بسم الله الرحمن الرحيم بنستكمل مع محاضرات ال
physical optics وتوقفنا عند موضوع ال
bacteriorhodopsin وإنه موجود في بكتيريا قديمة اللي
هي ال halobacterium halobium وقلنا هذا ال
bacteriorhodopsinهو العين بتاعة البكتيريا بمعنى هو
الجزيء الحيوي أو المركب الكيميائي داخل البكتيريا
التي يستطيع فهم الضوء وحكينا أن هذا البكتيريو
رودوبسين الموجود في الهالو بكتيريوم هالوبيوم مكون
من شقين الأوبسين بورشين أو الجزء البروتيني
والريتينال بورشين اللي هو أحد مركبات أو أحد أشكال
فيتامين A هدول الجزئين مع بعضهم بكونوا البكتيريو
رودوبسينوقلنا كيف عرفوا العلماء أنه بيتأثر ال
bacteriorhodopsin بالضوء فوجدوا العلماء أنه بمجرد
سقوط الضوء على هذا المركب أو هذا الجزء الحيوي اللي
هو ال bacteriorhodopsinبحصل في شقاه .. في شقاه
بحصل تغير والتغير هذا بسرعة هائلة جدا ال obscene
portion .. ال obscene portion بتغير وال retinal
portion بتغير ببدأ التغير في ال retinal portion
اللي هو الجزء اللي هو عبارة عن شكل من أشكال .. من
أشكال vitamin A اللي هو جزء من مكونات ال
bacteriorhodopsin بيصير في ..isomerization بمعنى
ان ال form بتتحول لل transform بسرعة شاهقة جدا
تقدر بعشرة أصناق ستماشر second يعني واحد على مليون
مليون ثانية واحد على أو جزء من مليون مليون جزء من
الثانية وهذا بيتبع ال debrotonation إعطاء لبروتون
من ال obscene portion اللي هو الجزء البروتيني تمام
في عشرة أص ناقص خمسة من الثانية يعني في واحد من
مائة ألف جزء من الثانية وهذا يعتبر سرعة شاهقة أو
يعني شديدة السرعة في الاستجابة لضوء .. في
الاستجابة لضوء، اذا ال bacteriorhodopsin يستجيب
لضوء و الخلية بتفيد من استجابة bacteriorhodopsin و
بتقوم بالعمليات الحيوية اللازمة لها و اتوقفنا عند
هذا القضيةطبعا سألوا العلماء أنفسهم ال rodopsin أو
ال bacteriorodopsin الموجود في ال helobacterium
helobium يترى باستجيب لأي نوع من الطول أو لأي طول
موجي أكتر هل باستجيب للأحمر أو للبرتقالي أو للأصفر
أو للأخضر أو للأزرق يعني أي من الموجات الطيفية
بتستحث ال bacteriorodopsinبشكل أكتر من غيرها و
وجدوا أن طول الموج الأزرق 495 نانومتر هو يعني
بينشط معاه ال bacteriorhodopsin بتتغير التفاعلات
أو بتحدث التفاعلاتالكيميائية فيه بشكل انشط مما لو
تعرض لموجات ضوئية من أطوال موجية أخرى، اذا this
early rodopsin absorbed light maximally at 495
nanometer but responded to almost all visible
lightيعني هو بيستجيب الـ bacteriorhodopsin بيستجيب
لكل الأطوال الموجية بس الأكثر استجابة لطول الموج
الأزرق لطول الموج الأزرق اللي هو تقريبا اربعمية و
خمسة و تسعين نانو متر اربعمية و خمسة و تسعين يعني
حوالين الأزرق estimates suggest that the ancestor
of human color pigment genesDiverged from the
rhodopsin gene about 800 million years ago and
