علم الاحياء***************
علم اﻷحياء او البيولوجيا (بالانجليزية: Biology) (من اليونانية،
Bios تعني الحياة و Logos تعني المقاله او الدراسة) هو علم دراسه الحياة و الكائنات الحيه من حيث بنيتها،
و طبيعتها،
و صفاتها،
و نوعياتها،
و القوانين التي تحكم طرق عيشها و تطورها و تفاعلها مع و سطها الطبيعي.و علم اﻷحياء و اسع جدا جدا و ينقسم لعده فروع من اهمها علم الكائنات المجهريه و علم الحيوان و علم النبات و ايضا علم و ضائف اﻷعضاء و الكيمياء الحيوية و علم البيئة.
و مع ترقى ذلك العلم،
منذ القرن التاسع عشر،
صار ذات صلات و ثيقه بالعلوم اخرى،
النظريه منها و التطبيقية،
مثل الطب و الصيدله و مجالات تقنيه ثانية تلبى احتياجات الانسان الضرورية و المستمرة.
و كذا صرنا اليوم لا نتحدث عن علم بل علوم الحياة (بالانجليزية: Life Sciences).يتعاملعلم الاحياء مع دراسه كافه اشكال الحياة .
حيث يهتم بخصائص المتعضيات الحيه و تصنيفها و سلوكها ،
كما يدرس طريقة ظهور هذي الانواع الى الوجود و العلاقات المتبادله بين بعضها البعض و بينها و بين بيئتها .
لذا فان علم الاحياء يحتضن داخلة الكثير من التخصصات و الفروع العلميه المستقله .
لكنها جميعا تجتمع فعلاقتها بالكائنات الحيه (ظاهره الحياة) على مجال و اسع من الانواع و الحجام تبدا بدراسه الفيروسات و الجراثيم بعدها النباتات و الحيوانات ،
فى حين تختص فروع ثانية بدراسه العمليات الحيوية ضمن الخليه كالكيمياء الحيوية الى فروع دراسه العلاقات بين الحياء و البيئه فعلم البيئة.علي مستوي العضويه ،
تاخذ البيولوجيا على عاتقها دراسه ظواهر كالولاده ،
النمو ،
الشيخوخه aging ،
الموت death و تفسخ الكائات الحيه ،
ناهيك عن التشابهات بين الاجيال offspring و ابائهم (وراثه heredity ) كما يدرس كذلك ازهرار النباتات و غيرها من الظواهر حيرت الانسانيه اثناء التاريخ .ظوارة ثانية كافراز الحليب lactation ،
****morphosis ،
وضع البيض ،
تشافى healing ،
الانتحاء Tropism .
ضمن مجال اوسع من الوقت و المكان ،
يدرس علماء الاحياء تهجين الحيوانات و النباتات ،
اضافه للتنوع الهائل فالحياة النباتيه و الحيوانيه (التنوع الحيوى biodiversity ),
التغير فالعضويات الحيه عبر الزمن (التطور ),
الانقراض ،
ظهور الانواع Speciation ،
السلوك الاجتماعى بين الحيوانات ،
الخ .
.
.يبرز ضمن علم الاحياء علم النبات الذي يختص بدراسه النباتات فحين يختص علم الحيوان بدراسه الحيوانات اما الانثروبولوجيا فيختص بدرساه الكائن البشرى .
اما على المستوي الجزيئى ،
فتدرس الحياة ضمن علم الاحياء الجزيئى ،
و الكيمياء الحيوية و علم الوراثه الجزيئي.
اما على المستوي الاتي و هو الخليه فهو يدرس فعلم الاحياء الخلوي.
عند الانتقال لمستوي عديدات الخلايا multicellular ،
يظهر لدينا علوم كالفيزيولوجيا و التشريح و علم النسج .
اما علم احياء النمو Developmental biology فهو يدرس الحياة فمستوي تطور و نمو الكائنات الحيه المفرده او ما يدعي ontogeny.
اما عندما نتقل الى اكثر من عضويه واحده ،
يبرز علم الوراثه الذي يدرس كيق تعمل مباديء الوراثه heredity بين الاباءو الانسال .
يدرس علم الايثولوجيا Ethology سلوك المجموعات الحيوانيه .
اما علم الوراثه المجموعى Population genetics فياخذ بعين الاعتبار كامل و مجمل المجموعة السكانيه population اما النظاميات فتدرس مجالا متعدد الانواع من الذرارى lineage (انواع من اصل مشترك) .
المجموعات الحيوية المترابطه بعلاقات و مواطنها تدرس فاطار علم البيئه و علم الاحياء التطورى evolutionary biology .
احد اخر العلوم البيولوجيه حاليا هو علم الاحياء الفلكي astrobiology (او xenobiology ) الذي يدرس امكانيه وجود حياة خارج كوكب الارض .ما هي الحياة؟****************كل التعريفات و التحديدات لكلمه الحياة حتي الان غير مرضيه او غير مستوفيه للغرض؛
وذلك لان اصل الحياة مجهول تجريبيا.
ولكن ممكن القول ان الحياة “ظاهره تتميز بصفات معينة مثل: التغذية،
التنفس،
الحركة،
التكائر،
الاخراج….
الخ.
وتنتهي حياة الفرد الحي بمجرد فقدانة صفه واحده (او اكثر) من تلك الصفات المميزه للحياة.يمكن تلخيص مظاهر الحياة فالاتي:اولا المادة الحية: و تسمي البروتوبلازم او Protoplam.
وهي اساس تكوين جميع كائن معقدا كان او بسيطا.
انها تصبغ جميع الانشطه الفيزيائيه بالحياة مثل: الهضم،
التنفس،
الاخراج… الخ.
باختصار: البروتوبلازم و الحياة و جهان لعمله واحدة.ثانيا الخليه و حده بناء: هنالك قاعده بيولوجيه تقول: الفرد الحى يتكون من مجموعة من الاجهزة،
وكل جهاز يتكون من مجموعة من الاعضاء،
وكل عضو يتكون من مجموعة من الانسجة،
وكل نسيج يتكون من مجموعة من الخلايا..
ومهما تعقد العضو او كان بسيطا فانه فالنهاية يتكون من مجموعة خلايا.ثالثا عمليةالايض: متميز مهم جدا جدا للاحياء.
اللفظ (ايض/ ****bolism) يشمل جميع الانشظه الحيوية التي تتم فالبروتوبلام،
وهي اما (بناء) او (هدم)..
هنالك تعريف ل” الايض ” فاللغه العربية،
وهو: ” صيروره الشيء شيئا اخرا”.
وكما نلاحظ من ذلك،الايض الخلوي: هو جميع التبدلات التي تطرا على المواد فالخليه من هدم او بناء و يسمي احيانا الاستقلاب.رابعا النمو: و هو ناتج بديهي لاضافه مواد حديثة للجسم (بناء).
وعلي ذلك لو كانت نسبة البناء تساوي نسبة الهدم فلن يحدث النمو.ولكن هنالك بعض صور للنمو فكوائن غير حيه مثل: تكوين الكريستالات او الترسيبات الكلسية.
فما الفارق اذن؟
اما ما يحدث فحالة الكريستال مثلا،
فهو لا يعدو ان يصبح ترسيبا لان المواد المضافه تكون من الخارج فقط… و الامر يختلف تماما مع الكائنات الحيه لان الاضافه تكون بادخال تركيبات حديثة فيما بين التركيبات القديمة التي تكون جسم الكائن من قبل.
تلك التركيبات هي الخلايا الحية.خامسا الاحساس: يمكننا ان نعرف الاحساس بالقدره على التفاعل مع المتغيرات فالوسط المحيط.والاحساس صفه ظاهره فالكائنات المعقده امثالنا (قدرتك على قراءه تلك العبارات الان هو مثال لقدرتك على الاحساس).
اما فالنبات فتتمثل في: (الانتحاء تجاة الضوء،
الانتحاء تجاة الماء،
الانتحاء ضد الجاذبية) بالاضافه الى بعض الخصائص الحسيه التي تتميز فيها نباتات بعينها (احساس نبات نبات المستحيه بالحراره او باللمس،
قبض النباتات المفترسه على فريستها).
