المكروبيولوجيا – علم الأحياء المجهرية 1 microbiology

بسم الله الرحمن الرحيم

المكروبيولوجيا – علم الأحياء المجهرية   1 microbiology

د.عمار شرقية

□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□

حتى العام 1955 كان هنالك اجماعٌ عام  بأن الإنسان يمتلك 24 زوجاً من الصبغيات( الكروموسومات) في خلاياه التناسلية (النطفة و البويضة)  على اعتبار أن الخلية التناسلية تحوي نصف عدد المورثات الموجودة في الخلية الاعتيادية الجسدية  أي  أن الخلية الجسدية عند الإنسان تحوي 48 كروموسوماً  و كان هذا الأمر يعتبر بمثابة حقيقةٍ علمية لا يرقى إليها الشك , إلا أنه في العام 1956 أثبت أحد الباحثين بأن الإنسان يمتلك 23  صبغياً و ليس 24 صبغياً , و المثير للسخرية أن المراجع العلمية التي ظهرت قبل العام 1955 كانت تضع صوراً للصبغيات يظهر فيها 23  كروموسوم فقط  بينما كان التعليق الذي يوضع تحت  تلك الصور يقول بأن الإنسان يمتلك 24 كروموسوم , وحتى إذا خطر لأحد الطلبة أن يقوم بعد الكروموسومات التي يراها أمامه في الصورة فإنه لن يجرؤ على القول بأن عددها 23 و ليس 24 , لأنه سيظن دائماً بأن هنالك في المسألة نقطةً ما لا يدركها إلى الطلبة الأذكياء و بالتالي فإنه سيجعل من نفسه أضحوكة , وفي الحقيقة فإن السبب الخفي وراء الزعم بأن الإنسان يمتلك  24 كروموسوم لم يكن سبباً بريئاً , بل إنه كان يتمثل في أن القردة بجميع أشكالها كالغوريلا و الشمبانزي  كلها تمتلك 24 صبغي و لذلك فإن تبني الطرح الذي يقول بأن أصل الإنسان قرد  كان يستدعي حتماً القول بأنه يمتلك كذلك 24  صبغياً شأنه شأن أبناء عمومته من القردة.

 

يحوي الجسم البشري على  مئة  ترليون خلية ( مليون مليون خلية) و تحوي كل خلية من هذه الخلايا على نواة و داخل كل نواة  هنالك نسختين كاملتين من المورثات ( الأولى من الأم بينما الثانية من الأب) بينما تحتوي الخلايا الجنسية أي البويضات و النطاف على نسخة واحدة من المورثات , أي ان الخلايا الجنسية تحوي نصف عدد المورثات الموجود في الخلايا الاعتيادية و يستثنى من ذلك خلايا الدم الحمراء ذلك ان خلية الدم الحمراء لا تحوي على نواة , كما أنها تحتوي فقط على نصف عدد المورثات الموجود في الخلية الاعتيادية.

تظهر الصفات المتنحية  عند الكائنات الحية عندما يرث الابن نسختين من المورث المتنحي أحدهما من الأب و الثانية من الأم.

□ لماذا تفقد كرية الدم الحمراء red blood cell   RBCs أنويتها  nucleus  عندما تصل إلى مرحلة النضج؟

إن غياب النواة nuclei  في خلايا الدم الحمراء  يمكن  خلية الدم الحمراء من أن تحمل مقداراً أكبر من   الهيموغلوبين  haemoglobin  و هذا يمكنها من حمل مقدارٍ أكبر من الأوكسجين  oxygen  , كما أن غياب النواة  يمنح خلية الدم الحمراء شكلها  المقعر من الجهتين bi-concave  وهو الأمر الذي يسهل عملية انتشار خلايا الدم الحمراء في الجسم  وهو الأمر الذي لن يكون ممكناً في حال امتلاك خلية الدم الحمراء لنواة.

عند بداية تشكل كريات الدم الحمراء erythrocytes في نقي العظم الأحمر red bone marrow فإن خلايا الدم الحمراء تكون ذات نوى nuclei  , غير أن  كريات الدم الحمراء تتخلص من أنويتها  عندما تدخل إلى مجرى الدم  -إن عملية تخلص كريات الدم الحمراء من أنويتها تعرف بعملية  القلع  enucleation  و هذه العملية يقتصر حدوثها فقط على الثدييات mammals بينما الكائنات الأخرى تحوي كريات دمها الحمراء على أنوية nuclei  غير أن الآلية التي تتم بها عملية القلع enucleation ما تزال آليةً مجهولة.

يفيد تخلص كريات الدم الحمراء من النواة  بعد دخولها إلى مجاري الدم في  توفير مساحة أكبر  للهيموغلوبين hemoglobin  الذي يحمل الأوكسجين مما يزيد من كمية الأوكسجين التي تستطيع خلايا الدم الحمراء نقلها.

إن كريات الدم الحمراء عند الثديات Mammalian erythrocytes  تكون على شكل أقراص  ثنائية التقعر biconcave disks أي على شكل أقراص مقعرة من الوجهين فهي إذاً عبارة عن أقراص مسطحة  و منخسفة في وسطها  و ليست على شكل كريات.

غير أنه عند مزدوجات الأظلاف artiodactyl  كالماشية و الغزلان فإن خلايا الدم الحمراء تكون ذات أشكال مختلفة فعند الإبل تكون خلايا الدم الحمراء بيضوية الشكل و ليست دائرية و نظراً لشكلها الدائري فإنها تستطيع التمدد إلى 240% من حجمها الحقيقي  بينما  خلايا الدم الحمراء عند الإنسان و بقية الحيوانات لا تستطيع أن تتمدد إلا إلى 150%  من حجمها الحقيقي  ( المرجع  : ناشونال جيوغرافيك 2014)  و هذا الأمر يمكن الناقة أو البعير من شرب  30 غالون من الماء  خلال 13  دقيقة  ليتخلص من حالة التجفاف dehydration على اعتبار أن البعير يقوم بتخزين الماء في خلايا الدم الحمراء .

إن حالة التجفاف تؤدي إلى أن يصبح الدم أكثر لزوجة كما انها تؤدي إلى تضيق الأوعية الدموية غير ان الشكل البيضاوي لخلايا الدم الحمراء عند الإبل تمكن  خلايا الدم الحمراء من التحرك بسهولة في الدم اللزج و في مجاري الدم الضيقة وهي التغيرات الفيزيولوجية التي تواكب عملية التجفاف.

■  أحياناً تظهر الصور المجهرية وجود  نقطة قاتمة في خلايا الدم الحمراء الخاصة بالإبل وهذه النقطة ليست نواة كما يتصور البعض و إنما هي عبارة عن أنيبيبات  microtubules

(أنابيب مجهرية)

Nucleated = ذو نواة

Anucleate = عديم النواة

■ تداخل الحمض النووي  آر إن إي ( RNA interference (RNAi  : عملية حيوية  تقوم خلالها جزيئات الحمض النووي RNA  بتثبيط  أو تحييد مورثٍ ما  .

تعرف هذه العملية بتسمياتٍ أخرى مثل  ” إسكات المورث فيما بعد عملية الاستنساخ ”  post-transcriptional gene silencing (PTGS  أو إسكات المورث التالي لعملية الاستنساخ  و ببساطة فإن عملية تداخل الحمض النووي RNA interference (RNAi)  هي عملية حيوية تقوم خلالها جزيئات الحمض النووي RNA  بمنع  ترجمة مورث معين إلى أوامر تنفيذية .

 

■ التطبيقات العملية لعملية تداخل الحمض النووي آر إن إي RNA interference- RNAi:

تم استخدام  تقنية  تداخل الحمض النووي آر إن إي في مجال الزراعة لإسكات المورثات التي تنتج صفاتٍ فير مرغوبٍ فيها  و على سبيل المثال لا الحصر فقد استخدمت هذه التقنية في إنتاج  تبغٍ خالي من النيكوتين  nicotine-free tobacco  عن طريق إسكات المورث المسئول عن إنتاج النيكوتين  و إنتاج قهوة منزوعة الكافايين decaffeinated coffee  عن طريق إخراس المورث المنتج للكافايين   و إنتاج محاصيل ضعيفة التأريج  hypoallergenic  , أي إنتاج محاصيل تسبب القليل من التحسس عن طريق إسكات المورثات المنتجة للمركبات المحدثة للتحسس و كما استخدمت هذه التقنية في إنتاج   تفاح القطب المعدل وراثياً  genetically-engineered Arctic apples  حيث تتميز ثمار هذا التفاح بأن لونها لا يتغير بعد قطعها و تعرضها للهواء و قد تم إنتاج هذا التفاح باستخدام تقنية  تداخل الحمض النووي آر إن إي RNAi  حيث أدى استخدام هذه التقنية إلى إسكات و تحييد  المورث المسئول عن إنتاج إنزيم البوليفينول أوكسيداز  PPO -polyphenol oxidase   ( اكسيداز البوليفينول) وهو الإنزيم الذي يتسبب في أكسدة ثمار التفاح و تغير لونها بعد أن تقطع و تتعرض للهواء , كما يجري العمل على استخدام هذه  التقنية لإسكات و تحييد المورث المسئول  عن إنتاج  مركب  الجوسيبول  gossypol  السام  الموجود في بذور القطن  و الجوسيبول عبارة عن صبغة فينولية سامة  toxic phenolic pigment C30H30O8  – اشتق اسم هذا المركب من كلمة  جوسيبيوم  Gossypium  وهي الاسم العلمي لنوع  نبات القطن الذي ينتمي للعائلة الخبازية Malvaceae ( عائلة الخبازي ) و هذا المركب الذي يستخرج من بذور القطن يستخدم في الصين  كمانع إنجاب عند الذكور يعطى عن طريق الفم male oral contraceptive  حيث يعطي هذا المركب مفعولاً مماثلاً لمفعول حبوب منع الحمل التي تعطى للإناث  , غير أن مركب الجوسيبول يلعب دوراً كبيراً  في حماية نبات القطن من الحشرات , كما تجرى محاولات لإسكات و تحييد المورث المسئول عن إنتاج مركب الينامارين   linamarin وهو مركبٌ منتجٌ  للسيانيد  cyanogenic  في نبات الكاسافا  cassava وهذه المنتجات الزراعية المعدلة وراثياً ستجد طريقها قريباً إلى الأسواق.

