.ألن مجموعة الفوسفات هنا تحتوي على رابطتَ َ ي إستر؛ واحدة لكل من السكر َ ين المرتبطين بها. يمكن تكرار عملية
ارتباط النيوكليوتيدات عدة ماليين من المرات لتكوين عديد النيوكليوتيد Polynucleotide الذي له شكل شريط طويل
غير متفرع من النيوكليوتيدات،ّ ترتبط جزيئات السكر ومجموعات الفوسفات بواسطة روابط فوسفات ثنائية اإلستر لتكو ً ن عمودا فقري
ثنائي النيوكليوتيد
ً مرتبطان معا برابطة فوسفات
ثنائية اإلستر.رابطة فوسفات ثنائية اإلستر
bond Phosphodiester: رابطة
َ تربط نيوكليوتيد ً ين مع ّ ا.رابطتا إستر؛ تربط كل واحدة
َي السكر على
َيها.3′
5′
الشكل 3-١ )أ( تركيب ثنائي النيوكليوتيد. )ب( تركيب عديد النيوكليوتيد.سكر
سكر
سكر
سكر
قاعدة
قاعدة
قاعدة
قاعدة
قاعدة
سؤال
أ. ً يرتبط حمضان أمينيان معا بواسطة التكثيف. ٢ ّسم الرابطة التي يتم تكوينها عندما:
ب. ً يرتبط سكران معا بواسطة التكثيف.23
الشكل 4-١ ّ رسم مبس ّط للولب املزدوج جلزيء DNA. تظهرالقواعد A، G، C يف جزء فقط من اجلزيء.ً في خمسينيات القرن الماضي،يستطيع DNA تخزين المعلومات أو نسخ نفسه. فعام 1953م توصل العالمان في جامعة كامبريدج جيمس واتسون
Watson James وفرانسيس كريك Crick Francis ً ، اعتمادا على مجموعة أدلة لعلماء آخرين، إلى تكوين نموذج ثالثي
األبعاد لجزيء DNA، حيث اعتمدوا على البيانات التي استخلصوها من صور حيود األشعة السينية لجزيء DNA التي
التقطتها العالمة روزاليند فرانكلين Franklin Rosalind، التي عملت في الكلية الملكية في لندن.ًا لجزيء DNA( الصورة 2-1ب(.ّكو ً ن واتسون وكريك نموذجا لتركيب DNA على شكل لولب مزدوج helix Double َ ، مستخدمين شريطين من عديد
َ النيوكليوتيد يمتدان في اتجاه َ ين متعاكس ً ين،الصورة ٢-١ )أ( روزاليند فرانكلني، التي وفرت صور حيود األشعة السينية اخلاصة هبا جلزيء DNA أدلة مهمة عن
شريطان متوازيان متعاكسا االتجاه
أ( )ب(
24
ّ يبين الشكل ٥-1أ نموذج ملء الفراغ filling-Space لجزيء DNA ّ . ويبين الشكل ٥-1ب، والشكل ٦-1 ً رسوما تخطيطية
ُ ّسمى طرفا شريط DNA الطرف 5′ والطرف .3′ حيث يوجد عند الطرف 5′ الفوسفات،الثانية الجزئيات الحيوية(. وي
الشكل ٥-١ )أ( نموذج ملء الفراغ لـ DNA ُ . ب( تظهرأزواج القواعد T-A ,C-G كيف يتناسب بعضها مع بعض يف ترابطها بروابط
َ هيدروجينية.يتصف جزيء DNA بالخصائص اآلتية:
َميني handed-Right ّ يلتف
● ّ يلتف الشريطان أحـدهما حـول اآلخـر ليشـكال
ً لولب ً ا مزدوجا.● َ يمتد الشريطان في اتجاه َ ين متعاكسين، لذا
يقال إنهما متوازيان ومتعاكسا االتجاه.● لكل شريط عمود فقــري مــن سكــر - فوســفات
تبـرز منـه قواعـد بزوايـا قائمـة.● تنجذب القواعد في الشريط الواحد إلى القواعد
في الشريط اآلخر بواسطة روابط هيدروجينية
يتم تثبيت رشيطي عديد النيوكليوتيد ً بين القواعد،َ اللذ َ ين يمتدان يف اجتاه ً ني متعاكسني، معا بروابط هيدروجينية بني القواعد.ترتبط A مع T َ برابطت َ ني هيدروجينيتني،ّ هيدروجينية، وهو ما يسم ّ ى ازدواج القواعد املكملة.N H
N H
األحياء - الصف الثاني عشر - الفصل الدراسي األول: كتاب الطالب
24
خصائص جزيء DNA
ّ يبين الشكل ٥-1أ نموذج ملء الفراغ filling-Space لجزيء DNA ّ . ويبين الشكل ٥-1ب، والشكل ٦-1 ً رسوما تخطيطية
لجزء من جزيء DNA،الثانية الجزئيات الحيوية(. وي
C-G كيف يتناسب بعضها مع بعض يف ترابطها بروابط
الحظ أن هناك رابطت َ ني هيدروجينيتني بني A و T وثالث روابط هيدروجينية بني G وC.يتصف جزيء DNA بالخصائص اآلتية:
● ّ يتكون من شريطي )سلسلتَي( عديد النيوكليوتيد. وهو ما يسم ّ ى ازدواج القواعد املكملة.أ(
N H
N H
N H
ب(
الوحدة األولى: األحماض النووية وبناء البروتين
25
● ً بسبب ارتباط الشريطين معا )مثل قطع أحجية الصور المقطوعة Puzzel)، يرتبط
األدنين )A )ً دائما مع الثايمين )T)، ويرتبط الجوانين )G ً ) دائما مع السايتوسين )C )
بيانات تشارجاف - انظر السؤال 3(. وترتبط G مع C بثالث روابط هيدروجينية.مصطلحات علمية
base Complementary
pairing: االرتباط بين
بروابط هيدروجينية في
األحماض النووية.سؤال
تشارجاف Chargaff Erwin ّ .مصدر DNA أدنين )%( جوانين )%( ثايمين )%( سايتوسين )%(
اإلنسان )ثديي( 30.9 29.4 19.8 20.السلمون )سمكة( 29.7 20.1 20.

