مدرستي
Natural & Life Sciences🎓 baccalaureate goal

دور البروتينات في الدفاع عن الذات الذات واللاذات

الذات و اللاذات: الغشاء الهيولي، معقد ⁦CMH⁩ و مؤشرات الزمر الدموية

🔊 The teacher reads for you
إشكالية: يتعرّف الجهاز المناعي على العناصر الغريبة التي تدخل إلى العضوية، ويميّزها عن العناصر التي تنتمي إليها، فيتصدّى للأولى ويترك الثانية. وهذا التمييز يقع على مستوى الغشاء الهيولي، بفضل بعض جزيئاته. ففيما تتمثّل هذه الجزيئات الغشائية، وكيف تتوضّع في الغشاء، وكيف تجعل لكلّ فرد هويّة بيولوجية خاصّة به ؟
🎓في نهاية هذا الدرس ستكون قادرا على:
  • أن تصف بنية الغشاء الهيولي وفق النموذج الفسيفسائي المائع
  • أن تثبت حركة البروتينات الغشائية انطلاقا من تجربة التهجين الخلوي
  • أن تحدّد الطبيعة الكيميائية للجزيئات الغشائية المحدّدة للذات
  • أن تستخرج مميّزات معقّد التوافق النسيجي وتفسّر تنوّعه من فرد إلى آخر
  • أن تقارن بين بنية HLA I وبنية HLA II
  • أن تحدّد مؤشّرات الزمر الدموية في النظام ABO وفي نظام الريزوس
  • أن تقدّم تعريفا دقيقا للذات وللاذات
🔑يفترض هذا الدرس أنّك تتقن:
  • أنّ البروتين جزيء ذو بنية فراغية محدّدة
  • أنّ الغشاء الهيولي يحيط بالخلية ويفصلها عن وسطها الخارجي
  • أنّ المورثة قطعة من الصبغي تشرف على تركيب بروتين

💭الفرضيات: نفترض أنّ الجزيئات التي تكسب الغشاء الهيولي خاصّية التعرّف على اللاذات بروتينات سكرية، وأنّها تتوضّع في الغشاء توضّعا متباينا لا منتظما.

قبل أن تبدأ، افهم الأداة: الوسم المناعي تقنية تُحضَن فيها الخلية مع أجسام مضادّة موجّهة ضدّ جزيء معيّن، وقد رُبطت هذه الأجسام بمادة تتفلور. فحيثما وُجد الجزيء المقصود ارتبط به جسم مضادّ فظهر تفلور في مكانه. والتفلور إذن ليس الجزيء نفسه: هو دليل على موضعه.

النشاط 1: إظهار البروتينات الغشائية وتركيب الغشاء الهيولي

حُضنت خلية لمفاوية مع أجسام مضادّة مفلورة موجّهة ضدّ بروتينات غشائية، ثمّ رُصد موضع التفلور. وقد أظهر المجهر الإلكتروني قبل ذلك، في مقاطع رقيقة من أغشية مثبّتة برابع أكسيد الأسميوم الذي يتثبّت على الأقطاب المحبّة للماء للفوسفوليبيدات وللبروتينات، أنّ الغشاء الهيولي يبدو مكوّنا من ثلاث وريقات: وريقتان عاتمتان تفصل بينهما وريقة فاتحة اللون. وأُجري بموازاة ذلك تحليل كيميائي لأغشية كريات دم حمراء معزولة.

الوثيقة ⁦(1)⁩: نتيجة تطبيق تقنية الوسم المناعي على خلية لمفاوية بأجسام مضادّة مفلورة موجّهة ضدّ بروتينات غشائية.
📌المعطيات
مكوّنات الغشاءالنسبة المئوية
البروتينات60
الدسم40
الوثيقة ⁦(2)⁩ — الشكل 1: نتائج التحليل الكيميائي لأغشية كريات دم حمراء معزولة، محسوبة على البروتينات والدسم وحدهما.
الوثيقة ⁦(2)⁩ — الشكل 2: مقطع رقيق في غشاء هيولي مثبّت برابع أكسيد الأسميوم، كما يظهر بالمجهر الإلكتروني.
🎯التعليمة
  1. حدّد مناطق تمركز التفلور في الوثيقة ⁦(1)⁩.
  2. بيّن ما تضيفه هيئة التفلور، وهي لطخات منفصلة لا حلقة متّصلة، إلى موضعه.
  3. حلّل نتائج الوثيقة ⁦(2)⁩ واستنتج الطبيعة الكيميائية للوريقتين العاتمتين وللوريقة الفاتحة.
إظهار الإجابة
🔍التحليل
  1. نحدّد: يتمركز التفلور على السطح الخارجي للغشاء الهيولي وحده، أي على محيط الخلية، ولا يظهر منه شيء في الهيولى. فالأجسام المضادّة ارتبطت ببروتينات موجودة في الغشاء، وهذا يدلّ على أنّ الغشاء الهيولي يحتوي على سطحه الخارجي جزيئات بروتينية.
  2. نبيّن: التفلور ليس حلقة متّصلة بل لطخات يفصل بينها فراغ واسع. فالبروتينات الموسومة لا تشكّل طبقة متّصلة تغطّي الغشاء، بل هي موزّعة فيه توزّعا متباينا، كقطع مبثوثة في أرضية. وهذه أوّل إشارة إلى المظهر الفسيفسائي للغشاء.
  3. نحلّل: يتكوّن الغشاء من نسبة عالية من البروتينات (60 بالمائة) ومن نسبة أقلّ من الدسم (40 بالمائة)، وهما وحدهما موضوع هذا التحليل. ونستنتج أنّ الوريقتين العاتمتين تتكوّنان من البروتينات ومن الأقطاب المحبّة للماء للفوسفوليبيدات، وأنّ الوريقة الفاتحة تتكوّن من الأقطاب الكارهة للماء لهذه الفوسفوليبيدات.
الاستنتاج: يحمل الغشاء الهيولي على سطحه الخارجي جزيئات بروتينية موزّعة توزّعا متباينا؛ وهو مكوّن أساسا من بروتينات ومن فوسفوليبيدات تترتّب في ثلاث وريقات حسب أقطابها المحبّة للماء والكارهة له.

