الخلايا الأولى : من بدائيات النوى إلى حقيقيات النوى

من بين الفرضيات المطروحة والأكثر قبولا لتفسير ظهور خلايا حقيقيات النوى Les cellules eucaryotes، التي تكون القاعدة البنائية والأساسية للعالمين الحيواني والنباتي، فرضية البيولوجي الأمريكي (لين مرجوليس) Lynn Margilis ( ).

 يعتقد حسب هذه الفرضية أن خلايا بدائيات النوى كالبكتريا والطحالب الزرقاء، التي وجدت  كما سبق ذكره منذ ما يقارب 3 ملايير سنة (شكل رقم3)، قامت بابتلاع خلايا مماثلة لها بدون تحطيمها أو هضمها.

هذا الالتحام بين بدائيات النوى أدى إلى ظهور خلايا حقيقيات النوى.
فعلى سبيل المثال الأجسام السبحية Les mitochondries والصانعات الخضراء Les chloroplastes عبارة عن بكتريا فقدت العديد من خصائصها حسب نظرية التعايش الداخلي la Théorie de l'endosymbiose 

أما بالنسبة للأجسام المتعددة الخلايا organismes pluricellulaires  lesفتكون قد انحدرت من تجمع والتحام خلايا حقيقيات النواة.

إنه من السهل القول بأن المواد العضوية الأولية تحولت إلى خلايا بدائيات النوى كالبكتيريا، والمتخصص في هذا الميدان أي الميكروبيولوجي (عالم الأحياء المجهرية) Le microbiologiste يعرف جيدا أن هذا النوع من الكائنات الحية معقدا جدا ، ومازلنا إلى حد الساعة نجهل الكثير عن الآليات المنظمة للعمل البكتيري كالاستنساخ الجيني على سبيل المثال.

ويقول (ج. أ. شابيرو) James A. Shapiro أستاذ الميكروبيولوجيا بجامعة شيكاغو " وعلى الرغم من دقة حجم البكتريا، فإنها تبرز تعقيدات بيوكيميائية وبنيوية وسلوكية تتحدى الوصف العلمي وللتماشي مع الثورة الحالية في الإلكترونيات الدقيقة، فقد يكون من المعقول أن نربط حجم البكتريا الصغير بالتعقيد لا بالبساطة"( )"

انطلاقا من كل هذا، كيف نفسر تشبث بعض العلماء بالقول أن المواد العضوية البسيطة كالسكريات، البروتينات والمواد الدسمة أدت إلى ظهور كائنات حية معقدة جدا كالبكتريا والطحالب الزرقاء.

بالإضافة إلى ذلك فإن اكتشاف بكتريا جديدة من نوع مختلف على الإشريكية القولونية Escherichia coli تسمى بالبكتريا القديمة Archéobactéries أدى إلى رفض فرضية البيولوجي الأمريكي لين.

تقول (ج. إيتيان) J. Etienne في كتابها البيوكيمياء الوراثية والبيولوجيا الجزيئية أنه لا يمكن اعتبار بدائيات النوى كأسلاف لحقيقيات النوى ( ).
"Il n'est plus admis, comme cela a été dit jusque dans les années 1970-1980 que les eucaryotes descendraient des procaryotes".

ولقد استطاع (ل. باستور) Louis Pasteur (1822- 1895)، الميكروبيولوجي الفرنسي، أن يبرهن بتجربة رائدة لا تترك أدنى شك بأن الحياة لا تخرج أو تنبثق إلا من الحياة( ).

وأن المادة العضوية العاطلة la matière organique inerte لا يمكن لها أن تعطي الحياة. وبهذه التجربة نفى كلية نظرية "الجيل التلقائي"     la génération spontanée (ملحق1).

أما بالنسبة للفرضية التي تقول بأن الأجسام المتعددة الخلايا Métazoaires قد نشأت من تجمع وإتحاد الخلايا البسيطة المنفردة لا برهان عليه وما نرى في الطبيعة ينفي ذلك.

حيث اكتشف العلماء أن البكتريا تعيش على شكل مستعمرات معقدة، يمكنها أن تقتنص الفرائس في جماعات( ).

وبالرغم من ذلك تبقى هذه الخلايا البكتيرية منفردة, مستقلة بذاتها من نواحي عديدة، ولم نسمع إلى  حد الآن عن تجمع بكتيري أدى إلى تكوين أجسام متعددة الخلايا.

