DNA Replication Bozeman Science Arabic English (auto-generated)

DNA ReplicationYouTube↗ IA↗(long shot)
Education 1.1M views 8.2K likes 232 dislikes 07 Apr 2012

Bozeman Science 1.4M subscribers N/A YouTube↗

مرحبا. انها السيد أندرسون وفي هذا المقطع التعليمي سأتكلم عن تضاعف الـDNA

hi it's mr. Andersen and in this podcast I'm going to talk about DNA replication

هذه هي العملية التي يعمل فيها الـDNA نسخة من نفسه . لماذا هو مهم؟ حسنا هذا

that's the process by which DNA makes a copy of itself why is that important

هنا بيضة قد خُصِبت من قبل الحيوانات المنوية. وهذا يعني أنه على وشك أن تصبح البيضة الملقحة.

well this right here is an egg being fertilized by a sperm that means it's about to become as I go it'll divide

انها سوف تنقسم من خلال الانقسام الاعتيادي لخلق الجنين في نهاية المطاف، والجنين في نهاية المطاف يخلق

through mitosis to eventually create an embryo of foetus and eventually create a

الإنسان. وأن الإنسان سيكون لديه المليارات والتريليونات من الخلايا. وعلينا أن نتأكد

human and that human is going to have billions and trillions of cells and we

من أن كل من تلك الخلايا لديها نفس الحمض النووي بالضبط الذي كان في تلك الخلية الأصلية.

have to make sure that each of those cells has the same exact DNA that was in

ونحن نفعل ذلك من خلال عملية تضاعف الحمض النووي. إذا كان لنا أن نشير على وجه التحديد

that original cell and we do that through the process of DNA replication if we were to point specifically where

اين يحدث ذلك، حسنأ!. في الخلايا حقيقية النواة، مثل هذا الطفل الصغير هنا، أن دورة الخلية

that occurs well in eukaryotic cells like this little baby here that cell

في الأساس هي، المرحلة G1 حيث أنها تنمو. المرحلة S حيث أننا نسخ كل

cycle basically is remember the g1 phase where it grows the S phase where we copy

الحمض النووي. المرحلة G2 حيث يستمر النمو. لذلك هذه العملية برمتها هنا

all the DNA the g2 phase where it continues to grow so this whole process

تسمى الطور البيني. ونحن لدينا الانقسام الاعتيادي حيث نذهب من خلال الطور التمهيدي، الطور الاستوائي، الطور الانفصالي،

right here is called interphase we then have mitosis where we go through prophase metaphase anaphase telophase

الطور النهائي، الانقسام السيتوبلازمي. ولكن هنا علينا التأكد ان في تلك المرحلة S

cytokinesis but right here we have to

قمنا بنسخ كل الحمض النووي. الآن الانقسام الخيطي غير موجود في بدائيات النوى. ولكن ستقوم بـ

make sure during that S phase that we copy all of the DNA now mitosis is not found in in prokaryotes but they're

استخدام عملية تسمى الانشطار الثنائي. وإذا نظرت هنا، هنا المنطقة النووية الخاصة بها

going to use a process called binary fission and if you look right here

وأنها سوف تنسخ الحمض النووي على أكمل وجه قبل أن تنقسم الى النصف. وهكذا في جميع أشكال الحياة على

here's their nucleoid region they'll copy their DNA perfectly before they split in half and so in all life on our

كوكبنا، تضاعف الحمض النووي هام جداً. وذلك أساسا عندما برزت

planet DNA replication is super important and so basically when they

بنية الحمض النووي، وجاء ثلاث نظريات حول الطريقة التي تنسخ نفسها بها

figured out the structure of DNA three theories came about as to how it actually makes copies of itself the

الأول هو شبه المحافظ و المحافظ والتشتت. واتسون وكريك في الواقع

first is semi conservative conservative and dispersive Watson and Crick actually

يعتقدون في هذا. انهم يعتقدون أن الحمض النووي سيؤدي الى انقسام في النصف. ثم ينسخ اشرطة جديدة

believed in this they believed that DNA would split in half and then you'd copy

على أي من الجانبين. ولكن كانت هناك علماء آخرين الذين يعتقدون في نظرية المحافظة التي

new strands on either side but there are other scientists who believe in a

الحمض النووي الاول يبقى سليماً وأنها نوع من يجعل نسخة من نفسها. وبعد ذلك البعض

conservative theory that that first DNA remains intact and it kind of makes a photocopy of itself and then some

