معلومة

ما هي الخصائص (إن وجدت) التي تمتلكها المناطق الغنية بالحمض النووي؟

ما هي الخصائص (إن وجدت) التي تمتلكها المناطق الغنية بالحمض النووي؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

كنت أبحث عن صبغة الفلورسنت DAPI وأرى ذلك

يرتبط بقوة بالمناطق الغنية بـ A-T في الحمض النووي.

جعلني ذلك أتساءل ما الذي يميز المناطق الغنية بالآتيونات.


فيما يتعلق بـ DAPI نفسه ، يمكن للمرء أن يقول أن الجزيء نفسه له شكل مكمل لشكل الحمض النووي الغني بـ A-T. لذلك في هذه الحالة يكون "خاصًا" لأن DAPI يحدث أن يكون لديه البنية لتشكيل روابط لمناطق الحمض النووي الغنية بـ A-T. (يمكن أن يكون هناك جزيء عضوي آخر يرتبط بالمناطق الغنية بـ CG). سيظهر بحث جوجل السريع كيف يبدو

فيما يتعلق بـ A-T بشكل عام ، تشترك A-T في 2 روابط هيدروجينية. ومع ذلك ، ليس هذا هو السبب في أنه من الأسهل كسر المناطق الغنية في A-T. تزعزع المناطق الغنية بـ A-T استقرار الحلزون المزدوج للحمض النووي. راجع هذا http://nar.oxfordjournals.org/content/34/2/564.long. يحدث بدء النسخ بالقرب من مناطق T-A الغنية ، على سبيل المثال صندوق تاتا في حقيقيات النوى ومربع Pribnow في بدائيات النوى.


تم العثور على الحمض النووي المدهش في الناس القدماء من جنوب أوروبا

تعطي دراسة لثمانية آلاف عام من علم الوراثة من إسبانيا والبرتغال صورة معقدة بشكل مدهش لأسلاف السكان.

منذ بداية الهجرة البشرية ، كانت شبه الجزيرة الأيبيرية - موطن إسبانيا والبرتغال الحديثة - مكانًا اختلطت فيه ثقافات إفريقيا وأوروبا والبحر الأبيض المتوسط.

في ورقة جديدة في المجلة علم، قامت مجموعة من 111 من علماء الوراثة السكانية وعلماء الآثار برسم 8000 عام من علم الوراثة في المنطقة. إنهم يرسمون صورة تظهر الكثير من التعقيد الجيني ، ولكن هذا يشير أيضًا إلى هجرة غامضة واحدة منذ حوالي 4500 عام أدت إلى هز الحمض النووي للإيبيريين القدماء تمامًا.

بحث الفريق في دليل الحمض النووي عن أدلة حول كيف ومتى أصبحت مجموعات سكانية مختلفة جزءًا من مجموعة الجينات في شبه الجزيرة الأيبيرية. قاموا بتسلسل جينومات 271 من الأيبيريين القدامى ، ثم قاموا بدمج هذه المعلومات مع البيانات المنشورة مسبقًا حول 132 من سكان شبه الجزيرة القديمة الآخرين.

كانت الصورة أكثر تعقيدًا مما كانوا يتوقعون.


التمهيدي

ملخص

لا يمكن لبوليميرات الدنا أن تبدأ تخليق سلاسل الدنا في غياب جهاز فتيلة. على الرغم من أن بوليميرات الحمض النووي يمكنها بسهولة تمديد بادئات الحمض النووي القصيرة التي يتم تلدينها عشوائيًا إلى حبلا القالب في المختبر، لوحظ فتيلة محددة في الجسم الحي. في الجسم الحي قد تكون البادئات كالتالي: RNA المُصنَّع بواسطة بوليميراز RNA ، بواسطة primases أو RNA مُشكَّل مسبقًا (tRNA) DNA يتم إنتاجه عن طريق توليفة من أول RNA ثم تمديده بواسطة DNA polymerase كما لوحظ للعمل المزدوج لل primase و DNA بوليميراز ألفا في حقيقيات النوى بادئات الحمض النووي التي تنتجها خدش محدد لشريط واحد من الحمض النووي أو عن طريق إعادة التركيب والبروتينات الطرفية.


أربع طرق يمكن أن تكون البكتيريا مفيدة للبشر

قد يكون لدى الكثير من الناس دلالات سلبية تتبادر إلى الذهن عندما يفكرون في البكتيريا. ومع ذلك ، ليست كل البكتيريا ضارة للإنسان. تساعد بعض البكتيريا على الهضم ، وتصنع بعض الأطعمة ، وتكافح العدوى وتقوي الجسم.

بكتريا قولونية الإشريكية القولونية ، أو الإشريكية القولونية ، هي بكتيريا تعيش بشكل طبيعي في أمعاء البشر والحيوانات الأخرى. كثيرا ما يطلق عليه سمعة سيئة نتيجة السلالات السيئة التي تصيب الطعام وتسبب الإسهال والقيء والحمى وآلام البطن والجفاف والفشل الكلوي في الحالات الشديدة. الإشريكية القولونية ليست مجرد بكتيريا يمكن أن تكون ضارة للإنسان. كما أنه مفيد جدًا للإنسان من خلال مساعدة أجسامهم على تكسير الطعام وهضمه. في بعض الحالات ، لوحظ أن الإشريكية القولونية تقتل السالمونيلا التي تتغذى على الحديد. تعتبر الإشريكية القولونية أكثر فاعلية في امتصاص الحديد ، لذلك فهي تزيله من السالمونيلا حتى لا تتمكن من العيش.

البروبيوتيك تشمل البروبيوتيك الخمائر والبكتيريا الحية التي تعيش في أحشاء البشر وتساعد في الحفاظ على صحة الجهاز الهضمي وعمله في أفضل حالاته. يمكن العثور على هذه البكتيريا المفيدة أو الصحية في بعض الأطعمة أو تناولها في شكل مكملات غذائية ومشروبات. أحد أكثر أنواع البروبيوتيك شيوعًا التي يتم تناولها في شكل مكمل هو acidophilus. لقد لوحظ أن البروبيوتيك تعمل على تحسين عملية الهضم لدى البشر من خلال التأثير على الأعصاب في أمعائك التي تتحكم في حركة الطعام. كما أن لها فوائد أخرى مثل تقوية جهاز المناعة وتقليل الكوليسترول ومنع بعض أنواع العدوى.

الأطعمة المخمرة يتم إنشاء الأطعمة المخمرة في جو خاضع للرقابة ، مثل وعاء أو جرة ، حيث تحل البكتيريا المفيدة للإنسان محل البكتيريا التي يمكن أن تكون ضارة. تقوم البكتيريا بطرد ثاني أكسيد الكربون الذي يقتل الأكسجين في البيئة الخاضعة للرقابة ، وكذلك حمض اللاكتيك. بعد مرور بعض الوقت ، لا يمكن للبكتيريا التي يحتمل أن تكون ضارة أن تعيش في البيئة الحمضية المستنفدة للأكسجين والتي يتم تكوينها وتموت ، لتحل محلها البكتيريا المفيدة. لا تمنع هذه البكتيريا الأطعمة من التلف وتجعلها صحية للإنسان بدلاً من ذلك ، ولكنها تتحول أيضًا إلى بروبيوتيك في الأمعاء ، مما يساعد الناس على البقاء بصحة جيدة. تميل الأطعمة المخمرة إلى أن يكون لها طعم منعش أو حامضي بسبب العملية التي تخضع لها. بعض الأمثلة على الأطعمة المخمرة تشمل مخلل الملفوف ، الكيمتشي ، الزبادي ، الكمبوتشا ، الكفير ، ميسو والأجبان النيئة.