eventually resulted in a series of pigments with
maximal absorption peaks in the blue, green and
red areas of the spectrum. These specially adapted
molecules are needed for accurate color vision
.الان العلماء سألوا نفسهم عشان نفهم هذه الفقرة، يا
ترى أول ما بدأيظهر الـRhodopsin أو أول ما خُلِق
الـRhodopsin أو الكائنات الأولية الشديدة البداية
الـRhodopsin اللي فيها هل هو بيستجيب لطول موجي
معين ولا بيستجيب يعني أو في منه أنواع خلينا نقول
في منه أنواع مختلفة من الـRhodopsin كل واحد منها
بيستجيب لطول موجي بذاته فقدروا العلماء أن ظهور
الجيناتظهور الجينات طبعا على الكروموسومات المسئولة
عن إنتاج ال Rodopsin ممكن إنسان يقول إيش علاقة
الجينات في الموضوع هذا، ما ننساش أن ال Rodopsin
مكوّن منجزء بروتيني وجزء vitamin E الجزء البروتيني
لبروتينات معروف إنها أحماض أمينية مت .. مترابطة مع
بعضها البعض ويعني بتكون polypeptide chain و بتكون
منها البروتين اللي هو طبعا سلاسل اللي هو عديدة ال
peptideفبالتالي طالب مكوّن من amino acids، معناته
هذه أنتجت في الريبوسومات، الريبوسومات مين اللي
أعطاها الإشارة؟إنها تنتج الجينات أو الكرموسومات
الموجودة في النواء عبر ال messenger RNA أرسلت
رسالة عن طريق ال messenger RNA لرايبوسومات اللي هي
مصانع البروتينات فأنتجت اللي هو ال amino acids أو
جمعت ال amino acids وكونت لي ال obscene portion
بتاعة ال bacteriorhodopsin العلماء لما سألوا
أنفسهم سؤال هل في أكتر من نوعمن ال Rodopsin يعني
نوع يستجيب مثلا الطول الموجي أو يمتص الطول الموجي
الأزرق، نوع يمتص الطول الموجي الأخضر، نوع يمتص
الطول الموجي الأحمر و هكذا، هل في أنواع كتيرة يعني
و لا هو نوع واحد و خلاص، فالدراسات
قادت إلى أن الجينات الجينات اللي بتتحكم في إنتاج
أنواع مختلفة من ال Rodopsinأنواع مختلفة من الـ
Rhodopsinيعني بدأت بالظهور تقديريا تقريبا 800
مليون سنة قبل عصرنا الحالي يعني قبل عصرنا الحالي
يعني الحفريات أوجدت أو استطاعوا العلماء التوصل
لكائنات فيها أنواع متعددة من الجينات هذه الجينات
مسئولة عن إنتاج أنواع مختلفة من الرضبسين لما درست
هذه الأنواع المختلفة وجدوا أنهكل نوع منها باستجيب
لطول موجي معين و هكذا بدأ بالظهور يعني أنواع
مختلفة من الجينات و استنتج أنها تنتج
أنواع مختلفة من الريدوبسينو كل نوع منها حساس لطول
موجي معين فبالتالي بدأت قصة ال color vision في
الظهور منذ ذلك الوقت و وصلنا لأعلى الكائنات اللي
هو الإنسان اللي عنده سلسلة من الصبغات اللي بيصير
ال maximum absorption لل light فيها بعضها عند ال
blue بعضها عند ال green و بعضها عند ال red و عشان
هي كدهالإنسان عنده تلت أنواع من ال cones اللي هي
المستقبلات الألوان red sensitive cone و green
sensitive cone و blue sensitive cone، الآن بس بدأ
نوح لقضية خارج عن المحاضرة بس مهمة جدامن الخطأ ..