النشاط 2: البنية الجزيئية للغشاء — النموذج الفسيفسائي المائع

لمعرفة كيفية توضّع الجزيئات الغشائية بعضها من بعض وخصائصها، نستعين بتمثيل للغشاء الهيولي وفق النموذج الفسيفسائي المائع، مرّة في منظور مجسّم ثلاثي الأبعاد ومرّة في مقطع.

الوثيقة ⁦(3)⁩: البنية الجزيئية للغشاء الهيولي وفق النموذج الفسيفسائي المائع، في منظور مجسّم وفي مقطع.
🎯التعليمة
  1. قدّم وصفا لتوضّع الجزيئات الكيميائية ضمن الغشاء الهيولي انطلاقا من الوثيقة ⁦(3)⁩.
  2. حدّد الجزيئات المميّزة للسطح الخارجي للغشاء الهيولي.
  3. بيّن ما يبرّر تسمية هذا النموذج بالفسيفسائي.
إظهار الإجابة
🔍التحليل
  1. نصف: يتكوّن الغشاء من طبقتين من الفوسفوليبيدات، رؤوسها المحبّة للماء إلى الخارج وذيولها الكارهة للماء إلى الداخل. وتتخلّلها بروتينات مختلفة الأحجام والأوضاع: منها الضمنية العابرة للطبقتين، ومنها السطحية الملامسة لأحد الوجهين. ويتوضّع الكوليسترول بين جزيئات الفوسفوليبيد.
  2. نحدّد: السلاسل السكرية موجودة على الوجه الخارجي وحده، ولا نجد منها شيئا على الوجه الداخلي. فالجزيئات المميّزة للسطح الخارجي هي البروتينات السطحية الخارجية، والغليكوبروتينات وهي بروتينات تحمل جزءا سكريا، والغليكوليبيدات وهي دسم تحمل جزءا سكريا. وهذا اللاتماثل بين الوجهين هو رسالة الوثيقة.
  3. نبيّن: تنوّع المكوّنات الغشائية واختلاف أحجامها ومواضعها يعطي للغشاء مظهر الفسيفساء، أي أرضية مرصوفة بقطع مختلفة لا لوحا واحدا متجانسا. ولذلك سُمّي النموذج فسيفسائيا.
الاستنتاج: الغشاء الهيولي طبقة مضاعفة من الفوسفوليبيدات تتخلّلها بروتينات ضمنية وسطحية وكوليسترول؛ وتحمل بروتينات الوجه الخارجي ودسمه سلاسل سكرية دون الوجه الداخلي، فيكون الوجهان مختلفين.

النشاط 3: ميوعة الغشاء — تجربة التهجين الخلوي

وُسمت البروتينات الغشائية لخلية إنسانية بأجسام مضادّة مفلورة بالأحمر، ووُسمت البروتينات الغشائية لخلية فأر بأجسام مضادّة مفلورة بالأخضر. ثمّ أُدمجت الخليتان في خلية واحدة هجينة، ورُصد توزّع الفلورة بعد خمس دقائق ثمّ بعد أربعين دقيقة.

