الأنيميا المنجلية-Sickle cell anemia

الأنيميا المنجلية وحش يهدد أطفال المستقبل

أخي الشاب أختي الشابة

بإجرائكم الفحص الطبي قبل الزواج فقط يمكنكم حماية أطفالكم شر الإصابة ولا سبيل آخر للإنقاذ

ما هي الأنيميا المنجلية؟

هي نوع من الأنيميا الوراثية التي تنتج عن تغير شكل كرية الدم الحمراء حيث تصبح هلالية الشكل (كالمنجل والاسم مشتق من ذلك) عند نقص نسبة الأكسجين. وهو يشكل خطر بالغ على الأجيال القادمة وهي منتشرة في بعض الدول حيث ترتفع نسبة المصابين والحاملين بدرجة ملحوظة. ففي بعض محافظات المملكة العربية السعودية وصلت نسبة المصابين إلى 30% من عدد السكان.

ما هي أعراضها؟

قصر في عمر خلايا الدم الحمراء يؤدي إلى فقر الدم المزمن. ويلاحظ نقص في النمو وعدم القدرة على مزاولة الأنشطة.

ألم حاد في المفاصل والعظام. وقد يحدث انسداد في الشعيرات الدموية المغذية للمخ والرئتين.

تآكل مستمر في العظام وخاصة عظم الحوض والركبتين. وقد يحدث أيضا تضخم في الطحال مما قد يفقده وظيفته.

تصاحب هذا المرض أزمات مفاجئة تحدث تكسر مفاجئ قي خلايا الدم. وغالبا ما تكون نتيجة بعض الالتهابات ويستدل عليها باصفرار العينين إلى درجة ملحوظة وانخفاض شديد في الهيموجلوبين يستدعي نقل دم.

هل يمكن علاج المرض نهائيا؟

المرض وراثي ومتواجد منذ ولادة المريض في نخاع العظام والعلاج المتبع هو تخفيف حدة المرض ولا يعتبر علاج شافي. لكن هناك علاج آخر كإجراء عملية استبدال نخاع العظام وهي عملية بها الكثير من المضاعفات والمخاطر وهي باهظة التكاليف ، وكذلك ليس من السهل إيجاد متبرع مناسب للمريض.

ما الفرق بين السليم وحامل المرض والمصاب به؟

السليم: هو الشخص الذي لا يحمل صفة المرض ولا خطر على أطفاله من الإصابة عند زواجه بشخص مصاب أو حامل للمرض أو سليم منه.

الحامل للمرض: هو الشخص الذي يحمل صفة المرض ولا تظهر عليه الأعراض. وهذا الشخص يمكنه الزواج من شخص سليم وإنجاب أطفال أصحاء ولكن من الخطر زواجه من شخص مصاب أو حامل للمرض مثله حيث يكون أطفاله عرضة للإصابة بهذا المرض.

المصاب: هو الشخص الذي تظهر عليه أعراض المرض وهذا الشخص يمكنه الزواج من شخص سليم وإنجاب أطفال أصحاء ومن الخطر زواجه من حامل للمرض أو مصاب مثله حيث يكون أطفاله عرضة للإصابة بهذا المرض.

 كيف يمكنني معرفة إن كنت حامل للمرض أم سليم حيث أن كلاهما لا تبدو عليه الأعراض؟

يمكنك معرفة إن كنت حاملا للمرض أو سليم وذلك بإجراء تحليل للدم لفحص خضاب الدم (الهيموجلوبين) بالعزل الكهربائي في المختبر الطبي.

ما هو طريق الوقاية من هذا المرض؟

إن طريق الوقاية الوحيد من هذا المرض هو الفحص الطبي عنه قبل الزواج للتأكد من خلو أحد الطرفين من صفة المرض. فسلامة أحد الطرفين تكفي لإنجاب أطفال أصحاء.

حل القضية:

تهيئة الأهالي لتقبل قرار فحص المقبلين على الزواج قبل عقد القران حيث ثبت علميا أنه السبيل الوحيد بإذن الله لوقاية الأجيال القادمة من مرض الأنيميا المنجلية وكذلك أثبت ذلك تجارب سابقة لدول مرت بمثل هذه الظروف.

إصدار قرار يلزم المأذون الشرعي بطلب استمارة الفحص للطرفين المقبلين على الزواج عن هذه الأمراض قبل عقد القران على أن تترك حرية اختيار الزواج من عدمه للطرفين.

الرفع من مستوى الوعي الصحي لدى الأفراد عن أمراض الدم الوراثية وطرق الوقاية منها.

Best Wishes: Dr.Ehab Aboueladab - Email:ehab10f@gmail.com

الهيموفيليا-... المرض، المعاناة، وكيفية المساعدة

بالرغم من المعاناة الاقتصادية، والسياسية، والمعيشية والنفسية التي يعانيها الشعب الفلسطيني منذ أوائل المجازر والحروب ولأيامنا هذه، لم يفكر حتى وللحظة واحدة بالابتعاد عن الأرض المقدسة، إذا لم يطردوا أو يسجنوا أو ينفوا عنها. إلا أن الحصار على هذا الشعب وفصلهم عن العالم الخارجي وربطهم بمخيمات أو مدن أو بؤر مزدحمة بالأقارب أدت إلى مشاكل اجتماعية وصحية ليس بمقدار اتفاقات أوسلو أو "سلام الشجعان" أو قيام الدولة الفلسطينية وعاصمتها القدس الشريف بتصحيحها أو حلها لوحدها. من بين هذه المصاعب التي نشأت خلال هذه العقود هي زواج الأقارب، الذي أدى إلى زيادة نسبة الأمراض الوراثية. في حين يتطلب آلاف من الدولارات قبل الزواج لاكتشاف إمكانية تسبب هذه الأمراض الوراثية والعشرات من الآلاف لعلاجها سنويا للفرد الواحد، فليس للفرد الفلسطيني أن يدبر هذه المصاريف، أو لوزارة الصحة الفلسطينية من التخلص من عجزها المالي وديونها للتصرف، أو اهتمام الدول المانحة بمثل هذه المشاريع. لذلك عدم تواجد العلاج يسبب في وفاة أو عجز معظم المرضى قبل بلوغهم سن العشرين.

إن باستطاعة المصابين ببعض الأمراض الوراثية العيش حياة طبيعية والوقاية من توريث الأجيال القادمة من خلال التوعية والعلاج. إلا إن الدمار الشامل للبنية التحتية والاقتصادية للقطاع الصحي والطبي في فلسطين لم يستطع توفير السيولة الداخلية لتوفير الاحتياجات الإنسانية والطبية المتطلبة لتخفيف المعاناة اليومية عن ألوف المصابين وعائلاتهم. فبينما يمول العالم الغربي منتجعات سياحية، وكازينوهات، وفيلات، وعمارات سكنية، وسيارات فخمة وشبكات اتصال ومطاعم غربية التي لن تساعد أو تؤمن حياه الشخص العادي، وبما فيهم المرضى، هنالك عشرات من المرضى يموتون سنويا بانتظار الأيدي الكريمة التي ستجلبهم من هذا الكابوس إلى نور الأرض المقدسة. ومن بين هذه الأمراض الخبيثة مرض نزف الدم - المعروف بالهيموفيليا، الذي يصيب واحد من كل خمسون ألف مولود ذكر في العالم، إلى أنة يصيب 200 ذكر في فلسطين حسب التقديرات الأولية وهنالك عدد يشابهه من الإناث الحاملات للجينة الوراثية بسبب زواج الأقارب. لذلك باشرت الجمعية الفلسطينية لأمراض النزف بمساعدة المرضى وعائلاتهم في فلسطين، و الآن تبحث عن متطوعين، وممولين، وأطباء مختصين بأمراض الدم من العرب والمسلمين لرفع مستوى العلاج بالمنطقة أجمع ولإنشاء فيدرالية عربية وإسلامية للسيطرة على انتشار هذا المرض وعلاجه في بلادنا.

المرض

الهيموفيليا، مرض نزيف الدم، عبارة عن خلل وراثي في المادة التي تمنع الدم من التخثر. فقدانها يعرض المرضى لنزف تحت الجلد أو في المفاصل أو تحت العضلات عند تعرضهم لأي إصابة أو جرح بسيط. إن هذه المادة تتكون من عدة بروتينات تعمل مع بعضها البعض لمساعدة الدم على التجلط. فيحتاج هذا الوضع لوقت طويل حتى يتجلط الدم وفي بعض الأحيان ليس بالإمكان إيقاف النزف إلا بإعطاء المصاب إبرة العامل المفقود الذي يعمل على وقف النزف. معظم الناس يتعرضون إلى تمزق الأوعية الصغيرة في أنسجة الجسم المختلفة، نتيجة لضغط بسيط، لكن في الحالة الصحية المثالية، يتكون تخثر الدم بسرعة ولا يكون الشخص مدركا له. إلا أن الإنسان المصاب بمرض الهيموفيليا يمكن أن ينزف بشكل أطول نتيجة لمثل هذا الضغط، ولذلك العديد من حالات النزيف تحدث بدون سبب.

هناك أنواع وأشكال متعددة لهذا المرض، والتي تقسم حسب شدة درجه النزف، أهمها نوع (أ) الذي سببه نقص في العامل الثامن لمادة التجلط، فهو أخطر أنواع الهيموفيليا وهو عبارة عن 85% من مجموع الحالات، حيث تكون أعراضه عبارة عن نزيف ذاتي متكرر. يكون أعراضه عبارة عن نزف بعد الكدمات أو الضربات البسيطة التي يتعرض لها المصاب.

المعاناة

يكتشف مريض النزف بعد عملية الطهور أو عند إعطاءه إبرة أثناء العلاج أو عند سحب عينة من الدم منة. عندها يحدث نزف تحت الجلد، ويمكن التعرف علية من خلال بقع زرقاء، ويطول وقت النزف ولا يتوقف كما يحصل عند المولودين الجدد. أما الحالات التي تكتشف بعد ذلك، تكون في معظمها عن طريق ملاحظة انتفاخ في المفاصل بسبب تراكم الدم، والذي يسبب إعاقة حركية بدون العلاج. كل هذه الدلائل تشير في معظم الأوقات على أن هذا الإنسان قد يعاني من هذا المرض، وبالتحاليل المخبرية يستطاع أن يؤكد هذا وأن يحدد نسبة العامل الذي يساعد على التخثر. حينها ولعدم تعود العائلة على هذا المرض يؤثر هذا المرض عليهم، ربما يجعلهم يخافون من أن يمسكوا طفلهم المصاب أو يتعاملوا معه خوفا من إيذائه، وهناك بعض العائلات غير قادرة على تقبل وتفهم مثل هذه الحالات، ولكن بالوعي والتثقيف، والإيمان يمكن حل هذه المشاكل. خلال الخمسون عاما الماضية لقد تم اكتشاف عدة أنواع من العلاج الطبي للسيطرة على الهيموفيليا والعلاج الوقائي للحد من وراثة هذا المرض. وللأسف ولأسباب مادية وتقنية فإنه ليس متواجد على افضل حال في فلسطين، إلى أن الجمعية الفلسطينية لأمراض النزف حسنت أوضاع المرضى خلال السنين الماضية من ناحية توفير الأدوية للحالات المستعصية، ترجمة ونشر بعض المعلومات بالعربية، المشاركة في الندوات الدولية، وعمل حملات تبرع وتوعية. فكيف بإمكان فلسطين أو أي دولة أخري الحد من معاناة مرضاهم والتقدم إلى المستوى الذي يتمتع به المرضى في الدول المتقدمة؟

العلاج

أولا: معالجة النزيف -- المعالجة المطبقة في حالة نزيف معينة تعتمد على مكان النزيف، كمية النزيف ومدة النزيف وشدة الهيموفيليا. بالنسبة لنزيف الفم تستعمل أدوية الامكار أو سايكلوكابرن، ينصح بها بعد أو بدلا من المعالجة بمركز عامل الهيموفيليا، هذه المعالجة تتبع بطعام لين ومثلجات. إذا كان النزف بسبب جرح، نزف داخلي، أو نزف المفصل فالخطوة الأولي هي وقف النزيف بتطبيق العلاج الأولي المعياري، مثل تطبيق الرباط، الضغط، وأكياس الثلج، وبعدها إعطاء إبرة العامل، حيث يجب وقف النزيف بالسرعة الممكنة عن طريق زرق عامل تخثر وتثبيت المنطقة المصابة.

