16
61 لخليةائي ليب الكيمي التركBiochemical Construction of the Cell 5 لمحاضرة ارجع: ا علىعط اRef. 1 – Campbell/Reece Biology, Eighth Edition, 2008: Pearson Benjamin. Pages: 103-113. Ref. 2 – Mader: Biology, tenth edition, 2010: McGraw-Hill Companies, pages: 37-58. The periodical- The Journal of Biology And Life Science ن الرئيسية:لعناوي ا

5 ةرضاحملا ةيلخلل يئايميكلا بيكرتلا Biochemical ...au.edu.sy/images/courses/medicine/1-1/76_biology.pdf · )10 لكــشلا( c5h10o4 ينجــسكولأا

  • Upload
    phamthu

  • View
    224

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 5 ةرضاحملا ةيلخلل يئايميكلا بيكرتلا Biochemical ...au.edu.sy/images/courses/medicine/1-1/76_biology.pdf · )10 لكــشلا( c5h10o4 ينجــسكولأا

61

التركيب الكيميائي للخليةBiochemical Construction of the Cell

المحاضرة 5

االطالع على املرجع:

Ref. 1 – Campbell/Reece Biology, Eighth Edition, 2008: Pearson Benjamin.

Pages: 103-113.

Ref. 2 – Mader: Biology, tenth edition, 2010: McGraw-Hill Companies,

pages: 37-58.

The periodical- The Journal of Biology And Life Science 

العناوين الرئيسية:

Page 2: 5 ةرضاحملا ةيلخلل يئايميكلا بيكرتلا Biochemical ...au.edu.sy/images/courses/medicine/1-1/76_biology.pdf · )10 لكــشلا( c5h10o4 ينجــسكولأا

62

5. 1. الكيمياء احليوية للخليةيدخــل يف تركيــب املــادة احليــة أكثــر مــن 90 عنصــرًا كيميائيــًا، ويشــكل اهليدروجني واألوكســجني والكربون واآلزوت أكثر من 95% من كتلتها احلية. تكون العناصر الكيميائية إما بسيطة كاملاء واألمالح

أو على شــكل جزيئات ضخمة كالســكاكر واللبيدات والروتينــات واألمحاض النووية.

تتكــون اخلاليــا احليــة من جمموعة مــن العناصــر الكيميائية، اليت تشــكل بنســب خمتلفةاملركبات اليت تؤلف املادة األساسية للحياة ذاتها. وتشكل عناصر الكربون واهليدروجني واألكسجني واآلزوت والكريت

Major elements .والفوسفور، حوالي 99% من مكونات املادة احلية وتعرف بالعناصر الوفرة

كما حتتوي اخلاليا على عناصر معدنية أخرى بكميات زهيدة تعرف باسم العناصر النادرة مثل الكوبالت والنحاس واليود والتوتياء واملنغنيز. وهي على ندرتها تؤدي دورا هاما جدا، إذ تشكل غالبا متيم األنزميات ذات

الدور احليوي واحلاسم، مثل أنزميات التنفس واالستقالب، أو أنها جزء من فيتامني معني.

توجــد العناصــر الكيميائيــة يف اخلليــة إمــا بشــكل شــوارد مثــل +, K+, Na+, Fe2Cl-..... اخل، أو علــى Po-3 وغريها. كما أن األمالح اليت تشــكلها هذه العناصر ضمن اخللية ميكن

4, So-2شــكل جذور مثل 4

أن توجد باحلالة الشــاردية مثل ملح كلور الصوديوم.

5. 2. املكونات األساسية للمادة احليةلقد مكنت طرق التحليل النوعي من معرفة املكونات األساسية للمادة احلية، وهي كما يلي:

اجلزيئات البسيطة: وهي املاء، األمالح والشوارد املعدنية.

اجلزيئــات الكبرية:و هي الســكريات واملــواد الدمسة والروتينــات واحلموض النوويــة والفيتامينات، إضافة إىل مركبات أخــرى عضوية وغري عضوية.

