السلام عليكم ورحمة الله وبركاتة
كيميـــاء الاحماض النووية
السلام عليكم ورحمة الله وبركاتة
تحية طيبة فى زمن عز فى الطيب
تحية حب فى زمن ملئه الحقد الكره
أخي العزيز /أختي العزيزة....قد تتبادر في أذهاننا الكثير من التساؤلات ولكن في أحيان كثيرة لا نعطيها حقها من الاهتمام والبحث المطلوب إذن لابد أن نعلم أن هناك الكثير من التساؤلات التي من شأنها :
- أن تعمق فينا الإيمان بالله عز وجل والقدرة الإلهية..
- أن تطلق لأذهاننا العنان من أجل اكتشافات واختراعات جديدة..
- إيجاد حلول للكثير من المشاكل والأمراض التي قد يعاني منها الإنسان..
هذا وأمور كثيرة آخر...
ومن بين التساؤلات التي قد تتبادر علينا :
يا ترى ما أسباب المظاهر التي تبدوا على نشاط الكائنات الحية كالحركة والتنفس والنمو .. ألخ؟؟
وما أسباب الخلل في أنشطة الكائنات الحية التي قد تتعرض له هذه الكائنات في كثير من الأحيان كخلل في الدماغ أو تعطل في وظيفة عضو ما أو حدوث إضراب في الدورة الدموية ؟
ونتيجة للبحث والاستقصاء تم التوصل إلى إجابة لهذه التساؤلات وهو أن أي مظهر من مظاهر نشاط الكائن الحي أو أي خلل أو تعطل هذا النشاط يرجع إلى أصل كيميائي وهو حدوث تفاعلات كيميائية بين عدد من المركبات وهذا من شأنه قد يؤدي إلى حدوث مثل هذه التغيرات...
وبهذا حل الإنسان لغز أسباب المظاهر الحيوية التي تبدو على الكائنات الحية ..
ولكن وقع فيما بعد في لغز وتساؤل آخر أصعب وأعقد وهو :
من المعروف أن الكائن الحي ينشأ من خلية صغيرة بالانقسام ، ومن المعروف أيضا أن هذا الكائن الحي لايملك الكثير من المركبات الحيوية التي تعينه على ممارسة أنشطته الحيوية وأن ما ينقل إليه من الخلية الأم قليل ما يلبث أن يختفي.. والسؤال الذي يطرح نفسه الآن يا ترى من أين سيحصل على المزيد من هذه المركبات؟؟!
وجاء الفرج أخيرا... فبعد إجراء التجارب والبحث وجد العلماء أنه قد تنتقل من الخلية الأم لدى الكائن الحي إلى الخلايا الجديدة معلومات تعطيه القدرة على اصطناع ما لا يحصل من الخارج أو تحويل ما يحصل عليه من غذاء إلى ما يحتاج إليه للبناء والأنشطة الحيوية أي أن الكائن الحي الابن يرث معلومات كانت في الآباء وهي تنتقل من جيل لآخر ...
ومن هنا نبتدأ القصة .. قصة المركبات الكيميائية التي آثرت اهتمام العلماء منذ مطلع الخمسينات من القرن العشرين .. قصة المركبات الكيميائية التي علا سيطها على المستوى الكيميائي والحيوي والهندسي والجنائي ...
قصة المركبات التي قال عنها نبينا محمد صلى الله عليه وسلم في حديثه عن مالك بن الحويرث رضي الله عنه عن النبي (صلى الله عليه وسلم) قال: ( أن الله تعالى إذا أراد خلق النسمة فجامع الرجل المرأة طار ماؤه في كل عرق وعصب منها فإذا كان يوم السابع جمعه الله تعالى ثم أحضر له كل عِرقبينه وبين أدم ثم قرأقوله تعال{في أي صورة ما شاء ركبك} ) ...
إنها قصة الأحماض النووية (Nucleic Acids) ...
وفي خلال السطور القادمة أن شاء الله سنتوقف على جانب من حكاية الأحماض النووية وهو الجانب الكيميائي لنتعرف خلاله على:
تعريف هذه الأحماض .. مكوناتها.. خصائصه... وغير ذلك بإذن الله ..
