---
title: "من المورّثة إلى البروتين"
book: "أحياء المرحلة الثانوية"
subject: biology
language: ar
chapter: 14
exercises: 15
source: https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/14-from-gene-to-protein
---

# الفصل 14 — من المورّثة إلى البروتين

سنة 1961 غذّى كيميائي حيوي مستخلصًا خاليًا من [الخلايا](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-cell) من بكتيريا بجزيء [RNA](#def-g11-gene-expression-transcription) اصطناعي مصنوع من الحرف U وحده، مكررًا. فصنع المستخلص بروتينًا مصنوعًا من [حمض أميني](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) واحد لا غير، هو الفينيل ألانين، مكررًا. وبتلك التجربة الواحدة قرئت أول كلمة من [الشفرة الوراثية](#def-g11-gene-expression-code): UUU تعني الفينيل ألانين. وفي غضون خمس سنوات عرفت الكلمات الأربع والستون كلها، فتبين أنها الكلمات نفسها في بكتيريا ونبتة قمح وإنسان. ويتابع هذا الفصل الطريق من متتالية نوكليوتيدات [المورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) إلى متتالية [الحموض الأمينية](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) في [البروتين](#def-g11-gene-expression-protein) — وهو الطريق الذي تجري عليه كل صفة في [الفصل 13](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/13-mutations-and-genetic-variation#ch-g11-mutations).

## 14.1 المورّثات تصنع البروتينات

**قضية 14.1 (مورّثة واحدة، بروتين واحد).**

تعبَّر [المورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) حين تستعمل [الخلية](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-cell) متتاليتها لصنع [البروتين](#def-g11-gene-expression-protein) الذي ترمز له. ومعظم الصفات تتوقف على [البروتينات](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) — إنزيمات وألياف بنيوية ونواقل ومستقبلات — [والطفرة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/13-mutations-and-genetic-variation#def-g11-mutations-mutation) تغير صفة بتغييرها [البروتين](#def-g11-gene-expression-protein) الذي تنتجه مورّثتها.

**شواهد.** شعّع بيدل وتيتوم (1941) أبواغ عفن الخبز وجمعا الطافرات التي لم تعد تستطيع النمو على وسط أدنى ما لم تضف مادة واحدة بعينها، [كالحمض الأميني](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) أرجينين. وكانت كل طافرة تنقصها إنزيمة واحدة من سلسلة التفاعلات التي تصنع تلك المادة؛ وكان كل عيب يورث [كمورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) واحدة؛ وكانت الطافرات المحصورة عند خطوات مختلفة من السلسلة نفسها تحمل [طفرات](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/13-mutations-and-genetic-variation#def-g11-mutations-mutation) في [مورّثات](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) مختلفة. [فمورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) واحدة، [وإنزيم](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/4-cell-metabolism#def-g10-cell-metabolism-metabolism) واحد — وكما عمّمت أعمال لاحقة، [مورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) واحدة، وسلسلة عديد ببتيد واحدة. ∎

**تعريف 14.2 (البروتين ومتتالية الحموض الأمينية).**

*البروتين* سلسلة من [الحموض الأمينية](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families)، طولها من بضع عشرات إلى عدة آلاف، مأخوذة من مجموعة من عشرين صنفًا. و*المتتالية* — أي ترتيب [الحموض الأمينية](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) — هي ما تحدده [المورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene)؛ وحالما تصنع السلسلة تنطوي على شكل ثلاثي الأبعاد محدد تحدده تلك المتتالية، والشكل يحدد الوظيفة. فغيّر حمضًا أمينيًا واحدًا فقد يتغير الطي، وتتغير الوظيفة.

## 14.2 الاستنساخ: المورّثة تنسخ إلى RNA

**تعريف 14.3 (RNA الرسول والاستنساخ).**

*RNA* ([الحمض النووي](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) الريبي) سلسلة أحادية الشريط من نوكليوتيدات كنوكليوتيدات [DNA](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-information)، إلا أن سكرها ريبوز وأن القاعدة يوراسيل (U) تحل محل التيمين (T). و*الاستنساخ* هو نسخ متتالية [المورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) إلى جزيء من *RNA الرسول* (mRNA): إذ يفتح [الإنزيم](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/4-cell-metabolism#def-g10-cell-metabolism-metabolism) *بوليميراز RNA* [اللولب المزدوج](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#prop-g10-universal-dna-helix) على طول [المورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene)، ويقرأ أحد الشريطين (*الشريط الأصل*) ويركّب RNA المتمم له، U في مواجهة A، وA في مواجهة T، وG في مواجهة C، وC في مواجهة G. ولجزيء mRNA متتالية شريط [المورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) الآخر، مع U بدل T؛ وهو يغادر [النواة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-organelle) إلى [السيتوبلازم](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-cell).