الوثيقة ⁦(4)⁩: رسم تخطيطي لتجربة التهجين الخلوي بين خلية إنسانية وخلية فأر، وتوزّع الفلورة بعد 5 دقائق وبعد 40 دقيقة.
🎯التعليمة
  1. قارن بين توزّع الفلورة بعد 5 دقائق وتوزّعها بعد 40 دقيقة.
  2. استنتج ممّا سبق خاصّية فيزيائية للبروتينات الغشائية.
  3. علّل تسمية النموذج المقترح بالمائع.
إظهار الإجابة
🔍التحليل
  1. نقارن: بعد 5 دقائق يحدث اندماج جزئي للخليتين، فنلاحظ نصف كرة ذا فلورة حمراء ونصف كرة ذا فلورة خضراء، والحدّ بينهما واضح: كلّ مجموعة من البروتينات لا تزال في جانبها. وبعد 40 دقيقة يتمّ الاندماج وتختلط الفلورتان اختلاطا متجانسا على كامل سطح الخلية الهجينة.
  2. نستنتج: لم تُضَف بروتينات جديدة، ولم ينتقل شيء إلّا داخل الغشاء نفسه. فاختلاط الوسمين معناه أنّ البروتينات الغشائية التي ارتبطت بها الأجسام المضادّة المفلورة قد تحرّكت في مستوي الغشاء حتّى امتزجت. فالبروتينات الغشائية قادرة على الحركة وغير مستقرّة في أماكنها.
  3. نعلّل: بما أنّ مكوّنات الغشاء غير مستقرّة وقابلة للحركة، فإنّ الغشاء يسلك سلوك وسط مائع لا سلوك جسم صلب. ولذلك سُمّي النموذج مائعا؛ وسُمّي فسيفسائيا لتنوّع مكوّناته وطريقة توضّعها. فالتسمية تجمع الخاصّيتين معا.
الاستنتاج: البروتينات الغشائية قادرة على الحركة ضمن الغشاء الهيولي، فالفسيفساء ليست جامدة. ومن هنا جاءت تسمية النموذج بالفسيفسائي المائع.

النشاط 4: الجزيئات الغشائية المحدّدة للذات

من بين جزيئات الغشاء التي تعرّفنا عليها — غليكوبروتينات وفوسفوليبيدات وغليكوليبيدات وكوليسترول — أيّها المسؤول عن التعرّف على الذات ؟ للإجابة عن هذا السؤال أُنجزت التجربة الآتية على فأر: نُزعت منه خلية لمفاوية، وعُوملت بأنزيم الغليكوزيداز الذي يخرّب البروتينات السكرية الغشائية، ثمّ أُعيد حقنها في الفأر نفسه، وأُخذت بعد مدّة عيّنة من طحاله لملاحظتها مجهريا.

الوثيقة ⁦(5)⁩: مراحل تجربة تخريب البروتينات السكرية الغشائية لخلية لمفاوية وإعادة حقنها في الحيوان الذي أُخذت منه.
🎯التعليمة
  1. صف مراحل التجربة الممثّلة في الوثيقة ⁦(5)⁩، وحدّد ما غُيّر فيها وما بقي ثابتا.
  2. علّل بلعمة الخلية اللمفاوية مع أنّها أُخذت من الحيوان نفسه.
  3. حدّد الطبيعة الكيميائية للجزيئات الغشائية المحدّدة للذات.
إظهار الإجابة
🔍التحليل
  1. نصف: تُنزع خلية لمفاوية من فأر، ثمّ تُعامل بأنزيم الغليكوزيداز فتُخرَّب بروتيناتها السكرية الغشائية، ثمّ تُحقن في الفأر نفسه، ثمّ تُلاحظ عيّنة من طحاله فيُرى أنّها بُلعمت. فالشيء الوحيد الذي غُيّر هو البروتينات السكرية الغشائية؛ أمّا الحيوان فهو نفسه، وأمّا الخلية فهي خليّته.
  2. نعلّل: قامت الخلايا البلعمية للفأر ببلعمة هذه الخلية اللمفاوية لأنّها اعتبرتها غريبة لا تنتمي إلى الذات. ولم يتغيّر فيها إلّا بروتيناتها السكرية الغشائية: فتخريب هذه الجزيئات أفقد الخلية هويّتها، وهي التي كانت تشهد لها بالانتماء إلى العضوية.
  3. نحدّد: بما أنّ إزالة البروتينات السكرية وحدها كافية لجعل الخلية غريبة عن عضويّتها، فإنّ الجزيئات الغشائية المسؤولة عن التعرّف على الذات واللاذات ذات طبيعة غليكوبروتينية، أي بروتينات تحمل جزءا سكريا، وهي محمولة على السطح الخارجي للغشاء.
الاستنتاج: الجزيئات الغشائية المحدّدة للذات جزيئات غليكوبروتينية محمولة على السطح الخارجي للغشاء الهيولي؛ وبتخريبها تفقد الخلية هويّتها فتُعامل معاملة الغريب عن العضوية.
انتبه إلى قوّة هذه التجربة: الخلية والحيوان واحد، والشيء الوحيد الذي تغيّر هو جزيئات السطح. فحين تتغيّر النتيجة تغيّرا كاملا — من خلية مقبولة إلى خلية مبلوعة — لا يمكن أن يُنسب ذلك إلّا إلى ما غُيّر. هذا هو معنى التجربة الشاهدة، وهو ما يُطلب منك أن تبرزه في التحليل.

النشاط 5: مميّزات معقّد التوافق النسيجي — نتائج تجارب الطعم

أظهرت النتائج السابقة أنّ نواتج معقّد التوافق النسيجي هي المحدّدة للذات، فما مميّزات هذا المعقّد ؟ أُنجزت ثلاث تجارب زرع وتُوبع مصير الطعم في كلّ حالة، وسُجّلت في الوقت نفسه نسبة قبول الطعم بدلالة الزمن عند مستقبل واحد وعدد من المانحين، حسب تماثل معقّد التوافق النسيجي بين المانح والمستقبل أو اختلافه.