مضادات حيوية على الرغم من أن التسمية يمكن أن تكون مربكة ، إلا أن المضادات الحيوية مصنوعة أيضًا من البكتيريا والعفن والفطريات. تم إنشاؤها أيضًا لتخليص الجسم من البكتيريا الضارة التي تسبب المرض. نظرًا لأن المضادات الحيوية مصنوعة أساسًا من نفس مكونات البكتيريا الغازية للجسم ، فهي قادرة على مهاجمة الخلايا البكتيرية بدلاً من الخلايا البشرية. تشمل الخلايا البكتيرية جدارًا خلويًا ، بينما لا تحتوي الخلايا البشرية على ذلك ، لذلك يمكن للمضادات الحيوية بشكل أساسي مكافحة النيران بالنار ومهاجمة الخلايا المماثلة. تكسر المضادات الحيوية جدران الخلايا للبكتيريا الغازية ، وتنكسر الخلايا البكتيرية لعدم وجود أي شيء يحميها ، مما يقضي على العدوى. لسوء الحظ ، تميل المضادات الحيوية إلى مهاجمة جميع أنواع البكتيريا المختلفة في الجسم ، حتى البكتيريا المفيدة. يمكن مواجهة آثار المضادات الحيوية على البكتيريا الصحية من خلال تناول نظام غذائي غني بالأطعمة المخمرة أو تناول مكملات البروبيوتيك.


ما هي الخصائص (إن وجدت) التي تمتلكها المناطق الغنية بالحمض النووي؟ - مادة الاحياء

توجد مستقبلات الستيرويد وهرمونات الغدة الدرقية داخل الخلايا المستهدفة ، في السيتوبلازم أو النواة ، وتعمل كعوامل نسخ تعتمد على الترابط. وهذا يعني أن مركب مستقبلات الهرمونات يرتبط بمناطق محفز للجينات المستجيبة ويحفز أو يمنع أحيانًا النسخ من تلك الجينات.

وبالتالي ، فإن آلية عمل هرمونات الستيرويد هي تعديل التعبير الجيني في الخلايا المستهدفة. من خلال التأثير الانتقائي على النسخ من مجموعة من الجينات ، يتم تغيير تركيز تلك البروتينات المعنية ، والتي من الواضح أنها يمكن أن تغير النمط الظاهري للخلية.

هيكل المستقبلات داخل الخلايا

مستقبلات الستيرويد وهرمون الغدة الدرقية هي أعضاء في مجموعة كبيرة ("الأسرة الفائقة") من عوامل النسخ. في بعض الحالات ، يتم التعبير عن أشكال متعددة لمستقبل معين في الخلايا ، مما يزيد من تعقيد الاستجابة. تتكون كل هذه المستقبلات من سلسلة بولي ببتيد واحدة تحتوي ، في التحليل المبسط ، على ثلاثة مجالات متميزة:

  • النهاية الأمينية: في معظم الحالات ، تشارك هذه المنطقة في تنشيط أو تحفيز النسخ من خلال التفاعل مع المكونات الأخرى لآلة النسخ. التسلسل متغير للغاية بين المستقبلات المختلفة.
  • مجال ربط الحمض النووي: الأحماض الأمينية في هذه المنطقة مسؤولة عن ربط المستقبل بتسلسلات محددة من الحمض النووي.
  • مجال carboxy-terminus أو مجال ربط ligand: هذه هي المنطقة التي تربط الهرمون.

بالإضافة إلى هذه المجالات الأساسية الثلاثة ، هناك منطقتان مهمتان أخريان من بروتين المستقبل هما تسلسل التوطين النووي ، الذي يستهدف البروتين بالنواة ، ومجال ثنائي الأبعاد ، وهو المسؤول عن غلق مستقبلين معًا في شكل قادر على ربط الحمض النووي. .

ارتباط مستقبلات الهرمونات والتفاعلات مع الحمض النووي

كونها دهونًا ، تدخل هرمونات الستيرويد الخلية عن طريق الانتشار البسيط عبر غشاء البلازما. تدخل هرمونات الغدة الدرقية الخلية عن طريق الانتشار الميسر. توجد المستقبلات إما في السيتوبلازم أو النواة ، حيث تلتقي بالهرمون. عندما يرتبط الهرمون بالمستقبلات ، تحدث سلسلة مميزة من الأحداث:

  • تنشيط المستقبلات هو المصطلح المستخدم لوصف التغيرات التوافقية في المستقبلات التي يسببها هرمون الارتباط. النتيجة الرئيسية للتنشيط هي أن المستقبل يصبح مؤهلاً لربط الحمض النووي.
  • ترتبط المستقبلات المنشطة بـ "عناصر الاستجابة للهرمونات" ، وهي سلاسل قصيرة محددة من الحمض النووي والتي توجد في محفزات الجينات المستجيبة للهرمونات. في معظم الحالات ، تربط مجمعات مستقبلات الهرمونات الحمض النووي في أزواج ، كما هو موضح في الشكل أدناه.
  • يتأثر النسخ من تلك الجينات التي يرتبط بها المستقبل. الأكثر شيوعًا أن ارتباط المستقبلات يحفز النسخ. وبالتالي فإن مركب مستقبلات الهرمون يعمل كعامل نسخ.

كما هو متوقع ، هناك عدد من الاختلافات حول الموضوعات الموضحة أعلاه ، اعتمادًا على المستقبل المحدد المعني. على سبيل المثال ، في غياب الهرمون ، تقوم بعض المستقبلات داخل الخلايا بربط عناصر الاستجابة الهرمونية الخاصة بها بشكل غير محكم وتثبط النسخ الصامت ، ولكن عند تعقيد الهرمون ، يتم تنشيطها وتحفيز النسخ بقوة. تربط بعض المستقبلات الحمض النووي ليس بمستقبلات أخرى من نوعها ، ولكن بمستقبلات مختلفة داخل الخلايا.

كمثال محدد ، ضع في اعتبارك الجلوكوكورتيكويد ، وهو نوع من هرمون الستيرويد الذي من المحتمل أن يؤثر على فسيولوجيا جميع الخلايا في الجسم. تُظهر الصورة الموجودة على اليمين زوجًا من مستقبلات الجلوكوكورتيكويد (باللونين الأزرق والأخضر في الأعلى) مرتبطة بعنصر استجابة هرمون الحمض النووي (أسفل). لا يمكن رؤية هرموني الستيرويد في هذا التصوير.

تسلسل الإجماع لعنصر استجابة الهرمون في هذه الحالة (يسمى عنصر استجابة الجلوكوكورتيكويد) هو GGTACANNNTGTTCT ، حيث N هو أي نيوكليوتيد.

الهرمونات مع مستقبلات سطح الخلية


CBSE Class 12 ملاحظات مراجعة علم الأحياء الفصل 6 & # 8211 الأساس الجزيئي للوراثة

تنزيل PDF مجاني للفصل 12 من علم الأحياء الفصل 6 - مذكرات مراجعة الأساس الجزيئي للوراثة ومذكرات رئيسية قصيرة أعدها مدرسو الأحياء الخبراء من أحدث إصدار من كتب CBSE (NCERT).

