معلومة

هل يمكن للخلية الأحادية أو الكائن الحي الآخر التكاثر الذاتي؟

هل يمكن للخلية الأحادية أو الكائن الحي الآخر التكاثر الذاتي؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لدي سؤال يتعلق بكيفية استنساخ الكائن الحي لنفسه ليخلق كائنًا آخر ،

نحن نعلم أنه في عهد الحيوان ، نحتاج إلى ذكر وأنثى لتوليد كائن جديد.

ما أريد أن أعرفه هو ما إذا كان هناك كائن دقيق يمكنه إنشاء كائن آخر بدون شريك من نفس النوع؟ وفي هذه الحالة كيف يمكن لهذا الكائن أن يفعل ذلك؟

أتمنى أن يكون سؤالي واضحا!

شكرا!


الجواب القصير هو نعم، هناك كائنات وحيدة الخلية يمكنها التكاثر بدون "شريك" آخر. ربما أشهر مثال على ذلك هو البكتيريا.

ما تتحدث عنه معروف باسم التكاثر اللاجنسي. تُعرف العملية في البكتيريا باسم الانشطار الثنائي، حيث توجد بكتيريا واحدة (تُعرف باسم الخلية الأصل) إلى كائنين (المعروفين باسم الخلايا الوليدة). ستكون هاتان الخليتان متطابقتين وراثيًا (باستثناء أي طفرات) للخلية الأم ، لأنه لم يكن هناك مزيج (لعدم وجود مصطلح أفضل) من الحمض النووي ، كما هو الحال في التكاثر الجنسي.

تعمل العملية بالطريقة نفسها التي تعمل بها في الخلايا في الكائنات متعددة الخلايا ، مثل البشر: "ينفصل" الحمض النووي (مرة أخرى بسبب عدم وجود مصطلح أفضل) في مركز الخلية ، تتم إضافة القواعد التكميلية إلى كل من الكائنات المنفصلة الآن خيوط (الأدينين مع الثايمين ، الجوانين مع السيتوزين) ، تتضاعف الأجزاء الأخرى من الخلية ، وتنقسم البكتيريا تدريجياً إلى قسمين. يمكن أن تكون العملية سريعة جدًا ، مقارنة بالأشهر التسعة التي يقضيها الإنسان في الرحم.

لا يقتصر التكاثر اللاجنسي على الكائنات وحيدة الخلية. بينما ينتشر (وسهل) في البكتيريا ، تتكاثر بعض الكائنات متعددة الخلايا لاجنسيًا. بعض النباتات قادرة أو هذا عن طريق التلقيح الذاتي، وكانت هناك بعض التقارير (وإن كانت مشكوك فيها إلى حد ما) عن حيوانات "شائعة" تتكاثر لاجنسيًا.

هناك مزايا وعيوب للتكاثر اللاجنسي. ميزة واحدة واضحة: لا حاجة إلى رفيق. طالما أن الكائن الحي لديه طاقة وعناصر غذائية كافية للتكاثر ، يمكنه ذلك. كما أن العملية سريعة وسهلة. على الرغم من ذلك ، هناك بعض العيوب. العامل الأكبر هو أنه لا يوجد إعادة تركيب من مصادر متعددة للحمض النووي - أي أن الكائن الحي الناتج سيكون له بالضبط (مرة أخرى ، باستثناء الطفرات) نفس الجينات مثل والده - للأفضل أو للأسوأ. إذا كان الكائن الحي الذي يتكاثر لاجنسيًا لديه عيب لا يزال يسمح له بالتكاثر ، فمن المحتمل أن يكون نسله مصابًا بهذا العيب.

بعض المصادر:

http://plato.acadiau.ca/courses/biol/Microbiology/Replication.htm

http://www.yourarticlelibrary.com/biology/asexual-reproduction-in-animals-characteristics-occurrence-and-types/11727/

http://www.mpipks-dresden.mpg.de/~mbsffe09/talks/Krug.pdf

http://www.britannica.com/EBchecked/topic/498542/reproduction


التكرار الذاتي

التكرار الذاتي هو أي سلوك لنظام ديناميكي ينتج عنه بناء نسخة متطابقة أو متشابهة من نفسه. تتكاثر الخلايا البيولوجية ، في البيئات المناسبة ، عن طريق الانقسام الخلوي. أثناء الانقسام الخلوي ، يتم تكرار الحمض النووي ويمكن أن ينتقل إلى النسل أثناء التكاثر. يمكن للفيروسات البيولوجية أن تتكاثر ، ولكن فقط عن طريق السيطرة على آلية تكاثر الخلايا من خلال عملية العدوى. يمكن لبروتينات البريون الضارة أن تتكاثر عن طريق تحويل البروتينات العادية إلى أشكال مارقة. [1] تتكاثر فيروسات الكمبيوتر باستخدام الأجهزة والبرامج الموجودة بالفعل على أجهزة الكمبيوتر. كان التكرار الذاتي في الروبوتات مجال بحث وموضوع اهتمام في الخيال العلمي. أي آلية تكرار ذاتي لا تصنع نسخة كاملة (طفرة) ستختبر تنوعًا جينيًا وستخلق متغيرات من نفسها. ستخضع هذه المتغيرات للانتقاء الطبيعي ، لأن البعض سيكون أفضل في البقاء في بيئتهم الحالية من الآخرين وسيتفوق عليهم.


العضيات الأخرى

بالإضافة إلى النواة ، تحتوي الخلايا حقيقية النواة على العديد من العضيات الأخرى ، بما في ذلك الشبكة الإندوبلازمية ، وجهاز جولجي ، والحويصلات ، والفجوات ، والمريكزات.

الشبكة الأندوبلازمية

ال الشبكة الإندوبلازمية (ER) (جمع ، شبكي) عبارة عن شبكة من أغشية الفسفوليبيد التي تشكل أنابيب مجوفة وألواح مفلطحة وأكياس مستديرة. تسمى هذه الطيات والأكياس المسطحة والجوفاء بالخزانات. لدى ER وظيفتان رئيسيتان:

  • النقل: يمكن للجزيئات ، مثل البروتينات ، أن تنتقل من مكان إلى آخر داخل ER ، تمامًا مثل الطريق السريع داخل الخلايا.
  • التوليف: الريبوسومات المرتبطة بـ ER ، على غرار الريبوسومات غير المرتبطة ، تصنع البروتينات. يتم إنتاج الدهون أيضًا في غرفة الطوارئ.

هناك نوعان من الشبكة الإندوبلازمية ، الشبكة الإندوبلازمية الخشنة (RER) والشبكة الإندوبلازمية الملساء (SER).

  • الشبكة الإندوبلازمية الخشنة مرصع بالريبوسومات ، مما يعطيها مظهر & quot؛ & quot؛ تصنع هذه الريبوسومات بروتينات يتم نقلها بعد ذلك من ER في أكياس صغيرة تسمى حويصلات النقل. تضغط حويصلات النقل على نهايات غرفة الطوارئ. تعمل الشبكة الإندوبلازمية الخشنة مع جهاز جولجي لنقل البروتينات الجديدة إلى وجهاتها المناسبة في الخلية. غشاء RER مستمر مع الطبقة الخارجية للمغلف النووي.
  • شبكية إندوبلازمية ناعمة ليس له أي ريبوسومات ملحقة به ، ولذا فهو يتمتع بمظهر ناعم. يحتوي SER على العديد من الوظائف المختلفة ، بما في ذلك تخليق الدهون ، وتخزين أيون الكالسيوم ، وإزالة السموم من الأدوية. تم العثور على الشبكة الإندوبلازمية الملساء في كل من الخلايا الحيوانية والنباتية وهي تؤدي وظائف مختلفة في كل منها. يتكون SER من نبيبات وحويصلات تتفرع لتشكل شبكة. في بعض الخلايا توجد مناطق متوسعة مثل أكياس RER. تشكل الشبكة الإندوبلازمية الملساء و RER شبكة مترابطة.

صورة للنواة والشبكة الإندوبلازمية وجهاز جولجي وكيفية عملهما معًا. يتم عرض عملية الإفراز من شبكيات الإندوبلازمية إلى جهاز جولجي.