 

 

 

■  عرفت الهند و الصين  التلقيح ضد الأمراض قبل أوروبا بمئات السنين , كما أن العثمانيين سبقوا أوروبا في استخدام التلقيح ضد الأمراض , حيث أدخلت التلقيح إلى بريطانيا في بدايات القرن الثامن عشر الليدي   ماري ورتلي مونتاجيو Lady Mary Wortley Montagu زوجة سفير إنكلترا في القسطنطينية  ( عاصمة الدولة العثمانية)  إدوارد  ورتلي مونتاجيو  حيث كان التطعيم ضد الجدري يمارس في الدولة العثمانية  قبل أن تعرفه أوروبا و وبناءً على تعليمات الليدي  مونتاجيو قام طبيب  العائلة  تشارلز ميتلاند    بتعلم التطعيم من ممارسي المهنة في الدولة العثمانية  و بعد ذلك قام هذا الطبيب بتطعيم ابنها  إدوارد و ابنتها   ماري  و هو الأمر الذي حصنهما من الاصابة بالجدري خصوصاً بعد أن قتل الجدري شقيقها و بعد أن أصابها الجدري و شوه وجهها  .

قامت الحكومة البريطانية  بعد ذلك بتجربة التطعيم على بعض السجناء   في سجن نيوغيت  و بعض الأيتام  من ميتم القديس  جيمس و ومن ثم منح الملك جورج الأول موافقته على الشروع في عملية التطعيم.

 

 

 

■ هنالك نحو 70 الف مورث ( جين) في الجينوم  Genome  البشري .

تتألف الشيفرة البشرية الوراثية من مليار  كلمة تكون جميعها محفوظة في نواة الخلية التي لا ترى بالعين المجردة .

تكتب جميع  الكلمات المؤلفة للشيفرة الوراثية  بأربعة احرفٍ أو أربعة جزيئاتٍ فقط   هي T-G-C-A  .

T  =   ثيمين   thymin

A =  أدينين adenine

C = سيتوسين  cytosine

G =  غوانين  guanine

 

 

في أي الاتجاهات تقرأ الشيفرة الوراثية؟

هنالك أ جزاء من الشيفرة الوراثية تقرأ من الجهة اليمنى إلى الجهة اليسرى  , غير أن هنالك أجزاءٌ اخرى منها تقرأ بشكلٍ معاكس من الجهة اليمنى إلى الجهة اليسرى .

 

■تذكر دائماً :

□ يدخل سكر الريبوز الخماسي Ribose ( السكر  الذي يحوي خمس ذرات من الكربون) Five-carbon sugar في تكوين الحمض النووي آر إن إي the nucleic acids RNA.

□ يدخل سكر الريبوز الخماسي المنزوع الأوكسجين ( دي أوكسي ريبوز) في تكوين الحمض النووي دي إن إي  the nucleic acids DNA.

 

□ سكر ( الدي أوكسي ريبوز) Deoxyribose  : ( تذكر دائماً ) دعي هذا السكر بهذا الاسم ( دي أوكسي ريبوز) لأن هنالك ذرة أوكسجين مفقودة فيه , أي أن هنالك ذرة أوكسجين موجودة في جزيء  سكر  الريبوز  غير موجودة في جزيء سكر   الدي أوكسي ريبوز .

Deoxyribose

□ الدي اوكسي ريبوز Deoxyribose (الريبوز المنقوص الأوكسجين أو الريبوز المنزوع الأوكسجين) أو السكر المنقوص الأوكسجين Deoxy sugar  , وهو عبارة عن سكر فاقد للأوكسجين حيث حل في هذا السكر عنصر الهيدروجين hydrogen (H  مكان  مجموعة الهيدروكسيل hydroxyl group (OH)   وهو الأمر الذي أدى فقدان هذا المركب لذرة الأوكسجين.

□ يدخل  الريبوز المنقوص الأوكسجين  Deoxyribose  أو السكر المنزوع الأوكسجين في تركيب  النوكليوتيدات nucleotides  التي تدخل في صناعة   الحمض النووي دي إن إي  DNA.

 

■ يوجد الحمض النووي الريبوزي  RNA  في كلٍ من النواة و السيتوبلاسم .

■ لا نجد الحمض النووي الدي أوكسي ريبوزي إلا في النواة فقط.

□ الحمض  النووي الريبوزي RNA متحرك ولذلك فإننا نجده في كلٍٍ من نواة الخلية و السيتوبلاسم بينما الحمض النووي  الدي أوكسي ريبوزي  DNA  فإنه  حمضٌ نووي ٌ ثابت لا نجده إلا في نواة الخلية.

 

 

□ ماهو الجينوم  genome :

الجينوم هو مجموع  المورثات في الكائن الحي   أو هو  الشيفرة الوراثية الكاملة للكائن الحي  وهي التي توجد بصيغة  الحمض النووي DNA  في النباتات و الحيوانات و الإنسان و البكتيريا أو التي تتوضع  بصيغة  الحمض النووي  RNA  في فيروسات RNA .

الجينوم هو سلسلة DNA الكاملة  في الكائن الحي ( بكتيريا , فطريات , نبات, حيوان, إنسان) و التي تختزن بها المعلومات الوراثية الكاملة أو الشيفرة الوراثية الكاملة للكائن الحي .

أو هي  سلسلة الحمض النووي RNA الكاملة في فيروسات RNA  و التي تختزن بها المعلومات الوراثية الكاملة أو الشيفرة الوراثية الكاملة  لفيروس RNA  ( الفيروس الذي لا يمتلك إلا الحمض النووي RNA  ولا يمتلك الحمض النووي DNA .

 

بإمكان المورثات أن تضاعف نفسها و أن تقرأ نفسها و تدعى عملية القراءة بعملية الترجمة  أما عملية التضاعف أو التزاوج فإنها تتم من خلال ميل  جزيء الأدنين A إلى الانجذاب نحو جزيء الثيمين  T و من خلال انجذاب جزيء الغوانين G  نحو جزيء السيتوسين C و بهذه الطريقة  تلتصق سلسلتين من الدي إن إي DNA  مع بعضهما البعض  عن طريق التصاق تلك الجزيئات مع بعضها البعض.

و تتم عملية القراءة او الترجمة عن طريق استنساخ سلسلة من الحمض النووي الريبوزي   آر إن إي RNA بدلاً من استنساخ سلسلة من الحمض النووي دي إن إي DNA , و هنا لدينا ملاحظتين هامتين:

□ خلال عملية الاستنساخ يتم إنتاج نسخة أخرى من الحمض النووي DNA  بصيغة DNA كذلك  , أما خلال عملية  قراءة و ترجمة المورثات فإنه يتم إنتاج نسخة مؤقتة , و هذه النسخة المؤقتة لا تكون بصيغة الحمض النووي DNA و إنما تكون بصيغة  الحمض النووي RNA و تدعى هذه النسخة المؤقتة من الحمض النووي RNA  برسول آر إن إي   .

□ الاختلاف بين الحمض النووي DNA و الحمض النووي RNA  يتمثل في أن الحمض النووي RNA  لايحوي على جزيء الثايمين T  و بدلاً منه فإنه يحوي على جزيء اليوراسيل uracil -U .

يمكن أن يرتبط  جزيء اليوراسيل مع الأدينين  من خلال رابطي هيدروجين hydrogen bonds .

من النادر جداً أن نجد جزيء اليوراسيل في الحمض النووي DNA .

 

■ عند حدوث أي خطأ في عملية تضاعف المورثات و استنساخها فإن ذلك يؤدي إلى حدوث طفرة وراثية .

■ الشيفرة الوراثية هي لغة خطية تنتظم على خطٍ مستقيم و تقرأ بشكلٍ متتابع من اليمين إلى اليسار أو من اليسار إلى اليمين و لكن اللغة الوراثية تتألف فقط من اربعة أحرف أو أربعة جزيئات وهي T-G-C-A .