من الخطأ أني أقول blue cones و green .. green
cones و red cones لأنه هذه مش ألوان لخلايا،
الخلايا ليست .. أو ليست ملونة و إنما ال pigment
اللي فيها أو ال protein اللي فيها أو الrodopsin
عشان نكون دقيقين جداتركيبة ال Rodopsin هنا تختلف
عن تركيبة ال Rodopsin هنا تختلف عن تركيبة ال
Rodopsin هنا Rodopsin ترتيب الأحماض الأمينية فيه
بيجعله حساس للطول الموجي الأزرق هنا ترتيب الأحماض
الأمينيةاللي هي قولنا عنها ميتين وتمانية واربعين
حمض أميني في ال بكتيريو رودوبسين بس في الإنسان
يعني بتختلف التركيبة بس برضه في ال obscene portion
مكون من عدد معين من الأحماض الأمينية ترتيبتها
ترتيبتها وتشابكها مع بعض البعض بتخلي أحيانا بعض
الخلايا حساس للطول الموجي الأزرق بعضها حساس للطول
الموجي الأخضر وبعضها حساس للطول الموجي الأحمر إذا
الكلمة blue و green و red cones هذه كلمة خاطئ و
هنا بقول blue sensitive cone green sensitive cone
و red sensitive cone يعني حسب حساسيتها لأي طيف من
الضوء المرئيإذا التقديرات بتقول أنه ال ancestor of
human color pigment genes أنه الجد أو السلف بتاعه
human color pigment genes الجيناتاللي بدأت بالظهور
طبعا هذه وفق نظريات التطور عندهم بس احنا بالنسبة
للإنسان خلق الإنسان في أحسن تقويم ويعني معروف أنه
من بداية خلق الإنسان من آدم عليه السلام أنه هذه
الجينات كلها موجودة عند آدم عليه السلام وذريته
وصولا إلى عصرنا الحالي وحتى يعني تقوم الساعةكله
يستطيع رؤية الألوان إلا إذا كان عنده مرض عمى
الألوان بس كله موجود عنده ال genes بتاعت اللي هي
الرؤية اللونية وزي ما بنقول و بنذكر مش الجينات هي
اللي بترا الألوان الجينات تتحكم في إنتاج ال
proteinات اللي هي بتدخل في تكوين الأبسين بتاع ال
Rodopsin بتاع ال Rodopsin
لما بنقول أربعمية و خمسة و تسعين نرجع للبكتيريو
رودوبسين أكتر حساسية البكتيريو رودوبسين الموجود في
الهالو بكتيريوم هالوبيوم عند الطول الموجي أربعمية
و خمسة و تسعين نانومتر هي الأطياف من عند أربعمية
تقريبا لسبعمية لو جينا نقول تقريبا أربعمية و خمسة
و تسعين نانومتر يعني هو جاي بين الأزرق و الأخضر
بين الأزرق و الأخضر بين اللون الأزرقو الأخضر فهنا
بيكون ال maximum .. ال maximum sensitivity ل ال
bacteriorhodopsin بس هو بنذكر ايضا ان هو حساس لكل
الأطياف الموجية .. لكل الأطياف الموجيةthus early
animals used something akin to the original
rhodopsin and a very simple optical system to see
الآن قبل ما نشرح هذه الفقرة بنقول كالقاتل أبسط ..