الكائنات الدقيقه قادره على الاحساس ايضا (لوحظ ان الاميبا تغير من طرق نموها و تكاثرها عند تازم الظروف البيئيه او عدم ملاءمتها لها).
اذن تخرج ايضا القدره على الاحساس عند جميع الكائنات الحيه و لكن بنسب متفاوتة.سادسا: التكاثر:سر عدم الفناء هو قدره الكائن الحي على انتاج افراد حديثة من نفس النوع.
وتتنوع طرق التكاثر بين جنسي و لاجنسى.
والتكاثر اللاجنسي يحتاج لفرد واحد فقط لدية القدره عل انتاج افراد تشبهة تماما.
وهذا يحدث فالحيوانات و النباتات الدنيا على صورة من ثلاثة: الانقسام الثنائي،
التبرعم،
التجرثم.
اما التكاثر الجنسي فهو متميز للكائنات الراقية،
وهو يحتاج لفردين احدهما ذكر ينتج مشيجا متحركا،
والاخر انثى و ينتج مشيجا ساكنا..
وعندما يتحد المشيجان يكونان الزيجوت و هو البذره الاساسية للفرد الجديد.
ولان التكاثر لا يحقق اي فوائد للابوين،
فقد جعل الله لها محفزات مثل: الحاجة الجنسية و الغريزة.تاريخ علم الاحياء********************اصل المصطلح تشكل مصطلح الاحياء (Biology) من دمج اللفظه اليونانيه (bios) و تعني الحياة مع اللفظه (logos) و التي تعني (دراسه ال..) لتكونا المصطلح بمفهومة الحديث,
ويعتقد ان كارل فريدريك بورداك قدمة بشكل مستقل عام 1800 و غوتفريد راينولد تريفيرانوس عام 1802 و جان بابتيست لامارك عام 1802,
كما ان المصطلح فحد ذاتة ظهر كعنوان للمجلد الثالث من كتاب كريستوف هانوف (طبيعه فلسفه المناذج الفيزيائية: علوم الارض و العلوم الحياتية) الذي نشر عام 1766.
علم الاحياء فالعصور القديمة اكتسب الانسان الاول المعرفه بالنبات و الحيوان التي جعلتة قادرا على الصيد و الزراعة,
فعلي سبيل المثال عرفوا كيف يتجنبون النباتات السامه و طرق تربيه الحيوانات,
لذا سبق علم الاحياء تاريخ البشر المكتوب باشواط.
عرف سكان الشرق الاوائل منذ امد بعيد كيف يلقحون النخل للحصول على التمر,
ففى بلاد ما بين النهرين اكتشفوا انه ممكن استعمال غبار الطلع فتخصيب المحاصيل,
كما ذكرت احد الاعمال من فتره حمورابي (1800 قبل الميلاد) زهره شجره النخيل كاحد المجالات التجارية.
وصفت النصوص الهندية بعض جوانب حياة الطيور و تم وصف الحشرات و الضفادع فمصر,
وعرف المصريون و البابليون علم التشريح و علم و ظائف الاعضاء فهيئات مختلفة,
وكانت الحيوانات فبلاد ما بين النهرين تحفظ فما ممكن ان نطلق عليه اول حدائق للحيوانات.
ورغم هذا امتزجت المعتقدات الخرافيه بالمعرفه الحقيقية,
فاستعملت اعضاء الحيوانات فاشور و بابل فالشعوذة,
ففى بابل و اشور استخدمت اعضاء حيوانات فاعمال السحر و التنبؤ و فالطب المصري و التصوف.
اهتمت المدارس العلميه عند الرومان و الاغريق بالمنهجيات العقلانية,
وكان ارسطواحد اكثر الفلاسفه غزاره فالانتاج فالعصور القديمة,
وقام بمشاهدات عديده للطبيعه و بخاصة سلوك و خواص النبات و الحيوان,
كما خصص اهتماما بنواحى تصنيف الكائنات الحية.
كان بلاينى مشهورا فروما القديمة لمعرفتة الواسعه بالنبات و الطبيعة,
واصبح كلاوديوس غالين فيما بعد رائد الطب و علم التشريح.
علم الاحياء فالعصور الوسطي يطلق على هذي الفتره فبعض الاحيان بالعصر المظلم لعلم الاحياء,
ومع هذا اظهر البعض ممن ما رسوا الطب اهتماما بالنباتات و الحيوانات,
وقام العرب بترجمة الكثير من المؤلفات الاغريقيه للاستفاده منها,
ومن المؤلفين العرب البارزين الجاحظ (توفى عام 868) الذي الف كتاب (الحيوان).
الف الالمانى البرتوس ما غنوس (احد اساتذه توماس اكويناس) نحو 35 كتابا,
وكان مهتما بتكاثر النباتات بشكل خاص,
وناقش بالتفصيل النشاط الجنسي للنبات و الحيوان.
عصر النهضه درس الكثير من فنانى المدرسة الافتراضيه علم و ظائف الاعضاء بالتفصيل و بشكل مثير للاهتمام الى جانب اهتمامهم باجسام الحيوان و البشر,
الف جميع من اوتو برونفيلز و هيرونيموس بوك و ليونارد فوكس عده كتب حول النباتات البرية,
وكان يشار اليهم على انهم اباء علم النبات.
وتم تاليف كتب ثانية حول الحيوانات ككتب كونراد غيزنر و البرت دور.
علم الاحياء الحديث تطور علم الحياء قدما مع تطور العلم فمجمله,
حيث تم اختراع المجاهر الاولى,
وبواسطتها تمكن انتونى فان ليفينهوك (1632-1723) من فحص مكونات الدم,
وعرف الناس الخلايا المنويه فذلك الوقت على الرغم من انتشار افكار و معتقدات غريبة حول و ظائفها.
هيمن التصنيف و التنظيم على الاحياء اثناء القرنين السابع عشر و الثامن عشر,
وكان كارل فون لين (1707-1778) من اشهر شخصيات تلك الفترة,
فقد قام بدراسه نظام علم تصنيف الانواع بالاسماء العلميه اللاتينية.
بدات نظريه التوالد التلقائى بالتفتت و الانهيار,
وكانت هذي النظريه تقول ان العضويات الحيه التي تعيش فترات طويله تنشا من مواد غير حية,
وتم تفنيدها اخيرا على يد لويس باستور.
تطور علم الجينات الوراثيه فالقرن التاسع عشر عندما قام الراهب النمساوى غريغور مينديل بصياغه قوانين الوراثه عام 1866,
ومع هذا فان اعمالة لم تلقي الاهتمام الكافى لبضعه عقود.
كان البريطانى تشارلز دارون العالم الذي اثر فعلم الاحياء بنشرة افكارة فهذا المجال,
واشهر كتبة هو “حول اصل الانواع” الذي نشر عام 1859 الذي يصف الانتقاء الطبيعي و هو اليه التطور الرئيسية.
ادت نتائج تطور المجالات خارج نطاق العلوم الصرفه الى معارضه و مسانده من اطياف مختلفة فالمجتمع.
بحلول العام 1953 وضع جيمس و اتسون و فرانسيس كريك اساس بنيه الحمض النووى الريبى (DNA) و هو المكون الجينى لتجسيد الحياة فكل صورها و اشكالها.
بعد النجاح فاكشاف بنيه ال DNA,
تحول كريك الى دراسه الادراك,
وفى نفس الوقت جاءت الدراسات المتعلقه بالاحياء التطويريه فمقدمه المسائل التي لم تحل بعد,
وجرت محاولات لاستنساخ النباتات و الحيوانات,
واصاب بعضها النجاح الا انها خلفت اسئله تتعلق بالمبادئ الاخلاقية.
وعرفت الخلايا الجذعيه القادره على النمو و التمييز على انها من العناصر الرئيسيه فدراسه الاحياء التطويريه و للعلاجات الطبية.التسلسل الزمنى لعلم الاحياء
***************************ما قبل عام 1600 – 520 قبل الميلاد: عرف الكامون الشرايين و الاورده و اكتشف الاعصاب البصرية.
– 500 قبل الميلاد: وصف سوشروتا اكثر من 120 اداه جراحيه و 300 عملية جراحيه و صنف الجراحه البشريه الى 8 نوعيات و عرف جراحه التجميل.