أولا سنتطرق على تعريف الأحماض النووية..
قبل الوصول إلى الصورة النهاية لمعرفة الأحماض النووية سأركز على بعض الحقائق بما يخص هذه الأحماض:-
• سميت هذه الأحماض بالأحماض النووية وذلك لأن الجزء الأكبر منها يتواجد بنواة الخلية..
• إذا ما حسبنا الوزن الجزيئي للأحماض النووية سنجد أنه مرتفع جدا..
• ولكن على الرغم من أن الوزن الجزيئي لهذه الأحماض مرتفع جدا إلا إنها تتكون من أسس بسيطة شيء ما ..
===============>
فيا ترى ما نوع هذه الأسس( التراكيب) المسؤولة عن بناء الأحماض النووية وما سبب ارتفاع الوزن الجزيئي لهذه الأحماض ؟؟!
نحن الآن على وشك الوصول. الوصول إلى جانب من تعريف الأحماض النووية ولكن هنا لابد أن نغتنم الفرصة لنربط الأجزاء الصغيرة مع بعضها البعض لنصل في النهاية إلى تعريف كامل وشامل ومنمق للأحماض النووية وللوصول إلى الغاية التي نريدها لابد في البداية أن نخصص جزاء من وقتنا لنعقد معرفة خاصة حول ماهية النيكلوسيد (Nucleose ) والنيكلوتيد
(Nucleotide)..
================>
فيا ترى ما المقصود بكل من النيوكلوسيد والنيوكلوتيد وما علاقتهما بتعريف الأحماض النووية ؟؟!
وسنتدرج الآن في معرفة كل من :-
.................... النيكلوسيد (Nucleoside )
.............................. .........والنيكلوتيد (Nucleotide)
.............................. .............................. .الأحماض النووية (Nucleic Acids)
وقبل أن نعلن عن تعريف كل منهما سأستوقفك أخي العزيز/ أختي العزيزة لتتأملا معي قليلا ...:-
والآن تخيلا معي .. فإذا ما أردتما بناء مقصورة جميلة مكونة من ثلاث طوابق فأعلما أنه لكي تكون المقصورة بالشكل الذي تريدها لابد أولا أن تبني الدور الأرضي ( السفلي) ويكفي أن تبني الدور السفلي مستخدما كل من الطوب والاسمنت والماء ..
ولكي يظهر البناء بالشكل المريح لابد أن تربط الجدران التي بنيتها بالسقف الذي لابد أن تبنيه لاحقا من عدد من المواد وبهذا قد أنشئت وحدة بنائية مكونة من السقف والجدران كمرحلة ابتدائية لمقصورتك الجميلة والمريحة...
ولكي تنشأ المقصورة التي خططت لها سابقا لابد أن تربط وحدتين أخريين كالوحدة السابقة مع بعضهما البعض كمرحلة نهائية لتكوين مقصورتك الجميلة والرائعة..
وهذه هي الحقيقة الحقيقة التي تدعونا لتفكر والتأمل .. فطريقة البناء متشابهة متشابهة إلى حد كبير وأن كان هناك اختلاف فالاختلاف فقط سيكون في مواد البناء ..
فإذا ما أجرينا بعض التعديلات على المقصورة السابقة وقمنا بإستبدال كل من الأسمنت والطوب والماء نستبدل كل هذا بسكر خماسي وقاعدة نيتروجينية فأننا سنحصل على النيكلوسيد بدل الجدار الأسمنتي ..
وإذا ما استبدلنا سقف المقصورة بمجموعة فوسفات وربطنه مع النيكلوسيد فإننا سنحصل على وحدة والنيكلوتيد بدل الدور الأرضي من المقصورة..
وفي النهاية إذا ما ربطنا وحدتين أو أكثر من النيكلوتيدات فإننا سنحصل على الأحماض النووية بدل المقصورة..