ما يقرب من 4 مليار سنة                        مواد عضوية

                                             البكتيريا والطحالب
منذ 3 مليار سنة                         الخضراء المزرقة (طليعات النواة)



من 2 إلى 1 مليار سنة                        الخلايا حقيقيات النواة


670 مليون سنة                           ظهور أحافير الأيدياكاريان     Ediacaran                                         الرخوية


550 مليون سنة                           ظهور أول أحفورية صدفية
 Cambrien                                 من العصر الكمبري                                          

شكل رقم 3 : أهم مراحل تطور الحياة
 (Alessandro Garassino. origine et évolution : la vie. Ed.     Castor/flammarion ; 1993)




المادة الوراثية:  الدنا وصنع البروتين

لا يمكن حاليا دراسة النظرية الداروينية بدون التطرق إلى دراسة المادة الوراثية المتمثلة في الدنا DNA والبروتينات الناتجة عن القراءة غير المباشرة لسلسة الدنا؛ وذلك لأن الداروينيين الجدد  Les néo-darwiniensيعتمدون في إنعاش نظريتهم، الموجودة حاليا في مأزق، على براهين من البيولوجيا الجزيئية.

لذا أرى من الضروري تعريف المادة الوراثية وبعض خصائصها، ليتسنى لنا الرد بشكل علمي على الداروينيين الجدد.
الدنا النووي :
يعتبر جزيء الدنا من أكبر جزيئات المادة الحية؛ تم اكتشاف البنية  الحلزونية للدنا ( الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين) من قبل العالمين (ج. وطسن) james watson و ( ف. كريك) Francis Crik عام  1953.

يتكون حلزون الدنا من سلسلتين متعاكستين في الاتجاه، ولكن متماثلتين في التركيبة البيوكيميائية، حيث تتكون كل سلسلة من وحدات متماثلة متكررة (مبلمرة) un polymère من النيكليوتيدات Nucléotides.
يتكون كل نيكليوتيد من العناصر الثلاث التالية :
1-    سكر خماسي ( الريبور منقوص الأكسجين).
2-    قواعد نيتروجينية وعددها أربع.
3-    الفوسفات (H3PO4) حمض الفوسفوريك.




نيكليوتيد = فوسفات + سكر + قاعدة نيتروجينية


القواعد النيتروجينية الأربعة هي الأدينين (A) Adénine، الغوانين Guanine (G) ، التيمين  (T) Tymine، (السيتوزين) (C) Cytosine

ترتبط القواعد النتروجينية بطريقة متكاملة بواسطة روابط هيدروجينية، بحيث ترتبط الأذينيين (A) من السلسلة الأولى مع التيمين (T) من السلسلة الثانية، وكذلك بالنسبة للغوانين (G) مع السيتوزين (C) وهذا بصفة دائمة.




           ثلاث روابط هيدروجينية                    رابطتان هدروجينيتان

فقراءة تسلسل القواعد النيتروجينية على السلسلة الأولى يكفي لمعرفة تسلسل القواعد على السلسلة الثانية.

وعلى عكس البكتيريا، يتميز دنا حقيقيات النواة بكونه مرتب داخل النواة بصفة محكمة.فرغم طوله المقدر  بحوالي  3 مليار زوج قاعدي 3 milliards de paires de bases للخلية الجنسية الواحدة، أي ما يقارب مترا واحدا كطول فيزيائي، فإنه  محتوى في نواة لا يتجاوز قطرها بعض الميكرونات          (جدول رقم 1).

بالفعل، يتحد دنا حقيقيات النواة مع بروتينات نووية تسمى بالهستونات Histones، لتكون ما يسمى بالكروماتين Chromatine.
هذه الأخيرة، تتحول في مرحلة معينة من الانقسام الخلوي، إلى ما يسمى بالصبغيات Chromosomes.
ويتألف دنا حقيقيات النواة الذي يطلق عليه اسم الجينوم Le Génome، على ما يقارب  50.000 جين gène، تكون مخطط البرنامج الوراثي للإنسان.

الكائن الحي   طول جينوم الخلية التناسلية بالزوج  القاعدي
الفيروس      310 إلى 510
الإشريكية القولونية   4.5 × 610
الخميرة       5 × 710
ذبابة الخل    1.5 × 810
الفقاريات     810  إلى 1010
الإنسان       3 × 910
النباتات       1010 إلى 1110

جدول رقم 1 : يظهر طول جينوم بعض الكائنات
مع العلم بأن 70% من الجينوم ليست له قابلية على صنع البروتين régions non
codantes أو من طريق آخر لا يحمل صفات وراثية ( ).

