سلم تصحيح البيولوجيا الجزيئية

الفصل الدراسي الأول - العام الدراسي 2010-2011



أولاً: أجب بكلمة صح أو خطأ وصحح العبارات الخاطئة بدقة. (15درجة)

1- يحتاج فصل زوج النيوكليوتيدات  A,T، التي ترتبط مع بعضها بثلاث روابط (رابطتين) هيدروجينية، لدرجة حرارة أعلى(أقل) من تلك اللازمة لفصل زوج النيوكليوتيدات C, G.

2- تنسخ السلسلة غير القائدة بطريقة غير مستمرة، حيث تنسخ سلسلة الـ DNA الجديدة بالاتجاه من5' إلى 3' بواسطة أنزيم Helicase  (DNA Polymerase) على شكل قطع صغيرة تسمى قطع  Okazaki ليتم وصلها مع بعضها لاحقاً بأنزيم الـ DNA Polymerase.(أنزيم الربط Ligase)

3- يميز المجين الكلوروبلاستي الخلايا النباتية ويتميز بارتفاع (انخفاض) وزنه الجزيئي (طوله) مقارنة بالمجين النووي.

4- يتساوى عدد النيوكليوتيدات G  مع النيوكليوتيدات A ((G, C في جزيئات الـ DNA المختلفة.

5- يضيف اكل الجراثيم (البكتريوفاج) (البكتريا) جذر المثيل إلى جزيئة الـ DNA الخاصة به  لحمايتها من أثر أنزيمات التحديد الموجودة فيه.

6- تتكون المورثة من ثلاثة أجزاء رئيسة هي المحرض والمنطقة المشفرة ومنطقة النهاية، ولكن فقط المنطقة المشفرة تنسخ إلى RNA  رسول باستخدام أنزيم النسخ العكسي. RNA Polymerase

7- تتميز مورثات حقيقيات النوى بوجود  الانترونات التي تنسخ  (لا تنسخ) الى الـ RNA الرسول وتترجم (لا تترجم) إلى البروتين.

 8- يضاف مقطع عديد الادنين للـ RNA الرسول في حقيقيات النوى فقط وذلك بعد (بعد) خروجه من النواة وقبل ان يتوضع على الريبوزومات.

9- لا بد من تعريض جزيئة الـ DNA لحرارة أعلى من 90 درجة مئوية (أنزيمياً بانزيم (Helicase  لتحويلها لسلاسل مفردة قبل البدء بالتضاعف باستخدام الالية نصف المحافظة في الخلايا المعرضة للانقسام الخلوي.

10-  يقوم انزيم الربط Ligase بالربط بين سلسلة مفردة  (جزيئتين) من DNA  الناقل مع سلسلة مفردة من الـ DNA المراد تنسيله للحصول على الـ DNA المؤشب عن طريق اعادة تشكيل الروابط الهيدروجينية بين التيوكليوتيات المتكاملة(رابطة فوسفاتية ثنائية الاستر).

11- يفضل استخدام البلازميد على البكتريوفاج (البكتريوفاج) عند الرغبة في تنسيل (عزل ومكاثرة) قطعة DNA ذات وزن جزيئي .15 Kbp

12-  المكتبة المورثية (المجينية) لنبات ما، هي نفسها مهما اختلف الجزء النباتي الذي استخدم بتجهيزها.

13- المسبر هو قطعة من الـ DNA موسومة  و تتعرف على منطقة من المجين مشابهة لها بالتركيب (مكملة لها) النيوكليوتيدي وتتهجن معها.

14- يؤدي التحوير الوراثي باستخدام الـ Agrobacterium   لتوضع المورثة المنقولة على أحد المجينات الثلاثة في (على الصبغي في النواة) الخلية ليصبح وكأنه من المجين لأصلي، وينتقل عبر الاجيال المتتالية.

15- يعد المقطع  TATA Box جزءاً من المورثة موجوداً في المنطقة المشفرة (المحرض) عند حقيقيات النوى.