١-١ تركيب DNA و RNA
إذا كنت ترغب في تصميم جزيء يكون بمثابة المادة الجينية في الكائنات الحية، يجب
أن تكون لـه سمتان أساسيتان:
● القدرة علـى تخزين المعلومـات )مـجموعـة من التعليمات الالزمة للتحكم في سلوك
الخاليا(.
● القدرة على نسخ نفسه بدقة )حين تنقسم الخلية، يجب نقل نسخة طبق األصل من
»الجزيء الجيني« لكل خلية من الخاليا الناتجة، من دون أن يتم فقدان المعلومات(.
يرمز DNA إلى الحمض النووي الرايبوزي منقوص األكسجين acid Deoxyribonucleic،
ُ ّسم ً يان معا األحماض

ويرمز RNA إلى الحمض النووي الرايبوزي acid Ribonucleic. وي
النووية acids Nucleic ّ ، ألنه تم العثور عليهما في األصل داخل النواة. وجزيئات DNA و RNA
ّ هي جزيئات كبيرة مثل البروتينات وعديدة التسكر، أي أنها بوليمرات طويلة السلسلة مكونة من وحدات مونومر مرتبطة
ًمع ّ ا تسمى النيوكليوتيدات Nucleotides، وبالتالي فإن DNA و RNA هي عديدة النيوكليوتيد Polynucleotides.
النيوكليوتيدات
ّ تتكو ّ ن النيوكليوتيدات من ثالثة مكونات أصغر منها هي:
● قاعدة نيتروجينية base Nitrogenous
● سكر خماسي sugar Pentose
● مجموعة فوسفات group Phosphate.
ّ يبين الشـكل 1-1 ّ تـركيب النيوكليوتيد وكيفية ارتباط مكو ً ناته الثالثة معا.
القاعدة النيتروجينية
توجد أربع قواعد نيتروجينية )تحتوي على النيتروجين( مختلفة، في كل من DNA و RNA. القواعد في DNA هي:
أدنين Adenine، جوانين Guanine، ثايمين Thymine، وسايتوسين Cytosine وفي RNA ّ تحل قاعدة مماثلة تسمى
يوراسيل Uracil ً محل الثايمين. ويشار غالبا إلى القواعد بترميزها بالحرف األول من الكلمة اإلنجليزية: U,C,T,G,A.
ً تنتمـي القاعدتـان أدنيـن وجوانيـن كيميائيـا إلـى البيورينـات Purines، وهـي ذات تركيـب ثنائـي الحلقـة، وتنتمي القواعد
الثـال ً ث األخـرى، ثايميـن وسايتوسـين ويوراسـيل كيميائيـا إلـى البيريميدينـات Pyrimidines، وهـي ذات تركيـب أحـادي
الحلقة.
مصطلحات علمية
نيوكليوتيد Nucleotide:
ّ جزيء يتكون من قاعدة
نيتروجينية وسكر خماسي،
ومجموعة فوسفات.
عديد النيوكليوتيد
Polynucleotide: شريط
من النيوكليوتيدات مرتبطة
ًمعا بروابط فوسفات ثنائية
اإلستر.