![الاستنساخ. بوليميراز RNA يفتح اللولب، ويقرأ الشريط الأصل، ويبني RNA رسولًا متممًا له (U في مكان T). ووراء الإنزيم ينغلق اللولب من جديد؛ وينسلخ RNA.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-gene-expression/fig-e388e5cb10f4.svg)

*[الاستنساخ](#def-g11-gene-expression-transcription). بوليميراز [RNA](#def-g11-gene-expression-transcription) يفتح اللولب، ويقرأ الشريط الأصل، ويبني [RNA](#def-g11-gene-expression-transcription) رسولًا متممًا له (U في مكان T). ووراء [الإنزيم](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/4-cell-metabolism#def-g10-cell-metabolism-metabolism) ينغلق اللولب من جديد؛ وينسلخ [RNA](#def-g11-gene-expression-transcription).*

**مثال 14.4 (نسخة مستنسخة).**

الشريط الأصل `3’-TAC GGA CTT ATC-5’` يعطي mRNA `5’-AUG CCU GAA UAG-3’`. وشريط [المورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) الآخر يقرأ `5’-ATG CCT GAA TAG-3’`: فجزيء mRNA هو متتالية ذلك الشريط، مع U بدل T، ولذلك تكتب متتاليات [المورّثات](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) اصطلاحًا بذلك الشريط، وهو *الشريط المرمِّز*.

## 14.3 الشفرة الوراثية

**تعريف 14.5 (الرامزة والشفرة الوراثية).**

يقرأ mRNA في زمر متتابعة من ثلاثة نوكليوتيدات، هي *الرامزات*، من نقطة بدء محددة. و*الشفرة الوراثية* هي التقابل بين الرامزات الأربع والستين الممكنة [والحموض الأمينية](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) العشرين: فإحدى وستون رامزة تحدد حمضًا أمينيًا، وثلاث (UAA وUAG وUGA) إشارات *توقف* تنهي السلسلة، وAUG، وهي تحدد الميثيونين، تعمل أيضًا رامزةَ *بدء*. والشفرة *متعددة* — فلمعظم [الحموض الأمينية](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) عدة رامزات — وهي *كونية*: فالجدول نفسه يخدم كل كائن معروف، مع متغايرات طفيفة نادرة.

*[الشفرة الوراثية](#def-g11-gene-expression-code)، مقروءةً على mRNA. تجد كل [رامزة](#def-g11-gene-expression-code) بحرفها الأول (السطر) وحرفها الثاني (العمود) وحرفها الثالث (السطر داخل الكتلة). وAUG هي الميثيونين وإشارة البدء معًا؛ وثلاث رامزات إشارات توقف.*

**قضية 14.6 (كيف قرئت الشفرة).**

أرسي معنى كل [رامزة](#def-g11-gene-expression-code) تجريبيًا.

**شواهد.** أضاف نيرنبرغ وماتاي (1961) [RNA](#def-g11-gene-expression-transcription) اصطناعيًا من [نوكليوتيد](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-nucleotide) واحد مكرر إلى مستخلص خال من [الخلايا](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-cell) يحوي ريبوزومات وحموضًا أمينية وإنزيمات تركيب [البروتين](#def-g11-gene-expression-protein): فأعطى متعدد U سلسلة من الفينيل ألانين، ومتعدد C سلسلة من البرولين، ومتعدد A سلسلة من الليزين. ثم أسندت [RNA](#def-g11-gene-expression-transcription) اصطناعية من أزواج وثلاثيات مكررة، ثم ارتباط الثلاثيات المفردة [بالريبوزومات](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-organelle)، الرامزاتِ الباقية بحلول 1966. وقد استنتج طول الأحرف الثلاثة من الحساب (فحرفان لا يعطيان إلا 16 تركيبًا، وهي قليلة جدًا لعشرين حمضًا أمينيًا؛ وثلاثة تعطي 64) وأكدته [الطفرات](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/13-mutations-and-genetic-variation#def-g11-mutations-mutation): فإقحام [نوكليوتيد](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-nucleotide) أو نوكليوتيدين في [مورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) يهدم بروتينها، وإقحام ثلاثة يعيد بروتينًا شبه طبيعي. ∎

**طريقة 14.7 (ترجمة متتالية).**

1. اكتب الشريط المرمِّز (أو استنسخ الشريط الأصل): استبدل T بالحرف U لتحصل على mRNA.
2. ابحث عن أول AUG: فهي البدء، ومنها يثبَّت إطار القراءة.
3. قطّع mRNA إلى ثلاثيات متتابعة من AUG واقرأ كل ثلاثي في الجدول.
4. قف عند أول [رامزة](#def-g11-gene-expression-code) توقف؛ [والحموض الأمينية](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) المسرودة، بالترتيب، هي متتالية [البروتين](#def-g11-gene-expression-protein) .
5. وللطافرة، أعد ذلك وقارن: [البروتين](#def-g11-gene-expression-protein) نفسه (صامتة)، أو [حمض أميني](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) واحد تغير (خاطئة المعنى)، أو توقف سابق لأوانه (عديمة المعنى)، أو كل شيء تغير بعد [الطفرة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/13-mutations-and-genetic-variation#def-g11-mutations-mutation) (إزاحة إطار).