أواًل: اجلزيئات البسيطة:

:H2O Water 1. املاء

يكون املاء 50-90% من كتلة اخلاليا يف النسج احلية. يوجد على شكلني: بشكل حر ويوفر الوسط املالئم ملختلف التفاعالت احليوية الكيميائية، أو بشكل مرتبط حيث يساهم يف تشكيل الروابط اهليدروجينية

يف اجلزيئات الكبرية. وميلك املاء العديد من اخلصائص اليت جتعل منه وسطا خلويا مناسبا أهمها:

انه ســائل وحمل مناســب تنحل فيه معظم األمالح والشــوارد املعدنية وجزء من الفيتامينات، وال تنحل - فيه املواد الدمسة اليت تدخل يف بناء أغشــية اخللية.

حرارته النوعية عالية، كما أن درجة تبخره عالية قياســا باحملالت األخرى. هذه اخلاصية متكنه من - امتصاص احلرارة املنتشــرة عن التفاعالت احليوية من دون أن ترتفع درجة حرارة اخللية.

املاء وسط حيوي هام حلدوث عدد كبري من عمليات الرتكيب واحللمهة ضمن اخللية.-

يوجد املاء يف اخللية حبالتني:

احلالــة املرتبطــة: حيــث ترتبط جزيئات املــاء بالروتينات واحلمــوض النووية بروابــط ضعيفة من منط . 1

الرابطــة اهليدروجينيــة، ومعــروف أن ســيتوبالمسا اخلاليــا تضــم عــددا من الشــوارد واجلذور شــديدة

Page 3: 5 ةرضاحملا ةيلخلل يئايميكلا بيكرتلا Biochemical ...au.edu.sy/images/courses/medicine/1-1/76_biology.pdf · )10 لكــشلا( c5h10o4 ينجــسكولأا

63

الكهرســلبية، مثل اهليدروكســيل والكربوكســيل والكيتو وغريها. يف كل األحوال فان املاء

املرتبــط ال يؤلف أكثر من 4,5 % من ماء اخللية.

املــاء احلــر: هــو املاء املتوافر دائما من أجل اجناز تفاعالت االســتقالب اخللوي. ويشــكل 95,5% من ماء . 2

اخللية.

:Salts and Ions 2. األمالح والشوارد املعدنية

(Cl-, No3-, Co3--, Po4---) وشرســبات (K+, Na++, Ca++, Mg++( تتشــرد األمــالح يف املــاء لتعطــي شــرجباتتتــوزع بشــكٍل خمتلف بــني داخل وخارج اخللية )الشــكل 9(. تلعب األمالح دورًا هامــًا يف احلفاظ على حياة اخللية كونها تســاهم يف اســتقرار درجة محوضة الوســط الداخلــي يف اخللية وذلك بعمليــيت االنتثار واحللول

لتلك الشــوارد وبآليات معقدة جدًا.

الشكل رقم 9: درجة تركيز بعض الشوارد داخل وخارج اخللية

و تأتي أهمية الشوارد واألمالح مما يلي:

ضرورتهــا للحفــاظ علــى الضغــط احللولــي اخللوي بشــكل متوازن مــع الضغــط احللولي للســوائل خارج - اخللويــة، حيــث توجد أيضا الشــوارد املعدنية بنســب خمتلفة.

إن للتــوازن الشــاردي بــني داخــل اخلليــة وخارجهــا أهمية قصــوى يف احلفاظ علــى االســتقطاب اخللوي، أو - ما يســمى كمون الغشــاء، أو كمون الراحة، وهو الشــرط احليوي الســتجابة اخللية للمؤثرات واإلشارات

إليها. الواردة

Page 4: 5 ةرضاحملا ةيلخلل يئايميكلا بيكرتلا Biochemical ...au.edu.sy/images/courses/medicine/1-1/76_biology.pdf · )10 لكــشلا( c5h10o4 ينجــسكولأا

64

تشــكل الشــوارد املعدنيــة متيمــا لعــدد كبــري مــن أنزميــات حلقــة كريبــس والتحلــل الســكري - .)+Mg2 +Mn2 (

تعد الشــوارد املعدنية أساســية لعمل املضخات الشاردية وعدد من آليات النقل عر الغشاء السيتوبالمسي - )النقل املرافق والنقل املعاكس(.