– 500 قبل الميلاد: درس اكزانوفانيس المتحجرات و وضع تصورا لتطور الحياة.
– 350 قبل الميلاد: حاول ارسطو تصنيف الحيوانات تصنيفا شاملا,
والف كتاب “التاريخ الحيواني” الذي يعتبر الاحياء الحيوانيه العامة,
وكتبا ثانية تبين علم التشريح المقارن للحيوانات و وظائف اعضائها,
اضافه لكتاب “اجيال الحيوانات” حول الاحياء التطويرية.
– 320 قبل الميلاد: شرع تيوبراستوس فدراسه علم النبات بشكل منظم و ممنهج.
– 300 قبل الميلاد: قام هيروفيلوس بتشريح الجسم البشري.
– 300 قبل الميلاد: الف ديوكليس اول كتاب معروف عن علم التشريح و كان اول كتاب يستعمل مصطلح “علم التشريح”.
– 50-70 ميلادية: تم نشر كتاب “التاريخ الطبيعي” ف37 مجلدا.
– 130-200: كتب كلاوديوس غالين عده اطروحات حول التشريح البشري.
– 1010: الف ابو على الحسن بن سينا كتاب “القانون فالطب”.1600-1800 – 1628: نشر و يليام هارفى كتاب “مثال تشريحى على حركة القلب و الدم عند الحيوان”.
– 1658: لاحظ جان سوامردام خلايا الدم الحمراء من اثناء المجهر.
– 1663: استخدم روبرت هوك المجهر لرؤية الخلايا الفلينية.
– 1668: فند فرانسيسكو ريدى نظريه نشوء الديدان التلقائى فالمواد المتعفنة.
– 1676: راقب انتون فان ليفنهوك الحيوانات الاحاديه الخليه و اطلق عليها اسم (روتيفيرا).
– 1677: درس انتون فان ليفنهوك السبيرماتوزوا.
– 1683: درس انتون فان ليفنهوك البكتيريا.
– 1765: دحض لازارو سبالانزانى عده نظريات حول النشوء التلقائى للخلايا الحية.
– 1771: اكتشف جوزيف برايستلى تحول ثاني اكسيد الكربون الى اكسجين فالنبات.
– 1798: ناقش توماس ما لتوس النمو السكانى للبشر و الانتاج الغذائى ف“موضوع حول المبادئ السكانية”.1800-1899 – 1801: شرع جان-بابتيست لامارك فدراسه معمقه لتصنيفات نوعيات اللافقاريات.
– 1802: قدم مصطلح “علم الاحياء” بشكل مستقل فصيغتة الجديدة من قبل غودفرى راينهولد ترفيرانوس و لامارك,
وابتكر كارل فريدريتش بروداك هذي الكلمه عام 1800.
– 1809: قدم لامارك ميراث المميزات المكتسبه لنظريه التطور.
– 1817: قام بيير-جوزيف بيلتيير و جوزيف-باينايم كافينتو بعزل الكلوروفيل.
– 1820: وضع كريستيان فريدريك ناس القانون الذي حمل اسمه و الذي يقول ان الهيموفيليا التي توجد عند الذكور فقط تنتقل بواسطه اناث غير مصابه بالمرض.
– 1828: اكتشف كارل فون باير بيوضا عند الثدييات.
– 1828: قام فريدريك و ولر بتركيب حمض اليوريا و هو اول مركب عضوى يتم تصنيعة من مواد اوليه لاعضوية.
– 1836: اكتشف ثيودور شوان انزيم البيبسين من مستخلصات جدار المعدة,
وهي اول محاوله لعزل الانزيمات الحيوانية.
– 1837: بين ثيودور شوان ان تسخين الهواء يحول دون تعفنه.
– 1838: اكتشف ما تهياس شلايدن ان كل الانسجه النباتيه الحيه مؤلفه من خلايا.
– 1856: وضع لويس باستور القاعده التي تقول ان الكائنات الحيه المجهريه تنتج الاختمار.
– 1858: قدم جميع من تشارلز داروين و الفريد و الاس الانتقاء الطبيعي بشكل مستقل,
واستعمل داريم مصطلح “التطور” فطبعات لاحقه من كتبة الذي و ضعة هيربرت سبنسر قبل عام 1852.
– 1858: ذكر رودلف فيرشو ان الخلايا ممكن ان تنشا من خلايا سابقة فقط.
– 1862: دحض لويس باستور و على نحو مقنع النشوء التلقائى للخلايا الحية.
– 1865: ادرك فريدريك اوغست سترادونتز ان البنزين مركب من ذرات الكربون و الهيدروجين على هيئه حلقه سداسية.
– 1869: اكتشف فريدريك ما يتشر الاحماض النوويه فنوي الخلية.
– 1874: طور جاكوبس فانتهوف و جوزيف اكيلى لابيل عرضا ثلاثى الابعاد للجزيئات العضويه و قدما ذرات الكربون الرباعيه السطوح.
– 1876: بين اوسكار هيرتويغ و هيرمان فول ان البيض المخصب يسيطر على النوي الذكريه و الانثويه على حد سواء.
– 1884: بدا اميل فيشر بتحليلة المفصل لمكونات و مركبات المواد السكرية.
– 1898: استعمل ما رتينوس بايجرنيك تجارب منقاه لبيان ان الامراض المنقوله بالتبغ يسببة شئ اصغر من البكتيريا و التي اسماها (الفيروسات).1900-1949 – 1906: اكتشف ميكاييل سفيت تقنيه العزل و التنقيه لفصل المركبات العضوية.
– 1907: بين ايفان بافلوف ردات الفعل المكيفه للعاب الكلاب.
– 1907: قام اميل فيشر بتصنيع سلاسل حمض البيبتايد الاميني,
واظهر بذلك ان الاحماض الامينيه فالبروتينات مرتبطه بمجموعة روابط احماض امينية.
– 1911: بين توماس مورغان ان عوامل مندل مرتبه فصف على الكروموسومات.
– 1926: بين جيمس سومنر ان انزيم اليوريز عبارة عن بروتين.
– 1928: اكتشف جميع من اوتو دايلز و كيرت الدر تفاعل دايلز-الدر لتشكيل حلقات الجزيئات.
– 1928: اكتشف الكسندر فلمنغ اول مضاد حيوي: “البنسلين”.
– 1929: اكتشف فوبيوس ليفين سكر الديوكسيريبوز فالاحماض النووية.
– 1929: افلح جميع من ادوارد دويزى و ادولف بوتينانت الاستيرون بصورة منفصلة.
– 1930: بين جون هوارد نورثروب ان انزيم البيبسين عبارة عن بروتين.
– 1931: اكتشف ادولف بوتينانت الاندروستيرون.
– 1932: اكتشف هانز ادولف كيربز دوره حمض اليوريا.
– 1933: نجح تاديوس رايخشتاين فتركيب الفيتامين سى صناعيا و هو اول فيتامين غير طبيعي.
– 1935: تمكن فيندل ستانلى من بلوره فيروسات التبغ.
– 1937: توصل هانز ادولف كيربز الى اكتشاف دوره حمض الكربوكسيليك.
– 1937: و جد ثيودوسيوس دوبهانسكى روابط بين التطور و التغير الجينى فكتاب “علم الوراثه و اصل الانواع”.
– 1938: تم العثور على سمكه كولاكنت على مقربه من سواحل جنوب افريقيا.
– 1940: اعلن دونالد غريفين و روبرت غالامبوس عن اكتشافهما لتحديد مواقع الحاجات فحالة الرؤية الضعيفه بالامواج فوق الصوتيه عند الخفافيش.
– 1942: عرض ما كس ديلبروك و سلفادور لوريا ان مقاومه البكتيريا لعدوي الفيروسات يسببها التغير العشوائى و ليس التغير التكيفي.