جهاز جولجي

ال جهاز جولجي هي عضية كبيرة تتكون عادة من خمسة إلى ثمانية أقراص مغطاة بغشاء على شكل كوب تسمى الصهاريج ، كما هو موضح في شكل فوق. تبدو الخزانات وكأنها كومة من البالونات المفرغة من الهواء. يقوم جهاز جولجي بتعديل وفرز وتعبئة المواد المختلفة لإفرازها خارج الخلية أو للاستخدام داخل الخلية. تم العثور على جهاز جولجي بالقرب من نواة الخلية ، حيث يعدل البروتينات التي تم توصيلها في حويصلات النقل من RER. كما أنها تشارك في نقل الدهون حول الخلية. تنضغط أجزاء من غشاء جولجي لتكوين حويصلات تنقل الجزيئات حول الخلية. يمكن اعتبار جهاز Golgi على أنه مشابه لمكتب البريد ، حيث يقوم بتعبئة وتسميات وقسائم & quot ثم إرسالها إلى أجزاء مختلفة من الخلية. تحتوي كل من الخلايا النباتية والحيوانية على جهاز جولجي. يمكن أن تحتوي الخلايا النباتية على عدة مئات من مكدسات جولجي المنتشرة في جميع أنحاء السيتوبلازم. في النباتات ، يحتوي جهاز جولجي على إنزيمات تصنع بعض السكريات في جدار الخلية.

حويصلات

أ حويصلة عبارة عن حجرة كروية صغيرة مفصولة عن العصارة الخلوية بطبقة دهنية ثنائية واحدة على الأقل. تصنع العديد من الحويصلات في جهاز جولجي والشبكة الإندوبلازمية ، أو تتكون من أجزاء من غشاء الخلية. يمكن رؤية الحويصلات من جهاز جولجي في شكل فوق. نظرًا لفصله عن العصارة الخلوية ، يمكن جعل المساحة الموجودة داخل الحويصلة مختلفة كيميائيًا عن العصارة الخلوية. الحويصلات هي الأدوات الأساسية للخلية لتنظيم التمثيل الغذائي ، ونقل وتخزين الجزيئات. تستخدم الحويصلات أيضًا كغرف تفاعل كيميائي. يمكن تصنيفها حسب محتوياتها ووظيفتها.

  • حويصلات النقل قادرون على نقل الجزيئات بين المواقع داخل الخلية. على سبيل المثال ، تنقل حويصلات النقل البروتينات من الشبكة الإندوبلازمية الخشنة إلى جهاز جولجي.
  • الجسيمات المحللة هي حويصلات يتكون من جهاز جولجي. تحتوي على إنزيمات قوية يمكنها تكسير (هضم) الخلية. تحلل الليزوزومات منتجات الخلايا الضارة ، والنفايات ، والحطام الخلوي ثم تجبرهم على الخروج من الخلية. كما أنها تهضم الكائنات الحية الغازية مثل البكتيريا. تقوم الجسيمات الحالة أيضًا بتفكيك الخلايا الجاهزة للموت ، وهي عملية تسمى التحلل الذاتي.
  • بيروكسيسومات هي حويصلات تستخدم الأكسجين لتفكيك المواد السامة في الخلية. على عكس الجسيمات الحالة ، التي يتكون منها جهاز جولجي ، تتكاثر البيروكسيسومات ذاتيًا عن طريق النمو الأكبر ثم الانقسام. وهي شائعة في خلايا الكبد والكلى التي تكسر المواد الضارة. تمت تسمية البيروكسيسومات باسم بيروكسيد الهيدروجين (H2ا2) التي يتم إنتاجها عند تكسير المركبات العضوية. يعتبر بيروكسيد الهيدروجين سامًا ، ويتحول بدوره إلى ماء (H2O) والأكسجين (O2) جزيئات.

فجوات

فجوات هي عضيات مرتبطة بالغشاء يمكن أن يكون لها وظائف إفرازية وإخراجية وتخزينية. ستستخدم العديد من الكائنات الحية فجوات كمناطق تخزين وبعض الخلايا النباتية بها فجوات كبيرة جدًا. الحويصلات أصغر بكثير من الفجوات وتعمل في نقل المواد داخل الخلية وخارجها.

المريكزات

المريكزات هي هياكل شبيهة بالقضيب مصنوعة من أنابيب دقيقة قصيرة. تسع مجموعات من ثلاثة أنابيب دقيقة تشكل كل مركز. اثنان من المريكزات العمودية يشكلان جسيم مركزي. تعتبر المريكزات مهمة جدًا في الانقسام الخلوي ، حيث تقوم بترتيب المغازل الانقسامية التي تفصل الكروموسوم عن بعضها أثناء الانقسام.


الإجابات والردود

يبدو هذا أشبه بسؤال بيولوجي وليس له علاقة بفيزياء الكم. هل يجب أن أنقل هذا الموضوع إلى منتدانا في علم الأحياء والطب؟

إن مجرد فهرسة الأجزاء التي تتكون منها الحياة لا يكفي لخلق الحياة. على سبيل المثال ، هل هناك أي اختلاف كبير في التكوين بين الجسد قبل 5 ثوانٍ من الموت مقابل 5 ثوانٍ بعد الموت؟

من وجهة نظر رياضية ، فكر في الحياة على أنها مجموعة من المعادلات التفاضلية غير الخطية (على سبيل المثال ، وصف التفاعلات الأيضية داخل الخلية). في ظل ظروف أولية معينة ، قد تحصل على ديناميكيات تميل نحو توازن ثابت (أي خلية ميتة) مقابل بعض الظروف الأولية التي تعطي حلولًا دورية تستمر في الحركة (أي خلية حية). إن فهم كيفية تصميم الحياة لا يقل أهمية عن فهم هذه العمليات الديناميكية كما هو الحال في فهرسة الأجزاء المطلوبة.

هناك بالتأكيد جهود حسابية لنمذجة الحياة ، على الرغم من أن الباحثين لا يزالون يعملون على جعل هذه النماذج تعمل على الكائنات الحية المعروفة. انظر موضوع PF هذا لمزيد من المناقشة:
https://www.physicsforums.com/threads/computer-model-of-a-bacterium.622587/

يفترض Gánti (أو فعل ذلك في الأصل) 3 دورات كيميائية تحفيزية تلقائية ، واحدة لكل منها: التمثيل الغذائي الأساسي ، وتخليق جزيء الغشاء ، وتكرار تعليمات التجميع (مثل DNA أو RNA).
ليست هناك حاجة واضحة (بالنسبة لي) لأن تكون جميع الدورات الثلاث تحفيزًا تلقائيًا عند بدء الحياة. يبدو أن دورة التمثيل الغذائي التحفيزي التلقائي يجب أن تكون قادرة على قيادة الاثنتين الأخريين.

ليس من الواضح أين في هذه العملية متعددة الخطوات ، الحد الفاصل بين العيش وعدم العيش بعد.

صُنعت أنظمة الاختبار من مقصورات مغلقة تحتوي على أحماض نووية (جزيئات ذات نهايات مائية متغيرة ونهاية محبة للدهون غير مشحونة). عندما تم نسخ الأحماض النووية ، تم تقسيم الحويصلات. هنا هو المرجع الأخير. باستخدام هذا النهج. يبدو هذا قريبًا من نوع النهج الذي ذكرته.
هذه ليست خلية اصطناعية ، إنها مجرد نظام نموذجي للخلية. إنه يفتقر إلى عملية التمثيل الغذائي اللازمة للحفاظ على نفسه والقدرة على تكرار تعليمات التجميع الخاصة به ، لكنه يربط التكاثر النووي بتقسيم الحويصلة.


3. عرض دوكينز و rsquo

قدم ريتشارد دوكينز التمييز بين المضاعفات والمركبات في بلده الجين الأناني (1976). من أجل أغراضه ، وجد دوكينز أن التناقض بين الجينات والكائنات مقيد ومحدّد للغاية. يتفق الجميع على أن الجينات مكررة ، لكن الجينات قد لا تكون هي المضاعفات الوحيدة. جادل دوكينز أيضًا بأنه ربما تكون الكيانات الأكثر شمولاً من الجينات الفردية تعمل أيضًا كمضاعفات. على أقل تقدير ، لا ينبغي تجاهل هذه الاحتمالية. لذلك ، اعتمد دوكينز & ldquoreplicator & rdquo كمصطلح أكثر شمولاً وعمومية من & ldquogene & rdquo. في النمط الظاهري الممتد لقد عرّف الناسخ بأنه & ldquo أي شيء في الكون تصنع منه نسخ & rdquo (Dawkins 1982b: 83). كما قدم المصطلح & ldquovehicle & rdquo لتلك الكيانات التي تنتجها أجهزة النسخ التي تساعد هذه النسخ المتماثلة على زيادة أعدادها من خلال التفاعل بشكل فعال مع بيئاتها. يمكن التعبير عن هذا التمييز من حيث الكيانات أو العمليات. وفقًا لدوكينز ، تعمل أجهزة النسخ المتماثل في النسخ المتماثل ، بينما تعمل المركبات في التفاعل البيئي.