تتم ترجمة هذه الشيفرة الوراثية إلى أوامر تنفيذية من خلال استنساخ نسخة مؤقتة منها بصيغة الحمض النووي  RNA  ليصار إلى تطبيق و تفعيل الأوامر الموجودة في الشيفرة الوراثية عن طريق تشكيل البروتينات المختلفة.

□ إن الحمض النووي DNA  يعجز عن التعامل مع البروتين بلا وسيط و هذا الوسيط هو الحمض النووي الريبوزي RNA  , بمعنى أن الحمض النووي RNA  هو الوسيط ما بين الحمض النووي DNA و بين البروتين.

و بخلاف البروتينات و الحمض النووي DNA   الذين يعجزان عن استنساخ نفسيهما فإن الحمض النووي RNA يمتلك القدرة على استنساخ نفسه بنفسه , غير أن الحمض النووي RNA يتميز بعدم الاستقرار و عدم الثبات ذلك انه يتحلل خلال ساعاتٍ قليلة من تكونه وذلك بخلاف الحمض النووي DNA و البروتين الذين يتميزان بالاستقرار و الثبات.

 

ما هي الجينات ؟ إنها برمجيات و أدوات تقوم بتصنيع البروتينات و الأنزيمات التي  هي بدورها مكونة من البروتينات0

الجينات  عبارة عن برمجيات و أدوات تقوم بتصنيع البروتينات , و البروتينات  هي التي تقوم بكافة العمليات الحيوية في الجسم , ولابد عند صناعة كل بروتين من وجود الجين المناسب الذي هو عبارة عن برنامج تنفيذي يمكن الجسم من تصنيع ذلك البروتين عن طريق قراءة البرمجة الوراثية لذلك الجين .

■ عند إصابة البكتيريا بالحمض النووي DNA الخاص بفيروسٍ معين فإنها تقوم بقطع ذلك الحمض الخاص بالفيروس الذي أصابها و لتحقيق هذه الغاية فإن البكتيريا تستخدم إنزيماً خاصاً يدعى بإنزيم القطع , ويقوم أنزيم القطع هذا بقطع الحمض النووي الخاص بالفيروس الذي أصاب البكتيريا بشكل شديد الدقة و يمكن لإنزيم القطع هذا أن يقطع الحمض النووي DNA الخاص بالبشر كذلك.

■ عندما يتم استنساخ الحمض النووي DNA   على صورة RNA  فإن هنالك أجزاء من الشيفرة الوراثية يتم اقتطاعها و حذفها و تجاهلها بطريقة مذهلة و كأن هنالك أجزاء من الشيفرة الوراثية لا لزوم لها.

■ الحمض النووي DNA  عند الإنسان أكثر  (حجماً) بآلاف المرات من الحمض النووي الموجود عند البكتيريا و وهذا أمرٌ متوقع , ولكن الغريب ان الحمض النووي عند البرمائيات مثل   (السلمندر ) salamander و الضفادع  هو أكثر بعشرات المرات مما هو عليه عند الإنسان , غير أن زيادة كمية الشيفرة الوراثية عند  السلمندر و الضفدع  و الأسماك الرئوية هي عبارة عن زيادة كمية و ليست زيادةً نوعية  ذلك أن الشيفرة الوراثية  عند هذه الكائنات البرمائية تظهر بشكلٍ متكرر .

■ يحتاج الحمض النووي DNA  إلى أنزيمات خاصة حتى يستنسخ نفسه بينما لا يحتاج الحمض النووي RNA  لأية إنزيمات حتى يستنسخ نفسه فهو يمتلك القدرة على استنساخ نفسه دون الحاجة لأي وسيط.

■  يحوي الفيروس حمضاً نووياً واحداً فقط , إما الحمض النووي DNA أو الحمض النووي RNA  , وقد تم اكتشاف فيروسات لا تحوي أي حمضٍ نووي على الإطلاق , ذلك أن تلك الفيروسات تعتمد على البروتينات لتخزين شيفرتها الوراثية , أي أنها تستخدم البروتينات كوسيط لتخزين شيفرتها الوراثية.

■ إنزيم الاستنساخ العكسي : تعرفون بأن الحمض النووي DNA  يقوم بصناعة حمض RNA  الرسول , غير أنه من الممكن أحيانا أن يحدث العكس أي ً أن يقوم  الحمض النووي RNA  بصنع DNA , وذلك عن طريق إنزيم يعرف بإنزيم الاستنساخ العكسي و هذا الأمر يحدث عند مهاجمة بعض الفيروسات للخلية حيث يقوم هذا الإنزيم بصناعة شيفرة DNA من شيفرة RNA  الخاصة بالفيروس ومن ثم يقوم بدمجها مع الحمض النووي DNA الخاص بالعائل أي الخلية المصابة  و بعد ذلك فإن  الحمض النووي الخاص بالعائل الذي اندمجت به الشيفرة الوراثية الخاصة بالفيروس يقوم بدوره بصناعة نسخ RNA  تعود للفيروس و هذه النسخ الجديدة تقوم بمهاجمة  خلايا جديدة.

 

□ الفيروس الذي يقوم بعملية الاستنساخ العكسي لا يمتلك إلا حمضاً نووياً من النمط RNA و بالتالي فإن الشيفرة الوراثية الخاصة بهذا الفيروس تكون بصيغة RNA .

□ يقوم هذا الفيروس  بتحويل شيفرته الوراثية من النمط RNA إلى النمط DNA بالاستعانة بإنزيم خاص يدعى بإنزيم الاستنساخ العكسي –  دعي هذا الإنزيم بهذا الاسم لأنه يقوم بعملية معاكسة لما هو سائدٌ في الحياة حيث أنه يحول الشيفرة الوراثية  من  الصيغة RNA (الخاصة بالفيروس) إلى صيغة DNA .

□ يقوم الفيروس بدمج  الشيفرة الوراثية الخاصة بعد أن حولها إلى صيغة DNA  في الشيفرة الوراثية الخاصة بالخلية المصابة بالاستعانة بإنزيم يعرف بإنزيم الدمج .

□ في حال نجاح هذه العملية  فإن الخلية المصابة ستقوم بإنتاج خلايا مصابة بذلك الفيروس لأن الشيفرة الوراثية الخاصة بالفيروس قد أصبحت جزءاً من شيفرتها الوراثية .

□ في بعض الحالات تكتشف الخلية المصابة  الشيفرة الوراثية الدخيلة و بالتالي فإنها تقوم باستئصالها من شيفرتها الوراثية باستخدام إنزيم خاص يعرف بإنزيم القطع.

 

 

□ تلعب إنزيمات الاستنساخ العكسي دوراً في الإصابة  بالسرطان  وذلك عندما تقوم هذه الإنزيمات بتشويه و تعديل بعض المورثات البشرية و من ثم تقوم مجدداً بلصقها بالشيفرة الوراثية  للحمض النووي DNA  وهذا الأمر يؤدي إلى قيام الخلية المصابة ( التي تم العبث بشيفرتها الوراثية) بإنتاج أورامٍ سرطانية.

 

 

□ هنالك المليارات من شيفرات الحمض النووي DNA  الوراثية التي لا تؤدي أي مهمة و لا تحمل أي معنى و التي يتم تجاهلها و لا يتم استنساخها .

■ في الأمراض المتنحية يجب أن تتوفر نسختين من  المورث المسئول عن الاصابة بالمرض , بمعنى أنه يتوجب أن يرث الجنين نسخة من مورث المرض من الأب و نسخة من مورث المرض من الأم حتى يصاب الجنين بذلك المرض الوراثي المتنحي.

وعلى سبيل المثال فإن شخصاً من بين كل  25 شخصاً يحملون مورثات داء التليف الكيسي cystic fibrosis  في بريطانيا و الولايات المتحدة و غير أن نسبة الاصابة الفعلية بهذا الداء هي إصابةٌ واحدة من بين كل 2500 شخص أي أقل بمئة مرة .

□ إن معدل انقسام و تكاثر الخلايا السرطانية يكون أسرع من معدل  انقسام و تكاثر الخلايا السليمة.

 

■ الحوسبة باستخدام الحمض النووي DNA computing :

الحوسبة بالاعتماد على الحمض النووي DNA  هي طريقة في تنفيذ أجهزة حواسيب تعتمد في عملها على الحمض النووي DNA  و البيولوجيا الجزيئية  molecular biology  بدلاً من  التقنية الاعتيادية المعتمدة على السيليكون silicon-based computer technologies  .

يمكن  لغرام واحد  من الحمض النووي DNA  بحجم  سنتي متر مكعب واحد أي بحجم حجر النرد أن يحتفظ بقدرٍ من البيانات يعادل ما يمكن حفظه على  ترليون  trillion  قرص مدمج  compact discs.

بدأ استخدام هذه التقنية  في العام 1994  .

 

 

■ الفيروسات :

لا تعتبر الفيروسات كائناتٍ حية .