النوع الأكثر شيوعا ويتطلب علاجا فوريا للغاية هو نزف المفصل، حيث يمكن أن يظهر كنزيف تلقائي، أو نتيجة جرح أو رضه تؤثر على المفصل. عندما يكون هناك نزيف داخل المفصل، الدم النازف من بطانة المفصل يتجمع في فراع المفصل، عندها يلتهب المفصل، وبعدها تفرز بطانة المفصل أنزيمات تصب في فراغ المفصل لتهضم وتزيل الدم، لكن هذه الإنزيمات لا تتوقف مع زوال الدم. ومع كل نزيف غير معالج، تستمر الإنزيمات في هضم حواف غضروف المفصل وفي النهاية عظم المفصل. نتيجة لذلك إذا لم يعالج المفصل يمكن أن يؤدي إلى تدمير تدريجي للمفصل. وهذا ما يحصل في أغلب الأحيان.

ثانيا: تفعيل مركز العناية الشاملة -- بما أن مرض الهيموفيليا يؤثر على نواحي عديدة من حياة المريض وعائلته، فقد تطورت معالجة مرض الهيموفيليا إلى تقديم العناية الشاملة، فبدلا من معالجة حالات النزيف الفردية فقط، يركز الأطباء والمرضى أيضا على الصورة الكاملة للمرض في حياة المريض. فمراكز العناية الشاملة والمختصة ومع طواقمهم الصحية المتعددة الجوانب تزود خدمات تتراوح من عناية جسدية إلى نفسية، من عناية سنية إلى عناية عظمية وعناية طبية عامة. والعناية الكاملة والشاملة لمريض الهيموفيليا تساعد العائلة على معرفة تشكيله واسعة من المواضيع التي تتضمن الضغوط الاجتماعية والنفسية التي تواجه عائلات الهيموفيليا، وتسيطر على الحالات الطبية البسيطة، التي ليس باستطاعة العلاج العادي السيطرة عليها بسبب استمرار النزيف. مركز العناية الشاملة هو بداية جيدة، حيث يمكن أن يوفر مجموعات مساندة للمريض، وخدمات أخرى تزود معلومات عن مرض الهيموفيليا واقتراحات للحد من أضطراباتة مع الحياة العادية. ومن أهمها توفير مادة التجلط ومراقبة توفرها في الجسم في حالة احتياج المريض إلى أي عملية جراحية.

ثالثا: استخدام عامل التخثر الغير مشتق من الدم أو البلاسما -- العامل البديل هو مركز من عامل مستخلص من البلاسما، هذه المركزات مجمدة مجففة وتحتوي على كمية كبيرة من عامل التخثر. ولكن مركزات العامل الجديدة ألغت خطر التلوث الفيروسي. ولقد تقدم البحث خطوة واحدة إلى الأمام ليخلق منتجات العامل غير المشتقة من الدم أو البلاسما، فبعض منتجات العامل الثامن تصنع عن طريق تقنية الأبحاث الجينة، وألغت مشاكل انتشار الفيروسات من جسم الإنسان المتبرع إلى المريض. فبإمكان هذا العامل رفع مستوى مادة التخثر في دم المريض فورا ولتستمر على هذا النحو من 8 - 12 ساعة منذ اخذ إبرة العامل. ويمكن اخذ هذا العامل عند الشعور بالحاجة إلية، ولكن يستحسن أخذه كل يوم بعد آخر للوقاية من أي نزيف عندما يكون العامل متوفرا. وبسبب التكاليف الباهظة لهذا العلاج الأساسي، فإنه ليس متوفر باستمرار في فلسطين أو موجودا على الإطلاق في الدول النامية.

المستقبل

فبفضل هذه الخطة الثلاثية يستطيع المريض في الغرب أن يعيش حياته العادية وأن يصل إلى العمر الذي يعيشه الإنسان العادي، كما يستطيع أيضا أن ينمو طبيعيا، ويكمل دراسته ويعمل ويتزوج كأي شخص آخر. ولكن خلال فترة النمو عليه مراقبة أعماله ونشاطاته وأن يبتعد عن الأعمال التي تسبب له نزفا، كذلك ممارسة بعض أنواع الرياضة مثل السباحة مهمة ومفيدة في تقوية العضلات ونموها. حالة المريض الفلسطيني تحسنت، ولكن عدم وجود السيولة الكافية لتمويل مركز العناية الشامل أو شراء العامل البروتيني على استمرار أو لدفع رواتب الأطباء المختصين أو تكلفة ترجمة و طبع المواد التعليمية إلى اللغة العربية يجعل مرض الهيموفيليا السبب الرئيسي في موت عدد من المصابين أو إعاقتهم أبديا. بمقارنة مع المريض الغربي الذي يمكنه ممارسة حياته العادية والاستنجاد بالعامل البروتيني المتوفر في بيته على استمرار في حالة وقوع أي نزيف، والذهاب إلى مركز العناية المتخصصة كل 6 اشهر فقط لفحوص روتينية من خلال التنسيق مع جمعيات تعتني باحتياجاتهم كالجمعية الفلسطينية لأمراض النزف.

فلقد تأسست الجمعية الفلسطينية لأمراض النزف (الهيموفيليا) رسميا في عام 1996 بهدف مساعدة مرضى النزف من أبناء الشعب الفلسطيني والعربي عن طريق تقديم الخدمات الطبية والاجتماعية والنفسية لهم. تقاد هذه الجمعية من قبل متطوعين، منهم الهيئة الإدارية في الضفة الغربية وأخرى في قطاع غزة، وهنالك هيئة تنسيق عالمية ومتطوعين في أمريكا. وللأسف نقص في المتطوعين ونقص في الخبرات والتخصصات ونقص في التبرعات يعيق تحقيق الخدمات الطبية والاجتماعية والنفسية والتثقيفية باللغة العربية اللازمة للمرضى.

فمنث تأسيس الجمعية وبالإمكانيات المتاحة لها حصلت الجمعية، ومن خلال وزارة الصحة الفلسطينية، على تامين صحي ومجاني لجميع المرضى وعائلاتهم. وقد قامت أيضا بإسعاف عدة حالات كانت بين الحياة والموت، من خلال إحضار تبرعات العامل المخثر بأيدي مندوبي مصانع الأدوية من الولايات المتحدة الأمريكية إلى أيدي الجراحين في فلسطين، وقامت بتمثيل الصوت والضمير العربي في عدد من الندوات الدولية حول الهيموفيليا. فأمراض النزف ناتجة عن نقص إحدى مواد التجلط، وبدون هذه المواد عملية تجلط الدم لا تحدث بصورة طبيعية وينتج عنها نرف داخلي متواصل في المفاصل والعضلات وتحت الجلد مما يؤدي إلى مضاعفات مزمنة في المفاصل وأجزاء أخرى من الجسم إذا لم تعالج من خلال إبرة العامل المخثر البهيض الثمن.

نداء

بينما ينزف المجاهدين للشهادة في سبيل الله ودفاع وجلاء لعروبة القدس وفلسطين، ما زال مرضى نزف الدم -الشهداء الأحياء- ينزفوا ويجاهدوا إحياء وجلاء لبقائهم على هذه الأرض الطاهرة حتى يستشهدوا دفاعا عنها. فهم بانتظار العروبة وزخرتها وقلبها ورزقها لحماة فلسطين، حماة من يحمي مولد عيسى ومسرى محمد عليهم الصلاة والسلام. ويحنى من ربنا، فلنساهم ونستثمر في بني بشر وليس في بني حجر، فلنحقق أمنية الشهادة الحقيقية ونحيي الشهداء الأحياء. فلنثقف ونعالج جيلنا من الأمراض الوراثية حتى نبني أجيال خالية من الأمراض الوراثية. فالوقاية خير من قنطار علاج، واستمرار العلاج هو المصدر الوحيد لوقف معاناة مئاة الالوف المصابين بالهيموفيليا في العالم العربي والاسلامي.

لذلك تهيب الجمعية الفلسطينية لأمراض النزف بالأمة والجاليات العربية والإسلامية للتبرع ماديا وتقنيا والتطوع ومد العون لها. فهي تحاول برفع مستوى العناية للمرضى العرب والمسلمين من خلال تقديم كل الخدمات الطبية والاجتماعية والنفسية والتعليمية باللغة العربية التي يحتاجونها. وأيضا تهيب بالأطباء المختصين، والمؤسسات الحكومية والغير حكومية والشخصيات العربية والإسلامية المعنية، والمرضى وعائلاتهم في شتى أنحاء العالم بالاتصال بهم في اقرب وقت ممكن، حتى يكون باستطاعتهم تكوين فيدرالية للتعرف على بعضهم البعض، وعلى قدراتهم واحتياجاتهم، ومتطلباتهم قبل عقد الدورة السنوية للفدرالية العالمية للهيموفيليا المزمن عقدها في حزيران 2000 في كندا. حيث بإمكان هذه الفيدرالية تقديم تقرير للهيئة العليا والاستنجاد بهم والضغط عليهم للتركيز على المجتمع والعالم العربي والإسلامي. والإشراف على تدريب كوادرهم، وعلى بناء مركز عناية شامل بأحدث التقنيات وسبل العلاج لخدمة المرضى في المنطقة اجمع.

Best Wishes: Dr.Ehab Aboueladab - Email:ehab10f@gmail.com

تركيب ال DNA

  

لكل فرد منا صفاته الجسمانية والعقلية الخاصة والتي تميزه عن اي فرد اخر, وليس هذا في عالم البشر فقط, وانما لكل كائن حي صفاته التي تجعل كل كائن متفرد في صفاته

لكن ما السر في ذلك؟ ما الذي يجعل الصفات تختلف حتى بين افراد النوع الواحد؟

نعلم جميعا ان وحدة بناء الكائن الحي هي الخلية, وتحتوي كل خلية على نواة بداخلها وحدات المعلومات الوراثية التي تتحكم في الصفات الموروثة ويطلق عليها اسم الجينات

وتحمل الجينات الصبغيات, والتي يختلف عددها من كائن لاخر فعددها مثلا في الانسان 46 كروموسوم

تركيب الكروموسوم:

مخطط للكروموسوم وفيه يظهر الكروماتيد(1) و السينترومير (2) و الذراع القصير للكروماتيد (3) و الذراع الطويل للكروماتيد (4)

يتكون الكروموسوم من مركبين رئيسيين هما الحمض النووي( DNA) والبروتينات

ويحمل الحمض النووي الجينات

يدخل في تركيب كل كروموسوم جزيء واحد من DNA يمتد من أحد طرفيه الى الطرف الاخر الا انه يلتف وينطوي على نفسه عدة مرات ويرتبط بالعديد من البروتينات مكونا مايسمى بالكروماتين والذي يحتوي عادة على كمية متساوية من كل من البروتين وDNA

تنقسم البروتينات التي تدخل في تركيب الكروموسومات الى نوعين:

-هستونية histone

-غير هستونية nonhistonic

-البروتينات الهستونية:

هي مجموعة محددة من البروتينات التركيبية الصغيرة والتي تحتوي على قدر كبير من الحمضين القاعديين : ارجنين(Arginin) و ليسين (Lysine)

وتوجد الهستونات بكمية ضخمة في كروماتين اي خلية

- البروتينات غير الهستونية:

هي مجموعة غير متجانسة من البروتينات ذات وظائف عديدة مختلفة فهي تشمل بعض البروتينات التركيبية التي تلعب دورا رئيسيا في التنظيم الفراغي لجزيءDNA داخل النواة, كما تشمل بعض البروتينات التنظيمية التي تحدد ما اذا كانت شفرة dna ستستخدم في بناءRNA والبروتينات والانزيمات ام لا

* يلتف جزئ DNA في الكروموسوم حول مجموعات من الهستون مكونا حلقات من النيوكليوسومات مما يؤدي الى تقصير طول جزيء DNA عشر مرات, الا انه يتعين ان يضم الجزيء ويقصر حوالي 100000 مرة حتى تستوعبه النواة ,, ولهذا فإن حلقات النيوكليوسومات تلتف مرة اخرى لتنضم مع بعضها البعض, ومع ذلك فإن كل ماسبق ليس بكاف لتقصير جزيء DNA الى الطول المطلوب(طول DNAمفروديصل الى 2متر ونواة الخلية قطرها من 2الى 3ميكرون)

تترتب اشرطة النيوكليوسومات الملتفة بشدة على شكل حلقة كبيرة بواسطة البروتينات غير التركيبية للكروماتين

تركيب DNA:

تمكن قديما العالمان جيمس واطسون و فرنسين كريك في منتصف القرن الـ 20 من إكتشاف الشكل الأساسي للحمض النووي DNA، و الذي أدى إلى التعرف على الكثير من المعلومات حول كيفية تخزين و حفظ المعلومات الوراثية، و كيفية نقلها من جيل لاخر.