يعتقدون أن هناك نوعا من مزيج من المحافظة وشبه المحافظة. أن

believe that there was kind of a combination of conservative and semi

ويجري تقسيم أجزاء منه بين الاثنين. وهذا كان علي القيام به مع، كانوا يعتقدون،

conservative that chunks of it were being split between the two and this had

البروتينات هيستون وكيفية التفاف الحمض النووي من حوله. وذلك أساسا كل شيء

to do with they thought the histone proteins and how the DNA wrapped around it and so basically the whole thing was

وقد برزت من خلال تجربة ميسلسون-ستال. أساسا كانو قد استخدموا اثنين

figured out through the meselson stall experiment basically what they used was

أنواع مختلفة من النيتروجين. جيد وقديم الاستخدام من النيتروحين المطحون 14. ثم النيتروجين

two different types of nitrogen good old run-of-the-mill nitrogen-14 and then

15. احد النظائر الاثقل من النيتروجين14. وذلك أساسا أنها ولدت مجموعة من الاشريشية القولونية

nitrogen 15 an isotope that's heavier than nitrogen 14 so basically they bred a bunch of e.coli on

على النيتروجين 15 حتى كل الحمضهم النووي كان النيتروجين 15. ثم تم وضعها على مرق

in 15 of their DNA was nitrogen 15 they then put them on a broth of nitrogen 14

من النيتروجين 14. والأساس في ذلك الجيل الأول إذا كان مقاوم للتغيير ،

and basically in that first generation if it would have been conservative we

لكان لدينا حزمة واحدة التي كانت ثقيلة تماما في هذا الخط N15. ثم

would have had one band that would have been totally heavy at this m15 line and

واحدة تلك التي كانت في N14. ولكن بدلا من ذلك حصلنا على هذا الكمية المتوسطة من الحمض النووي. وبعبارة أخرى

then one that was a 1014 but instead we got this intermediary amount of DNA in

كان مزيجا من الاثنين. ومن ثم من خلال جيل بعد جيل بعد جيل،

other words it was a mix of the two and then through generation after generation

أنهم كانوا قادرين على معرفة أن هذه هي الطريقة نسخ الحمض النووي نفسه. فإنه ينسخ نفسه semiconservatively.

after generation they were able to figure out that this is how DNA copies itself it copies itself semi

وللنظر في ذلك في تفصيل افضل قليلاً، وأساسا هنا هو الحمض النووي الخاص بك. انها

conservatively and so to look at that in a little better detail basically here is

الحلزون المزدوج. وسوف يُفك في الوسط. حتى تستطيع أن ترى انها تفك هنا.

your DNA it's a double helix it will unzip in the middle so you can see it's unwinding right here and then we're

ثم ونحن في طريقنا لإضافة اشرطة جديدة في كل جانب. حتى نبدأ في نهاية المطاف، عذراً

going to add new strands on either side so we eventually start with or excuse me

نبدأ مع شريط واحد وسوف ينتج في نهاية المطاف شريطين. كل من هذه

we start with one strand and we're going to end up with two strands each of these

الاشرطة مطابقة للشريط الاول. ولكل واحد منهم تحتوي نصف

strands are identical to that first strand and each of them are going to

من الحمض النووي الأصلي. و مرة أخرى انها شبه مفاومة للتغيير في الطبيعة. قبل أن نتحدث عن

contain half of that original DNA so again it's semi conservative in nature before we actually talk about the

عملية تضاعف الحمض النووي، يجب أن نتحدث عن الحمض النووي وأجزاء الحمض النووي. تذكر الحمض النووي

process of DNA replication we should talk about DNA in the parts of DNA

ستكون لدينا ثلاثة أجزاء لذلك. لديك أساسا ستكون لدينا السكر. والتي ستكون

remember DNA is going to have three parts to it you're basically going to

ديوكسيريبوز السكر هنا. ويمكنني أن اضع دائرة عليه. هذا سيكون لدينا السكر ديوكسيريبوز.

