أهمية الحمض النووي في الخلية البشرية

الاعتراف بأن الحمض النووي يحمل مخطط المعلومات لجميع الكائنات الحية ، والآليات التي تترجم كود الحمض النووي إلى أشياء من الحياة ، تقف كواحدة من أعظم الاكتشافات الحديثة علم. من أبسط الكائنات الحية الدقيقة إلى الأشجار والحيوانات العملاقة التي تسكن الأرض ، تعتمد جميعها على الحمض النووي في وجودها. باستخدام "أحرف" بيولوجية أقل بكثير من الأبجدية الإنجليزية المكونة من 26 حرفًا ، يوضح الحمض النووي التعليمات الخاصة بكيفية عيش الكائنات الحية وتكاثرها واستقلابه ونضجها وفي النهاية تموت.

الحمض النووي هو جزيء معقد طويل السلسلة يشفر الخصائص الجينية للكائن الحي. في معظم النباتات والحيوانات ، يتم تغليف الحمض النووي بالحمض النووي الريبي والبروتينات في هياكل مدمجة تسمى الكروموسومات الموجودة في نواة الخلية. تحتوي جميع الخلايا البشرية تقريبًا على 23 زوجًا من الكروموسومات ، مجموعة واحدة من كل والد. تسمى أقسام الحمض النووي الجينات ترميزًا غير مباشر للبروتينات ، والتي تعطي التركيب والوظيفة للأجسام البشرية. اختيار الجينات التي تعمل في أي الخلايا تحدد نوع الخلية: الدماغ والكبد والجلد وجميع الخلايا الأخرى.

في التكاثر الجنسي ، يصنع البشر خلايا خاصة ، تسمى الأمشاج ، تحتوي على مجموعة واحدة فقط من 23 كروموسومًا. أثناء الإخصاب ، يتحد الحمض النووي للأب مع الحمض النووي للأم لإنشاء مجموعة جديدة وفريدة من نوعها من 46 كروموسومًا. هذه هي الطريقة التي تنتقل بها سمات الجد إلى الأبناء. يحدد كروموسوم معين في الأمشاج جنس النسل. يمكن أن يكون هذا الكروموسوم هو X أو Y: ينتج اثنان من X أنثى ، بينما ينتج XY ذكرًا. عندما تبدأ البويضة المخصبة في الانقسام ، تتحكم الجينات المختلفة في كيفية تمايز الخلايا عن بعضها البعض ، مما يؤدي إلى تكوين الأنسجة والأعضاء والأنظمة البشرية المختلفة.

رموز الحمض النووي لجميع بروتينات الخلية التي تجعل الحياة ممكنة. تقوم الخلية بنسخ الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي ، والذي يترجم بعد ذلك إلى بروتينات. وتشمل هذه الإنزيمات والهرمونات والبروتينات الهيكلية التي تحتاجها كل خلية. تحدد حلقات التغذية الراجعة البيوكيميائية المعقدة جينات الحمض النووي التي يتم التعبير عنها. من خلال المسارات الكيميائية الحيوية الخلوية ، تتحكم الجينات في شكل أنفك وحجم أذنيك. إذا تم تشفير الجين بشكل غير صحيح ، على سبيل المثال بسبب طفرة في جزيء الحمض النووي ، فقد تعاني من عيوب خلقية ، مثل الحنك المشقوق ، أو أمراض وراثية بما في ذلك التليف الكيسي ومتلازمة داون.

الحمض النووي ضروري لحياة الخلية البشرية ، ومع ذلك يمكن أن يتفتت ، مما يؤدي إلى موت الخلية. لم يكشف العلم تمامًا عن هذا اللغز - لا يعرف العلماء ما إذا كان الحمض النووي مبرمجًا للتدمير الذاتي. يوجد سبعة وثلاثون جينًا من الحمض النووي غير الكروموسومي في الميتوكوندريا البشرية ، وهي محطات توليد الطاقة في الخلية. رموز الحمض النووي هذه لجزيئات الحمض النووي الريبي المهمة ، والتي ينتج بعضها الإنزيمات اللازمة لعملية التمثيل الغذائي. يمكن أن تتسبب طفرات الحمض النووي للميتوكوندريا في وفاة الأطفال حديثي الولادة. ليست كل الطفرات سيئة - فالتطور هو في الأساس قصة طويلة من طفرات الحمض النووي المفيدة التي حولت أبسط كائن وحيد الخلية إلى أشكال أعلى من الحياة ، بما في ذلك البشر.