-يتكون DNA من النيوكليوتيدات, وتتركب كل نيوكليوتيدة من 3 مكونات:

1- سكر خماسي: دي اوكسي ريبوزDeoxiribose

2-مجموعة فوسفات مرتبطة برابطة تساهمية بذرة الكربون اخامسة في السكر

3- قاعدة نيتروجينية ترتبط برابطة تساهمية بذرة الكربون الاولى في السكر الخماسي

و قد تكون القاعدة النيتروجينية :

أ- بيورينات، و تشمل قاعدتين هما: أدنين A، جوانين G، و تتألف كل منها من حلقتين.

او ب-بريميدينات , ذات الحلقة الواحدة وتشمل : ثايمين T، سيتوزين C.يتم اتصال جزيئات السكر والفوسفات بشكل متتابع لتكوين ما يعرف بهيكل سكر الفوسفات بحيث تتصل مجموعة الفوسفات بذرة الكربون 5َ لسكر النيوكليوتيدة التي تتبع لهاعن طريق رابطة تساهمية وبذرة الكربون3َ لسكر النيوكليوتيدة التالية عن طريق رابطة استيرية ويتم ارتباط القواعد النيتروجينية علي هيكل سكر الفوسفات عن طريق ارتباطها بذرة الكربون 1َعلي جزئ السكر المقابل . ويعطي تتابع القواعد النيتروجينيةعلي طول هيكل سكر الفوسفات في جزئ DNA اكواداً أو شفرات يمكن من خلالها تحديد تتابع الأحماض الأمينية للبروتين المقابل

تسمى أحد سلسلتي DNA بالنهاية الخامسة (و يرمز لها ’5)وذلك لعدم ارتباط ذرة الكربون الخامسة بسكر خماسي بينما السلسلة الأخرى تسمى بالنهاية الثالثة (’3) ولنفس السبب السابق. وتلتقي السلسلتين بشكل متوازي و عكسي (Antiparallel)، بحيث أن ’5 يقابلها على السلسلة المتوازية ’3.

يلتف DNA حول نفسه بشكل لولبي و هو ما يعرف باسم الالتفاف المفرط و قد يكون هذا الالتفاف بنفس اتجاه التفاف سلسلتي DNA مما يجعل القواعد قريبة من بعضها بشكل كبير و يسمى التفاف مفرط إيجابي. و قد يكون هذا الالتفاف عكس اتجاه التفاف سلسلتي DNA و يسمى التفاف مفرط سلبي و تكون القواعد متباعدة عن بعضها و معظم الخلايا تظهر هذا النوع من الالتفاف المفرط.

عندما ترتبط النيوكليوتيدات ببعضها البعض في شريط DNA فإن مجموعة الفوسفات المتصلة بذرة الكربون رقم 5 في سكر احد النيوكليوتيدات ترتبط برابطة تساهمية مع ذرة الكربون رقم 3 في سكر النيوكليوتيد التالي والشريط الذي يتبادل فيه السكر والفوسفات يطلق عليه هيكل سكر فوسفات

وهذا الهيكل غير متماثل بمعنى انه يوجد به مجموعة فوسفات طليقة مرتبطة بذرة الكربون رقم 5 في السكر الخماسي عند احدى نهاياته ومجموعة هيدروكسيل عند النهاية الاخرى, اما قواعد البيورين والبريميدين فإنها تبرز على جانب واحد من هيكل سكر فوسفات

في كل جزيءDNA يكون عدد النيوكليوتيدات المحتوية على الادنين مساويا لعدد النيوكليوتيدات المحتوية على الثايمين, وعدد النيوكليوتيدات المحتوية على الجوانين مساويا لتلك التي تحتوي على السيتوزين

-توجد القواعد النيتروجينية جهة الداخل, وهيكل سكر فوسفات جهة الخارج حيث يرتبط شريطا DNA مثل السلم ويمثل هيكل السكر والفوسفات جانبي السلم والقواعد النيتروجينية درجات السلم

-ويتكون الدرج اما من الادينين مرتبطا بالثايمين برابطتين هيدروجينيتين, او من الجوانين مرتبطا بالسيتوزين بثلاث روابط هيدروجينية

وحيث ان كل زوج من القواعد الهيدروجينية التي ترتبط ببعضها البعض يحتوي على قاعدة ذات حلقة واحدة واخرى ذات حلقتين فإن عرض درجات السلم يكون متساويا ويكون شريطا DNA على نفس المسافة من بعضهما البعض على امتداد جزيءDNA

 لكي تتكون الروابط بشكل سليم بين زوجي القواعد الهيدروجينية رأى كل من العالمين واطسون وكريك أن شريطي جزيءDNA يكون احدهما في وضع معاكس للآخر بمعنى ان مجموعة الفوسفات الطرفية المتصلة بذرة الكربون رقم 5في السكر الخماسي تكون عند الطرفين المتعاكسين

-يلتف سلم DNA ككل بحيث يوجد عشر نيوكليوتيدات في كل لفة على الشريط الواحد ليتكون لولب او حلزون DNA وحيث ان اللولب او الحلزون يتكون من شريطين يلتفان حول بعضهما البعض فإن جزيء DNA يطلق عليه اللولب المزدوج

*الاحماض النووية الريبوسية:RNA:

تعني RNA، الحمض النووي الرايبوزي، و يتألف من سلسلة واحد فقط من النيوكليوتيدات التي ترتبط بعضها مع بعض بنفس الطريقة التي يرتبط بها جزيء DNA، و لكنه يختلف عن جزيء DNA في إحتوائه على القاعدة النيتروجينية يوراسيل U، بدلا من احتوائه على الثيامين T.

توجد ثلاث أنواع من الحمض النووي RNA داخل الخلايا و هي:

* mRNA أو RNA الرسول، و يقوم بنقل الشيفرة الوراثية من الجينات في النواة إلى الرايبوسومات، ليتم تصنيع البروتينات المختلفة داخل السيتوبلازم.

* tRNA أو RNA الناقل، و يقوم بنقل الحموض الامينية في السيتوسول إلى الرايبوسومات لإستخدامها في عملية بناء البروتينات.

* rRNA أو الرايبوسومي، يستخدم في إنتاج الرايبوسومات في النوية داخل نواة الخلية.

الفرق بين DNA و RNA

* الحمض النووي DNA:

* يتكون من سكر رايبوزي منقوص الأكسجين: Deoxyribose

* لا يحتوي على القاعدة النيتروجينية اليوراسيل وبدلا منها يوجد الثيامين

* يتكون من سلسلتين

الحمض النووي RNA

* يتكون من سكر رايبوزي غير منقوص الأكسجين ribose

* يحتوي على القاعدة النيتروجينية اليوراسيل

* يتكون من سلسلة واحدة فقط

آلية تضاعف الحمض النووي DNA

إن مقدرة الخلايا الحية في الحفاظ على درجة عالية من الدقة في الإستمرار في وظائفها من جيلا لآخر تعتمد على قدرتها على مضاعفة المعلومات الوراثية المخزونة في جزيء الـ DNA، المكون للكروموسوم، و يكون ذلك في الطور البيني قبيل عملية الانقسام و إنتاج خلايا جديدة.

الشروط الواجب توافرها حتى يتضاعف جزيء DNA

1. جزيء DNA الذي تلتزم مضاعفته ليتم إنتاج جزيئات DNA جديدة تحمل نفس المعلومات الوراثية.

2. كميات كافية من النيوكليوتيدات الأربعة المختلفة التي تدخل في تركيبة (A, G, C, T).

3. إنزيم التضاعف (إنزيم بلمرة DNA)، إضافة إلى بعض الإنزيمات و البروتينات الأخرى اللازمة لإتمام العملية.

ان تركيب الشريط المزدوج ذي القواعد المتزاوجة لجزيءDNA يحتوي على وسيلة يمكن بها مضاعفة المعلومات الوراثية بدقة فحيث ان الشريطين يحتويان على قواعد متكاملة فإن تتابع النيوكليوتيدات في كل شريط يوفر المعلومات اللازمة لانتاج الشريط المقابل

- يتطلب نسخ DNA تكامل نشاط عدد من الانزيمات والبروتينات في الخلية ولكي يتم النسخ يتعين حدوث مايلي:

1. تنفصل سلسلتا جزيء DNA بعضها عن بعض بشكل تدريجي، نتيجة تكسّر الروابط الهيدروجينية التي تربط القواعد النيتروجينية ببعضهابواسطة انزيمات اللولب DNA-helicases، فتتحول إلى سلاسل أحادية بدءا من نقطة محددة، و ينشطر بشكل طولي حتى نهاية السلسلة.

2. يرتبط إنزيم التضاعف(DNA-polymerase) بالسلسلة الأحادية، و يقوم بوضع النيوكليوتيدات - الموجودة في السائل النووي - الواحدة تلو الأخرى بشكل متمم حسب ترتيب القواعد النيتروجينية الموجودة في سلسلة جزيء DNA الذي يتم تضاعفه بحيث يتم وضع نيوكليوتيد T مقابل نيوكليوتيد A، و نيوكليوتيد G مقابل نيوكليوتيد C، و تستمر هذه العملية بتحرك إنزيم التضاعف من نقطة البدأ حتى نهاية السلسلة.وانزيم البلمرة يعمل في اتجاه واحد فقط من الكرف 5 في اتجاه 3 للشريط الجديد الذي يجري بناؤه

3. تتم عمليتي تضاعف سلسلتي جزيء DNA في وقت واحد و بنفس السرعة، فينج من هذه العملية جزيئان كاملان من DNA، يحتوي كل منهما على سلسلة قديمة و أخرى جديدة.

4. بعد الانتهاء من هذه العملية تقوم بروتينات الهستونات الأصلية و الجديدة بالارتباط جميعها بجزيئي DNA، لتكوين الكروموسومات و تكثيفها داخل النواة.

الطفرة الوراثية:

ؤدي حدوث أي خطأ في ترتيب أو تسلسل القواعد النيتروجينية في جزيء DNA إلى تغيير المعلومات الوراثية، فينتج عن ذلك بما يسمى بالطفرة، كما يؤدي هذا التغير في الخلايا الجسدية إلى خلل لدى الفرد الذي حدث له ذلك التغيير، و في حالة حصول الطفرة الوراثية في الخلايا الجنسية يصبح بالامكان نقل هذه الطفرة من جيل لاخر، و ذلك يؤدي إلى ظهور الامراض الوراثية.

عوامل حدوث الطفرة الوراثية:

1. عوامل داخلية: أثناء عملية التضاعف يقوم إنزيم التضاعف بوضع النيوكليوتيدات في غير موضعها الصحيح، و تنتج الطفرة عند عدم قدرة الخلايا على إصلاح كافة الأخطاء الناتجة عن ذلك.

2. عوامل خارجية: كالإشعاعات المختلفة، و بعض المواد الكيميائية، أو بعض أنواع الفيروسات التي تؤدي إلى إحداث تغيير في تركيب القواعد النيتروجينية لجزيء DNA.