– 1944: بين اوزوالد افرى ان الحمض النووى الريبى يحمل معه رموزا و راثيه فبكتيريا نيوموكوتشي.
– 1944: قام روبرت بيرنز و ودوارد و ويليام فون دورينغ بتصنيع الكوينين.
– 1948: بين اروين شارغاف ان عدد و حدات الغوانين فالحمض النووى الريبى يساوى عدد و حدات حامض سايتوسين الاميني,
وان عدد و حدات الادينين يساوى عدد و حدات الثايمين.1950-1989 – 1951: تم تصنيع الكوليسترول و الكورتيزون على يد روبرت و ودوارد.
– 1952: استعمل الفرد هيرشى و ما رثا تشايس اجهزة التتبع الاشعاعيه لتبيان ان الحمض النووى الريبى هو المادة الوراثيه فالفيروسات.
– 1952: اتم فريد سانغر و هانز توبى و تيد ثومبسون تحليلهم الكروماتوغرافى حول تسلسل حمض الانسولين الاميني.
– 1952: استعملت روزالين فرانكلين انحراف اشعه اكس لدراسه بنيه الحمض النووى الريبي,
وذكرت ان العمود الفقرى لفوسفات السكر موجود خارجه.
– 1953: عرض جايمس و اتسون و فرانسيس كريك بنيه لولبيه ثنائيه للحمض النووى الريبي.
– 1953: عرف ما كس بيروتز و جون كيندرو بينه الهيموغلوبين مستعملين دراسات انحراف اشعه اكس.
– 1953: بين ستانلى ميلر ان الاحماض الامينيه ممكن تكوينها عند مرور البرق المحاكي عبر اوعيه تحتوى على الماء و الميثان و الامونيا و الهيدروجين.
– 1955: اكتشف سيفيرو اوكوا انزيمات بوليمرات الRNA.
– 1955: اكتشف ارثر كورنبرغ انزيمات بوليمرات الحمض النووى الريبي.
– 1960: و جد خوان اورو ان المحاليل المركزه لسيانيد الامونويم فالماء ممكن ان تنتج مركب النيوكليوتيد العضوى استنادا الى ما ده الادينين.
– 1960: قام روبرت و ودوارد بتصنيع الكلوروفيل.
– 1967: استعمل جون غوردين الزرع النووى لاستنساخ ضفدع,
وكانت تلك اول محاوله استنساخ كائنات فقارية.
– 1968: استعمل فريد سانغر الفسفور المشع كوسيله تعقب لحل شفره مكونه من 120 تسلسلا للRNA بكيفية كروموتوغرافية.
– 1970: اكتشف هاملتون سميث و دانييل ناثانز انزيمات تقييد الحمض النووى الريبي.
– 1970: توصل جميع من هوارد تيمين و دايفيد بالتيمور بشكل مستقل لاكتشاف انزيمات ترانزكريبتيز المعكوسة.
– 1972: نجح روبرت و ودوارد فتركيب فيتامين B-12 صناعيا.
– 1972: قدم ستيفن جاى غاولد و نيكلسون اثار الموازنه المرمزه فعملية التطور.
– 1972: طور سينغر و نيكلسون نموذج الموائع الذي يدخل فتكوين اغشيه كل الخلايا.
– 1974: بين ما نفريد ايغين و ما نفريد سامبر ان خليط النيوكليوتيد و الRNA ترفع من جزيئات الحمض النووى الريبى و التي تقوم بدورها بالتضاعف و التغير و الدوران.
– 1974: اوضح ليزلى اورغل ان RNA بمقدورة التضاعف بدون مضاعفات ال RNA و ان الخارصين يساعد على ذلك التضاعف.
– 1977: اكتشف جون كورليس و جاك دايموند و لويس غوردون و جون ادموند و ريتشارد فون هيرزين و روبرت بالارد و كينيث غرين و دايفيد و يليامز و ارنولد باينبريدج و كايثى كراين و تيرد فان اندل نوعا جديدا من الحيوانات البرمائيه فجزر غالاباغوس.
– 1977: قدم و التر غيلبرت و الان ما كسيم تقنيه تسلسل جينيه سريعة تعتمد على الاستنساخ و المواد الكيميائيه المدمره للقواعد و الهلام المتنقل بالكهرباء.
– 1977: اعلن فريدريك سانغر و الان كولسون عن تقنيه تسلسل جينيه سريعة تستخدم الديديوكسينيوكليوتايدات و الهلام المتنقل بالكهرباء.
– 1978: قدم فريدريك سانغر التسلسل 5386 للفيروس PhiX174 و هو اول تسلسل مورث كامل.
– 1982: تم تقديم مبادئ بروتين البريون من قبل ستانلى بروزنر.
– 1983: ابتكر كارى موليس تفاعل البوليمرات التسلسلي.
– 1984: استنبط اليك جيفريز منهج البصمه الوراثية.
– 1985: اكتشف جميع من هارى كروتو و جون هيث و اوبراين و كورل و ريتشارد سمولى الثبات غير الطبيعي لجزيئات المركبات المتعدده الكربون و بنيتها.
– 1986: قام الكسندر كليبانوف بتوضيح ان الانزيمات ممكن ان تؤدى و ظائفها فبيئه لامائية.1990-الوقت الحالى – 1990: اكتشف و لفغانغ كراتشمير و لويل لامب و كونستانتينوس فوستربولوس و دونالد هوفمان انه ممكن فصل المركبات المتعدده الكربون عن السخام الحامض بسبب قابليتة للذوبان فالبنزين.
– 1996: ظهرت “النعجه دوللي” على الملا و هي اول كائن ثديي بالغ مستنسخ.
– 2001: تم نشر المسودات الاوليه للموررث البشرى المكتمل.
– 2003: اكتشاف اول فيروس متاتى من “الخدوش”.التشريح**************التشريح هواحد فروع علم الاحياء الذي يتناول دراسه بنيه و تنظيم الكائنات الحيه و تركيب اعضائها المتنوعه .
يمكن تقسيمة الى تشريح حيوانى و تشريح نباتى .
كما يتضمن عده فروع تخصصيه ضمنة اهمها : التشريح المقارن ،
و علم النسج ،
و التشريح البشرى .التشريح الحيواني
******************
التشريح الحيوانى يتضمن دراسه بني الحيوانات المختلفة و عندئذ يعرف غالبا ب : تشريح مقارن او مورفولوجيا حيوانيه ،
و ممكن ان يصبح محصورا على دراسه حيوان وحيد عندئذ نكون نتحدث عن تشريح مختص .التشريح الانساني
**********************
يتضمن التشريح الانسانى دراسه تفصيليه لمختلف اعضاء الجسم و نسجة و كيفية تكوينة و ممكن مقاربه التشريح من عده زوايا.من و جهه نظر طبيه يتكون التشريح من معرفه الشكل الدقيق ،
الموضع ،
و القياس و العلاقات بين البني المختلفة للجسم البشرى السليم و هنا تنطبق تسميه : علم التشريح الوصفى او الطوبوغرافيجسم الانسان
******************
مخطط تشريحى من Cyclopaedia,
1728يقسم جسم الانسان تشريحيا للاقسام التاليه و هذا التقسيم التي تبني عليها دراسته فكليات الطب :
الطرف علوى :و يتكون من ذراع و ساعد و يد و ما يحتويه من عضلات و اورده و شرايين و اعصاب ( عظم عضد ،
عظم الزند،
الكعبره ،
الطرف سفلى : و يتكون من الفخذ و الساق و القدم و ما يحتويه من عضلات و اورده و شرايين و اعصاب (عظم فخذ،
رضفة،
عظم قصبه )
الراس: و تتكون من العظام : جمجمه و فك و اسنان و ما تحتوية من اعضاء ( اذن،
عين،
انف،
مخ ،
لسان ) و ما تحتوية من اجزاء خارجية ( فم،
فروه راس،
وجه،
شعر،
شفه ) و الغدد (غده لعابية) .
العنق: و يتكون من الفقرات العنقيه و تتكون من 7 فقرات و ما يحتويه من عضلات و اورده و شرايين و اعصاب و يحتوي كذلك على المرى و القصبه هوائيه و الحنجره و البلعوم .