للشــوارد دور هــام يف حــدوث التقلص العضلــي واإلفراز اخللــوي، والتنفس وإفــراز النواقــل العصبية، وغري - ذلك.

ثانيا: اجلزيئات الكبرية:

أ - السكريات:

تدخــل يف تركيــب املكونــات اخللويــة وهــي مكونــات وظيفيــة ودعاميــة ووقائية وختزينيــة، كما وينتــج عــن أكســدتها طاقة تســتخدم إلجراء التفاعــالت احليويــة الكيميائية األخــرى يف اخللية

تتألــف الســكريات من عناصــر الكربون واألكســجني واهليدروجــني بنســبة : O1: H2C1 فالصيغة العامة هي CH2O((. وتشكل السكريات مصدرا هاما للطاقة إضافة إىل أنها تشكل جزءا من املكونات البنيوية

اخللوية. ومن أنواعها:

الســكريات األحادية Monosaccaride: تكون على شــكل وحدات مفردة أهمها الســكاكر - 1اخلماســية )الريبــوز C5H10O5 والريبــوز منقــوص األوكســجني C5H10O4 )الشــكل 10( والسداســية )الغلوكــوز والفركتــوز C6H12O6(. وهــي مجيعهــا ســكريات بســيطة مؤلفــة من

واحد جزيء

الشكل )10(: سكريات مخاسية

وحبســب عــدد ذرات الكربــون يف الســكر األحادي، منيز بني ســكريات سداســية )الغلوكــوز، الفركتوز والغاالكتوز(، أو سكريات مخاسية )الريبوز والريبوز منقوص االكسجني(. كما تعد السكريات الثالثية بسيطة، وهي تنتج أصال من شطر جزيء السكر السداسي، ومن أمثلتها الغليسرألدهيد، وثنائي هيدروكسي

األسيتون. وتعد السكريات البسيطة من أكثر مصادر الطاقة وأيسرها استعماال من قبل اخلاليا احلية.

الســكريات الثنائيــة Disaccarides: وتتألــف مــن ارتبــاط جزيئتــني مــن ســكر أحــادي مثــل - 2

Page 5: 5 ةرضاحملا ةيلخلل يئايميكلا بيكرتلا Biochemical ...au.edu.sy/images/courses/medicine/1-1/76_biology.pdf · )10 لكــشلا( c5h10o4 ينجــسكولأا

65

الســكروز )غلوكوز + فركتوز( والالكتوز، أو سكر احلليب اّلذي يتألف من جزيء غاالكتوز + جــزيء غلوكوز.

3 -:Polysaccarides السكريات املتعددة

هــي سالســل طويلــة تنتــج مــن تبلمــر أكثــر مــن 10 وحــدات مــن الســكاكر األحاديــة، ومنيــز منهــا نوعني رئيسني: بنائية كالسيللوز والكيتني، وادخارية كالغلوكوجني والنشاء. قد تتحد السكاكر املتعددة مــع الروتينات واللبيدات مشــكلة الروتينات الســكرية والليبيدات الســكرية اليت تدخــل يف بناء املعطف اخللــوي. كمــا أن عديدات الســكر ال تنحــل باملاء أو احلموض املمــددة وال تتبلور وخيتفي عنهــا املذاق احللو.

تتألــف هذه الســكريات من ارتباط عدد من جزيئات الســكريات األحادية، وهلا منطان:األول: هو ســكريات متعــددة متجانســة إذ تتألــف مــن تتالــي ذات اجلزيئــة الســكرية، مثل الســيللوز املكــون من تتالــي جزيئات غلوكوز ترتبط مع بعضها بروابط )1،4(، والنشاء املكون أيضا من جزيئات غلوكوز لكنها ترتبط بنوعني

مــن الروابــط )1،4( و)1، 6(، )الشــكل 11(.