 

ثانياً: عرف ما يلي: (18 درجة)

1-     أنزيمات التحديد:

 عبارة عن مجموعة من الأنزيمات المتخصصة المستخلصة من البكتريا و تتعرف على مقاطع نيوكليوتيدية مزدوجة محددة مكونة من 4، 6، أو 8 أزواج من النيوكليوتيدات،  وتقطع جزيئة الـDNA  اما ضمن المقطع أو بمنطقة قريبة منه وتنتج نهايات صادقة أو قابلة للتلاصق. تمثل نظام الدفاع في البكتريا المنتجة لها حيث تقوم بتحطيم الـ DNA الغريب الذي يدخل الى الخلية البكترية، وتستخدم  هذه الانزيمات بكثرة لهضم الـ DNA وتجهيزه لعملية التنسيل. (1,5 درجة)

 

2-      التتالي النيوكليوتيدي بطريقة Sanger 

تقنية تهدف للتعرف على العدد و التركيب والترتيب النيوكليوتيدي الدقيق لقطعة معينة من الـ  DNA.  تعتمد على مبدأ ان تشكيل جزيئات الـ DNA اعتماداً على  DNA قالب يتم بالاتجاه 5 نحو 3 عن طريق اضافة النيوكليوتيد الجديد بربطه بين مجموعة الفوسفات على ذرة الكربون 5 مع الـهيدروكسيل على الذرة 3، ولكن لو كانت الذرة 3 مفقودة الأوكسجين بهذه الحالة ستتوقف عملية اضافة نيوكليوتيدات جديدة وبالتالي نحصل على جزيئات غير كاملة من الـ DNA تبعاً للنيوكليوتيد المنقوص 2 اوكسجين المستخدم. تستخدم الأربع نيوكليوتيدات بشكل DDNTP ونحصل على جزيئات من الـ DNA المتباينة الاطوال والنهايات، ويتم تحليل النتائج بعد تمرير العينات على الهلامة التي تسمح بمعرفة ترتيب النيوكليوتيدات بالنسبة لبعضها البعض في قطعة الـ DNA المدروسة. (1,5 درجة).

 

3-     أختبار الأليزا ELISA

اختبار للكشف عن بروتين محدد، يستفاد منه بالكشف عن فعالية المورثة في النباتات المحورة وراثيا عن طريق الكشف عن البروتين المنتج من المورثة الجديدة، ويكون ذلك باستخدام اجسام مضادة خاصة بالبروتين المحدد، ترتبط معه وتكون هذه الاجسام مرتبطة بانزيم يعمل بوجود ملونات معينة تعطي لون محدد بحال وجود البروتين الجديد وتتناسب شدة اللون مع كمية البروتين المنتج. (1,5 درجة).

 

4-     الوسم بطريقة التحطيم/ترميم

احدى طرق الوسم المختصة بوسم جزيئة الـ DNA فقط، يستخدم بها نوعين من الأنزيمات  هما أنزيم الـ DNase   و أنزيم التكثيف DNA polymerase، يقوم الاول باجراء تحطيم جزأي لمناطق مختلفة على سلسلة الـDNA  ثم يأتي أنزيم التكثيف ليرمم السلسلة اعتمادا على السلسلة الاخرى كقالب وباستخدام النيوكليوتيدات الموسومة، مما يؤدي للحصول على مسبر موسوم. (1,5 درجة).

 

5-     الكوزميد :

عبارة عن ناقل تنسيل متخصص بتنسيل قطع DNA كبيرة الحجم (حتى 50 Kbp)، وهو مكون من جزأين، جزء من البلازميد يحمل أصل التناسخ ومؤشرات الأنتخاب وموقع التنسيل وقسم من البكتريوفاج يتمثل بالنهايتين المفردتين المتكاملتينCOS اللتين تساعدان بتحوله للشكل الحلقي ويتم دخوله للبكتريا وانتخابه كما بحال التنسيل بالبكتريوفاج. (1,5 درجة).

 

6-     عملية التنسيل:

عملية يتم من خلالها عزل قطعة معينة من الـ DNA وتنقيتها ومكاثرتها للحصول على عدد كبير من النسخ،  من خلال ربطها باحد نواقل التنسيل (بلازميدات، كوزميدات، بكتريوفاج...) والحصول على الـ DNA المؤشب وادخاله لخلايا المضيف (البكتريا باغلب الحالات) ثم انتخاب المستعمرات التي تحتويها ومكاثرتها للحصول على عدد كبير من النسخ المتطابقة من قطعة الـ DNA المرغوبة. (1,5 درجة).