أبسط جزيء .. أبسط جزيء حساس للضوءووجد في
الhalobacterium halobium واطلقوا عليه العلماء اسم
bacteriorhodopsin هاي الشكل او ال simulation بتاعه
بدنا الأن ننتقل لكائنات أكثر تعقيدا قليلا مش كتير
أكثر تعقيدا ولكن أكثر تعقيدا بشكل يعني الدرجة اللي
بعديها في التعقيد هنا هذا الجزيء موجود داخل خلية
الhalobacterium halobium وسمينا ال
bacteriorhodopsin بسيط للغاية لا يتطلب أي شروط
للتفاعل مع الضوء بمعنى أخر لو إيجاد ضوء من الناحية
هايهيستجيب إله، لو إجاء الضوء من الناحية high،
هيستجيب إله، لو إجاء الضوء من الناحية high،
هيستجيب إله، من وين ما إجا الضوء، من تحت، من فوق،
من شماله، من يمينه، من وين ما سقط الضوء على هذه
الخلية البكتيرية، هيصل ل .. اللي هو ال
bacteriorhodopsin ويسبب التغيرات اللي حكينا عنها
في الجزئين إبتعينه طيب ممكنسان يقولوا هل هذا يعني
.. إيش علاقته؟قضيت إنه يستجيب من وين ما إيجاه
الضوء، معناته هذا الجهاز بسيط للغاية، ممكن نقول
هذا يعني أفضل، يعني نقول لأ وكل ما تم التعقيد
بيصير حاجة بيسموها ال directionality أو الاستجابة
أو الاتجاهية في الاستجابة، بمعنى آخر الإنسان اللي
هو أعلى الكائنات لو إيجاله الضوء من خلف رأسه مش
هيشوفه، مش هيشوفهفبالتالي ليش؟ لأنه عنده الاستجابة
directional بمعنى إنه عشان يشوف الضوء لازم الضوء
يكون موجه باتجاه جهاز الإبصار لدى الإنسان وهو
العين .. وهو العينالان نيجي لل step الأعلى من ال
bacteriorhodopsin بنقول thus early animals used
something akin to the original rhodopsin and very
simple optical system الان ال rodopsin ال original
rhodopsin وال bacteriorhodopsin موجودفي الخلية
البكتيرية ليس له مثلا عضي من عضيات الخلية معين لأو
انهم موجود في ال cytoplasm بتاع الخلية و من وين ما
اجاله الضوء بيستجيب الان الكائنات اللي أعلى طبقة
من ال helobacterium helobium او من عالم البكتيريا
الكائنات الأعلى طبقة قليلة فيها موجود ال rodopsin
اللي بيشبه الrodopsin بتاع الhalobacterium
halobium بس مضاف له very simple optical system
يعني في مضاف له جهاز إبصار موجود ال rodopsin في
هذا الجهاز الإبصار عشان نوضح الفكرة بنقول for
example early worms الديدان القديمة and shellfish
والمحارات المحارلي الأصدافالبحرية had light
sensing cells that lined a small cup-like
structure فيها هذه الـ shellfish اللي هي المحارات
أو الأصداف و الديدان القديمة فيها خلايا حساسة
للضوء طبعا ليش حساسة للضوء لأن فيها ال Rodopsin
فيها ال Rodopsin الخاص فيها طب وين موجودة هذه
الخلايا الحساسة موجودة ضمن very simple optical
system عبارة عن إيش ال optical systemعبارة عن cup
-like structure هي كتركيبة زي الفنجان أو زي الوعاء
الصغير المفتوح بالظبط زي الصحن أو الفنجان طبعا هذه
الخلايا الحساسة للضوء و اللي فيها رودوبسين تبطن
تبطن او تكسو من الداخلsmall cup-like structure ..
small cup-like structure نرجع للصورة هنا، بنقول هي
.. هي صورة للمحارة، المحارة عبارة عن cup-like
structures طبعا مبطنة من الداخل .. مبطنة من
الداخل، طبعا احنا ما بدنا .. يعنيهذه اللي هي
الإفرازات المحارة أو شيء من هذا القبيل وإنما في
ابطانة للمحارة تمام لتوضيح الفكرة طبعا هذه
الابطانة موجود فيها light sensing cells light
sensing cells بمعنى في خلايا حساسة للضوء ليش هذه
الخلايا اللي بتبطن هذا ال cup؟حساسة للضوء لأنه
موجود فيها ال Rodopsin الان مش هسميه Rodopsin
بكتيريو Rodopsin هسميه Rodopsin لأنه احنا اهداك
سميناه بكتيريو Rodopsin لأنه موجود ضمن البكتيريا
هذا Rodopsin يشبه في التركيب ولكن مع إضافة هذا ال
optical systemليش سميناها optical system؟ لأنه
بلعب دور أنه الضوء إذا إجا من ورا مش هيصل لل light
sensing cells فبالتالي مش .. مش هيستفيد هذا الكائن
الحقيقي أو هذا الحيوان منه بينما لو إجا مباشر ..