□ توصف الفيروسات بانها كائناتٌ   إجبارية التطفل  لأنها لا تستطيع أن تعيش إلا متطفلةً على خلية حية سواءً أكانت خليةً حيوانية أو خلية حيوانية أو بكتيريا.

إما أن يمتلك الفيروس  الحمض النووي DNA  فيطلق عليه عندها فيروس DNA  و إما أن يمتلك الحمض النووي RNA  فيطلق عليه عندها فيروس RNA , ومن المستحيل أن يمتلك أي فيروس كلاً من هذين الحمضين النوويين .

 

□ تنتقل الفيروسات من خليةٍ لأخرى عن طريق المسام البينية  الموجودة بين الخلايا و التي تؤمن انتقال المواد الغذائية بين الخلايا المتجاورة.

□ تحمل الفيروسات نحو مئتي مورث على أكثر تقدير .

□ تمر الفيروسات من المرشحات التي لا تستطيع البكتيريا أن تمر من خلالها ذلك أن الفيروسات أصغر حجماً بمئة مرة على الأقل من البكتيريا .

□ يعتبر فيروس الإيدز من الفيروسات الانعكاسية  التي تقوم بتحويل الحمض النووي RNA إلى الحمض النووي DNA – علماً أن فيروس الإيدز هو من الفيروسات التي تحمل الحمض النووي RNA  فقط , أي أنه من فيروسات RNA , و كما هي حال فيروس الإيدز فإن  فيروس الحصبة ينتمي كذلك إلى طائفة فيروسات RNA  , أي الفيروسات التي لا تمتلك إلا الحمض النووي RNA  , بينما تنتمي فيروسات الجدري إلى طائفة فيروسات DNA الضخمة الحجم.

دعيت الفيروسات الانعكاسية او الفيروسات القهقرية  retroviruses  بهذه التسمية لأنها تمتلك إنزيماً خاصاً يدعى بإنزيم الاستنساخ العكسي  او  إنزيم المستنسخة العكسية reverse transcriptase  , و يقوم هذا الإنزيم بتحويل الحمض النووي  RNA  الخاص بالفيروس إلى الحمض النووي DNA , حيث يقوم الحمض النووي DNA  الذي صنعه الفيروس بمهاجمة الشيفرة الوراثية الخاصة بالخلية ثم يندمج بسلاسل الحمض النووي DNA الخاصة بالخلية مستعيناً على ذلك بإنزيم يدعى بإنزيم الاندماج أو إنزيم الاتحاد , و كلما انقسمت الخلية المصابة كان ناتج ذلك الانقسام خلايا مصابة بالفيروس إلى ما لا نهاية , غير أن الأمر لا يجري بالنسبة للفيروس المهاجم بتلك البساطة حيث تمتلك الخلايا الحية آليات تفحص عالية  الدقة للشيفرة الوراثية , كما تمتلك الخلية آليات تصحيح للأخطاء التي تقع في شيفرتها الوراثية , و عندما تفشل آليات التصحيح في تصحيح الخلل الواقع في الشيفرة الوراثية للخلية و عندما يكون الخلل الواقع في الشيفرة الوراثية فادحاً , عندها يتم تفعيل شيفرة خاصة تقوم بتدمير الخلية المصابة أو الخلية التي تعرضت شيفرتها الوراثية للتلف قبل أن تقوم تلك الخلية بالانقسام و التكاثر .

و بخلاف  الخلية فإن الفيروسات لا تمتلك أي آلية لمراقبة و تصحيح  الأخطاء الواقعة في شيفرتها الوراثية و لهذا السبب تكون الفيروسات معرضةً بشكلٍ كبيرٍ جداً للطفرات الوراثية و وهذه الطفرات الوراثية التي يتعرض لها الفيروس يمكن أن تكون مدمرةً للفيروس و من الممكن كذلك أن تحمل الفائدة له و ذلك عندما تمنحه إمكانيات جديدة مثل مقاومة مضادات الفيروسات او التمويه و تضليل الجهاز المناعي , و بتأثير هذه الطفرات الوراثية فإن فيروس الإيدز مثلاً يتطور سنوياً بمعدل   1% .

تمثل الفيروسات الانعكاسية أو الفيروسات القهقرية  retroviruses حالةً معاكسةً تماماً لجميع الكائنات الحية  ففي الكائنات الحية يقوم الحمض النووي DNA بتصنيع  الحمض النووي RNA  و الذي بدوره يقوم بتصنيع البروتين و بناء الأجسام الحية.

أما في حالة الفيروسات القهقرية فالأمر معكوسٌ تماماًً حيث أن تلك الفيروسات لا تمتلك إلا الحمض النووي RNA  و هذا الحمض النووي يقوم بتصنيع الحمض النووي DNA الذي يهاجم الشيفرة الوراثية للخلية و يندمج معه  ال DNA الخاص بالخلية باستخدام إنزيمات دمج خاصة بهذه الغاية  ليقوم الحمض النووي DNA المصاب بتصنيع حمض RNA مصاب.

تم اكتشاف إنزيم الاستنساخ العكسي في العام 1970 وهو الإنزيم الذي تستخدمه الفيروسات القهقرية في تحويل الحمض النووي RNA الخاص بها إلى الحمض النووي DNA لتقوم لاحقاً بإقحام  الحمض النووي DNA  الخاص بها في الشيفرة الوراثية للخلية.

□ هنالك أكثر من مليون و نصف مليون شخص مصاب بالإيدز في روسيا وفق أقل التقديرات , ومن المعتقد بأن نصف سكان الدول الغنية مصابين بالفيروسات المضخمة للخلية  cytomegalovirus  وهي إحدى فيروسات الهربس , ومن المعتقد بأن هنالك علاقة عضوية

ما بين هذا الفيروس و بين إصابة الشريان التاجي coronary artery  للقلب ذلك أنه يتم دائماً العثور على هذا الفيروس في الشرايين التاجية المصابة.

 

□ الفيروسات المضخمة للخلية cytomegalovirus  CMV : هي مجموعة من  فيروسات الهربس herpes viruses  التي تقوم بتضخيم الخلايا الظهارية epithelial cells  – تعتبر الفيروسات المضخمة للخلية  بمثابة عوامل اصابة انتهازية  opportunistic infectious ذلك أنها تنتهز فرصة اصابة الجسم بالحالات الكابتة للمناعة immunosuppressed  مثل مرض الإيدز AIDS .

تنتمي الفيروسات  المضخمة للخلية إلى طائفة الفيروسات  الحلئية  (الهربسية) Herpesviridae و يدعى الفيروس المضخم للخلية بالفيروس  الحلئي أو الفيروس الهربسي البشري الخامس Human herpesvirus 5 (HHV-5  – تهاجم الفيروسات المضخمة للخلية الغدد اللعابية salivary glands  .

 

□ يعتبر الفيروس المحاكي Mimivirus  من أضخم الفيروسات المعروفة و يمتلك هذا الفيروس أكثر من 500 مورث.

□ يحوي كل لتر من ماء البحار على مليارات الفيروسات حيث  يهاجم فيروس الورم الحليمي

papilloma virus  السلاحف البحرية , كما يهاجم  فيروس  متلازمة البقع البيضاء  maculae albidae  الجمبري  و يهاجم فيروس الإنفلونزا البشر و الفقمة و الطيور البحرية.

تقوم البكتيريا البحرية الزرقاء بتحويل قطاعاتٍ واسعة من مياه البحار و المحيطات إلى اللون الأزرق العميق و من الممكن مشاهدة تلك البقع الزرقاء من الأقمار الصناعية  غير أن الفيروسات البحرية سرعان ما تقوم بمهاجمة تلك البكتيريا الزرقاء و تقضي عليها  مما يؤدي إلى اختفاء تلك البقع الزرقاء من سطح البحار و المحيطات .

إن الفيروسات البحرية لا تقوم بقتل البكتيريا البحرية الزرقاء و حسب بل إنها تقوم بنقل الشيفرة الوراثية بين تلك البكتيريا أي انها تعمل كوسيط تزاوج بين تلك البكتيريا – كما أن تلك الفيروسات تقوم بنقل مورث   التركيب الضوئي التي تحملها تلك البكتيريا الزرقاء.

 

■ المنتسخة العكسية  Reverse transcriptase : في مجال الكيمياء الحيوية تطلق تسمية   المنتسخة العكسية   على الإنزيم الذي يقوم بتحويل الحمض النووي RNA  إلى الحمض النووي DNA  , أي أنه يقوم بتحويل الشيفرة الوراثية من صيغة  RNA إلى صيغة DNA  بشكلٍ معاكسٍ لما هو معهود في الكائنات الحية .

 

□  لا يستطيع الفيروس أن يصيب إلا الخلايا المتوافقة معه , أي الخلايا التي تحمل جزيء CD4 .

■ السي دي فور CD4 :  عبارة عن  بروتين سكري  glycoprotein  يتوضع بشكلٍ رئيسي على سطح الخلايا المناعية التائية T cells .