الشكل )11(: الصيغة الكيميائية للسيللوز

والثاني: هو ســكريات متعددة غري متجانســة اذا احتوت على أكثر من نوع من الســكريات البســيطة، مثل كريتات الكوندرئتني اليت تتألف من تضاعف احلمض الغلوكوروني وN-أســيتيل أمني ســلفات، كذلك

احلمــض اهليالوروني املؤلف من تضاعف N-أســيتيل غلوكوز أمني واحلمض الغلوكوروني.

LipidsM ب - املواد الدمسة

وهــي مواد عضوية غري شــاردية ال تنحل باملــاء وإمنا باملذيبات العضوية كالكحول واألســيتون وغريها. تعد املواد الدمسة من مصادر الطاقة اهلامة يف اخللية، إضافة لكونها تدخل يف تركيب خمتلف العضيات واألغشــية اخللويــة. تنحــل هــذه املــواد يف املذيبــات العضوية، مثــل االيــرت والكلوروفــورم والكحول وال تنحل يف املاء. وهي تضم جمموعة متباينة من املركبات، منها الشــحوم واحلموض الدمسة والكولسرتول والشــحوم أو الدســم الفوسفورية والشــحوم أو الدســم الســكرية، إضافة إىل الفيتامينات املنحلة يف الدسم مثــل A ,E ,D ,K. يضــاف لذلــك اهلرمونات الســتريوئيدية الــيت تصنع يف اخلاليا بدءا من الكولســرتول.

Page 6: 5 ةرضاحملا ةيلخلل يئايميكلا بيكرتلا Biochemical ...au.edu.sy/images/courses/medicine/1-1/76_biology.pdf · )10 لكــشلا( c5h10o4 ينجــسكولأا

66

البنية اخلطية لألمحاض الدمسة

:Proteins ت- الروتينات

هــي مــواد عضوية تتكون من بلمــرة احلموض األمنية، واليت يوجد منها 20 نــوع ختتلف خبواصها الكيمائية وتتشــابه يف البنيــة. يضــم كل محض أميي زمــرة أمينية )NH2( وزمــرة كربوكســيلية )COOH( وجذر

متغــري R والذي مييز األمحــاض األمينية عن بعضها البعض.

البنية العامة لألمحاض األمينية

على الرغم من أن الروتينات ال تشــكل أكثر من 13-18% من جزيئات اخللية، إال أنها تعد املســؤولة عن نوعية اخلليــة ودورهــا املميــز. إذ تدخــل الروتينــات يف بنية خمتلــف أجــزاء وعضيات اخللية، وتشــرف على النشــاط االســتقالبي وجــزء هام مــن الفعالية الفيزيولوجية، وتشــكل البنية األساســية للمادة بــني اخللوية اليت تربط اخلاليا بعضها ببعض. كما أن اخلاليا تتحادث فيما بينها عن طريق جمموعة من املواد الروتينية )اهلرمونات

العصبية(. والببتيدات

تتألــف الروتينــات كيميائيــا مــن اجتماع عــدد معني مــن احلموض األمينيــة اليت ترتبــط فيما بينهــا بروابط ببتيديــة. وتضــم احلمــوض األمينيــة يف تركيبهــا زمــرة أمني NH2 واحــدة أو أكثــر وزمرة كربوكســيل COOH واحــدة أو أكثــر. تشــكل الرابطــة الببتيديــة بــني الزمرة األمينيــة حلمض ما والكربوكســيلية

حلمــض آخر )الشــكل 12(.