و تكمن خطورة هذه الطفرات عند حصولها قي الجينات الموجودة على الكروموسومات، مما يؤدي إلى التأثير على عملها أو إيقاف عملها بشكل تام، فيسبب ذلك حدوث الإختلال في الوظائف المتربطة بهذه الجينات و ظهور لعديد من الأمراض.كيف تترجم الشفرات الموجودة على DNA؟

يتم ذلك عن طريق تصنيع البروتينات والتي تشمل البروتينات الداخلة في تركيب انسجة الكائن الحي, والبروتينات التي تكون الانزيمات والهرمونات وغيرها من المواد التي تنظم انشطة الكائن الحي

أنواع المركبات البروتينية :

تنقسم الى نوعين رئيسيين:

1-البروتينات التركيبية: Structural Proteins

هي البروتينات التي تدخل في تراكيب محددة في الكائن الحي مثل:

-الكيراتين: الذي يكون الاغطية الواقية : كالجلد والشعر والحوافر والقرون والريش وغيرها

-الاكتين والميوسين: الذين يدخلان في تركيب العضلات وغيرها من اعضاء الحركة

- الكولاجين: الذي يدخل في تركيب الانسجة الضامة

- البروتينات التنظيمية: Regulatory proteins

هي البروتينات التي تنظم العديد من عمليات وانشطة الكائن الحي, وهي تشمل:

-الانزيمات: والتي تدخل في كل العمليات الكيميائية بالخلايا الحية

-الاجسام المضادة

-الهرمونات

-عوامل التجلط في الدم

وغيرها من البروتينات

* يوجد 20 نوع من الاحماض الامينية هي الوحدات البنائية للبروتين ولها جميعا تركيب اساسي واحد

* نعود لسؤالنا : كيف تتم ترجمة شفرة DNA؟

قلنا ان ذلك يتم عن طريق تصنيع البروتين, ولكن كيف يتم ذلك؟

تبدأ عملية صنع البروتين باستخدام DNA و RNA في النواة, وكما يحدث في تضاعف DNA يتم فك شريطي DNA عن بعضهما بعد ارتباط انزيم بلمرة RNA (RNA Polymerase) بتتابع النيوكليوتيدات على DNA يسمى هذا التتابع للنيوكليوتيدات باسم المحفز: Promoter

بعد ذلك ينفصل شريطا DNA عن بعضهما ليعمل أحدهما كقالب لبناء شريط RNA ويدل المحفز على شريط DNA الذي سيتم نسخه, وتسمى هذه العملية عملية النسخ: Transcription

يعمل انزيم بلمرة RNA(RNA Polymerase) في الاتجاه من الطرف 5 الى الطرف 3

وما ان يتم بناء m RNA او حمض RNA الرسول حتى يصبح جاهزا للترجمة, ويترك النواة الى السيتوبلازم من خلال الغشاء النووي ليتم ترجمته الى البروتين المقابل, ويوجد على بداية كل جزيء من شريط m RNA موقع للارتباط بالريبوسوم وهو تتابع للنيوكليوتيدات يرتبط بالريبوسوم بحيث يصبح اول كودون متجها لاعلى وهو الوضع الصحيح للترجمة.

أما عند الطرف الاخر لـ m RNA فيوجد نهاية من عديد الادنين (ذيل مكون من حوالي 200 ادينوزين) وهذا الذيل هو الذي يحمي m RNA من الانحلال بواسطة الانزيمات الموجودة في السيتوبلازم.

*عملية الترجمة: Translation :

هي عملية قراءة وترجمة الشفرة الموجودة على m RNA الذي تم بناؤه في عملية النسخ.

وتبدأ عندما يخرج m RNA من النواة ليرتبط بالريبوسوم

والريبوسوم هو عضية بناء البروتين في الخلية حيث يدخل في تركيبه نوع من RNA يسمى الريبوسومي r RNA وحوالي 70 نوع من عديد الببتيد وفي حالة عدم بناء البروتين ينفصل كل منهما الى تحت وحدتين احداهما كبيرة والاخرى صغيرة

وعندما تبدأ عملية البناء يرتبطا مرة اخرى

هنا قبل ان نشرح عملية الترجمة لابد ان نذكر اولا دورt RNA او حمض RNA الناقل في تلك العملية:

يقوم الحمض الناقل بنقل الاحماض الامينية الى الريبوسومات , ولكل حمض اميني نوع خاص من t RNA يتعرف عليه وينقله, وينسخ t RNA من جينات t RNA التي توجد عادة على شكل تجمعات من 7-8 جينات على نفس الجزء من DNA

ولكل جزيئات t RNA نفس الشكل العام حيث تلتف اجزاء من الجزيء لتكون حلقات تحتفظ بشكلها بازدواج القواعد في مناطق مختلفة من الجزيء

ملحوظة: كنا ذكرنا من قبل ان RNA هو شريط مفرد, لكن في حالة RNA الناقل فإن التفاف الشريط في بعض الاجزاء يجعلها مزدوجة اي انه مازال شريط مفرد لكنه كون حلقات في بعض الاماكن ادت الى الازدواج فيها نتيجة لتلك الالتفافات

*يوجد موقعان على الجزيء لهما دور في بناء البروتين الموقع الاول هو الذي يتحد فيه الجزيء بالحمض الاميني الخاص به ويتكون من ثلاث قواعد CCA عند الطرف 3 من الجزيء

والموقع الاخر هو مقابل الكودون وهو الذي تتزاوج قواعده مع كودونات m RNA المناسبة عند مركب m RNA والريبوسوم حيث يحدث ارتباط مؤقت بين t RNA و m RNA يسمح للحمض الاميني المحمول على t RNA أن يدخل في سلسلة عديد الببتيد في المكان المحدد.

*يبدأ صنع البروتين عندما ترتبط تحت وحدة ريبوسوم صغيرة بجزيء m RNA الذي اول كودون به هو AUG ويكون متجها لأعلى ثم تتزاوج قواعد مضاد الكودون لجزيء t RNA الخاص بالمثيونين مع كودون AUG وبذلك يصبح المثيونين اول حمض اميني في سلسة عديد الببتيد التي ستبنى, ثم ترتبط تحت وحدة ريبوسوم كبيرة بالمركب السابق, وعندئذ تبدأ تفاعلات بناء البروتين.

ويوجد على الريبوسوم موقعان يمكن ان ترتبط بهما جزيئات t RNA ونتيجة للاحداث السابقة فإن كودون البدءAUG يكون عند احدهما ويطلق على هذا الموقع موقع الببتيديل, اما الموقع الاخر فيطلق عليه موقع الامينواسيل amino-Acyl

وتبدأ سلسة عديد البتيد في الاستطالة في دورة تتكون من خطوات:

1- يرتبط مضاد كودون t RNA بالكودون التالي على جزيء m RNA , وبذلك يصبح الحمض الاميني الذي يحمله جزيء t RNA هو التالي في السلسلة.

2- يحدث تفاعل نقل الببتيديل Peptidyl transferase reaction الذي ينتج عنه تكوين رابطة ببتيدية , والانزيم الذي ينشط هذا التفاعل عبارة عن جزء من تحت وحدة الريبوسوم الكبيرة.

3- وهذا الانزيم يربط الحمض الاميني الاول بالثاني برابطة ببتيدية, ونتيجة لذلك يصبح t RNA الاول فارغا ويترك الريبوسوم وقد يلتقط مثيونين اخر, اما t RNA الثاني فيحمل الحمضين الامينيين معاً.

4- يتحرك الريبوسوم على امتداد m RNA وهذه العملية تأتي بالكودون التالي الى موقع الببتيديل على الريبوسوم , ثم تبدأ الدورة مرة اخرى حيث يرتبط مضاد كودون على t RNA مناسب بكودون m RNA جالبا الحمض الاميني الثالث الى الموضع المناسب على موقع الامينواسيل, وترتبط سلسة عديد الببتيد النامية بالحمض الاميني الجديد القادم على هذا الجزيء من t RNA الثالث ثم يتكرر التتابع

وتقف عملية بناء البروتين عندما يصل الريبوسوم الى كودون وقف على m RNA وهناك بروتين يسم عامل الاطلاق Release Factor يرتبط بكودون الوقف مما يجعل الريبوسوم يترك m RNA وتنفصل وحدتا الريبوسوم عن بعضهما البعض.

وبتكرار العملية تتكون البروتينات اللازمة لاداء الوظائف الحيوية المختلفة لخلايا الكائن الحي

Best Wishes: Dr.Ehab Aboueladab - Email:ehab10f@gmail.com

الفحوصات الجينية للأمراض الوراثية

يعدّ علم الوراثة أداة أساسية بالنسبة لعلم الطب لأن نسبة مئوية كبيرة من المشاكل الصحية البشرية لها عنصر وراثي. أمراض النساء والإنجاب ليست غريبة عن هذا الواقع لأنّ هناك عدد كبير من مشاكل الجدب والعقم يعود أصلها إلى أسباب جينية. معهد بيرنابيو يتوفر، في مقره بآليكانتي، على قسم مختص في علم الوراثة والبيولوجيا الجزيئية حيث يتم القيام بمجموعة واسعة من أحدث التقنيات المطبقة على مجال التشخيص في ميدان الخصوبة والتوليد.

 من بين التقنيات التي يقدمها مركزنا، فإننا نلفت انتباهكم على ما يلي:

تقنيات علم الوراثيّات الخَلَوية (Cytogenetics)

ستُمكننا هذه التقنيات منن دراسة الهيكل الصبغي لمختلف أنواع الخلايا. هدفنا الرئيسي هو تحديد عدد الكروموسومات وهيكلها، سواء أكان فيما يخص الدم المحيطي، أو السائل الذي يحيط بالجنين أو الخَمل المشيمي.

التقنيات الأساسية لعلم الأحياء الجزيئي

تفاعل البلمرة المتسلسل (PCR)

تسمح هذه التقنية بتوسع تسلسلات محددة من الحمض النووي انطلاقا من عينات قليلة الكمية يمكن تحليلها فيما بعد.

تسلسل الحمض النووي.

الهدف من هذه التقنية يتشكل في القدرة على تحديد الطفرات الموجودة في جينات تسبب بعض الأمراض الوراثية.

تقنيات التهجين التألقي في الموضع (Hybridization Fluorescence In- Situ)

تمكننا هذه التقنية من الحصول على تحديد خاص بواسطة استشعاع الصبيغة التي يجب فحصها. وتسمح لنا نتيجة هذا التحليل بتحديد عدد نسخ كروموسوم معيّن وتغييراته الهيكلية المحتملة.

 جميع هذه التقنيات تسمح لنا بتلبية الاحتياجات الموجودة في مجال علم الوراثة والبيولوجيا الجزيئية وتؤكد على ضرورة وجود مركز مختص في دراستها وفحصها مثل ما هو الحال في مركزنا.

ومن بين التطبيقات التي تجرى في قسمنا نبرز ما يلي:

التشخيص قبل الولادة

يساعد التشخيص قبل الولادة على كشف الاضطرابات الوراثية و/أو الصبغية قبل الميلاد. يمكن القيام بذلك عن طريق بزْل السلّى (سحب عينة من السائل الذي يحيط بالجنين) وخزعة الخَمل المشيمي. فهذا ما يسمح لنا بتحديد:

عدد الصّبغيات المناسب من خلال التهجين التألقي في الموضع (FISH).

التغيرات في هيكل الصّبغيات.

فحوصات جينية للأمراض الوراثية.

فحوصات وراثيّة خَلَوية (تحليل الصّبغيات)

الفحوصات الوراثيّة الخَلَوية الكلاسيكية، مثلما هو الحال فيما يخص التهجين التألقي في الموضع، تسمح لنا بتشخيص التغييرات الهيكلية والتسرب الصغيّر للحمض النووي من خلال الدم المحيطي وأنسجة الخزعة.

نقوم في قسمنا بفحص جُزَيئي عن مختلف الأمراض الوراثية:

فحص عن طفرات التليف الكيسي (33 طفرة بالإضافة إلى التعدد الشكلي البلّوري ت5/ت7/ت9).

دراسة للتوسع المسئول عن متلازمة الكروموسوم اكس الجنسي الهش (Fragile X Syndrome).

فحص عن مرض الرنح.

دراسة توسع الحثل التأتُّري العضلي. (Miotonic Distrofy)

دراسة علامات حثل دوشن العضلي.

دراسة للتوسع داء هانتنغتون (مرض الرقاص).

دراسة التَمثيُل المسيخ المزدوج الجسم الموجودة في متلازمة أنجيلمان.

التشخيص الجُزَيئي التنكُّس الصباغي الدموي جين (إم تي إتش إف آر- MTHFR).