الصدر : و يتكون من عظام : عظم الترقوة،
الاضلاع،
عظم قص و الاعضاء الاتيه (قلب،
رئه و يفصلة عن الجذع حجاب حاجز).
الجذع : و تتقسم منطقة البطن فعلم التشريح الى 9 اقسام و يحتوي على الاعضاء الاتيه (كبد،
قولون او امعاء غليظة،
امعاء دقيقة،
طحال،
معدة،
زائده دودية،
بنكرياس ) .
حوض : و يحتوي على الاعضاء الاتيه شرج،
كلية،
مستقيم،
و الاعضاء تناسليه (مبيض،
قضيب،
مشيمة،رحم.
العضلات الخلفيه العضله شبة المنحرفه musculus trapezius : هي عضله كبار سطحيه مثلثه الشكل،
ذات قاعده انسيه و قمه و حشيه اخرميه (اسمها شبة المنحرفه متاصل من كون العضلتين من الجانبين تكونان شكل شبة منحرف) تغطى القفا (مؤخره الرقبة) و الكتف و اعلي الظهر.
يقوم العصب القحفى الحادى عشر و الفروع البطنيه (الامامية) للالياف الرقبيه الاخرى و الثالثة و الرابعة بتعصيب هذي العضلة.
• المنشا : تنشا العضله بالياف و تديه من : o النتوءات الشوكيه للفقرات الظهريه السته السفلي .
o النتوءات الشوكيه للفقرات القطنيه و العجزيه كلها بواسطه الصفاق القطنى .
o من النصف الخلفى للحرف الوحشى لعظم الحرقفه عن طريق الصفاق القطنى .
o من السطح الوحشى للاضلاع الثلاثه الاخيرة .
• الاندغام : الكتفين،
عند الثلث الوحشى للترقوه و الناتئ الاخرومى و شوكه الكتف ،
وتندغم بوترها فعظم العضد فقاع الميزاب الراسي لوتر العضله العضديه ذات الراسين.
• الشريان المغذى : الشريان الرقبى المستعرض .
• التعصيب : العصب العنقى السادس و السابع و الثامن ،
العصب القحفى الحادى عشر.
• عمل العضله : تعمل على ضم العضد للجذع ،
وتساعد على شد الجذع الى اعلي و الامام فحالة رفع الذراع اعلي الراس و تثبيته كما فالعقله و حركات السباحه و التجديف.
العضله الظهريه العريضه musculus latissimus dorsi : هي عضله كبار مسطحه ،
وهي مثلثه الشكل القاعده فالخط المتوسط للظهر ،
وراس المثلث عند الكتف ،
تقع فالجزء الظهري الوحشى من الجذع الى الخلف من الذراع .
المنشا : o الثلث الانسى للخط القفوى العلوى لعظم الجمجمه .
o من النتوء المؤخرى للجمجمه .
o من الرباط القفوى .
o من النتوءات الشوكيه للفقره العنقيه الاخيرة ،
والفقرات الصدريه كلها .
الاندغام : o الالياف العليا : تتجة من اعلي الى اسفل و الوحشيه لتندغم فالجزء الخلفى للثلث الوحشى لعظم الترقوه .
o الالياف الوسطي : تتجة افقيا الى الوحشيه لتندغم فالحرف الانسى للنتوء الاخرومى لعظم اللوح و ايضا فالحرف العلوى للشوكه .
o الالياف السفلي : تتجة الى اعلي الوحشيه لتندغم فقاعده النتوء الشوكى لعظم اللوح بواسطه الياف و تديه .
الشريان المغذى : الشريان تحت الكتف،
الفرع العميق للشريان المستعرض الرقبى .
التعصيب : العصب المخى الحادى عشر ،
والعنقى الثالث و الرابع .
عمل العضله : تقريب الذراع ،
تثبيت عظم اللوح و حفظة فمكانة مع الكتف ،
كما تعمل مع العضله المسننه على رفع العضد فوق الراس اي بزاويه اكثر من 90 درجه ،
وذلك بتدوير عظم اللوح .
العضله المعينيه ال كبار musculus rhomboideus major :هى عضله تصل عظم الكتف بالفقرات و تجاور المعينيه الصغري و حرفا العضلتين متجاورين و متوازيين .
المنشا : النتوء الشوكى للفقرات الصدريه من النتوء الثالث و الرابع و الخامس الصدري ،
ومن الرباط الليفى الفوق نتوئى الذي يربط بين هذي النتوءات الشوكيه .
الاندغام : الحرف الانسى لعظم الكتف من الخلف اسفل مستوي الشوكه اي اسفل اندغام العضله المعينيه الصغيرة .
الشريان المغذى : الشريان الكتفى الظهرانى .
التعصيب : العصب العنقى الخامس .
عمل العضله : : شد اللوح و جذبة الى اعلي و الى العمود الفقرى ،
تثبيت عظم الكتف فمكانة ملاصقا للقفص الصدري .
العضله المضاده : العضله المنشاريه الاماميه .
العضله المعينيه الصغيرة musculus rhomboideus minor :هى عضله طويله تجاور العضله الرافعه للوح فاندغامها و تجاور المعينيه الكبري فالمنشا و الاندغام و تصل عظم الكتف بالفقرات .
المنشا : الياف عضليه من النتوء الشوكى للفقره العنقيه السابعة ،
والصدريه الاولي ،
ومن الجزء السفلى للرباط القفوى .
الاندغام : الحافه الخلفيه للحرف الانسى لعظم لوح الكتف فقمه الشوكه ،
المغرز الاعلي للعضله المعينيه ال كبار .
الشريان المغذى : الشريان الكتفى الظهرانى .
التعصيب : العصب العنقى الخامس .
عمل العضله : شد اللوح و جذبة الى اعلي و الى العمود الفقرى ،
تثبيت عظم الكتف فمكانة ملاصقا للقفص الصدري .
العضله المضاده : العضله المنشاريه الاماميه .
العضله الرافعه للوح الكتف musculus Levator scapulae :هى عضله صغار مستطيله الشكل تقع على الجهه الخلفيه للعنق بين عظم اللوح و الفقرات العنقيه العليا .
المنشا : تنشا العضله بواسطه الياف عضليه من النتوءات المستعرضه للفقرات العنقيه الاربعه العليا .
الاندغام : فالشفه الخلفيه للحرف الانسى لعظم اللوح بين زاويتة العليا و الشوكه .
عصب العضله : من العصب العنقى الثالث و الرابع .
عمل العضله : رفع عظم اللوح الى اعلي و لذا سميت بالعضله الرافعه للوح .*********************
علم الاحياء الفلكي
*********************
علم الاحياء الفلكي Astrobiology هو دراسه الحياة فالفضاء ،
فهو يحاول جمع علم الاحياء و علم الفلك و الجيولوجيا [2] يركز علم الاحياء الفلكي مبدئيا على دراسه الاصل و التوزع و التطور للحياة.
يعرف ايا بعلم الفلك الخارجى Exobiology او Xenobiology.
[3] [4] بعض مقالات ابحاث علم الاحياء الفلكي الرئيسيه تتضمن : [2][5][6][7]ما هي الحياة؟
كيف نشات الحياة على الارض]؟
اي نوع من البيئه ممكن لحياة احتمالها؟
كسف ممكن ان نحدد وجود حياة على كواكب ثانية ؟
ما مدي احتماليه ايجاد حياة معقده ؟
كيف تتكون الحياة على كواكب اخرى? هل ستكون معتمدة على اساس دناوي/كربوني؟[1] كيف ستبدو هذي الانماط الثانية من الحياة الخارج-ارضية؟
كيمياء حيوية
****************
الكيمياء الحيوية هي احد فروع العلوم الطبيعية التي تختص بدراسه جميع ما هو متعلق بحياة الكائنات الحيه سواء كانت كائنات دقيقه (بكتيريا ،
فطريات ،
طحالب ) او راقيه كالانسان و الحيوان و النبات .