الشكل ١-١ تركيب النيوكليوتيد.
ّ يتكون النيوكليوتيد من قاعدة
نيرتوجينية، وسكر مخايس، وجمموعة
فوسفات P .

P

قاعدة

سكر

األحياء - الصف الثاني عشر - الفصل الدراسي األول: كتاب الطالب

20

١-١ تركيب DNA و RNA
إذا كنت ترغب في تصميم جزيء يكون بمثابة المادة الجينية في الكائنات الحية، يجب
أن تكون لـه سمتان أساسيتان:
● القدرة علـى تخزين المعلومـات )مـجموعـة من التعليمات الالزمة للتحكم في سلوك
الخاليا(.
● القدرة على نسخ نفسه بدقة )حين تنقسم الخلية، يجب نقل نسخة طبق األصل من
»الجزيء الجيني« لكل خلية من الخاليا الناتجة، من دون أن يتم فقدان المعلومات(.
يرمز DNA إلى الحمض النووي الرايبوزي منقوص األكسجين acid Deoxyribonucleic،
ُ ّسم ً يان معا األحماض

ويرمز RNA إلى الحمض النووي الرايبوزي acid Ribonucleic. وي
النووية acids Nucleic ّ ، ألنه تم العثور عليهما في األصل داخل النواة. وجزيئات DNA و RNA
ّ هي جزيئات كبيرة مثل البروتينات وعديدة التسكر، أي أنها بوليمرات طويلة السلسلة مكونة من وحدات مونومر مرتبطة
ًمع ّ ا تسمى النيوكليوتيدات Nucleotides، وبالتالي فإن DNA و RNA هي عديدة النيوكليوتيد Polynucleotides.
النيوكليوتيدات
ّ تتكو ّ ن النيوكليوتيدات من ثالثة مكونات أصغر منها هي:
● قاعدة نيتروجينية base Nitrogenous
● سكر خماسي sugar Pentose
● مجموعة فوسفات group Phosphate.
ّ يبين الشـكل 1-1 ّ تـركيب النيوكليوتيد وكيفية ارتباط مكو ً ناته الثالثة معا.
القاعدة النيتروجينية
توجد أربع قواعد نيتروجينية )تحتوي على النيتروجين( مختلفة، في كل من DNA و RNA. القواعد في DNA هي:
أدنين Adenine، جوانين Guanine، ثايمين Thymine، وسايتوسين Cytosine وفي RNA ّ تحل قاعدة مماثلة تسمى
يوراسيل Uracil ً محل الثايمين. ويشار غالبا إلى القواعد بترميزها بالحرف األول من الكلمة اإلنجليزية: U,C,T,G,A.
ً تنتمـي القاعدتـان أدنيـن وجوانيـن كيميائيـا إلـى البيورينـات Purines، وهـي ذات تركيـب ثنائـي الحلقـة، وتنتمي القواعد
الثـال ً ث األخـرى، ثايميـن وسايتوسـين ويوراسـيل كيميائيـا إلـى البيريميدينـات Pyrimidines، وهـي ذات تركيـب أحـادي
الحلقة.
مصطلحات علمية
نيوكليوتيد Nucleotide:
ّ جزيء يتكون من قاعدة
نيتروجينية وسكر خماسي،
ومجموعة فوسفات.
عديد النيوكليوتيد
Polynucleotide: شريط
من النيوكليوتيدات مرتبطة
ًمعا بروابط فوسفات ثنائية
اإلستر.

