Sciences de la nature et de la vie🎓 objectif bac
آليات تركيب البروتين › مقر تركيب البروتين
التركيب الكيميائي لجزيئة الـ ARN
→→
🔊 La maîtresse lit pour toi
إشكالية: عرفنا أنّ الوسيط الذي ينقل المعلومة الوراثية من النواة إلى الهيولى جزيء من نوع ARN، غير أنّنا لم نعرف بعد ممّ يتكوّن هذا الجزيء ولا كيف تترتّب مكوّناته بعضها مع بعض. فما هو التركيب الكيميائي لجزيء الـ ARN، وكيف ترتبط وحداته لتعطي سلسلة ؟
🎓في نهاية هذا الدرس ستكون قادرا على:
- أن تستخرج المكوّنات الكيميائية لجزيء الـ ARN انطلاقا من نتائج الإماهة الكلّية
- أن تصنّف القواعد الآزوتية الأربع إلى بيورينية وبريميدينية اعتمادا على حلقاتها
- أن تصف مكوّنات النكليوتيدة الريبية وموضع ارتباط كلّ مكوّن بالسكّر
- أن تعلّل كون سلسلة الـ ARN موجّهة ولها نهايتان مختلفتان
- أن تميّز الجزء الثابت من الجزء المتغيّر، وتستنتج حامل المعلومة في الجزيء
🔑يفترض هذا الدرس أنّك تتقن:
- أنّ المعلومة الوراثية محفوظة في النواة على شكل ADN
- أنّ وسيطا جزيئيا من نوع ARN ينقل هذه المعلومة من النواة إلى الهيولى
قبل أن تبدأ، افهم الأداة: الإماهة تفكيك جزيء كبير بإقحام الماء في روابطه. فالإماهة الكلّية تمضي إلى آخر الطريق وتردّ الجزيء إلى أصغر لبناته، فتجيب عن سؤال «ممّ صُنع ؟». أمّا الإماهة الجزئية فتتوقّف في منتصف الطريق وتترك قطعا أكبر، فتجيب عن سؤال آخر: «كيف رُكّبت هذه اللبنات ؟». سؤالان مختلفان، ولكلّ منهما أداته.
النشاط 1: المكوّنات الكيميائية لجزيء الـ ARN
🎯التعليمة
- حلّل الوثيقة (1) واستخرج المكوّنات الكيميائية التي تظهر بعد الإماهة الكلّية للـ ARN.
- صنّف القواعد الآزوتية الأربع في مجموعتين اعتمادا على عدد حلقاتها.
إظهار الإجابةإخفاء الإجابة
🔍التحليل
- نحلّل الوثيقة (1): تعطي الإماهة الكلّية للـ ARN ثلاثة أصناف من المكوّنات: سكّر خماسي هو الريبوز، وحمض الفوسفور، وأربع قواعد آزوتية هي الأدينين A والغوانين G والسيتوزين C واليوراسيل U. فجزيء الـ ARN ليس كتلة واحدة، بل بناء من هذه اللبنات.
- نصنّف القواعد حسب حلقاتها: اليوراسيل U والسيتوزين C لكلّ منهما حلقة سداسية واحدة، فهما قاعدتان بريميدينيتان. أمّا الأدينين A والغوانين G فلكلّ منهما حلقتان ملتحمتان، سداسية وخماسية، فهما قاعدتان بيورينيتان. والفرق يُرى على الصيغة نفسها، دون حاجة إلى أيّ قياس.
الاستنتاج: يتكوّن جزيء الـ ARN كيميائيا من سكّر خماسي هو الريبوز، ومن حمض الفوسفور، ومن أربع قواعد آزوتية: قاعدتان بيورينيتان (A و G) بحلقتين ملتحمتين، وقاعدتان بريميدينيتان (C و U) بحلقة واحدة.
النشاط 2: من النكليوتيدة الحرّة إلى سلسلة من النكليوتيدات
🎯التعليمة
- حدّد مكوّنات النكليوتيدة الواحدة، وبيّن موضع ارتباط كلّ مكوّن بالسكّر.
- مثّل كيفية الانتقال من النكليوتيدة الحرّة إلى سلسلة من النكليوتيدات.
