علوم الطبيعة والحياة🎓 هدف البكالوريا

دور البروتينات في الدفاع عن الذات الذات واللاذات

مؤشرات الزمر الدموية

🔊 المعلّمة تقرأ لك

إشكالية: رأيت أنّ لكلّ فرد هوية خلوية يحملها غشاء خلاياه. ولهذه الهوية وجه آخر يُقرأ على الكريات الحمراء: فأغشيتها تحمل جزيئات تميّز الزمر الدموية في نظام ABO وعامل الريزوس Rh. وعلى هذه الجزيئات وحدها يتوقّف أن ينجح نقل دم من شخص إلى آخر أو أن يقتله. فما طبيعة مؤشّرات الزمر الدموية، وكيف تُحدَّد وراثيا، وما الذي يجعل دما يوافق دما آخر ؟

🎓في نهاية هذا الدرس ستكون قادرا على:

أن تستخلص مستضدات كلّ زمرة دموية وأجسامها المضادة من نتائج الارتصاص
أن تقارن بين الجزيئات المحدّدة للزمر الدموية على المستوى السكّري
أن تعلّل حالات التوافق وعدم التوافق بين المعطي والمستقبل عند نقل الدم
أن تنتقل من النمط الوراثي إلى النمط الظاهري في نظام الزمر الدموية
أن تبيّن ما يميّز عامل الريزوس عن نظام الزمر الدموية ABO

🔑يفترض هذا الدرس أنّك تتقن:

أنّ الغشاء الهيولي يحمل غليكوبروتينات محدّدة للذات على وجهه الخارجي
مفهوم المستضد والجسم المضاد، وأنّ ارتباطهما نوعيّ
مفهوم المورثة والأليل، والفرق بين النمط الوراثي والنمط الظاهري

النشاط 1: تحديد الزمر الدموية في نظام ABO

تُحدَّد الزمرة الدموية بمعاملة كريات الدم الحمراء بمصل يحتوي أجساما مضادة: فإن ارتبط الجسم المضادّ بالمستضد الغشائي الموافق له على سطح الكرية، تجمّعت الكريات في معقّدات وحدث ارتصاص. يبيّن مخطّط الوثيقة ⁦(1)⁩ ما تحمله الكرية الحمراء وما تحمله البلازما عند كلّ زمرة، ويلخّص جدول الوثيقة ⁦(2)⁩ نتائج اختبار عيّنات من دم أفراد مختلفين.

أربعة إطارات: كرية حمراء ومولّدات ضدّها في الأعلى، وأجسام البلازما المضادة في الأسفل، عند كلّ زمرة من الزمر الأربع — الوثيقة ⁦(1)⁩: مولّدات الضدّ على الكرية الحمراء والأجسام المضادة في البلازما عند الزمر الأربع — لاحظ أنّ عدد الأجسام المضادة هو تماما مكمّل عدد مولّدات الضدّ.

📌الوثيقة ⁦(2)⁩

الزمرة	مصل به ضدّ A	مصل به ضدّ B	مصل به ضدّ A و ضدّ B
A	ارتصاص	لا ارتصاص	ارتصاص
B	لا ارتصاص	ارتصاص	ارتصاص
AB	ارتصاص	ارتصاص	ارتصاص
O	لا ارتصاص	لا ارتصاص	لا ارتصاص

الوثيقة ⁦(2)⁩: نتائج معاملة عيّنات دم من أفراد مختلفين بثلاثة أمصال — كلّ خانة تقول شيئا واحدا: هل التقى جسم مضادّ بالمستضد الموافق له أم لا.

🎯التعليمة

استخلص المستضدات الغشائية لكلّ زمرة انطلاقا من نتائج الوثيقة ⁦(2)⁩.
استخرج الأجسام المضادة الموجودة طبيعيا في مصل كلّ زمرة.
استنتج العلاقة التي تربط، عند الفرد الواحد، ما تحمله كريّته الحمراء بما تحمله بلازمته.