الوثيقة ⁦(6)⁩: تطوّر نسبة قبول الطعم بدلالة الزمن عند مستقبل واحد، حسب تماثل معقّد التوافق النسيجي بينه وبين المانح أو اختلافه.
📌المعطيات
رقم التجربةالمانح والمستقبلالنتيجة
1من فخذ الشخص إلى ذراعهقبول الطعم
2الفردان توأمان حقيقيانقبول الطعم
3فردان من النوع نفسه لكن يختلفان وراثياالتهاب واحمرار في مكان الزرع، ثمّ رفض الطعم بعد 10 أيام
الوثيقة ⁦(7)⁩: نتائج ثلاث تجارب زرع، حسب العلاقة الوراثية بين المانح والمستقبل.
🎯التعليمة
  1. حلّل معطيات الوثيقة ⁦(7)⁩ ورتّب الحالات الثلاث حسب قرب المانح من المستقبل وراثيا.
  2. حلّل منحنيي الوثيقة ⁦(6)⁩ وقارن بين مصير الطعم في الحالتين.
  3. استخرج العلاقة بين رفض الطعم ومعقّد التوافق النسيجي للمانح والمستقبل.
إظهار الإجابة
🔍التحليل
  1. نحلّل ونرتّب: في التجربة 1 المانح والمستقبل شخص واحد، فقُبل الطعم. وفي التجربة 2 هما توأمان حقيقيان، أي متماثلان وراثيا، فقُبل الطعم. وفي التجربة 3 هما من النوع نفسه لكنّهما يختلفان وراثيا، فظهر التهاب واحمرار ورُفض الطعم بعد 10 أيام. فالقبول يتراجع كلّما بعد المانح عن المستقبل وراثيا.
  2. نحلّل المنحنيين: عند تماثل معقّد التوافق النسيجي تبقى نسبة قبول الطعم عند 100 بالمائة سنوات متتالية. وعند اختلافه تنهار النسبة انهيارا شبه عمودي في أقلّ من سنة. فليس النوع هو الذي يحسم — والفردان من نوع واحد في الحالتين — بل تماثل معقّد التوافق النسيجي أو اختلافه.
  3. نستخرج العلاقة: اختلاف معقّد التوافق النسيجي بين المانح والمستقبل يؤدّي إلى رفض الطعم. فمحدّدات الذات متنوّعة من فرد إلى آخر، ولا تشترك فيها إلّا خلايا العضوية الواحدة وخلايا التوأم الحقيقي؛ وما عدا ذلك فلكلّ فرد معقّد توافق نسيجي خاصّ به يخالف غيره.
الاستنتاج: يتميّز معقّد التوافق النسيجي بتنوّعه الكبير من فرد إلى آخر: فهو واحد عند الفرد نفسه وعند التوأمين الحقيقيين، ومختلف فيما عدا ذلك. وهذا الاختلاف هو سبب رفض الطعم.

النشاط 6: بنية جزيئتي HLA I و HLA II

معقّد التوافق النسيجي عند الإنسان مجموعة من المورثات تشرف على إنتاج بروتينات غشائية محدّدة للذات تسمّى HLA. تظهر هذه البروتينات على السطح الخارجي لأغشية خلايا العضوية ابتداء من الأسبوع السادس الجنيني وتبقى مدى الحياة، وهي نوعان: HLA I يوجد على سطح كلّ خلية ذات نواة، و HLA II يوجد على سطح بعض الخلايا فقط، مثل اللمفاويات البائية والخلايا البلعمية.

الوثيقة ⁦(8)⁩: البنية الجزيئية لكلّ من HLA II و HLA I، وموضع الببتيد المستضدّي في كلّ منهما.
📌المعطيات
وجه الاختلافHLA IHLA II
السلاسل المكوّنةسلسلة α وسلسلة β₂ ميكروغلوبيولينسلسلتان: α و β
تجزئة السلسلة αثلاثة ميادين: α₁ و α₂ و α₃ميدانان: α₁ و α₂
السلسلة الثانيةβ₂ ميكروغلوبيولين قصيرة غير مجزّأة، تلعب دور بروتين سطحي خارجيسلسلة β طويلة مجزّأة إلى ميدانين β₁ و β₂، وهي بروتين ضمني
موقع تثبيت الببتيد المستضدّيبين α₁ و α₂، وهو مغلقبين α₁ و β₁، وهو مفتوح
الوثيقة ⁦(9)⁩: أوجه الاختلاف بين جزيئتي HLA I و HLA II.
🎯التعليمة
  1. قارن بين بنية HLA I وبنية HLA II من حيث عدد السلاسل وموضع كلّ سلسلة من الغشاء.
  2. حدّد موضع تثبيت الببتيد المستضدّي في كلّ من الجزيئتين وصفته.
  3. بيّن ما يشترك فيه النوعان وما يفترقان فيه.
إظهار الإجابة
🔍التحليل
  1. نقارن: يتكوّن HLA II من سلسلتين متقاربتين في الطول، α و β، كلتاهما مغروسة في الغشاء فتلعبان دور بروتينين ضمنيّين. أمّا HLA I فيتكوّن من سلسلة α مغروسة في الغشاء، أي بروتين ضمني، ومن سلسلة قصيرة هي β₂ ميكروغلوبيولين لا تخترق الغشاء وتلعب دور بروتين سطحي خارجي.
  2. نحدّد: في HLA I يقع موقع تثبيت الببتيد المستضدّي بين الميدانين α₁ و α₂ وهو موقع مغلق. وفي HLA II يقع بين الميدانين α₁ و β₁ وهو موقع مفتوح. ففي الحالتين الموقع في أعلى الجزيئة، بين الميدانين الأبعد عن الغشاء.
  3. نبيّن: يشترك النوعان في كونهما بروتينين غشائيّين محدّدين للذات، وفي حمل ببتيد مستضدّي في الموضع نفسه من الجزيئة. ويفترقان في عدد السلاسل المغروسة في الغشاء وفي تجزئتها، وفي كون موقع التثبيت مغلقا في الأوّل مفتوحا في الثاني.
الاستنتاج: HLA I و HLA II بروتينان غشائيان محدّدان للذات، يحملان ببتيدا مستضدّيا بين ميدانيهما الأبعد عن الغشاء، ويختلفان في تركيب سلاسلهما وفي كون موقع التثبيت مغلقا أو مفتوحا.