**مثال 14.8 (أربع طفرات، أربع نتائج).**

الشريط المرمِّز `ATG CCT GAA TTC TAG`: وmRNA `AUG CCU GAA UUC UAG`، [والبروتين](#def-g11-gene-expression-protein) Met–Pro–Glu–Phe.

- `ATG CC**C** GAA TTC TAG` : [فالرامزة](#def-g11-gene-expression-code) CCC لا تزال Pro — وهي *صامتة* .
- `ATG CCT G**C**A TTC TAG` : [فالرامزة](#def-g11-gene-expression-code) GCA هي Ala — أي Met–Pro–Ala–Phe، وهي *خاطئة المعنى* .
- `ATG CCT **T**AA TTC TAG` : [فالرامزة](#def-g11-gene-expression-code) UAA توقف — أي Met–Pro، وهي *عديمة المعنى* ، أي [بروتين](#def-g11-gene-expression-protein) مبتور.
- `ATG CC**A**T GAA TTC TAG` : حرف A مقحم يزيح الإطار: `AUG CCA UGA` … أي Met–Pro–توقف — وهي *إزاحة إطار* .

## 14.4 الترجمة: الرسالة تقرأ

**قضية 14.9 (الترجمة).**

تجري *الترجمة* على *[الريبوزومات](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-organelle)*، في [السيتوبلازم](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-cell). فيرتبط [الريبوزوم](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-organelle) بجزيء mRNA عند [رامزة](#def-g11-gene-expression-code) البدء ويتحرك عليه رامزةً [رامزة](#def-g11-gene-expression-code). وتقابل كل رامزةَ *[RNA](#def-g11-gene-expression-transcription) ناقل* (tRNA)، وهو [RNA](#def-g11-gene-expression-transcription) صغير يحمل، في أحد طرفيه، *[الرامزة](#def-g11-gene-expression-code) المضادة* الثلاثية [النوكليوتيدات](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-nucleotide) المتممة [للرامزة](#def-g11-gene-expression-code)، وفي الطرف الآخر [الحمض الأميني](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) الموافق. ويصل [الريبوزوم](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-organelle) كل [حمض أميني](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) يجلب إلى السلسلة النامية ويطلق tRNA الفارغ؛ وعند [رامزة](#def-g11-gene-expression-code) توقف يطلق السلسلة التامة، فتنطوي. وعدة ريبوزومات تقرأ mRNA واحدًا تباعًا، وmRNA واحد يعطي مئات النسخ من [البروتين](#def-g11-gene-expression-protein) قبل أن يهدم.

**برهان.** *نقبله في هذا المستوى.* ∎

![الترجمة. الريبوزوم يمسك رامزتين؛ وناقل tRNA تطابق رامزته المضادة كل رامزة يجلب حمضه الأميني، فتنقل السلسلة إلى القادم الجديد، ويخطو الريبوزوم رامزةً واحدة إلى الأمام. وعند رامزة توقف تطلق السلسلة.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-gene-expression/fig-07c32e50329d.svg)

*[الترجمة](#prop-g11-gene-expression-translation). [الريبوزوم](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-organelle) يمسك رامزتين؛ وناقل tRNA تطابق رامزته المضادة كل [رامزة](#def-g11-gene-expression-code) يجلب حمضه الأميني، فتنقل السلسلة إلى القادم الجديد، ويخطو [الريبوزوم](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-organelle) رامزةً واحدة إلى الأمام. وعند [رامزة](#def-g11-gene-expression-code) توقف تطلق السلسلة.*

**مثال 14.10 (السرعة والمردود).**

يضيف [الريبوزوم](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-organelle) 5 إلى 20 حمضًا أمينيًا في الثانية: [فبروتين](#def-g11-gene-expression-protein) من 300 [حمض أميني](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) يستغرق دون دقيقة. [والريبوزومات](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-organelle) تتبع بعضها بعضًا على mRNA على مسافة نحو 80 نوكليوتيدًا، فرسالة من 900 [نوكليوتيد](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-nucleotide) تحمل عشرة منها في آن واحد؛ وعلى مدى حياة تدوم بضع ساعات ينتج mRNA واحد ألف جزيء بروتيني. [وخلية](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-cell) *E. coli* تصنع نحو $20\,000$ جزيء بروتيني في الثانية؛ وسليف الكرية الحمراء نحو $5 \times 10^{8}$ جزيء هيموغلوبين في حياته.