إظهار الإجابة

🔍التحليل

نستخلص المستضدات: يحدث الارتصاص إذا وُجد على الكرية الحمراء المستضد الموافق للجسم المضادّ. فالزمرة A تحمل مستضدات من النوع A، والزمرة B تحمل مستضدات من النوع B، والزمرة AB تحمل النوعين معا لأنّها ترتصّ مع الأمصال الثلاثة، والزمرة O لا تحمل أيّ مستضد غشائي لأنّها لا ترتصّ مع أيّ منها.
نستخرج الأجسام المضادة: يحمل مصل الزمرة A الجسم المضادّ الموجّه ضدّ B، ومصل الزمرة B الجسم المضادّ الموجّه ضدّ A. أمّا الزمرة AB فلا تحمل أيّ جسم مضادّ، والزمرة O تحملهما معا: الموجّه ضدّ A والموجّه ضدّ B.
نستنتج العلاقة: يحمل الفرد في مصله الأجسام المضادة الموجّهة ضدّ المستضدات التي لا يحملها هو. فهما متكاملان تماما: كلّما وُجد مستضد غاب الجسم المضادّ الموافق له، وكلّما غاب مستضد وُجد. ولو اجتمعا لارتصّ دم الفرد في عروقه هو، وهذا لا يقع.

الاستنتاج: تُحدَّد الزمرة الدموية بمستضدات غشائية تحملها الكرية الحمراء، ويقابلها في المصل ما يكمّلها من الأجسام المضادة. فالزمرة AB تحمل المستضدّين ولا جسم مضادّ لها، والزمرة O لا تحمل مستضدا وتحمل الجسمين المضادّين.

النشاط 2: الطبيعة السكّرية لمولّدات الضدّ

مولّدات الضدّ الغشائية للزمر الدموية جزيئات غليكوبروتينية متواجدة على غشاء الكريات الحمراء، تحتوي نهاياتها على جزء سكريّ نهايتُه هي المسؤولة عن خصوصية كلّ زمرة. تبيّن الوثيقة ⁦(3)⁩ بنية السكّر القليل التعدّد عند ثلاث زمر، مع تسميات وحداته السكرية.

ثلاث سلاسل سكرية متطابقة القاعدة، لا تختلف إلاّ بسكّر طرفيّ واحد يُضاف عند الزمرة A وسكّر طرفيّ آخر عند الزمرة B — الوثيقة ⁦(3)⁩: بنية السكّر القليل التعدّد المحدّد لثلاث زمر — القاعدة واحدة عند الجميع، والاختلاف كلّه في وحدة واحدة في الطرف.

🎯التعليمة

قارن بين الجزيئات المحدّدة للزمر الثلاث في الوثيقة ⁦(3)⁩، واستنتج ما يفرّق بينها.
مثّل جزيئات السكّر القليل التعدّد المتواجدة على غشاء الكريات الحمراء عند الزمرة AB، رابطا بين هذه الوثيقة ونتائج النشاط السابق.

إظهار الإجابة

🔍التحليل

نقارن ونستنتج: تشترك الزمر الثلاث في قاعدة سكرية واحدة قليلة التعدّد، مكوّنة من 5 وحدات من السكّريات البسيطة: غلوكوز، وغالاكتوزان اثنان، وفيكوز، وسكّر آزوتيّ واحد. والاختلاف بينها يحدّده جزء سكريّ واحد متّصل بنهاية هذه القاعدة: لا شيء عند الزمرة O، وسكّر آزوتيّ عند الزمرة A، وغالاكتوز عند الزمرة B.
نمثّل عند الزمرة AB: بما أنّ الزمرة AB تحمل المستضدّين معا، فإنّ كريّتها الحمراء تحمل سلسلتين اثنتين من السكّر القليل التعدّد لهما القاعدة نفسها: تنتهي إحداهما بالسكّر الطرفيّ المميّز للزمرة A، وتنتهي الأخرى بالسكّر الطرفيّ المميّز للزمرة B. فلا سلسلة ثالثة ولا سكّر جديد: التمثيل يجمع بين ما رُسم في الصفّين الثاني والثالث.

كرية حمراء من الزمرة AB تحمل سلسلتين سكريتين لهما القاعدة نفسها وتنتهيان بسكّرين طرفيّين مختلفين — إجابة التعليمة ⁦(2)⁩: الكرية الحمراء للزمرة AB تحمل السلسلتين معا — وهذا بالضبط ما يجعلها ترتصّ مع المصلين كليهما.

