DNA

*الاحماض النووية الريبوسية:RNA:
تعني RNA، الحمض النووي الرايبوزي، و يتألف من سلسلة واحد فقط من النيوكليوتيدات التي ترتبط بعضها مع بعض بنفس الطريقة التي يرتبط بها جزيء DNA، و لكنه يختلف عن جزيء DNA في إحتوائه على القاعدة النيتروجينية يوراسيل U، بدلا من احتوائه على الثيامين T.

توجد ثلاث أنواع من الحمض النووي RNA داخل الخلايا و هي:

* mRNA أو RNA الرسول، و يقوم بنقل الشيفرة الوراثية من الجينات في النواة إلى الرايبوسومات، ليتم تصنيع البروتينات المختلفة داخل السيتوبلازم.
* tRNA أو RNA الناقل، و يقوم بنقل الحموض الامينية في السيتوسول إلى الرايبوسومات لإستخدامها في عملية بناء البروتينات.
* rRNA أو الرايبوسومي، يستخدم في إنتاج الرايبوسومات في النوية داخل نواة الخلية.

الفرق بين DNA و RNA

* الحمض النووي DNA:
* يتكون من سكر رايبوزي منقوص الأكسجين: Deoxyribose
* لا يحتوي على القاعدة النيتروجينية اليوراسيل وبدلا منها يوجد الثيامين
* يتكون من سلسلتين

الحمض النووي RNA

* يتكون من سكر رايبوزي غير منقوص الأكسجين ribose
* يحتوي على القاعدة النيتروجينية اليوراسيل
* يتكون من سلسلة واحدة فقط


آلية تضاعف الحمض النووي DNA

إن مقدرة الخلايا الحية في الحفاظ على درجة عالية من الدقة في الإستمرار في وظائفها من جيلا لآخر تعتمد على قدرتها على مضاعفة المعلومات الوراثية المخزونة في جزيء الـ DNA، المكون للكروموسوم، و يكون ذلك في الطور البيني قبيل عملية الانقسام و إنتاج خلايا جديدة.

الشروط الواجب توافرها حتى يتضاعف جزيء DNA

1. جزيء DNA الذي تلتزم مضاعفته ليتم إنتاج جزيئات DNA جديدة تحمل نفس المعلومات الوراثية.
2. كميات كافية من النيوكليوتيدات الأربعة المختلفة التي تدخل في تركيبة (A, G, C, T).
3. إنزيم التضاعف (إنزيم بلمرة DNA)، إضافة إلى بعض الإنزيمات و البروتينات الأخرى اللازمة لإتمام العملية.

ان تركيب الشريط المزدوج ذي القواعد المتزاوجة لجزيءDNA يحتوي على وسيلة يمكن بها مضاعفة المعلومات الوراثية بدقة فحيث ان الشريطين يحتويان على قواعد متكاملة فإن تتابع النيوكليوتيدات في كل شريط يوفر المعلومات اللازمة لانتاج الشريط المقابل

- يتطلب نسخ DNA تكامل نشاط عدد من الانزيمات والبروتينات في الخلية ولكي يتم النسخ يتعين حدوث مايلي:
1. تنفصل سلسلتا جزيء DNA بعضها عن بعض بشكل تدريجي، نتيجة تكسّر الروابط الهيدروجينية التي تربط القواعد النيتروجينية ببعضهابواسطة انزيمات اللولب DNA-helicases، فتتحول إلى سلاسل أحادية بدءا من نقطة محددة، و ينشطر بشكل طولي حتى نهاية السلسلة.
2. يرتبط إنزيم التضاعف(DNA-polymerase) بالسلسلة الأحادية، و يقوم بوضع النيوكليوتيدات - الموجودة في السائل النووي - الواحدة تلو الأخرى بشكل متمم حسب ترتيب القواعد النيتروجينية الموجودة في سلسلة جزيء DNA الذي يتم تضاعفه بحيث يتم وضع نيوكليوتيد T مقابل نيوكليوتيد A، و نيوكليوتيد G مقابل نيوكليوتيد C، و تستمر هذه العملية بتحرك إنزيم التضاعف من نقطة البدأ حتى نهاية السلسلة.وانزيم البلمرة يعمل في اتجاه واحد فقط من الكرف 5 في اتجاه 3 للشريط الجديد الذي يجري بناؤه
3. تتم عمليتي تضاعف سلسلتي جزيء DNA في وقت واحد و بنفس السرعة، فينج من هذه العملية جزيئان كاملان من DNA، يحتوي كل منهما على سلسلة قديمة و أخرى جديدة.
4. بعد الانتهاء من هذه العملية تقوم بروتينات الهستونات الأصلية و الجديدة بالارتباط جميعها بجزيئي DNA، لتكوين الكروموسومات و تكثيفها داخل النواة.

