حمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (الحمض النووي) و حمض النووي الريبي (RNA) هما الأحماض النووية الموجودة في الطبيعة. تمثل الأحماض النووية بدورها أحد "جزيئات الحياة" الأربعة أو الجزيئات الحيوية. الآخرون البروتينات, الكربوهيدرات و الدهون. الأحماض النووية هي الجزيئات الحيوية الوحيدة التي لا يمكن استقلابه لتوليدها أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP ، "عملة الطاقة" للخلايا).
يحمل كل من DNA و RNA معلومات كيميائية في شكل شفرة جينية متطابقة تقريبًا ومباشرة منطقيًا. الحمض النووي هو المنشئ للرسالة والوسائل التي يتم من خلالها نقلها إلى الأجيال اللاحقة من الخلايا والكائنات الحية الكاملة. RNA هو ناقل من الرسالة من مانح التعليمات إلى عمال خط التجميع.
بينما الحمض النووي هو المسؤول المباشر عن رسول RNA (مرنا) في عملية تسمى النسخ ، يعتمد DNA أيضًا على RNA ليعمل بشكل صحيح من أجل نقل تعليماته إلى الريبوسومات داخل الخلايا. لذلك يمكن القول بأن الحمضين النوويين DNA و RNA قد طورا ترابطًا مع كل منهما على نفس القدر من الأهمية لمهمة الحياة.
الأحماض النووية: نظرة عامة
احماض نووية هي بوليمرات طويلة تتكون من عناصر فردية تسمى النيوكليوتيدات
في بدائيات النوى ، التي تفتقر إلى نواة الخلية ، يوجد كل من DNA و RNA مجانًا في السيتوبلازم. في حقيقيات النوى ، التي لها نواة خلية ولديها أيضًا عددًا من المتخصصين العضياتيوجد الحمض النووي بشكل رئيسي في النواة. ولكن يمكن أيضًا العثور عليه في الميتوكوندريا وفي النباتات داخل البلاستيدات الخضراء.
في غضون ذلك ، يوجد الحمض النووي الريبي حقيقيات النوى في النواة و في السيتوبلازم.
ما هي النيوكليوتيدات؟
أ النوكليوتيدات هي الوحدة الأحادية للحمض النووي ، بالإضافة إلى أن لها وظائف خلوية أخرى. يتكون النوكليوتيدات من أ سكر خماسي الكربون (بنتوز) في شكل حلقة داخلية من خمس ذرات ، واحد إلى ثلاثة مجموعات الفوسفات و أ قاعدة نيتروجينية.
في الحمض النووي ، هناك أربع قواعد محتملة: الأدينين (A) والجوانين (G) ، وهما البيورينات ، والسيتوزين (C) والثايمين (T) ، وهما بيريميدين. يحتوي RNA أيضًا على A و G و C ، ولكنه يحتوي على بدائل اليوراسيل (يو) للثيمين.
في الأحماض النووية ، تحتوي النيوكليوتيدات على مجموعة فوسفات واحدة مرتبطة ، والتي يتم مشاركتها مع النيوكليوتيدات التالية في سلسلة الحمض النووي. ومع ذلك ، يمكن أن تحتوي النيوكليوتيدات الحرة على المزيد.
من المعروف أن ثنائي فوسفات الأدينوزين (ADP) والأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) يشاركان في تفاعل أيضي لا حصر له في جسمك كل ثانية.
هيكل الحمض النووي مقابل. RNA
كما لوحظ ، بينما يحتوي كل من DNA و RNA على قاعدتين نيتروجينية من البيورين وقاعدتين نيتروجين من بيريميدين ، ويحتويان على نفس قواعد البيورين (A و G) وواحدة من نفس قواعد بيريميدين (C) ، فهي تختلف في أن الحمض النووي يحتوي على T كقاعدة بيريميدين الثانية بينما يحتوي RNA على U كل مكان سيظهر T في DNA.
البيورينات أكبر من بيريميدينات لأنها تحتوي على اثنين انضم الحلقات المحتوية على النيتروجين إلى واحد في بيريميدين. هذا له آثار على الشكل المادي الذي يوجد فيه الحمض النووي في الطبيعة: إنه المزدوج تقطعت بهم السبل، وعلى وجه التحديد ، هو ملف الحلزون المزدوج. يتم ربط الخيوط بواسطة قواعد البيريميدين والبيورين على النيوكليوتيدات المجاورة ؛ إذا تم ضم اثنين من البيورينات أو اثنين من البيريميدينات ، فسيكون التباعد كبيرًا جدًا أو اثنين صغيرًا على التوالي.
من ناحية أخرى ، فإن الحمض النووي الريبي واحد تقطعت به السبل.
سكر الريبوز في الحمض النووي هو ديوكسيريبوز في حين أن ذلك في RNA هو ريبوز. يتطابق Deoxyribose مع الريبوز باستثناء أنه تم استبدال مجموعة الهيدروكسيل (-OH) في موضع 2-كربون بذرة هيدروجين.
رابطة زوج القاعدة في الأحماض النووية
كما لوحظ ، في الأحماض النووية ، يجب أن ترتبط قواعد البيورين بقواعد بيريميدين لتشكيل جزيء مستقر مزدوج الشريطة (وفي النهاية ثنائي الحلزوني). لكنها في الواقع أكثر تحديدًا من ذلك. يرتبط البيورين A بالبيريميدين T (أو U) فقط ، ويرتبط البيورين G بالبيريميدين C.