3.1 الجينات كنسخ متماثل

نزاع طويل الأمد في علم الأحياء التطوري يتعلق بالمستويات التي يمكن أن يحدث فيها الانتقاء (Bourrat 2015c، 2015b، 2016 Brandon 1996 Kerr & amp Godfrey-Smith 2002 Keller 1999 Lloyd 1988 Okasha 2006، 2016 Sober & amp Wilson 1998 Williams 1966) [انظر المدخل على وحدات ومستويات الاختيار]. يرى بعض المؤلفين أن هذا الخلاف يتعلق بالمستويات التي يمكن أن يحدث فيها النسخ المتماثل. يأخذ مؤلفون آخرون مستويات نزاع الاختيار على أنها تتعلق بالتفاعل البيئي ويصرون على أن التفاعل البيئي يمكن أن يحدث على مجموعة متنوعة من المستويات ، من الجينات الفردية والخلايا والكائنات الحية إلى المستعمرات والأنواع وربما الأنواع بأكملها. تتفاعل الكائنات الحية بالتأكيد مع بيئاتها بطرق تؤدي إلى تحيز انتقال جيناتها ، ولكن كذلك تتفاعل الكائنات التي تكون أقل شمولاً من الكائنات الحية بأكملها (مثل خلايا الحيوانات المنوية) وأكثر شمولاً (مثل خلايا النحل).

جادل دوكينز بأن التكرار في بيولوجي يحدث التطور حصريًا على مستوى المادة الجينية. يشير المصطلح & ldquoreplication & rdquo أولاً وقبل كل شيء إلى النسخ ، والجينات هي جزيئات البيولوجيا ذاتية التكرار. فسر بعض النقاد (على سبيل المثال ، Lewontin 1991: 48) هذا على أنه يعني أن خيطًا من الحمض النووي موضوعًا على شريحة زجاجية قد يبدأ في التكاثر بمفرده. بالطبع ، لم يكن لدى أي عالم أحياء مثل هذا الرأي. تقوم الجينات بتكرار نفسها ، ولكن فقط بمساعدة الآلات الجزيئية شديدة التعقيد. ومع ذلك ، في كثير من الأحيان ، ذهبت أهمية هذه الآلية دون أن يلاحظها أحد. للتأكد ، عندما نقوم بعمل نسخ على آلة تصوير ، فإننا نهتم بالنصوص أو الأشكال أو مجرد الخربشات التي تظهر على هذه الأوراق. نحن لسنا مهتمين بكيفية عمل آلة التصوير ، حتى لو كانت كذلك الكل العمل.

في كتابات دوكينز المبكرة ، لعبت أجهزة النسخ والمركبات أدوارًا مختلفة ولكنها متكاملة ومتساوية الأهمية في الاختيار ، ولكن عندما شحذ نظرته للعملية التطورية ، أصبحت المركبات أقل أهمية. في البداية ، كان دوكينز مقتنعًا بإزاحة الكائن الحي عن مكانته في علم الأحياء. إنه تركيز مهم للتفاعل البيئي ، لكن الكيانات الأخرى ، سواء فوق المستوى العضوي أو فوقه ، يمكن أن تعمل أيضًا كمركبات. ومع ذلك ، في الكتابات اللاحقة ، ذهب دوكينز إلى أبعد من ذلك ليقول إن السمات المظهرية هي ما يهم حقًا أن يحدث التطور عن طريق الانتقاء الطبيعي ، وأنه يمكن معالجتها بشكل مستقل عن كونها منظمة في مركبات. أكثر من ذلك ، يجب النظر إلى ميزات مثل شبكات العنكبوت كجزء من النمط الظاهري للعنكبوت و rsquos. ومن ثم ، أطلق دوكينز على كتابه الثاني النمط الظاهري الممتد (دوكينز 1982 ب).

لم يفقد دوكينز أبدًا افتتانه بالتكيف مع المركبات ، وهو سحر يشوهه منتقدوه على أنه تكيف بانجلوسيان. لقد ملأ كتبه بسيناريوهات التكيف ، بعضها مدعوم بقوة بالبيانات أكثر من البعض الآخر ، ولكن من منظور بنية النظرية التطورية ، رأى أن التكاثر أكثر أهمية من المركبات. على سبيل المثال ، جادل دوكينز بشيء من التفصيل بأن التكيفات دائمًا ما تكون لصالح أجهزة النسخ المتماثل ، وليس المركبات (Lloyd 1992) ، انظر المدخل الخاص بالوحدات ومستويات الاختيار. مركبات يعرض هذه التكيفات ، ولكن في النهاية يجب أن تكون جميع التعديلات قابل للتفسير من حيث التغيرات في الترددات الجينية. وبالتالي ، ليس من المفاجئ أن يعلن دوكينز (1994: 617) أنه & ldquocoined مصطلح & lsquovehicle & [رسقوو] ليس لمدحها ولكن لدفنها & rdquo. وبقدر انتشار الكائنات الحية ، ومحددة الأدوار السببية التي تلعبها في الاختيار ، يمكن ويجب حذف الإشارة إليها من أي توصيف واضح للانتقاء في العملية التطورية. على الرغم من أن دوكينز بعيدة كل البعد عن كونها وراثية حتمية، فهو بالتأكيد وراثي اختزالي. ما إذا كانت الاختزالية بحد ذاتها جيدة أم سيئة ، فهذه مسألة خلافية (Sarkar 1998).

وفقًا لدوكينز ، تمتلك المُضاعفات ثلاث خصائص أساسية و [مدش]طول العمر, خصوبة و نسخ الإخلاص. طول العمر يعني طول عمر الجين نوع في شكل نسخ من خلال النسب (Dawkins 1982b: 84 Hull 1980) ، على الرغم من استقرار الجين الرموز مدرج في التعريف في الجين الأناني (1976: 18). لا يوجد جين كجسم مادي يدوم كل هذا الوقت. في الانقسام الخيطي ، يفقد الجين نصف مادته عند كل تكرار. ويقول إن ما يستمر ليس الكيان نفسه بل المعلومات المتضمنة في هيكله. هذه هي المعلومات التي يتم نسخها بمثل هذه الدقة العالية. تحدث الطفرات بالفعل ، ولكن بترددات منخفضة جدًا. ومع ذلك ، يجب أن تكون معدلات الطفرات في بعض الكائنات الحية عالية جدًا لأن الآليات قد تطورت للبحث عن مثل هذه الأخطاء وإصلاحها. لذلك فإن التركيب الوراثي هو فكرة إعلامية تعادل المعلومات الشكل الأرسطي. النوع هو شكل من الرموز ، في عرض Dawkins & [رسقوو].

أحد مصادر الاختلاف في جينات الكائنات الجنسية التي تكمل الطفرة هو التقاطع. تصطف أزواج من الكروموسومات المتجانسة بجانب بعضها البعض عند الانقسام الاختزالي والتقاطع وإعادة الاتحاد. بالنسبة إلى امتدادات الحمض النووي التي توجد فيها أليلات مختلفة ، يمكن أن تكون النتيجة تغييرًا في المعلومات. من الواضح تمامًا ، أنه كلما كان امتداد الحمض النووي أقصر ، قل احتمال حدوث التقاطع وتغيرت الرسالة. يدعو دوكينز إلى مثل هذا التفكيك للكيانات لمجادلة ضد الكائنات الحية التي تعمل كمضاعفات. في الكائنات الحية الجنسية ، تتفكك الكائنات الحية نفسها وتتجمع مرارًا وتكرارًا كل جيل (Caporael 2003). إذا كانت الامتدادات الطويلة من الحمض النووي تفتقر إلى الهوية الضرورية عن طريق النسب لتعمل كمضاعفات ، فمن المؤكد أن الكائنات الجنسية تفتقر إليها. ومع ذلك ، يجب تقديم بعض التفسيرات الأخرى للكائنات اللاجنسية لأنها تنقل هيكلها العام دون تغيير إلى حد كبير من جيل إلى جيل. على سبيل المثال ، R. A. فيشر ، في كتابه نظرية وراثية للانتقاء الطبيعي (فيشر 1930) اعتبر أن المكمل الجيني الكامل للكائنات اللاجنسية هو جين واحد ، وقد تكرر هذا الرأي من وقت لآخر منذ ذلك الحين. وفقًا لدوكينز ، يمكن للجينات ، والجينات فقط ، أن تعمل كمضاعفات في التطور البيولوجي. يعتمد حجم هذه الوحدات الجينية على أشياء مثل انتشار الجنس ، وتكرار التقاطع أو عمليات نقل الجينات الجانبية ، وشدة الاختيار.