الطفرة الوراثية:
ؤدي حدوث أي خطأ في ترتيب أو تسلسل القواعد النيتروجينية في جزيء DNA إلى تغيير المعلومات الوراثية، فينتج عن ذلك بما يسمى بالطفرة، كما يؤدي هذا التغير في الخلايا الجسدية إلى خلل لدى الفرد الذي حدث له ذلك التغيير، و في حالة حصول الطفرة الوراثية في الخلايا الجنسية يصبح بالامكان نقل هذه الطفرة من جيل لاخر، و ذلك يؤدي إلى ظهور الامراض الوراثية.

عوامل حدوث الطفرة الوراثية:

1. عوامل داخلية: أثناء عملية التضاعف يقوم إنزيم التضاعف بوضع النيوكليوتيدات في غير موضعها الصحيح، و تنتج الطفرة عند عدم قدرة الخلايا على إصلاح كافة الأخطاء الناتجة عن ذلك.
2. عوامل خارجية: كالإشعاعات المختلفة، و بعض المواد الكيميائية، أو بعض أنواع الفيروسات التي تؤدي إلى إحداث تغيير في تركيب القواعد النيتروجينية لجزيء DNA.

و تكمن خطورة هذه الطفرات عند حصولها قي الجينات الموجودة على الكروموسومات، مما يؤدي إلى التأثير على عملها أو إيقاف عملها بشكل تام، فيسبب ذلك حدوث الإختلال في الوظائف المتربطة بهذه الجينات و ظهور لعديد من الأمراض.

كيف تترجم الشفرات الموجودة على DNA؟
يتم ذلك عن طريق تصنيع البروتينات والتي تشمل البروتينات الداخلة في تركيب انسجة الكائن الحي, والبروتينات التي تكون الانزيمات والهرمونات وغيرها من المواد التي تنظم انشطة الكائن الحي

أنواع المركبات البروتينية :
تنقسم الى نوعين رئيسيين:
1-البروتينات التركيبية: Structural Proteins
هي البروتينات التي تدخل في تراكيب محددة في الكائن الحي مثل:
-الكيراتين: الذي يكون الاغطية الواقية : كالجلد والشعر والحوافر والقرون والريش وغيرها
-الاكتين والميوسين: الذين يدخلان في تركيب العضلات وغيرها من اعضاء الحركة
- الكولاجين: الذي يدخل في تركيب الانسجة الضامة

2- البروتينات التنظيمية: Regulatory proteins
هي البروتينات التي تنظم العديد من عمليات وانشطة الكائن الحي, وهي تشمل:
-الانزيمات: والتي تدخل في كل العمليات الكيميائية بالخلايا الحية
-الاجسام المضادة
-الهرمونات
-عوامل التجلط في الدم
وغيرها من البروتينات

* يوجد 20 نوع من الاحماض الامينية هي الوحدات البنائية للبروتين ولها جميعا تركيب اساسي واحد

* نعود لسؤالنا : كيف تتم ترجمة شفرة DNA؟
قلنا ان ذلك يتم عن طريق تصنيع البروتين, ولكن كيف يتم ذلك؟
تبدأ عملية صنع البروتين باستخدام DNA و RNA في النواة, وكما يحدث في تضاعف DNA يتم فك شريطي DNA عن بعضهما بعد ارتباط انزيم بلمرة RNA (RNA Polymerase) بتتابع النيوكليوتيدات على DNA يسمى هذا التتابع للنيوكليوتيدات باسم المحفز: Promoter
بعد ذلك ينفصل شريطا DNA عن بعضهما ليعمل أحدهما كقالب لبناء شريط RNA ويدل المحفز على شريط DNA الذي سيتم نسخه, وتسمى هذه العملية عملية النسخ: Transcription
يعمل انزيم بلمرة RNA(RNA Polymerase) في الاتجاه من الطرف 5 الى الطرف 3


وما ان يتم بناء m RNA او حمض RNA الرسول حتى يصبح جاهزا للترجمة, ويترك النواة الى السيتوبلازم من خلال الغشاء النووي ليتم ترجمته الى البروتين المقابل, ويوجد على بداية كل جزيء من شريط m RNA موقع للارتباط بالريبوسوم وهو تتابع للنيوكليوتيدات يرتبط بالريبوسوم بحيث يصبح اول كودون متجها لاعلى وهو الوضع الصحيح للترجمة.
أما عند الطرف الاخر لـ m RNA فيوجد نهاية من عديد الادنين (ذيل مكون من حوالي 200 ادينوزين) وهذا الذيل هو الذي يحمي m RNA من الانحلال بواسطة الانزيمات الموجودة في السيتوبلازم.