 

7-     البلازميد كناقل في عملية التنسيل

عبارة عن جزيئة حلقية من الـ DNA توجد بالبكتريا وتتكاثر بشكل مستقل عن المجين البكتيري، ذات وزن جزيئي يصل بالمتوسط إلى 5Kbp، وتستقبل قطعة من الـ DNA يصل وزنها الجزيئي حتى 10 Kbp، ويملك مورثات ذات تعبير سهل  الملاحظة (متل المقاومة للمضادات الحيوية) تستخدم كمؤشرات بعملية الانتخاب بعد التحوير كما يجب ان يحتوي على أصل تناسخ وعلى موقع تنسيل (يستخدم للهضم الانزيمي) لادخال قطعة الـ DNAا المراد مكاثرتها. (1,5 درجة).

 

8-     عملية التحوير الوراثي

عملية تحديد مورثة مسؤولة عن صفة مرغوبة، وعزلها نقلها من كائن حي إلى كائن حي اخر بعيد عنه وراثياً ولا يمكن اجراء التهجين الطبيعي بينهما، انما تنقل المورثات اعتماد على مجموعة من التقنيات الحيوية ، حتى تصل إلى الكائن الجديد وتعبر عن نفسها فيه. (1,5 درجة).

 

9-     المحرض:

جزء من المورثة، يوجد قبل المنطقة المشفرة لا ينسخ ولا يترجم، مسؤول عن تحديد بدء عملية نسخ الـ DNA  إلى RNA رسول، وعن الفترة التي ستستمر فيها عملية النسخ وعن عدد النسخ المطلوب انتاجها، يتوضع عليه انزيم RNA polymerase ليبدأ بعدها بنسخ الـ RNA الرسول. (1,5 د).

 

10- التفاعل التسلسلي للبوليميراز

تقنية تهدف لمكاثرة قطعة معينة من الـ DNA من خلال استخدام بادئات تتعرف على مقاطع مكملة لها وتبدأ بعدها مكاثرة الـ DNA. يتم التفاعل من خلال تعريض العينات لعدد من الدورات يتراوح بين 35-50 وكل منها مكونة من 3 مراحل: مرحلة التحطيم لتحويل الـ DNA  إلى مفرد السلسلة والمرحلة الثانية لارتباط البادئة بالـ DNA المكمل لها ومن ثم مرحلة الاستطالة لتصنيع جزيئة الـ DNA  الجديدة.   كل مرحلة تتم بدرجة حرارة معينة ولفترة زمنية محددة نحصل بالنهاية على بلايين النسخ من جزيئة الـ DNA المختارة ويتم التركيب اعتماداً على جزيئة الـ DNA القالب بالاتجاه 5 الى 3، وبوجود النيوكليوتيدات وانزيم البوليميراز DNA Taq polymerase والبادئات والوسط المناسب لعمل الأنزيم. (1,5 درجة)

 

11- الذرا Bt

هي نباتات ذرة محورة وراثياً باستخدام مورثات الـ  Cry المسؤولة عن انتاج بروتين متبلور، والمورثات مستخلصة من بكتريا التربة   Bacillus thuringiensis ، لتصبح مقاومة لبعض الرتب من الحشرات (Lepidoptera) وبالتالي تسبب موت هذه الحشرات عند التغذي عليها نتيجة انتاجها لهذه البروتينات المميتة. تتميز هذه النباتات بانها تحمل المورثات المنتجة للبروتين،  و بالتالي تصبح هذه النباتات تحمل هذه البروتينات المتبلورة في انسجتها و تتحرر في امعاء الحشرات حيث الـ PH المرتفع معطية مواد سامة تسمى delta-endotoxin ترتبط بالاغسية المعوية وتسبب ثقوبا تسبب خلل في التوازن الشاردي وتسبب شلل الجهاز الهضمي و تؤدي الى موت الحشرة  بعد عدة ايام (1,5 درجة).

 

12- تقنية الـ RNA دو المعنى المضاد (المعاكس)

 

احدي التقنيات المستخدمة بالتحوير الوراثي، تعمل على ادخال نسخة معاكسة من المورثة المقصودة مما يؤدي لانتاج رنا رسول مكمل بتركيبه للرنا الرسول الاصلي فيشكل معه معقد وبالتالي يمنعه من الترجمة، مما يؤدي لتأخير وصول الرسالة الوراثية أو لوصولها بكمية اقل، مثال حالة التحوير لاطالة عمر ثمار البندورة بعد النضج. (1,5 درجة).