عالم DNA و RNA:
1. على مدى سنوات بعد مندل، تم التحقيق في طبيعة المادة الجينية ، مما أدى إلى إدراك أن الحمض النووي هو المادة الوراثية في غالبية الكائنات الحية.
2. حمض الديوكسي ريبونوكلييك (DNA) و حمض الريبونوكليك (RNA) نوعان من الأحماض النووية الموجودة في النظم الحية. الأحماض النووية عبارة عن بوليمرات من النيوكليوتيدات.
3. يعمل الحمض النووي كمادة وراثية في معظم الكائنات الحية ، بينما يعمل الحمض النووي الريبي كمادة وراثية في بعض الفيروسات.
4. وظائف RNA في الغالب كرسول. RNA له وظائف أخرى مثل المحول ، الهيكلية أو كجزيء محفز.
5. هيكل سلسلة البولينوكليوتيد
(ط) يتكون النوكليوتيد من ثلاثة أجزاء ، أي قاعدة نيتروجينية ، وسكر بنتوز (ديوكسيريبوز في الحمض النووي الريبوزي والريبوز في الحمض النووي الريبي) ومجموعة فوسفات.
(2) القواعد النيتروجينية هي البيورينات ، أي الأدينين والجوانين والبيريميدين ، أي السيتوزين واليوراسيل والثايمين.
(3) السيتوزين شائع لكل من DNA و RNA و thymine موجود في DNA. اليوراسيل موجود في الحمض النووي الريبي في مكان الثايمين.
(4) ترتبط القاعدة النيتروجينية بسكر البنتوز من خلال ارتباط N-glycosidic لتكوين نوكليوزيد ، أي الأدينوزين والجوانوزين ، إلخ.
(5) عندما ترتبط مجموعة الفوسفات بـ 5 ′ -OH من النيوكليوسيد من خلال ارتباط phosphodiester ، يتم تكوين نيوكليوتيد مناظر.
(6) يرتبط اثنان من النيوكليوتيدات من خلال ارتباط 3 ′ - & gt 5 phosphodiester لتشكيل ثنائي النوكليوتيد.
(7) يمكن ضم العديد من النيوكليوتيدات لتشكيل سلسلة عديد النوكليوتيدات.
(ثامنا) يتكون العمود الفقري في سلسلة عديد النوكليوتيد بسبب السكر والفوسفات.
(9) القواعد النيتروجينية المرتبطة بمشروع جزء السكر من العمود الفقري.
(x) الأزواج الأساسية مكملة لبعضها البعض.
6. في حالة الحمض النووي الريبي ، كل بقايا نيوكليوتيد لديه مجموعة إضافية - OH موجودة في موضعين في الريبوز. أيضا ، تم العثور على اليوراسيل في مكان الثايمين (5-ميثيل يوراسيل).

7. الاكتشافات المتعلقة ببنية الحمض النووي
(ط) فريدريش ميشر في عام 1869 ، حدد الحمض النووي لأول مرة باعتباره مادة حمضية موجودة في النواة وأطلق عليها اسم "نوكلين".
(2) اقترح جيمس واتسون وفرانسيس كريك نموذجًا حلزونيًا مزدوجًا بسيطًا جدًا لهيكل الحمض النووي في عام 1953 بناءً على بيانات حيود الأشعة السينية.
(3) اقترح إروين تشارجاف أنه بالنسبة للحمض النووي مزدوج الشريطة ، فإن النسب بين الأدينين والثايمين والجوانين والسيتوزين ثابتة وتساوي واحدًا.
8. السمات البارزة لهيكل الحلزون المزدوج للحمض النووي
(ط) DNA عبارة عن بوليمر طويل من deoxyribonucleotides. وهي مكونة من سلسلتين من عديد النوكليوتيدات ، حيث يتكون العمود الفقري من فوسفات السكر والقواعد بداخلها.
(2) السلسلتان لهما قطبية مضادة متوازية ، أي 5 & gt 3 ′ لواحد ، 3 ′ & gt 5 لآخر.
(3) يتم إقران القواعد الموجودة في خيطين من خلال رابطة هيدروجينية (روابط H) لتشكيل أزواج قاعدية (bp). يشكل الأدينين رابطتين هيدروجينيتين مع الثايمين من الخيط المعاكس والعكس صحيح. روابط الجوانين مع السيتوزين بثلاثة روابط H. نتيجة لهذا ، يأتي البيورين دائمًا عكس بيريميدين. هذا يشكل مسافة موحدة بين الخيوط.
(4) يتم لف السلسلتين بطريقة اليد اليمنى. تبلغ درجة اللولب 3.4 نانومتر ويوجد ما يقرب من 10 نقاط أساس في كل منعطف. نتيجة لذلك ، تبلغ المسافة بين زوج القاعدة في اللولب حوالي 0.34 نانومتر.
(ت) تتكدس طائرة أحد الزوجين الأساسيين فوق الآخر في اللولب المزدوج. هذا يضفي الاستقرار على البنية الحلزونية بالإضافة إلى روابط H.
9. طول الحلزون المزدوج للحمض النووي حوالي 2.2 متر (6.6 x 10 9 bp x 0.34 x 10-9 m / bp)
لذلك ، يحتاج إلى تغليف خاص في الخلية.
(ط) في الخلايا بدائية النواة (التي لا تحتوي على نواة محددة) ، مثل الإشريكية القولونية ، يتم الاحتفاظ بالحمض النووي (المشحون سالبًا) مع بعض البروتينات (التي لها شحنة موجبة) في منطقة تسمى نوكليويد. يتم تنظيم الحمض النووي في النوكليويد في حلقات كبيرة ممسكة بالبروتينات.
(2) في حقيقيات النوى ، هناك مجموعة من البروتينات موجبة الشحنة تسمى هيستونات غنية ببقايا الأحماض الأمينية الأساسية ، اللايسين والأرجينين (كلاهما إيجابي).

يتم تنظيم الهستونات لتشكيل وحدة من ثمانية جزيئات تسمى هيستون أوكتامر. يتم لف الحمض النووي سالب الشحنة حول أوكتامر هيستون موجب الشحنة لتشكيل بنية تسمى النوكليوسوم.
(3) يحتوي الجسيم النووي النموذجي على 200 نقطة أساس من حلزون الحمض النووي.
تشكل النيوكليوسومات الوحدة المتكررة لبنية في النواة تسمى الكروماتين (بنية ملطخة تشبه الخيط). تحت المجهر الإلكتروني ، يمكن رؤية النيوكليوسومات في الكروماتين كخرز على سلسلة. يتم حزم هذا الهيكل في الكروماتين لتشكيل ألياف الكروماتين التي تقوم بمزيد من الملفات وتتكثف لتشكيل الكروموسومات في مرحلة الطور الطوري.
(4) يتطلب تغليف الكروماتين على مستوى أعلى مجموعة إضافية من البروتينات تسمى مجتمعة بروتينات كروموسوم غير هيستون (NHC).

(v) في النواة ، تكون بعض مناطق الكروماتين معبأة بشكل فضفاض (ضوء البقع) تسمى euchromatin (كروماتين نشط نسخًا). في بعض المناطق ، يكون الكروماتين معبأ بكثافة (بقع داكنة) تسمى هيتروكروماتين (كروماتين غير نشط).