إن  جزيئات  السي دي فور  هي مستقبلات لفيروس قصور المناعة المكتسبة ( الإيدز) receptor HIV-1  و هذه المستقبلات تساعد فيروس الإيدز على اختراق الغشاء الخلوي للخلية.

 

■ الفيروسات و البكتيريا البحرية :

العاثيات البحرية Marine bacteriophages – marine phages  عبارة عن فيروسات  viruses , وكما هي حال بقية الفيروسات فإنها كائناتٌ إجبارية التطفل obligate parasitic

حيث تتطفل على بكتريا الزراقم  cyanobacteria  و غيرها من البكتيريا , كما أن هنالك فيروساتٍ أخرى تتطفل على تلك  البكتيريا البحرية.

□ في كل قطرة من مياه البحر يوجد  نحو عشر ملايين فيروس  غير أن معظم تلك الفيروسات هي من العاثيات  phages التي تتطفل على البكتيريا البحرية , و القليل جداً  من تلك الفيروسات تهاجم الكائنات البحرية أو البشر  , و العاثيات بالطبع هي الفيروسات المتخصصة في مهاجمة البكتيريا البحرية marine bacteria .

□ الزراقم Cyanobacteria  (البكتيريا الزرقاء) سيانو بكتيريا  – كلمة   سسيانوس cyanos هي كلمة إغريقية تعني ( أزرق) وهي شعبة من البكتيريا  تحصل على طاقتها  من خلال عملية التركيب الضوئي photosynthesis  و هذه البكتيريا تدعى أحياناً بالطحالب الخضراء المزرقة blue-green algae علماً أنه لا علاقة لهذه البكتيريا بالطحالب algae , كما أن جميع  الزراقم أو البكتيريا الزرقاء هي من حقيقيات النوى eukaryote .

وجدت مستحاثات  للزراقم (البكتيريا الزرقاء) Fossil traces of cyanobacteria  تعود إلى 3.8 بليون billion عام .

 

 

■ الفيروس و البكتيريا يتحالفان لإنقاذ  حشرة المن aphid من الدبور المتطفل parasitic wasp ( كيف تدافع البكتيريا و الفيروسات على حياة العائل) :

يهاجم دبور الأفيديوس إيرفي  Aphidius ervi    منة البازيلاء pea aphid   التي تحمل الاسم العلمي  أسيرثوسيفون  بيسوم  (Acyrthosiphon pisum) و يضع بيوضه داخلها لتقوم يرقاته larvae بافتراسها  من الداخل غير أن بعض حشرات المن تكون مصابةً بالبكتيريا الحامية guardian bacteria  و التي تحمل الاسم العلمي  هاميلتونيلا  ديفينسا   (Hamiltonella defensa)  حيث تقوم هذه البكتيريا المدافعة بتسميم يرقات الدبور .

غير أن البكتيريا المدافعة لا تستطيع  إنتاج السم أو الذيفان القاتل ليرقات الدبور مالم تكن هي ذاتها مصابةً بفيروس  من الفيروسات العاثية bacteriophage ( الفيروسات التي تهاجم البكتيريا)  يدعى بفيروس APSE و هي اختصار لعبارة  المعايش الداخلي الثانوي بيسوم  “A.pisum secondary endosymbiont” حيث ينتج هذا الفيروس ذيفانات أو سموم قاتلة تستهدف يرقات الدبور.

بدون هذه البكتيريا لا يستطيع هذا الفيروس أن يتطفل على حشرة المن و بدون الفيروس الذي تحمله البكتيريا  الحامية لا تستطيع تلك البكتيريا أن تنتج السم القاتل ليرقات الدبور  ( مع أنها تنتج سماً  و لكنه غير كافٍ لقتل يرقات الدبور مالم يتشارك مع السم الذي ينتجه الفيروس).

يهاجم هذا الدبور نحو  10%  من حشرات منة البازيلاء.

 

 

■ يعمل الفيروس المسبب  للرشح على تحفيز العطاس و سيلان الأنف بالسوائل المحملة بفيروسات العدوى كوسيلة من وسائل نشر العدوى الفيروسية بينما تتسبب الفيروسات التي تصيب الأمعاء في حدوث الإسهال المحمل بالفيروسات كوسيلة من وسائل نشر العدوى .

 

■تداخل الحمض النووي RNA interference :

■ تداخل الحمض النووي RNA interference  هي  آلية وقائية من الفيروسات عند النباتات و الحشرات و الحيوانات و الإنسان و هذه الآلية تعتمد على التداخل مع الشيفرة الوراثية الخاصة بالفيروس و مقاطعة عملها و ذلك بالاعتماد على شيفرات وراثية خاصة تدعى  بالحمض النووي RNA  المقاطع  , فعندما يصيب فيروسٌ ما خلية حية و يبدأ بالتلاعب بشيفرتها الوراثية لتقوم بتصنيع نسخٍ منه فإن  الحمض النووي RNA المقاطع يقوم بمقاطعة عمل الشيفرة الوراثية الخاصة بالفيروس و يمنع الحمض النووي RNA  الخاص بالفيروس من أن يقوم بتصنيع البروتينات داخل الخلية المصابة.

 

□ فيروس الهربس  هو من فيروسات DNA  وهو فيروسٌ كبير الحجم (كما هي العادة في فيروسات RNA ) .

□  يكمن فيروس الهربس البسيط داخل الخلايا العصبية , بينما يكمن  الفيروس المضخم للخلية  cytomegalovirus  في الخلايا الجذعية stem cell  لنخاع العظم .

■ في كل عام هنالك 2.5 مليون إصابة جديدة بفيروس الإيدز , كما أن هنالك مليوني حالة وفاة بسبب هذا الفيروس .

□ يتخفى فيروس الإيدز عن طريق الاندماج في الشيفرة الوراثية للعائل مختفياً على شكل  الحمض النووي DNA الخاص بالخلية المصابة , كما أنه يموه سطحه الخارجي حتى لا تتعرف خلايا المناعة التائية عليه.

□  يصيب فيروس الإيدز خلايا النمط CD4  وهي الخلايا المناعية المسئولة عن إدارة عمليات الاستجابة المناعية , غير أنه لا يمكن لفيروس الإيدز أن يصيب الخلايا التائية من النمط CD4 عند الفئران – حتى لو زرعت مستقبلات فيروسية من النمط CD4 و CD5  منزوعة من خلايا الإنسان المناعية التائية في الخلايا التائية المناعية للفئران فإن الفيروس يخفق في استنساخ نفسه.

.

□ تسبب فيروس الإيدز منذ اول ظهورٍ رسمي له في العام 1981  في مقتل 25 مليون شخص و في أيامنا هذه هنالك أكثر من 30 مليون شخص مصابين بهذا الفيروس.

■ عند دخول فيروس الإيدز إلى الجسد فإنه يصيب أولاً خلايا لانغرهانس  وهي عبارة عن نوعٍ من الخلايا البالعة الضخمة التي تقوم بابتلاع العوامل الممرضة , و على فكرة فإن الجزء الذي يتم اقتطاعه في عملية الختان يعرف بأنه يحوي تجمعاً هائلاً لخلايا لانغرهانس  التي تقوم بحماية مدخل الجهاز البولي  التناسلي , ولكن بوجود خلايا لانغرهانس في هذا الجزء من الجسد و هي الخلايا التي تجتذب و تستقطب فيروس الإيدز فإن هذا الجزء من الجسد أصبح يعتبر من أهم مداخل فيروس الإيدز إلى الجسد .

بعد إصابة الفيروس لخلايا لانغرهانس فإن خلايا لانغرهانس  Langerhans’ cells المصابة تحمل الفيروس إلى الغدد اللمفاوية التي تعتبر محطات لتجميع الخلايا المناعية التائية من النمط  سي دي فور   CD4  وهي خلايا طويلة العمر , وهذه الخلايا تصاب بدورها بفيروس الإيدز حيث تندمج شيفرته الوراثية مع شيفرة DNA الخاصة بتلك الخلايا , وبعد إصابة هذه الخلايا فإنها تنقل الإصابة إلى كافة أجزاء الجسد.

و لهذا السبب فإن الختان يقلل من احتمال الاصابة بالإيدز بنسبة تتراوح ما بين 40 و 80% .

■ يوصى بإعطاء الحوامل المصابات بفيروس الإيدز أو المعرضات للإصابة بذلك الفيروس

مضادات الفيروسات القهقرية  وذلك لمنع انتقال العدوى إلى الأجنة , وقد يكون هذا الاجراء فعالاً كذلك بالنسبة للأمهات المرضعات مع أنه يوصى بأن لا تقدم الأم المصابة على إرضاع طفلها.

 

□ إن معدل تدمير فيروس الإيدز للخلايا المناعية التائية  من النمط  سي دي فور  CD4  يفوق معدل تصنيع الجسم لهذه الخلايا , علماً أنه إذا انخفضت نسبة الخلايا المناعية التائية من النمط  سيدي فور   CD4 إلى ما دون 200 خلية في المليمتر المكعب الواحد من الدم فإن الجسم يعجز عن مقاومة العوامل الممرضة و لذلك فإن تلك العوامل الممرضة تنتهز تلك الفرصة لمهاجمة الجسم .