## 14.5 مورّثة واحدة، رسائل عدة

**قضية 14.11 (نضج الرسالة في حقيقيات النواة).**

في [الخلايا](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-cell) الحقيقية [النواة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-organelle) تتخلل متتالية [المورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) *إنترونات*، وهي قطع تستنسخ ثم تقطع من [RNA](#def-g11-gene-expression-transcription) قبل أن يغادر [النواة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-organelle)؛ أما القطع التي تحفظ وتوصل طرفًا بطرف، وهي *الإكسونات*، فتكوّن mRNA الناضج. ويمكن قطع [مورّثات](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) كثيرة بأكثر من طريقة، فتحفظ مجموعات مختلفة من الإكسونات (*التضفير البديل*)، حتى تعطي [مورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) واحدة عدة رسائل mRNA متمايزة وعدة بروتينات قريبة: [فمورّثات](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) الإنسان $20\,000$ ترمز لما يزيد كثيرًا على $100\,000$ [بروتين](#def-g11-gene-expression-protein).

**برهان.** *نقبله في هذا المستوى.* ∎

![المورّثة الحقيقية النواة تستنسخ كاملة، ثم تزال الإنترونات. وحفظ الإكسونات كلها، أو ترك واحد منها، يعطي رسالتي mRNA وبروتينين من المورّثة نفسها.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g11-gene-expression/fig-fcc1172e4b76.svg)

*[المورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) الحقيقية [النواة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-organelle) تستنسخ كاملة، ثم تزال [الإنترونات](#prop-g11-gene-expression-splicing). وحفظ الإكسونات كلها، أو ترك واحد منها، يعطي رسالتي mRNA وبروتينين من [المورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) نفسها.*

**ملاحظة 14.12 (جريان المعلومة).**

[DNA](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-information) يستنسخ إلى [RNA](#def-g11-gene-expression-transcription)، [وRNA](#def-g11-gene-expression-transcription) يترجم إلى [بروتين](#def-g11-gene-expression-protein)، [والبروتين](#def-g11-gene-expression-protein) يصنع الصفة: فالمعلومة تجري في اتجاه واحد. [والبروتين](#def-g11-gene-expression-protein) المتغير لا يعيد كتابة [المورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) أبدًا، ولذلك لا يورث عمر من [التدريب](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/10-physical-activity-and-health#def-g10-sport-and-health-training) ولا من حروق الشمس، ولذلك لا يغير ما يتلقاه الجيل التالي إلا [طفرات](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/13-mutations-and-genetic-variation#def-g11-mutations-mutation) [DNA](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-information) ([الفصل 13](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/13-mutations-and-genetic-variation#ch-g11-mutations)). والخطوات الثلاث نفسها تجري في كل [خلية](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-cell) من كل كائن، وبالشفرة نفسها: أي كونية [الفصل 3](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#ch-g10-universal-dna)، نازلةً الآن إلى آخر كلمة.

## 14.6 تمارين

**تمرين 14.1 ★.**

أعطِ ثلاثة فروق بين [DNA](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-information) [وRNA](#def-g11-gene-expression-transcription).

**حل التمرين 14.1.**

[RNA](#def-g11-gene-expression-transcription) أحادي الشريط، وسكره ريبوز، ويستعمل اليوراسيل بدل التيمين (وهو كذلك قصير العمر ويغادر [النواة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-organelle)).

**تمرين 14.2 ★.**

استنسخ الشريط الأصل `3’-TAC CGA AAA ATT-5’` إلى mRNA.

**حل التمرين 14.2.**

`5’-AUG GCU UUU UAA-3’`.

**تمرين 14.3 ★.**

ترجم mRNA `AUG GGC AAA UGU UAA` بجدول الشفرة.

**حل التمرين 14.3.**

Met–Gly–Lys–Cys، ثم توقف.

**تمرين 14.4 ★.**

ما دورا [الريبوزوم](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-organelle) [وRNA](#def-g11-gene-expression-transcription) الناقلة في [الترجمة](#prop-g11-gene-expression-translation)؟

**حل التمرين 14.4.**

[الريبوزوم](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-organelle) يقرأ mRNA رامزةً [رامزة](#def-g11-gene-expression-code) ويصل [الحموض الأمينية](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) في سلسلة؛ وكل [RNA](#def-g11-gene-expression-transcription) ناقل يطابق [رامزة](#def-g11-gene-expression-code) واحدة برامزته المضادة ويجلب [الحمض الأميني](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) الموافق.

