حمض ديوكسي ريبونوكليك ، المعروف باسم الحمض النووي، هو ما يستخدم كمواد وراثية للحياة الخلوية. الحمض النووي هو الذي يحمل كل جيناتنا التي تجعلنا ما نحن عليه. إن البروتينات التي تتكون من هذه الجينات هي التي تسمح لخلايانا بالعمل ، وتعطينا لون شعرنا ، وتساعدنا على النمو والتطور ، ومحاربة العدوى ، وما إلى ذلك.
لكن هل يخبر الحمض النووي خلايانا حقًا ما هي البروتينات التي يجب أن تصنعها؟ الجواب هو نعم و لا.
بينما يقوم الحمض النووي بتشفير المعلومات اللازمة لصنع البروتينات ، فإن الحمض النووي نفسه ليس سوى مخطط للبروتينات. لكي تصبح المعلومات المشفرة في الحمض النووي بروتينًا ، يجب أولاً أن تكون كذلك نسخت داخل مرنا وثم مترجم في الريبوسومات من أجل تكوين البروتين.
هذه العملية هي التي ولدت ما يُعرف بالعقيدة المركزية لعلم الوراثة: DNA ، RNA ، بروتين
حمض ديوكسي ريبونوكلييك (دنا) هو مخطط
الحمض النووي هو المادة الجينية التي تستخدمها الحياة الخلوية وتتكون من وحدات فرعية تسمى النيوكليوتيدات.
تتكون كل من هذه الوحدات الفرعية من ثلاثة أجزاء:
- مجموعة فوسفات
- سكر ديوكسيريبوز
- قاعدة نيتروجينية
هناك أربعة متميزة القواعد النيتروجينية
: الأدينين (A) ، الثايمين (T) ، الجوانين (C) والسيتوزين (C). يتزاوج الأدينين دائمًا مع الثايمين والجوانين دائمًا مع السيتوزين.الحمض النووي هو نوع من حمض نووي التي تتكون من هذه الوحدات الفرعية النوكليوتيدية الفردية التي تتجمع لتشكيل خيطين. يشكل الفوسفات والسكريات العمود الفقري لخيوط الحمض النووي. يتم ربط الخيوط معًا بواسطة روابط هيدروجينية تتشكل بين القواعد النيتروجينية.
هذه القواعد النيتروجينية هي التي تحمل رمز البروتينات. إنه الترتيب المحدد للقواعد النيتروجينية ، والمعروف أيضًا باسم تسلسل الحمض النووي ، والذي يشبه اللغة الأجنبية التي يمكن ترجمتها إلى تسلسل البروتين. يُطلق على كل طول من الحمض النووي الذي يُكوِّن "التعليمات" للبروتين اسم أ الجين.
النسخ إلى mRNA
إذن ، أين يبدأ إنتاج البروتين؟ من الناحية الفنية ، يبدأ بـ النسخ.
يحدث النسخ عندما يقرأ إنزيم يسمى RNA polymerase تسلسل DNA ويحوله إلى خيط مناظر تكميلي من mRNA. يرمز mRNA إلى "messenger RNA" لأنه يعمل بمثابة المرسل ، أو الوسيط ، بين شفرة DNA والبروتين النهائي.
يُعد خيط الرنا المرسال مكملًا لشريط الحمض النووي الذي تنسخه ، باستثناء أنه بدلاً من الثايمين ، يستخدم الحمض النووي الريبي اليوراسيل (U) لتكملة الأدينين. بمجرد نسخ هذا الخيط ، يُعرف باسم حبلا pre-mRNA.
قبل مرنا يترك النواة، يتم إخراج المتواليات غير المشفرة التي تسمى "الإنترونات" من التسلسل. ثم يتم دمج ما تبقى ، والمعروف باسم exons ، معًا لتشكيل تسلسل mRNA النهائي.
ثم يترك هذا mRNA النواة ويجد الريبوسوم ، وهو موقع تخليق البروتين. في خلايا بدائية النواةليس هناك نواة. يحدث نسخ mRNA في السيتوبلازم ويحدث في وقت واحد.
ثم يتم تحويل mRNA إلى بروتينات في الريبوسومات
بمجرد إجراء نسخة mRNA ، فإنها تشق طريقها إلى الريبوسوم. تُعرف الريبوسومات باسم مصنع البروتين للخلية حيث يتم تصنيع منتج البروتين بالفعل.
يتكون mRNA من ثلاثة توائم من القواعد ، والتي تسمى "codons". يتوافق كل كودون مع حمض أميني واحد في سلسلة الأحماض الأمينية (المعروف أيضًا باسم البروتين). هذا هو المكان "ترجمة"من رمز mRNA يحدث عن طريق نقل RNA (tRNA).
كما يتم تغذية mRNA من خلال الريبوسوم، يتطابق كل كودون مع مضاد كودون (التسلسل التكميلي للكودون) على جزيء الحمض الريبي النووي النقال. يحمل كل جزيء tRNA حمضًا أمينيًا محددًا يتوافق مع كل كودون. على سبيل المثال ، AUG هو كودون يتوافق مع الأحماض الأمينية ميثيونين.
عندما يتطابق الكودون الموجود على mRNA مع anticodon على الحمض الريبي النووي النقال، يضاف هذا الحمض الأميني إلى سلسلة الأحماض الأمينية المتنامية. بمجرد إضافة الحمض الأميني إلى السلسلة ، يخرج الحمض الريبي النووي النقال من الريبوسوم لإفساح المجال لمطابقة الرنا المرسال التالي والرنا الريباسي.
يستمر هذا وتنمو سلسلة الأحماض الأمينية حتى تتم ترجمة نسخة الرنا المرسال بالكامل ويتم تصنيع البروتين.