حمض الديوكسي ريبونوكلييك ، أو الحمض النووي ، هو الجزيء الذي يحتوي على المعلومات الجينية في خلايا الكائن الحي. تسمى الوحدات الفرعية لشريط من الحمض النووي بالنيوكليوتيدات.
سمات
تتكون من سكر خماسي الكربون (ديوكسيريبوز) ومجموعة فوسفات وقاعدة نيتروجينية ، يرتبط النوكليوتيدات مع نيوكليوتيدات أخرى في تسلسل متكرر ، مما يشكل سلسلة طويلة جدًا ومستمرة حبلا من الحمض النووي. ستكون القاعدة النيتروجينية واحدة من أربعة أنواع: الجوانين (G) ، الأدينين (A) ، السيتوزين (C) أو الثايمين (T).
ترتبط القواعد ببعضها البعض عن طريق روابط هيدروجينية: يجب أن يقترن الجوانين دائمًا بالسيتوزين ، ويجب أن يرتبط الأدينين دائمًا بالثيمين. هذه تسمى "أزواج القاعدة" وتنضم لتشكيل هياكل مثل الدرجات على سلم. بهذه الطريقة ، يكون خيط DNA واحد مكملًا دائمًا للثاني ، مكونًا الحلزون المزدوج.
دلالة
تسلسل الروابط هو رمز تعليمي وراثي ، مثل المخطط ، الذي يحدد كيفية صنع الكائن الحي أو إصلاحه أو صيانته. هذا يسمى التعبير الجيني.
الجين عبارة عن قطعة مشفرة وراثيًا من الحمض النووي ، يتم تجميعها معًا في هياكل تسمى الكروموسومات. توجد الكروموسومات في نواة كل خلية.
دور
لا يتم استخدام المعلومات الجينية مباشرة من الحمض النووي. يتم استخدام الحمض النووي الريبي (RNA) ، والنسخ هو العملية التي يتم من خلالها نسخ هذا الرمز من الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي (الحمض النووي الريبي). بمجرد نسخها ، يمكن قراءة الشفرة الجينية والتعبير عنها. هذه العملية تسمى الترجمة.
تتضمن الترجمة عملية معقدة للغاية تتكون من العديد من الخطوات ، مما يؤدي في النهاية إلى إنتاج بروتين أو منتج RNA له وظيفة محددة.
تاريخ
يمكن أن يُعزى اكتشاف بنية الحمض النووي إلى حد كبير إلى العديد من الأفراد الرئيسيين بما في ذلك يوهان فريدريش ميشر ، الذي كان أول من عزل جزيء الحمض النووي. لقد نجح في فصل "النوكلين" عن الخلايا ، وافترض أن المادة قد تلعب دورًا مهمًا في الوراثة. في عام 1944 ، نشر أوزوالد أفيري وزملاؤه كولين ماكليود وماكلين مكارتي ورقة بحثية عن مبدأ التحويل. أظهروا أن الحمض النووي هو المادة الجينية داخل الخلايا. اقترح إروين تشارجاف أن القواعد النيتروجينية للنيوكليوتيدات هي بحيث أن وحدات الجوانين ستساوي دائمًا السيتوزين ، وأن كمية الأدينين ستكون هي نفسها الثايمين. كما قدم اقتراحًا مفاده أن تكوين الحمض النووي يختلف من نوع لآخر. أصبحت هذه تعرف باسم "قواعد Chargaff". روزاليند فرانكلين مسؤولة إلى حد كبير عن الأبحاث الرئيسية ، التي تؤدي إلى اكتشاف بنية الحمض النووي. اكتشفت الهيكل الأساسي من خلال عملية تسمى حيود الأشعة السينية. استخدمت معظم أعمال كريك وواتسون بحثها. استخدم فرانسيس كريك وجيمس واتسون أفلام التصوير البلوري للأشعة السينية من فرانكلين واكتشفا الشكل الحلزوني بالإضافة إلى الأنماط المتكررة لقواعد النوكليوتيدات. من هذه المعلومات ، قاموا ببناء نماذج كاملة من الحمض النووي.
الاعتبارات
عندما يفكر معظم الناس في "التعبير الجيني" فإنهم يميلون إلى التفكير في سمات الشخصية الجسدية ، مثل الشعر ولون العين. في الواقع ، يشمل كامل تكوين ووظيفة الكائن الحي. إنها أيضًا الطريقة التي تنتقل بها الأمراض الوراثية لدى البشر ، مثل فقر الدم المنجلي ، الذي تسببه طفرة جينية واحدة. يوجد ما بين 30.000 إلى 40.000 جين في خلية واحدة للإنسان. يمكن أن يختلف الطول: من 1000 زوج أساسي إلى مئات الآلاف. يوجد ما يقرب من ثلاثة مليارات زوج قاعدي على جزيء الحمض النووي البشري.