**تمرين 14.5 ★.**

لماذا يجب أن تستعمل الشفرة ثلاثة نوكليوتيدات على الأقل لكل [حمض أميني](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families)؟

**حل التمرين 14.5.**

بأربعة أحرف، تعطي كلمات من حرفين $4^2 = 16$ تركيبًا، وهي أقل من 20 حمضًا أمينيًا؛ أما كلمات من ثلاثة فتعطي 64، وهي كافية.

**تمرين 14.6 ★★.**

[بروتين](#def-g11-gene-expression-protein) فيه 412 حمضًا أمينيًا. ما أقل طول لجزئه المرمِّز من mRNA، مع [رامزة](#def-g11-gene-expression-code) التوقف، وما أقل طول [للمورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) الموافقة بأزواج القواعد؟

**حل التمرين 14.6.**

$412 \times 3 + 3 = 1239$ نوكليوتيدًا؛ [ومورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) من 1239 زوج قواعد على الأقل (وأكثر في حقيقي [النواة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-organelle)، مع [الإنترونات](#prop-g11-gene-expression-splicing)).

**تمرين 14.7 ★★.**

الشريط المرمِّز `ATG AAA GGC TGG TAA` يطفر إلى `ATG AAA GGC TGA TAA`. أعطِ البروتينين وصنّف [الطفرة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/13-mutations-and-genetic-variation#def-g11-mutations-mutation).

**حل التمرين 14.7.**

الأصلي: Met–Lys–Gly–Trp. والطافر: UGA توقف، فيكون Met–Lys–Gly: أي [طفرة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/13-mutations-and-genetic-variation#def-g11-mutations-mutation) عديمة المعنى، تبتر [البروتين](#def-g11-gene-expression-protein).

**تمرين 14.8 ★★.**

المتتالية الابتدائية نفسها، تطفر إلى `ATG AAG GGC TGG TAA` وإلى `ATG AAA GGG CTG GTA A`. صنّف كلًا منهما وأعطِ البروتينين.

**حل التمرين 14.8.**

`AAG` لا تزال Lys: فهي صامتة، وMet–Lys–Gly–Trp من دون تغير. أما الثانية فإقحام G يزيح الإطار: `AUG AAA GGG CUG GUA A`… أي Met–Lys–Gly–Leu–Val…، وهي إزاحة إطار بلا توقف في القطعة.

**تمرين 14.9 ★★.**

فسّر لماذا يكون الاستبدال في الموضع الثالث من [الرامزة](#def-g11-gene-expression-code) صامتًا غالبًا، باستعمال الجدول.

**حل التمرين 14.9.**

في معظم كتل الجدول تحدد [الرامزات](#def-g11-gene-expression-code) الأربع التي تتقاسم الحرفين الأولين [الحمض الأميني](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) نفسه (Pro، وThr، وAla، وGly، وVal، وSer، وLeu…): فتغيير الحرف الثالث لا يغير عندئذ شيئًا. وتعدد الشفرة يقع في الموضع الثالث أساسًا.

**تمرين 14.10 ★★.**

[RNA](#def-g11-gene-expression-transcription) من متعدد UC (`UCUCUCUC`…) يعطي بروتينًا يتناوب فيه السيرين واللوسين. بيّن أن ذلك متسق مع شفرة من ثلاثة أحرف واستعمله لإسناد رامزتين.

**حل التمرين 14.10.**

إذا قرئ ثلاثة ثلاثة، تناوب `UCU CUC UCU CUC`… رامزتين، UCU وCUC، فيتناوب [البروتين](#def-g11-gene-expression-protein) حمضين أمينيين — كما شوهد. أما بشفرة من حرفين فكان التكرار نفسه ليعطي [رامزة](#def-g11-gene-expression-code) واحدة وحمضًا أمينيًا واحدًا. ولما كان متعدد U يعطي Phe وكانت UCU في الجدول هي Ser وCUC هي Leu، أسندت التجربة UCU إلى Ser وCUC إلى Leu (أو العكس، وقد حسمته تجارب أخرى).

**تمرين 14.11 ★★.**

[مورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) بشرية من $30\,000$ زوج قواعد تنتج بروتينًا من 500 [حمض أميني](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families). فسّر التباين.

**حل التمرين 14.11.**

لا يلزم للمتتالية المرمِّزة إلا 1503 زوج قواعد؛ والباقي [إنترونات](#prop-g11-gene-expression-splicing)، تستنسخ ثم تقطع من mRNA الأولي، إضافة إلى متتاليات تنظيمية عند طرفي [المورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene).