و يوصف علم الكيمياء الحيوية احيانا بانه علم كيمياء الحياة و هذا نظرا لارتباط الكيمياء الحيوية بالحياة فقد ركز العلماء فهذا المجال على البحث فكيمياء الكائنات الحيه على اختلاف نوعياتها عن طريق دراسه المكونات الخلويه لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائيه لهذه المكونات و مناطق تواجدها و و ظائفها الحيوية فضلا عن دراسه التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذي الخلايا الحيه من حيث البناء و التخليق ،
او من حيث الهدم و انتاج الطاقة.ونظرا لتشعب فروع علم الكيمياء الحيوية فانه تم تقسيمها الى ثلاثه اتجاهات رئيسيه و هى:
1-دراسه التركيب الكيميائى لمكونات الخلايا من حيث النوع و الكم ،
و سمي ذلك المجال بالكيمياء الحيوية التركيبيه .2-دراسه فزيولوجيه لمكونات الخلايا الحيه و التحولات الغذائية و انتاج الطاقة ،
و سمي ذلك المجال بالكيمياء الحيوية الفسيولوجيه و الحركية.3-دراسه و ظيفه المركبات الحيوية داخل الخلايا و العلاقه بينها و بين و ظائف الاعضاء و الانسجه ،
و سمي ذلك المجال بالكيمياء الحيوية الوظيفيةمقالات الكيمياء الحيوية
***********************
المركبات الحيوية
***************الكيمياء الحيوية تتضمن كذلك دراسه التركيب و و ظيفه المكونات الخلوية،
مثل البروتينات ،
كربوهيدرات ،
ليبيدات ،
حمض نووى ،
و الجزيئات الحيوية الاخرى.
ركزت كيمياء حيوية مؤخرا بشكل محدد اكثر على كيمياء الانزيمات التي توسط العديد من العمليات و التفاعلات الحيوية ،
وعلي خواص البروتينات .تتكون الكيمياء الحيوية عامة من دراسه المركبات الحيوية:-
الكربوهيدرات.
الاحماض الامينيه و البروتينات .
الاحماض النووية.
الانزيمات.
الليبيدات .
الاستقلاب .
الهرمونات.
الفيتاميناتالتفاعلات الحيوية
********************يدرس المتخصصون فالكيمياء الحيوية الجزيئات و التفاعلات الكيميائيه المحفزه من قبل الانزيمات التي تسهم فكل العمليات الحيوية ضمن الكائن الحى .
يقدم علم الاحياء الجزيئى تخطيطا و و صفا للعلاقه الداخلية بين الكيمياء الحيوية،و علم الاحياء،
وعلم الوراثةالاستقلاب
*****************
الاستقلاب او الايض او عملية التمثيل الغذائى (بالانجليزية: ****bolism) هي التغيرات الحيوية التي تتم داخل الكائن الحى على المواد الغذائية المختلفة بواسطه العوامل الانزيميه بغرض الحصول على الطاقة او بناء الانسجه و ينقسم التمثيل الغذائى الى:
1- التقويض Catabolism : حيث يتم تكسير المواد الغذائية الرئيسيه سواء كانت كربوهيدرات او بروتينات او دهون اثناء طرق مختلفة من التفاعلات الحيوية الى جزيئات بسيطة و يتم اثناء هذا الحصول على الطاقة.
2- الابتناء (Anabolism): الجزيئات البسيطة الناتجه من عملية الهدم ممكن استخدامها كنواه لبناء مواد اكثر تعقيدا سواء كانت بروتينيه او احماض نوويه من اثناء سلسله من التفاعلات و هذا لبناء الانسجه و تستهلك الطاقة فتلك التفاعلات.
تاخذ عمليات البناء و الهدم مسارات مختلفة من ناحيه التفاعلات الحيوية داخل جسم الكائن الحى و هذي التفاعلات ليست بالسهوله من ناحيه تحويل كلا لاخر.
يقصد بالاستقلاب تلك العمليات البيوكميائيه التي تتم داخل الجسم عندما يقوم ببناء الانسجه الحيه من مواد الاكل الاساسية و من بعدها يفككها لينتج منها الطاقة,
و يحتاج هذا الى عملية هضم الاكل فالامعاء و امتصاص خلاصاتها و تخزينها كمرحلة انتقاليه لدمجها فانسجه الجسم بعدها تفكيكها الى ماء و ثاني اكسيد الكربون فالطاقة التي تتولد من الاستقلاب لا تتحول كلها الى حراره بل تخزن داخل الخلايا و تستعمل عند الحاجةو يبدا استقلاب الكاربوهيدرات مع امتصاص الكلوجوز عبر جدران الامعاء الى الدم فيحمل البعض منه الى مختلف انحاء الجسم حيث يتم استقلابه فحين يتم تخزين البعض الاخر فالكبد و العضلات على شكل سكر او جلوكوجين و تتفكك بعض هذا عند الحاجة.
المسارات الاستقلابية
**********************
فالكيمياء الحيوية،
المسار الاستقلابي هو سلسله من التفاعلات الكيميائيه التي تحدث ضمن الخلية.
فى جميع مسار يتم تعديل ما ده كيميائيه اساسية (غالبا عضويه غذائية) عن طريق تفاعل كيميائى يتم تحفيزها عن طريق انزيمات.
المعادن الغذائية ،
الفيتامينات و غيرها من العوامل المرافقه ضرورية جدا جدا للقيام بعمليات الاستقلاب الكيميائيه هذي .
تتشابك الكثير من المسارات الاستقلابيه ضمن الخليه لتشكل الشبكه الاستقلابيه للخلية.
هذه المسارات الاستقلابيه ضروره لحياة الخليه للحفاظ على توازنها homeostasis و استمراريتها.الاستقلاب هو تعديل خطوه بخطوه للجزيئه الاساسية لكي يتم اعاده تشكيلها فشكل كيميائى احدث .
النتيحه ممكن ان تكون باحدي ثلاث طرق :التخزين ضمن الخلية.
الاستعمال المباشر للناتج الاستقلابي .
المتبعه فمسار استقلابي احدث ،
يدعي الخطوه المولده للتدفق flux generating step
الجزيئه التي تدخل المسار الاستقلابي تدعي الركازه substrate و هي اعتمادا على حاجة الخليه و توفر الركازة.
الزياده فالنواتج النهائيه البنائيه و الهدميه ممكن ان يخفض من السرعه او المعدل الاستقلابي لمسار استقلابي معينالعائلات الرئيسيه من المركبات الحيوية
***********************************
ببتيدات | الحموض الامينيه | حموض نوويه | كاربوهيدرات | ليبيديات | تيربينات | كاروتينويدات | تيترابيرولات | عوامل مرافقه انزيميه | ستيرويدات | فلافونيدات | قلويدات | بوليكيتيدات | غليكوزيدات
معلوماتيه حيوية******************
المعلوماتيه الحيوية (بالانجليزية: Bioinformatics) او علم الاحياء الحاسوبى ( البيولوجيا الحاسوبيه ) computational biology هو استعمال اخر تقنيات الرياضيات التطبيقيه ،
المعلوماتيه informatics ،
الاحصاء ،
و علوم الحاسب لحل مشكلات بيولوجيه حيوية .
جهود الابحاث الرئيسيه فهذا الحقل تتضمن التراصف التسلسلى Sequence alignment ،
ايجاد المورثات ،
مشروع الجينوم البشرى ،
تراصف البنيه البروتينيه protein structural alignment ،
تنبؤ البنيه البروتينيه protein structure prediction ،
التنبؤ بالتعبير الجينى gene expression ،
و تاثرات بروتين-بروتين ،
اضافه لنمذجه التطور
حمض نووى ريبى منقوص الاكسجينمقدمة
**********
المعلوماتيه الحيوية (البيوانفورماتيك) من اخر علوم الحاسب ،
ومن المتوقع فالمستقبل القريب ان يشتد الطلب على الخبراء فهذا المجال.ووفقا للمحللين الاقتصاديين فان حجم الاستثمارات فهذا القطاع ستقارب الستين مليار دولار اثناء هذي السنة.تعريف المعلوماتيه الحيوية
************************
المعلوماتيه الحيوية هو تحليل المعلومات البيولوجيه باستعمال الكمبيوتر و التقنيات الاحصائية.