النشاط 7: المنشأ الوراثي لجزيئات HLA وتنوّعها

لمعرفة سبب اختلاف معقّد التوافق النسيجي الذي يؤدّي إلى رفض الطعم، نرجع إلى المورثات التي تشرف على إنتاج جزيئات HLA وإلى عدد أليلات كلّ منها. ونعلم أنّه لا توجد سيادة بين مختلف هذه الأليلات.

الوثيقة ⁦(10)⁩: موقع مورثات معقّد التوافق النسيجي على الصبغيات، والسلاسل الببتيدية الناتجة عن كلّ منها.
📌المعطيات
صنف معقّد التوافق النسيجيالموقععدد الأليلات
IA25
IB50
IC10
IIDP6
IIDQ9
IIDR46
الوثيقة ⁦(11)⁩: عدد الأليلات لكلّ موقع من مواقع معقّد التوافق النسيجي، حسب معطيات هذه الوثيقة.
🎯التعليمة
  1. حدّد المورثات التي تشرف على إنتاج جزيئتي HLA I و HLA II، وموقع كلّ منها.
  2. احسب عدد التركيبات الممكنة انطلاقا من أعداد الأليلات المعطاة في الوثيقة ⁦(11)⁩.
  3. فسّر اختلاف جزيئات HLA من شخص إلى آخر، وعلّل به رفض الطعم.
إظهار الإجابة
🔍التحليل
  1. نحدّد: تُركَّب السلسلة α لجزيئة HLA I تحت إشراف إحدى المورثات A أو B أو C من معقّد التوافق النسيجي الواقع على الصبغي رقم 6 عند الإنسان. وتُركَّب سلسلة β₂ ميكروغلوبيولين تحت إشراف مورثة واقعة على الصبغي رقم 15. أمّا سلسلتا α و β لجزيئة HLA II فتُركَّبان تحت إشراف المورثات D الواقعة على الصبغي رقم 6 كذلك.
  2. نحسب: لكلّ موقع عدد من الأليلات، وهي 25 و50 و10 للصنف الأوّل و6 و9 و46 للصنف الثاني. وحاصل ضرب هذه الأعداد الستّة يساوي 31 050 000، أي أكثر من واحد وثلاثين مليون تركيبة ممكنة. وهذا العدد وحده يكفي لتفسير أن تكون لكلّ فرد تركيبته الخاصّة به.
  3. نفسّر: لكلّ مورثة من مورثات هذا المعقّد عدّة أليلات ولا سيادة بينها، ومورثات المعقّد محمولة على الصبغي 6 مرتبطة ومتقاربة جدّا فتنتقل معا. ومن هذين المعطيين يأتي التنوّع الهائل لجزيئات HLA، فتصير لكلّ فرد هويّة نسيجية مختلفة؛ ولذلك يرفض المستقبلُ الطعمَ الآتي من مانح يخالفه فيها.
الاستنتاج: مورثات معقّد التوافق النسيجي محمولة على الصبغي رقم 6 عند الإنسان، ولكلّ منها عدد كبير من الأليلات لا سيادة بينها؛ ومن ذلك ينشأ تنوّع هائل لجزيئات HLA يجعل لكلّ فرد هويّة بيولوجية خاصّة به. ومعقّد التوافق النسيجي هو مجموعة الجزيئات الغشائية المحدّدة وراثيا التي تمثّل هذه الهويّة.

النشاط 8: مؤشّرات الزمر الدموية في النظام ABO

تحتوي أغشية الكريات الحمراء على جزيئات تميّز الزمر الدموية. ولتحديد زمرة شخص تُعامَل كرياته الحمراء بمصل يحتوي على أجسام مضادّة معلومة: فإذا ارتبطت هذه الأجسام بالمستضدّات الغشائية الموافقة لها تجمّعت الكريات في معقّدات وحدث ارتصاص. وقد أُجري هذا الاختبار على عيّنات دم مأخوذة من أفراد مختلفين، بثلاثة أمصال.