have a sugar that would be this deoxyribose sugar right here I could Circle it this is going to be our deoxyribose sugar you're going to have a

وهنا لدينا قاعدة النيتروجينية متصلة. ثم لدينا مجموعة الفوسفات

nitrogenous base attached to that and

وهكذا هناك ثلاثة أجزاء لكل النوكليوتيدات. مرة أخرى لدينا السكر و

then you're going to have a phosphate group and so there are three parts to every nucleotide again we've got a sugar

الفوسفات ثم قاعدة النيتروجينية. ولكن يمكن ان نرى ان هناك

and a phosphate and then a nitrogenous base but you can see that there's going

نيكلوتيدات آخرى هنا والنوكليوتيدات أخرى على وشك أن توجد هنا. لذلك اسمحوا لي تنظيف

to be another nucleotide right here and another nucleotide going to be found

سيأخذ قليلاً. لأنها مضادة موازية في الطبيعة. وبعبارة أخرى يعمل الحمض النووي بجانب

right here so let me clean that up a little bit because it's anti parallel in nature in other words DNA runs next to

بعضها البعض. لذلك فهي متوازية. لكنه عكسي التوازي في الطبيعة. وبعبارة أخرى الشريطين

each other so it's parallel but it's anti parallel in nature in other words

من الحمض النووي تكون فعلا في اتجاه متعاكس. وعندما أعني موجودة، أعني كيميائيا

the two strands of DNA are actually running in opposite direction and when I mean running I mean chemically running

موجودة في كلا الاتجاهين. وذلك أساسا كيف يمكننا معرفة أي طريق الذي يجري؟ حسناً

in either direction so basically how do we tell which way it's going well we do

نفعل ذلك استنادا إلى السكر. وحتى إذا نظرنا إلى هذا السكر هنا، وهذا السكر

that based on the sugar and so if we look at this sugar right here the sugar

وستكون لدينا الكربون هنا. لذلك نحن ندعو الكربون 1َ كربون.,وسيكون

is going to have a carbon here so we call that carbon the 1 prime carbon

لدينا الكربون هنا. وندعو ذلك 2َ كربون. انها ستكون لدينا الكربون

it's going to have a carbon right here and we call that the 2 prime carbon

هنا. ندعو ذلك 3َ كربون. وسيكون لدينا الكربون هنا يسمى

it's going to have a carbon right there we call that the 3 prime carbon it's going to have a carbon right there

4َ. وبعد ذلك سيكون لديك الكربون هنا. وهذا ما يسمى 5َ

called the four prime and it's going to have a carbon right here

. وذلك أساسا اذا نظرتم هنا أن كل شيء يجري، من دعونا

and that's called the 5-prime and so basically if you look here that whole thing is going to run from the let's

ننظر إلى هنا، 1َ،2َ،3َ نهاية. عفوا. اسمحوا لي أن أعود. لذا فهنا يجري من

look way down here 1 2 3 prime end up so let me go back so that's going to run

َ1، َ2، َ3 نهاية هنا على طول المسار حتى للنهاية 5َ هنا. لأن هنا

from the 1 2 3 prime end right here all the way up to the 5 prime end over here

5َ. إذا نظرنا على الجانب الآخر من الحمض النووي يمكن أن ترى انها تعمل عكس ذلك

because here's that 5 prime if we look on the other side of the DNA you can see

الاتجاه. من َ3 إلى 5َ. وهذا ما سيكون من المهم عندما ننظر

it's running the opposite direction from the 3 prime to the 5 prime and that's

في الحمض النووي وكيف ينسخ نفسه. وهكذا دعونا ننظر في ذلك. إذا نظرنا في الشريحة التالية،

going to be important when we look at DNA and how it copies itself so let's look at that if we look on the next slide in DNA replication there are tons

في تضاعف الحمض النووي هناك أطنان وأطنان وأطنان من الانزيمات التي تساعد بها.