Page 7: 5 ةرضاحملا ةيلخلل يئايميكلا بيكرتلا Biochemical ...au.edu.sy/images/courses/medicine/1-1/76_biology.pdf · )10 لكــشلا( c5h10o4 ينجــسكولأا

67

)الشكل 12(: تشكل الرابطة الببتيدية بني احلموض األمينية

تؤلف الروابط الببتيدية العمود الفقري جلزيء الروتني، أما السالســل اجلانبية فتتألف من اجلذور اليت ختتلف باختــالف احلمــوض األمينية. خيتلف عدد احلمــوض األمينية من بروتني إىل آخر ويــرتاوح عادة من ثالثة حتى مئــات عــدة. من جهــة أخرى، تكون بعض أنــواع الروتينات غنية باحلموض األساســية )ليزيــن، أرجنني(، مثل اهليســتونات اليت تدخل يف بنية الصبغيات، بينما بروتينات أخرى تكون غنية باحلموض األمينية احلمضية )غلوتامات، أسبارتات(، مثل امليوزين الذي يكثر يف اخلاليا العضلية وهو الروتني الذي يلعب دور هام جدا يف

تقلص العضالت.

تصنف احلموض األمينية حبسب قطبيتها إىل:

محــوض أمينيــة غري قطبية كارهة للماء )االنني، لوســني، فالني، برولــني، تربتوفان، فينيل أالنني، - 1متيونــني( وهي ضعيفة االحنالل يف املاء مقارنة مع احلموض القطبية.

محوض أمينية قطبية )سريين، تريونني، تريوزين، سيستئني، اسباراجني( أكثر احنالال يف املاء.- 2

محــوض أمينيــة مشــحونة ســلبا أو إجيابــا )الغلوتامــات، أســبارتات، أرجنــني، ليزيــن( وهــي جيــدة - 3ــالل يف املاء. االحن

• الشكل الفراغي جلزيئة الروتني:

يأخذ الروتني يف الطبيعة شكال فراغيا معينا حتدده ثالثة أنواع من البنى:

البنية األولية: بنية خطية تتضمن تسلســل احلموض األمينية )سلســلة ببتيدية( وارتباطها بالروابط . 1الببتيدية )الشكل 13(.

Page 8: 5 ةرضاحملا ةيلخلل يئايميكلا بيكرتلا Biochemical ...au.edu.sy/images/courses/medicine/1-1/76_biology.pdf · )10 لكــشلا( c5h10o4 ينجــسكولأا

68

البنيــة الثانويــة: تنتــج مــن التفــاف عــدة سالســل ببتيدية علــى بعضهــا البعــض وارتباطهــا بروابط . 2هيدروجينيــة، ويتواجــد إما على شــكل حلزون ألفــا α حبيث يرتبط احلمض األميــي األول مع الرابع β ضمــن نفــس السلســلة )الكرياتــني املوجــود يف الشــعر واألظافــر( )الشــكل 14(، أو صفيحــة بيتاتتكــدس السالســل الببتيديــة فوق بعضهــا البعــض وترتبط فيه احلمــوض األمنيــة املتقابلة لكل

ــكل 15(. سلسلتني )الش

الشكل رقم 13: البنية اخلطية )a(، وحلزون ألفا )b(، وارتباط السالسل الروتينية لتشكيل .)d( ودخول هذه الوحدات يف بناء العضيات اخللوية كالغشاء اخللوي ،)c( الوحدات الروتينية

الشكل رقم 14: البنية الثانوية – حلزون ألفا

Page 9: 5 ةرضاحملا ةيلخلل يئايميكلا بيكرتلا Biochemical ...au.edu.sy/images/courses/medicine/1-1/76_biology.pdf · )10 لكــشلا( c5h10o4 ينجــسكولأا

69

الشكل رقم 15: البنية الثانوية - صفائح بيتا

البنيــة الثالثيــة: تتضمــن البنيــة ثالثية األبعاد للبنيــة الثانويــة الناجتة عن ارتباط مثــاالت احلموض . 3األمينيــة البعيــدة عــن بعضهــا بعضــًا علــى طــول السلســلة الببتيديــة والــيت يســيطر عليهــا غالبًا اجلســور

الكريتيــة بــني جــذور احلمــوض األمنية )الشــكل 16(.

الشكل رقم 16: البنية الثالثية

البنيــة الرابعيــة: تتضمــن البنية الفراغية للبنية الثانوية اليت حتوي أكثر من سلســلة ببتيدية ســواء . 4كانت متشــابهة أو غري متشــابهة، والناجتة عــن ارتباط جذور احلموض األمنيــة بروابط هيدروجينية

وروابط ثنائية الكريت وروابط تشــاردية وقوى فاندرفال )الشــكل 17(.