إذا كان هناك جنس ولكن لا يوجد عبور ، فسيكون كل كروموسوم مكررًا ، ويجب أن نتحدث عن التكيفات على أنها لصالح الكروموسوم. إذا لم يكن هناك جنس يمكننا ، على نفس المنوال ، معالجة الجينوم الكامل للكائن الحي اللاجنسي باعتباره مكررًا. لكن الكائن الحي نفسه ليس مكررًا. (دوكينز 1982 أ: 95)

قدم دوكينز سببين لعدم قدرة الكائنات الحية على العمل كمضاعفات. الأول هو الذي يستخدمه لتحديد الجينات التطورية. كما هو الحال بالنسبة للامتدادات الطويلة من الحمض النووي ، فإن الكائنات الحية سهلة للغاية ومتكررة في كثير من الأحيان لاعتبارها وحدات تكاثر. والسبب الثاني هو أنهم لا يستطيعون تمرير التغييرات في بنيتهم ​​، على الرغم من أن بعض التغييرات المظهرية قد تؤدي إلى تغيير في الأجيال. حقيقة، بعض ثبت أن الآليات اللاجينية تنتقل عبر الأجيال (Jablonka & amp Raz 2009 انظر المدخل على أنظمة الوراثة). من المؤكد أن كمية الحمض النووي التي تُعتبر مُضاعفة تختلف ، ولكن وفقًا لدوكينز ، لا يوجد شيء أكثر شمولاً من وظائف المواد الجينية كمضاعفات في التطور البيولوجي.

في الجين الأناني، على الرغم من أن دوكينز أراد أن يكون تعريفه للجين قريبًا من تعريف ويليامز & rsquo (1966) & ldquoevolutionary gene & rdquo ، إلا أنه ليس تمامًا:

يُعرَّف الجين بأنه أي جزء من مادة الكروموسومات التي من المحتمل أن تستمر لأجيال كافية لتكون بمثابة وحدة للانتقاء الطبيعي. (دوكينز 1976: 30)

حيث يكون تعريف Williams & rsquo محايدًا للركيزة ، فإن Dawkins & rsquo هو صريحًا كروموسوميًا وقائمًا على الحمض النووي. حيث يشير William & rsquos & ldquogene & rdquo إلى أي الكيان ، وهذا هو السبب في كونه مفهومًا إعلاميًا ، على النقيض من ذلك ، يرتبط جين Dawkins & rsquo بالحمض النووي ، وهي وجهة نظر انتقدها ستنت بشدة لاحقًا من قبل عالم الأحياء الجزيئي المؤثر في ذلك الوقت.

في حساب Dawkins & rsquo ، لا يجب أن تكون حدود الجينات حادة تمامًا. ولا يجب أن تكون جميع الجينات من نفس الطول. كلما زاد ضغط الاختيار ، قل الجين. على المستوى الأساسي ، يحدث الانتقاء بين الأليلات البديلة الموجودة في نفس المكان.

بقدر ما يتعلق الأمر بالجين ، فإن أليلاته هي منافسته القاتلة ، لكن الجينات الأخرى ليست سوى جزء من بيئته ، يمكن مقارنتها بدرجة الحرارة ، والغذاء ، والحيوانات المفترسة ، أو الرفقاء. (دوكينز 1976: 40)

الأليلات لا يمكن أن تتعاون مع بعضها البعض فقط تتنافس. هذا هو المكان الذي يأتي فيه & ldquoselfish & rdquo in & ldquoselfish gene & rdquo. وفقًا لدوكينز (1976: 95) ، فإن الجين الأناني ليس مجرد جزء مادي واحد من الحمض النووي. إنها & ldquoall نسخ طبق الأصل من جزء معين من الحمض النووي ، موزعة في جميع أنحاء العالم & rdquo (للدفاع الأخير عن نهج مماثل ، انظر Haig 2012). ومن ثم ، فإن الجينات لا تشكل فئات من الأفراد غير المرتبطين زمانيًا مكانيًا ولكن الأشجار. يجب أن تكون نسخًا متماثلة. لكن كونه نسخة طبق الأصل لا يكفي. يعد التكرار الخطي لجين & ldquosame & rdquo في شكل عدة مئات من النسخ شائعًا جدًا. ومع ذلك ، لا توجد هذه النسخ المتماثلة في نفس الوقت المكان. على الرغم من أن هذه الجينات متطابقة في التركيب ، إلا أنها لا تتنافس مع بعضها البعض بالطريقة التي يمكن أن تتنافس بها الأليلات في نفس المكان. بالمعنى الأبسط والأساسي ، تتنافس الأليلات مع الأليلات البديلة في نفس المكان. أي أنواع أخرى من المنافسة والتعاون هي مجرد استقراء من هذا المعنى الأساسي للمنافسة الأليلية. على الرغم من أن الجينات قد تتعاون مع بعضها البعض بطرق معقدة للغاية في التطور الجنيني ، إلا أنه في التكرار يمكن معاملتها على أنها & ldquoseparate and متميزة & rdquo. في التنمية ، تمتزج تأثيرات الجينات. في النسخ المتماثل لا تندمج.

3.2 المتفاعلات هال و rsquos

قدم دوكينز المفاهيم العامة للنسخ المتماثل والمركبة بحيث لا يجب أن يقتصر الاختيار حصريًا على التطور البيولوجي القائم على الجينات. ومع ذلك ، كما تشير المناقشة السابقة ، فإن مراجعاته اللاحقة لنظرته النظرية العامة تأثرت بشدة بالمنظور التقليدي للجينات والكائنات الحية. تحتوي الجينات على المعلومات اللازمة لإنتاج الكائنات الحية وتكييفها. الجينات و ldquoride حول و rdquo في و ldquoguide و rdquo الكائنات الحية. كما يصفهم دوكينز ، فإن المركبات هي كيانات منفصلة نسبيًا والتي يمكن اعتبارها آلات مبرمجة للحفاظ على النسخ المتماثلة التي تركب بداخلها ونشرها. على الرغم من أن هذه المصطلحات قد تكون مناسبة للعلاقات بين الجينات والكائنات الحية ، إلا أنها تتداخل مع تحليل أكثر عمومية للتكرار والاختيار. ما يهم حقًا في الاختيار هو أن الكيانات على مستويات مختلفة من التنظيم تتفاعل مع بيئاتها بطريقة تزيد من التكرار النسبي للنسخ ذات الصلة. لا يجب أن تقتصر السلسلة السببية الفعلية التي تربط بين المُضاعفات والمركبات على التنمية.

على سبيل المثال ، يجادل دوكينز بشيء من التفصيل أن الجينات والجينات فقط يمكن أن تعمل كمضاعفات في التطور البيولوجي. ويضيف أن & ldquoall التكيفات هي للحفاظ على DNA DNA نفسها فقط & rdquo (Dawkins 1982a: 45). لكن الحمض النووي نفسه يعرض تكيفات. سرعان ما يدرك أي شخص قضى وقتًا طويلاً في فحص التركيب الجزيئي للحمض النووي أنه مهيأ للتكاثر. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تكاثر الحمض النووي غير المرغوب فيه ، والترانسبوزونات ، والدافع الانتصافي هي ثلاثة أمثلة تكون فيها الأنماط الظاهرية الوحيدة المهمة هي الخصائص المظهرية للجينات (Brandon 1996 Sterelny 1996: 388). ترتبط توصيفات دوكينز للمقلدات والمركبات والعلاقات بين الاثنين ارتباطًا وثيقًا بالجينات والكائنات الحية والتطور. يمكن للحمض النووي أن ينسخ نفسه بالتأكيد ، ولكن يمكنه أيضًا أن يعمل كـ & ldquovehicle & rdquo على الرغم من أنه لا يمكنه ترميز نفسه أو الركوب فيه أو توجيهه. باختصار ، هناك حاجة إلى توصيف أكثر عمومية للاختيار ، وهو توصيف لا يفترض أن العلاقة السببية الوحيدة بين المضاعفات والمركبات هي التطور من الجنين إلى النضج. تم تقديم مثل هذا التعميم من قبل Hull (1980 ، 1981 ، 1988) الذي اقترح أن الفكرة ذات الصلة هي & ldquo interactor & rdquo بدلاً من & ldquovehicle & rdquo ، لأن المتفاعلات سببية ونشطة بينما المركبات هي كيانات سلبية.