and tons and tons of enzymes that are

انها وسيلة أكثر تعقيدا من هذا. ولكن من مستوى المخطط وهذا أمر جيد جدا. وذلك أساسا

helping out it's way more complex than this but from a diagram level this is pretty good so basically the DNA is

الحمض النووي ستكون حلزون مزدوج في هذا الاتجاه. ولكن لدينا هذا الإنزيم

going to be a double helix in this direction but we're going to have this

هنا. انه يدعى هيليكيز. وانها في الاساس يفك التفاف الحمض النووي. لذلك نحن

enzyme right here it's called helicase and it's basically going to unwind the

سنذهب من هذا الحلزون المزدوج لهذه الاشرطة المفردة من الحمض النووي على أي من الجانبين. هذه

DNA so we're going to go from this double helix to these single single strands of DNA on either side these

الاشرطة هي على وشك أن تثبت في مكانها وباستخدام هذه الإنزيمات. كنت تسمى البروتين المثبتة للشريط المفرد

strands are going to be held in place using these enzymes they're called

انهم اساسا سوف يثبت في مكانه. والآن لدينا

single strand binding proteins they're basically going to hold it in place and

الحمض النووي الغير ملتف. ويسمى هذا الإنزيم الكبير الذي يكون فائق الاهمية هنا بلمرة الحمض النووي واذا

so now we have that unwound DNA the big enzyme that's super-important in here is called DNA polymerase so if we look on

نظرنا في هذا الجانب، والحمض النووي بوليميريز سوف يذهب الى أسفل الحمض النووي وانها سوف تضيف

this side DNA polymerase is going to race down the DNA and it's going to add

النيوكليوتيدات جديدة على الجانب الآخر من الحمض النووي. وهنا الشريط الاصلي. ويمكنك

new nucleotides on the other side of the DNA so here's the original strand and

ان ترى أن الحمض النووي بوليميريز تم بالفعل هنا لأنه أضاف فشريط جديد في هذا الاتجاه.

you can see that DNA polymerase has already been here because it's added new strands in this direction now the trick

الآن الخدعة انه يمكننا أن نضيف فقط النيوكليوتيدات جديدة على النهاية 3 َ. نحن لا يمكن أن نضيفها

is that we can only add new nucleotides on the 3 prime end we can't add it on

على النهاية 5َ. وببساطة مرة أخرى. هنا في النهاية َ5. إذا اتبعنا هذا

the 5 prime end and so basically again so here's the 5 prime end if we follow

وصولا هنا يمكننا أن نضيف الحمض النووي في هذا الجانب، على النهاية َ3 وانها مجرد تسير

that right down here we can add DNA on this side on the 3 prime end and it's

على الحرير بسلاسة. وبعبارة أخرى هيليكيز يفك لفه. الحمض النووي بوليميريز يضيف الحروف

just going to go on silky-smooth in other words helicase unwinds it DNA polymerase adds the new letters and on

الجديدة. وعلى هذا الجانب يدعى الشريط الرئيسي. كل شيء سيكون

this side we call that the leading strand everything's going to be perfect

تاماً. وستتم هنا على أكمل وجه. ولكن المشكلة هي في وسعنا

it's just going to flow on there perfectly but the problem is since we

فقط إضافة الحمض النووي على النهاية َ3، ونحن لا يمكن إضافته هنا. لا يمكننا إضافته على النهاية َ5 '

can only add DNA on the 3 prime end we can't add it up here we can't add it on

وذلك ما تطورت هذه الطريقة هي أنيقة حقا يسمى الشريط المتخلف.

the 5 prime end over here and so what's evolved is this really elegant method called the lagging

حتى نتمكن من الانتهاء من الجانب الآخر. وهو شريط متخلف لأنه يميل إلى التخلف خلف

so we can finish out the other side and it's lagging strand because it tends to

الجانب الآخر. إذا كنت قد فعلت أي الخياطة، والتي لم أكن لديها، انها نوع من الخياطة الخلفية

lag behind the other side if you've done any sewing which I never have it's kind

وبعبارة أخرى وأنت تسير في هذا الاتجاه ولكن الخياطة بعكس

of like back stitching in other words you're going in this direction but your

المسار الذي تسير به. وببساطة هناك عدد من أجزاء مختلفة التي تم العثور عليها

back stitching the way as you go and so basically there are a number of

هنا. الشيء الأول الذي يتعين علينا القيام به هو وضع الشعيلة(الفتيلة). وهكذا هنا

different parts that are found in here first thing that we have to do is we have to put down a primer and so there's

