شرح درس التحكم في التعبير الجيني لمادة الاحياء للصف الثاني عشر الفصل الدراسي الاول المنهج العماني

نقدم لكم شرح درس التحكم في التعبير الجيني لمادة الاحياء للصف الثاني عشر الفصل الدراسي الاول المنهج العماني

الملف يتناول موضوع تنظيم التعبير الجيني (Gene Expression Control) ويوضح آلية عمل الجينات في الخلايا وكيفية تنظيمها في الكائنات بدائية النواة (مثل البكتيريا) وحقيقية النواة (كالإنسان).

يبدأ الملف بشرح مفهوم التعبير الجيني، موضحًا أنه العملية التي يتم فيها نسخ الحمض النووي DNA إلى RNA الرسول (mRNA) ثم ترجمة mRNA إلى بروتين يؤدي وظيفة محددة داخل الخلية. ويوضح أهمية تنظيم التعبير الجيني لأن جزءًا صغيرًا فقط من الجينات الموجودة في نواة الخلية يكون نشطًا في أي لحظة، بينما تبقى الجينات الأخرى خاملة لتوفير الطاقة والتحكم في وظائف الخلية.

رابط تنزيل شرح درس التحكم في التعبير الجيني لمادة الاحياء للصف الثاني عشر الفصل الدراسي الاول المنهج العماني

ثم يقدم الملف معايير النجاح في فهم الدرس، وتشمل القدرة على تعريف المفاهيم التالية: الجينات التركيبية (Structural Genes)، الجينات التنظيمية (Regulatory Genes)، الأوبيرونات (Operons)، الإنزيمات التحفيزية والقابلة للكبح (Inducible & Repressible Enzymes)، وعوامل النسخ (Transcription Factors).

في القسم الخاص بـ بدائيات النواة (Prokaryotes)، يركز الملف على نظام أوبيرون اللاك (Lac Operon) في بكتيريا الإيشريشيا كولاي (E. coli)، ويهدف إلى توضيح كيفية تشغيل الجينات أو إيقافها تبعًا لوجود أو غياب مادة معينة (اللاكتوز).
يشرح الملف أن الجين المسؤول عن إنتاج إنزيم بيتا-جالاكتوزيداز (β-galactosidase) يقوم بتكسير اللاكتوز إلى جلوكوز وجالاكتوز لاستخدامهما كمصدر للطاقة.
تُقسّم الجينات في هذا النظام إلى نوعين:

• الجينات التركيبية: تُشفّر البروتينات أو الإنزيمات التي تحتاجها الخلية (مثل جين بيتا-جالاكتوزيداز).
• الجينات التنظيمية: تُنتج بروتينات تتحكم في نشاط الجينات الأخرى.

يتكون أوبيرون اللاك من مجموعة من الجينات التركيبية والمناطق التنظيمية المجاورة لها مثل المنطقة المروّجة (Promoter) والمنطقة المُشغّلة (Operator)، وتعمل معًا على تنظيم إنتاج الإنزيمات الخاصة بهضم اللاكتوز.
في غياب اللاكتوز، يقوم الجين التنظيمي بإنتاج بروتين كابح (Repressor) يرتبط بالمنطقة المشغلة ويمنع إنزيم RNA Polymerase من الارتباط بالمروّج، وبالتالي يتوقف نسخ الجينات المسؤولة عن إنتاج الإنزيمات.
أما في وجود اللاكتوز، فإنه يرتبط بالبروتين الكابح ويُغيّر من شكله، مما يمنعه من الارتباط بالمنطقة المشغلة، فتتمكن إنزيمات النسخ من العمل وتبدأ عملية إنتاج mRNA الذي يؤدي إلى تصنيع الإنزيمات المطلوبة لهضم اللاكتوز.
يُعتبر إنزيم بيتا-جالاكتوزيداز إنزيمًا محفزًا (Inducible Enzyme)، أي أن إنتاجه يحدث فقط بوجود المادة التي يحفزها (اللاكتوز)، وهو ما يجعل النظام فعالًا من حيث توفير الطاقة والموارد داخل الخلية.

أما في الكائنات حقيقية النواة (Eukaryotes)، فيوضح الملف أن تنظيم التعبير الجيني يتم بطريقة مختلفة لأن هذه الكائنات لا تمتلك أوبيرونات، بل تعتمد على عوامل النسخ (Transcription Factors) لتنظيم نشاط الجينات.
تُعد عوامل النسخ بروتينات يرتبط حوالي 10% من الجينات البشرية بترميزها، وتعمل هذه العوامل على الارتباط بمناطق محددة من DNA لتحديد ما إذا كان سيتم نسخ الجين أم لا.
تساعد عوامل النسخ على ضمان أن يتم تعبير الجينات الصحيحة في الوقت والمكان والكمية المناسبة.
وتنقسم إلى نوعين رئيسيين:

• عوامل النسخ المنشطة (Activator Transcription Factors): ترتبط بمواقعها على DNA وتزيد من معدل نسخ الجينات من خلال تسهيل ارتباط إنزيم RNA Polymerase بالمروّج.
• عوامل النسخ المثبطة (Repressor Transcription Factors): تمنع عملية النسخ عبر تعطيل ارتباط الإنزيم بالمروّج.

تشمل وظائف عوامل النسخ أيضًا الاستجابة للهرمونات مثل التستوستيرون، وتنظيم تطور الجنين من خلال تفعيل الجينات الصحيحة في المراحل المختلفة، بالإضافة إلى الاستجابة للمؤثرات البيئية والتحكم في نمو الخلايا وموتها الطبيعي.

يختتم الملف بمجموعة من الروابط التعليمية التي توجه الطلبة إلى مقاطع فيديو على YouTube لمزيد من التوضيح البصري لآلية عمل الأوبيرونات وعوامل النسخ، مما يجعل المادة أكثر تفاعلية وفهمًا.

بشكل عام، يقدم هذا الملف شرحًا منظمًا وواضحًا لمفهوم تنظيم التعبير الجيني في بدائيات وحقيقيات النوى، موضحًا أهمية هذا التنظيم في الحفاظ على كفاءة الخلية وتحقيق التوازن بين إنتاج البروتينات والطاقة.

الرابط المختصر للمقال: https://oman22.com/?p=20429