 

ثالثاً: علل ما يلي (بدقة وباختصار): (7 درجات)

1-     سبب انخفاض درجة حرارة انصهار جزيئة الـ DNA  عند البكتريا عن مثيلتها عند النباتات الراقية.

بسبب قصر (صغر) مجين البكتريا وانخفاض عدد النيوكليوتيدات المكونة له وبالتالي انخفاض عدد الروابط الهيدروجينية التي تربط بين سلسلتي الـ DNA عن تلك الموجودة عند الكائنات الراقية. (1 درجة)

 

2-     سبب اختلاف حجم المكتبة المجينية عن حجم المكتبة المبنية على الـ DNA المكمل cDNA.

لكون المكتبة المجينية مبنية على كامل مجين الفرد في حين ان المكتبة المبنية على الـ cDNA تعتمد على الـ RNA الرسول الناتج عن المنطقة المشفرة في المورثات فقط والتي لا تمثل اكثر من 5-10% من كامل المجين. (1 درجة)

 

3-      سبب وجود ثلاث عتبات واضحة بمنحني اعادة ارتباط DNA  الكائنات الراقية.  

لكون المجين مكون من ثلاثة صفوف من الـ DNAمتباينة بدرجة تعقيدها وطولها الذي ينعكس بسرعات مختلفة لالتقاء السلاسل المكملة لبعضها البعض اثناء عملية اعادة الارتباط، وهذه الصفوف هي وحيدة النسخة (بطيئة باعادة الارتباط)، متوسطة التكرار (متوسطة السرعة) وعالية التكرار (سريعة الارتباط). (1 درجة)

 

4-      ارتفاع معدل امتصاص الاشعة فوق البنفسجية من قبل عينة من الـ DNA بارتفاع درجة الحرارة.

بارتفاع درجات الحرارة تبدأ السلاسل المزدوجة من الـ DNA بالانفصال عن بعضها لتتحول بشكل كامل الى DNA مفرد السلسلة، وهو يتميز بتفوقه على الـ DNA المزدوج السلسلة بامتصاص الاشعة UV. (1 درجة)

 

5-      الغاية من اضافة مورثة مؤشر الانتخاب للمورثة المراد استخدامها في تحوير الخلايا النباتية.

بسبب انخفاض كفاءة عملية التحوير فنحن نحتاج لمؤشر يسهل التعرف على منتجه بمرحلة مبكرة من حياة النبات  فوظيفة المورثة المؤشر استخدام تعبيرها المبكر للتمييز بين الخلايا التي وصلتها المورثة عن تلك التي لم تصلها. (1 درجة)

 

 

6-     سبب اجراء اختبار الـتفاعل التسلسلي للبوليميراز PCR بعد عملية التحوير.

للتأكد من انتقال المورثة الى الخلية المحورة عن طريق وجود قطعة DNA اضافية (مكملة للبادئة المستخدمة سواء من المحرض أو من المنطقة المشفرة او منطقة النهاية) يتم كشفها بالنبات المحور وتغيب بالنبات غير المحور (كشف فيزيائي). (1 درجة)

7-   سبب استخدام البادئات Poly T (عديد الثيامين) بعملية النسخ العكسي للـ RNA الرسول في حقيقيات النوى و عدم استخدامها (أو عدم  نجاحها)  في بدائيات النوى كالبكتريا.

لان الـRNA الرسول الذي ينسخ بحقيقيات النوى يضاف اليه مقطع عديد الادنين قبل خروجه من النواة في حين هذا لا يحدث عند البكتريا ، لذلك باستخدام بادئات عديد الثيامين يمكن ربط قطع الـ RNA المنتهية بعديد الادنين ومن ثم اجراء النسخ العكسي. (1 د).

