تصنيع البروتين
La synthése des protéines
مقدمة
-
الأجزاء المتدخلة في عملية تصنيع البروتين
-
عملية النسخ
-
عملية الترجمة
-
الفرق بين حقيقيات وبدائيات النواة في تصنيع
البروتين
خاتمة
قائمة المراجع.
مقدمة
إن قدرة الكائنات الحية في الوصول إلى درجة عالية من التنظيم
والمحافظة على النمط
الظاهري للنوع تنشأ من المعلومات الوراثية الموجودة في جزيئة النوع ADN والتي تحدد
البروتينات لتشكل هذه الأخيرة أحد المكونات الأساسية لأجسام الكائنات
الحية من المنظور
الوظيفي حيث تؤمن وظائف خلاياها ونسجها. سنتعرض في هذا المجال لبعض
الأسئلة
الأساسية المتعلقة بالتخصص الوظيفي لهذه البروتينات.
الأجزاء المتدخلة في عملية تصنيع البروتين
1. ADN :
ان احرف ADN
هي اختصار لجزيئة بيولوجية، وهي ترمز الى الحامض النووي الريبي منقوص الاكسجين، وADN
هو العنصر الكيميائي الأساسي الذي تتكون منه المادة الوراثية عند كافة الكائنات
الحية
- يشكل كل من الكروموزومات 46 الموجودة في الخلية جزيئات افرادية وطويلة من ADN، وهوعبارة عن سلم يمكن لطرفيه ان يتفككا ويتحولا الى وحدات افرادية تعرف ب " النكليوتيدات" وهي المواد البنيوية الأساسية لل ADN وبالتالي فكل جهة من جهات درجات السلم مكونة من نكليوتيد واحد فقط. وترتبط النكليوتيدات المتقابلة بالسلم بالروابط الهيدروجينية تجعلها متماسكة، ويشار لل ADN بلولب مزدوج يتكون من 4 نكليوتيدات فردية مختلفة تشكل اجزائه البنيوية الأساسية، وتختلف عن بعضها في التركيبة الكيميائية الا وهي: الادنين A، سيتوزين C، الغوانين G، الثايمين T، ويمكننا ان نجد كل من هذه النكليوتيدات المختلفة على جهتي السلم، وتتحد مع بعض بالطريقة نفسها A-T وC-G ويسمى الزوج القاعدي، ويقدر العلماء ان مجموعة العوامل الوراثية البشرية الكاملة المؤلفة من 46 كروموزوم تشتمل على 6 الاف مليون زوج قاعدي (الفورد. 2003: ص 35-38).
2. المورثات gènes:
وحدات كيميائية أساسية تحمل معلومات وراثية
يمكنها ان تتألف من مئات او مليار الوحدات من الحمض النووي، ويحوي الجسم حوالي
25-35 ألف مورثة.
تعمل المورثات تعليمات صنع
البروتين مما يساعد اجسامنا على النمو والعمل والبقاء بصحة جيدة ويمكن لكل مورثة
في الجسم صنع عشرة بروتينات. (أفندي. 2017: ص 118).
3. الريبوزوم ribosome:
عضيات صغيرة تحتوي لى نوع واحد من ARN خاص بها
يسمى a
ARN rebosomal وبروتينات، كل ريبوزوم له تحت
وحدتين : تحت وحدى صغرى وتحت وحدى كبرى، والتي ترتبط واحدة مع الأخرى في عملية
تصنيع البروتين، لان الريبوزومات هي مقر تصنيع البروتين
-
بعض الريبوزومات تكون حرة في الهيولى والأخرى
ترتبط في الغشاء الذي يسمى بالشبكة الهيولية المحببة، وهذان النوعين من
الريبوزومات تشتركان في تصنيع البروتين.
· الريبوزومات الحرة ribosomes libres:
تصنع البروتين في cytosole او في عضيات أخرى داخل الخلية.
· الريبوزومات المرتبطة في الشبكة الهيولية r. liés a la membrane:
يصنعون بروتينات مصيرها:
-
الغشاء السيتوبلازمي او الليزوزوم او خارج
الخلية
-
يمكن لها اقتناص العملين في نفس الوقت
بارتباطها بالشبكة الهيولية ثم تركها حسب طبيعة البروتين التي تصنعه.
4. الشبكة الهيولية:
· شبكة الهيولية الملساء
· شبكة هيولية محببة: محاطة بالريبوزومات والبروتينات المصنعة من طرف
الريبوزوم توضح في السائل الداخلي للشبكة الهيولية ثم مصيرها متعدد.