📌المعطيات
الزمرةمصل به ضدّ Aمصل به ضدّ Bمصل به ضدّ A وضدّ B
Aارتصاصلا ارتصاصارتصاص
Bلا ارتصاصارتصاصارتصاص
ABارتصاصارتصاصارتصاص
Oلا ارتصاصلا ارتصاصلا ارتصاص
الوثيقة ⁦(12)⁩: نتائج اختبار الارتصاص لعيّنات دم مأخوذة من أفراد مختلفين، بثلاثة أمصال.
الوثيقة ⁦(13)⁩: المستضدّات الغشائية للكرية الحمراء والأجسام المضادّة الموجودة طبيعيا في بلازما كلّ زمرة.
🎯التعليمة
  1. استخلص من الوثيقة ⁦(12)⁩ المستضدّات الغشائية لكلّ زمرة.
  2. استخرج من الوثيقة ⁦(13)⁩ الأجسام المضادّة الموجودة طبيعيا في بلازما كلّ زمرة.
  3. قارن بين الوثيقتين واستنتج القاعدة التي تربط بين مستضدّات الفرد وأجسامه المضادّة.
إظهار الإجابة
🔍التحليل
  1. نستخلص: الزمرة A ترتصّ مع المصل الذي به ضدّ A، فهي تحمل مستضدّات غشائية من نوع A. والزمرة B ترتصّ مع المصل الذي به ضدّ B، فهي تحمل مستضدّات من نوع B. والزمرة AB ترتصّ مع الأمصال الثلاثة، فهي تحمل النوعين معا. والزمرة O لا ترتصّ مع أيّ منها، فهي لا تحمل مستضدّا من هذين النوعين.
  2. نستخرج: تحمل بلازما الزمرة A جسما مضادّا واحدا هو ضدّ B، وتحمل بلازما الزمرة B جسما مضادّا واحدا هو ضدّ A. أمّا الزمرة AB فبلازماها خالية من هذين الجسمين، والزمرة O فتحمل بلازماها الجسمين معا.
  3. نقارن ونستنتج: يحمل الفرد دائما الأجسام المضادّة الموجّهة ضدّ المستضدّات التي لا يملكها هو. فالزمرة O لا مستضدّ لها وتحمل الجسمين، والزمرة AB تحمل المستضدّين ولا تحمل جسما مضادّا، والزمرتان A و B بينهما. وهذه قاعدة التقابل.
الاستنتاج: تتحدّد الزمرة الدموية في النظام ABO بالمستضدّات الغشائية التي تحملها الكرية الحمراء؛ ويحمل مصل الفرد الأجسام المضادّة الموجّهة ضدّ المستضدّات التي لا يملكها، وهذا ما يجعل نقل الدم بين زمرتين غير متوافقتين خطرا.

النشاط 9: الأساس الجزيئي والوراثي للزمر الدموية

مؤشّرات الزمر الدموية جزيئات غليكوبروتينية متواجدة على غشاء الكرية الحمراء، تنتهي بجزء سكري قليل التعدّد. والاختلاف بين الزمر لا يقع في الجزيء كلّه، بل في نهاية هذا الجزء السكري. ولمعرفة أصل هذا الاختلاف نرجع إلى المورثة التي تشرف عليه.