الشكل ١-١ تركيب النيوكليوتيد.
ّ يتكون النيوكليوتيد من قاعدة
نيرتوجينية، وسكر مخايس، وجمموعة
فوسفات P .

P

قاعدة

سكر

الوحدة األولى: األحماض النووية وبناء البروتين

21

السكر الخماسي
ّ تسمى السكريات التي تحتوي على خمس ذرات كربون سكريات خماسية Pentoses. يوجد نوعان من السكر الخماسي
في األحماض النووية، الرايبوز Ribose والرايبوز منقوص األكسجين Deoxyribose.
ّ يسمى الحمض النووي الذي يحتوي على الرايبوز، الحمض النووي الرايبوزي )RNA). ّ ويسمى الحمض النووي الذي
يحتوي على الرايبوز منقوص األكسجين، الحمض النووي الرايبوزي منقوص األكسجين )DNA). وكما يدل االسم، فإن
ً الرايبوز منقوص األكسجين هو تقريبا الرايبوز نفسه ينقصه ذرة أكسجين واحدة في الجزيء.
مجموعة الفوسفات
تعطي مجموعة الفوسفات األحماض النووية طبيعتها الحمضية.
سؤال
1 استفد من الشكل ،1-1 لرسم نيوكليوتيد يمكن أن يوجد
في:
أ. DNA فقط.

ب. RNA فقط.
حدد السكر والقاعدة في كل حالة واكتب مسمياتها.

تركيب ATP
على الرغم من أن ATP( أدينوسين ثالثي الفوسفات( ليس
ًجزءا من DNA أو RNA، فإنك ستتعرف على تركيبه هنا ألنه
ً نيوكليوتيد أيضا.
ّ يبين الشكل 2-1 تركيب ATP ّ ، ومكوناته الثالثة هي أدنين
ً ورايبوز وفوسفات. يشكل األدنين والرايبوز معا األدينوسين،
والذي يمكنه أن يرتبط مع مجموعة أو مجموعتَين أو ثالث
ّ مجموعات من الفوسفات ليكون أدينوسين أحادي الفوسفات
)AMP)، أو أدينوسين ثنائي الفوسفات )ADP)، أو أدينوسين
ثالثي الفوسفات )ATP )على التوالي.
ال تخلط بين األدنين واألدينوسين، فاألدينوسين هو جزء من
اسم ATP( أدينوسين ثالثي الفوسفات(، وهو أدنين يرتبط مع
سكر؛ وال تخلط بين الثايمين Thymine والثيامين Thiamine، فالثيامين هو فيتامين.
ثنائي النيوكليوتيد وعديدة النيوكليوتيد
ً يمكن أن يرتبط نيوكليوتيدان معا بواسطة تفاعل تكثيف )التفاعل نفسه المستخدم لربط حمض أميني بحمض أميني
آخر، أو سكر بسكر آخر(.

P
P
P

رايبوز أدنين+ رايبوز= أدينوسين

أدنين

الشكل ٢-١ تركيب ATP، أدينوسني ثالثي الفوسفات.

األحياء - الصف الثاني عشر - الفصل الدراسي األول: كتاب الطالب

22
ّ يسم ّ ى الجزيء المتكو َ ن من ارتباط نيوكليوتيد ً ين معا ثنائي النيوكليوتيد Dinucleotide( الشكل 3-1 ّ أ(. وتسمى
الرابطة التي تنشأ رابطة فوسفات ثنائية اإلستر bond Phosphodiester. يستخدم المصطلح ثنائية اإلستر Diester
ألن مجموعة الفوسفات هنا تحتوي على رابطتَ َ ي إستر؛ واحدة لكل من السكر َ ين المرتبطين بها. يمكن تكرار عملية
ارتباط النيوكليوتيدات عدة ماليين من المرات لتكوين عديد النيوكليوتيد Polynucleotide الذي له شكل شريط طويل
غير متفرع من النيوكليوتيدات، كما يوضح الشكل 3-1ب.