وكل من الاشكال التالية توضح ذالك : -
ومن خلال ما ذكرنه آنفا يمكننا التوصل إلى تعريف الأحماض النووية:-
فالحمض النووي عبارة عن:- مركبات عضوية ذات أوزان جزيئية عالية لكن جزيئاتها مبنية على أسس بسيطة نوعا ما فهي مؤلفة من وحدات تدعى كل منه باسم النيوكلوتيد وكل نيوكلوتيد يتكون من سكر خماسي متصلة بارتباط غلايكوزيدي مع قاعدة نيتروجنية وهما معا يدعيان باسم النيوكلوسيد ويستكمل النيوكلوتيد بارتباط وحدة السكر من جانب آخر بارتباط إستري مع وحدة فوسفات..
والشكل التالي يوضح طريق الربط الغلايكوزيدي والربط الإستيري...
( أنواع الأحماض النووية) وهما :-
- الحمض النووي الريبوزي Ribonucleic acid) RNA).
- الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين Deoxyribonucleic) DNA ).
ولنتعرف عليهم بشكل أوسع دعونا نتحدث عن تركيبهم الكيميائي بشكل مفصل والتعرف على الفرق بين كل من الحامضين من جوانب عديدة..
...التركيب الكيميائي ...
قبل أن نخوض للتحدث حول هذا الجانب دعونا نستذكر بعض النقاط المهمة والتي تم ذكرها سابقا:-
• الأحماض النووية تتكون من تبلور عدد من وحدات النيوكلوتيدات.
• وأن وحدة النيوكلوتيد تتكون من سكر خماسي وقاعدة نيتروجينية بالإضافة إلى مجموعة فوسفات.
1- السكر الخماسي:-
- وهنا قد يتحور معنا سؤال وهو ... ما هي الطريقة العملية التي نثبت من خلالها أن السكر الذي يكون الأحماض النووية هو فعلا سكر خماسي؟؟
=... قد تكون هناك عدد من الطرق أو التجارب التي تثبت ذلك وأحد هذه الطرق السهلة هي الطريقة الموضحة بالأسفل وللقيام بالتجربة ما عليك إلا أن تحضر المواد والأدوات التالية:-
أنابيب اختبار ، حامض الكبريتيك المركز، قطع من كبد أو طحال الدجاج ، محلول كلوريد الصوديوم ..
خطوات التجربة:-
1 – نقوم في البداية بفصل الحمض النووي من الكبد أو الطحال وذلك عن طريق تقطيعه أولا ومن ثم سحقه في هاون من الخزف وفي أثناء عملية السحق يضاف كمية مقدارها 80مل من محلول كلوريد الصوديوم (NaCl) على شكل دفعات ومن ثم توضع محتويات الهاون في أنبوب جهاز الطرد المركزي ويشغل الجهاز لمدة 10 -15 دقيقة وبقوة دوران 2500 دورة/ دقيقة ..
2- إذا ما تم توفير أدوات لعملية فصل واستخلاص السكر من الحمض النووي كتقنية الكروموتغرافيا أو غيرها فأنه يفضل القيام بهذه الخطوة( أي استخلاص السكر من الحمض النووي ) وإلا يمكننا الاستغناء عنها..
3- بعدما يتم الحصول على السائل الصافي من الحمض النووي يتم إضافة 2-3 مل من حامض الكبريتك المركز..
الملاحظة:- سنلاحظ تكون مركب لونه أخضر يدعى فيورفيورال وهذا يتم وفقا للمعادلة التالية ..
=============>ولكن يا ترى هل السكر الخماسي الذي يكون الحمض النووي DNA هو نفسه الذي يكون الحمض النووي RNA؟؟
للإجابة على هذا السؤال لابد من التمعن في تسمية كلا الحامضين ..
الحمض النووي الريبوزي الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين
أن الفرق بين التسميتين هي كلمتي منقوص الأكسجين فأحدهم منقوص الأكسجين والآخر لا..
فماذا يعني هذا؟؟!....
أن هذا يدل على أن هناك نوعين من السكريات الخماسية التي تكون الأحماض النووية وهما:-
1- سكرD-B رايبوز (B –D –Ribose) وهذا ينحصر وجوده في الحمض النووي RNA .