الوثيقة ⁦(14)⁩ — الشكل 1: المصدر الوراثي لمحدّدات الزمر الدموية في النظام ABO: من الأليل إلى الأنزيم، ومن الأنزيم إلى السكّر النهائي.
الوثيقة ⁦(14)⁩ — الشكل 2: كرية حمراء من الزمرة AB تحمل السلسلتين السكريتين معا، لهما القاعدة نفسها، وتنتهي إحداهما بسكّر الزمرة A والأخرى بسكّر الزمرة B.
📌المعطيات
النمط الظاهريالنمط الوراثي
الزمرة AIA IA (متماثلة اللواقح) أو IA i⁰ (متخالفة اللواقح)
الزمرة BIB IB (متماثلة اللواقح) أو IB i⁰ (متخالفة اللواقح)
الزمرة ABIA IB
الزمرة Oi⁰ i⁰
الوثيقة ⁦(15)⁩: الأنماط الوراثية الممكنة لكلّ نمط ظاهري في النظام ABO.
🎯التعليمة
  1. قارن بين الجزيئات السكرية المحدّدة للزمر الثلاث في الوثيقة ⁦(14)⁩، وحدّد ما تشترك فيه وما تختلف فيه.
  2. بيّن، اعتمادا على الوثيقة ⁦(14)⁩، لماذا يكون أليل الزمرة O متنحّيا.
  3. استخرج من الوثيقة ⁦(15)⁩ العلاقة بين النمط الوراثي والنمط الظاهري، وحدّد الزمرتين اللتين لا يقابل كلّا منهما إلّا نمط وراثي واحد.
إظهار الإجابة
🔍التحليل
  1. نقارن: تشترك الزمر الثلاث في قاعدة سكرية واحدة قليلة التعدّد مكوّنة من خمس وحدات: غلوكوز وغالاكتوزان و N أستيل غليكوزأمين وفيكوز. وتختلف في السكّر المضاف إلى نهاية هذه القاعدة: لا سكّر إضافي في الزمرة O، و N أستيل غالاكتوزأمين في الزمرة A، وغالاكتوز في الزمرة B. فالاختلاف كلّه في سكّر واحد.
  2. نبيّن: المورثة لا تشرف على تركيب السكّر مباشرة، بل على تركيب أنزيم؛ والأنزيم هو الذي يربط السكّر النهائي بالجزيئة القاعدية. فالأليل المتنحّي لا يشرف على تركيب أنزيم وظيفي، فتبقى القاعدة السكرية من غير إضافة. والزمرة O ليست زمرة ناقصة، بل هي القاعدة نفسها لم يُضَف إليها شيء.
  3. نستخرج: للزمرتين A و B نمطان وراثيان لكلّ منهما، متماثلة اللواقح أو متخالفة اللواقح مع الأليل المتنحّي. أمّا الزمرة AB فلا يقابلها إلّا نمط واحد لأنّها تجمع الأليلين السائدين، وكذلك الزمرة O لأنّها تقتضي الأليل المتنحّي مضاعفا. فالنمط الظاهري لا يحدّد النمط الوراثي إلّا في هاتين الزمرتين.
الاستنتاج: تشترك الزمر الدموية في قاعدة سكرية واحدة وتختلف في السكّر النهائي المضاف إليها؛ والمورثة الواقعة على الصبغي رقم 9 تشرف على أنزيم هو الذي يضيف هذا السكّر. ولهذه المورثة ثلاثة أليلات: اثنان متساويان في السيادة وثالث متنحّ لا يعطي أنزيما وظيفيا.

النشاط 10: عامل الريزوس

إلى جانب النظام ABO، تحمل أغشية الكريات الحمراء مؤشّرا آخر يُعرف بعامل الريزوس. وتضمّ الوثيقة ⁦(16)⁩ ثلاثة أشكال: بطاقتي الزمرة الدموية لشخصين في الشكل 1، ورسما تخطيطيا للمحدّدات الغشائية لكريتيهما الحمراوين في الشكل 2، ومقرّ مورثة الريزوس في الشكل 3.

الوثيقة ⁦(16)⁩: عامل الريزوس — بطاقتا الزمرة الدموية لشخصين، والمحدّدات الغشائية لكريتيهما الحمراوين، ومقرّ مورثة الريزوس.
🎯التعليمة
  1. استخرج من الشكل 1 في الوثيقة ⁦(16)⁩ ما يشترك فيه الشخصان وما يختلفان فيه.
  2. حدّد، اعتمادا على الشكل 2، ما يميّز غشاء الكرية الحمراء عند الشخص الموجب الريزوس عن غشائها عند الشخص السالب الريزوس.
  3. بيّن أنّ النظام ABO ونظام الريزوس مستقلّان، وحدّد مقرّ المورثة التي تشرف على الريزوس.
إظهار الإجابة
🔍التحليل
  1. نستخرج: يشترك الشخصان في الزمرة B من النظام ABO، ويختلفان في الريزوس: أحدهما موجب الريزوس والآخر سالب الريزوس.
  2. نحدّد: تحمل الكريتان معا المحدّد الغشائي للزمرة B، وتنفرد كرية الشخص الموجب الريزوس بمحدّد إضافي هو بروتين يُدعى المستضدّ D، لا تحمله كرية الشخص السالب الريزوس. فالفرق بين الموجب والسالب هو وجود المستضدّ D أو غيابه.
  3. نبيّن ونحدّد: الشخصان من الزمرة B نفسها ويختلفان في الريزوس، فالزمرة في النظام ABO لا تحدّد الريزوس: النظامان مستقلّان أحدهما عن الآخر. وتُحمل مورثة الريزوس على الصبغي رقم 1، وهي تشرف على بناء المستضدّ D.
الاستنتاج: عامل الريزوس مؤشّر غشائي للكرية الحمراء، هو بروتين يُدعى المستضدّ D: يحمله الشخص الموجب الريزوس ولا يحمله السالب. وهو مستقلّ عن النظام ABO، وتشرف عليه مورثة محمولة على الصبغي رقم 1.

عامل الريزوس

إلى جانب النظام ABO تحمل أغشية الكريات الحمراء مؤشّرا آخر هو عامل الريزوس. وهو بروتين غشائي نوعي يسمّى المستضدّ D: فمن تحمل كرياته هذا المستضدّ يقال إنّه موجب الريزوس، ومن لا تحمله يقال إنّه سالب الريزوس.

ولتحديده يُعامَل الدم بجسم مضادّ ضدّ D: فإذا حدث ارتصاص دلّ ذلك على أنّ الكريات تحمل المستضدّ D، وإذا لم يحدث دلّ على غيابه. والنظامان مستقلّان أحدهما عن الآخر: فقد يكون شخصان من الزمرة B نفسها ويختلفان في الريزوس، أحدهما موجب والآخر سالب.

