فيديو السؤال: شرح العملية التي تحدث في الخطوة الأولى لتهجين الحمض النووي ‪(DNA)‬‏ الأحياء • الصف الثالث الثانوي

نسخة الفيديو النصية

يمكن دمج الحمض النووي ‪(DNA)‬‏ من مصدرين مختلفين، أو تهجينه، من خلال سلسلة من الخطوات، كما هو موضح بالشكل المبين. أي من الآتي يوضح ما يحدث في الخطوة الأولى؟ أ: تكسر الروابط الهيدروجينية بين شريطي ‪DNA‬‏ نظرًا لفصل أحد الشريطين عن الآخر فيزيائيًّا. ب: تكسر الروابط الهيدروجينية بين شريطي ‪DNA‬‏ باستخدام الحرارة. ج: تكسر الروابط الببتيدية بين شريطي ‪DNA‬‏ بواسطة إنزيم بلمرة ‪DNA‬‏. د: تكسر الروابط التساهمية بين شريطي ‪DNA‬‏ نظرًا لانخفاض درجة الحرارة بوتيرة سريعة. هـ: تكسر الروابط الفوسفاتية الثنائية الأستر بين شريطي ‪DNA‬‏ باستخدام إنزيمات القطع.

للإجابة عن هذا السؤال إجابة صحيحة، نحتاج إلى تناول عملية تهجين ‪DNA‬‏ والخطوات اللازمة لحدوثه. للحصول على مساحة أكبر للقيام بذلك، دعونا نحذف خيارات الإجابة مؤقتًا.

التهجين هو العملية التي يدمج فيها جزيئان متكاملان مفردا الشريط من الحمض النووي الريبوزي المنقوص الأكسجين ‪(DNA)‬‏ أو الحمض النووي الريبوزي ‪(RNA)‬‏، ينتميان عادة إلى مصدرين مختلفين، لتكوين جزيء هجين مزدوج الشريط. لاحظ أن ‪DNA‬‏ يوجد عامة في صورته المزدوجة الشريط، وليس في صورته المفردة الشريط.

لكي يحدث التهجين، يجب فصل شريطي اللولب المزدوج. لعلك تتذكر أن الشريطين المفردين من ‪DNA‬‏ يرتبطان معًا بواسطة الروابط الهيدروجينية بين أزواج القواعد. يرتبط الأدينين والثايمين معًا برابطتين هيدروجينيتين، في حين يرتبط السيتوزين والجوانين معًا بثلاث روابط هيدروجينية.

بوضع ذلك في الاعتبار، نلاحظ أنه يجب كسر هذه الروابط الهيدروجينية لفصل شريطي ‪DNA‬‏ إلى شريطين مفردين. يتحقق ذلك عن طريق تسخين شريط ‪DNA‬‏. ولكسر الروابط الهيدروجينية، يجب أن تتراوح درجة الحرارة بين 95 و100 درجة سلزية. لعلك تتذكر أن 100 درجة سلزية هي درجة غليان الماء. إذن، يلزم الكثير من الحرارة لفصل شريطي ‪DNA‬‏ هذين.

لحسن الحظ، فإن الروابط الفوسفاتية الثنائية الإستر، التي تربط كل نيوكليوتيدة في هيكل ‪DNA‬‏، أقوى بكثير ولا تنفصل عند تسخين الجزيء إلى درجة حرارة تتراوح بين 95 و100 درجة سلزية. وتكون نتيجة تسخين ‪DNA‬‏ إلى درجات الحرارة هذه، في الخطوة الأولى من عملية تهجين ‪DNA‬‏، هي ‪DNA‬‏ المفرد الشريط.

بعد أن تناولنا تهجين ‪DNA‬‏ والخطوات المتضمنة في هذه العملية، دعونا نلق نظرة أخرى على الشكل وخيارات الإجابة. يشير السؤال إلى الخطوة الأولى في الشكل، التي توضح كسر الروابط الهيدروجينية بين شريطي ‪DNA‬‏ وانفصال الشريطين ليكونا ‪DNA‬‏ المفرد الشريط. يمكننا استبعاد خيارات الإجابة ج، د، هـ؛ لأن الروابط المشار إليها في هذه الخيارات غير صحيحة.

تناولنا الآن كيف تتحقق الخطوة الأولى للتهجين، التي تؤدي إلى فصل الروابط الهيدروجينية بين شريطي ‪DNA‬‏، عن طريق التسخين. عندما يبرد ‪DNA‬‏ في الخطوة الثانية من تهجين ‪DNA‬‏، تتكون لوالب ‪DNA‬‏ المزدوجة الشريط.

إذن، الإجابة الصحيحة عن سؤالنا: «أي من الآتي يوضح ما يحدث في الخطوة الأولى؟» هو الخيار ب. تكسر الروابط الهيدروجينية بين شريطي ‪DNA‬‏ باستخدام الحرارة.