الجينات :
الجينات أو المورثات عبارة عن مناطق معينة من الدنا، يحمل فيها تسلسل النيكلوتيدات معلومات لصنع بروتين معين أو نوع من الأنواع المختلفة من الرنا RNA (الحمض الريبي النووي).


                  الرنا الرسول     RNAm      بروتين
الجين                            الرنا الريبوزومي   RNA ribosomique
                                  الرنا الناقل           RNA de transfert

وتنقسم الجينات إلى منطقتين متميزتين وظيفيا :
-     المنطقة المكودة région codante، وتتكون من منطقتين مختلفتين هما : المنطقة الدالة أو الأكسون Exon التي تحدد تسلسل الأحماض الأمينية في جزيء البروتين، والمنطقة غير الدالة أو الأنترون Intron
-     المنطقة المنظمة للعمل الجيني وهي التي تتحكم في سرعة أو تثبيط استنساخ الجينات.

                              منطقة مكودة                   منطقة منظمة


                                  CAT              TATA

  أنترون          أكسون                        العلبة تاتا   العلبة كآت

البنية العامة للجين أو المورثة


الدنا غير نووي : دنا الأجسام السبحية DNA mitochondrial

بالإضافة إلى الدنا النووي توجد كمية صغيرة من الدنا داخل الأجسام السبحية، ولهذا الدنا بعض الخصائص المميزة :

-     يوجد بكمية قليلة وبالتالي يصعب التحصل عليه.
-     لا يوجد على شكل حلزون وإنما على شكل حلقي (شكل رقم 4).
-     طوله يقدر بـ 16569 زوج قاعدي ويحتوي على 37 جين.
-     لا يحتوي على أنترونات أي كله قطع دالة.                     
الشيء المهم الذي يجب  التركيز عليه هو أن هذا الدنا لا يورث إلا عن طريق الأم وبالتالي لا يتبع منطق الوراثة المنديلية.






شكل رقم 4: DNA الأجسام السبحية

صنع البروتين :
البروتينات من المكونات الأساسية لجسم الإنسان. تتكون من اتحاد أحماض أمينيه مع بعضها البعض وفق تسلسل تمليه متتالية القواعد النيتروجينية في جزيء  الدنا. وبالتالي فإن ترتيب الأحماض الأمينية داخل جزيء البروتين يكون ترتيبا غير عفوي.
وعلى الرغم من وجود أزيد من 100 حمض أميني في الطبيعة، لا يدخل في تركيبة البروتينات المختلفة للجسم سوى عشرون حمضا أمينيا 
(جدول رقم2).
الأحماض الأمينية ورموزها
الحمض الأميني      3 أحرف (الرمز)   بالحرف الواحد      Acide Aminé
ألانين  Ala  A     Alanine
أرجينين      Arg  R     Arginine
أسباراجين    Asn  N     Asparagine
حمض الأسبارتيك   Asp  D     Aspartate
السيستسن     Cys  C     Cystéine
حمض الغلوتاميك    Glu  E     Glutamate
الغلوتامين    Gln  Q     Glutamine
الغليسين      Gly  G     Glycine
الهستدين      His   H     Histidine
أزولوسين    Ile    I      Isoleucine
لوسين Leu  L     Leucine
ليزين  Lys  K     Lysine
المثيونين     Met  M    Méthionine
الفينيل ألانين  Phe  F     Phénylalanine
البرولين      Pro  P     Proline
السرين Ser   S     Serine
الثريونين     Thr  T     Thréonine
التريبتوفان    Trp  W    Tryptophane
التيروزين    Tyr  Y     Tyrosine
الفالين Val  V     Valine
أي حمض أميني آخر              Z     Autre A.A

جدول رقم 2 : الأحماض الأمينية الداخلة في تركيبة بروتينات الجسم.



     DNA                 الرنا الرسول   RNAm              بروتين
                     استنساخ                            ترجمة

وللبروتينات ادوار عديدة أهمها :
    دور مناعي بفضل الأجسام المضادة
    دور هرموني (الأنسولين على سبيل المثال)
    دور بنيوي، حيث تدخل في تركيب الغشاء الخلوي
    دور أنزيمي    rôle enzymatique

الإنزيم بروتين يقوم بزيادة سرعة التفاعل الكيميائي الذي قد يحدث بغيابه، لكن ببطء شديد. للإنزيم بنية ثلاثية الأبعاد جد معقده أساسية لأداء عمله.  


Post a Comment

Previous Post Next Post