10. مبدأ التحويل
(ط) أجرى فريدريك جريفيث (1928) سلسلة من التجارب مع Streptococcus pneumoniae (بكتيريا تسبب الالتهاب الرئوي).
(2) وفقا له ، عندما تزرع البكتيريا على صفيحة استنبات ، ينتج بعضها مستعمرات لامعة ناعمة (S) ، بينما ينتج البعض الآخر مستعمرات خشنة (R).
(3) هذا لأن بكتيريا سلالة S لها طبقة مخاطية (عديد السكاريد) ، في حين أن سلالة R ليست كذلك.
(4) تموت الفئران المصابة بالسلالة S (الخبيثة) من الالتهاب الرئوي ولكن الفئران المصابة بالسلالة R لا تصاب بالتهاب رئوي.
(5) قتل جريفيث البكتيريا عن طريق التسخين ولاحظ أن بكتيريا سلالة S المقتولة بالحرارة المحقونة في الفئران لم تقتلها. عند حقن مزيج من بكتيريا S والبكتيريا الحية R المقتولة بالحرارة ، ماتت الفئران. لقد تعافى من البكتيريا الحية من الفئران الميتة.
(6) من هذه التجربة ، خلص إلى أن "بكتيريا سلالة R" قد تحولت بواسطة بكتيريا سلالة S. بعض مبدأ التحويل الذي تم نقله من سلالة S المقتولة بالحرارة ، قد مكّن سلالة R من تصنيع طبقة عديد السكاريد الملساء وتصبح شديدة الضراوة. يجب أن يكون هذا بسبب نقل المادة الوراثية.
11. الطبيعة البيوكيميائية لمبدأ التحويل
(1) عمل أوزوالد أفيري وكولين ماكليود وماكلين مكارتي على تحديد الطبيعة البيوكيميائية لمبدأ التحويل في تجربة جريفيث.
(2) قاموا بتنقية المواد الكيميائية الحيوية (البروتينات والحمض النووي الريبي والحمض النووي ، إلخ) من الخلايا S المقتولة بالحرارة واكتشفوا أن الحمض النووي وحده من البكتيريا S تسبب في تحول البكتيريا R.
(3) اكتشفوا أيضًا أن البروتياز (إنزيم هضم البروتين) و RNAases (إنزيمات هضم الحمض النووي الريبي) لا يؤثران على التحول.
(4) لقد منع الهضم باستخدام DNAse التحول ، مما يشير إلى أن الحمض النووي تسبب في التحول.
(5) خلصوا إلى أن الحمض النووي هو المادة الوراثية. لكن ، لا يزال جميع علماء الأحياء غير مقتنعين.
12. الحمض النووي هو المادة الجينية
(ط) قدم ألفريد هيرشي ومارثا تشيس (1952) دليلاً لا لبس فيه على أن الحمض النووي هو المادة الجينية.
(2) في تجاربهم ، تم استخدام العاثيات (الفيروسات التي تصيب البكتيريا).
(3) قاموا بزراعة بعض الفيروسات على وسط يحتوي على الفوسفور المشع والبعض الآخر على الكبريت المحتوي على وسط مشع.
(4) الفيروسات التي نمت في وجود الفوسفور المشع تحتوي على دنا مشع ولكنها لا تحتوي على بروتين مشع لأن الحمض النووي يحتوي على الفوسفور ولكن لا يحتوي على البروتين. بالطريقة نفسها ، احتوت الفيروسات التي نمت على الكبريت المشع على بروتين مشع ، لكن ليس الحمض النووي المشع لأن الحمض النووي لا يحتوي على الكبريت.

(5) تم السماح للعاقمات المشعة بالالتصاق ببكتيريا E. coli. مع تقدم العدوى ، تمت إزالة المعاطف الفيروسية من البكتيريا عن طريق تحريكها في الخلاط. تم فصل جزيئات الفيروس عن البكتيريا عن طريق تدويرها في جهاز طرد مركزي.
(6) كانت البكتيريا المصابة بالفيروسات التي تحتوي على دنا مشع مشعة ، مما يشير إلى أن الحمض النووي هو المادة التي تنتقل من الفيروس إلى البكتيريا.
(7) البكتيريا المصابة بالفيروسات التي تحتوي على بروتينات مشعة لم تكن مشعة. هذا يشير إلى أن البروتينات لم تدخل البكتيريا من الفيروسات. ثبت أن الحمض النووي مادة وراثية تنتقل من فيروس إلى بكتيريا.
13. خواص المواد الجينية
(ط) أصبح من المؤسس أن الحمض النووي هو المادة الجينية من تجربة هيرشي تشيس.
(2) في بعض الفيروسات ، تم الإبلاغ عن الحمض النووي الريبي أيضًا كمواد وراثية ، على سبيل المثال فيروسات فسيفساء التبغ ، جراثيم QB ، إلخ.
(3) خصائص المادة الوراثية
(أ) يجب أن تكون قادرة على التكرار.
(ب) يجب أن تكون مستقرة كيميائياً وبنيوياً.
(ج) يجب أن يوفر مجالًا للتغييرات البطيئة (الطفرة) المطلوبة للتطور.
(د) يجب أن تكون قادرة على التعبير عن نفسها في شكل "الشخصيات المندلية".
(4) وفقًا للقواعد المذكورة أعلاه ، تتمتع كل من الأحماض النووية (DNA و RNA) بالقدرة على توجيه الازدواجية.
يمكن تفسير الاستقرار في الحمض النووي لأن الخيطين مكملان إذا تم فصلهما عن طريق التسخين معًا في ظروف مناسبة.
(5) مجموعة 2 ′ - OH الموجودة في كل نوكليوتيد في الحمض النووي الريبي هي مجموعة تفاعلية وتجعل الحمض النووي الريبي قابلاً للتحلل وقابل للتحلل بسهولة ، ومن ثم فهي تفاعلية.
(6) الحمض النووي أقل تفاعلًا كيميائيًا وأكثر استقرارًا من الناحية الهيكلية مقارنةً بـ RNA. يمنح الثايمين أيضًا ثباتًا إضافيًا للحمض النووي. لذلك ، من بين اثنين من الأحماض النووية ، الحمض النووي هو مادة وراثية سائدة.
(7) كل من الحمض النووي الريبي والحمض النووي قادران على التحور. تتطور الفيروسات التي تحتوي على جينوم الحمض النووي الريبي (RNA) ولها عمر أقصر وتتطور بشكل أسرع.
(8) يعتمد الحمض النووي على الحمض النووي الريبي لتخليق البروتين ، في حين أن الحمض النووي الريبي يمكنه ترميزه مباشرة. تطورت آلية تصنيع البروتين حول الحمض النووي الريبي. خلص هذا إلى أن الحمض النووي أكثر ثباتًا مناسبًا لتخزين المعلومات الجينية ، بينما يكون RNA مناسبًا لنقل المعلومات الجينية.
14. اقترح فرانسيس كريك العقيدة المركزية في علم الأحياء الجزيئي ، والتي تنص على أن
تتدفق المعلومات الجينية من