دراسة للعامل الذكري

في الوقت الراهن، لا توفر المعدلات، التي يتم الحصول عليها عن طريق تحليل حيوانات منوية (فحص مسطرة من السائل المنوي)، معلومات كاملة عن قدرة الحيوانات المنوية على الإخصاب وقدرتها على إنتاج جنين سليم وحمل يتطور بشكل طبيعي. فمن أجل الحصول على دراسة شاملة للعامل الذكري ومساهمته في مشكلة الخصوبة بين الزوجين ينبغي تحديد بعض العوامل الأخرى مثل:

التهجين التألقي للحيوانات المنوية:

من خلال استخدام تقنية التهجين التألقي في الموضع المذكورة أعلاه، علينا أن ندرس ما إذا كانت هناك تغييرات في عدد الصّبغيات (عدم توازن الصِّبغيّات) في الحيوانات المنوية. يمكن لزيادة عدد الحيوانات المنوية مع حدوث تغيرات أن تكون السبب في فشل عملية الزرع والإجهاض.

فحص التسرب الصُغيّر للحمض النووي من كروموسوم أي (Y):

إننا نحدد بواسطة تقنية تفاعل البلمرة المتسلسل(PCR) التسربات المحتملة في مناطق مختلفة من الكروموسوم "أي". وقد تم الوصول إلى أنّ عدم وجود هذه المناطق يعتبر سببا لبعض التعديلات في تكوّن الأمشاج (gametogenesis).

تحديد معدل تجزئة الحمض النووي للحيوانات المنوية (TUNEL):

لقد تم الوصول إلى أنّ الرجال المعقمين يتوفرون على نسبة أعلى من الحيوانات المنوية منكسرة الحمض النووي، وإلى أنّ هذا الأمر يمكن أن يؤثر سلبيا على النتائج في علاج المساعدة على الإنجاب.

 هذه التقنية التي نستخدمها لتحديد تجزئ الحمض النووي للحيوانات المنوية يطلق عليها بالاختصار اسم TUNEL أو (Terminal dUTP Nick-End Labeling) وتعدّ طريقةً لقياس الانكسارات الموجودة في سلسلة الحمض النووي بواسطة إدماج جزيئات ملونة بالإشعاع.

التشخيص الوراثي ما قبل الزرع

بالإضافة إلى هذا التشخيص (PGD)، يقدم قسمنا الخدمات الإضافية التالية:

إرشاد في الميدان الجيني وفيما قبل الحمل

نبلّغ مرضانا بالتوريط المترتب عن حالات جينية معينة ونقوم بفحوصات أسرية لاكتشاف في أسرع ما يمكن الأعضاء المصابة.

اختبار الأبوة

تتم هذا الاختبار عن طريق عينات من الدم المحيطي، والظِهارة الفموية والسائل الذي يحيط بالجنين. تخضع العينات للفحص وفقا لبروتوكول الاستيلاء والحراسة الذي ينص عليه القانون وبسرية كاملة. نحن معتمدون للعمل كخبراء قضائيين أمام محاكم العدل.

الإجراء المعتاد، بعد حجز موعد والإدلاء بالوثائق اللازمة، هو استخراج عينة من دم الشخص البالغ وأخذ عينة من ريق الأطفال بواسطة قطعة من القطن الطبي، لأنها تعتبر طريقة غير إكراهية، ويُتجنب من خلالها أخذ عينة من دم الصغار.

تستغرق النتائج من عشرة إلى خمس عشرة أيام، وتسلّمها إدارة علم الأحياء للشخص المعني الذي قدم طلب الاختبار، كما أنّ هذه النتائج سرية تماما. نسبة الموثوقية تساوي 100% إذا كانت النتيجة هي أنّه ليس الأب ونسبة 99'99% إذا كان هو الأب.

Best Wishes: Dr.Ehab Aboueladab - Email:ehab10f@gmail.com

ما هي الأمراض الوراثية المرتبطة بالجنس؟

العامل المريض هنا يوجد على الكروموزوم x الذي يحدد الجنس، فالانثى يحتوي جسمها على اثنين من كروموزوم x والذكر على كرومزوم x واحد والآخر كروموزوم Y فالأم تنقل العامل الوراثي المريض إلى الابناء فيصبحون مرضى وإلى البنات فيصبحن حاملات للمرض, أما الاب فينقل المرض إلى البنات فيصبحن حاملات للمرض, أما الاولاد فلا يستطيع ان ينقله اليهم والسبب انه يعطيهم كروموزوم Y ليصبحوا ذكوراً وكروموزوم Y لا يحمل اي عوامل لأمراض وراثية.

ويمثل هذا النوع من الامراض مرض نقص الخميرة G6 pd وهو مرض منتشر في البلاد العربية ولا يشتكي المصاب من اية اعراض إلا في حالة تناوله للمواد المؤثرة مثل الفول (الباقلاء) أو تناول بعض الادوية بكميات كبيرة مثل الاسبرين والسلفا وأدوية الملاريا, او استنشاق النفتالين او ارتفاع درجة الحرارة فيشتكي المصاب من فقر الدم نتيجة تكسر كريات الدم الحمراء وفي الغالب لا يحتاج المصاب إلى علاج ما دام قد اوقف تناول المادة المؤثرة وفي حالة التكسر الشديد لكريات الدم الحمراء قد يحتاج المريض إلى نقل دم.

أما الحثل العضلي: فإن جميع انواع الامراض الوراثية للحثل العضلي (ضمور العضلات) تتميز بفقدان قدرة العضلات على الحركة بشكل تدريجي يصل في نهاية الامر الى تآكلها.

ومن أهم أنواع تلك المتلازمات: المرض المعروف باسم (الحثل العضلي دوشان) حيث تشير الاحصائيات الحديثة انه من بين 3600 حالة ولادة في العالم يوجد طفل يحمل صفة هذا المرض, وتبدأ عوارض المرض بالظهور قبل السادسة من العمر, ويصبح الطفل المريض بحاجة إلى كرسي بعجلات عند بلوغه الثانية عشر من عمره ولا يعمر اكثر من عقدين, كما يصيب المرض اكثر الاطفال بحالة تخلف عقلي.

أما الامراض الناجمة عن اختلالات صبغية او كرموزومية، فيكون في عدد الكروموزومات او تركيبها وشكلها وهذه تتسبب في حدوث تغييرات كبيرة، قد تشمل مجموعة كبيرة من الجينات في آن واحد, ومن الجدير ذكره ان اغلب تلك الحالات يحدث بسبب اخطاء في عملية انقسام الخلايا الجنسية عند الزوجين، بسبب تقدم السن، أو عوامل اخرى, وبهذا الشكل فليس من الضروري ان يحمل الابوان صفة تلك الامراض عندما يولد لهما طفل مريض وهذه الامراض نادرة الحدوث وتكرارها نادر في العائلة, إلا إذا كان احد الوالدين يحمل انكسارا معينا.

وكذلك تعتبر متلازمة الصبغي x الهش من اكثر الامراض المسببة للتخلف العقلي انتشارا بعد متلازمة داون, ويظهر هذا المرض في واحد من كل 1250 2000 ذكر، وفي واحدة من كل 2400 أثنى, والجينة المسؤولة مرتبطة بالجنس، ولكن يمكن اظهار عوارضها في كلا الجنسين, وهذه الامراض لا علاقة لها بزواج الاقارب.

أكد أخصائيون مصريون أهمية تصحيح بعض المفاهيم الخاطئة بأن الأمراض الوراثية ليس لها علاج مشيرين الى ضرورة ايضاح مفهوم الاستشارة الوراثية واهميتها فى الحد من تكرار الامراض الوراثية ومنعها

واوضح الاخصائيون لوكالة الانباء الكويتية أهمية التشخيص المبكر ومعالجة الامراض الوراثية والتوعية بأن هذه الأمراض يمكن ان يكون لها علاج وان لكل حالة نظام معالجة متعدد التقنيات بهدف تعايش افضل للمريض مع عائلته ومع المجتمع

  ان التشخيص الدقيق للأمراض يعد أول خطوة على طريق تقديم المشورة الوراثية الصحيحة لأهل المريض .

  أن المرض يختلف حسب نوع وراثته سواء كان سائدا أو متنحيا أو مرتبطا بالجنس أو بسبب اختلال فى الكروموسومات ...... أن اكتشاف المتلازمات الوراثية الأمراض ذات المظهر الاكلينيكى الذى يصيب أكثر من عضو فى الجسم يحتاج الى دقة شديدة ومهارة فائقة فى الملاحظة وخبرة واسعة فى ما سبق وصفه من الاف الأمراض عالميا .

وقد تم اكتشاف العديد من الأمراض فى المصريين ومعظمها أمراض وراثية متنحية وذلك نتيجة لزيادة نسبة زواج الأقارب مؤكدة أهمية التشخيص الدقيق لكل حالة مصابة بمرض وراثى أو عيب خلقى حتى يمكن تقديم المشورة الطبية الدقيقة .

ان اهمية دراسة الحمض النووى وتحديد الجين المصاب حتى يتم التأكد من المرض على مستوى الحمض النووى واكتشاف حاملى المرض قبل الزواج واكتشاف الجين المصاب أثناء الحمل وتحديد طرق المعالجة ومستقبل المصاب بالمرض .... ان الاسترشاد الوراثى او النصح الوراثى يعد تخصصا طبيا متميزا وخدمة فريدة يتم من خلالها التواصل بين طبيب الوراثة الاكلينكية مقدم النصيحة وبين طالب النصيحة كالمريض أو الوالدين أوالزوجين أوأحد الأقارب .

ان اهمية الدعم النفسى والاجتماعى للافراد والعائلات التى تواجه عيوبا أو أمراضا وراثية و بأنه مع التقدم العلمى والتكنولوجى لعلم الوراثة اصبح الهدف الرئيسى من الاسترشاد هو تحسين وتدعيم الظروف النفسية السيكولوجية لطالب النصح حتى يمكن تقبل ومن ثم التأقلم مع المرض الوراثى .

وذكر أن الاسترشاد الوراثى يشتمل على خدمات خاصة بالمجتمع ككل بهدف تحديد الأمراض الوراثية المنتشرة على المستوى القومى وخدمات أخرى تركز على احتياجات العائلات والأمراض والمصابين فعليا بأمراض وراثية وتقدم هذه الخدمات من خلال عوامل اجتماعية وثقافية وأخلاقية ودينية خاصة بكل مجتمع على حدة .

وأضافت أنه يتم حاليا تشخيص الكثير من الأمراض الوراثية بتحليل الحمض النووى مثل مرض نزف الدم وأمراض العضلات الوراثية والتخلف العقلى بسبب هشاشة الكروسوم اكس وغيرها من الأمراض الوراثية .

  ولتفعيل دور الاسترشاد الوراثى فان المسح القومى لحديثى الولادة لبعض الأمراض الوراثية مثل نقص افراز الغدة الدرقية وغيرها كفيل بالحد من الاعاقة وتقليل انتشار أمراض التأخر الذهنى والنمو البدنى .

Best Wishes: Dr.Ehab Aboueladab - Email:ehab10f@gmail.com

الأحماض النووية وتخليق البروتين

 أنواع البروتينات

- تتكون البروتينات من الأحماض الأمنية (20 نوعًا من الأحماض النووية).

- يتكون كل حمض أميني من مجموعة كربوكسيل COOH ومجموعة أمين يرتبطان بأول ذرة كربون وترتبط ذرة هيدروجين بذرة الكربون وتتصل بذرة الكربون مجموعة الكيل (R) عدا الحمض الأميني "الجلايسين" يحتوي ذرة هيدروجين بدلاً من مجموعة الالكيل.

- ترتبط الأحماض الأمينية ببعضها في وجود إنزيمات خاصة في تفاعل نازع للماء بروابط يبتيدية لتكوين بوليمر عديد البيتيد الذي يكون البروتين.

- يرجع الفروق بين الروتينات المختلفة إلى اختلاف أعداد- وأنواع وترتيب الأحماض الأمينية في البوليمرات. وكذلك عدد البوليمرات التي تدخل في بناء البروتين.

الأحماض النووية الريبوزية RNA

- شريط RNA مفرد يتكون من وحدات "نيوكليوتيدات"

- تتكون كل نيوكليوتيدة من:-

o جزئ سكر خماسي الكربون يسمى الريبوز.

o مجموعة فوسفات تتصل بذرة الكربون (5) لجزئ السكر.

o قاعدة نتيروجينية تتصل بذرة الكربون (1) لجزئ السكر.