هذا يعني أنه عندما تعرف التسلسل الأساسي لشريط من الحمض النووي ، يمكنك تحديد التسلسل الأساسي الدقيق له حبلا (شريك) مكمل. فكر في الخيوط التكميلية على أنها انعكاسات أو سلبيات فوتوغرافية لبعضها البعض.
على سبيل المثال ، إذا كان لديك سلسلة من الحمض النووي مع التسلسل الأساسي ATTGCCATG ، فيمكنك استنتاج أن خيط DNA التكميلي المقابل يجب أن يحتوي على التسلسل الأساسي TAACGGTATAC.
خيوط الحمض النووي الريبي (RNA) هي خيط واحد ، لكنها تأتي في أشكال مختلفة على عكس الحمض النووي. بالإضافة إلى مرنا، النوعان الرئيسيان الآخران من RNA هما RNA الريبوسومي (الرنا الريباسي) ونقل الحمض النووي الريبي (الحمض الريبي النووي النقال).
دور DNA مقابل. الحمض النووي الريبي في تخليق البروتين
يحتوي كل من DNA و RNA على المعلومات الجينية. في الواقع ، يحتوي mRNA على نفس المعلومات الموجودة في الحمض النووي الذي تم تكوينه منه أثناء النسخ ، ولكن في شكل كيميائي مختلف.
عندما يتم استخدام الحمض النووي كقالب لصنع مرنا أثناء النسخ في نواة أ خلية حقيقية النواة، فإنه يصنع خيطًا يمثل تناظريًا من الحمض النووي الريبي لخيط الحمض النووي التكميلي. بمعنى آخر ، أنه يحتوي على ريبوز بدلاً من deoxyribose ، وحيث يكون T موجودًا في DNA ، فإن U موجود بدلاً من ذلك.
أثناء النسخ، يتم إنشاء منتج بطول محدود نسبيًا. عادةً ما تحتوي خيط الرنا المرسال هذا على المعلومات الجينية لمنتج بروتيني فريد واحد.
يمكن أن يختلف كل شريط من ثلاث قواعد متتالية في mRNA في 64 طريقة مختلفة ، نتيجة أربع قواعد مختلفة في كل بقعة مرفوعة إلى القوة الثالثة لحساب النقاط الثلاث. كما يحدث ، يتم ترميز كل من الأحماض الأمينية العشرين التي تبني الخلايا منها البروتينات بواسطة ثالوث من قواعد mRNA ، يُطلق عليه ثلاثي الكودون.
الترجمة في الريبوسوم
بعد تصنيع الحمض النووي الريبوزي المرسال بواسطة الحمض النووي أثناء النسخ ، ينتقل الجزيء الجديد من النواة إلى السيتوبلازم ، ويمر عبر الغشاء النووي عبر المسام النووي. ثم ينضم إلى قواه مع الريبوسوم ، الذي يتجمع للتو من وحدتين فرعيتين ، واحدة كبيرة والأخرى صغيرة.
الريبوسومات هي مواقع ترجمة، أو استخدام المعلومات الموجودة في mRNA لتصنيع البروتين المقابل.
أثناء الترجمة ، عندما "ترسو" ضفيرة mRNA على الريبوسوم ، يتم نقل الحمض الأميني المقابل لقواعد النوكليوتيدات المكشوفة الثلاثة - أي الكودون الثلاثي - إلى المنطقة بواسطة الحمض الريبي النووي النقال. يوجد نوع فرعي من الحمض الريبي النووي النقال لكل واحد من الأحماض الأمينية العشرين ، مما يجعل عملية النقل هذه أكثر تنظيماً.
بعد ربط الحمض الأميني الصحيح بالريبوسوم ، يتم نقله بسرعة إلى موقع ريبوزومي قريب ، حيث بولي ببتيد، أو السلسلة المتنامية من الأحماض الأمينية التي تسبق وصول كل إضافة جديدة ، في طور الاكتمال.
تتكون الريبوسومات نفسها من مزيج متساوٍ تقريبًا من البروتينات والرنا الريباسي. توجد الوحدتان الفرعيتان ككيانين منفصلين إلا عندما تقومان بتركيب البروتينات بنشاط.
الاختلافات الأخرى بين DNA و RNA
تكون جزيئات الدنا أطول بكثير من جزيئات الرنا ؛ حقيقة، يشكل جزيء DNA واحد المادة الجينية لكروموسوم كامل، وهو ما يمثل آلاف الجينات. كما أن حقيقة فصلهم إلى كروموسومات على الإطلاق هي شهادة على كتلتها النسبية.
على الرغم من أن الحمض النووي الريبي يتمتع بمظهر أكثر تواضعًا ، إلا أنه في الواقع هو الأكثر تنوعًا بين الجزيئين من وجهة نظر وظيفية. بالإضافة إلى أن الحمض النووي الريبي يأتي في أشكال الحمض الريبي النووي النقال ، و mRNA ، و rRNA ، يمكن أن يعمل أيضًا كمحفز (محسن للتفاعلات) في بعض المواقف ، مثل أثناء ترجمة البروتين.
