فك شفرة تاريخ الحياة

Описание: 1. تمثيل العلاقات التطورية عبر الأشجار
• تُستخدم أشجار التطور لتمثيل العلاقات بين الكائنات؛ حيث تمثل العقد الخارجية (External nodes) الأنواع الحالية، بينما تمثل العقد الداخلية (Internal nodes) الأسلاف المنقرضة.
• يعبر طول الخطوط (الفروع) في الشجرة عن عدد التغيرات (الاستبدالات) في الأحماض الأمينية التي تفصل بين نوع والآخر.
• تتم معايرة هذه الأشجار باستخدام سجلات الحفريات لتحديد الزمن اللازم لتباعد الأنواع.
2. التطور الجزيئي وتتابعات البروتين
• تُعد تتابعات البروتين مصدراً غنياً للمعلومات حول وظيفة البروتين وتطور الحياة على الأرض.
• تتطور البروتينات بمعدلات مختلفة؛ فالبروتينات الكبيرة قد تظهر اختلافات بسيطة بين الأنواع القريبة، بينما قد تكون البروتينات الأصغر متطابقة في نفس الأنواع.
• التحليلات المتطورة التي تستخدم تتابعات بروتينات متعددة توفر صورة أدق وأكثر تفصيلاً للعلاقات التطورية مقارنة بالاعتماد على بروتين واحد [2، 14].
3. الخصائص الكيميائية والفيزيائية للأحماض الأمينية
• يتم تحديد الشحنة الكهربائية للأحماض الأمينية بناءً على العلاقة بين قيمة الـ pKa والـ pH للمحلول.
• نقطة التعادل الكهربائي (pI) هي الرقم الهيدروجيني الذي تكون عنده الشحنة الكلية للجزيء صفراً، ويكون الحمض الأميني في الغالب على هيئة Zwitterion.
• تؤثر قطبية مجموعات R وعدد المجموعات المتأينة بشكل مباشر على ذوبانية الببتيدات في الماء.
4. تقنيات تنقية وتوصيف البروتينات
• تعتمد طرق فصل وتطهير البروتينات على خصائصها الفيزيائية والكيميائية، ومن أهمها:
◦ الكروماتوغرافيا (Column Chromatography): مثل التبادل الأيوني (Ion-exchange) الذي يعتمد على الشحنة، والارتباط النوعي (Affinity)، وحجم الجزيئات (Size-exclusion) [6، 20، 33].
◦ التحليل الكهربائي (Electrophoresis): مثل استخدام SDS لفصل البروتينات بناءً على كتلتها.
◦ تحديد التتابع (Sequencing): باستخدام تقنيات مثل تدهور إدمان (Edman degradation) أو مطيافية الكتلة (Mass spectrometry) [7، 10].
5. مفاهيم هيكلية وتطورية رئيسية
• يتم تصنيف البروتينات ذات الأصل المشترك كـ بروتينات متجانسة (Homologous proteins)، وتشمل الأنواع الفرعية مثل Orthologs و Paralogs.
• تتدرج بنية البروتين من البنية الأولية (تتابع الأحماض الأمينية) وصولاً إلى البنية الرابعة (تجمع عدة سلاسل بولي ببتيد).

--------------------------------------------------------------------------------
التاجات: #التطور_الجزيئي #أشجار_التطور #تتابعات_البروتينات #تنقية_البروتينات #الأحماض_الأمينية #الكيمياء_الحيوية #البروتينات_المتجانسة