ًا تبرز منه
ّ
ّ ترتبط جزيئات السكر ومجموعات الفوسفات بواسطة روابط فوسفات ثنائية اإلستر لتكو ً ن عمودا فقري
ً القواعد جانبيا من جهة اليمين بزوايا قائمة.

مصطلحات علمية
ثنائي النيوكليوتيد
Dinucleotide: نيوكليوتيدان
ً مرتبطان معا برابطة فوسفات
ثنائية اإلستر.
رابطة فوسفات ثنائية اإلستر
bond Phosphodiester: رابطة
َ تربط نيوكليوتيد ً ين مع ّ ا. ثمة
رابطتا إستر؛ تربط كل واحدة
منهما مجموعة الفوسفات
َي السكر على

المشتركة بجزيئ
َيها.
جانب

P
P

P

P

P

P

3′
5′

P
P

الشكل 3-١ )أ( تركيب ثنائي النيوكليوتيد. )ب( تركيب عديد النيوكليوتيد.

سكر

سكر

سكر

سكر

سكر

سكر

سكر

سكر

قاعدة

قاعدة

قاعدة

قاعدة

قاعدة

قاعدة

قاعدة

قاعدة
)أ( )ب(

سؤال
أ. ً يرتبط حمضان أمينيان معا بواسطة التكثيف. ٢ ّسم الرابطة التي يتم تكوينها عندما:
ب. ً يرتبط سكران معا بواسطة التكثيف.

األحياء - الصف الثاني عشر - الفصل الدراسي األول: كتاب الطالب

22
ّ يسم ّ ى الجزيء المتكو َ ن من ارتباط نيوكليوتيد ً ين معا ثنائي النيوكليوتيد Dinucleotide( الشكل 3-1 ّ أ(. وتسمى
الرابطة التي تنشأ رابطة فوسفات ثنائية اإلستر bond Phosphodiester. يستخدم المصطلح ثنائية اإلستر Diester
ألن مجموعة الفوسفات هنا تحتوي على رابطتَ َ ي إستر؛ واحدة لكل من السكر َ ين المرتبطين بها. يمكن تكرار عملية
ارتباط النيوكليوتيدات عدة ماليين من المرات لتكوين عديد النيوكليوتيد Polynucleotide الذي له شكل شريط طويل
غير متفرع من النيوكليوتيدات، كما يوضح الشكل 3-1ب.

ًا تبرز منه
ّ
ّ ترتبط جزيئات السكر ومجموعات الفوسفات بواسطة روابط فوسفات ثنائية اإلستر لتكو ً ن عمودا فقري
ً القواعد جانبيا من جهة اليمين بزوايا قائمة.

مصطلحات علمية
ثنائي النيوكليوتيد
Dinucleotide: نيوكليوتيدان
ً مرتبطان معا برابطة فوسفات
ثنائية اإلستر.
رابطة فوسفات ثنائية اإلستر
bond Phosphodiester: رابطة
َ تربط نيوكليوتيد ً ين مع ّ ا. ثمة
رابطتا إستر؛ تربط كل واحدة
منهما مجموعة الفوسفات
َي السكر على

المشتركة بجزيئ
َيها.
جانب

P
P

P

P

P

P

3′
5′

P
P

الشكل 3-١ )أ( تركيب ثنائي النيوكليوتيد. )ب( تركيب عديد النيوكليوتيد.

سكر

سكر

سكر

سكر

سكر

سكر

سكر

سكر

قاعدة

قاعدة

قاعدة

قاعدة

قاعدة

قاعدة

قاعدة

قاعدة
)أ( )ب(

سؤال
أ. ً يرتبط حمضان أمينيان معا بواسطة التكثيف. ٢ ّسم الرابطة التي يتم تكوينها عندما:
ب. ً يرتبط سكران معا بواسطة التكثيف.

الوحدة األولى: األحماض النووية وبناء البروتين

23
الشكل 4-١ ّ رسم مبس ّط للولب املزدوج جلزيء DNA. تظهرالقواعد A، G، T، C يف جزء فقط من اجلزيء.