**تمرين 14.12 ★★★.**

دواء يحصر ريبوزومات البكتيريا ولا يحصر ريبوزومات الإنسان. فسّر لماذا يستطيع أن يكون مضادًا حيويًا، وما الذي يعنيه وجوده عن [الريبوزومات](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-organelle) في المجموعتين.

**حل التمرين 14.12.**

حصر [الترجمة](#prop-g11-gene-expression-translation) يقتل البكتيريا ويترك [خلايا](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-cell) المريض تعمل. وانتقائية الدواء تعني أن ريبوزومات البكتيريا وريبوزومات الإنسان، وإن أدت العمل نفسه بالشفرة نفسها، تختلف في البنية بما يكفي لأن يرتبط جزيء بأحدهما دون الآخر — وهو فرق تراكم منذ افتراقهما.

**تمرين 14.13 ★★★.**

فسّر كيف استطاع فأر أن يقرأ [مورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) قنديل البحر في [الفصل 3](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#ch-g10-universal-dna)، بمفردات هذا الفصل، وماذا كان ليحدث لو استعمل الفأر شفرة أخرى.

**حل التمرين 14.13.**

استنسخ بوليميراز [RNA](#def-g11-gene-expression-transcription) عند الفأر [مورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) قنديل البحر، وترجمت ريبوزوماته وناقلاته mRNA بجدول [الرامزات](#def-g11-gene-expression-code) نفسه، فصنعت متتالية [الحموض الأمينية](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) نفسها، ومنه [البروتين](#def-g11-gene-expression-protein) الفلوري نفسه. أما بشفرة أخرى فكانت [الرامزات](#def-g11-gene-expression-code) لتقرأ حموضًا أمينية أخرى ولكان [البروتين](#def-g11-gene-expression-protein) سلسلة بلا معنى غير فلورية.

**تمرين 14.14 ★★★.**

[طفرة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/13-mutations-and-genetic-variation#def-g11-mutations-mutation) تغير tRNA الذي تقرأ رامزته المضادة UAG فيصير يحمل حمضًا أمينيًا بدل أن يوقف. تنبأ بأثرها في بروتينات [الخلية](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-cell) عمومًا، وفي [مورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) طافرة تحمل UAG سابقة لأوانها.

**حل التمرين 14.14.**

لم تعد UAG توقف [الترجمة](#prop-g11-gene-expression-translation): فكل [بروتين](#def-g11-gene-expression-protein) تنتهي مورّثته [بالرامزة](#def-g11-gene-expression-code) UAG كان ليمتد وراء نهايته الطبيعية، فيفقد وظيفته غالبًا — وهو ضرر واسع. لكن [مورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) بترتها UAG سابقة لأوانها تصير تقرأ إلى آخرها، فيستعاد [بروتين](#def-g11-gene-expression-protein) شبه كامل الطول: [فالطفرة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/13-mutations-and-genetic-variation#def-g11-mutations-mutation) الثانية تكبح الأولى.

**تمرين 14.15 ★★★.**

ناقش لماذا تكون إزاحة الإطار قرب بداية [المورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) أسوأ دائمًا تقريبًا من إزاحتها قرب نهايتها، ولماذا تستطيع [الطفرة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/13-mutations-and-genetic-variation#def-g11-mutations-mutation) الخاطئة المعنى أن تكون أي شيء بين غير المؤذي والمميت.

**حل التمرين 14.15.**

إزاحة الإطار تخلط كل ما بعدها وتلقى توقفًا في غضون بضع رامزات عادةً: فقرب البداية لا يصنع [بروتين](#def-g11-gene-expression-protein) صحيح البتة؛ وقرب النهاية يبقى معظم [البروتين](#def-g11-gene-expression-protein) سليمًا وقد ينطوي ويعمل. أما الخاطئة المعنى فتغير حمضًا أمينيًا واحدًا: فتكون غير مؤذية إن كان ذلك الموضع يحتمل التغير، ومميتة إن كان في الموقع الفعال أو كسر الطي — فالأثر يتوقف على أي [حمض أميني](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families)، وأين.