15. مخطط النسخ المتماثل لتكرار الحمض النووي الذي يُطلق عليه اسم تكرار الحمض النووي شبه المحافظ اقترحه واطسون وكريك (1953). وفقا لذلك،
(ط) ينفصل الخيطان ويعملان كقالب لتركيب الجديد
خيوط تكميلية. .
(2) بعد النسخ المتماثل ، سيكون لكل جزيء DNA خيط أبوي واحد وحبل مركب حديثًا.
16. برهان تجريبي أن الحمض النووي يتكاثر بشكل شبه متحفظ ، يأتي أولاً من الإشريكية القولونية ولاحقًا من الكائنات الحية الأعلى ، مثل النباتات والخلايا البشرية.
أجرى ماثيو ميسلسون وفرانكلين ستال التجارب التالية لإثبات ذلك في عام 1958.
(ط) نمت الإشريكية القولونية في وسط يحتوي على 15NH4C1 هو مصدر النيتروجين الوحيد لعدة أجيال. تم دمج 15N في DNA المركب حديثًا (ومركبات أخرى تحتوي على النيتروجين). يمكن تمييز جزيء الحمض النووي الثقيل هذا عن الحمض النووي الطبيعي عن طريق الطرد المركزي في تدرج كثافة كلوريد السيزيوم (CsCl).
(2) ثم قاموا بنقل الخلايا إلى وسط مع 14NH طبيعي4أخذ Cl وعينات على فترات محددة مختلفة حيث تكاثرت الخلايا واستخرجت الحمض النووي الذي بقي على شكل حلزونات مزدوجة تقطعت بهم السبل. تم فصل عينات الحمض النووي بشكل مستقل على تدرجات CsCl لقياس كثافة الحمض النووي.
(3) الحمض النووي الذي تم استخراجه من الثقافة ، جيل واحد (بعد 20 دقيقة) بعد النقل من 15 N إلى 14N كان له كثافة هجينة أو متوسطة. يتكون الحمض النووي المستخرج من الثقافة بعد جيل آخر (بعد 40 دقيقة) من كميات متساوية من هذا الحمض النووي الهجين والحمض النووي الخفيف.
(4) تم إجراء تجارب مماثلة جدًا بواسطة تايلور وزملائه في Vicia faba (حبوب الفاصوليا) باستخدام ثيميدين المشع وتم الحصول على نفس النتائج ، أي نسخ الحمض النووي بشكل شبه متحفظ ، كما في التجارب السابقة.

17. آلات استنساخ الحمض النووي والإنزيمات تتطلب عملية التكرار مجموعة من المحفزات (الإنزيمات).
(ط) الإنزيم الرئيسي هو بوليميراز الحمض النووي المعتمد على الحمض النووي ، لأنه يستخدم قالب DNA لتحفيز بلمرة الديوكسينوكليوتيدات. يبلغ متوسط ​​معدل البلمرة بهذه الإنزيمات حوالي 2000 نقطة أساس في الثانية.
(2) يجب أن تحفز هذه البوليمرات التفاعل بدرجة عالية من الدقة لأن أي خطأ أثناء النسخ المتماثل سيؤدي إلى طفرات.
إن بلمرة الحمض النووي هي عملية تتطلب الطاقة ، لذا فإن ثلاثي فوسفات الديوكسي ريبونوكليوزيد يخدم أغراضًا مزدوجة ، أي يعمل كركائز ويوفر الطاقة لتفاعل البلمرة.
(4) هناك حاجة أيضًا إلى العديد من الإنزيمات الإضافية بالإضافة إلى بوليميريز الحمض النووي المعتمد على الحمض النووي.
(5) (أ) يحدث النسخ المتماثل في خيط DNA داخل فتحة صغيرة من حلزون الحمض النووي ، والمعروفة باسم شوكة النسخ المتماثل.

(ب) تحفز بوليميرات الحمض النووي المعتمدة على الحمض النووي البلمرة في اتجاه واحد فقط ، أي 5 - & gt 3. تخلق مضاعفات إضافية عند شوكة النسخ المتماثل. وبالتالي ، على خصلة واحدة (قالب 3′-5) ، يكون التكرار مستمرًا ، بينما على الشريط الآخر (القالب 5′-3) ، يكون متقطعًا. يتم ضم الأجزاء المركبة بشكل متقطع والتي تسمى شظايا Okazaki لاحقًا بواسطة DNA ligase.
18. أصل النسخ المتماثل
(ط) لا يمكن أن تبدأ بوليمرات الدنا عملية التكرار من تلقاء نفسها. أيضًا ، لا يبدأ النسخ المتماثل عشوائيًا في أي مكان في الحمض النووي. لذلك ، هناك منطقة محددة في الحمض النووي للإشريكية القولونية حيث ينشأ التكرار. تسمى المنطقة بأصل النسخ المتماثل.
(2) بسبب هذا المطلب ، فإن قطعة من الحمض النووي ، إذا لزم الأمر ليتم نشرها أثناء إجراءات الحمض النووي المؤتلف ، تتطلب ناقلًا. توفر المتجهات أصل النسخ المتماثل.
19. RNA world RNA كانت أول مادة وراثية. هناك أدلة تثبت أن عمليات الحياة الأساسية ، مثل التمثيل الغذائي ، والترجمة ، والربط ، وما إلى ذلك ، قد تطورت حول الحمض النووي الريبي.
(ط) هناك بعض التفاعلات الكيميائية الحيوية المهمة في الأنظمة الحية التي يتم تحفيزها بواسطة محفزات RNA وليس بواسطة بروتين إنزين.
(2) تطور الحمض النووي من الحمض النووي الريبي مع تعديلات كيميائية تجعله أكثر استقرارًا لأن الحمض النووي الريبي كونه محفزًا كان تفاعليًا وبالتالي غير مستقر.
20- هناك ثلاثة أنواع من الحمض النووي الريبي (RNAs):
(ط) يوفر mRNA (messenger RNA) نموذجًا للنسخ.
(2) tRNA (نقل الحمض النووي الريبي) يجلب الأحماض الأمينية ويقرأ الشفرة الجينية.
(3) يلعب الرنا الريباسي (RNA الريبوسومي) دورًا هيكليًا وحفازًا أثناء الترجمة.
جميع الـ RNAs الثلاثة ضرورية لتكوين بروتين في الخلية.
21. Traription هي العملية لنسخ المعلومات الجينية من أحد خيوط i DNJS. في RNA. مبدأ التكامل يحكم عملية
النسخ ، باستثناء الأدينوزين ، يشكل الآن زوجًا أساسيًا مع اليوراسيل بدلاً من الثايمين.
(ط) في النسخ ، يتم تكرار جزء فقط من الحمض النووي وفي IV يكون أحد الخيوط. نسخها إلى RNA. لا يتم نسخ كلا الجدائل لأن
• إذا كان كل من الخيطين يرمزان للـ RNA ، فسيتم تكوين جزيئين مختلفين من RNA وبروتينين مختلفين ، مما يعقد آلية نقل المعلومات الجينية.
• نظرًا لأن اثنين من الحمض النووي الريبي المنتجين سيكونان مكملين لبعضهما البعض ، فإنهما سيشكلان رنا مزدوج الشريطة بدون ترجمة ، مما يجعل عملية النسخ غير مجدية.
(2) يتم تحديد وحدة النسخ في الحمض النووي من خلال ثلاث مناطق في الحمض النووي وهي كما يلي:
(أ) المروج (ب) الجين الهيكلي (ج) فاصل
(3) إن شريطين من الحمض النووي لهما قطبية معاكسة ، كما أن بوليميراز الحمض النووي الريبي المعتمد على الحمض النووي يحفز البلمرة في اتجاه واحد فقط وهو 5 - »3 ′.
(4) الشريط الذي يحتوي على قطبية 3′- »5 يعمل كقالب ويشار إليه باسم حبلا القالب. يتم إزاحة الشريط الآخر الذي يحتوي على قطبية (5 - & gt 3 ′) والتسلسل نفسه مثل RNA (T في مكان U) أثناء النسخ. يُطلق على هذا الخيط اسم حبلا الترميز.
(5) يحيط المروج والمُنهي الجين الهيكلي في وحدة النسخ.
(6) يقع المروج في اتجاه 5 نهاية (المنبع) للجين الهيكلي.
(7) هو تسلسل الحمض النووي الذي يوفر موقع ربط لبوليميراز الحمض النووي الريبي ويحدد وجود المروج القالب وسلاسل الترميز. من خلال تبديل موضعه مع المنهي ، يمكن عكس تعريف الترميز وخيوط القالب.
(viii) يقع الفاصل باتجاه الطرف 3f (المصب) من حبلا الترميز وعادة ما يحدد نهاية عملية النسخ.
(9) هناك تسلسلات تنظيمية إضافية قد تكون موجودة بشكل أكبر في المنبع أو في اتجاه التيار إلى المروج.
وحدة النسخ والجين
(ط) يمكن تعريف الجين على أنه الوحدة الوظيفية للوراثة.
(2) الكسترون هو جزء من ترميز الحمض النووي لعديد ببتيد.
(3) يمكن أن يُقال الجين الهيكلي في وحدة النسخ على أنه أحادي (معظمه في حقيقيات النوى) أو متعدد الكريات (غالبًا في البكتيريا أو بدائيات النوى).
(4) يتم تعريف متواليات التشفير أو التسلسلات المعبر عنها على أنها exons. تظهر الإكسونات في الحمض النووي الريبي الناضج أو المعالج. تتم مقاطعة exons بواسطة introns.