والقواعد النيتروجينية هي أدينين (A)- جوانين (G)- سيتوزين (C)- يواسيل (U)

o قد يزدوج RNA في بعض أجزائه.

o لكي يتكون الهيكل سكر فوسفات، ترتبط مجموعة الفوسفات لكل نيكليوتيدة بذرة الكربون رقم (3) للنيوكليوتيدة التي تسبقها.

أنواع RNA

1- RNA الرسول (m-RNA)

- ينسخ RNA من أحد شريطي DNA بواسطة أنزيم بلمر RNA (RNA-polymerase) من عند تتابع النيكلوتيدات على DNA بسمى المحفز. - ينفصل شريطي DNA عن بعضهما حيث يعمل أحدهما كقالب لبناء m-RNA ويكون القالب في اتجاه فيقوم الأنزيم ببناء m-RNA في اتجاه

o تضاعف DNA يتم في كل DNA بينما نسخ m-RNA يتم في جزء من DNA يمثل جين.

o تضاعف DNA يتم كلا من شريطي DNA بينما m-RNA يتم من خلال شريط DNA واحد فقط ()

o يدل توجيه المحفز على الشريط الذي سينسخ وهو الذي يبدأ بكودون (TAC) على DNA ليتكون على m-RNA كودون AUG.

o يوجد في أوليات النواة أنزيم بلمرة RNA ينسخ كل أنواع RNA الثلاثة أما في حقيقيات النواة فيوججد أنزيم لنسخ كل نوع منها.

o في حقيقيات النواة يتم ترجمة m-RNA إلى البروتين المقابل في أثناء نسخة من DNA، بينما في حقيقيات النواة لا تبدأ الترجمة أي تخليق البروتين المقابل غلا بعد الانتهاء من نسخ m-RNA وخروجه من النواة إلى السيتوبلازم.

- في بداية كل m-RNA يوجد موقع الارتباط بالريبوسوم وهو تتابع للنيوكليوتيدات برتبط بالريبوسوم بحيث يصبح أول كودون AUG متجهًا لأعلى.

- في نهاية m-RNA يوجد ذيل عديد الادينين (يتكون من حوالي 200 أدينوزين) يعمل هذا الذيل لحماية m-RNA من التحلل في السيتوبلازم بواسطة اأنزيمات الموجودة فيه.

2- RNA الريبوسومي (r-RNA)

- يدخل في تكوين الريبوسومات (أماكن بناء الروتين في الخلية) عدة أنواع من r-RNA وحوالي 70 نوعًا من عديد الببتيد.

- يتم بناء الريبوسومات في النوية ويكون بالآلاف كل ساعة ويكون معدل الإنتاج سريعًا لاحتواء DNA في حقيقيات النواة على ما يزيد من 600 نسخة من حينات إنتاج r-RNA.

- يدخل في بناء الريبوسومات 4 أنواع من r-RNA.

- يتكون الريبوسوم من تحت وحدتين أحدهما كبيرة والأخرى صغيرة.

- تكون تحت الوحدتين منفصلين في حالة عدم إنتاج البروتين وترتبط كل تحت وحدة كبيرة بتحت وحدة صغيرة عند بدء تكوين البروتين.

- يتم بناء البروتينات التي تدخل في تركيب الريبوسومات في السيتوبلازم ثم تنتقل إلى النواة عبر الغشاء النووي المثقب حيث تتكون الريبوسومات.

- أثناء إنتاج البروتين يحدث تداخل بين m-RNA و r-RNA وطبيعة هذا التداخل غير مفهومة حتى الآن

 2- RNA النقل (t-RNA)

- يقوم t-RNA بنقل الأحماض الأمينية إلى الريبوسومات.

- لكل حمض أميني t-RNA ناقل خاص به يقوم بنقله.

- الأحماض الأمينية التي لها أكثر من شفرة يكون لها أكثر من نوع من t-RNA (لذا يكون عدد t-RNA أكثر من عشرين).

- ينسخ t-RNA من جينات على DNA توجد في تجمعات من 7-8 جينات على نفس الجزء من DNA.

- يلتف t-RNA بحيث تكون هناك أجزاء مفردة وأخرى مزدوجة.

- يوجد موقعان على t-RNA لهما دور في تخليق البروتين. o الموقع الأول CCA يوجد عند الطرف وهو الخاص بالارتباط مع الحمض الأميني الخاص به.

o الموقع الآخر هو مقابل الكودون الذي تتزاوج مع قواعد m-RNA بحيث يحدث ارتباط مؤقت بين t-RNA و m-RNA مما يسمح للحمض الأميني المحمول على t-RNA بالدخول في سلسلة عديد البيتيد.

الشفرة الوراثية

- عدد أنواع الأحماض الأمينية 20 نوعًا.

- عدد أنواع النيكلوتيدات التي تدخل في بناء DNA- RNA 4 أنواع.

- هذه النيكلوتيدات هي التي تشكل شفرات الأحماض الأمينية ولذا يجب أن تشكل النيكلوتيدات على الأقل 20 شفرة مختلفة (تدل على الشعرين نوعًا من الأحماض الأمينية).

- إذا اعتبرنا أن كل نيوكليوتيدة تمثل شفرة حمض أميني معين فتكون عدد الشفرات 4 بينما عدد الأحماض الأمينية 20 وهذا لا يصلح.

- إذا اعتبرنا أن كل نيكلوتيدين تمثل شفرة حمض أميني معين فتكون عدد الشفرات 4 2 = 16 بينما عدد الأحماض الأمينية 20 نوعًا وأيضًا هذا لا يصلح.

- أما إذا اعتبرنا أن كل 3 نيكلوتيدات تمثل شفرة حمض أميني معين فتكون عدد الشفرات 4 3 = 64 شفرة.. فهذا يصلح حيث يصبح لكل حمض أميني أكثر من شفرة.

إذًا شفرة الحمض الأميني تتكون من 3 نيوكليوتيدات ويطلق عليها اسم كودون.

إذا الشفرة الوراثية ثلاثية.

- يوجد جدول توجد به شفرات الأحماض الأمينية المحمولة على m-RNA ويمكن من خلالها استنتاج شفرات DNA (التي تتكامل قواعدها مع الشفرات الموجودة في الجدول).

- يلاحظ من الجدول أن الحمض الأميني يمكن أن يكون له أكثر من شفرة.

- يوجد كودونًا لبدء الروتين AUG وثلاثة كودونات توقف بناء البروتين هي UGA, UAA, UAG.

- الشفرة الوراثية عالمية أو عامة؟

أي أن نفس الكودونات تمثل شفرات نفس الأحماض الأمينية في جميع أنواع الكائنات الحية وهذا دليل قوي على أن كل الكائنات الحية نشأت من أسلاف مشتركة.

علل:-

1- الشفرة الوراثية ثلاثية؟

2- الشفرة الوراثية عالمية أو عامة؟

تخليق البروتين

1- يخرج m-RNA من ثقوب الغشاء النووي إلى السيتوبلازم.

2- تتحد وحدة الريبوسوم الصغرى بـ m-RNA من جهة الطرف بحيث يكون أول كودون AUG متجهًا لأعلى.

3- يأتي t-RNA حاملاً حمض الميثونين وترتبط قواعده (مضاد الكودون) مع قواعد AUG على m-RNA وبذلك يصبح الميثونين أول حمض أميني في سلسلة عديد البتيد.

4- ترتبط تحت وحدة الريبوسوم الكبرى بالمركب السابق وعندئذ تبدأ تفاعلات بناء البورتين، ويوجد على الريبوسوم موقعان: موقع الببتيديل (P) يقع عنده AUG الخاص بالميثونين والموقع الأخر يطلق عليه موقع أمينوأسيل (A) ويكون خاليًا من الأحماض الأمينية.

5- يقوم t-RNA بنقل الحمض الأميني الثاني حسب شفرته على m-RNA بحيث يصبح الحمض الأميني الثاني في موقع الامينوأسيل (A) ثم يحدث تفاعل نقل البتيديل ينتج عنه ارتباط الحمض الأميني الأول بالثاني برابطة ببتيديه بمساعدة إنزيم منشط تنتجه وحدة الريبوسوم الكبرى.

6- يترك t-RNA الذي كان يحمل الميثونين موقع الريبوسوم ليلتقط ميثيونيا آخر أما t-RNA الآخر فيحمل الحمضين الأمينين معًا.

7- تتحرك الريبوسوم على امتداد m-RNA بحيث يصبح الموقع A خالي ويصبح الحمض الأميني الثاني أمام الموقع P.

8- يقوم t-RNA آخر بنقل الحمض الأميني الثالث حسب شفرة m-RNA بحيث يصبح هذا الحمض في موقع (A).

- يحدث تفاعل نقل الببتيديل حيث يرتبط الحمض الأميني الثاني بالثالث برابطة ببتيدية.

- ثم تتحرك وحدتا الريبوسم مره أخرى ليصبح الموقع (A) خاليًا ويصبح الحمض الأميني رقم (3) أمام الموقع (P) ويكون t-RNA الأخير حاملاً ثلاث أحماض أمينية.

9- تقف عملية بناء البروتين عندما يصل الريبوسوم إلى كودون الوقف على m-RNA حيث يرتبط بروتين يسمى عامل الإطلاق بكودون الوقف ما يجعل الريبوسوم يترك m-RNA وتنفصل وحدتا الريبوسوم عن بعضهما.

- يتم ترجمة m-RNA إلى الروتين المقابل من خلال عدد من الريبوسومات (يصل إلى مائة) يسمى (عديد الريبوسوم) حيث عندما يبرز الطرف من الريبوسوم حتى ترتبط به وحدة ريبوسم صغرى وتبدأ بدورها في بناء البروتين.

التكنولوجيا الجزيئية "الهندسة الوراثية"

التقدم في علم الجينات أدى إلى:-

1- عزل جين مرغوب فيه وتكوين ملايين النسخ منه باستخدام البكتيريا أو فطر الخميرة.

2- تحليل أي جين لمعرفة تتابعات القواعد النتروجينية عليه.

3- إجراء مقارنة بين جينات نفس الفرد أون جينات أفراد مختلفة.

4- معرفة تتابع الأحماض الأمينية في أي بروتين من خلا لمعرفة تتابع النيوكليوتيدات على الجين.

5- نقل جينات من خلايا إلى خلايا أخرى (نباتية أو حيوانية).

6- تمكن خورانا في عام 1979 من إنتاج جين صناعي وتم إدخاله في خلية بكتيرية.

7- يمكن استخدام DNA الصناعي في تجارب تخليق البروتين.

8- يمكن معرفة أثر استبدال حمض أميني بحمض أميني آخر على وظيفة البروتين.

تقينات التكنولويجا الجزيئية:

- عند رفع درجة حرارة DNA إلى 100 درجة مئوية تنكسر الروابط الهيدروجينية (الموجودة بين القواعد النيتروجينية) وتنفصل إلى شرائط منفردة.

- عند خفض درجة الحرارة تتحد الأشرطة ببعضها لتكوين لولب مزدوج من جديد.

- اي شريطين مفردين من DNA أو RNA يمكنها أن تتزاوج إذا وجد بينهما تتابعات ولو قصيرة من القواعد المتكاملة.

- تتوقف شدة الالتصاق بين الشريطين على درجة التكامل بين القواعد ويمكن قياس شدة الالتصاق بين الشريطين بمقدار الحرارة اللازمة لفصل الشريطين عن بعضهما مرة أخرى.

- كلما كانت درجة الحرارة اللازمة لفصلهما أعلى يكون دليل على شدة الالتصاق وهذا معناه أن هناك تكاملاً أكبر بين القواعد النتروجينية.

تكوين DNA مهجن

1- مزج الأحماض النووية من مصدرين مختلفين (نوعين من الكائنات الحية) ثم رفع درجة الحرارة إلى 100 درجة مئوية- يؤدي ذلك إلى انفصال جزئيات DNA إلى أشرطة مفردة.

2- يتم تبريد المخلوط فيحدث ازدواج القواعد النتروجينية المتكاملة بين لاشرائط المختلفة بوذلك نحصل على DNA مهجن.

DNA المهجن

هو لولب مزدوج يتكون من شريطين أحدهما من كائن والشريط المتكامل معه من كائن آخر.

استخدامات DNA المهجن:-

1- الكشف عن وجود جين معين داخل محتواه الجيني وكميته.

- يتم ذلك عن طريق تكون شريط مفرد من DNA صناعي باستخدام عناصر مشعة (حتى يسهل التعرف عليه بعد ذلك).