 

رابعاً: ما الفرق بين:

1-     قطعة الـ DNA والمورثة؟ (1 درجة ونصف):

• قطعة الـ DNA هي مقاطع نيوكليوتيدية مزدوجة السلسلة  مكونة من اربعة انواع من النيوكليوتيدات ، قد يكون لها تعبير وراثي (مناطق مشفرة= مورثة) أو ليس لها تعبير وراثي (مناطق بين المورثات) (نصف درجة)
  
• المورثة هي الجزء من الـDNA  الذي يحمل المعلومات الوراثية المسؤولة عن انتاج صفة معينة (منطقة لها تعبير وراثي) وتتكون من 3 اجزاء:  منطقة بداية النسخ (المحرض)، المنطقة المشفرة، ومنطقة التوقف أو نهاية النسخ. (نصف درجة)
  

 

2-     أنزيم الـبوليميراز DNA Polymerase وأنزيم النسخ العكسي Reverse transcriptase؟ (2 درجة)

·     أنزيم البوليميراز هو عبارة عن انزيم تكثيف (تصنيع) للـ DNA (DNA polymerase)  أو للـ RNA (RNA polymerase) ويقوم بعملية التكثيف (تصنيع سلسلة جديدة) بالاتجاه 5" الى 3".(1 درجة)

·     أنزيم النسخ العكسي Reverse transcriptase يقوم بتصنع جزيئة DNA مكملة للـ RNA الرسول بطريقة عكسية اعتمادا على الـ RNA  كقالب بالاتجاه 5" الى 3". (1 درجة).

 

3-     أنزيم الفوسفاتيز القلوي Alkaline Phosphatase  أنزيم البولي نيوكليوتيد كيناز من حيث الوظيفة؟(2 درجتان)

·          انزيم البولي نيوكليوتيد كيناز : يضيف مجموعة فوسفات على النهاية  5 للسلسلة المزدوجة أو المنفردة من الـ DNA أو الـ RNA ويستخدم الـ  .ATP(1 درجة)

·         الفوسفاتيز القلوي:  يستبعد مجموعة الفوسفات من النهاية 5 للـ DNA، لتجنب اعادة ارتباط جزيئية الـ  DNA ذاتها بعد عملية الهضم. (1 درجة)

·          

4-     الـ RNA الرسول والـ RNA الناقل في حقيقيات النوى؟ (3 درجات)

 

5-   طرق ادخال الـ DNAالمؤشب إلى الخلية البكترية لمكاثرته وطرق ادخال التركيبة المورثية الجديدة الى الخلايا النباتية بهدف التحوير؟ (4 درجات)

*طرق ادخال الـ DNAالمؤشب إلى الخلية البكترية: 1- إما باستخدام المعاملات الكيميائية للبكتريا  بكلور الكالسيوم بدرجة حرارة منخفضة ثم تعرض لصدمة حرارية بدرجة  42م (60-90 ثانية)  لاجراء ثقوب بالغشاء البكتري كي يدخل اليها البلازميد المؤشب. 2- من خلال تعريض البكتريا لتيار كهربائي (لفترة محدودة وبشدة تيار محدودة )  لاجراء ثقوب بالغشاء البكتري كي يدخل اليها البلازميد المؤشب. (2 درجة)

* وطرق ادخال التركيبة المورثية الجديدة الى الخلايا النباتية: 1- باستخدام الـ Agrobacterium  وبوجود البلازميد Ti  حيث تنقل المورثة الى المجين النووي تحديدا. 2- باستخدام المدفع المورثي، حيث تنقل المورثة الى احدى المجينات الثلاث وتتوضع عليها. (2 درجة)

6-   الـ RNA الريبوزومي في بدائيات النوى وفي حقيقيات النوى من حيث عدد وأنواع وأماكن جزيئات الـRNA ، الانزيمات التي تقوم بنسخها،  أماكن تواجد المورثات المسؤولة عنها،  وعدد النسخ بالانواع المختلفة (5 درجات).

 

خامساً: فسر وبوضوح سبب حصولك على مستعمرات زرقاء وأخرى بيضاء بعد القيام بعملية التحوير الوراثي للبكتريا باستخدام بلازميد يحتوي على المورثة المسؤولة عن انتاج انزيم البيتا جالاكتوزيديز Beta galactosidase (3 درجات).