تركيب DNA
ً في خمسينيات القرن الماضي، كان تركيب عديد النيوكليوتيد معروفا كما في الشكل 3-1 ّ ب، لكنه لم يبين كيف
يستطيع DNA تخزين المعلومات أو نسخ نفسه. فعام 1953م توصل العالمان في جامعة كامبريدج جيمس واتسون
Watson James وفرانسيس كريك Crick Francis ً ، اعتمادا على مجموعة أدلة لعلماء آخرين، إلى تكوين نموذج ثالثي
األبعاد لجزيء DNA، حيث اعتمدوا على البيانات التي استخلصوها من صور حيود األشعة السينية لجزيء DNA التي
التقطتها العالمة روزاليند فرانكلين Franklin Rosalind، التي عملت في الكلية الملكية في لندن. وقد اقترحت الصور

ًا لجزيء DNA( الصورة 2-1ب(.
ّ
ً التي التقطتها تركيبا لولبي
ّكو ً ن واتسون وكريك نموذجا لتركيب DNA على شكل لولب مزدوج helix Double َ ، مستخدمين شريطين من عديد
َ النيوكليوتيد يمتدان في اتجاه َ ين متعاكس ً ين، ويرتبطان معا بواسطة روابط هيدروجينية بين القواعد )الشكل ٤-1(.

الصورة ٢-١ )أ( روزاليند فرانكلني، التي وفرت صور حيود األشعة السينية اخلاصة هبا جلزيء DNA أدلة مهمة عن
تركيبه. )ب( صورة حيود األشعة السينية لليف من DNA.

T A
C G
A T
G C

قواعد دورة واحدة كاملة = عشرة
أزواج من القواعد

رابطة هيدروجينية

العمود الفقري سكر - فوسفات للشريطين

شريطان متوازيان متعاكسا االتجاه

)أ(
)أ( )ب(

األحياء - الصف الثاني عشر - الفصل الدراسي األول: كتاب الطالب

24
خصائص جزيء DNA
ّ يبين الشكل ٥-1أ نموذج ملء الفراغ filling-Space لجزيء DNA ّ . ويبين الشكل ٥-1ب، والشكل ٦-1 ً رسوما تخطيطية
لجزء من جزيء DNA، حيث يشير 5′ و 3′ في الشكل ٦-1 إلى ذرات الكربون 5 و 3 من السكر )الصف 11 الوحدة
ُ ّسمى طرفا شريط DNA الطرف 5′ والطرف .3′ حيث يوجد عند الطرف 5′ الفوسفات،

الثانية الجزئيات الحيوية(. وي
وعند الطرف 3′ السكر.

الشكل ٥-١ )أ( نموذج ملء الفراغ لـ DNA ُ .( ب( تظهرأزواج القواعد T-A ,C-G كيف يتناسب بعضها مع بعض يف ترابطها بروابط
َ هيدروجينية. الحظ أن هناك رابطت َ ني هيدروجينيتني بني A و T وثالث روابط هيدروجينية بني G وC.
يتصف جزيء DNA بالخصائص اآلتية:
● ّ يتكون من شريطي )سلسلتَي( عديد النيوكليوتيد.
َميني handed-Right ّ يلتف

● كـل شريط هو لـولب ي
بـاتجاه عقـارب الساعـة.
● ّ يلتف الشريطان أحـدهما حـول اآلخـر ليشـكال
ً لولب ً ا مزدوجا.
● َ يمتد الشريطان في اتجاه َ ين متعاكسين، لذا
يقال إنهما متوازيان ومتعاكسا االتجاه.
● لكل شريط عمود فقــري مــن سكــر - فوســفات
تبـرز منـه قواعـد بزوايـا قائمـة.
● تنجذب القواعد في الشريط الواحد إلى القواعد
في الشريط اآلخر بواسطة روابط هيدروجينية
الشكل 6-١ جزء من جزيء DNA. يتم تثبيت رشيطي عديد النيوكليوتيد ً بين القواعد، بحيث يبقى الشريطان معا.
َ اللذ َ ين يمتدان يف اجتاه ً ني متعاكسني، معا بروابط هيدروجينية بني القواعد.
ترتبط A مع T َ برابطت َ ني هيدروجينيتني، وترتبط C مع G بثالث روابط
ّ هيدروجينية، وهو ما يسم ّ ى ازدواج القواعد املكملة.
رابطتان هيدروجينيتان