(5) لا تظهر الإنترونات أو المتواليات المتداخلة في الحمض النووي الريبي الناضج أو المعالج.
(6) في بعض الأحيان ، يتم تعريف التسلسل التنظيمي بشكل فضفاض على أنه التنظيم 5: حتى
على الرغم من أن هذه التسلسلات لا ترمز لأي RNA أو بروتين.
22. النسخ في بدائيات النوى يحدث في الخطوات التالية:
(ط) إن بوليميراز RNA الوحيد المعتمد على الحمض النووي يحفز نسخ جميع أنواع الحمض النووي الريبي في البكتيريا.
(2) يرتبط بوليميراز الحمض النووي الريبي بالمحرك ويبدأ النسخ (البدء).
(3) يستخدم نوكليوزيد ثلاثي الفوسفات كركيزة ويتبلمر في قالب يعتمد بطريقة تتبع قاعدة التكامل.
كما أنه يسهل فتح اللولب ويستمر في الاستطالة.
(v) بمجرد وصول البوليميراز إلى منطقة النهاية ، يسقط الحمض النووي الريبي الناشئ ، وكذلك بوليميريز الحمض النووي الريبي. ينتج عن هذا إنهاء النسخ.
(6) إن بوليميراز الحمض النووي الريبي قادر فقط على تحفيز عملية الاستطالة.
يرتبط بشكل عابر بعامل البدء (أ) وعامل الإنهاء (ب) ، لبدء النسخ وإنهائه ، على التوالي. وبالتالي ، تحفيز جميع الخطوات الثلاث.
(7) نظرًا لأن mRNA لا يتطلب أي معالجة لتصبح نشطة وأيضًا نظرًا لأن النسخ والترجمة يحدثان في نفس الحجرة ، يمكن أن تبدأ الترجمة عدة مرات قبل نسخ mRNA بالكامل. نتيجة لذلك ، يمكن أن يقترن النسخ والترجمة في البكتيريا.
23. النسخ في حقيقيات النوى له تعقيدات إضافية من بدائيات النوى.
(ط) يوجد ما لا يقل عن ثلاثة بوليميرات RNA في النواة بخلاف بوليميراز RNA في العضيات. يقوم بوليميريز الحمض النووي الريبي بنسخ الرنا الريباسي (28S و 18S و 5.8S). RNA polymerase III مسؤول عن نسخ fRNA و 5srRNA و SnRNAs (الحمض النووي الريبي الصغير). RNA polymerase II ينسخ سلائف mRNA ، الحمض النووي الريبي غير المتجانسة (/ mRNA).
(2) التعقيد الآخر هو أن النصوص الأولية تحتوي على كل من exons و introns وهي غير وظيفية. وبالتالي ، تخضع لعملية تسمى الربط. في هذه العملية ، تتم إزالة الإنترونات ويتم ضم الإكسونات بترتيب محدد.
(3) / يخضع mRNA لمعالجة إضافية تسمى السد والخلف. في وضع السد ، يضاف نوكليوتيد غير عادي إلى نهاية 5′ من / mRNA. في المخلفات ، مخلفات الأدينيلات
(200-300) تمت إضافتها بنهاية 3′ في قالب. إنها المعالجة الكاملة / mRNA ، والتي تسمى الآن mRNA ، والتي يتم نقلها خارج النواة لعملية الترجمة.

أهمية هذه التعقيدات هي:
(ط) تمثل ترتيبات الجينات المنقسمة سمة قديمة للجينوم.
(2) وجود الإنترونات يذكرنا بالعصور القديمة.
(3) تمثل عملية الربط هيمنة عالم الحمض النووي الريبي.


لحظة "Dumbstruck"

كانت الدكتورة دودنا في السابعة من عمرها عندما انتقلت إلى هيلو ، حيث كان والدها يدرس الأدب في حرم جامعة هاواي هناك ، وكانت والدتها تحاضر في التاريخ في كلية المجتمع. أحبت ابنتهما استكشاف الغابات المطيرة وكانت مفتونة بكيفية عمل الأشياء. ووجدتها تتصل بالمدرسة الثانوية بعد سماع محاضرة ألقاها أحد العلماء حول بحثها في كيفية تحول الخلايا الطبيعية إلى خلايا سرطانية.

تتذكر الدكتورة دودنا: "لقد كنت مذهولاً". "أردت أن أكون لها."

بعد دراسة الكيمياء الحيوية في كلية بومونا بكاليفورنيا ، التحقت بجامعة هارفارد للدراسات العليا. هناك كان مستشارها ، جاك زوستاك الحائز على جائزة نوبل ، يجري بحثًا عن الحمض النووي الريبي. يعتقد بعض العلماء أن الحمض النووي الريبي ، وليس الحمض النووي ، كان أساس الحياة المبكرة ، حيث يمكن للجزيء تخزين المعلومات الجينية وتحفيز التفاعلات الكيميائية.

حصلت الدكتورة دودنا على درجة الدكتوراه من خلال هندسة الحمض النووي الريبي التحفيزي الذي يمكنه التكرار الذاتي ، مضيفًا دليلًا على هذه النظرية. لكن عدم قدرتها على تصور هذا الحمض النووي الريبي المحفز أعاقت عملها.

لذا ، بصفتها باحثة ما بعد الدكتوراه في كولورادو ، قررت محاولة تحديد التركيب الذري ثلاثي الأبعاد للحمض النووي الريبي باستخدام حيود الأشعة السينية - ونجحت ، على الرغم من أنها لم تحصل على تدريب رسمي في هذه التقنية. كانت الدراسات الهيكلية والكيميائية الحيوية للـ RNA أثناء العمل هي موطن قوتها منذ ذلك الحين.