نشر الحقائق عن الفيروسات

هناك 219 نوعًا من الفيروسات معروف بقدرتها على إصابة البشر. أول ما اكتشف هو فيروس الحمى الصفراء عام 1901 بواسطة والتر ريد. لا يزال يتم العثور على ثلاثة إلى أربعة أنواع جديدة كل عام ، ولا شيء يعطس عنده! 1

ما هي الفيروسات؟

خلص معظم العلماء إلى أن الفيروسات ليست حية ولكنها مجموعة معقدة من المواد العضوية التي يمكن أن تتكاثر ذاتيًا. تتكون في الغالب من غلاف مصنوع من البروتين ، والذي يحتوي بداخله إما على DNA أو RNA مع إنزيمات لتكرار والتلاعب بموادها الجينية.

الفيروسات موجودة في كل مكان في بيئتنا. من الطعام الذي نأكله إلى الهواء الذي نتنفسه ، نأخذ ملايين الفيروسات كل ثانية (يبدو الأمر مخيفًا ، لكنه طبيعي). يمكن لبعض الفيروسات أن تقتل البكتيريا ، بينما يمكن لبعض الفيروسات أن تحارب فيروسات أخرى أكثر خطورة. لذلك ، مثل البكتيريا الواقية (البروبيوتيك) ، لدينا عدة فيروسات في أجسامنا لا تسبب المرض. في الواقع ، تعد العدوى الفيروسية في سن مبكرة جزءًا مهمًا من بناء جهاز مناعة قوي.

لسوء الحظ ، تسبب العديد من الفيروسات ضررًا كبيرًا لمضيفيها ، بدءًا من نزلات البرد إلى الحالات الخطيرة مثل متلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة (سارس).

ما هي الخصائص الرئيسية للفيروسات؟

  • ليس لديهم بنية خلية منظمة
  • ليس لديهم نواة خلية
  • لا يقومون بتحويل الطعام إلى طاقة
  • عادة ما يكون لديهم واحد أو اثنين من خيوط الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي
  • وهي مغطاة بطبقة واقية من البروتين تسمى الكابسيد
  • تكون غير نشطة عندما لا تكون داخل خلية حية ، ولكنها تكون نشطة عندما تكون داخل خلية حية أخرى
  • يمكنهم & # 39t التكاثر دون مساعدة من مضيف
  • إنها أصغر من الخلايا (تحتاج إلى مجهر إلكتروني لرؤيتها)

حقائق مثيرة للاهتمام يجب معرفتها عن الفيروسات

  • لا يصنف معظم العلماء الفيروسات على أنها كائنات حية. هذا يعني أنها ليست بكتيريا أو فطريات أو طلائعيات أو نباتات أو حيوانات. هل يمكن لأحد أن يقول ، & quot؛ أزمة الهوية! & quot
  • يمكنك & # 39t تصنيف الفيروس على أنه بدائيات النوى أو حقيقيات النوى وليس خلية.
  • كلمة & quotvirus & quot تأتي من الكلمة اللاتينية & quotvirulentus & quot؛ المعنى & quotpoisonous & quot.
  • أحيانًا ما يسمى الفيروس الذي يحتوي على الحمض النووي الريبي (RNA) بدلاً من الحمض النووي (DNA) بالفيروس القهقري. ريترو و hellipgroovy!
  • الفيروسات محددة جدًا أو انتقائية فيما يتعلق بأنواع الخلايا التي تلاحقها (أي أن فيروس نقص المناعة البشرية يلاحق الخلايا المناعية ، مما يجعلنا معرضين جدًا للإصابة بالعدوى).

كيف تستولي الفيروسات على الخلايا؟

يجب أن يصيب الفيروس نوعًا من الخلايا. تصنع الخلايا البروتينات وتنسخ الحمض النووي وتخزن الموارد. هذا يجعلهم المضيفين المثاليين للفيروسات. يتم خداع بعض المضيفين للاعتراف بالفيروس كجزيء غذائي ، نعم!

تستحوذ الفيروسات على خلايا الكائنات الحية عن طريق حقنها بموادها الجينية. ثم يستخدمون الخلية لإنتاج المزيد من الفيروسات والاستيلاء على المزيد من الخلايا. إنهم يحولون الخلايا السليمة إلى كائنات زومبي منتجة للفيروسات!

يستخدم الفيروس قفيصته المغطاة بمستقبلات جزيئية صغيرة للربط والانضمام إلى غشاء الخلية الذي يحدد الخلايا التي يمكن للفيروس أن يصيبها. بمجرد أن يلتصق هذا الفيروس بالخلية ، فإنه يحقن إما الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي ، اعتمادًا على نوع المادة الجينية التي يمتلكها. تأخذ الخلية تلك المادة الجينية وتبدأ في اتباع التعليمات. مصنع الفيروسات كامل!

لماذا الفيروسات خطيرة جدا؟

عندما تغزو الفيروسات خلايا الجسم وتبدأ في التكاثر ، فإنها تجعل المضيف مريضًا. تسبب الفيروسات الكثير من الأمراض.

تستخدم الخلية مواردها الخاصة لإنشاء نسخ. يصبح بيدق عن غير قصد في لعبة الفيروس المريضة & hellip المرحلة اللايتية. تصنع الخلية العديد من نسخ الفيروس بحيث يمكن أن يتسبب في تمزق غشاء الخلية وانفجاره! والأسوأ من ذلك ، أن هذه النسخ الفيروسية الجديدة تخرج الآن من الخلية وتصيب الخلايا الأخرى وتكرر العملية.

قد تظل بعض الفيروسات نائمة داخل الخلايا المضيفة لفترات طويلة ، مما لا يتسبب في حدوث تغيير واضح في الخلايا المضيفة. هذا فتى صغير متستر! لذلك ، عندما تتكاثر الخلية المضيفة ، فإنها تقوم أيضًا دون قصد بتكرار مادة DNA الخاصة بالفيروس و hellipthe ليسوجينيك مرحلة. ثم عندما يتم تشغيل هذا الفيروس الخامل (عن طريق الإجهاد ، أو المواد الكيميائية ، أو الإشعاع فوق البنفسجي ، أو غيرها من المحفزات) ، فإنه يدخل أيضًا في حلواني مرحلة.

أمثلة على الفيروسات

هناك العديد من الفيروسات التي يمكن أن تصيب الناس وتجعلهم مرضى. واحدة من أكثرها شيوعًا هي الأنفلونزا ، والتي تسبب إصابة الناس بالأنفلونزا. تشمل الأمراض الأخرى التي تسببها الفيروسات الجدري ونزلات البرد والجديري المائي والهربس وشلل الأطفال وداء الكلب والإيبولا وحمى هانتا والإيدز.

اليوم لدينا رواية (جديد) مرض فيروس كورونا (كوفيد -19). فيروسات كورونا هي عائلة كبيرة من الفيروسات المنتشرة بين البشر والعديد من الأنواع المختلفة من الحيوانات ، بما في ذلك الجمال والماشية والقطط والخفافيش. هناك نوعان من السلالات المعروفة تسمى السارس (المتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة) و MERS (متلازمة الشرق الأوسط التنفسية). COVID-19 هو سلالة تم اكتشافها حديثًا من فيروس كورونا. تتغير الفيروسات باستمرار نتيجة الانتقاء الجيني. يخضعون لتغيرات جينية طفيفة من خلال الطفرات والتغيرات الجينية الرئيسية من خلال إعادة التركيب. تحدث الطفرة عندما يتم دمج خطأ في الجينوم الفيروسي. تحدث إعادة التركيب عندما تتبادل الفيروسات المعدية المعلومات الجينية ، مما يؤدي إلى تكوين a رواية فايروس. 2

كيف تنتشر الفيروسات؟

الفيروسات مجهرية وخفيفة الوزن. يمكن أن تطفو في الهواء ، أو تعيش في الماء ، أو حتى على سطح بشرتك. يمكن أن تنتقل الفيروسات من شخص إلى آخر عن طريق المصافحة أو لمس الطعام أو مشاركة المشروبات أو عن طريق الهواء عندما يسعل الشخص أو يعطس. هذا هو السبب في أن تغطية فمك بمنديل أو مرفقك عند السعال أو العطس وغسل اليدين هي طرق قوية للمساعدة في حمايتنا جميعًا من الإصابة بالمرض!