الاستنتاج: مستضدات الزمر الدموية جزيئات غليكوبروتينية تحمل قاعدة سكرية مشتركة، من 5 وحدات، ولا تختلف إلاّ في السكّر السادس المتّصل بنهايتها. والزمرة O ليست غياب زمرة، بل هي القاعدة نفسها لم تُكمَل.

النشاط 3: التوافق بين الزمر الدموية عند نقل الدم

يقوم نقل الدم على شرط واحد: ألاّ تلتقي كريات المعطي بجسم مضادّ موجّه ضدّ مستضداتها في مصل المستقبل، وإلاّ حدث ارتصاص داخل عروق المستقبل. يمثّل مخطّط الوثيقة ⁦(4)⁩ حالات التوافق بين المعطي والمستقبل، ويعني السهم فيه أنّ الزمرة التي ينطلق منها تستطيع أن تعطي للزمرة التي يشير إليها.

أربع زمر يربطها خمسة أسهم للإعطاء وأربع حلقات، ولا سهم بين الزمرتين A و B — الوثيقة ⁦(4)⁩: حالات التوافق بين المعطي والمستقبل — الزمرة O لا تستقبل إلّا من زمرتها، والزمرة AB لا تعطي إلّا لزمرتها، وما لا يُرسم بين A و B يقول ما يقوله المرسوم.

🎯التعليمة

حدّد الزمرة التي تستطيع أن تعطي لجميع الزمر، معلّلا ذلك بما تحمله كريّتها.
حدّد الزمرة التي تستطيع أن تستقبل من جميع الزمر، معلّلا ذلك بما يحمله مصلها.
علّل غياب أيّ سهم بين الزمرتين A و B.

إظهار الإجابة

🔍التحليل

نحدّد المعطي العامّ: الزمرة O هي التي تعطي لجميع الزمر: تنطلق منها ثلاثة أسهم ولا يصلها أيّ سهم. ونعلّل ذلك بأنّ كريّتها الحمراء لا تحمل أيّ مستضد غشائي، فلا يجد فيها أيّ جسم مضادّ في مصل المستقبل ما يرتبط به، ولا يقع ارتصاص مهما كانت زمرة المستقبل.
نحدّد المستقبل العامّ: الزمرة AB هي التي تستقبل من جميع الزمر: تصلها الأسهم ولا ينطلق منها سهم نحو زمرة أخرى. ونعلّل ذلك بأنّ مصلها خال من الأجسام المضادة، فلا يجد فيه مستضدُ الكرية الواردة ما يرتبط به. أمّا هي فلا تعطي لغيرها لأنّ كريّتها تحمل المستضدّين معا.
نعلّل غياب السهم: لا سهم بين A و B لأنّ كلّ واحدة منهما تحمل المستضد الذي يوجد في مصل الأخرى جسمٌ مضادّ موجّه ضدّه: فمصل B يحمل الموجّه ضدّ A، ومصل A يحمل الموجّه ضدّ B. فأيّ نقل بينهما، في أيّ اتّجاه، يجمع مستضدا بجسمه المضادّ ويحدث ارتصاصا.

الاستنتاج: يقوم التوافق على قاعدة واحدة: ألاّ تحمل كريات المعطي مستضدا يوجد في مصل المستقبل جسمٌ مضادّ له. ولهذا تعطي الزمرة O للجميع وتستقبل الزمرة AB من الجميع، ولا تتبادل A و B شيئا.

النشاط 4: التحديد الوراثي للزمر الدموية في نظام ABO

لمعرفة سبب اختلاف الزمر الدموية بين الأفراد، يمثّل مخطّط الوثيقة ⁦(5)⁩ المصدر الوراثي لمحدّدات الزمر الدموية في نظام ABO، ابتداء من موقع المورثة على الصبغي وانتهاء بالجزيئات الناتجة عنها؛ ويلخّص جدول الوثيقة ⁦(6)⁩ الأنماط الوراثية الموافقة لكلّ نمط ظاهري.

مورثة على الصبغي التاسع، أليلاها يصنعان أنزيمين، وكلّ أنزيم يضيف سكّرا طرفيّا إلى الجزيئة القاعدية نفسها — الوثيقة ⁦(5)⁩: المصدر الوراثي لمحدّدات الزمر الدموية — المورثة لا تصنع السكّر، بل تصنع الأنزيم الذي يضيفه.