□ يشير اصفرار بياض العين و الجلد إلى الاصابة الشديدة في الكبد.

□ هنالك في العالم اليوم نحو 170 مصاب بفيروس الالتهاب الكبدي  سي  و و تحتل مصر المرتبة الأولى عالمياً في معدلات الاصابة بهذا الداء حيث يبلغ معدل الاصابة هناك نحو 20% .

■ فيروس  التهاب الكبد الوبائي من النمط سي هو من فيروسات RNA أي الفيروسات التي لا تمتلك إلا الحمض النووي RNA .

□ 3% من سكان العالم اليوم مصابين بفيروس الكبد الوبائي   سي .

□  يمكن أن تؤدي الاصابة بفيروس التهاب الكبد الوبائي إلى الاصابة بسرطان الكبد .

□ يبلغ عدد المصابين بفيروس التهاب الكبد الوبائي في العالم نحو 350 مليون شخص .

 

□ تمر الإصابة بفيروس الإيدز بثلاث مراحل وهي :

□ مرحلة الاصابة بالعدوى و تستمر لبضعة أشهر .

□ مرحلة انعدام الأعراض و تمتد هذه المرحلة ما بين خمسة أعوام و خمسة عشر عاماً .

□ مرحلة ظهور الأعراض .

 

■ الفيروسات المسببة للأورام :

□ هنالك علاقة عضوية ما بين 15%  من الأورام السرطانية و بين الفيروسات.

□ معظم الفيروسات المسببة للأورام المعروفة في أيامنا هذه هي من فيروسات DNA أي الفيروسات التي تحمل الحمض النووي DNA .

□ هنالك فيروسات مسببة للأورام السرطانية تحمل الحمض النووي RNA  مثل فيروس   ساركوم روس Rous sarcoma virus  وهي على الأغلب فيروسات قهقرية  retrovirus  , وهذه الفيروسات عندما تصيب خليةً سليمة فإنها  تستنسخ نسخة  DNA  من جينومها  أو شيفرتها الوراثية الكاملة و التي تكون بصيغة RNA ومن ثم تقوم بدمج  نسخة DNA التي استنسختها  مع الشيفرة الوراثية الخاصة بالخلية المصابة ( الخلية العائلة).

□ هنالك فيروسين من فيروسات الهربس  محدثين للأورام السرطانية  و هما فيروس إبشتاين بار    و فيروس الهربس المرتبط  بساركومة كابوسي  Kaposi’s sarcoma .

□ فيروسي الكبد  بي و سي  يتسببان في الإصابة  بسرطان الكبد .

■  بخلاف بقية فيروسات الاستنساخ العكسي أو ( الفيروسات القهقرية ) retrovirus  التي يتوضع جينومها  أو شيفرتها الوراثية على صورة الحمض النووي RNA  و التي تقوم عند إصابتها لخلية ما باستنساخ نسخة  من حمضها النووي على صورة DNA لتقوم بدمجها في الشيفرة الوراثية للخلية المصابة  فإن فيروس التهاب الكبد  بي  لا يقوم بدمج نسخة DNA  من شيفرته الوراثية مع الشيفرة الوراثية (جينوم) الخاصة بالخلية المصابة  أو الخلية العائلة.

□ مركب الأفلاتوكسين aflatoxin  الذي تنتجه الفطريات هو من المركبات المسرطنة و مركب  الأفلاتوكسين  هو  ذيفان فطري أو سمٌ فطري mycotoxin  نجده غالباً في المحاصيل الزراعية المختزنة  و تنتجه فطريات  الرشاشية  Aspergillus مثل فطريات الرشاشية   الصفراء  Aspergillus flavus  و الرشاشية المتطفلة  Aspergillus parasiticus  .

مركب الأفلاتوكسين هو مركبٌ سامٌ و مسرطن  carcinogenic  .

 

■ الثآليل و المسامير المؤلمة في القدمين سببها فيروس الورم الحليمي البشري  papilloma  , و تضم هذه العائلة نحو مئة نوع من الفيروسات بعضها محدثة للسرطان كتلك التي تصيب عنق الرحم.

■ يتم العثور على فيروسات الورم الحليمي في معظم الأورام السرطانية التي تصيب عنق الرحم  و بعض الأورام السرطانية الأخرى.

□ جينوم هذا الفيروس أو شيفرته الوراثية صغيرة الحجم حيث تحوي أقل من عشر مورثات أساسية.

□ تقوم بعض مورثات الفيروس   بمهمة حث الخلية المصابة على الانقسام , ولهذا السبب يكون معدل انقسام الخلايا المصابة بعدوى فيروس الورم الحليمي  papilloma  أسرع من معدل نمو الخلايا السليمة .

□ يتطلب تحول الورم الحميد إلى ورمٍ سرطاني خبيث عدة عوامل منها اتحاد الشيفرة الوراثية للفيروس مع  الشيفرة الوراثية للخلية المصابة , وهو أمرٌ نادر الحدوث في كلٍ من  فيروس الورم الحليمي و فيروس التهاب الكبد من النمط ب .

□ فيروس الجدري هو من فيروسات DNA  وهو يتميز بأنه ذو شيفرة وراثية ثابتة لم تتطور إلى سلالات جديدة.

□ سجلت آخر إصابتين بالجدري في بريطانيا في العام 1987  و وفي العام 1980  اعلن رسمياً القضاء على فيروس الجدري في العالم – الحالتين التين سجلتا في العام  1978 في بريطانيا كانتا من نصيب عاملتين في إحدى مختبرات البيولوجيا  وقد توفيت إحداهما و وبعد أن أشارت  التقارير إلى أن  إصابتهما نتجت عن فيروسات هاربة  نتيجة الاهمال في حفظ الفيروسات في ذلك المختبر أقدم مدير ذلك المختبر على الانتحار.

□  يهاجم فيروس الكلب  الدماغ محدثاً  حالة  تعرف بحالة   رهاب الماء aquaphobia  و بخلاف اللقاحات الأخرى التي تؤخذ قبل التعرض للإصابة فإن لقاح  الكلب يؤخذ بعد التعرض للعدوى أي انه يؤخذ بعد أن يتعرض الشخص لعضة كلبٍ مصاب و لذلك يدعى هذا اللقاح  باللقاح التالي للإصابة أو اللقاح العلاجي curative inoculation .

□ حالة رهاب الماء (الهيدروفوبيا) Hydrophobia : الخوف من الماء المصاحب لإصابة بداء الكلب rabies .

 

■ علينا الانتباه إلى أنه بمجرد أن يصيب أي فيروس شخصاً ما فإن ذلك الفيروس يقيم في ذلك الإنسان مدى الحياة .

■تتسبب لقاحات الجدري في إحداث حالة وفاة واحدة أو حالتي وفاة من كل مليون حالة تطعيم, كما تتسبب لقاحات الحصبة في إحداث حالة التهاب دماغ cephalitis بنسبة واحد بالمليون .

 

■ يمكن  في حالاتٍ قليلة أن يخضع فيروس شلل الأطفال الموجود في اللقاحات إلى طفرات وراثية يمكن أن تحوله من فيروس ضعيف واهن إلى فيروسٍ فعال قادرٍ بشكلٍ فعلي على إحداث الاصابة , ولهذا السبب يمكن أن يتسبب لقاح شلل الأطفال في إحداث حالة شلل أطفال فعلية بنسبة واحد بالمليون , أي أنه من بين كل مليون طفل يأخذون هذا اللقاح يمكن أن يصاب طفلٌ واحد بشلل الأطفال نتيجة أخذه للقاح .

إن الإصابات الفيروسية التي تحدث نتيجة فيروساتٍ طليقة تنخفض مقابل ارتفاع حالات الاصابة بشلل أطفال ناتجة عن فيروسات اللقاح ذاتها التي خضعت لطفراتٍ وراثية جعلتها قادرة بشكلٍ فعلي على إحداث الاصابة , لهذا السبب فإن إصابة أي طفل بشلل الأطفال بعد تعاطيه للقاح لا تعني بأن اللقاح لم يكن فعالاً و إنما تعني بأن اللقاح ذاته كان سبب الاصابة.

□ عقار  أسيكلوفير Aciclovir  كان اول عقارٍ مضاد للفيروسات , و كان هذا العقار يستخدم ضد فيروس الهربس  – يتنكر هذا العقار على شكل   نوكليوزيد nucleoside  و النوكليوزيد هو مادة البناء الأساسية التي يصنع منها جزيء الحمض النووي  DNA  – يمنع هذا العقار استنساخ 0 تضاعف) الحمض النووي  DNA الخاص بالفيروس.