Page 10: 5 ةرضاحملا ةيلخلل يئايميكلا بيكرتلا Biochemical ...au.edu.sy/images/courses/medicine/1-1/76_biology.pdf · )10 لكــشلا( c5h10o4 ينجــسكولأا

70

الشكل رقم 17: البنية الرابعية

نتيجة البنى السابقة فإننا حنصل على األشكال التالية للروتينات:

الشكل املدور مثل األضداد وخضاب الدم واإلنسولني وبعض األنزميات.•

شكل األلياف احللزونية الطويلة مثل األكتني وامليوزين.•

الشــكل الليفــي املتطاول مثــل الكرياتني الــذي يتواجد داخل اخلليــة والكوالجني الــذي يتواجد يف •اخلاليا. بني املسافات

تقســم الروتينــات حســب الرتكيــب إىل: بروتينــات بســيطة: األلبومــني والكلوبينواهلســتونات والقرنيات، وبروتينــات مقرتنــة: الروتينــات الدهنية والنووية وامللونة والســكرية والفوســفاتية.

أمــا من حيــث الوظيفة احليويــة فيمكن متييــز األنزميــات واهلرمونات واألجســام املضادة وبروتينــات التقلص والروتينــات الرتكيبيــة وبروتينات احلماية.

مــن أهــم وظائــف الروتينات أنها تلعب دور وســائط أنزمييــة ونواقل جلزيئــات أخرى وحوامــل للذاكرة، كما تقدم دعم ميكانيكي ومحاية مناعية للجسم، تولد احلركة وتساعد يف انتقال السيالة العصبية، تسيطر

على النمو والتمايز )اهلرمونات(.

ولكــن كيــف تعمــل الروتينات؟ ترتبــط الروتينات جبزيئــات أو بروتينات أخــرى وذلك عر بنية السلســلة الببتيديــة املميزة لكل بروتني، حيث يعطي التسلســل اخلاص مــن احلموض األمينية لكل بروتني انتقائية معينــة لنــوع معني مــن اجلزيئات، حبيث يوافق شــكله الفراغي الشــكل الفراغي للجزيئــة أو الروتني الذي

معه. سريتبط

فاألضــداد ترتبط إىل الفريوســات واجلراثيــم بهدف تعليمها بهــدف تدمريها، وكذلك إنزيم اهليكســوكيناز يربــط الغلوكــوز والـــ ATP. قــد يفقــد الروتني وظيفتــه عند تغري بنيتــه الفراغية على ســبيل املثــال إنزيم Ribonuclease الــذي يعمــل على حلمهة الرنــا RNA، يفقد هذا اإلنزيم وظيفته عندمــا تضاف إليه اليوريا

اليت تكسراجلســور الكريتية والروابــط اهليدروجينية.

Page 11: 5 ةرضاحملا ةيلخلل يئايميكلا بيكرتلا Biochemical ...au.edu.sy/images/courses/medicine/1-1/76_biology.pdf · )10 لكــشلا( c5h10o4 ينجــسكولأا

71

:Nucleicacids ث - احلموض النووية

مسيت بالنووية ألنها اكتشــفت ألول مرة يف النواة، وهي نوعان الدنا )احلمض النووي منقوص األوكســجني DNA( الــذي حيمــل املعلومــات الوراثيــة والرنــا )احلمــض النــووي الريــيبRNA) الــذي يقــوم بعمليــة ختليق الروتينــات. تتألــف احلمــوض النووية من وحدات يطلق عليها النكليوتيدات، اليت تتألف من ســكر مخاســي وأســاس آزوتي ومحض الفوســفور. الســكر اخلماســي هو الريبوز يف الرانا والريبوز منقوص األوكســجني يف

الدنا.

