العلاقة بين الجينات والبروتينات والصفات قواعد الحمض النووي

على الرغم من أنك ربما سمعت أشخاصًا يتحدثون عن جين للشعر الأحمر أو العيون الخضراء أو خصائص أخرى ، فمن المهم أن تتذكر أن الجينات ترمز إلى البروتينات وليس السمات. في حين أن مكياجك الجيني يحدد بالفعل السمات الجسدية مثل لون العين ولون الشعر وما إلى ذلك ، فإن جيناتك تؤثر على هذه الصفات بشكل غير مباشر عن طريق البروتينات التي تم إنشاؤها عبر الحمض النووي.

يحمل الحمض النووي الخاص بك معلومات في تسلسل أزواج القواعد من النيوكليوتيدات الخاصة به. غالبًا ما يتم اختصار هذه الجزيئات البيولوجية ، اللبنات الأساسية للحمض النووي ، بالحرف الأول من أسمائها: الأدينين (A) ، الثايمين (T) ، الجوانين (G) والسيتوزين (C).

تحدد أنواع وتسلسل النيوكليوتيدات في الحمض النووي أنواع وتسلسل النيوكليوتيدات في الحمض النووي الريبي. وهذا بدوره يحدد أنواع وترتيب الأحماض الأمينية الموجودة في البروتينات. مجموعات محددة من ثلاثة أحرف من شفرة نيوكليوتيدات الحمض النووي الريبي لأحماض أمينية محددة. مجموعة TTT ، على سبيل المثال ، أكواد الحمض الأميني فينيل ألانين. تساهم المناطق التنظيمية للجين أيضًا في تخليق البروتين عن طريق تحديد متى سيتم تشغيل الجين أو إيقاف تشغيله.

في الجينات النشطة ، تحدد المعلومات الجينية البروتينات التي يتم تصنيعها ومتى يتم تشغيل التوليف أو إيقاف تشغيله. تنثني هذه البروتينات إلى هياكل ثلاثية الأبعاد معقدة ، تشبه إلى حد ما الأوريجامي الجزيئي.

لأن كل حمض أميني له خصائص كيميائية محددة ، فإن تسلسل الأحماض الأمينية يحدد هيكل وشكل البروتين. على سبيل المثال ، بعض الأحماض الأمينية تجذب الماء ، والبعض الآخر ينفره. يمكن لبعض الأحماض الأمينية أن تشكل روابط ضعيفة مع بعضها البعض ، لكن البعض الآخر لا يمكنه ذلك. تحدد التوليفات والتسلسلات المختلفة لهذه الخصائص الكيميائية الشكل المطوي الفريد ثلاثي الأبعاد لكل بروتين

تحدد بنية البروتين وظيفته. تحتوي البروتينات التي تحفز (تسرع) التفاعلات الكيميائية ، على سبيل المثال ، على "جيوب" ، والتي يمكنها ربط مواد كيميائية معينة وتسهيل حدوث تفاعل معين.

يمكن أن تغير الاختلافات في كود الحمض النووي للجين إما بنية البروتين أو متى وأين يتم إنتاجه. إذا غيرت هذه الاختلافات بنية البروتين ، فيمكنها أيضًا تغيير وظيفتها. على سبيل المثال ، تؤثر طفرة واحدة محددة في الهيموجلوبين - البروتين الحامل للأكسجين المتوفر بكريات الدم الحمراء - على نقل الأكسجين وهو كافٍ للتسبب في فقر الدم المنجلي.

يمكن أن تؤثر الاختلافات في الجين على السمات بعدة طرق. يمكن أن تؤدي الاختلافات في البروتينات المرتبطة بالنمو والتطور ، على سبيل المثال ، إلى اختلافات في السمات الجسدية مثل الطول. يتم إنتاج أصباغ الجلد ولون الشعر عن طريق الإنزيمات والبروتينات التي تحفز التفاعلات الكيميائية. تؤدي الاختلافات في كل من بنية وكمية البروتينات المنتجة إلى ظهور كميات مختلفة من صبغة الجلد والشعر وبالتالي ألوان مختلفة من الشعر والجلد.