📌الوثيقة ⁦(6)⁩

النمط الظاهري	النمط الوراثي
الزمرة A	I^A I^A متماثلة اللواقح، أو I^A i⁰ متخالفة اللواقح
الزمرة B	I^B I^B متماثلة اللواقح، أو I^B i⁰ متخالفة اللواقح
الزمرة AB	I^A I^B متخالفة اللواقح، لا غير
الزمرة O	i⁰ i⁰ متماثلة اللواقح، لا غير

الوثيقة ⁦(6)⁩: الأنماط الوراثية الموافقة لكلّ نمط ظاهري — سطران يقبلان احتمالين، وسطران لا يقبلان إلاّ واحدا.

🎯التعليمة

حدّد المصدر الوراثي لاختلاف الزمر الدموية.
اشرح دور كلّ أليل من أليلات المورثة في تكوين السكّر الطرفيّ.
استخرج العلاقة بين النمط الوراثي والنمط الظاهري، وعلّل كون الزمرتين AB و O لا تقبلان إلاّ نمطا وراثيا واحدا.

إظهار الإجابة

🔍التحليل

نحدّد المصدر الوراثي: مصدر اختلاف الزمر الدموية هو اختلاف أليلات مورثة واحدة، تقع على الصبغي رقم 9 عند الإنسان. ولهذه المورثة ثلاثة أليلات: I^A و I^B و i⁰.
نشرح دور كلّ أليل: يشرف الأليل I^A على تركيب الأنزيم A الذي يربط السكّر الآزوتيّ بالجزيئة القاعدية، ويشرف الأليل I^B على تركيب الأنزيم B الذي يربط بها الغالاكتوز. أمّا الأليل i⁰ فمتنحّ لا يشرف على تركيب أنزيم وظيفيّ، فتبقى الجزيئة القاعدية على حالها. ولا سيادة بين I^A و I^B، وكلاهما سائد على i⁰.
نستخرج العلاقة ونعلّل: تقبل الزمرتان A و B نمطين وراثيين لكلّ منهما، لأنّ الأليل السائد يعبّر عن نفسه سواء اجتمع مع مثله أو مع i⁰ المتنحّي. أمّا الزمرة AB فلا تقبل إلاّ I^A I^B لأنّ ظهور المستضدّين معا يستلزم حضور الأليلين معا؛ والزمرة O لا تقبل إلاّ i⁰ i⁰ لأنّ حضور أيّ أليل سائد كان سيضيف سكّرا طرفيّا.

الاستنتاج: تتحدّد الزمر الدموية بمورثة واحدة على الصبغي رقم 9 لها ثلاثة أليلات. والمورثة لا تصنع المستضد بل الأنزيم الذي يبنيه، ولذلك كانت الزمرة O متنحّية: هي غياب أنزيم لا غياب زمرة.

انتبه إلى المسافة بين المورثة والصفة: المورثة لا تصنع السكّر، بل تصنع أنزيما يضيفه. ومن لم يميّز بين الاثنين لن يفهم لماذا كان الأليل i⁰ متنحّيا — فليس فيه شيء «أضعف»، وإنّما أنزيمه غير وظيفيّ فلا يُضاف شيء.

النشاط 5: عامل الريزوس

تمثّل الوثيقة ⁦(7)⁩ ثلاثة أشكال: يبيّن الشكل ⁦(1)⁩ بطاقة الزمرة الدموية لكلّ من عفاف ومنصف، ويمثّل الشكل ⁦(2)⁩ رسما تخطيطيا للمحدّدات الغشائية المتواجدة على كريّتيهما الحمراوين، أمّا الشكل ⁦(3)⁩ فيمثّل مقرّ مورثة الريزوس.

بطاقتا زمرة دموية لشخصين من الزمرة نفسها يختلفان في الريزوس، وكريّتاهما الحمراوان، وموقع مورثة الريزوس على الصبغي الأوّل — الوثيقة ⁦(7)⁩: عامل الريزوس في ثلاثة أشكال — الفارق الوحيد بين الكريّتين هو وجود محدّد غشائي إضافي أو غيابه، والزمرة ABO لا تتغيّر معه.