تكون األســس اآلزوتية أما بريمييدينية تتكون من حلقة سداســية وأنواعها هي الســيتوزين )C( وتكافؤه اهليدروجيــي ثالثــي والتيمني )T( الذي يتواجد يف الدنا فقط واليوراســيل )U( الذي يتواجد يف الRNA فقط وتكافؤهما اهليدروجيي ثنائي، أو بيورينية تتكون من حلقتني مرتبطتني سداســية ومخاسية وأنواعها هي

الغوانني )G( وتكافؤه اهليدروجيي ثالثي واألدنني )A( وتكافؤه اهليدروجيي ثنائي )الشــكل 18(.

الشكل رقم 18: الصيغة الكيميائية لألسس اآلزوتية اخلمس

يرتبط الســكر باألســاس عر رابطة غلوكوزيدية تنشــأ بني ذرة الكربون يف املوقع رقم 1 من الســكر وذرة اآلزوت يف املوقــع رقــم 9 يف حال األســس البيورينيةأواآلزوت يف املوقع رقم 1 يف حال األســس البريمييدينية.

ترتبــط الزمــرة الفوســفاتية علــى املوقع رقم 5َ لســكر الريبــوز أو الريبوز منقوص األوكســجني على الســواء، وميكــن هلذه الزمــرة أن تكون أحاديــة أو ثنائية أو ثالثية )الشــكل 19، 20(.

Page 12: 5 ةرضاحملا ةيلخلل يئايميكلا بيكرتلا Biochemical ...au.edu.sy/images/courses/medicine/1-1/76_biology.pdf · )10 لكــشلا( c5h10o4 ينجــسكولأا

72

)ATP( الشكل رقم 19: بنية جزيئة األدينوزين ثالثي الفوسفات

تبدأ سلســلة عديد النيكليوتيد بالزمرة الفوســفاتية وتنتهي بالســكر وينتأ عن كل نيكليوتيد أســاس عضوي، أي أن للسلسلة قطبية من املوقعَ 5 إىل املوقع 3َ، حبيث يرتبط السكر يف النيكليوتيد األول مع الزمرة

الفوسفاتية للنكليوتيد التالي على املوقع رقم 3َ.

الشــكل رقــم 20: بنيــة النكليوتيداألدينوزين أحادي الفوســفات )a(، وارتباط 4 نيكليوتيدات لتشــكيل )b( سلسلة الدنا

ونطلــق تعبــري نيكليوزيــد علــى الوحــدة الــيت تتشــكل مــن احتــاد الســكر باألســاس اآلزوتــي دون الزمرة الفوســفاتية.

Page 13: 5 ةرضاحملا ةيلخلل يئايميكلا بيكرتلا Biochemical ...au.edu.sy/images/courses/medicine/1-1/76_biology.pdf · )10 لكــشلا( c5h10o4 ينجــسكولأا

73

يتألــف الـــ DNA مــن اجتمــاع النكليوتيــدات احلاوية على األســس اآلزوتيــة C, T, A, G بينمــا حيتوي الـ RNA علــى األســس C, T, A, G. أي أن الـــ RNA الحيتــوي علــى التيمــني وحيل اليوراســيل مكانه.

إن الفــروق األساســية بــني DNA وRNA تكمــن يف الســكر اخلماســي ويف أســاس البريمييديــن وحجــم اجلزيء، حيث حيوي الدنا ســكر الريبوز منقوص األكســجني بينما حيتوي الـ RNA ســكر الريبوز، كما أن الـ DNA يضم أســاس التيمني بينما الرنا يضم أســاس اليوراســيل. يضاف إىل ذلك أن جزيء الدنا يتألف من

سلســلتني على شــكل حلــزون مضاعف بينما الـــ RNA فيكون مفرد السلســلة يف معظم احلاالت.

ترتبــط النكليوتيدات فيما بينها ضمن السلســلة الواحدة يف جزيء الـــ DNA بروابط كيميائية، ويتم ذلك بني سكر النكليوتيد األول وفوسفات النكليوتيد الثاني.

