الهدف

بنهاية هذا الدرس، يكون الطالب قادرًا على وصف تركيب جزيء DNA وفقًا لنموذج واطسون وكريك، وتحديد قواعد الاقتران التكاملي بين القواعد النيتروجينية.

شرح الدرس

بعد إثبات أن DNA هو المادة الوراثية في الدرس السابق، توصل العالمان جيمس واطسون وفرانسيس كريك في عام 1953 إلى النموذج التركيبي لجزيء DNA، مستفيدين من صور حيود الأشعة السينية التي التقطتها روزاليند فرانكلين.

يتكون جزيء DNA من سلسلتين لولبيتين (حلزون مزدوج) ملتفتين حول محور مشترك، وكل سلسلة مكونة من وحدات متكررة تسمى النيوكليوتيدات. تتكون كل نيوكليوتيدة من ثلاثة مكونات: سكر خماسي (deoxyribose)، ومجموعة فوسفات، وقاعدة نيتروجينية.

توجد أربع قواعد نيتروجينية في DNA: قاعدتان بيوريّتان كبيرتان (الأدينين A والجوانين G)، وقاعدتان بيريميدينيتان أصغر (الثايمين T والسيتوزين C). يرتبط شريطا DNA معًا عبر روابط هيدروجينية بين القواعد المتقابلة، وفقًا لقاعدة اقتران تكاملي صارمة: يرتبط الأدينين (A) دائمًا مع الثايمين (T) (برابطتين هيدروجينيتين)، ويرتبط الجوانين (G) دائمًا مع السيتوزين (C) (بثلاث روابط هيدروجينية) — وهذا التكامل الدقيق (بيورين مع بيريميدين) هو ما يجعل قطر الحلزون المزدوج ثابتًا على طول الجزيء.

يترتب على قاعدة الاقتران التكاملي هذه نتيجة مهمة: معرفة تسلسل القواعد في شريط واحد من DNA يسمح باستنتاج التسلسل الكامل للشريط المقابل تلقائيًا — وهذا المبدأ هو الأساس الذي يُبنى عليه تضاعف DNA (نسخ الجزيء)، الموضوع الذي يتناوله الدرس التالي بالتفصيل.

أسئلة تدريبية