في عام 2000 ، أثناء وجودها في هيئة التدريس بجامعة ييل ، فازت بجائزة آلان ت. ووترمان ، التي تمنحها سنويًا مؤسسة العلوم الوطنية لعالم شاب استثنائي. انتقلت إلى بيركلي في عام 2002.

في عام 2005 ، اتصلت الدكتورة دودنا من قبل جيليان بانفيلد ، باحثة بيئية في بيركلي كانت تقوم بتسلسل الحمض النووي لميكروبات غير عادية تعيش في منجم مهجور شديد الحموضة. في جينومات العديد من هذه الميكروبات كانت هناك تسلسلات متكررة غير عادية تسمى "التكرارات العنقودية القصيرة المتناظرة بانتظام" أو Crispr.

لم يكن أحد متأكدًا تمامًا مما فعلوه ، على الرغم من أن العلماء في أماكن أخرى خلال السنوات القليلة التالية أثبتوا أن هذه التسلسلات كانت جزءًا من جهاز المناعة البكتيري. بين التسلسلات المتكررة ، كانت هناك امتدادات من الحمض النووي مأخوذة من فيروسات سبق أن أصابت البكتيريا - الملصقات الجينية الأكثر طلبًا ، إذا جاز التعبير.

إذا غزا الفيروس نفسه مرة أخرى ، فإن امتدادات الحمض النووي هذه ستسمح للبكتيريا بالتعرف عليها وتدميرها عن طريق تشريح مادتها الجينية. كان الدكتور دودنا يحاول معرفة بالضبط كيف حدث هذا.

قالت: "أتذكر أنني كنت أعتقد أن هذا ربما يكون أكثر الأشياء غموضًا التي عملت عليها على الإطلاق".

سيثبت أن له استخدام واسع. في مؤتمر في أوائل عام 2011 ، التقت إيمانويل شاربنتييه ، عالمة الأحياء الدقيقة الفرنسية في جامعة أوميا في السويد ، والتي كانت قد حققت بالفعل بعض الاكتشافات الأساسية حول نظام Crispr البسيط نسبيًا في نوع بكتيري واحد.

قرر خبير البكتيريا وعالم الأحياء الإنشائية العمل معًا.

قالت الدكتورة شاربنتييه ، التي تتذكر الجلوس في مكتبها بالقرب من القطب الشمالي بينما كان الدكتور دودنا يمتعها بقصص عن هاواي: "لقد كان ممتعًا للغاية ، لأننا كنا متكاملين".

جنبًا إلى جنب مع الباحثين في مرحلة ما بعد الدكتوراه مارتن جينك وكرزيستوف تشيلينسكي ، اكتشف العالمان في النهاية كيف تتحد قطعتان من الحمض النووي الريبي مع بروتين تصنعه بكتيريا تسمى Cas9 لقطع الحمض النووي في مكان معين. وجد الباحثون أيضًا أنه يمكن دمج قطعتين من الحمض النووي الريبي في قطعة واحدة ولا تزال تعمل.

في لحظة eureka ، أدرك العلماء أن نظام الدفاع الخلوي هذا يمكن استخدامه لتعديل الجينوم ، وليس فقط قتل الفيروسات.

يمكن عمل تسلسل محدد من الحمض النووي الريبي الإرشادي لربطه بنقطة في أي مكان تقريبًا على الجينوم ، وسيقوم بروتين Cas9 بشق الحمض النووي في تلك البقعة. ثم يمكن حذف أو إضافة أجزاء من الحمض النووي ، تمامًا كما قد يقوم محرر الفيلم بقص فيلم ولصقه في إطارات جديدة.

أظهر الباحثون ذلك باستخدام الحمض النووي في أنبوب اختبار. بينما كانت هناك تقنيات أخرى لتحرير الجينوم ، وجدوا أن Crispr-Cas9 أبسط بكثير.

بدأت الورقة التي تصف التقنية ، التي نشرتها مجلة Science في يونيو 2012 ، سباقًا لمعرفة ما إذا كانت ستعمل في الخلايا البشرية والنباتية والحيوانية.

أبلغت الدكتورة دودنا ، التي كانت خبرتها في العمل مع الجزيئات ، وليس الخلايا ، عن مثل هذه المظاهرة في الخلايا البشرية في يناير 2013. لكن تقريرها جاء بعد أربعة أسابيع من نشر ورقتين في وقت واحد ، واحدة من قبل جورج تشيرش في هارفارد والأخرى من قبل معهد برود الدكتور تشانغ.


جهاز جولجي

العضية الرئيسية في معظم الخلايا حقيقية النواة هي بنية الأكياس المرتبطة بالغشاء والتي تسمى جهاز جولجي (أو جسم جولجي ، ومركب جولجي ، وديكتوسوم). إنه يعمل على معالجة وتعبئة الجزيئات الكبيرة مثل البروتينات والدهون التي يتم تصنيعها بواسطة الخلية. وقد تم تشبيهه بمكتب بريد الخلية. تتمثل الوظيفة الرئيسية في تعديل وفرز وتعبئة البروتينات للإفراز. كما أنها تشارك في نقل الدهون حول الخلية ، وخلق الجسيمات الحالة.

تسمى أكياس أو طيات جهاز جولجي الصهاريج. عادةً ما يكون هناك خمسة إلى ثمانية صهاريج ولكن تمت ملاحظة ما يصل إلى ستين صهاريج. تحتوي كومة الخزانات على خمس مناطق وظيفية: شبكة cis-Golgi و cis-Golgi و medial-Golgi و trans-Golgi و trans-Golgi network. تندمج الحويصلات من الشبكة الإندوبلازمية مع شبكة cis-Golgi وتتقدم لاحقًا عبر المكدس إلى شبكة عبر جولجي ، حيث يتم تعبئتها وإرسالها إلى الوجهة المطلوبة. تحتوي كل منطقة على إنزيمات مختلفة تقوم بتعديل المحتويات بشكل انتقائي اعتمادًا على المكان الذي سيقيمون فيه.


تم تطوير هذا النشاط القائم على المحاكاة للمدرسة الإعدادية لمساعدة الطلاب على بناء أساس لفهم خصائص الموجة الأساسية. تم إنشاؤه بواسطة مدرس في المدرسة الإعدادية ليتم استخدامه على وجه التحديد مع محاكاة PhET "Wave on a String". يوجه المتعلمين في جمع البيانات أثناء استكشافهم للسعة والطول الموجي والتردد. يشتمل على خطط الدروس وأسئلة مفهوم ما قبل المختبر ونشاط شريك قائم على الاستفسار (اليوم الأول) ودليل الطالب خطوة بخطوة لنشاط محاكاة الكمبيوتر لليوم الثاني. حصل هذا المؤلف على PhET Gold Star للتميز.

محاكاة الموجة ، التي يجب أن تكون مفتوحة ومعروضة لإكمال هذا النشاط ، متاحة من موقع PhET على العنوان: Wave on a String.

هذا الدرس جزء من PhET (مشروع تكنولوجيا تعليم الفيزياء) ، وهو عبارة عن مجموعة كبيرة من المحاكاة التفاعلية المجانية لتعليم العلوم.


