الهدف

بنهاية هذا الدرس، يكون الطالب قادرًا على شرح خطوات تضاعف DNA، والتمييز بين موضع حدوثه في الخلايا بادئة النواة وحقيقية النواة.

شرح الدرس

بناءً على قاعدة الاقتران التكاملي المدروسة في الدرس السابق، يحدث تضاعف DNA (نسخ الجزيء) قبل انقسام أي خلية، لضمان حصول كل خلية ابنة على نسخة كاملة ومطابقة من المادة الوراثية.

تبدأ عملية التضاعف بفك الحلزون المزدوج بواسطة إنزيم هيليكيز، الذي يكسر الروابط الهيدروجينية بين الشريطين، فيفصلهما ليصبح كل شريط قالبًا (نموذجًا) منفردًا. يقوم إنزيم DNA بوليميريز بعد ذلك بإضافة نيوكليوتيدات حرة جديدة أمام كل شريط قالب، متبعًا قاعدة الاقتران التكاملي بدقة (A مع T، وG مع C، كما تمت دراسته في الدرس السابق)، مما ينتج شريطين جديدين مكملين للشريطين الأصليين.

يُطلق على هذه الآلية اسم التضاعف شبه المحافظ، لأن كل جزيء DNA ناتج يحتوي على شريط قديم (أصلي) وشريط جديد (مُصنَّع حديثًا) — أي أن المعلومة الوراثية “تُحفظ جزئيًا” في كل نسخة ناتجة، لا تُبنى بالكامل من الصفر.

يختلف موضع حدوث التضاعف (وبقية العمليات الجزيئية المرتبطة بـ DNA) بين نوعي الخلايا: في الخلايا بادئة النواة (كالبكتيريا، وهي كائنات لا تمتلك غشاءً نوويًا حقيقيًا يحيط بالمادة الوراثية) يوجد DNA حرًا في السيتوبلازم على شكل جزيء دائري واحد، ويحدث تضاعفه مباشرة هناك. في الخلايا حقيقية النواة (كخلايا الإنسان والنباتات) يوجد DNA داخل نواة حقيقية محاطة بغشاء نووي، على شكل عدة جزيئات خطية منظمة في كروموسومات مرتبطة ببروتينات الهستون، ويحدث تضاعفه داخل النواة قبل انقسام الخلية.

أسئلة تدريبية