ان المورثة المسؤولة عن انتاج انزيم البيتا جالاكتوزيديز (موجودة على البلازميد الذي دخل للخلية البكترية) عندما تكون فعالة ونشيطة فانها تنتج انزيم Beta galactosidase  (0,5)  الذي يقوم بفصل الصبغة عن السكر(X-gal)  الموجود في البيئة التي تنمو فيها البكتريا  وتؤدي لترسيب الصبغة الزرقاء في الخلايا البكترية ، وبالتالي تعطي مستعمرات بكترية زرقاء اللون. (0,5)

إن المستعمرات البيضاء هي مستعمرات بكترية تحتوي على الـبلازميد المؤشب ، أي ادخلت اليها قطعة الـ DNA المراد تنسيلها ضمن المورثة المنتجة للانزيم Beta galactosidase وابطلت عملها (مستعمرات) (0,5)  ، بينما المستعمرات الزرقاء تحتوي على البلازميد البري. (0,5) وعليه فإن المستعمرات ذات اللون الأزرق هي مستعمرات محورة دخلها البلازميد ولكن هذا البلازميد بري غير مؤشب (0,5) ، أما المستعمرات البيضاء فهي مستعمرات محورة دخلها البلازميد  المؤشب الذي اوقف فيه عمل المورثة فلم تعد قادرة على انتاج وترسيب الصبغة الزرقاء بالخلية البكترية (0,5).

اللاذقية في 16/6 /2011                                                              أستاذة المقرر

                                                               

    

  الدكتورة  وفاء شومان

لك جزيل الشكر دكتورة وفاء البيولوجيا مادة جميلة وبسيطة مع اني لهلا حاملا بس شهادة للله انتي دكتورة رائعة وطريقة شرحك ممتازة بشهادة جميع طلاب كلية الزراعة
فشكرا الك دكتورتنا
مع التحية

نحنا لازم نشكرك دكتورتنا الغالية وبنتمنى نضل على تواصل مع حضرتك لنستفيد من معلوماتك الغنية
وبالمناسبة دكتورتنا مع احترامي لجميع الدكاترة عنا بالكلية انت الوحيدة عم تحاول تشوف هموم الطلاب وعم تنشري سلالم التصحيح
وهذا ان دل على شي بيدل على انك بدك مصلحة الطالب وتفوقو وحتى ان كان بموادك بس
نحن نفخر بك دكتورتنا وشكرا لكي لكل جهد بذلته في اعطاء المحاضرات والعملي
مع تحياتي

بس من بعد اذنك دكتورتنا
نحنا منعاني من شغلة من بعد اذنك
بالنسبة لمقرر البيولوجيا مثلا التعريف لازم نكتب كلشي عنو ولا بكفي شي محدد والك الشكر دكتورتنا

اود اولا ان ارحب بك دكتورة وان اشكرك على تصفحك لمنتدانا وانها لبادرة جميلة منك 
فيما يتعلق بتفعيل العضوية سيتم ذلك وان اؤكد لك ذلك فهذا شرف لنا اولا كما انه يتيح الفرصة للطلاب للتواصل معك
اما فيما يتعلق بمقترحك فإنه سينفذ  
اما تعريف الأساتذة بلموقع فأتمنا ان تساعدينا بذلك 
وشكرا لك مرة اخرى 

مشكورررررة دكتورتنا جدا جدا ...................................وشكرا لاهتمامك فينا
كل الاستاذة ما في منن بس منحس دائما ما بيرضو يسمعولنا بيجوز بيفكروا انتقاص من مكانتهم امامنا
بالنسبة للبيولوجيا هي مادة ممتعة ولكنني اصبحت اخشاها من كلام زملائي ووصفهم لصعوبتها واستحالة ترفيها الا بقدرة قادر مع اني حملتها دورتين متتالتين 56و58 على التتال
دكتورتنا الغالية اود ان اقدم اليك التحية باسم جميع طلاب كلية الزراعة
وااله موفقك ومكتر من امثالك

مشكوررررررررررررررررررررررررة زميلة صبا على مشاركتك الجميلة وانشا الله القف مبروك ع التخرج
وطبعا كل الشكر لدكتورتنا العظيمة الدكتورة وفاء
مع تحياتي

مشكوررررررررررررررررررررررررة زميلة صبا على مشاركتك الجميلة وانشا الله القف مبروك ع التخرج
وطبعا كل الشكر لدكتورتنا العظيمة الدكتورة وفاء
مع تحياتي