مباشر ووصل لل light sensing cell إذا ساعتها
هيستجيب للضوء طب هذا إيش فادني؟ فادني في شغل تاني
أنه في optical system أضيفالـ Bacteriorhodopsin مش
optical system مجرد جزء كيميائي .. جزء كيميائي أو
مركب عضوي داخل خلية و خلصنا، اذا هذا مش optical
system و انما مركب عضوي يستطيع التأثر بالضوء أما
بالنسبة لأ المحار والديدان القديمة، في عندهغير
قضية الردوبسين الموجود في خلايا سميناها light
sensing cells، في عندي optical system، very simple
optical system، هو عبارة عن cup-like structure،
يعني تركيبة هيك بتشبه الفنجان أو بتشبه الصحن
بالإضافة إنه أضيفت قضية ال directionality إنه
الضوء إذا إجا على ال cup من وجهه بينشاف لأنه بيصل
لل light sensing cells إذا ما إجا من .. من .. من
دهر المحارة مش هينشاف أبدا لأنه مش هيصل لل light
sensing cells because each cell is shielded from
light that approaches the cup from the non-seeing
side ليش مش هينشاف؟ لأنه كل خلية من الخلايا
الحساسة للضوءيعني محمية من الضوء إذا إجا الضوء لل
cup من ال non-seeing side .. من ال non-seeing side
اتطورت الحياة أكتر أو خلينا نقول مش اتطورت الحياة
أكتر يعني هي الحياة متطورة من .. من ذو بدء الخليقة
أو ننتقل لطبقة أعلى من الكائنات طبقة أعلى من
المحارات و من ال .. الديدان القديمة بنقول if the
cup is made deeperand the sides are turned over a
lensless spin hole system is produced نرجع للمحار
ونقول المحار أعقد من البكتيريا في شغلتين انه ال
light sensing cells اللي فيها الرضبسين محمية من
جهةبال optical system هذا اللي أنا بأشير عليه اللي
هو cup-like structure وتتمتع بخاصية ال
directionality طيب لو هذا ال cup سألوا العلماء
سؤال هل يوجد كائنات أعلى من المحار أعلى من المحار
فيها هذا ال optical system أعمق؟وحوافه متقاربة ليش
العلماء صاروا يدوروا على مخلوقات تتمتع بهذه
الخاصية لأنهم بدهم يقتربوا في التركيب بما يشبه
الإنسان .. بما يشبه عين الإنسان قالوا يا ترى الآن
لو في عندنا .. لو ش .. لو شفنا أو .. أو لجينا
مخلوقات أو كائنات عندها optical system يشبه ال
optical system بتاع المحار بس أطور شوية منه بمعنى
آخرإنه ال cup هذا صار عميق .. صار عميق وتقاربة
الحواف بتاعته يعني ال light sensing cells الخلايا
الحساسة للضوء المبطنة لل .. لل cup هذا بدنا نجيلنا
أي كائن حي آخر غير المحار يكون فيه عنده نفس الفكرة
بس مع اختلاف بسيط إنه ال cup عميق عشان يصير يشبه
العينوإن الحواف بتاعة ال cup متقاربة مع بعضها
البعض عشان تصير تشبه ال pupil بدناش crystalline
lens و بدناش cornي احنا بدنا بس المرحلة اللي بعدها
فبالتالي if the cup is made deeper and the sides
الحواف are turned off over يعني متقاربة أو بدت
تتسكر على بعضها البعضبساعتها هيكون هذا الكائن الحي
عنده ما يسمى بال lensless pinhole system lensless
pinhole system يعني optical system عبارة عن
pinhole لأنه إذا تقاربت الحوافو سكرت ع بعضها هيصير
عندى كأنه pupil او pin hole يعني مع شكل كروي مغلق
فقط مفتوح من عند ال pin hole ومافيش crystalline
lens اذا بسميه lensless optical system بدنا نأكد
على نقطة ان احنا هذا الكلام اللى انا بحكيه مش
مقصود فيه المحار وانما العلماء بدوروا على كائن ..