2- سكر D-B دي أكسي رايبوز (B –D –Deoxyribose) وأكتسب هذا الاسم نظرا لان ذرة الكربون رقم 2 الموجودة بالحلقة تفتقر إلى ذرة أكسجين وهذا السكر موجود بالحمض النووي DNA .
(( إذن تبين لنا أن تسمية الأحماض النووية RNA و DNA جاءت من نوع السكر الذي يكونها.))
- وهنا قد قد يستوقفنا سؤال ما وهو:- كيف نثبت عمليا بأن السكر الريبوزي هو الذي يكون الحمض النووي RNA وأن السكر الريبوزي منقوص الأكسجين هو الذي يكون الحمض النووي DNA أو بطريقة آحرى كيف يمكنا أن نفرق بين الحمض النووي RNA و الحمض النووي DNA من خلال السكر الذي يكونه عمليا؟؟!
=..... يتم ذلك عن طريق كاشف ثنائي فينيل أمين (C6H5 –NH -C6H5 ) فهذا المركب عندما يتفاعل مع أوكسي رايبوز أو مع الحامض النووي DNA فيعطى نواتج ذات لون أزرق..
وعندما يتفاعل مع سكر الرايبوز أو الحمض النووي RNA فيعطي نواتج ذات لون أخضر..
انتهينا من ذكر معظم المعلومات التي تخص السكر الخماسي المكون للأحماض النووية
والان ان شاء الله اتحدث بشكل مختصر عن المكون الثانى للاحماض النووية (القاعدة النيتروجينية)
القواعد النيتروجينية..
من المعروف أن القواعد النيتروجنية المكونه للأحماض النووية تنقسم إلى قسمين وهما:
1- قواعد البيرميدين ..
وهذه القواعد مشتقة من المركب الكيميائي البيرميدين(Pyrimidine )
وهو مركب حلقي غير متجانس يتألف من أربع ذرات من الكربون وذرتي نيتروجين وأربع ذرات من الهيدروجين ويوجد له ثلاث من المشتقات الرئيسية وهي :-
أ*- السيتوزين (Cytosin ) ويرمز له بالرمز C
ب*- اليوراسيل ( Uracil ) ويرمز له بالرمز U
ت*- الثيمين (Thymine) ويرمز له بالرمز T
2- قواعد البيورين ..
وهي مركبات غير متجانسة ثنائية الحلقة تنتسب إلى مركب بيورين ( Purine ) ويتكون هذا المركب من حلقة بريميدنية وآخرى إيميدازولية من أهم مشتقاته الأساسية:-
أ*- الإدينين ( Adenine ) ويرمز له بالرمز A
ب*- الغوانين ( Guanine) ويرمز له بالرمز G
==>تسمية النيوكلوسيدات اعتمادا على السكر الخماسى والقاعدة النيتروجينية
فيما سبق قلنا أن النيوكلوسيدات تتكون من السكر الخماسي والقاعدة النيتروجينية فإذا ما أردنا تسمية النيوكلوسيدات فأنن لابد أن نأخذ بعين الاعتبار نوع السكر الخماسي ونوع القاعدة النيتروجنية وذالك وفقا للقواعد التالية:-
1- في حالة القواعد البيورينية : يحذف المقطع ( Ine = ين ) من نهاية اسم القاعدة ويستبدل بالمقطع ( Osine = وزين ) مثال أدينوزين (Adenosine ) وجوانزين (Guanosine ) ..
2- في حالة القواعد البيرميدنية يحذف المقطع (Ine,Acil,Osine ) من نهاية اسم القاعدة ويستبدل بالمقطع ( Idine ) مثال ثميدين (Thymidine) سيتدين (Cytidine) ويوريدن ( Uridine ) .
3- إذا كان السكر الخماسي من نوع دي أكسي ريبوز يسبق اسم النيوكلوسيد مقطع دي أكسي مثال دي أكسي جوانوزين ( Deoxy Guanosine ) ودي أكسي ثميدين ( Deoxy Thymidine)
والشكل التالي يوضح ما سبق:-
والله أعلى وأعلم
Bookmarks