ستكون الحمض النووي أو .عفوا، RNA primase. وprimase ستضيف الفتيلة

going to be DNA excuse me RNA primase and primase is

الشعيلة هو واحد فقط قليلا من الحمض النووي الريبي. لذلك سنقوم بإضافة قليلا من الحمض النووي الريبي اولاً. و

going to add down a primer primer is just one little bit of RNA so we'll add a little bit of an RNA first and after

بعد أن تمكنا من إضافة الشعيلة RNA، DNA بوليميراز ثم يمكن أن تذهب في هذا الاتجاه. ذلك مرة واحدة

we've added that RNA primer then DNA polymerase can go in this direction so

التمهيدي هو في مكان، وبعد ذلك يمكننا ان نسير في هذا الاتجاه. ونحن يمكن ان نسير في هذا الاتجاه.

once the primer is in place then we can run in that direction we can run in that

يمكن ان تبقى تعمل في هذا الاتجاه. ولذا فإننا سنقوم بوضع القليل من الحمض النووي الريبي لأسفل ثم

direction we can keep running in that direction so we've got to put a little

البلمرة DNA يذهب. للأسف لا يمكن توصيله هنا. لأننا قد حصلت ارتطام الحمض النووي

RNA down then DNA polymerase goes unfortunately it can't connect it here because we've got DNA bumping into RNA

في الحمض النووي الريبي. لذا سيكون هناك إنزيم آخر. ويسمى هذا الإنزيم، واسمحوا لي

and so there's going to be another enzyme and that enzyme is called let me

العثور عليه، يغاز الحمض النووي. وذلك أساسا ما يغاز الحمض النووي هو بصدد القيام به هو انه سيكون ل

find it DNA ligase and so basically what DNA ligase is going to do is it's going

يذهب بعد ذلك وتنظيف كل هذه التقاطعات الفوضويه هنا. وسيقوم بوضع الحمض النووي

to go after that it's going to clean up all these messy junctions here and it's

مباشرة عبر ذلك. وذلك أساسا أن الكثير من الاشياء يحدث. ماذا تفعل كل هذه؟

going to put DNA straight across it and so basically that's a lot of stuff going on what is all of that doing it's making

انها التأكد من أن الرسالة التي تم العثور عليها في الحمض النووي يتم نسخها إلى

sure that that message that was found in the DNA is copied to that two new

الشريطين الجديدين من الحمض النووي على أي من الجانبين. وهناك بعض أشرطة الفيديو من على موقع يوتيوب حول كيف

strands of DNA on either side there's some videos out on YouTube about how DNA

يعمل تضاعف الحمض النووي. وضعوا معا بعض الرسوم المتحركة الحاسوبية منه، وانها البرية.

replication works and they put together some computer animations of it and it's

أنها لا تبدو مثل هذا على الإطلاق. لديك الشريط المتخلف يعود على نفسه.

wild it doesn't look like this at all you have the lagging strand coming back upon itself so it's pretty amazing or

لذلك فمن مدهشا. أو هل يمكن حتى قراءة قصة أوكازاكي، الشخص الذي

you could even read the story of Okazaki

خطرت هذه الفكرة لكيفية عمل هذه قطع أوكازاكي. قصة رائعة أخرى.

the person who came up with this idea of how these Okazaki fragments work another

ولكن اوشكنا على النهاية، ذلك أساسا ما أريد أن أتحدث عنه هو أصول النسخ المتماثل

fascinating story but we got to finish and so basically what I want to talk about is origins of replication or where