- علّل لماذا لا تتكافأ نهايتا السلسلة.
إظهار الإجابةإخفاء الإجابة
🔍التحليل
- نحدّد مكوّنات النكليوتيدة: تتكوّن من ثلاث قطع في ترتيب ثابت: مجموعة فوسفات، وسكّر ريبوز، وقاعدة آزوتية. يرتبط حمض الفوسفور بالسكّر على مستوى ذرّة الكربون رقم 5 ويتحرّر جزيء ماء، وترتبط القاعدة الآزوتية بالسكّر على مستوى ذرّة الكربون رقم 1. والقطعة الوحيدة التي تتغيّر من نكليوتيدة إلى أخرى هي القاعدة.
- نمثّل الانتقال إلى السلسلة: ترتبط كلّ نكليوتيدة بالتي تليها عن طريق حمض الفوسفور على مستوى ذرّة الكربون رقم 3 من سكّرها، فتنشأ رابطة إستر فوسفاتية بين سكّرين متتاليين. وبتكرار هذا الربط ينشأ هيكل متعاقب من سكّر وفوسفات وسكّر، تتعلّق عليه القواعد من الجانب.
- نعلّل عدم تكافؤ النهايتين: الربط يقع دائما بين الكربون 3 لنكليوتيدة والكربون 5 للتي تليها. فيبقى في طرف من السلسلة فوسفات حرّ على الكربون 5، وفي الطرف الآخر مجموعة OH حرّة على الكربون 3. والطرفان مختلفان كيميائيا، ولهذا يُسمّيان نهاية 5' ونهاية 3'، وتكون السلسلة موجّهة لها جهة قراءة واحدة.
الاستنتاج: النكليوتيدة الريبية وحدة من ثلاث قطع: فوسفات وريبوز وقاعدة آزوتية. وتتّحد النكليوتيدات بروابط إستر فوسفاتية بين الكربون 3 لواحدة والكربون 5 للتي تليها، فتنتج سلسلة موجّهة لها نهاية 5' ونهاية 3'.
لا تخلط بين ثلاث كلمات يرد ذكرها معا: النكليوتيدة هي الوحدة الكاملة، أي فوسفات وسكّر وقاعدة معا؛ والقاعدة الآزوتية قطعة واحدة من هذه الوحدة؛ والرابطة الإستر فوسفاتية هي ما يربط وحدتين متتاليتين. أغلب الأخطاء في الإجابات يأتي من الخلط بين الوحدة وإحدى قطعها.
النشاط 3: الجزء الثابت والجزء المتغيّر في السلسلة
🎯التعليمة
- قارن بين الوحدات الخمس، وحدّد ما يتكرّر فيها دون تغيير وما يتغيّر من وحدة إلى أخرى.
- استنتج الجزء الذي يحمل المعلومة في جزيء الـ ARN، معلّلا إجابتك.
إظهار الإجابةإخفاء الإجابة
🔍التحليل
- نقارن الوحدات: تتشابه الوحدات الخمس كلّها في قطعتين، مجموعة الفوسفات وسكّر الريبوز، وهما يتعاقبان بالترتيب نفسه على طول الجزيء فيكوّنان هيكلا ثابتا. أمّا القاعدة الآزوتية فتتغيّر من وحدة إلى أخرى: A ثمّ C ثمّ U ثمّ G ثمّ U في المثال المعروض.
- نستنتج حامل المعلومة: ما دام الهيكل واحدا في كلّ الوحدات فهو لا يميّز جزيئا عن آخر، ولا يمكن لما لا يتغيّر أن يحمل معلومة. والذي يتغيّر هو ترتيب القواعد، فهو وحده القادر على أن يختلف من جزيء إلى جزيء. إذن تتابع القواعد الآزوتية هو حامل المعلومة.
الاستنتاج: تنقسم سلسلة الـ ARN إلى جزء ثابت هو هيكل الفوسفات والسكّر، وجزء متغيّر هو تتابع القواعد الآزوتية؛ وهذا التتابع هو الذي يحمل المعلومة الوراثية.