G

P

P

T

P

P

P

P
T

C

A

3

5

3
5

A
سكر

سكر

سكر

سكر

سكر
ثالث روابط هيدروجينية

سكر

)أ(

N
N
H
N
N

N
N
O
N H
H

P
O
O
O
O

P
O
O
O
O

O
O

O

N
N
N
N H

P
O
O
O
O

P
O
O
O
O

O
O

O

O
N
N H
H

H
H
A

G

C
T

N

)ب(

األحياء - الصف الثاني عشر - الفصل الدراسي األول: كتاب الطالب

24
خصائص جزيء DNA
ّ يبين الشكل ٥-1أ نموذج ملء الفراغ filling-Space لجزيء DNA ّ . ويبين الشكل ٥-1ب، والشكل ٦-1 ً رسوما تخطيطية
لجزء من جزيء DNA، حيث يشير 5′ و 3′ في الشكل ٦-1 إلى ذرات الكربون 5 و 3 من السكر )الصف 11 الوحدة
ُ ّسمى طرفا شريط DNA الطرف 5′ والطرف .3′ حيث يوجد عند الطرف 5′ الفوسفات،

الثانية الجزئيات الحيوية(. وي
وعند الطرف 3′ السكر.

الشكل ٥-١ )أ( نموذج ملء الفراغ لـ DNA ُ .( ب( تظهرأزواج القواعد T-A ,C-G كيف يتناسب بعضها مع بعض يف ترابطها بروابط
َ هيدروجينية. الحظ أن هناك رابطت َ ني هيدروجينيتني بني A و T وثالث روابط هيدروجينية بني G وC.
يتصف جزيء DNA بالخصائص اآلتية:
● ّ يتكون من شريطي )سلسلتَي( عديد النيوكليوتيد.
َميني handed-Right ّ يلتف

● كـل شريط هو لـولب ي
بـاتجاه عقـارب الساعـة.
● ّ يلتف الشريطان أحـدهما حـول اآلخـر ليشـكال
ً لولب ً ا مزدوجا.
● َ يمتد الشريطان في اتجاه َ ين متعاكسين، لذا
يقال إنهما متوازيان ومتعاكسا االتجاه.
● لكل شريط عمود فقــري مــن سكــر - فوســفات
تبـرز منـه قواعـد بزوايـا قائمـة.
● تنجذب القواعد في الشريط الواحد إلى القواعد
في الشريط اآلخر بواسطة روابط هيدروجينية
الشكل 6-١ جزء من جزيء DNA. يتم تثبيت رشيطي عديد النيوكليوتيد ً بين القواعد، بحيث يبقى الشريطان معا.
َ اللذ َ ين يمتدان يف اجتاه ً ني متعاكسني، معا بروابط هيدروجينية بني القواعد.
ترتبط A مع T َ برابطت َ ني هيدروجينيتني، وترتبط C مع G بثالث روابط
ّ هيدروجينية، وهو ما يسم ّ ى ازدواج القواعد املكملة.
رابطتان هيدروجينيتان

G

P

P

T

P

P

P

P
T

C

A

3

5

3
5

A
سكر

سكر

سكر

سكر

سكر
ثالث روابط هيدروجينية

سكر

)أ(

N
N
H
N
N

N
N
O
N H
H

P
O
O
O
O

P
O
O
O
O

O
O

O

N
N
N
N H

P
O
O
O
O

P
O
O
O
O

O
O

O

O
N
N H
H

H
H
A

G

C
T

N

)ب(

الوحدة األولى: األحماض النووية وبناء البروتين

25
● ً بسبب ارتباط الشريطين معا )مثل قطع أحجية الصور المقطوعة Puzzel)، يرتبط
األدنين )A )ً دائما مع الثايمين )T)، ويرتبط الجوانين )G ً ) دائما مع السايتوسين )C )
وهذا يسمى ازدواج القواعد المكملة pairing base Complementary( وهذا يشرح
بيانات تشارجاف - انظر السؤال 3(.
● ترتبط A مع T برابطتَين هيدروجينيتَين، وترتبط G مع C بثالث روابط هيدروجينية.
● ً يرتبط البيورين دائما مع البيريميدين )الشكل ٦-1(.