إن كل سلســلة مــن سلســليت الـــ DNA ذات قطبيــة حمددة، حبيث إن إحــدى نهايتيها تكتب بالشــكل 5'-OH بينمــا النهايــة األخرى بالشــكل OH-'3 حرة غري مرتبطــة بنكليوتيد آخر.

يف جــزيء الـــ DNA يتطابــق A مــع T وC مــع G. كمــا أن عــدد جزيئــات الـــ A مســاوية لعــدد جزيئــات T وعــدد جزيئــات الســيتوزين C مســاوية لعــدد جزيئات الغوانــني G، وقد عرف هــذا النموذج بنموذج واتســن

وكريك )الشــكل 21(.

DNA الشكل 21(: بنية جزيء من السلسلة احللزونية(

ترتبــط األســس اآلزوتيــة مع بعضهــا بروابــط هيدروجينية، حيث جنــد ثالث روابط بــني الغوانني والســيتوزين ــني واألدنني. ورابطتني بني التيم

Page 14: 5 ةرضاحملا ةيلخلل يئايميكلا بيكرتلا Biochemical ...au.edu.sy/images/courses/medicine/1-1/76_biology.pdf · )10 لكــشلا( c5h10o4 ينجــسكولأا

74

يوجد ثالثة أنواع منRNA يف اخلاليا احلية:

1- احلمــض النــووي الريــيب املرســال أو الرســول mRNA الــذي ينســخ يف النواة بــدءا من الدنا DNA بواســطة أنزيمRNA-Polymerase II، وهو حيمل الشــيفرة الوراثية اليت ترتجم إىل بروتني يف ســيتوبالمسا اخللية.

5.8S,5S, 28S,18S :ويوجد منع أنواع عــدة أو مناذج مثل rRNA2- احلمــض النــووي الرييب الريبوزوميويف جراثيــم E.coli جنــد 23S ،16S. تنــخ أنواع rRNA بدءا من الـ DNA يف النوية أو ما يعرف باملنظمات

النووية. تشكل أنواع هذا احلمض النووي الرييب والروتينات املكونات األساسية للجسيمات الريبية.

3- احلمــض النــووي الريــيب الناقــل tRNA الــذي يؤدي دورا هامــا يف اصطنــاع الروتينات، إذ يقــوم مبهمة نقل احلمــوض األمينية املنشــطة من الســيتوبالمسا وربطها باملعقد جســيمات ريبية mRNA متهيــدا لبدء ترمجة شريط الـ mRNA إىل بروتني. يأخذ جزيء الـ tRNA شكل ورقة الرسيم وتتقابل األسس اآلزوتية يف كثري

من مناطقه كما لو أنه مؤلف من سالســل مضاعفة الشــكل )21(.

tRNA الشكل )21(: بنية جزيء الرنا الناقل

حتتــوي خاليــا الكائنــات احليــة على عشــرين نوعا مــن جزيئــات tRNA، حبيــث أن كل نوع مــن احلموض األمينيــة ينقل بواســطة نوع معني من tRNA على األقل. حيتوي شــريط الـــ mRNA على الرامز، وهي عبارة عــن ثالثيات مــن النكليوتيدات، كل منها مشــفرة حلمض أميــي معني، بينما حيتــوي tRNA على العروة مضــاد الرامــز الــيت تتعــرف على الرامز يف شــريط mRNA. ويتــم ارتباط مضــاد الرامز بالرامز عــن طريق تقابل

األســس اآلزوتيــة يف كل منهمــا. أي على غرار منوذج واتســون-كريك.

نهاية احملاضرة اخلامسة

إضافات مدرس املقرر

Page 15: 5 ةرضاحملا ةيلخلل يئايميكلا بيكرتلا Biochemical ...au.edu.sy/images/courses/medicine/1-1/76_biology.pdf · )10 لكــشلا( c5h10o4 ينجــسكولأا

75

Page 16: 5 ةرضاحملا ةيلخلل يئايميكلا بيكرتلا Biochemical ...au.edu.sy/images/courses/medicine/1-1/76_biology.pdf · )10 لكــشلا( c5h10o4 ينجــسكولأا

76