المكوّنات الكيميائية للـ ARN
الـ ARN حمض نووي ريبي، وهو بوليمير، أي جزيء طويل يتكوّن من تكرار وحدة واحدة. وتردّه الإماهة الكلّية إلى ثلاثة أصناف من اللبنات: سكّر خماسي هو الريبوز C₅H₁₀O₅، وحمض الفوسفور H₃PO₄، وأربع قواعد آزوتية.
والقواعد الآزوتية الأربع صنفان لا يُخلط بينهما. صنف بحلقتين ملتحمتين، سداسية وخماسية، وهما الأدينين A والغوانين G، ويُسمّيان قاعدتين بيورينيتين. وصنف بحلقة سداسية واحدة، وهما السيتوزين C واليوراسيل U، ويُسمّيان قاعدتين بريميدينيتين.
بنية السلسلة الريبية
تجتمع القطع الثلاث في وحدة واحدة تُسمّى النكليوتيدة الريبية، ويكون ترتيب الارتباط فيها ثابتا: يرتبط حمض الفوسفور بالكربون رقم 5 من الريبوز مع تحرّر جزيء ماء، وترتبط القاعدة الآزوتية بالكربون رقم 1 من السكّر نفسه.
ثمّ ترتبط النكليوتيدات بعضها ببعض: يتّصل فوسفات النكليوتيدة التالية بالكربون رقم 3 من ريبوز السابقة، فتنشأ رابطة إستر فوسفاتية. وبتكرار هذا الربط يتكوّن هيكل متعاقب من سكّر وفوسفات وسكّر، تتعلّق عليه القواعد من الجانب.
ولهذا الربط نتيجتان. الأولى أنّ للسلسلة نهايتين مختلفتين: نهاية 5' يبقى عليها فوسفات حرّ، ونهاية 3' تبقى عليها مجموعة OH حرّة؛ فالسلسلة موجّهة لها جهة قراءة. والثانية أنّ الهيكل نفسه لا يحمل أيّ معلومة لأنّه واحد في كلّ الجزيئات: المعلومة كلّها في تتابع القواعد.
والـ ARN خيط مفرد لا خيطان. والنوع الذي يُستنسخ عن المورثة يُسمّى ARN رسولا ويُرمز له بـ ARNm، وهو الذي يؤمّن انتقال المعلومة الوراثية من النواة إلى الهيولى؛ وتختلف جزيئات الـ ARNm بعضها عن بعض باختلاف تتابع قواعدها الآزوتية.
عند المراجعة، أعد بناء نكليوتيدة واحدة على ورقة من الذاكرة: قرص للفوسفات، وحلقة خماسية للسكّر مرقّمة الكربونات 1 و3 و5، وقاعدة على الكربون 1. إن استطعت أن تضع الأرقام الثلاثة في مواضعها فقد استوعبت الدرس كلّه، لأنّ كلّ ما بقي مبنيّ عليها.
قلّما يُطلب منك في الباكالوريا سرد مكوّنات الـ ARN سردا؛ المطلوب في الغالب استغلال وثيقة: صيغة مفصّلة تُسأل عن تسمية قطعها، أو سلسلة تُسأل عن جهة قراءتها. تدرّب على التعرّف بالعين: حلقة واحدة تعني قاعدة بريميدينية، وحلقتان ملتحمتان تعنيان قاعدة بيورينية، وفوسفات حرّ يعني نهاية 5'.
الخلاصة: جزيء الـ ARN خيط مفرد مبنيّ من تكرار وحدة واحدة هي النكليوتيدة الريبية، وهي اتّحاد ثلاث قطع: مجموعة فوسفات، وسكّر خماسي هو الريبوز، وقاعدة آزوتية من أربع: A و G بيورينيتان بحلقتين ملتحمتين، C و U بريميدينيتان بحلقة واحدة. وترتبط النكليوتيدات بروابط إستر فوسفاتية بين الكربون 3 والكربون 5، فينشأ هيكل ثابت من السكّر والفوسفات له نهاية 5' ونهاية 3'، بينما يبقى تتابع القواعد الجزء المتغيّر، وهو وحده حامل المعلومة الوراثية.
Page 1/6
© Madrassati — leçon rédigée par Madrassati · madrassati.net