أو اين يبدأ تضاعف الحمض النووي. حسناً!.في الحياة هناك نوعان الحياة. لدينا

DNA replication starts well in life there are basically two life types we've

بدائية النواة، والتي ستكون البكتيريا والعتيقة. ثم حقسقية النواة

got the prokaryotic switch is going to be the bacteria in the archaea and then

والتي ستكون مثلك. وإذا كنت بدائية النواة وأنت سيكون لديك

the eukaryotic sand that's going to be like you and if you're prokaryotic you're going to have a single loop of

حلقة واحدة من الحمض النووي. هذا هو في الواقع البلازميد ولكن يبدو بنفس الطريقة. لديك شريطاً من

DNA this is actually a plasmid but it looks the same way you have a strand of

الحمض النووي في حلقة تامة. وهكذا بالنسبة لهم يمكنهم ببساطة بدء نسخ على هذا الجانب.

DNA in a perfect loop and so for them they can just simply start copying it on

أصل التضاعف عند نقطة واحدة. وتنتقل حولها، وفي نهاية المطاف ما سوف

this side the origin of replication is at one point they move

يكون لدينا هو شريطين من الحمض النووي. انها سوف تكون نسخة طبق الأصل من ذلك. ومرة أخرى في الانقسام الثنائي

and eventually what they'll have is two strands of DNA it's going to be an exact copy of that and again in binary fission

تلك الخلايا تصبح مختلفة. ولكن فينا لدينا الحمض النووي الطويل جداً التي لدينا

those become different cells but in us we have such a long DNA that we have to

لتكون تناسب تماماً الكروموسوم مثل هذه الصورة هنا. وبعبارة أخرى

wad it up to even get it to fit in a chromosome like these pictured right

الحمض النووي الخاص، في الخلية سيكون مثل هذا الطويل. واذا كنا نريد أن نبدأ على جانب واحد

here in other words your DNA in a Cell is going to be like that long and so if we were to start on one side and start

وبدء نسخ ذلك، ان الامر سيستغرق الى الابد. وذلك أساسا ما يحدث هو أننا نعمل في

copying it it would take forever and so basically what happens is we work in two

اتجاهين. وذلك أساسا سوف يكون هناك موقع التضاعف حيث يبدأ من هنا.

directions so basically there will be a site of replication where it starts here

ولكن ونحن في طريقنا لأنها قد تتحرك في هذا الاتجاه والتحرك في هذا الاتجاه. و

but we're going to have it moving in this direction and moving in that

وذلك أساسا أن المخطط الذي عرضته عليكم للتو، وأعتقد أن هذا سيكون على صورة أفضل

direction and so basically that diagram that I just showed you I think this

منه. أن المخطط حيث كان لدينا الحمض النووي هنا. ومن ثم كان لدينا الاشرطة الجديدة من تلك الحمض النووي التي

would be a better picture of it that diagram where we had the DNA here and then we had those new strands of DNA

يجري تشكيلها. هذا من شأنه أن يكون واحدا من تلك نسميها شوكات التضاعف. ولكن هنا

that are being formed this would be one of those replication forks we call it

تكون شوكة تضاعف آخرى في الجانب الآخر. وأيضا في الخلايا حقيقية النواة سيكون لدينا عدة

but there'd be another replication fork at the other side and also in eukaryotic

مواقع أو أصول متعددة للتضاعف. لذلك سيكون لدينا واحد هنا. سيكون لدينا هنا.

cells we'll have multiple sites of or multiple origins of replication so we'll

سيكون لدينا واحد هنا. وبعبارة أخرى عندما نكون ننسخ الحمض النووي انها سوف تبدأ عملية النسخ

have one here we'll have one here we'll have one here in other words when we're copying the DNA it's going to start

في عدد من نقاط مختلفة. ومن ثم فإن تلك شوكات التضاعف ستتحرك نحو بعضها البعض

copying in another a bunch of different odd points and then those replication forks will move towards each other until

حتى يكون لدينا في نهاية المطاف شريطين من الحمض النووي. وهكذا مرة أخرى، تكرار الحمض النووي هام جداً جداً.

we eventually have two strands of DNA and so again DNA replication super

انها دقيقة بشكل لا يصدق. نادرا ما تخطئ. وآمل أن هذا كان مفيدا.

important it's incredibly accurate rarely makes mistakes and I hope that was helpful