للحمض النووي وظيفتان مهمتان للكائنات الحية: فهو يحمل المعلومات الجينية من جيل إلى جيل ويوجه عمل كل خلية في الجسم تقريبًا. يوجه تلك العمليات عن طريق إرسال تعليمات لصنع البروتينات.
هذه البروتينات هي الجزيئات العاملة التي تقوم بالوظائف اللازمة للتعاقد عضلات أو دع عينك تكتشف الضوء. توجد مناطق المحفز والمُنهي في الحمض النووي للتأكد من أن البروتينات الصحيحة قد تم بناؤها في المكان المناسب وفي الوقت المناسب.
البروتينات
تتكون أجسام الكائنات الحية من خلايا. ضمن هؤلاء الخلايا هناك سكريات وكربوهيدرات أخرى ، دهون وبروتينات. في النباتات ، تحدد السكريات الكثير من بنية الخلايا ووظائفها ، ولكن في الحيوانات ، البروتينات هي التي تقوم بكل العمل تقريبًا.
الاختلافات بين خلية في النيص وخلية في الإنسان في البروتينات، والفرق بين الخلية العظمية وخلية الجلد في الإنسان يكمن في البروتينات. يحتوي الحمض النووي على جميع المعلومات اللازمة للبناء الكل البروتينات في الكائن الحي.
الحمض النووي والبروتينات
نمط القواعد في يحتوي الحمض النووي على الكود لبناء البروتينات الصحيحة. لكن النموذج يحتوي أيضًا على تعليمات حول من أين تبدأ وتوقف بناء البروتين.
تسمى تعليمات البدء والإيقاف منطقتي المروج والمنهي. يحتوي جزيء الحمض النووي الفردي على التعليمات الخاصة بصنع العديد من البروتينات المختلفة ، ولكل بروتين مُحفز وتسلسل فاصل ومنطقة.
الوقت المناسب ، المكان المناسب
لا تتغير مناطق المحفز في الحمض النووي - فهي موجودة دائمًا ، مما يشير إلى أن التعليمات الخاصة بصنع البروتين تبدأ من هناك. لكن كل بروتين لا يصنع في كل خلية ، ولا يصنع طوال الوقت. سيؤدي وجود ظروف معينة في الخلية إلى توليد جزيئات صغيرة تسمى عوامل النسخ ووحدات النسخ.
عندما يرتبط حوالي 50 عامل نسخ مختلف بمنطقة المحفز ، فإنها تحفز الحمض النووي لصنع البروتين. بعض وحدات النسخ والعوامل ستكون فقط في خلايا الكبد، على سبيل المثال ، سيكون البعض حراً في الالتصاق بمنطقة المحفز فقط عندما تنخفض مجموعة بروتينية معينة في الخلية إلى ما دون مستوى معين.
لذا فإن وحدات / عوامل النسخ لن تكون موجودة إلا إذا كان المكان المناسب والوقت المناسب لبناء هذا البروتين المحدد.
بوليميراز الحمض النووي الريبي وتسلسل المنهي
يصنع الحمض النووي البروتينات عن طريق إرسال التعليمات إلى جزء آخر من الخلية لبدء البناء. يرسل تعليمات مع جزيء آخر يسمى مرنا.
عندما ترتبط عوامل النسخ بالمحفز ، فإن جزيء "مصنع" كبير يسمى RNA polymerase يمسك بالحمض النووي ويبدأ في بناء جزيء mRNA. ينتقل بوليميراز الحمض النووي الريبي على طول الحمض النووي ، ويبني الرنا المرسال خطوة بخطوة.
لا يتوقف حتى يصل إلى موقع الإنهاء أو تسلسل النهاية. عندما يصل RNA polymerase إلى تسلسل المنهي ، فإنه سيترك الحمض النووي ويتوقف عن بناء خيط mRNA.
ثم يتم إطلاق mRNA - مع مجموعة كاملة من التعليمات لصنع البروتين المناسب. ستستخدم الجزيئات الأخرى هذه المجموعة من التعليمات لبناء البروتين في المكان والزمان المناسبين.