## 14.7 مسألة: مورّثة تقرأ على أربعة أوجه

**مسألة 14.1.**

مسألة نهاية الأسبوع — مورّثة قصيرة واحدة تستنسخ، وتترجم، وتطفر ثلاث مرات، ويقاس زمنها: من DNA إلى الحموض الأمينية، والثواني الستون التي يستغرقها بروتين

الشريط المرمِّز [لمورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) قصيرة يقرأ:

`ATG GCT TGG AAA CCC GAA TAC GGT CAT TTC TGA`

**الجزء الأول — قراءة [المورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene).**

1. اكتب الشريط الأصل.
2. اكتب mRNA المستنسخ من [المورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) .
3. ترجمه، رامزةً [رامزة](#def-g11-gene-expression-code) ، وأعطِ متتالية [الحموض الأمينية](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) في [البروتين](#def-g11-gene-expression-protein) .
4. كم حمضًا أمينيًا يحوي [البروتين](#def-g11-gene-expression-protein) ، وكم نوكليوتيدًا من mRNA يستعمل لتحديدها، مع [رامزة](#def-g11-gene-expression-code) التوقف؟
5. أي [رامزة](#def-g11-gene-expression-code) بدأت القراءة، وما الذي يثبّت إطار القراءة لسائر [الرامزات](#def-g11-gene-expression-code) ؟

**الجزء الثاني — ثلاث طافرات.**

6. الطافرة 1: `ATG GCT TGG AAA CCG GAA TAC GGT CAT TTC TGA` . أعطِ [البروتين](#def-g11-gene-expression-protein) وصنّف [الطفرة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/13-mutations-and-genetic-variation#def-g11-mutations-mutation) .
7. الطافرة 2: `ATG GCT TGG AAA CCC GAA TAC GGT CAT TTC TGA` مع استبدال [الرامزة](#def-g11-gene-expression-code) التاسعة `CAT` [بالرامزة](#def-g11-gene-expression-code) `CGT` . أعطِ [البروتين](#def-g11-gene-expression-protein) وصنّف.
8. الطافرة 3: `ATG GCT TGA AAA CCC GAA TAC GGT CAT TTC TGA` . أعطِ [البروتين](#def-g11-gene-expression-protein) وصنّف. وأي استبدال واحد أنتجها؟
9. الطافرة 4: حرف T مقحم بعد [النوكليوتيد](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-nucleotide) السادس: `ATG GCT TTG GAA ACC CGA ATA CGG TCA TTT CTG A` . أعطِ [البروتين](#def-g11-gene-expression-protein) وصنّف.
10. رتّب الطافرات الأربع من الأقل إلى الأشد إخلالًا [بالبروتين](#def-g11-gene-expression-protein) وعلّل.

**الجزء الثالث — لماذا كانت الشفرة كما هي.**

11. كم [رامزة](#def-g11-gene-expression-code) تحدد اللوسين؟ والسيرين؟ والتربتوفان؟ وأي [حمض أميني](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) أرجح أن يغيّره استبدال عشوائي في رامزته، وأيها أقلها ترجيحًا؟
12. احسب نسبة الاستبدالات الصامتة من جميع الاستبدالات في الموضع الثالث من [رامزة](#def-g11-gene-expression-code) اللوسين `CUx` .
13. فسّر لماذا لم تكن شفرة من حرفين لتنجح، ولماذا لا حاجة إلى شفرة من أربعة.
14. متعدد U يعطي متعدد الفينيل ألانين، ومتعدد A يعطي متعدد الليزين. فأي مدخلات الجدول ترسيها هاتان التجربتان؟
15. الشفرة واحدة في البكتيريا وفي الإنسان. اذكر النتيجة بالنسبة إلى [النقل المورّثي](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#prop-g10-universal-dna-universal) والنتيجة بالنسبة إلى القرابة.

**الجزء الرابع — توقيت المصنع.** يضيف [الريبوزوم](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-organelle) 10 حموض أمينية في الثانية [والريبوزومات](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-organelle) تتبع بعضها بعضًا على مسافة 80 نوكليوتيدًا على mRNA؛ ويعيش كل mRNA ساعتين.

16. كم يستغرق [ريبوزوم](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-organelle) واحد لترجمة [بروتين](#def-g11-gene-expression-protein) هذه [المورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) ؟ [وبروتين](#def-g11-gene-expression-protein) من 600 [حمض أميني](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) ؟
17. كم ريبوزومًا يستطيع قراءة mRNA من 1800 [نوكليوتيد](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-nucleotide) في آن واحد؟
18. إذا بدأ [ريبوزوم](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-organelle) جديد كل 8 ثوان، فكم نسخة من [البروتين](#def-g11-gene-expression-protein) يعطي mRNA واحد في حياته؟
19. تحتاج بكتيريا إلى $2000$ نسخة من [إنزيم](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/4-cell-metabolism#def-g10-cell-metabolism-metabolism) في 10 دقائق. فكم رسالة mRNA من [المورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) ، تستنسخ في آن واحد، يلزم؟
20. اذكر النتيجة: [البروتين](#def-g11-gene-expression-protein) الذي ترمز له [المورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) ، [والطفرة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/13-mutations-and-genetic-variation#def-g11-mutations-mutation) التي ألغته من بين الأربع، والزمن الذي يحتاج إليه [ريبوزوم](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-organelle) واحد لبنائه.