هو العلم الذي يسعي لاستعمال و تطوير قواعد البيانات و الخوارزميات الحاسوبيه لتسيع و تعزيز الابحاث البيولوجية.تعريف المركز العالمي لمعلومات البيوتكنولوجى [NCBI] :
عرف المعلوماتيه الحيوية كما يلي: المعلوماتيه الحيوية (البيوانفورماتيك) هو حقل من العلم حيث علم الاحياء (Biology) و علوم الحاسب (Computer Science) و تكنولوجيا المعلومات (Information techonlogy ) دمجت سويه فمجال علمي واحد.تنضوى المعلوماتيه الحيوية على ثلاثه فروع رئيسيه هي:
تطوير خوارزميات حديثة و تقنيات احصائيه تساعد فتحصيل المعلومات من مجموعات ضخمه من البيانات.
تحليل و تفسير الانماط المختلفة من البيانات التي تتضمن سلاسل الحموض الامينية
و الانويه و القطع و البني البروتينية.تطوير و تنفيذ ادوات تساعد على ادارة فعاله للانماط المختلفة من المعلومات.
اما و يبوبيديا (***opedia) فتعرف المعلوماتيه الحيوية كما يلي:هى تطبيق التكنولوجيا الحاسوبيه و المعلوماتيه فادارة المعلومات البيولوجية,
وبشكل محدد هي علم تطوير قواعد بيانات و خوارزميات حاسوبيه لتسهيل و تسريع الابحاث البيولوجية.
استخدمت المعلوماتيه الحيوية على نطاق و اسع فابحاث الجينوم البشرى ضمن مشروع الجينوم البشرى الذي حدد السلسله الجينيه الكاملة للانسان و التي تتكون من حوالى ثلاثه بلايين (مليارات) زوج اساسى و بشكل اساسى ساعت فاستعمال المعلومات الجينيه لفهم الامراض و كان لها دور فاكتشاف عقاقير حديثة فعالة.
ان المصطلحات الثلاثه المعلوماتيه الحيوية و البيولوجيا الحوسبيه و البنيه التحتيه للمعلومات البيولوجيه تشير ال نفس المضمون تقريبا.
ماالمقصود بالمعلوماتيه الحيوية
***************************
المعلوماتيه الحيوية هي استعمال تكنولوجيا المعلومات ضمن علم الاحياء (البيولوجيا) للاستفاده من هذا فعمليات تخزين البيانات (data storage and warehousing),و تحليل سلاسل الحمض النووى (DNA).
للعمل ضمن مجال البيوانفورماتيك عليك الالمام بعدد من العلوم تشمل علم الاحياء(Biology) و الرياضيات و علوم الحاسب اضافه لقوانين الفيزياء و الكيمياء و الاهم بالتاكيد هو المامك بتكنولوجيا المعلومات (IT)وذلك من اجل تحليل البيانات البيولوجيه و دراستها.
لا ينحصر استعمال البيوانفرماتيك فحوسبه البيانات البيولوجيه و انما يتعدي هذا الى حل الكثير من المشاكل البيولوجيه و اكتشاف الانماط الاحيائيه المتعددة.المهارات المطلوبه لتصبح خبيرا ناجحا فمجال المعلوماتيه الحيوية
************************************************** ******كبداية عليك الالمام بما يلي:
بيولوجيا الجزيئات.
خبره فالعمل على واحد او اكثر من حزم البرمجيات المخصصه للتعامل مع بيولوجيا الجزيئات.تعلم طريقة تحليل المعطيات البيولوجيه باستعمال هذي البرمجيات و التي اذكر منها: (GCG,BLAST,FASTA) و غيرها.
تعلم عن نظم التشغيل مفتوحه المصدر (LINUX,UNIX) لان الشائع فهذه الايام هو استعمال البرمجيات الحره فالبيوانفورماتيك و هذا نظرا لقوتها و توفر الادوات البرمجيه و البرمجيات المخصصه لهذه المنصات.
معرفه جيده بلغات البرمجه ك: Java,C++,Python,Perl كما يجب عليك الالمام بلغه HTML.
الالمام بنظم ادارة قواعد البيانات و افضلها : Oracle و MySQL (مفتوحه المصدر و المجانية) و الاكثر استخداما لتخزين كميات ضخمه gigabytes من المعطيات البيولوجيه لتحليلها و استخلاص المعلومات منها.علم الاحياء الجزيئي
*********************
يقوم علم الاحياء الجزيئى او البيولوجيا الجزيئيه (بالانجليزية: Molecular biology) بدراسه الاحياء على المستوي الجزيئى ،
لذا فهو يتداخل مع كلا من علم الاحياء و الكيمياء فعده فروع و يتقاطع مع الكيمياء الحيوية و علم الوراثه فعده مناطق و تخصصات .
تهتم البيولوجيا الجزيئيه بدراسه مختلف العلاقات المتبادله بين كافه الانظمه الخلويه و بخاصة العلاقات بين الدنا و الرنا و عملية الاصطناع البروتينى اضافه الى اليات تنظيم هذي العملية و كافه العمليات الحيوية .يصف و ليم استبورى علم الاحياء الجزيئى فمقاله له فمجلة نيتشر :
” … بانه ليس تقنيه بل هو مقاربة،
مقاربه من و جهه نظر ما يدعي بالعلوم الاساسية مع فكرة موجهه للبحث ضمن الحقائق و الخطوط العريضه لعلم الاحياء عن خطة جزيئيه موافقه .
انة علم يهتم اساسا باشكال الجزيئات الحيوية و … بشكل اكثر تحديدا على البني الثلاثيه الابعاد و التشكيلات البنيويه بحيث لا تقتصر فقط على الدراسه الشكليه morphology بل تتعداها لتدرس التشكل genesis و الوظيفه .
”العلاقه بعلوم الاحياء الثانية على المستوي الجزيئي
*******************************************
رسم توضيحى للعلاقه لبن الكيمياء الحيوية،
وعلم الوراثة،
وعلم الاحياء الجزيئي.الباحثون فالاحياء الجزيئيه استعملوا تقنيات محدده منشؤها علم الاحياء الجزيئي,
ولكن مع تزايد الجمع بين هذي الافكار من تقنيات و علم الوراثة و علم الكيمياء الحيوية و الفيزياء الحيوية مع انه ليس هنالك ترابط بين هذي المجالات كما كان من قبل.
الشكل الاتي يمثل مخطط علاقة بين بعض تلك المجالاتالكيمياء الحيوية: هي دراسه المواد الكيميائيه و العمليات الحيوية اللذان يحدثان فالكائنات الحية.
علم الوراثة: هو دراسه تاثير الاختلافات الوراثيه على الكائنات الحية.
كثيرا ما يمكننا ذلك من الاستدلال على غياب مكون طبيعي (ومثال على ذلك: – جين واحد).دراسة “المسوخ” الكائنات التي تفتقر الى واحد او اكثر من العناصر الفنيه فيما يتعلق بما يسمى ” بالنوع البرى ” او نمط ظاهرى طبيعي.
التفاعلات الوراثيه كepistasis ممكن ان تفند تفسيرات بسيطة فاغلب الاحيان كهذه الدراسات “القاضية”.علم الاحياء الجزيئى : دراسة الاسس الجزيئية من عملية النسخ و الاستنساخ و الترجمة الجينيه.
العقيده المركزيه لعلم الاحياء الجزيئى حيث ان ما ده و راثيه نسخت الى ار ان اي و بعد هذا ترجمت الى البروتين،
علي الرغم من ان هنالك صورة مبالغه فتبسيط علم الاحياء الجزيئى ،
ولا يزال يوفر نقطة انطلاق جيدة لفهم الميدان.
بيد ان هذي الصورة يجرى تنقيحها فضوء الادوار الحديثة الناشئة للرنا .معظم العمل فعلم الاحياء الجزيئى كمى ،
تم انجاز العديد من العمل المشترك فالبيولوجيا الجزيئية و علوم الحاسوب و المعلوماتيه الحيوية و علم الاحياء الحسابي .