تعمل العقاقير المضادة للفيروسات القهقرية بشكلٍ مشابهٍ لطريقة عمل عقار الأسيكلوفير  عن طريق تثبيط الإنزيمات الفيروسية مثل  إنزيم  الاستنساخ العكسي  و هو الإنزيم الذي يستنسخ  من الشيفرة الوراثية الخاصة بالفيروس القهقري و التي تكون بصورة الحمض النووي RNA  نسخة  بصيغة DNA  , كما ان هذه العقاقير تقوم بتثبيط إنزيم الدمج  وهو الإنزيم الذي يقوم بدمج شيفرة DNA  التي قام الفيروس باستنساخها  من شيفرته  في الشيفرة الوراثية  الخاصة بالخلية المصابة و هذه الشيفرة الوراثية تكون بصيغة DNA   و هنالك عقاقير تمنع دخول الفيروس إلى الخلية.

□ إنزيم  الاستنساخ العكسي  و هو الإنزيم الذي يستنسخ  نسخة  بصيغة DNA  من الشيفرة الوراثية الخاصة بالفيروس القهقري و التي تكون بصورة الحمض النووي RNA  .

□ إنزيم الدمج  وهو الإنزيم الذي يقوم بدمج شيفرة DNA  التي قام الفيروس باستنساخها  من شيفرته  في الشيفرة الوراثية  الخاصة بالخلية المصابة و هذه الشيفرة الوراثية تكون بصيغة DNA .

■ عقار الأسيكلوفير Aciclovir   : عقارٌ مضاد للفيروسات antiviral drugs يسوق تحت الاسم التجاري  زوفيراكس Zovirax®  يقال بأنه يتميز بقدرٍ منخفض من السمية للخلية cytotoxicity و هو مضادٌ اختياري selective إلى درجةٍ عالية و يتميز بطيف تأثيرٍ ضيق

narrow spectrum  حيث ان مفعوله يقتصر على عدة فيروسات و هذا العقار لا يمتلك فاعليةً تذكر ضد الفيروس البشري المضخم للخلية  human cytomegalovirus (CMV) , كما أن هذا العقار لا يمتلك القدرة على استئصال  فيروس  الهربس herpes الكامن    و لا يعطي نتائج مرضية في علاج الهربس التناسلي  genital herpes عند النساء .

 

□ يستخدم عقار  إنترفيرون الفا  a-interferon  في علاج حالات التهاب الكبد الفيروسية .

□ الإنترفيرونات ( Interferons (IFNs  : عبارة عن بروتينات طبيعية تفرزها خلايا جهاز المناعة immune systems في معظم الحيوانات  حيث تستخدم هذه المركبات كمضادات للعوامل الممرضة كالفيروسات و البكتيريا و الطفيليات و الخلايا الورمية  tumor cells – تنتمي الإتارفيرونات إلى طائفة  البروتينات السكرية glycoproteins  و التي تطلق عليها تسمية  الحرائك الخلوية cytokines  و تتميز هذه المركبات بوزنها الجزيئي molecular weight  المنخفض

□ يمكن للحشرات و الفيروسات أن تنقل العدوى الفيروسية من شخصٍ لآخر أو من حيوان لإنسان.

 

 

■ في القرن الثامن عشر قضى الجدري  على عائلة  ستيوارت  House of Stuart  البريطانية المالكة , كما قضى الجدري  على الإمبراطور  جوزيف الأول  إمبراطور المجر و ألمانيا و بوهيميا  , و لويس الخامس عشر ملك فرنسا  و لويس الأول  ملك إسبانيا و بطرس الثاني قيصر روسيا   و اولريكا  إيليونيرا   Ulrika Eleonora,   ملكة السويد.

□ قضى فيروس الجدري الذي أدخله الإسبان إلى أمريكا في القرن السادس عشر على معظم  السكان الأصليين .

□ قضت الحمى الصفراء yellow fever  على 40 الف جندي من جنود نابليون مما اضطره إلى بيع  لويزيانا  للولايات المتحدة  بسعر 15  الف دولار.

 

■ الفيروسات الجدرية Poxviruses  :

ينتمي فيروس الجدري إلى عائلة الفيروسات الجدري Poxviridae و يمكن لهذا الفيروس أن يصيب الكائنات الفقارية  vertebrate و الكائنات  اللافقارية  invertebrate  على حدٍ سواء .

فيروس الجدري هو من فيروسات  DNA التي لا تحمل إلا الحمض النووي DNA  و في هذا الفيروس تتوضع الشيفرة الوراثية على شكل شريط واحد  ذو طاقين أو ضفيرتين double-stranded  من الحمض النووي DNA.

 

■ اختفى فيروس الجدري الطليق من العالم و لم يتبقى منه إلا عينتين  محفوظتين : العينة الأولى في الولايات المتحدة أما العينة الثانية فقد كانت موجودةً في ما كان يعرف بالاتحاد السوفيتي و هذه العينة الثانية قد تعرضت للتبديل و السرقة بعد تفكك الاتحاد السوفييتي و انهياره .

يحتاج فيروس الجدري  poxvirus  إلى مدة حضانة تتراوح ما بين اسبوعين و ثلاثة أسابيع و لهذا السبب يمكن أن يغزو هذا الفيروس العالم قبل أن تظهر أعراض الاصابة به.

إن الاصابة بفيروس الجدري لا تتطلب توفر أعدادٍ و فيرةٍ منه كما هي الحال في بعض الفيروسات الأخرى إذ يكفي توفر فيروس جدري واحد أو فيروسين  حتى يصاب الشخص بالجدري .

إن عينة فيروسات الجدري التي سرقت و استبدلت من الاتحاد السوفييتي قد حدت بالكثير من الدول الثرية إلى تجهيز مخزونٍ ضخم من لقاح الجدري .

و في أيامنا هذه في حال تم  نشر عينة الجدري المسروقة تلك فإن هذا الفيروس سيقضي على ثلث سكان العالم و لن ينجو من الإصابة إلا الأشخاص الذين تلقوا لقاحاً ضد الجدري في  منتصف القرن الماضي .

■ تداخل الحمض النووي آر إن إي ( RNA interference (RNAi  : إحدى الوسائل الدفاعية التي تستخدمها الخلية لتعطيل  أو إسكات silencing  مورث ما  بصيغة الحمض النووي DNA  كأن يكون هذا المورث  مورثاً دخيلاً لفيروس , و اليوم تستخدم هذه الآلية في مجال الهندسة الوراثية  حيث يتم تعطيل أو إسكات مورثٍ ما لمعرفة وظيفة ذلك المورث.

■ إنزيم هاليكيس Helicase : إنزيم هاليكيس عبارة عن إنزيم enzyme  تتمثل مهمته في تفريق شريطي أو ضفيرتي الحمض النووي  DNA عن بعضهما البعض بشكلٍ مؤقت .

تحدث عملية  تداخل الحمض النووي  آر إن إي  RNA interference  خلال عملية الاستنساخ transcription و ليس خلال عملية  ترجمة المورث translation.

■ messenger RNA رسول آر إن إي

■ إسكات مورث Gene silencing

 

 

■ تحتل نيجيريا Nigeria المكانة الأولى عالمياً من حيث عدد المواليد المصابين بفيروس الإيدز.

■ و فقاً لخبراء مختصين فإن أعداد المصابين بفيروس الإيدز في روسيا هي بحدود مليون و نصف المليون مصاب بينما  أعلنت وزارة الصحة الروسية  في العام 2016 أن عدد المصابين بالإيدز  هو 850000   مصاب , و وفقاً لتقديرات الخبراء فإن نسبة المصابين بفيروس الإيدز في روسيا بين الأشخاص البالغين تبلغ  نحو 1%  , أي أن هنالك مصاباً بالإيدز بين كل مئة شخص روسي بالغ.

و وفقاً لتقارير الأمم المتحدة و منظمة الصحة العالمية فإن معدل انتشار فيروس الإيدز في روسيا هو الأعلى عالمياً .

في العام 2012     و فقاً لتقرير رسمي روسي صادر في الثاني و العشرين من شهر نوفمبر ( تشرين ثاني من العام 2012) فإن عدد المصابين  بالإيدز ممن  تم تشخيص إصابتهم و ممن يتلقون علاجاً بلغ  703,781  مصاباً  , وطبقاً لتصريح  فاديم بوكروفسكي  Vadim Pokrovskiy  من المركز الروسي الفيدرالي للإيدز Federal HIV Center في العام 2019  فإن عدد المصابين بالإيدز  سيصل إلى مليوني مصاب و أن الشريحة الأكثر إصابةً بهذا المرض هي شريحة الذكور الذين تتراوح أعمارهم مابين 30 و 34 عاماً بمعدل إصابة يبلغ    3%.

مقابل  1.5 %   إصابة  بين الإناث من الشريحة العمرية ذاتها.

تشير التقارير الصادرة في روسيا في العام 2014   إلى أن  57% من الإصابات وقعت نتيجة  تعاطي المخدرات  و أن 1% من الاصابات وقعت نتيجة الممارسات الجنسية المثلية  و أن  40% من الاصابات وقعت نتيجة الممارسات الجنسية  الغيرية.

و فقاً لميخائيل كازاتشيكين Michel Kazatchkine  مستشار برنامج الأمم المتحدة للإيدز UNAIDS – Joint United Nations Programme on HIV/AIDS   في أوروبا الشرقية و آسيا الوسطى  فإنه ما بين العام  2010 و 2015  فإن  80%  من الإصابات بالإيدز التي وقعت في أوروبا الشرقية و آسيا  الوسطى كانت من نصيب روسيا .