5. جهاز غولجي complex golgien:
يتكون من عدة غرف dictysomes – وعي غرف غشائية مسطحة متوضعة فوق بعض كتوضع
الصحون، محاط بها فجوات vésicules، وجهاز الغولجي هو الذي يتحكم
في الجزء الكبير من حركة البروتينات في الخلية، مهمته الأساسية تغيير وتركيز
وتغليف البروتينات ومواد الدسم المكونة في الشبكة الهيولية المحببة، حيث يقوم
بتخصيص البروتينات في نماذج يمكن للخلية استخدامها، ويقوم بذلك عن طريق طي
البروتينات او إضافة عليها دهون او كربوهيدرات
6. السيتوبلازم: cytoplasme
يشمل السيتوبلازم جميع المواد المتواجدة بين غشاء البلازما والنواة، اين
تجرى معظم النشاطات الخلوية
علماء المجهر الالكتروني اثبتوا انه يتكون من 3 عناصر:
-
العصارة الخلوية cytosole
-
العضيات organelle
-
Les inclusions
7. النواة noyau:
مركز تحكم الخلية، تحتوي على جينات هي فقط تقوم بعمل الحاسوب فهي التي تملي
ما الذي ستفعله الخلية وكيف تفعل ذلك، تمتلك كل التعليمات اللازمة لصنع كل
البروتينات في الكائن الحي تبعث إشارات للخلية عما يجب صنعه من بروتين وباي كمية
-
تحتوي معظم الخلايا على نواة واحدة فقط، اما
خلايا العضلات، الخلايا الاكلة، وبعض خلايا الكبد هي متعددة النواة
8. الكروماتين:
شبكة منتشرة من الحمض النووي موجودة داخل النواة تحتوي على: 30% ADN،
الذي يحمل المادة الوراثية، و60% من الهيستون histone (بروتينات
كروية)، و10 % من سلاسل ARN اثناء تصنيعه او مصنع.
9. النوية nucléoles:
كريات كروية صغيرة موجودة داخل النواة، تحتفظ بالصبغة جيدا، ليس لديهم أي
غشاء، تحتوي كل نواة على نوية واحدة او اثنين او أكثر، وهي البنية حيث تصنع تحت
وحدتي الريبوزوم ثم يغادر الى السيتوبلازم عبر المسام النووية
10.
ARN :
كما قلنا سابقا ال ADN شريط مغناطيسي، لا يمكن
التعبير عن المعلومات التي يحتوي عليها الا باستخدام الية فك التشفير، علاوة على
ذلك اغلب متدد البيبتيد يتم صنعها من قبل الريبوزوم الموجود في السينوبلازم، لكن
ال AD N
لا يغادر النواة ابدا، اذن الى فك شفرته عبر رسول وهذا لا يتم الا من خلال النوع
الثاني من الحمض النووي ARN وهو يختلف عن ADN
ب 3 طرق:
-
لديه سسلسة واحدة فقط من السكر ribose
بدلا من désoxy ribose
-
القاعدة الازوتية U بدل T
-
يوجد 3 اشكال لل ARN كلها تدخل
في تصنيع البروتين:
ARN m
: ARN messager : الذي تتكون جزيئاتهمن سلسلة بسيطة من
النيكليوتيدات تشبه نصف ADN وهو المسؤول عن مغادرة النواة
وتصنيع البروتين داخل الريبوزوم
ARN r : ARN ribosomal : يدخل في تركيب الريبوزوم
ARN t :
ARN transfer:
الناقل هو الذي ينقل الاحماض الامينية في تاجه tige و anti-code في راسه.
عملية تصنيع البروتين
تصنيع البولي بيبتيد يمر بمرحلتين:
1- مرحلة النسخ او الاستنساخ transcription وهي ترميز
المعلومات التي يعرضها ADN من خلال ARN
2- مرحل الترجمة traduction وهي تركيب متعدد البيبتيد عبر
فك شفرة المعلومات المحمولة على ARN m.
1) عملية الاستنساخ transcription:
وهي عملية تحويل شكل الى شكل اخر، في الخلايا الاستنساخ هو تحويل معلومات
من تسلسل قاعدي مستمر في جزيء ADN الى تسلسل تكميلي على شكل جزيء
ARN.