مصطلحات علمية
ازدواج القواعد املكملة
base Complementary
pairing: االرتباط بين
A و T أو U وبين C و G
بروابط هيدروجينية في
األحماض النووية.

سؤال
3 تتضمن األدلة التي استخدمها واتسون وكريك يف تكوين منوذج DNA بيانات من الكيميائي األمريكي إروين
تشارجاف Chargaff Erwin ّ . يبي اجلدول 1-1 ً بعض ً ا من هذه البيانات. ارصد منط ً ا بسيطا يف نسب القواعد.
مصدر DNA أدنين )%( جوانين )%( ثايمين )%( سايتوسين )%(
اإلنسان )ثديي( 30.9 19.9 29.4 19.8
الدجاجة )طائر( 28.8 20.5 29.2 21.5
السلمون )سمكة( 29.7 20.8 29.1 20.4
الجرادة )حشرة( 29.3 20.5 29.3 20.7
القمح )نبات( 27.3 22.7 27.1 22.8
اإلشريكية القولونية coli Escherichia( بكتيريوم( 24.7 26.0 23.6 25.7
آكل البكتيريا 24.6 24.1 32.7 18.5 174 X( فيروس(
ًا.
ّات النسبية من القواعد األربع يف كائنات حية خمتلفة. جمموع األرقام يف كل صف يساوي 100 تقريب

اجلدول ١-١ الكمي
يمثل كل رقم النسبة املئوية لتلك القاعدة يف DNA الكائن احلي املذكور.
● تكون البيورينات بعرض حلقتَ َ ين، والبيريميدينات بعرض حلقة واحدة. وتكون المسافة بين عمودي الشريطين ثابتة
ً وبعرض ثالث حلقات دائما.

ّولب المزدوج كل 10 أزواج من القواعد.

● تحدث الدورة الكاملة لل
يعتمد تتابع القواعد في الشريط الواحد على تتابع القواعد في الشريط اآلخر، ألن القاعدة A يجب أن ترتبط مع
القاعدة T، والقاعدة G يجب أن ترتبط مع القاعدة C. أي أن الشريطين يكمل أحدهما اآلخر.
أدرك واتسون وكريك على الفور كيف يوضح هذا التركيب عملية تخزين DNA للمعلومات، وكيف ينسخ نفسه.
إن المعلومات هي تتابع القواعد األربع C، T، G، A بأي ترتيب على طول الجزيء. وأي تتابع ممكنٌ ضمن الشريط
ّ الواحد، لكن يجب أن يكون التتابع في الشريط اآلخر مكم ًال له؛ فتتابع القواعد هو بمثابة رسالة مشفرة.
ً ومن الخصائص الجميلة أيضا لجزيء DNA أنه يمكن أن ينسخ نفسه )يتضاعف( بدقة عن طريق »انفكاك« Unzipping
شريطي DNA ً ، وهذا سهل نسبيا ألن الشريطين يرتبط أحدهما باآلخر بروابط هيدروجينية ضعيفة، وبالتالي يمكن لكل

َين من DNA.
َين متماثل
ّ شريط منهما أن يكون نسخة من نفسه، ليتم إنتاج جزيئ

األحياء - الصف الثاني عشر - الفصل الدراسي األول: كتاب الطالب

26
تركيب RNA
جزيء RNA شريط مفرد من عديد النيوكليوتيد على العكس من DNA ً . ستدرس الحقا في هذه الوحدة بناء البروتين
)الموضوع ٤-1(. وهذا يتضمن ثالثة أنواع من RNA هي RNA المرسال RNA Messenger( mRNA)، و RNA الناقل
RNA Transfer( tRNA)، و RNA الرايبوسومي RNA Ribosomal( rRNA). ينثني RNA الناقل و RNA الرايبوسومي على
شكل تراكيب معقدة، في حين يبقى RNA المرسال على شكل شريط غير ملتف.