**حل المسألة 14.1.**

**1.** `3’-TAC CGA ACC TTT GGG CTT ATG CCA GTA AAG ACT-5’`.

**2.** `AUG GCU UGG AAA CCC GAA UAC GGU CAU UUC UGA`.

**3.** Met–Ala–Trp–Lys–Pro–Glu–Tyr–Gly–His–Phe، ثم توقف.

**4.** 10 حموض أمينية؛ و33 نوكليوتيدًا (11 [رامزة](#def-g11-gene-expression-code) مع [رامزة](#def-g11-gene-expression-code) التوقف).

**5.** AUG؛ وموضع تلك AUG الأولى يثبّت الإطار، وكل [رامزة](#def-g11-gene-expression-code) تالية تقرأ على خطاها.

**6.** CCG لا تزال Pro: فهي صامتة، [والبروتين](#def-g11-gene-expression-protein) من دون تغير.

**7.** CGU هي Arg بدل His: فهي خاطئة المعنى، Met–Ala–Trp–Lys–Pro–Glu–Tyr–Gly–Arg–Phe.

**8.** UGA توقف: أي Met–Ala، وهي عديمة المعنى. واستبدال واحد من G إلى A في [الرامزة](#def-g11-gene-expression-code) الثالثة (TGG تصير TGA).

**9.** mRNA `AUG GCU UUG GAA ACC CGA AUA CGG UCA UUU CUG A`: أي Met–Ala–Leu–Glu–Thr، ثم Arg–Ile–Arg–Ser–Phe–Leu…، بلا توقف في القطعة: فهي إزاحة إطار، وكل [حمض أميني](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) بعد الثاني تغير.

**10.** الطافرة 1 (صامتة، بلا تغير) $<$ الطافرة 2 ([حمض أميني](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) واحد تغير، والوظيفة قد تحفظ) $<$ الطافرة 4 (إزاحة إطار، وكل [الحموض الأمينية](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) خطأ إلا اثنين) $\approx$ الطافرة 3 (عديمة المعنى، وقطعة من حمضين أمينيين: [فالبروتين](#def-g11-gene-expression-protein) زال).

**11.** Leu لها 6، وSer لها 6، وTrp لها 1. أما Trp، وله [رامزة](#def-g11-gene-expression-code) واحدة، فيغيره أي استبدال؛ وأما Leu أو Ser، ولكل منهما ست، فلا يتغيران في الغالب.

**12.** CUU وCUC وCUA وCUG كلها Leu: فكل استبدال من الاستبدالات الثلاثة الممكنة في الموضع الثالث صامت — أي 100%.

**13.** حرفان يعطيان 16 [رامزة](#def-g11-gene-expression-code)، وهي قليلة جدًا لعشرين حمضًا أمينيًا مع توقف؛ وثلاثة تعطي 64، وهي أكثر من كافية من قبل، فأربعة (256) تبديد.

**14.** UUU $=$ Phe وAAA $=$ Lys.

**15.** [المورّثة](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#def-g10-universal-dna-gene) المنقولة بين نوعين تقرأ قراءة متطابقة، فينجح [النقل المورّثي](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/3-dna#prop-g10-universal-dna-universal)؛ والشفرة المشتركة، الموروثة من دون تغير، شاهد على أن الكائنات كلها تنحدر من سلف مشترك كان يستعملها من قبل.

**16.** 10 حموض أمينية: $1\,\mathrm{s}$. و600 [حمض أميني](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families): $60\,\mathrm{s}$.

**17.** $1800/80 \approx 22$ ريبوزومًا في آن واحد.

**18.** $7200/8 = 900$ نسخة.

**19.** mRNA واحد يعطي $600/8 = 75$ نسخة في 10 دقائق؛ فيلزم نحو 27 رسالة mRNA.

**20.** [البروتين](#def-g11-gene-expression-protein) Met–Ala–Trp–Lys–Pro–Glu–Tyr–Gly–His–Phe؛ والطافرة 3، باستبدالها الوحيد من G إلى A الذي أنشأ توقفًا عند [الرامزة](#def-g11-gene-expression-code) الثالثة، ألغته؛ [وريبوزوم](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/2-cells-the-common-unit-of-life#def-g10-cells-common-unit-organelle) واحد يبني [الحموض الأمينية](https://one-course.com/books/biology/2/ar/chapter/1-the-chemical-makeup-of-living-things#def-g10-chemistry-of-life-families) العشرة في نحو ثانية واحدة.