*عملية الترجمة: Translation :
هي عملية قراءة وترجمة الشفرة الموجودة على m RNA الذي تم بناؤه في عملية النسخ.
وتبدأ عندما يخرج m RNA من النواة ليرتبط بالريبوسوم
والريبوسوم هو عضية بناء البروتين في الخلية حيث يدخل في تركيبه نوع من RNA يسمى الريبوسومي r RNA وحوالي 70 نوع من عديد الببتيد وفي حالة عدم بناء البروتين ينفصل كل منهما الى تحت وحدتين احداهما كبيرة والاخرى صغيرة
وعندما تبدأ عملية البناء يرتبطا مرة اخرى
هنا قبل ان نشرح عملية الترجمة لابد ان نذكر اولا دورt RNA او حمض RNA الناقل في تلك العملية:


يقوم الحمض الناقل بنقل الاحماض الامينية الى الريبوسومات , ولكل حمض اميني نوع خاص من t RNA يتعرف عليه وينقله, وينسخ t RNA من جينات t RNA التي توجد عادة على شكل تجمعات من 7-8 جينات على نفس الجزء من DNA
ولكل جزيئات t RNA نفس الشكل العام حيث تلتف اجزاء من الجزيء لتكون حلقات تحتفظ بشكلها بازدواج القواعد في مناطق مختلفة من الجزيء

ملحوظة: كنا ذكرنا من قبل ان RNA هو شريط مفرد, لكن في حالة RNA الناقل فإن التفاف الشريط في بعض الاجزاء يجعلها مزدوجة اي انه مازال شريط مفرد لكنه كون حلقات في بعض الاماكن ادت الى الازدواج فيها نتيجة لتلك الالتفافات

*يوجد موقعان على الجزيء لهما دور في بناء البروتين الموقع الاول هو الذي يتحد فيه الجزيء بالحمض الاميني الخاص به ويتكون من ثلاث قواعد CCA عند الطرف 3 من الجزيء
والموقع الاخر هو مقابل الكودون وهو الذي تتزاوج قواعده مع كودونات m RNA المناسبة عند مركب m RNA والريبوسوم حيث يحدث ارتباط مؤقت بين t RNA و m RNA يسمح للحمض الاميني المحمول على t RNA أن يدخل في سلسلة عديد الببتيد في المكان المحدد.
*يبدأ صنع البروتين عندما ترتبط تحت وحدة ريبوسوم صغيرة بجزيء m RNA الذي اول كودون به هو AUG ويكون متجها لأعلى ثم تتزاوج قواعد مضاد الكودون لجزيء t RNA الخاص بالمثيونين مع كودون AUG وبذلك يصبح المثيونين اول حمض اميني في سلسة عديد الببتيد التي ستبنى, ثم ترتبط تحت وحدة ريبوسوم كبيرة بالمركب السابق, وعندئذ تبدأ تفاعلات بناء البروتين.


ويوجد على الريبوسوم موقعان يمكن ان ترتبط بهما جزيئات t RNA ونتيجة للاحداث السابقة فإن كودون البدءAUG يكون عند احدهما ويطلق على هذا الموقع موقع الببتيديل, اما الموقع الاخر فيطلق عليه موقع الامينواسيل amino-Acyl
وتبدأ سلسة عديد البتيد في الاستطالة في دورة تتكون من خطوات:
1- يرتبط مضاد كودون t RNA بالكودون التالي على جزيء m RNA , وبذلك يصبح الحمض الاميني الذي يحمله جزيء t RNA هو التالي في السلسلة.
2- يحدث تفاعل نقل الببتيديل Peptidyl transferase reaction الذي ينتج عنه تكوين رابطة ببتيدية , والانزيم الذي ينشط هذا التفاعل عبارة عن جزء من تحت وحدة الريبوسوم الكبيرة.
3- وهذا الانزيم يربط الحمض الاميني الاول بالثاني برابطة ببتيدية, ونتيجة لذلك يصبح t RNA الاول فارغا ويترك الريبوسوم وقد يلتقط مثيونين اخر, اما t RNA الثاني فيحمل الحمضين الامينيين معاً.
4- يتحرك الريبوسوم على امتداد m RNA وهذه العملية تأتي بالكودون التالي الى موقع الببتيديل على الريبوسوم , ثم تبدأ الدورة مرة اخرى حيث يرتبط مضاد كودون على t RNA مناسب بكودون m RNA جالبا الحمض الاميني الثالث الى الموضع المناسب على موقع الامينواسيل, وترتبط سلسة عديد الببتيد النامية بالحمض الاميني الجديد القادم على هذا الجزيء من t RNA الثالث ثم يتكرر التتابع
وتقف عملية بناء البروتين عندما يصل الريبوسوم الى كودون وقف على m RNA وهناك بروتين يسم عامل الاطلاق Release Factor يرتبط بكودون الوقف مما يجعل الريبوسوم يترك m RNA وتنفصل وحدتا الريبوسوم عن بعضهما البعض.
وبتكرار العملية تتكون البروتينات اللازمة لاداء الوظائف الحيوية المختلفة لخلايا الكائن الحي


يتبع...

دكتوره e ..... شو رايك بلقب جديد الك او تحت لقبك؟ انسه RNA او دكتوره RNA :) ...

شكرا على الموضوع..

موضوع مفيد
الله يعطيكي العافية