يمكن أيضًا أن تنتقل الفيروسات عن طريق لدغات الحشرات أو الحيوانات أو من خلال الطعام السيئ.

مرض حيواني المنشأ هو المصطلح المستخدم لوصف الفيروس الذي ينتشر من الحيوانات غير البشرية إلى البشر. ربما سمعت عن إنفلونزا الطيور وأنفلونزا الخنازير فهي أمراض حيوانية المصدر. في حين أن الكثير من الفيروسات يمكن أن تعبر الأنواع ، إلا أن حوالي نصفها فقط يمكن أن ينتقل عن طريق البشر ، ويمكن أن ينتقل نصفها فقط بشكل جيد بما يكفي للتسبب في تفشي المرض.

كيف يتم علاج الفيروسات؟

تستخدم الأدوية مثل المضادات الحيوية لقتل البكتيريا مثل الإشريكية القولونية ، وهي كائنات حية. ولكن إذا كنت مصابًا بنزلة برد أو عدوى فيروسية أخرى ، فيمكنك علاج الأعراض ، ولكن لا يوجد الكثير مما يمكن للأطباء فعله لعلاج الفيروس الفعلي. في معظم الحالات ، يحارب جهاز المناعة في الجسم العدوى. طور العلماء لقاحات تساعد أجسامنا على بناء مناعة ضد فيروس معين. أحد الأمثلة على اللقاح هو لقاح الأنفلونزا. لقاح الإنفلونزا يساعد الجسم على تطوير دفاعاته الخاصة ضد الأنفلونزا التي تسمى الأجسام المضادة.

The curious minds in your classroom will have a lot to chew on when they investigate the complex world of viruses. There are good viruses and bad ones scientists are researching the virus's role in gene therapy and pest control, for example. The good news is that it's not all bad news.

ملاحظة. this viral message is safe to spread.

    U.S. National Library of Medicine - National Institutes of Health. Human viruses: discovery and emergence (2012)
  1. Medical Microbiology - 4th edition. Chapter 43, Viral Genetics W. Robert Fleischmann, Jr.

Recommended products

Ward's® Tobacco Mosaic Virus Inoculation Lab Activity

Study the effects of viral transmission. Explore viral damage to living plant organisms. Discuss applications for viral-induced genetic engineering.

Ward's® Coliphage Culture and Titer Determination Lab Activity

Introduce students to the lytic mode of a bacteriophage life cycle. Or you can use the serial dilution technique to explore the concept of bacteriophage titer.

Ward's® Live Coliphage Set

Practice techniques used in genetics and biotechnology studies. The set introduces students to handling techniques of virulent microbial viruses.

Previous Article

Explore Mendel's laws of heredity, inherited traits in plants, and biological traits. A great resource to h.

Next Article

This hands-on DNA activity uses common household supplies to teach students a technique for extracting the .


Life As We Know It Nearly Created in Lab

One of life's greatest mysteries is how it began. Scientists have pinned it down to roughly this:

Some chemical reactions occurred about 4 billion years ago — perhaps in a primordial tidal soup or maybe with help of volcanoes or possibly at the bottom of the sea or between the mica sheets — to create biology.

Now scientists have created something in the lab that is tantalizingly close to what might have happened. It's not life, they stress, but it certainly gives the science community a whole new data set to chew on.

The researchers, at the Scripps Research Institute, created molecules that self-replicate and even evolve and compete to win or lose. If that sounds exactly like life, read on to learn the controversial and thin distinction.

Know your RNA

To understand the remarkable breakthrough, detailed Jan. 8 in the early online edition of the journal علم, you have to know a little about molecules called RNA and DNA.

DNA is the software of life, the molecules that pack all the genetic information of a cell. DNA and the genes within it are where mutations occur, enabling changes that create new species.

RNA is the close cousin to DNA. More accurately, RNA is thought to be a primitive ancestor of DNA. RNA can't run a life form on its own, but 4 billion years ago it might have been on the verge of creating life, just needing some chemical fix to make the leap. In today's world, RNA is dependent on DNA for performing its roles, which include coding for proteins.

If RNA is in fact the ancestor to DNA, then scientists have figured they could get RNA to replicate itself in a lab without the help of any proteins or other cellular machinery. Easy to say, hard to do.

But that's exactly what the Scripps researchers did. Then things went surprisingly further.

'Immortalized'

Specifically, the researchers synthesized RNA enzymes that can replicate themselves without the help of any proteins or other cellular components, and the process proceeds indefinitely. "Immortalized" RNA, they call it, at least within the limited conditions of a laboratory.

More significantly, the scientists then mixed different RNA enzymes that had replicated, along with some of the raw material they were working with, and let them compete in what's sure to be the next big hit: "Survivor: Test Tube."

And now and then, one of these survivors would screw up, binding with some other bit of raw material it hadn't been using. همم. That's exactly what life forms do .

When these mutations occurred, "the resulting recombinant enzymes also were capable of sustained replication, with the most fit replicators growing in number to dominate the mixture," the scientists report.

The "creatures" — wait, we can't call them that! — evolved, with some "species" winning out.

"It kind of blew me away," said team member Tracey Lincoln of the Scripps Research Institute, who is working on her Ph.D. "What we have is non-living, but we've been able to show that it has some life-like properties, and that was extremely interesting."

Knocking on life's door

Lincoln's advisor, professor Gerald Joyce, reiterated that while the self-replicating RNA enzyme systems share certain characteristics of life, they are not life as we know it.

"What we've found could be relevant to how life begins, at that key moment when Darwinian evolution starts," Joyce said in a statement.

Joyce's restraint, clear also on an NPR report of the finding, has to be appreciated. He allows that some scientists familiar with the work have argued that this is life. Another scientist said that what the researchers did is equivalent to recreating a scenario that might have led to the origin of life.

Joyce insists he and Lincoln have not created life: "We're knocking on that door," he says, "but of course we haven't achieved that."

Only when a system is developed in the lab that has the capability of evolving novel functions on its own can it be properly called life, Joyce said. In short, the molecules in Joyce's lab can't evolve any totally new tricks, he said.


مجموعة البطاقات التعليمية المشتركة

When was first evidence of prokaryotic cells thought to be from (years)?

These cells led to evolution of multicellular organisms

أنا. All organisms composed of cells

ثانيا. Cells come from pre-existing cells

ثانيا. Works in both living and dead specimens

ثالثا. Cannot use live specimens

(transmission electron microscope)

1. Ultracentrifuge - spins samples @ high speed

- separates into layers based on density

- supernatant - liquid above pellet (extracted)

1. Studies properties of cells in vitro

2. Cells grown in sterile culture media in petri dishes

Surrounded by nuclear membrane.

Copmplex of DNA and protein that make up chromosomes.

Exists as long, thin strands in non-dividing cell. Non visible w/ light microscope.

Allows large molecules thru (mRNA is an example)

Site of protein synthesis.

They are free floating in cytoplasm, but attached to ER.

