كيف تعمل ترجمة الحمض النووي؟

إن ترجمة الشفرة الوراثية من شكل حمض الديوكسي ريبونوكلييك المكون من سلسلة من أربعة أحرف متكررة إلى منتج بروتيني نهائي يتكون من أحماض أمينية هي عملية مفهومة جيدًا. تتمثل إحدى طرق وصف العملية في تخيل خيط واحد من الكروموسوم مثل رف كتب مملوء بكتب إرشادية مكتوبة بلغة أجنبية. قد يأخذ المترجم كتابًا واحدًا من الرف ويبدأ في نسخ الرمز على الورق. ثم يترجم الأحرف الأجنبية إلى كلمات يمكن للقارئ فهمها. ثم يشرع القارئ في بناء مشروع مفيد بناءً على التعليمات المترجمة.

•••كومستوك / كومستوك / جيتي إيماجيس

يتكون الحمض النووي من سلسلتين عديد النوكليوتيدات ملفوفة حول بعضها البعض في حلزون مزدوج. كل نيوكليوتيد من كلا السلسلتين يمتلك قاعدة نيتروجينية. كل قاعدة مرتبطة به إما جزيء أدينين (A) أو سيتوزين (C) أو جوانين (G) أو ثايمين (T). ترتبط سلسلتا عديد النوكليوتيد ببعضهما البعض عبر روابط هيدروجينية ضعيفة بين جزيئات C و G المقترنة والجزيئات المقترنة A و T. يسمح هذا الترابط الفريد C-G / A-T لخيوط الحمض النووي بالانفصال مؤقتًا ، بينما يقوم الإنزيم بفك اللولب المزدوج إلى أقسام من خيوط مفردة للنسخ إلى خيوط من الرنا المرسال.

خيط من الحمض النووي الريبي المرسال (mRNA) هو نسخة طبق الأصل من خيط واحد من الحمض النووي ، باستثناء أن كل ثايمين (T) يتم استبداله بجزيء uracil (U). سلسلة من جزيئات mRNA تتكون من جزيئات G و C A و U مرتبة في رمز ثلاثي مثل CAC و UUA و CUG. هذا التسلسل من الرموز الثلاثية هو نسخة من تسلسل الحمض النووي GTGAATGAC. تمت ترجمة الكود المكون من ثلاثة أحرف لاحقًا إلى بروتين بواسطة مجمعات خاصة من الحمض النووي الريبي / البروتين التي تتعرف على الكود المكون من ثلاثة أحرف وتبني خيطًا من الأحماض الأمينية يتوافق مع الكود. على سبيل المثال ، يتم مطابقة كود mRNA AUG مع الأحماض الأمينية ميثيونين.

يحدث النسخ عندما يركب إنزيم بوليميريز الحمض النووي الريبي على طول منطقة معينة من خيط واحد من الحمض النووي ويصنع (ينسخ) نسخة مرنا. عادةً ما يتم تعديل خيط الرنا المرسال عن طريق قصه في عدة مناطق محددة بواسطة إنزيم خاص ثم إعادة ضمه إلى خيط مرنا أقصر يرمز لبروتين وظيفي. لذلك ، لا تتم ترجمة خيط DNA الأصلي المشفر مباشرة إلى بروتين ، ولكن يجب أن يمر بخطوة تغيير مثل mRNA لإزالة التسلسلات غير المنطقية التي لا ترمز للجين.

الترجمة هي الخطوة الأخيرة لترجمة تسلسل الحمض النووي إلى بروتين وظيفي. جزيئات الحمض النووي الريبي / البروتين المعقدة التي تسمى "الريبوسومات" تلتصق نفسها بخيط الرنا المرسال المعدل وتترجم الخيط إلى سلسلة من جزيئات البروتين. يتم تحقيق ذلك عن طريق نقل جزيئات RNA (tRNA) التي تحمل أحماض أمينية محددة إلى الريبوسومات حيث تتم قراءة الرموز المكونة من ثلاثة أحرف ومطابقتها مع أحماض أمينية محددة. بمجرد تصنيع سلسلة الأحماض الأمينية ، فإنها تطوي تلقائيًا في شكل يجعلها عملية. هذا هو السبب في أن طفرة واحدة في الحمض النووي يمكن أن تكون كارثية. يتم نسخ طفرة الحمض النووي إلى رمز mRNA المكون من ثلاثة أحرف والذي بدوره يرمز إلى الحمض الأميني الخاطئ. هذا يمنع بالتالي سلسلة الأحماض الأمينية النهائية من الانطواء بشكل صحيح إلى بروتين وظيفي.