علم الاحياء

الأحماض النووية والدنا

الأحماض النووية هي مركبات كيميائية ذات أهمية بيولوجية كبيرة. جميع الكائنات الحية تحتوي على الأحماض النووية في شكل الحمض النووي والحمض النووي الريبي (على التوالي حامض الديوكسي ريبونوكليونيك وحمض الريبونوكلي). الأحماض النووية هي جزيئات مهمة جدا لأنها تمارس الرقابة الأولية على عمليات الحياة الحيوية في جميع الكائنات الحية.

كل شيء يشير إلى أن الأحماض النووية لعبت دورًا متماثلاً منذ أشكال الحياة البدائية الأولى التي يمكن أن تبقى (مثل البكتيريا).

في خلايا الكائنات الحية ، الحمض النووي موجود فوق الكل في الكروموسومات (في الخلايا المقسّمة) وفي الكروماتين (في الخلايا المتخالفة).

كما أنها موجودة خارج النواة (خاصة في الميتوكوندريا وفي البلاستيدات ، حيث تقوم بوظيفتها كمركز معلومات لتخليق جزء أو كل من العضية).

من ناحية أخرى ، يوجد الحمض النووي الريبي في النواة وفي السيتوبلازم: في النواة يكون أكثر تركيزاً في النواة. في السيتوبلازم ، هو أكثر تركيزا في polysomes.

التركيب الكيميائي للأحماض النووية معقد جدا. وهي تتكون من نيوكليوتيدات ، كل منها (كما رأينا) يتكون من ثلاثة مكونات: هيدرات كربونات (pentose) ، قاعدة نيتروجينية (بيورين أو بيريميدين) وحامض فسفوري.

وبالتالي فإن الأحماض النووية هي عبارة عن العديد من polynucleotides طويلة ، الناتجة عن تسلسل وحدات تسمى النيوكليوتيدات. الفرق بين الحمض النووي والحمض النووي الريبي يكمن في البنتوز والقاعدة. هناك نوعان من البنتوز ، واحد لكل نوع من أنواع الحمض النووي:

1) Ribose في RNA ؛

2) Dessosiribose في الحمض النووي.

أيضا فيما يتعلق بالأسس يجب أن نكرر التمييز ؛ قواعد بيريميدين تشمل:

1) السيتوزين

2) الثايمين ، الموجود فقط في الحمض النووي.

3) Uracil ، موجودة فقط في الحمض النووي الريبي.

تتكون قواعد البيورين ، من ناحية أخرى ، من:

1) الأدينين

2) Guanina.

تلخيص ، نجد في الحمض النووي: Cytosine - الأدينين - Guanina - Timina (CAGT) ؛ بينما في RNA لدينا: Cytosine - الأدينين - Guanina - Uracilus (CAGU).

جميع الأحماض النووية لها بنية سلسلة polynucleotide الخطية ؛ يتم إعطاء خصوصية المعلومات من خلال تسلسل مختلف من القواعد.

بنية الحمض النووي

تلتحم النيوكليوتيدات في سلسلة الحمض النووي بروابط الإستر بين حمض الفوسفور وحمض البنتوز. يرتبط الحامض بكربون 3 من بنتوكت النوكليوتيد وإلى الكربون 5 من اللاحقة ؛ في هذه الروابط يستخدم اثنين من مجموعات الحمض الثلاثة الخاصة به ؛ تعطي مجموعة الحمض المتبقية الطابع الحمضي للجزيء وتسمح بتكوين روابط ذات بروتينات أساسية.

الحمض النووي له بنية الحلزون المزدوج: سلسلتين تكميليتين ، أحدهما "ينزل" والآخر "يرتفع". يتوافق هذا الترتيب مع مفهوم السلاسل "المضادة للاحتكاك" ، أي متوازي ولكن مع اتجاهات معاكسة. بدءا من جانب واحد ، يبدأ أحد السلاسل بربط بين حمض الفوسفوريك والكربون 5 من البنتوز وينتهي بكربون حر 3 ؛ في حين أن اتجاه السلسلة التكميلية هو عكس ذلك. كما نرى أن الروابط الهيدروجينية بين هاتين السلسلتين تحدث فقط بين قاعدة البيورين والبيريميدين والعكس ، أي بين أدينينا وتيمينا وبين سيتوسين وغوانينا ، والعكس بالعكس. الروابط الهيدروجينية هي اثنين في زوج AT ، بينما في زوج GC تكون السندات ثلاثة. هذا يعني أن الزوج الثاني لديه قدر أكبر من الثبات.