Membranous system of channels throughout the cytoplams

Rough ER - site of protein synthesis

Smooth ER - site of steroid hormone synthesis

site of steroid hormone synthesis

connects Rough ER to Golgi Apparatus

carries out detoxyfication (find lots in liver)

Is a stack of flattened membranes surrounded by vesicles

Packages and modifies proteins produced by rough ER

Secretes packages to other parts of cell or to cell membrane (for export)

transface - used for shipping

cisface - used for receiving

Sacs of hydrolytic enzymes

Breaks down and recycles cell parts

Pre-programmed cell destruction/ cell suicide

*like in fetus webbed hands

Lysosomal storage diseases

Tay-Sach's - inactive/lack of lipid digestive enzmye, impairs brain

Pompe's disease - glycogen accumulates in liver due to lack of polysaccharide digestion enzyme

- Converts H2O2 into water and O atoms

- detoxify alcohol in liver

site of cellular respiration

more active the cell, more active the mitochondria - ie cardiac muscle

two membranes, outer and cristae (inner)

-cristae is folded, increases surface area for respiration

Contain own DNA, can self replicate

Vesicles are tiny vacuoles

Freshwater protists are contractile vacuoles, pump water out

found only in plants/algae

- have own DNA, can self replicate

-store starch, found in roots or tubers

- store carotenoid pigments

أنا. network of protein filaments

ثانيا. Gives shape, moves cell, anchors organelles to membrane

- hollow make up cilia/flagella

-C+F "9 around 2" arrangement

-9 microtubules around 2 single microtubules

-seperate chromosomes during mitosis/meiosis

enable animal cells to form cleavage furrow

ameboid movement - psuedopod formation

muscle contraction = actin-myosin sliding filaments

Centrosome: region near nucleus each made of 2 centrioles

Centrioles: 9 sets of triplet microtubules in a ring (like spindle fibers)

Used in cell replication in only animal cells

Connected by radial spokes

Anchored by basal body, which is structurally identical to a centriole

9 doublets cross-linked by dynein arms (protein)

plant/algae cell wall = cellulose

prokaryote c.w. = polysaccharides

used for protection, shape, regulation

- immediately outside c.w., produced 1st

-wood (btwn plasma membrane and primary)

Glycoproteins - proteins covalently bonded to carb

Collagen - 50% of protein in human body, only made in animals

Fibronectin - binds to receptor proteins in plasma membrane called integrins (cell commun.?)


12 Reasons To Know Why DNA is Better than RNA

1. DNA is more stable than RNA

The structure of the DNA is made up of two strands. Each strand is composed of many nucleotides. Therefore it’s said a polynucleotide.

Each nucleotide is made up of a Deoxyribose Pentose Sugar, a Nitrogenous Base, and a Phosphate group.

The structure of the DNA is very stable due to the presence of strong covalent bonds between pentose sugar, and hydrogen bonds between nitrogenous bases of the two strands.

Moreover, in the structure, if you see the hydrogen bonds are strengthened and protected from solvent hydration by the hydrophobic stacking of the bases. Thus, giving the double-strand huge stability.

And moreover, the deoxyribose pentose sugar in the backbone of each DNA strand does not have a hydroxyl group (OH) on the 2′ position. This also makes it even more stable as compared to RNA.

2. DNA is a better chemical unit of heredity than RNA

Heredity simply means the transferring of physical or mental characteristics genetically from one generation to another.

But, what makes heredity possible? It’s the presence of DNA, not RNA because DNA can make RNA.

DNA due to its ability of replication and super packaging can compress itself.

It is mostly seen during the cell division when the DNA and its genetic information get packed/compressed in the form of chromosomes and get passed to the next generation.

Moreover, DNA due to its double-strand nature is highly stable and protected. And, this keeps the genetic information preserved and better protected for a longer period of time as compared to that of RNA.

DNA is the long-term storage of information that is good for heredity.

Till today, DNA is carrying the genetic information from generation after generation, as it was passed by our ancestors with little modifications in it.

So, that’s why it is said that DNA is a better chemical unit of heredity than RNA.

3. DNA mutates slower than RNA

The mutation is a permanent alteration in the DNA base sequence of a person, such that the sequence differs from what is found in most people or from its parents.

What’s so interesting is that DNA stability doesn’t allow itself to mutate rapidly. RNA being unstable can mutate rapidly.

In our DNA, slow mutations occur over a lifetime, changing the sequence of bases: A, C, G, and T a little bit. This results in changes in the proteins that are made during gene expressions a little bit.

Mutations can occur during DNA replication if errors are made and not corrected in time.

But, the interesting thing is that the DNA proofreading and repair mechanisms save the DNA from being mutated very fast if somehow enough mutation has occurred. This helps keeps the genes intact with only fewer changes.

This is one big advantage of DNA that mutation occurs slowly as the DNA molecule is very stable. And also the DNA proofreading and repair mechanisms are always in an active mode to protect it.

This is good for evolution as evolution supports slow mutational changes.

4. DNA has smaller grooves than RNA

Another awesome thing about DNA in terms of molecular biology is that DNA has smaller grooves (both major and minor), which makes it harder for enzymes to “attack.”

But, if you compare this with RNA then you’ll find that RNA has larger grooves, which makes it easier to be “attacked” by enzymes.

As the double-helix of DNA is very stable, the destructive enzymes cannot get enough place to cut or cleave the DNA. Moreover, the grooves are small so they don’t get enough space to attach to the DNA as well.

Another interesting thing is that the smaller grooves of DNA can be taken by the protective enzymes which don’t give enough space for the destructive ones to do their job.

This makes DNA better and protects structure more and more and so keep the genetic information intact.

5. DNA can self-replicate, RNA is synthesized from DNA

Another important advantage of the DNA double helix is that DNA can replicate itself because of its complementary base pairing between the two strands of polynucleotide chains.

This ensures that when the DNA strands separate to replicate and so an exact copy is created.

DNA needs to be replicated because we get only one copy of DNA from each of our parents via. gametes. The gametes when unite to fertilize and form a zygote then the one maternal and one paternal DNA copies get stored in the zygote.

The zygote has the only DNA (diploid) of the offspring. Now, when the zygotes divide to form an embryo, that only diploid DNA is copied from one cell to another as it is necessary for every cell to get the DNA copies of both of the parents.

This is only possible because the DNA can self-replicate of its own. And when the need arises for gene expression, the replicated DNA creates mRNA which then creates the proteins.

So, that’s one reason why it is said that DNA can self-replicate, and RNA is synthesized from DNA which is actually a very big advantage.

6. DNA is stable in alkaline conditions, RNA isn’t so much stable

The absence of (OH) hydroxyl group on the 2′ position of Deoxyribose Pentose sugar makes DNA more stable than RNA as it cannot give free hydrogen at high pH alkaline solution.

Unlike DNA, the presence of (OH) hydroxyl group on the 2′ position of Ribose Pentose sugar in RNA can give up a hydrogen ion to the solution at high pH alkalinity, creating a highly reactive alkoxide ion that attacks the phosphate group holding two neighboring nucleotides together.

This results in the breakdown of RNA while enjoying the remarkable stability of DNA in high alkaline pH.

As healthy cells have a slightly alkaline internal environment with a pH of around 7.2. Therefore, the stability of DNA in an alkaline solution makes it better than RNA.

Moreover, histones that are present in DNA are alkaline (basic) in nature. The highly basic nature of histones not only helps in the DNA-histone interactions but also contributes to their water solubility in an alkaline environment as well.

7. DNA is double-stranded, RNA is single-stranded

DNA being double-stranded has a lot of advantages to it, as compared to that of RNA.

The double-stranded structure of the DNA can coil and super-coil of its own to fit within a size inside the living cell’s nucleus. This allows the DNA to be tightly packed inside the chromosome.

The double-stranded structure of the DNA can also facilitate proper self-replication to form more DNA copies, and also causes proper transcription to form mRNA.

Another advantage is that the balance between the covalent bonds and the hydrogen bonds makes the DNA very stable by stabilizing the various physical and chemical interactions within itself and its surroundings.

Moreover, it gives the ability to the DNA to be more water-soluble in nature. And also, it doesn’t allow the DNA structure to mutate rapidly.

Considering these above factors, DNA due to its double-stranded structure is much better than the RNA which is single-stranded.

8. DNA is a long polymer, RNA is a short polymer

Both DNA and RNA are polymers of nucleotides. The thing is that DNA is a long polymer, whereas RNA is a short polymer.

A single DNA polymer in each chromosome can have four types of nucleotides repeated billions of times. That’s how long a DNA polymer can be.

Whereas, a single RNA polymer can have four types of nucleotides repeated hundreds to thousands of times. That’s how small an RNA polymer is as compared to the DNA polymer.

The requirement for a long DNA polymer is very necessary as the DNA needs to contain the whole set of genetic information the living body needs to have and inherit.

Whereas, it is okay for the RNA to be a short polymer as the RNA is only synthesized from the long DNA polymer when needed to code for a particular protein or when needed to do other jobs in the cell.

So, that’s why DNA being a long polymer is an advantage over RNA.

9. DNA determines genetic coding

Genetic Code is the sequence of nucleotides in deoxyribonucleic acid (DNA) and ribonucleic acid (RNA) that determines the amino acid sequence for the formation of proteins.