تبقى المعلومات نفسها، لكن يتم وضعها في شكل مختلف، عند الانتهاء ينفصل ARN m
ويخرج من النواة عبر مسام النواة pore nucléaire
-
يتم اجراء النسخ بشكل أساسي في 3 خطوات:
البداية initiation
الاستطالة l’élongation
النهاية la termination
-
بالإضافة معالجة تصنيع ARN m، سوف ندرس
مختلف التعديلات لنجاح عملية النسخ
-
نسخ الجينات لا تبدأ الا إذا تم تفعيلها
'بعامل النسخ' facteur de transcription، الذي يسبب ارتخاء الهيستونات،
ثم يرتبط بمنطقة تدعى المروج le promoteur وهي تسلسل خاص بال ADN
الذي يحتوي على نقطة البداية ويشير الى المكان الذي يجب الذي يجب ان يبدا فيه
تصنيع ARN واي الحبال ن ADN تكون كقالب
للARN m
-
ل ADN سلسلتين
احداهما مفعلة تدى motrice والأخرى لا تستخدم تدعى brin codant
لانها لديها نفس تسلسل ARN m غير انه يحتوي uracile بدل thymine.
يساعد عامل النسخ في تحديد مكان توضع انزيم ARN بوليميراز،
الانزيم الذي يشرف على عملية تصنيع ARN m بتوضعه على promoteur،
بمجرد اكتمال كل هذه التحضيرات –انزيم البوليمراز- يبدا في النسخ
1- مرحلة البداية initiation:
عند ارتباط انزيم ARN بوليميراز بمساعدة عوامل
النسخ، يقوم هذا الانزيم بفصل حبلي ال ADN لكي يبدا
نسخ ARN
في نقطة بداية promoteur.
2- مرحلة الاستطالة élongation:
باستخدام النكليوتيدات الاتية يقوم انزيم البوليميراز بوضعها في مكانها
المناسب لتقابل نيكليوتيدات ARN في الحبل القالب motrice
كما يقوم بربط هذه النكليوتيدات مع بعض، ويتم تصنيع ARN m حبل واحد في
وقت واحد، يفتح انزيم البوليميراز امامه ويغلق خلفه، في كل لحظة يوجد 16 الى 18
زوج من قواعد ال ADN مازالت مرتبطة مع ARN بروابط هيدروجينية تسمى الهجين
ADN –ARN hypride .
3- مرحلة النهاية termination:
عندما يصل انزيم البوليميراز الى مكان محدد يدعى 'إشارة الانتهاء' signal de terminaison
ينتهي النسخ وينفصل ARN m المصنع عن حبل ADN.
معالجة ARN m traitement d’:
النسخة الأولى المصنعة من ARN m تسمى ARN
PRémessager
أي يحتوي على قطع دالة تسمى: exons وقطع غير دالة تسمى introns
ويجب ازالتها لكي يصبح جاهز لمغادرة النواة، وهذه العملية تنجز من طرف الربط المعقد
les complexes d’épissage أي إزالة القطع غير الدالة
وربط القطع الدالة مع بعضها البعض بنفس التسلسل، بعد هذه المعالجة يصبح ARN méssager الرسول الناضج يمكنه مغادرة النواة عبر المسام الى السيتوبلازم للقيام
بعملية الترجمة على مستوى الريبوزوم. (Marieb. 2015 : p96 –
112)
2) مرحلة الترجمة traduction:
تعريف الريبوسومات: يتم بناء الريبوسومات في الخلايا بدائية النواة عن طريق التجميع
الذاتي، أي تجميع مكونات الريبوسومات من RNA والبروتين تحت ظروف معينة.
اما في الخلايا حقيقة
النواة فيتكون بناء الريبوسومات أكثر تعقيدا ويتم كالآتي:
يتم بناء RNA الريبوسومي بواسطة DNA وتشير الدراسات الى
معظم الجينات
المسؤولة عن بناء RNA، توجد ضمن المنطقة المنظمة للنوية وتوجد
جينات أخرى في كروموسومات أخرى وبعد بناء rRNAفانه يتحد مع البروتينات الريبوسومية ليكون مركبا بروتينيا نوويا
ريبوزيا
RNP (Ribonucleoprotein ) ينتقل
هذا المركب من النوية الى النواة بهيئة
وحدات ثانوية ثم الى السيتوبلازم حيث يتجمع لتكوين الريبوسومات الفعالة ومن الجدير
بالذكر فان البروتينات الريبوسومية يتم بناءها بواسطة الريبوسومات السيتوبلازمية
ثم تنتقل الى النوية لتتحد مع RNA الريبوسومي.