الحمض النووي reduplication

كما سبق ذكره فيما يتعلق بالنواة ، يمكن العثور على الحمض النووي في مراحل "autosynthetic" و "allosynthetic" ، التي تعمل على التوالي في تركيب أزواج من الذات (autosynthesis) أو مادة أخرى (RNA: allosynthesis). في هذا الصدد ينقسم إلى ثلاث مراحل ، ودعا G1 ، S ، G2 . في المرحلة G1 (حيث يمكن أخذ G كنمو أولي ، نمو) ، تخليق الخلية ، تحت سيطرة الحمض النووي النووي ، كل ما هو مطلوب لعملية الأيض الخاصة بها. في المرحلة S (حيث يقف S للتخليق ، أي توليف الحمض النووي النووي الجديد) يحدث تعدين الحمض النووي. في المرحلة G2 ، تستأنف الخلية النمو وتستعد للقسم التالي.

نحن نرى باختصار الظواهر التي تنطلق في المرحلة S

بادئ ذي بدء ، يمكننا أن نمثل السلاسل المضادة للطرق كما لو كانت "despullalized" بالفعل. من أقصى الحدود يتم كسر الروابط بين أزواج القاعدة (A - T و G - C) ، وتبتعد السلاسل التكميلية عن الأخرى (تكون المقارنة بين فتح "الفلاش" مناسبة). عند هذه النقطة ، يتدفق إنزيم ( DNA-polymerase ) على طول كل سلسلة مفردة ، ويفضل تكوين روابط بين النيوكليوتيدات التي تؤلفه ونيوكليوتيدات جديدة ("منشط" سابقًا مع طاقة ينتجها ATP) سائدة في carioplasm. لكل adenine يرتبط بالضرورة timína جديدة ، وهكذا ، تدريجيا تشكيل سلسلة مزدوجة جديدة من كل سلسلة واحدة.

يبدو أن بوليميراز الحمض النووي يعمل في الجسم الحي بشكل غير مبالٍ على السلاسل ، بغض النظر عن "الاتجاه" (من 3 إلى 5 أو العكس) ، وبهذه الطريقة ، عندما يتم عبور السلسلة المزدوجة الأصلية من الحمض النووي ، سيكون هناك السلاسل المزدوجة ، تمامًا كالأصل ، المصطلح الذي يحدد هذه الظاهرة هو "semuplication semiconservatíva" ، حيث يركز "reduplication" على المضاعفة ذات المعنى للنسخة الكمية والنسخة بالضبط ، بينما "semiconservative" تذكر حقيقة أنه ، لكل سلسلة مزدوجة جديدة من الحمض النووي ، سلسلة واحدة فقط هي neosyntetic.

يحتوي الحمض النووي على المعلومات الوراثية ، التي تنقل إلى RNA. هذا الأخير بدوره ينقله إلى البروتينات ، وبالتالي تنظيم وظائف التمثيل الغذائي للخلية. ونتيجة لذلك ، فإن عملية الأيض الكاملة تخضع مباشرة أو غير مباشرة للسيطرة على النواة.

مقدر التراث الجيني الذي نجد في الحمض النووي لإعطاء بروتينات محددة إلى الخلية.

إذا أخذناها في أزواج ، ستعطي القواعد الأربعة 16 تركيبة ممكنة ، أي 16 حرفًا ، غير كافية لكل الأحماض الأمينية. إذا قمنا بدلاً من ذلك بنقلها إلى ثلاثة توائم ، سيكون هناك 64 تركيبة ، والتي قد تبدو كثيرة جدًا ، ولكنها في الواقع كلها مستخدمة لأن العلم قد اكتشف أن الأحماض الأمينية المختلفة مشفرة بأكثر من ثلاثية. وبالتالي يتم الحصول على ترجمة من 4 حروف من القواعد النيتروجينية من النيوكليوتيدات إلى 21 من الأحماض الأمينية ؛ ومع ذلك ، قبل "الترجمة" ، هناك "النسخ" ، لا يزال ضمن الأحرف الأربعة ، أي مرور المعلومات الوراثية من 4 أحرف من الحمض النووي إلى 4 أحرف من الحمض النووي الريبي ، مع الأخذ بعين الاعتبار ، بدلا من خجول (DNA) ، هناك اليوراسيل (RNA).

تحدث عملية النسخ عندما ، في وجود ريبونوكليوتيدات ، من الإنزيمات (RNA-polymerase) والطاقة الموجودة في جزيئات ATP ، يتم فتح سلسلة الحمض النووي ويتم تصنيع الحمض النووي الريبي (RNA) ، وهو إعادة إنتاج موثوق للمعلومات الوراثية. الواردة في هذا الامتداد من السلسلة المفتوحة.

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الحمض النووي الريبي وجميعها تنشأ من الحمض النووي النووي:

  • RNAm (رسول)
  • RNAr (ريبوسوم)
  • RNAt أو RNAs (نقل أو قابل للذوبان)

التعديل الأخير تم بواسطة: Lorenzo Boscariol