على كائن أرقى قليلا من المحارو هم ما يقصدوا أن
المحار يتطور بذاته و يسير هذا المحار، هيضله محار
من حد ما يفلق لغاية ما تنتهي حياته، الآن هم ده
بدهم يدوروا على درجة أعلى من الحياة أو درجة أعلى
من الكائنات الحية، بمعنى إيش يعني أعلى؟ يعني
الجهاز الإبصار اللي ديها مطور أكثر، إيش يعني مطور
أكثر؟ يعني يشبه أكثر، جهاز يشبه أكثر قليلاجهاز
الإبصار بتاع أعلى الكائنات وهو الإنسان، الإنسان
وان ننساش انه لين .. انه لين عبارة عن كب مغلقمغلق
و فيه pinhole اللي هو ال pupil تمام و فيه
crystalline lens العلماء بدهم بس تطور قليل جدا او
كائن أرقى قليلا من المحار بس انه يكون ال .. ال cup
بتاعه more deep جهاز الإبصار بتاعه more deep و
الحواف تتتقاربت عشان تشبه ال pupil بدناش نسأل الآن
عن ال .. ال crystalline lens بدناش نسأل عن
الكورنيا و ما إلى ذلك وجدوا العلماء طلبهمفي كائن
يسمى ال neutralist ال neutralist اللي هو نوع من ال
swimming مولوسك اللي هي الحلزونات التي العائمة ..
الحلزون العائم و احنا جبنا صورة هنا ل ال
neutralist neutralist
هينوع من أنواع الحلزونات العائمة، هاي جهاز الإبصار
فيه، هاي جهاز الإبصار فيه، أنا كبرت جهاز الإبصار
عشان نشوف إنه عبارة عن كأنه عين بس بدون
crystalline lens أو كورن، يعني مجرد .. يعني تجويف
عميق بالظبط زي كورة العين و الحواف تقاربت لدرجة
إنه ..أصبح عندي ما يسمى بال lensless spin hole
system طبعا هذا الكلام لجوه such a system is used
by a very primitive swimming mollusc طبعا هذا ال
mollusc مش .. مش رقي، very primitive، بداي جدا بس
هو أرقىمن إبصاريا .. أرقى إبصاريا من المحار .. إذا
this system is used by a very primitive swimming
mollusc called Nutilus thus with visible light
falling .. الآن بدنا نلخص كل المحاضرات اللي ..
اللي سبقت بالفقرة هاي بنقول هكذا بمجردعرفنا طبعا
thus with visible light falling on the earth
androdopsin already present the stage was set for
the development from simple light sensing to
natural or living optics يعنيالضوء وصل نقم من
مصدره اللي هو الشمس صار على سطح الأرض بشكل آمن ال
Rodopsin اللي هو الجزء الحساس للضوء و اللي هيقدر
يترجم أن الضوء موجود في خلايا نقم .. خلايا
الإنسان، خلايا الحيوان، خلايا البكتيريا، الاخرى ال
Rodopsin موجود، اذا الأن أصبحالمرحلة أو الحياة
انتقلت لطور من ال very simple light sensing اللي
هو موجود في ال bacteriorhodopsin مجرد light
sensing to natural or living optics يعني ل .. اللي
هو الإبصار اللي بي .. بي .. بي .. بنستخدمه لتأدية
كل مهام الحياة أو الغالبية العظمى من مهامالحياة و
هيك احنا وصلنا للجزء التاني اللي هو ال physical
optics و الصفات الفيزيائية للضوء و المرة القادمة
هنستكمل معاه ان شاء الله تعالى و يعطيكم العافية