وتُحمل مورثة الريزوس على الصبغي رقم 1 عند الإنسان، وهي مورثة سائدة نجدها عند حوالي 85 بالمائة من الأشخاص، وتشرف على بناء بروتين غشائي هو المستضدّ D.

التوافق في نقل الدم

قاعدة التقابل بين المستضدّات والأجسام المضادّة تفرض حدودا على نقل الدم: فالدم المنقول يجب ألّا يحمل مستضدّا يوجد في مصل المستقبل جسم مضادّ له، وإلّا حدث ارتصاص للكريات المنقولة.

الزمرة المعطيةالزمر التي يمكنها أن تستقبل منها
OO و A و B و AB
AA و AB
BB و AB
ABAB
حالات التوافق بين المعطي والمستقبل في النظام ABO.

ويظهر من ذلك أنّ الزمرة O تعطي الزمر كلّها ولا تستقبل إلّا من نفسها، فهي المعطي العامّ؛ وأنّ الزمرة AB تستقبل من الزمر كلّها ولا تعطي إلّا نفسها، فهي المستقبل العامّ؛ وأنّ الزمرتين A و B لا تتبادلان الدم بينهما، وهذه أقلّ النتائج ظهورا وأكثرها امتحانا.

الذات واللاذات

الذات هي مجموعة الجزيئات المحمولة على الغشاء الهيولي، وهي غليكوبروتينات غشائية مميّزة للفرد تمثّل هويّته البيولوجية. وهذه الجزيئات محدّدة وراثيا، فهي ناتجة عن التعبير المورثي لمختلف مورثات معقّد التوافق النسيجي.

واللاذات هي مجموع الجزيئات الغريبة عن العضوية، القادرة على إثارة استجابة مناعية وعلى التفاعل النوعي مع ناتج هذه الاستجابة قصد القضاء عليه.

ومؤشّرات الزمر الدموية جزء من هذه الهويّة كذلك: فمستضدّات النظام ABO والمستضدّ D محمولة على غشاء الكرية الحمراء، ومحدّدة وراثيا هي الأخرى، لكن على صبغيات غير الصبغي 6: الصبغي 9 للأولى والصبغي 1 للثاني. فالهويّة البيولوجية للفرد ليست جزيئة واحدة، بل مجموعة مؤشّرات غشائية تشترك في أنّها موروثة وأنّها معروضة على السطح الخارجي للغشاء.

لا تخلط بين ثلاثة أشياء: الغشاء الهيولي هو المكان الذي تُعرض فيه الهويّة، والغليكوبروتينات هي الطبيعة الكيميائية للجزيئات المحدّدة للذات، ومعقّد التوافق النسيجي هو المصدر الوراثي لجزء منها. كلّ سؤال في هذا الدرس يدور على واحد من هذه الثلاثة.
حصيلة الدرس: الذات هي مجموع المؤشّرات الغشائية المحدّدة وراثيا — جزيئات HLA من الصبغي 6، ومستضدّات الزمر الدموية من الصبغي 9، والمستضدّ D من الصبغي 1.
أكثر ما يُطلب في الباكالوريا حول هذا الدرس ثلاثة أشياء: استغلال جدول ارتصاص لتحديد زمرة دموية، واستغلال نتائج طعم لاستخراج العلاقة بين الرفض ومعقّد التوافق النسيجي، وتقديم تعريف دقيق للذات وللاذات. احرص في الأوّل على أن تنسب كلّ نتيجة إلى المصل الذي أعطاها، وفي الثاني على أن تذكر أنّ الفردين من النوع نفسه حتّى يظهر أنّ الفارق وراثي لا نوعي، وفي الثالث على أن يجمع تعريفك الطبيعة الكيميائية والمصدر الوراثي معا.
عند المراجعة، ارسم من الذاكرة مقطعا في الغشاء الهيولي وضع عليه أربعة مؤشّرات: HLA I و HLA II ومستضدّ الزمرة الدموية والمستضدّ D، ثمّ اكتب تحت كلّ واحد رقم صبغيّه. إن استطعت ذلك فقد جمعت الدرس كلّه في صورة واحدة.
الخلاصة: الذات هي مجموعة الجزيئات المحمولة على الغشاء الهيولي، وهي غليكوبروتينات غشائية مميّزة للفرد تمثّل هويّته البيولوجية؛ وهي محدّدة وراثيا ناتجة عن التعبير المورثي لمختلف مورثات معقّد التوافق النسيجي. واللاذات هي مجموع الجزيئات الغريبة عن العضوية، القادرة على إثارة استجابة مناعية وعلى التفاعل النوعي مع ناتجها قصد القضاء عليه. ويقع هذا التعرّف على غشاء هيولي فسيفسائي مائع لا تحمل سلاسله السكرية إلّا على وجهه الخارجي: جزيئات HLA المحدّدة بمورثات الصبغي 6، ومستضدّات الزمر الدموية المحدّدة بمورثة الصبغي 9، والمستضدّ D المحدّد بمورثة الصبغي 1.

Page 1/14

© Madrassati — a lesson written by Madrassati · madrassati.net