اعتبارا من مطلع العشرين ،
ودراسة بنيه الجينات و علم الوراثة الجزيئيه كان الحقل الثانوي الابرز لعلم الاحياء الجزيئي.تركز على نحو متزايد الكثير من الحقل الثانية لعلم الاحياء على الجزيئات ،
اما دراسه مباشره لتفاعلاتهم فاماكن تواجدهم كفعلم الاحياء الخلوى و علم الاحياء التطورى ،
او بشكل غير مباشر ،
حيث تقنيات علم الاحياء الجزيئى تستخدم لاستنتاج الخواص التاريخيه من السكان او النوع،
كما فمجالات علم الاحياء المتطوره كعلم و راثه السكان و علم الوراثه العرقى phylogenetics .
وهنالك كذلك تقاليد عريقة دراسة الجزيئات البيولوجيه “من الصفر” فالفيزياء الحيوية .تقنيات الاحياء الجزئية
*********************
منذ اواخر خمسينات و اوائل الستينات ،
تعلم علماء الاحياء الجزيئى طريقة تمييز و عزل و معالجه المكونات الجزيئيه للخلايا و الكائنات الحية.
تتضمن هذي المكونات الدنا (DNA) مستودع المعلومات الوراثيه ؛
الرنا (RNA) الشبية بالدى ان اي (DNA) .
الذى تتراوح و ظائفها من العمل كالنسخه العامله المؤقته ل (DNA) دنا الى هيكليه فعليه و مهام انزيميه ايضا الوظيفية و الهيكلية من اجهزة النقل.
والبروتين هو الهيكل الرئيسى و النوع الانزيمى للجزيئات فالخليه.علم الاحياء الخلوي
***********************
علم الاحياء الخلوى او البيولوجيا الخلويه (Cell biology او cellular biology احيانا cytology ) علم يقوم بدراسه الخلايا الحيه : خواصها و بنيتها و مكوناتها ،
و العضيات الموجوده بها و تفاعلاتها مع البيئه المحيطه .
اضافه لذا دوره حياتها cell cycle ،
انقسامها ،
و اخيرا موتها.
تتم هذي الدراسه على نطاق مجهرى او جزيئى .
البيولوجيا الخلويه تبحث فمجالات تمتد من تنوعات الاحياء و حيده الخليه الى الحياء متعدده الخلايا بخلاياها المتمايزه جدا جدا كالانسان.معرفه تركيب الخلايا و طريقة عملها اساسى لجميع العلوم الحيوية .
فتقدير مدي التشابة و اللاختلاف بين النماط الخلويه يعتبر امرا مهما و اساسيا لجميع العلوم الحيوية الجزيئيه و الخلويه .
لان هذي التشابهات تشكل اطارا عاما موحدا يسمح بتعميم المباديء و نتائج الابحاث فعلوم مترابطه كعلم الوراثه ،
الكيمياء الحيوية ،
علم الاحياء الجزيئى و اخيرا علم الاحياء التنموى .
الخلايا من حيث مكوناتها الجزئيةعمليات خلوية
******************
انقسام خلوى Cell division – طريقة تولد الخلايا الجديدة
هنالك نوعين من الانقسام الخلوى و هما الانقسام غير المباشر (الذى يحدث فالخلايا الجسديه فالكائنات الحية) و الانقسام الاختزالى (و الذي يحدث فالخلايا التناسليه للكائنات الحية).
شكل يوضح المراحل المختلفة لانواع الانقسامالانقسام غير المباشر:
وتكمن اهمية الانقسام غير المباشر فانه يساهم فنمو الكائنات الحيه و تعويض انسجتها التالفة،
كما يساهم فنقل الجينات الموجوده على الكروموسومات من الخليه الاصلية الى الخليتين الجديدتين.وبالطبع فان الانقسام الغير المباشر يختلف فالخليه النباتيه عنه فالخليه الحيوانية،
فالخليه النباتيه لا تحتوى على جسم مركزى (حيث يلعب الجسم المركزى دورا فانقسام الخليه الحيوانية،حيث ينقسم الى قسمين،
و يهاجر جميع قسم الى احد قطبي الخلية.
و يبدا فهذا الدور تكثف خيوط سيتوبلازميه بين الجسمين المركزين و تبدو هذي الخيوط بالمغزل)،
كما انه لا يحدث اختناق فالخليه النباتيه انما تشكل انتفاخات غشائيه من جهاز جولجى على الخط الاستوائى للخليه و تمتد هذي الانتفاخات حتي تشكل حاجزا يسمي بالصفيحه الوسطي و التي تقسم الخليه الى خليتين.ادوار الانقسام غير المباشر:
الدور التمهيدي: تتميز الكروموسومات فهذا الدور ،
و تكون على شكل خيوط طويله و رفيعة،
و يخرج جميع كروموسوم مكونا من جزءين،
و يدعي جميع جزء كروماتيده و يرتبط الكروماتيدان مع بعضهما فنقطه تسمي بالسنترومير،
و يلتفان حول بعضهما البعض.الدور الاستوائي: يكتمل فهذا الدور تشكل المغزل.
و تتميز الكروموسومات فهذا الدور و يكون من السهل عدها و تحديدها.الدور الانفصالي: ينقسم السنترومير فهذا الدور،
و يبتعد الكروماتيدان فكل كروموسوم عن بعضهما،
ويتجة جميع كروماتيد نحو القطبين.
و بذلك يكون عند جميع قطب من قطبي الخليه مجموعتان متشابهتان من الكروموتيدات،
والتى ممكن تسميتها الان بالكروموسومات.الدور النهائي: تبدو مجموعة الكروموسومات فكل قطب طويله و رفيعة،
و تخرج النويه و الغشاء لنوويالانقسام الاختزالي:
يحدث الانقسام الاختزالى فالخلايا التناسليه الحيه و التي تعرف كذلك بالجاميتات (gamets)و يختلف هذي النوع من الانقسام بانه خلالة يختزل عدد الكرموسومات الى النصف.
و تكمن اهمية الانقسام الاختزالى بانه ضروريا للحفاظ على الكائنات الحيه التي تتكاثر جنسيا،
كما انه بواسطه الاختزال يحافظ على ثبات عدد الكروموسومات ،
و يساعد فتنوع صفات الكائنات الحيه لنفس السلالة.فى الحيوان يحدث الانقسام الاختزالى فالخصيه للذكر لتكوين الحيوانات منوية،
و فالاناث فالمبيض لتكوين البويضات .
اما فالنبات فيحدث فالمتك لتكوين حبوب اللقاح،
و المبيض لتكوين البويضات.تاشير الخلايا – تنظيم سلوك الخليه عن طريق اشارات خارجية.
نقل فعال Active transport و نقل منفعل Passive transport – انتقالات الجزيئات من الخلايا و الى الخلايا.
التصاق الخلايا Cell adhesion – جمع الخلايا مع بعضها البعض.
نسخ و راثى و mRNA splicing – التعبير الجيني.
حركة الخليه : كيموتاكسيس Chemotaxis ،
التقلص Muscle contraction ،
هدب (خلية) و سوط الخية
اصلاح الدنا و موت الخلية
استقلاب: تحلل غليكوزى Glycolysis ،
تنفس خلوي,
تركيب ضوئى : اصطناع ضوئى او تمثيل ضوئيتقنيات
*************
Microscopy and Immunostaining
Gene knockdown and Transfection
مستعمره خلويه Cell culture و متعقب مشع Radioactive tracers
بى سى ار and تهجين فالموقع In situ hybridization
DNA microarray مرشحات للتعبير الجينيتنقيه الخلايا و اجزائها
يتم التوصل الى تنقيه الخلايا و اجزائها باستعمال الطرق الاتيه :
Flow cytometry
تجزئه الخليه Cell fractionation
تحرير العضيات الخلويه بوساطه disruption of cells.
فصل العضيات المختلفة ضمن الخليفه بوساطه تثفيل centrifugation.
استخلاص البروتينات من الاغشيه الخلويه عن طريق المنظفات detergents و املاح او غيرها من الكيماويات.
Immunoprecipitation
- اروین شارغاف