(Voltaire,2015)
بنية ومكونات الريبوسوم: يتكون الريبوسوم من وحدتين يتشكلان على مستوى النواة:
-
تحت وحدة كبرى: تتكون
من 31 نوع من البروتينات ونوعين من ARNr، ويحتوي على موقعين لارتباط ARNt هما: موقع A
وموقع P
كما تحتوي على نفق لخروج السلسلة البيبتيدية.
-
تحت وحدة صغرى: تتكون
من 21 نوع من البروتينات وARNr ويوجد بها موقعين لارتباط ARNm يسمح بنقل
الريبوسوم على جزيئية. (Angelo,2013)
وظيفتها: الريبوسومات
هي مثل المصانع الصغيرة في الخلية، فهي تصنع (البروتينات) التي تودي الى جميع أنواع الوظائف لتشغيل الخلية.
ARN الناقل ARNt))
: هو عنصر يساعد على تركيب البروتينات بنقله للأحماض الأمنية الملائمة للوحدة الرمزية (ARNm)،
يضم هدا العنصر موقعين:
موقع لتثبيت الحمض الاميني، وموقع يحمل 3 قواعد أزوتية مكملة للوحدات
الرمزية ل (ARNm) تسمى
مضادات الوحدة الرمزية. (Dumas,2017)
· مراحل حدوث الترجمة:
1- مرحلة الانطلاق:
يتثبت ARNm
على تحت وحدة صغرى، ثم يتوضع ARNt الخاص بالحمض الاميني الميثونين
في الموقع P
للريبوزوم ويتم تعرف ARNt على رامزة الانطلاق AUG في ARN m عن طريق
الرامزة المضادة.
-
ترتبط تحت وحدة كبرى لتشكيل معقد الانطلاق.
-
يتوضع ARNt الخاص
بالحمض الاميني الثاني في الموقع A للريبوزوم وفق الرامزة الثانية ل ARNm، يتم تكوين الرابطة الببتيدية
بين الحمضين الأول ة الثاني.
2- مرحلة الاستطالة:
-
ينتقل الريبوزوم بمقدار رامزة على ARNm،
مؤديا الى انفصال ARNt الأول عن حمضه الاميني وعن
الموقع P،
ويتغير موقع ARNt الثاني الحامل لثنائي البيبتيد من الموقع A
الى الموقع P ويصبح الوقع A فارغ
لاستقبال ARNt
جديد حامل لحمض اميني ثالث فتتشكل رابطة بيبتيدية بين الحمض الثالث وثنائي
البيبتيد السابق، و هكدا تتكرر نفس الخطوات وتستطيل السلسلة البيبتيدية بمقدار حمض
اميني في كل خطوة.
3- مرحلة النهاية:
-
يصل الريبوزوم الى احدى رامزات التوقف على ARNm.
تنفصل السلسلة البيبتيدية المتشكلة وينفصل ARNt
الأخير، وتنفصل تحت وحدتي الريبوزوم عن بعضهما، كما يتم نزع الحمض الاميني الأول
(الميثيونين) من السلسلة البيبتيدية.
-
يمكن للريبوزوم ان يعيد الدورة ويشكل سلسلة
بيبتيدية أخرى.
مصير البروتين بعد تركيبه:
ينتقل بفضل حويصلات انتقالية الى جهاز غولجي اين ينضج ويتم تصنيف وتخزين
وتغليف هذه البروتينات في حويصلات. تقوم الحويصلات بنقل البروتين الى مكان عمله
ونشاطه. (Marieb,2016,p :78-80-82)
قائمة المراجع
مراجع باللغة العربية:
1- أفندي، عماد الدين. (2017). أطلس جسم الانسان.
ط6. الجزائر. دار الشرق العربي.
2- ألفورد، راين. (2003). علم الوراثة. ط1. دار
العربية للعلوم. لبنان.
مراجع باللغة الأجنبية:
https://www.youtube.com/watch?v=P5Ti-bq9C2g
1- Angelo.carol st, (23 aout 2013), ribosome
biogenesis
https://www.youtube.com/watch?v=AP3S3EC-jU0
2- Dumas. Junathan, (31 october2017), syntheses
des proteins 1
https://www.youtube.com/watch?v=J9k0r3zDUUM
3-
Marieb.
Elaine N, (2016), biologie humaine principes d’anatomie et de
physiologie,8eme édition.américaine
4-
Marieb.
Elaine N, (2015). Anatomie et physiologie humaines. 9ém edition.
Américaine.
5- Voltaire.prepa, (15 october2015),Bio.synthese des
proteines.
تعليقات
إرسال تعليق
شكرا لك