- يخلط شريط DNA الصناعي مع جينات المحتوى الجيني.

- يرفع درجة الحرارة إلى 100 درجة مئوية ثم تبرد بهدف الحصول على DNA هجين (أحد شريطين طبيعي والشريط المتكامل معه صناعي مشع).

- في حالة تكوين هذا DNA الهجين يكون دليل على وجود DNA المراد البحث عنه وأيضًا يمكن تحديد كميته.

2- تحديد درجة القرابة بين الكائنات الحية (تحديد العلاقات التطورية بين الأنواع المختلفة):

- نحصل على DNA هجين من نوعين مختلفين من الكائنات ثم نرفع درجة حرارتها كلما كان درجة الحرارة اللازمة لانفصال الشريطين كبيرة دليل على درجة الترابط بينهما.

- إي كلما كانت العلاقات التطورية أقرب بين نوعين كلما تشابه تتابع نيوكليوتيدات DNA بهما وزادت درجة التهجين بينهما.

أنزيمات القصر البكتيرية

- توجد هذه الإنزيمات في سلالات من البتكتيريا (تم فصل ما يقرب من 250 نوعًا من هذه الإنزيمات).

- أمكن التعرف على هذه الإلإنزيمات من ملاحظة بعض البكتيريا مثل بكتيريا أيشرشيا كولاي التي يمكنها أن تقاوم الفيروسات المتطفلة عليها ويرجع ذلك إلى وجود إنزيمات تتعرف على مواقع معينة في DNA الفيروسي وتقطعه عند هذه المواقع وبذلك يصبح DNA الفيروسي قطع عديمة الفائدة.

- أطلق على هذه الإنزيمات اسم "إنزيمات القصر البكتيرية"

لماذا لا تهاجم هذه الإنزيمات DNA الخاص بالبكتيريا نفسها؟

" تقوم البكتيريا بإضافة مجموعات ميثيل إلى النيوكليوتيدات التي تتعرف عليها إنزيمات القصر في DNA البكتيري مما يجعل DNA البكتيري مقاومًا لتأثير هذا الإنزيم وبذلك تحافظ على مادتها الوراثية من التحلل بفعل إنزيمات القصر.

" كل إنزيم من إنزيمات القصر يتعرف على تتابع معين للنيوكليوتيدات مكون من 4 - 7 نيوكليوتيدات ويقطع عند أو بالقرب من موقع التعرف.

" تتابع القواعد النيتروجينية عند موقع القطع يكون هو نفسه على كلا الشريطين عندما يتحرك في الاتجاه .

" لك إنزيم قصر القدرة على قطع جزئ DNA بغض النظر عن مصدره (فيروسي - بكتيري- نباتي- جيواني) ما دام هذا الجزء يحتوي على نسخة أو أكثر من تتابعات التعرف.

" عندما تتعرف إنزيمات القصر على مواقع محددة على DNA فإنها تقطع عندها تاركة أطراف لاصقة.

" تتشابه الأطراف اللاصقة في حالة استخدام نوع إنزيم واحد.

" يمكن الربط بين أجزاء من DNA من خلال الأطراف اللاصقة المتكاملة باستخدام إنزيمات الربط.

" بهذه الطريقة يمكن لصق قطع معينة من DNA بقطع أخرى من DNA آخر.

استنساخ تتابعات DNA

1- عزل DNA المراد استنساخه ومعاملته بإنزيمات قصر معينة يؤدي إلى قطعة تاركة أطراف لاصقة.

2- عزل البلازميد من خلاليا بكتيرية ومعاملته بنفس إنزيمات القصر السابقة (يتعرف على نفس المواقع ويقطع عندها تارك نفس الأطراف اللاصقة).

3- يستخدم إنزيم الربط لكي تتزاوج الأطراف اللاصقة لكل من DNA والبلازميد ويتم إدخاله بعد ذلك إلى الخلية البكتيرية أو خلية خميرة ومع انقسام خلايا البكتيريا تتضاعف البلازميدات.

4- يتم عزل هذه البلازميدات ومعاملتها بنفس إنزيمات القصر السابقة لتقطع عند مواقع الالتحام ويطلق الجين من البلازميد.

5- يتم عزل الجينات عن البلازميدات بالطرد المركزي وبذلك يمكن الحصول على قطع DNA المتماثلة (لتحليلها ومعرفة تتابع النيوكليوتيدات بها أو زرعها في خلايا أخرى).

كيف يمكن الحصول على DNA المراد نسخه؟

يتم بثلاث طرق هي:

أ- بفصل DNA من المحتوى الجيني للخلية:

- يتم ذلك باستخدام إنزيمات القصر.

- يمكن الحصول على ملاين من قطع DNA يتم لصقها مع البلازميدات أو الفاج لمضاعفتها.

ب- من m-RNA كالآتي:-

1- يتم m-RNA من بعض الخلايا النشطة (مثل خلايا البنكرياس).

2- يستخدم m-RNA كقالب لبناء شريط DNA بإنزيم النسخ العكسي (يوجد هذا الإنزيم في الفيروسات التي محتواها الجيني RNA حتى يمكنها تحويل مادتها الوراثية من RNA إلى DNA لكي ترتبط مع DNA لخلية العائل وبذلك تضمن تضاعفها).

3- يتم إزالة m-RNA بتحليله بالإنزيمات.

4- يتم تكوين شريط DNA المتكامل معه بواسطة إنزيم بلمرة DNA فنحصل على DNA لولب مزدوج ثم يتم استنساخه بالخطوات السابق ذكرها.

ج- باستخدام جهاز PCR

- يقوم هذا الجهاز بمضاعفة قطع DNA باستخدام إنزيم (تاك بوليميريز TAQ POLYMERASE). - يعمل هذا الإنزيم عند درجة حرارة مرتفعة. - يمكن باستخدام هذا الجهاز مضافعة قطع DNA آلاف المرات. أهمية DNA معاد الاتحاد (التطبيقات العملية لتكنولوجيا DNA معاد الاتحاد)

1- علاج مرضى السكر (نقص الأنسولين).

- يتم زرع بلازميد يحتوي جين إنتاج الأنسولين داخل خلايا بكتيرية فتصبح البكتيريا منتجة للأنسولين ويتم زرعها في أمعاء الإنسان.

- الأنسولين البشري المصنع بواسطة DNA معاد الاتحاد (في البكتيريا) أفضل لبعض المرضى الذين لا يتحملون الفروق الطفيفة بين الأنسولين البشري والأنسولين المستخلص من بنكرياس المواشي والخنازير وهذه العملية تحتاج إلى وقت وجهد وتكلفة باهظة الثمن.

2- علاد مرضى نقص الانترفيرون:-

- الانتروفيرون:بروتين يتكون داخل خلايا الجسم ويقاوم تضاعف الفيروسات التي محتواها الجيني RNA (مثل فيروس شلل الأطفال أو الأنفلونزا) ويقلل من الإصافة بمرض السرطان.

- في جسم الإنسان تقوم الخلايا المصابة بالفيروس بإنتاج الأنترفيرونات فتعمل بذلك على حماية الخلايا المجاورة لها من مهاجمة الفيروس.

- الانرفيرون البشري المستخلص من خلايا الإنسان نادر الوجود وغالي الثمن لذا تم إنتاج الانرفيرون بواسطة البكتيريا بعد إدخال DNA معاد الاتحاد بها (تم عزل 15 جينا للانترفيرون) ولكن الأنترفيرون المنتج بهذه الطريقة مازالت تقابل صعوبات في التقنية.

3- يستخدم DNA معاد الاتحاد في مجالات متنوعة أخرى مثل:-

" تشخيص الخلل الوراثي قبل أو بعد الميلاد.

" تشخيص الأمراض المعدية (الإلتهاب الكبدي).

" تحضير لقاحات أكثر أمانًا (بتحضير عينة ضعيفة من مسببات الأمراض).

" إنتاج مركبات كيميائية بتسخير بعض الكائنات الدقيقة.

" إنتاج إنزيمات تستخدم في صناعة الألبان (بدلاً من المستخلصة من صغار الماشية).

" التخلص من المخلفات العضوية.

4- تطلعات مستقبلية:-

" إدخال جينات مقاومة لبعض أمراض نباتات المحاصيل وتقاوم نمو الأعشاب الضارة.

" نقل جينات (مسئولة عن تكوين العقد البكتيرية على جذور النباتات القولية) إلى نباتات محاصيل أخرى بهدف الاستفادة من قدرة هذه البكتيريا على تثبيت نتروجين الهواء بدلاً من تسميد التربة.

5- تجارب وأبحاث:-

" تمكن الباحثون من زرع جين من سلالة الدروسوفيلا في جين سلالة أخرى (ذات عيون بنية) فعند نمو الأجنة كانت العيون ذات لون أحمر بدلاً من اللون البني.

" تمكن الباحثون من إدخال جين يحمل شفرة هرمون النمو من فأر من النوع الكبير إلى فئران من النوع الصغير، فنمت هذه الفئران وأصبحت في حجم الفئران الكبيرة، وقد انتقلت هذه الصفة إلى الأجيال التالية.

6- المخاوف من الهندسة الوراثية:-

- إدخال جين مسئول عن إنتاج مواد سامة داخل خلايا بكتيرية وإطلاقها في العالم.

- يعتقد أن هذا الاحتمال ضعيف لأن البكتيريا المستخدمة في هذه التجارب هي ايشيرشيا كولاي تعيش في أمعاء الإنسان.

- السلالات من ايشيرشيا كولاي المستخدمة في التجارب المعملية اصبحت غير قادر ةعلى الحياة إلا في أنابيب الاختبار.

الجينوم البشري

- في 1953 أثبت واطسون وكريك أن الجينات عبارة عن لولب مزدوج من الحمض النووي DNA.

- في 1980 ظهرت فكرة الجينوم وكان عدد الجينات البشرية التي تعرف عليها العلماء حوالي 450 جين.

- في منتصف الثمانينيات تضاعف العدد ثلاث مرات ليصل إلى 1500 جين.

- بعض هذه الجينات كانت المسببة لزيادة الكوليسترول في الدم (أحد أسباب مرض القلب) وبعضها يمهد للإصافبة بالأمراض السرطانية.

- توصل العلماء إلى أن هناك ما بين 60-80 ألف جين في الإنسان موجودة على ثلاثة وعشرين زوجًا من الكروموسومات وتعرف المجموعة الكاملة للجينات باسم الجينوم البشري وقد تم اكتشاف تركيب أكثر من نصف هذه الجينات.

- ترتب الكروموسومات حسب حجمها من 1 إلى 23 ولا يخضع الكروموسوم (×) لهذا الترتيب فهو يلي الكروموسوم السابع في الحجم ولكن يرتب في نهاية الكروموسومات ويحمل رقم (23).

مواقع بعض الجينات على الكروموسوما:

- الكروموسوم رقم (8): يحمل جين البصمة الذي يستدل منه في الكشف عن الجرائم ومرتكبيها وفي اختبارات الأبوة وقضايا النسب (يستخدم في الطب الشرعي).

- الكروموسوم رقم (9): يحمل جينات تحدد فصيلة الدم A-B-O.

- الكروموسوم رقم (11): يحمل عدد من الجينات منها جين مسئول عن تكوين الأنسولين (المنظم لنسبة السكر في الدم) وجين تكوين مادة الهيموجلوبين (التي تدخل في تركيب خلايا الدم الحمراء).

- الكروموسوم رقم (X): يحمل جينات خاصة ببعض الأمراض مثل جين العمى اللوني وجين الهيموفيليا بالغضافة للجينات المسئولة عن تكوين الأعضاء الجنسية الأنثوية.

استخدامات الجينوم البشري:-

1- معرفة الجينات المسببة للأمراض الوراثية الشائعة أو النادرة.

2- معرفة الجينات المسببة لعجز بعض الأعضاء عن أداء وظائف الجسم.

3- الاستفادة من الجينوم في المستقبل في مجال صناعة العقاقير والوصول إلىعقاقير بلا اثار جانبية.

4- دراسة تطور الكائنات الحية من خلال مقارنة الجينوم البشري بغيره من الكائنات الحية الأخرى. تحسين النسل من خلال التعرف على الجينات المرضية في الجنين قبل ولادته والعمل على تحسينها.