So when the DNA is inherited from the parents, the nucleotide sequence that is the genetic coding of the offspring is represented the same as that of the parent. No genetic coding RNA is inherited in any means.

DNA is considered the supreme and the prime one because the genetic code is presented in the DNA first in any living organisms (excluding viruses).

The genetic code is protected in the DNA, and this code is translated to the mRNA version, which then only, can be translated to proteins whenever the need arises.

So, we can say that DNA determines genetic coding and the RNA simply transcribes what is provided by the DNA.

That’s another reason why DNA is better than RNA.

10. DNA is directly responsible for metabolic activities, evolution, heredity, variation, and differentiation

DNA is directly responsible for metabolic activities, evolution, heredity, variation, and differentiation. Let’s understand why.

The DNA contains the genetic information of any living organism. It contains the information to run all the cellular metabolic activities.

Moreover, the DNA also contains the evolutionary details of any living organism encoded in it. Till today, DNA is carrying the genetic information from generation after generation, as it was passed by our ancestors.

Our chromosomes are inherited from our mother and father and this process has been continuing generation after generation. The chromosomes are always made up of DNA.

The property of the recombination of two sections of DNA (genes) via. crossing-over indicates hows the variation takes place when the genes are passed from one generation to the other. This literally shows the variation and differentiation of each and every person from each other.

If DNA is directly then, RNA is indirectly responsible for metabolic activities, evolution, heredity, variation, and differentiation of the living organisms.

As, RNA is synthesized from the DNA and does what the DNA directs it to do.

11. DNA makes genes and chromosomes

DNA not just has the coiling capacity but the supercoiling capacity as well. This is what makes DNA stand apart from the RNA.

Chromosomes are made up of very long DNA strands that are wrapped around proteins.

In other words, Chromosome is the supercoiled, tightly packaged, and compressed structure of long DNA strands.

If you talk about the order of packaging, then DNA→Genes→Chromosome. This means that DNA coils itself to make Genes, and Genes further supercoils itself to produce Chromosomes.

A supercoiled DNA molecule is smaller in size than a chromosome. It’s because a chromosome is made up of a long chain of DNA molecules that can have about 249 million DNA building blocks (base pairs).

12. DNA is able to express the information when needed

Remembered the Central Dogma of Molecular Biology. It states the two-step process properly viz. transcription and translation, by which the information in genes flows into proteins: DNA→RNA→Protein.

It proves the genetic nature of DNA and shows how DNA is able to self-replicate and transcript to mRNA.

mRNA with the use of ribosomes and tRNA is able to translate the required proteins in the process further.

It shows that genetic information cannot be transferred among proteins, or from proteins to nucleic acids.

And that, only DNA is able to express itself whenever needed by producing mRNA and then the required proteins.


مرجع رئيسي

اقترح نموذج Watson-Crick لبنية الحمض النووي ثلاث طرق مختلفة على الأقل يمكن أن يكررها الحمض النووي ذاتيًا. تجارب ماثيو ميسيلسون وفرانكلين ستال على البكتيريا الإشريكية القولونية في عام 1958 اقترح أن الحمض النووي يتكاثر بشكل شبه متحفظ. ميسلسون و

هياكل الخلية ووظائفها

... لنمو الخلايا وتكاثر المادة الوراثية. بمجرد نسخ المادة الجينية ووجود جزيئات كافية لدعم انقسام الخلية ، تنقسم الخلية لتكوين خليتين ابنتيتين. من خلال العديد من دورات نمو الخلايا وانقسامها ، يمكن أن تؤدي كل خلية أصل إلى ملايين ...

بحث كريك

أوضحت عملية النسخ هذه تكرار الجين ، وفي النهاية ، الكروموسوم ، المعروف أنه يحدث في الخلايا المنقسمة. أشار نموذجهم أيضًا إلى أن تسلسل القواعد على طول جزيء الحمض النووي ينبئ عن نوع من الشفرة "مقروءة" بواسطة آلية خلوية تترجمه إلى بروتينات معينة مسؤولة ...

يتكاثر الحمض النووي عن طريق الفصل إلى خيطين منفردتين ، يعمل كل منهما كقالب لخيط جديد. يتم نسخ الخيوط الجديدة بنفس مبدأ اقتران الروابط الهيدروجينية بين القواعد الموجودة في الحلزون المزدوج. جزيئين جديدين مزدوجي الشريطة من الحمض النووي هما ...

أصول الحياة وعملياتها

عيوب تسمى الطفرات في تكاثر الجينات. تغير الطفرة التعليمات لخاصية معينة أو أكثر. تتكاثر الطفرة أيضًا بشكل صحيح ، بمعنى أن قدرتها على تحديد خاصية معينة للكائن الحي تظل غير معيبة لأجيال حتى يتم تحور الجين المتحول هو نفسه. بعض الطفرات ، عندما ...

... التأكيد على أهمية التكرار. تكرار يشير إلى قدرة الجزيئات مثل الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) على نسخ نفسها بدقة ، في حين التكاثر يشير إلى الزيادة في عدد الكائنات الحية من خلال الأفعال التي تجعل فردًا جديدًا من والديه أو والديه. في أي كائن حي ، جهد بيولوجي هائل ...

... العمليات في غياب التكرار تؤدي إلى أنواع التعقيد التي تميز تكاثر النظم البيولوجية ، ومع ذلك ، يمكن تفسيرها على أنها وسيلة ديناميكية حرارية فعالة بشكل خاص لانهيار التدرج - نوع من "النار" الخاصة بطيئة الاحتراق. على أي حال ، من الواضح أن الكثير من تعقيد الحياة على الأرض ...

... دور رئيسي في تكرار جزيء الحمض النووي. يصنع كل حلزون نسخة متطابقة من الآخر من كتل البناء الجزيئية في الخلية. يتم التوسط في أحداث تكرار الحمض النووي هذه بواسطة إنزيمات تسمى بوليميرات الحمض النووي. بمساعدة الإنزيمات ، يمكن إنتاج الحمض النووي في المختبر.

... أصل الحياة ، لا يمكن أن يكون جهاز النسخ والنسخ المعقد هذا قيد التشغيل. مشكلة أساسية في أصل الحياة هي مسألة أصل والتطور المبكر للشفرة الجينية.

Nucleic acids

تكرار الحمض النووي هو عملية شبه تحفظية يتم فيها فصل الخيطين وتكوين خيوط تكميلية جديدة بشكل مستقل ، مما ينتج عنه نسختان محددتان من جزيء الحمض النووي الأصلي. وبالتالي تحتوي كل نسخة على خيط واحد مشتق من الأصل ...

مستوى التكاثر

يتم تخزين الخصائص التي يرثها الكائن الحي إلى حد كبير في الخلايا كمعلومات وراثية في جزيئات طويلة جدًا من الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA). في عام 1953 ، ثبت أن جزيئات الحمض النووي تتكون من خيطين متكاملين ، يمكن لكل منهما أن يصنع نسخًا من الآخر. ...

الفيروسات

... الخطوات الأساسية في دورة تكاثر الفيروس من أجل منع الفيروس: (1) ارتباط الفيروس واختراقه في الخلية المضيفة ، (2) إزالة غلاف الفيروس (على سبيل المثال ، إزالة سطح البروتين وإطلاق الحمض النووي الفيروسي أو RNA) ، (3) توليف مكونات فيروسية جديدة بواسطة ...

... دورة العدوى هي التكاثر (تكاثر الجينوم الأبوي لصنع جينومات النسل). الخطوة السادسة هي تجميع جينومات النسل التي تم نسخها حديثًا ببروتينات هيكلية لتكوين فيروسات ذرية مكتملة التكوين. الخطوة السابعة والأخيرة هي إطلاق virions عن طريق تحلل ...


شاهد الفيديو: لأول مرة شاهدوا كيف تتم عملية تزاوج الحيوانات! (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Sheron

    أقبل عن طيب خاطر. في رأيي ، إنه سؤال مثير للاهتمام ، سأشارك في المناقشة.معا نستطيع أن نتوصل إلى الإجابة الصحيحة. أنا مطمئن.

  2. Rollan

    مرحبا)) ابتسم منهم

  3. Malaktilar

    حق! متفق!

  4. Volar

    هذا الرأي القيمة

  5. Salkis

    لافت للنظر



اكتب رسالة