🎯التعليمة

قارن بين الزمرتين الدمويتين لعفاف ولمنصف، واستنتج ما يحدّد العامل الريزوسي.
اقترح الاختبار الذي يمكّن من معرفة العامل الريزوسي لكلّ منهما.
استخرج من الشكل ⁦(3)⁩ معلومات إضافية عن مورثة الريزوس.

إظهار الإجابة

🔍التحليل

نقارن ونستنتج: تحمل كريات عفاف السكّر المتعدّد المحدّد للزمرة B، وتحمل معه بروتينا يدعى المستضد D. وتحمل كريات منصف السكّر المتعدّد نفسه المميّز للزمرة B، لكن مع غياب المستضد D. ونستنتج أنّ الريزوس الموجب يحدّده بروتين غشائي نوعيّ هو المستضد D، وأنّ هذا المحدّد مستقلّ تماما عن نظام الزمر الدموية.
نقترح الاختبار: نعامل عيّنة من دم كلّ منهما بجسم مضادّ موجّه ضدّ D. فعند معاملة دم عفاف يحدث ارتصاص، وهو دليل على أنّ كرياتها تحمل المستضد D. وعند معاملة دم منصف لا يحدث ارتصاص، وهو دليل على أنّ كرياته لا تحمله. وهو الاختبار نفسه المستعمل في نظام ABO، لا يتغيّر فيه إلاّ الجسم المضادّ.
نستخرج المعلومات الإضافية: تُحمل مورثة الريزوس على الصبغي رقم 1 عند الإنسان، وهي غير المورثة التي تحدّد الزمرة في نظام ABO. وهي مورثة سائدة نجدها عند حوالي 85 بالمائة من الأشخاص، وتشرف على بناء بروتين غشائي هو المستضد D.

الاستنتاج: عامل الريزوس محدّد غشائي إضافيّ هو المستضد D، وجودُه يعطي ريزوسا موجبا وغيابُه ريزوسا سالبا. وتحمله مورثة سائدة على الصبغي رقم 1، فهو مستقلّ عن نظام ABO المحمول على الصبغي رقم 9.

مؤشّرات الزمر الدموية في نظام ABO

تحمل أغشية الكريات الحمراء جزيئات غليكوبروتينية، نهاياتها السكرية هي المسؤولة عن خصوصية كلّ زمرة. وهذه النهايات كلّها مبنيّة على قاعدة سكرية واحدة مشتركة، ولا تختلف الزمر إلاّ في وحدة سكرية واحدة تُضاف إلى طرف هذه القاعدة أو لا تُضاف. فالزمرة A تضيف سكّرا آزوتيّا، والزمرة B تضيف غالاكتوزا، والزمرة AB تحمل السلسلتين معا، والزمرة O تبقى على القاعدة وحدها.

ويقابل هذه المستضداتِ في المصل ما يكمّلها من الأجسام المضادة الموجودة طبيعيا: يحمل الفرد الأجسامَ المضادة الموجّهة ضدّ المستضدات التي لا يحملها هو. ومن هذه المقابلة وحدها تُستنتج قواعد نقل الدم: تعطي الزمرة O لجميع الزمر لأنّ كريّتها لا تحمل مستضدا يُهاجَم، وتستقبل الزمرة AB من جميع الزمر لأنّ مصلها لا يحمل جسما مضادّا يهاجم، ولا تتبادل الزمرتان A و B شيئا لأنّ كلّ واحدة تحمل ما ضدّه في مصل الأخرى.

التحديد الوراثي للزمر الدموية

تتحدّد الزمر الدموية في نظام ABO بمورثة واحدة تقع على الصبغي رقم 9، لها ثلاثة أليلات: I^A و I^B و i⁰. ويشرف الأليل I^A على تركيب أنزيم يربط السكّر الآزوتيّ بالجزيئة القاعدية، ويشرف الأليل I^B على تركيب أنزيم يربط بها الغالاكتوز، أمّا i⁰ فلا يشرف على تركيب أنزيم وظيفيّ. ولا سيادة بين I^A و I^B، وكلاهما سائد على i⁰.