5- يمكننا الآن من شعرة أو حيوان منوي أن نحدد بدقة كل إنسان يعيش على الأرض، فيمكن من خلال الجينوم البشري أن نرسم صورة لكل شخص بكل ملامح وجه.

6- شقوط شعرة من رأسك ستفشي كل معلوماتك الوراثية، ويعرف الآخرون من أنت.

Best Wishes: Dr.Ehab Aboueladab - Email:ehab10f@gmail.com

Genome

1- ماهي مجموعة العوامل الوراثية أو (Genome)؟

يمكن تعريفها على أنها التركيبة الكاملة للتعليمات الخاصة بتكوين الكائن الحي، وتحتوي على البصمات التي تحدد كل مكونات وأنشطة الخلية طوال حياة الكائن الحي، وهذه العوامل الوراثية موجودة على أشرطة محكمة الحلزونية (tightly coiled threads) من الحمض الديوكسي ريبوزي (DNA) بالإضافة إلى جزئيات البروتين، وهما معا يكونان وحدات تسمى الكروموسومات، وعلى هذه الكروموسومات توجد المورثات أو الجينات (Genes) وهي التي تحدد كل صفات الكائن الحي، ويبقى السؤال: كيف يحدد هذا الحمض النووي الديوكسي ريبوزي أو (DNA) الصفات الحيوية؟ ولنعرف الإجابة عن هذا السؤال من المهم أن نتعرف على:

2- تركيبة (DNA)

لقد وجد أن الحمض النووي الديوكسي ريبوزي له تركيبة واحدة في الإنسان والكائنات الراقية (higher organisms) ويتكون جزآه من شريطين ملتفين حول بعضهما ليشبها السلم الملفوف الذي تتكون جوانبه من جزئيات السكر والفوسفات، وتتكون درجاته من مجموعة من القواعد النيتروجينية (nitrogen) ومعنى هذا أن كل شريط يتكون من وحدات متكررة تسمى النيكليوتيدات (nucleotides) التي تتكون كل واحدة منها من جزيء سكر وجزيء فوسفات وقاعدة نيتروجينية، وهناك أربع قواعد نيتروجينية مختلفة وهي: الأدنين (Adenine A) والثيمين (Thymine T) والسيتوزين (Cytosine) والجوانين (Guonine G) وتتابع هذه القواعد النيتروجينية في شريط الحمض النووي الديوكسي ريبوزي هو الذي يحدد التعليمات الوراثية لخلق كائن حي بصفاته الوراثية المعينة.

ويتم الربط بين شريطي الحمض النووي الديوكسي ريبوزي بواسطة روابط ضعيفة بين كل قاعدتين مكونتين زوجًا من القواعد (Base Pairs) ويحدد حجم مجموعة العوامل الوراثية (Genone) بعدد أزواج القواعد، وتحتوي خلايا الإنسان على حوالي 3 بلايين زوج من القواعد.

بعد أن عرفنا تركيبة DNA وأنّ ترتيب القواعد يحدد الصفات الوراثية يبقى سؤال مهم هو:

3-كيف تنتقل هذه الصفات من الخلية الأم إلى الخلايا الجديدة؟

وللإجابة عن هذا السؤال لا بد أن نعرف كيف تنقسم الخلية، عند انقسام الخلية يحدث تضاعف لمجموعة العوامل الوراثية، ويتم ذلك في النواة، حيث يفقد الحمض النووي الديوكسي ريبوزي حلزونيته، ثم ينفصل الشريطان عن طريق كسر الروابط الضعيفة بين زوجي القواعد، ويشرع كل شريط في تكوين شريط جديد مكمل له، وذلك عن طريق ارتباط الوحدات المفردة (free nucleotides) بالقواعد الموجودة على الشريط القديم، ويتم ارتباط القواعد كما يلي: الأديني مع الثيمين والسيتوزين مع الجوانين، وعندما يتم النسخ تتلقى كل خلية جديدة نسخة من الـ DNA مطابقة تمامًا لما هو موجود في الخلية الأم وبنفس ترتيب القواعد النيتروجينية، ولكن هذه النسخة تحتوي على شريط قديم من الخلية الأم، وشريط مماثل له تم نسخه أثناء عملية الانقسام، ولقد وجد أن الالتزام بتتابع القواعد النيتروجينية يقلل جدًّا من فرص حدوث الطفرات التي قد تحدث تغيرات خطيرة في الخلايا الناتجة

4- ما هو الجين (المورثة أو حاملة الصفات الوراثية) (Genes)؟

يحتوي كل جزيء من الحمض النووي الديوكسي ريبوزي على العديد من حاملات الصفات الوراثية التي تعرف بالجينات، والجين عبارة عن تتابع معين للقواعد النيتروجينية، وهذا التتابع يحمل رسالة توضح التعليمات المطلوبة لتخليق البروتينات المختلفة التي تكون أنسجه الجسم في الكائن الحي، وكذلك الإنزيمات المطلوبة لوظائف الجسم الحيوية والتفاعلات البيوكيمائية.

ومجموعة العوامل الوراثية في الإنسان تحتوي على حوالي من 80 ألفًا إلى 100 ألف جين ومن الجدير بالذكر أن 10% فقط من (human genones) هي التي تحتوي على تتابعات ترمز لبروتينات معينة أو ما يعرف بـ (exons) ويفصلها عن بعضها البعض تتابعات أخرى لا ترمز لبروتينات معينة وتسمى (introns) ويرجح أن وظيفتها تنظيم ومتابعة عمل (exons).

لقد اتضح لنا أن الـ DNA يتحكم في صفات ووظائف الخلية عن طريق التحكم في تخليق البروتينات.

5- فكيف يتم هذا التحكم؟.

لقد وجد أن كل الكائنات الحية تتكون من البروتينات، وأن الإنسان يمكن أن يخلق حوالي 80 ألف نوع مختلف من البروتينات، وهي عبارة عن جزيئات كبيرة ومعقدة ومكونة من سلاسل طويلة من وحدات فرعية أولية (subunits) تسمى الأحماض الأمينية، وأن هناك 20 نوعًا من الأحماض الأمينية المختلفة في البروتينات المختلفة، واختلاف تتابع هذه الأحماض الأمينية هو الذي يكوِّن البروتينات المختلفة.

وفي الجين ترمز كل ثلاث قواعد نيتروجينية إلى حمض أميني معين، مثال على ذلك تتابع القواعد (AGT) يرمز إلى الحمض الأميني المسمى بالميثايونين، وتنتقل التعليمات الخاصة بتخليق البروتينات من الجينات الموجودة في النواة عن طريق الحمض النووي الريبوزي الرسول messenger RNA, messenger ribonucliec acid, (mRNA) وهو عبارة عن شريط مفرد يتكون كشريط مكمل للحمض النووي الديوكسي ريبوزي (DNA) في النواة، وتعرف هذه العملية بعملية النسخ أو Transcription ثم يتحرك شريط mRNA إلى سيتوبلازم الخلية، ويعمل كقالب لاستنساخ البروتينات المطلوبة، ولقد أمكن فصل mRNA في المعمل واستعماله كقالب لتكوين نسخة مكملة من الحمض الديوكسي ريبوزي (complementary DNA, cDNA) ثم يستخدم في تحديد الجين المقابل في خريطة الكروموسومات

6- ما هي الكروموسومات أو الصبغات أو الأجسام الملونة؟

هي عبارة عن وحدات ميكروسكوبية موجودة في نواة الخلية وتتراص الجينات طوليا عليها، وكما سبق أن قلنا تتكون من DNA والبروتينات، وخلية الإنسان تحتوي على مجموعتين من الكروموسومات (مجموعة مستمدة من الأم ومجموعة مستمدة من الأب) وكل مجموعة تتكون من 23 كروموسومًا (22 كروموسومًا عاديًّا وكروموسوم محدد للجنس إما x وإما y) ويحتوي جسد الأنثى على (xx) بينما يحتوي جسد الذكر على (xy) ويمكن فحص الكروموسومات تحت الميكروسكوب الضوئي بعد صبغها بطريقة معينة، ولقد وجد أن كل كروموسوم مكون من تتابعات من الشرائط الفاتحة والغامقة (LIGHT & dark bands) ويمكن التعرف على الكروموسومات المختلفة عن طريق اختلاف الحجم ونموذج الشرائط (banding pattern) وتحدث الأمراض الوراثية عن طريق تغيرات إما في الكروموسومات أو في الجينات وقليل من هذه الأمراض هو الذي يحدث فيه تغيرات شديدة في الكروموسومات يمكن اكتشافها بالميكروسكوب الضوئي (مثل فقد أو اكتساب كروموسوم أو كسر جزء منه أو انتقال جزء من كروموسوم إلى آخر) ولكن معظم الأمراض الوراثية تحدث نتيجة لتغير طفيف في الجينات. (ما يعرف بالطفرة Mutation)

بعد التعرف على المعلومات الأساسية المتعلقة بمجموعة العوامل الوراثية أو (human genome) يبقى أن نتعرف على

7-المشروع أو (human genome project):

وهو المشروع الذي بدأ في أكتوبر 1990 والمخطط له أن ينتهي في 2003، ويهدف هذا المشروع إلى اكتشاف كل جينات الإنسان (80 ألفًا إلى 100 ألف) وجعلها مستهدفة بدراسات أخرى جديدة، وأيضًا يهدف إلى اكتشاف وتحديد التتابع الكامل لكل الـ 3 بلايين زوج من القواعد النيتروجينية، ولقد سمى العلماء القرن الحادي والعشرين بالقرن البيولوجي لما لهذا الاكتشاف من أهمية.

لقد قرر العلماء أن يعملوا جاهدين على الحصول على خريطة تفصيلية دقيقة جدًّا لتتابع القواعد النيتروجينية وألا يتجاوز احتمال الخطأ أكثر من قاعدة واحدة كل 10 آلاف قاعدة) ولقد توقع العلماء أن تحديد هذه الخريطة مهم جدًّا لفهم بيولوجية الإنسان وأيضًا لاستخدامها في أشياء أخرى كثيرة.

وقد طور العلماء أهدافهم المرحلية في وقت لاحق وأضافوا هدفًا جديدًا وهو التعرف على الاختلافات الفردية في Genome بين شخص وآخر، وقد اكتشفوا أنه رغم أن أكثر من 99% من DNA في الإنسان وتتابعاته متشابهة في كل البشر فإن التغيرات الفردية قد تؤثر بشدة على استجابة الفرد للمرحلة والمؤثرات البيئية الضارة مثل البكتريا والفيروسات والسموم والكيماويات والأدوية والعلاجات المختلفة.

وطور العلماء العاملون في المشروع وسائلهم لاكتشاف هذه الاختلافات وأكثر هذه الاختلافات شيوعًا هي (Single Nucleotide Polymorphisms) (SNPs) التي تتكرر مرة واحدة كل 100إلى 300 قاعدة نيتروجينية، ويعتقد العلماء أن رسم خريطة ستساعدهم على التعرف على الجينات المختصة بالأمراض المختلفة مثل السرطان والسكر وأمراض الأوعية الدموية والأمراض العقلية، وللتعرف على وظائف الجينات المختلفة للإنسان يقوم العلماء بمحاولة تحضير نسخ كاملة من الحمض النووي الديوكسي ريبوزي المكمل .DNA وكذلك دراسة تعبير الجين عن نفسه في شكل صفات ((Gene expression وكيفية التحكم (control gene) فيه واستحداث الطفرات المختلفة التي تؤدي إلى فقد أو تغير الوظيفة في الحيوانات، وتتم الدراسة المقارنة بدراسة المناطق المشابهة من DNA في الأحياء المختلفة وليتمكن العلماء من ذلك فقد قاموا بتجهيز تتابع جيني كامل للبكتيريا المعروفة (E..coli) والفطر المعروف بـ (saccharomyces cerecisaie) وذبابة الفاكهة المعروفة (datosophila Melanogaster) والطفيل المعروف بـ (caenorhabditis elegans) ويحاولون الآن تحضير التتابع الكامل لفأر التجارب، وبهذه الدراسة المقارنة يمكن للعلماء أن يصلوا إلى معلومات هامة عن التطور والعمليات الحيوية الكيمائية والوراثة والإيض metabolism والوظائف الفسيولوجية.

Best Wishes: Dr.Ehab Aboueladab - Email:ehab10f@gmail.com