فسيولوجيا نظام القلب والأوعية الدموية

وظائف الجهاز القلبي الوعائي

يقوم نظام القلب والأوعية الدموية بثلاث وظائف رئيسية: نقل المواد ، والحماية من مسببات الأمراض ، وتنظيم توازن الجسم.

  • مواصلات: يقوم الجهاز القلبي الوعائي بنقل الدم إلى جميع أنسجة الجسم تقريبًا. يقوم الدم بتوصيل العناصر الغذائية الأساسية والأكسجين ويزيل النفايات وثاني أكسيد الكربون لتتم معالجتها أو إزالتها من الجسم. تنتقل الهرمونات في جميع أنحاء الجسم عبر بلازما الدم السائلة.
  • حماية: نظام القلب والأوعية الدموية يحمي الجسم من خلال خلايا الدم البيضاء. تقوم خلايا الدم البيضاء بتنظيف الحطام الخلوي ومحاربة مسببات الأمراض التي دخلت الجسم. تشكل الصفائح الدموية وخلايا الدم الحمراء قشورًا لسد الجروح ومنع مسببات الأمراض من دخول الجسم وتسرب السوائل. يحمل الدم أيضًا أجسامًا مضادة توفر مناعة محددة لمسببات الأمراض التي سبق أن تعرض لها الجسم أو تم تطعيمه ضدها.
  • اللائحة: يلعب نظام القلب والأوعية الدموية دورًا أساسيًا في قدرة الجسم على الحفاظ على التحكم المتماثل في العديد من الحالات الداخلية. تساعد الأوعية الدموية في الحفاظ على درجة حرارة ثابتة للجسم من خلال التحكم في تدفق الدم إلى سطح جلد. تنفتح الأوعية الدموية القريبة من سطح الجلد في أوقات ارتفاع درجة الحرارة للسماح للدم الساخن بإفراز الحرارة في محيط الجسم. في حالة انخفاض حرارة الجسم ، تنقبض هذه الأوعية الدموية للحفاظ على تدفق الدم فقط إلى الأعضاء الحيوية في قلب الجسم. يساعد الدم أيضًا على موازنة درجة الحموضة في الجسم بسبب وجود أيونات البيكربونات التي تعمل كمحلول عازل. أخيرًا ، تساعد الألبومين في بلازما الدم على موازنة التركيز التناضحي لخلايا الجسم عن طريق الحفاظ على بيئة متساوية التوتر.

يمكن أن تتسبب العديد من الحالات والأمراض الخطيرة في توقف نظام القلب والأوعية الدموية عن العمل بشكل صحيح. في كثير من الأحيان ، لا نفعل ما يكفي حيالها بشكل استباقي ، مما يؤدي إلى حالات الطوارئ. تصفح المحتوى الخاص بنا لمعرفة المزيد عن صحة القلب والأوعية الدموية. اكتشف أيضًا كيف يمكن أن يسمح لك اختبار صحة الحمض النووي ببدء محادثات مهمة مع طبيبك حول المخاطر الجينية للاضطرابات التي تنطوي على التخثر ، والهيموفيليا ، وداء ترسب الأصبغة الدموية (اضطراب وراثي شائع يتسبب في تراكم الحديد في القلب) وجلوكوز 6 فوسفات ديهيدروجينيز (والذي يصيب حوالي 1 من كل 10 رجال أمريكيين من أصل أفريقي).

مضخة الدورة الدموية

القلب عبارة عن "مضخة مزدوجة" ذات أربع غرف ، حيث يعمل كل جانب (يسار ويمين) كمضخة منفصلة. يفصل بين الجانبين الأيمن والأيسر من القلب جدار عضلي من الأنسجة يعرف باسم حاجز القلب. يتلقى الجانب الأيمن من القلب الدم غير المؤكسج من الأوردة الجهازية ويضخه إلى الرئتين من أجل الأوكسجين. يتلقى الجانب الأيسر من القلب الدم المؤكسج من الرئتين ويضخه عبر الشرايين الجهازية إلى أنسجة الجسم. ينتج عن كل نبضة قلب الضخ المتزامن لكلا جانبي القلب ، مما يجعل القلب مضخة فعالة للغاية.

تنظيم ضغط الدم

يمكن للعديد من وظائف الجهاز القلبي الوعائي التحكم في ضغط الدم. تؤثر بعض الهرمونات جنبًا إلى جنب مع الإشارات العصبية اللاإرادية الصادرة عن الدماغ على معدل وقوة تقلصات القلب. تؤدي زيادة قوة الانقباض ومعدل ضربات القلب إلى زيادة ضغط الدم. يمكن أن تؤثر الأوعية الدموية أيضًا على ضغط الدم. يقلل تضيق الأوعية من قطر الشريان عن طريق تقلص العضلات الملساء في جدار الشرايين. يتسبب التقسيم الودي (القتال أو الهروب) في الجهاز العصبي اللاإرادي في تضيق الأوعية ، مما يؤدي إلى زيادة ضغط الدم وانخفاض تدفق الدم في المنطقة الضيقة. توسع الأوعية هو توسيع الشريان حيث ترتخي العضلات الملساء في جدار الشرايين بعد أن تتلاشى استجابة القتال أو الهروب أو تحت تأثير هرمونات أو مواد كيميائية معينة في الدم. يؤثر حجم الدم في الجسم أيضًا على ضغط الدم. يؤدي ارتفاع حجم الدم في الجسم إلى ارتفاع ضغط الدم عن طريق زيادة كمية الدم التي يضخها كل نبضة قلب. يمكن للدم السميك واللزوج الناجم عن اضطرابات التخثر أن يرفع ضغط الدم أيضًا.

التخثر

يتم التحكم في الإرقاء ، أو تخثر الدم وتشكيل الجلبة ، عن طريق الصفائح الدموية في الدم. عادةً ما تظل الصفائح الدموية غير نشطة في الدم حتى تصل إلى الأنسجة التالفة أو تتسرب من الأوعية الدموية من خلال الجرح. بمجرد أن تصبح نشطة ، تتحول الصفائح الدموية إلى شكل كرة شوكية وتصبح لزجة للغاية من أجل الالتصاق بالأنسجة التالفة. تطلق الصفائح الدموية بعد ذلك عوامل تخثر كيميائية وتبدأ في إنتاج بروتين الفيبرين ليكون بمثابة هيكل لتجلط الدم. تبدأ الصفائح الدموية أيضًا في الالتصاق معًا لتشكيل سدادة الصفائح الدموية. ستعمل سدادة الصفائح الدموية كختم مؤقت لإبقاء الدم في الوعاء والمواد الغريبة خارج الوعاء حتى تتمكن خلايا الأوعية الدموية من إصلاح الأضرار التي لحقت بجدار الوعاء الدموي.


شاهد الفيديو: تجربة تحليل ال DNA ونتيجة صادمة للكثير عند معرفة أصولهم (قد 2022).


تعليقات:

  1. Abarron

    انا أنضم. وركضت في هذا.

  2. Aghamore

    في هذا شيء.

  3. Miquel

    يعض)

  4. Ine

    نعم حقا. كل ما ذكر أعلاه قال الحقيقة. دعونا نناقش هذا السؤال. هنا أو في PM.

  5. Reed

    وأنا أتفق تماما معك. هناك شيء في هذا وأعتقد أن هذه فكرة رائعة للغاية. اتفق معك تماما.



اكتب رسالة