و في أواخر العام 2017 أعلنت وزارة الصحة الروسية بأن هنالك مليون مصاب بفيروس الإيدز في روسيا و أن ثلثهم فقط يتلقون العلاج بينما تشير التقارير إلى ان هنالك عدداً مماثلاً أي مليون آخرين لما يتم تشخيص الاصابة لديهم ولا يعلمون بأنهم مصابين بالإيدز.

 

□ من عوامل انتقال الفيروسات من الحيوان إلى الإنسان  عمليات نقل الأعضاء  من الخنازير إلى الإنسان حيث أن وجد بأن أنسجة كثيرٍ من البشر متوافقة مع أنسجة الخنازير  و بالتالي يمكن نقل أعضاء الخنازير إليهم.

■ الفيروسات الهاربة : في العام  1977 هرب أحد فيروسات الإنفلونزا  من أحد مختبرات  ما كان يعرف بالاتحاد السوفييتي  و قد تسبب هذا الفيروس الهارب في حدوث جائحة ( وباء) , كما هرب فيروس الجدري من مختبرات  جامعة  بيرمينغهام  البريطانية  في العام  1978  و تسبب في موت اثنتين من العاملتين و انتحار مدير المختبر بعد أن اتهمته بعض التقارير بالإهمال.

□ تستخدم الفيروسات المعدلة وراثياً في محاولات تصحيح  العيوب الوراثية عند المريض و تستخدم لهذه الغاية الفيروسات القهقرية  retrovirus  غير أن هذه الطريقة لا تخلو من المخاطر.

■ إن تراكم الطفرات الوراثية  في الشيفرة الوراثية (الجينوم) الخاص بالفيروس  يمكن ذلك الفيروس في النهاية من  اختراق جهاز المناعة.

■ قام مندل بتلقيح نباتي ذوي صفاتٍ وراثية متباينة تماماً و كان الهجين الناتج مماثلاً تماماً لأحد الأبوين ( الأب ذو الصفات السائدة) ينما اختفت تماماً صفات الأب الثاني اختفاءً ظاهرياً ( الأب ذو الصفات المتنحية) غير أن صفات النبات الابن المتنحية التي اختفت في الجيل الأول ( جيل الأبناء) عادت للظهور ثانيةً في الجيل الثاني ( جيل الأحفاد)  بنسبة الثلث  تقريباً ( واحد إلى ثلاثة) .

فإذا تم تهجين قطة  الأنغورا مع قطةٍ من نوعٍ آخر فإن الفراء المميز لهذه القطة سيختفي في الجيل الأول ( جيل الأبناء) و لكنه سيعود للظهور في الجيل الثاني ( جيل الأحفاد) .

□ مورجان : هو العالم الذي اشتقت من اسمه وحدة قياس للمسافات الجينية دعيت بالسنتي مورجان .

□ يتألف الحمض النووي DNA  من أربعة جزيئات وهي  الإدينين  A  و الغوانين G  و السيتوسين C  و الثيامين T  .

□ ينقل رسول RNA الأوامر التنفيذية  من الحمض النووي DNA  ليصار إلى تنفيذها.

تدعى عملية استنساخ نسخة RNA  تنفيذية من الحمض النووي DNA  بعملية النسخ , أما صناعة البروتينات وفقاً لمخططات الحمض النووي فتدعى بعملية الترجمة .

□ يقوم الحمض النووي DNA  بتصنيع الحمض الرسول RNA  و هذا الأخير هو الذي يقوم بتصنيع البروتين .

■ هنالك شكلين من أشكال الحمض النووي  دعي كل منهما وفقاً لنمط السكر الذي يرتبط به ذلك الحمض النووي :

□ النوع الأول  هو سكر الريبوز  ribose  : وهو  سكر خماسي pentose sugar  تتمثل أهميته  في أنه يدخل في تركيب  الحمض النووي الريبوزي ribonucleic acid.

كلمة بنتوز pentose ( خماسي) تشير إلى أي سكر  أحادي السكاريد  monosaccharide sugar   يحوي  كل جزيءٍ من جزيئاته على خمس ذرات كربون.

نجد البنتوز (السكر الخماسي) كمكون يدخل في  تركيب العديد من النيوكلوزيدات  nucleosides  وخصوصاً في الحمض النووي  RNA .

يشبه تركيب سكر الريبوز ( الخماسي) تركيب  سكر الريبوز المنزوع الأوكسجين deoxyribose و الذي يدخل في تركيب الحمض النووي DNA .

■أحياناً تعتمد البكتيريا على أنواع معينة من الفيروسات لتقوم بنقل مورثاتها .

□ في كل شريطٍ وراثي هنالك  شيفرة بدء  و شيفرة توقف (انتهاء) و هاتين الشيفرتين تحددان موضعي بداية و نهاية الشيفرة الوراثية.

و هنالك نوعٌ من الفيروسات يمتلك المقدرة على الالتحام بشرائط الحمض النووي  DNA  المقصوصة ومن ثم فإنه يدخلها إلى البكتيريا التي تتعامل مع تلك الأجزاء المقصوصة من الحمض النووي و التي ادخلها الفيروس إليها و كأنها الحمض النووي الخاص بها .

□ تحوي الفيروسات المسببة للإنفلونزا على نمطٍ واحد من الحمض النووي و هو النمط RNA ولا تحوي هذه الفيروسات على الحمض النووي DNA  .

□كما هي حال  الحمض النووي DNA فإن الحمض النووي RNA  يتألف من أربعة جزيئات.

□ داء الخلية المنجلية  Sickle-cell disease: عبارة عن اضطرابات وراثية genetic disorders  يحدثها الهيموغلوبين المنجلي  sickle hemoglobin (Hgb S)  – في هذا الداء غالباً ما يتشوه شكل خلايا الدم الحمراء وهو الأمر الذي يؤدي إلى عرقلة تدفق كريات الدم الحراء في الدم وهو الأمر الذي يتسبب في حدوث نقصٍ في التروية ( فقر دم موضعي ) او اسكيميا  ischemia  .

داء الخلية المنجلية هو مرضٌ مزمن chronic يتعرض المصاب به إلى نوباتٍ من الألم –ينتشر هذا الداء في المناطق ذاتها التي  تنتشر فيها الاصابة بالمالاريا  malaria.

□ تقي مورثات  الخلية المنجلية sickle cell  من الإصابة بالملاريا .

Sickle-cell disease

 

 

□ من الأمراض الوراثية الشائعة  مرض  التليف الكيسي cystic fibrosis  .

□ التليف الكيسي cystic fibrosis  : مرضٌ وراثي hereditary disease خطير غالباً ما يصيب الأطفال – ينتقل هذا المرض عن طريق  صبغي جسدي متنحي  autosomal recessive  لا جنسي  non-sex chromosome .

من أعراض الاصابة بهذا المرض :

نقص الإنزيمات البنكرياسية pancreatic enzymes .

صعوبة التنفس نظراً لتراكم  المخاط  في المجاري التنفسية.

فقدان الملح  بكميات كبيرة عن طريق التعرق.

■ يتم إرغام الخلية على استقبال حمض نووي DNA دخيل وذلك عن طريق كهربة جدارها وهو الأمر الذي يؤدي غلى ثقب جدار الخلية , و يمكن إدخال مورثٍ ما إلى خلية عن طريق  رجم الخلية بكرياتٍ فائقة الدقة محملة بالحمض النووي DNA الذي نريد ادخاله إلى تلك الخلية و من الممكن كذلك استخدام الفيروسات لإدخال المورثات البشرية إلى الخلية أو البكتيريا.

□ عندما تتحول الخلية السليمة إلى خليةٍ سرطانية فإن تغيراً يطرأ على سطح تلك الخلية المصابة مما يميزها عن الخلايا السليمة.

□ سرطان الثدي هو مرضٌ وراثي تسببه مورثات و ينتقل من جيلٍ لآخر.

 

■ الصبغي (الكروموسوم) Chromosome  : الحمض النووي DNA  الذي يحمل المعلومات الوراثية المتعلقة بالكائن الحي  يتوضع في صورة  جزيئاتٍ كبروية   macromolecule  تدعى بالصبغيات أو الكروموسومات  .

اتت  التسمية  (كروموسوم ) من كلمتين يونانيتين و هما كلمة  (كروما) و تعني  ( اللون ) و كلمة   (سوم ) و تعني  ( جسم ) .

في حقيقيات النواة  eukaryotes  يتوضع الحمض النووي  DNA  داخل النواة nucleus .

□  يحتوي القيح أو الصديد على أعداد هائلة من كريات الدم البيضاء و هذه الكريات البيضاء هي التي تكسب  القيح لونه الأبيض المميز.

 

تم بعون الله وحده

د.عمار شرقية

 

 

 

plant.kingdom1111@gmail.com

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

شعار وردبرس.كوم

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   /  تغيير )

Google photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google. تسجيل خروج   /  تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   /  تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   /  تغيير )

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.