ومن هنا يُفهم أنّ المورثة لا تصنع المستضد مباشرة، بل تصنع الأنزيم الذي يبنيه: فالزمرة O ليست زمرة ناقصة، إنّما هي أنزيم غائب. وتترتّب على ذلك علاقة غير متناظرة بين النمطين: الزمرتان A و B تقبل كلّ منهما نمطين وراثيين، بينما لا تقبل الزمرة AB إلاّ نمطا واحدا هو اجتماع الأليلين السائدين، ولا تقبل الزمرة O إلاّ اجتماع الأليل المتنحّي مع نفسه. فالنمط الظاهري لا يحدّد النمط الوراثي إلاّ في هاتين الحالتين.

عامل الريزوس، مؤشّر مستقلّ

إلى جانب نظام ABO تحمل الكريات الحمراء عند بعض الأشخاص بروتينا غشائيا نوعيّا هو المستضد D. فمن حمله كان ريزوسه موجبا، ومن لم يحمله كان ريزوسه سالبا. وتشرف على بنائه مورثة سائدة تقع على الصبغي رقم 1، توجد عند حوالي 85 بالمائة من الأشخاص.

وكون هذه المورثة على صبغيّ غير الصبغي رقم 9 هو ما يجعل المؤشّرين مستقلّين تماما: فشخصان من الزمرة نفسها قد يختلفان في الريزوس، كما هي حال عفاف ومنصف. ولهذا تُكتب الزمرة الدموية دائما بشقّين اثنين، حرف الزمرة وإشارة الريزوس، ولا يُغني أحدهما عن الآخر.

من مورثات صبغيّين اثنين إلى محدّدات غشاء الكرية الحمراء، ومنها إلى ما يقابلها في المصل وإلى قرار التوافق — حصيلة الدرس: مورثتان على صبغيّين، ثلاثة محدّدات على الغشاء، ومصل يكمّلها — وبهذه السلسلة وحدها يُقرأ توافق دمين.

تمرين الباكالوريا في هذا الدرس يعطيك نتائج ارتصاص أو شجرة نسب ويطلب استنتاج الزمرة أو النمط الوراثي. اكتب دائما، قبل أيّ استنتاج، ما تحمله الكرية وما يحمله المصل في سطرين منفصلين: أكثر الأخطاء تكلفة هو نسبة الجسم المضادّ إلى الكرية بدل نسبته إلى المصل.

للتحقّق من إجابتك في ثانية واحدة: اجمع عدد مستضدات الزمرة وعدد أجسامها المضادة. يجب أن يساوي المجموع اثنين دائما، مهما كانت الزمرة. إن وجدته غير ذلك فقد أخطأت في أحد السطرين.

الخلاصة: مؤشّرات الزمر الدموية جزيئات غليكوبروتينية على غشاء الكريات الحمراء، تتقاسم قاعدة سكرية واحدة ولا تختلف إلاّ في سكّرها الطرفيّ، ويقابلها في المصل ما يكمّلها من الأجسام المضادة. وتحدّدها وراثيا مورثة على الصبغي رقم 9 لها ثلاثة أليلات، لا سيادة بين سائديها وكلاهما سائد على المتنحّي. ويُضاف إليها عامل الريزوس، وهو المستضد D الذي تشرف على بنائه مورثة سائدة على الصبغي رقم 1، فهو مؤشّر مستقلّ عن نظام ABO. وهذه المؤشّرات جميعا وجه من وجوه الذات، وعليها يتوقّف نجاح نقل الدم.

الصفحة 1/9

📍 خلال السنة

🟦 ف1 · 🟩 ف2 · 🟪 ف3 · 📝 امتحانات الأسابيع 14/27/36 · 🎓 بكالوريا

📌 لتتذكّر

الخلاصة: مؤشّرات الزمر الدموية جزيئات غليكوبروتينية على غشاء الكريات الحمراء، تتقاسم قاعدة سكرية واحدة ولا تختلف إلاّ في سكّرها الطرفيّ، ويقابلها في المصل ما يكمّلها من الأجسام المضادة. وتحدّدها وراثيا مورثة على الصبغي رقم 9 لها ثلاثة أليلات، لا سيادة بين سائديها وكلاهما سائد على المتنحّي. ويُضاف إليها عامل الريزوس، وهو المستضد D الذي تشرف على بنائه مورثة سائدة على الصبغي رقم 1، فهو مؤشّر مستقلّ عن نظام ABO. وهذه المؤشّرات جميعا وجه من وجوه الذات، وعليها يتوقّف نجاح نقل الدم.