النسخ في علم الأحياء هو عملية متعددة المراحل لقراءة المعلومات من الحمض النووي ، وهو أحد مكونات التخليق الحيوي للبروتين في الخلية. الحمض النووي هو الناقل للمعلومات الجينية في الجسم ، لذلك من المهم فك تشفيرها بشكل صحيح ونقلها إلى الهياكل الخلوية الأخرى لتجميع المزيد من الببتيدات.
تعريف "النسخ في علم الأحياء"
تخليق البروتين هو عملية حيوية أساسية في أي خلية من خلايا الجسم. بدون تكوين جزيئات الببتيد ، من المستحيل الحفاظ على نشاط الحياة الطبيعي ، لأن هذه المركبات العضوية تشارك في جميع عمليات التمثيل الغذائي ، وهي مكونات هيكلية للعديد من الأنسجة والأعضاء ، وتلعب دورًا في الإشارات وتنظيمًا ووقائيًا في الجسم.
العملية التي يبدأ منها التخليق الحيوي للبروتين هي النسخ. يقسمها علم الأحياء لفترة وجيزة إلى ثلاث مراحل:
- بدء
- استطالة (نمو سلسلة RNA).
- الإنهاء.
النسخ في علم الأحياء هو سلسلة كاملة من التفاعلات خطوة بخطوة ، ونتيجة لذلك يتم تصنيع الجزيئات في قالب الحمض النوويRNA. علاوة على ذلك ، لا تتشكل الأحماض الريبية المعلوماتية فقط بهذه الطريقة ، ولكن أيضًا النقل ، والريبوسومات ، والنووية الصغيرة وغيرها.
مثل أي عملية كيميائية حيوية ، يعتمد النسخ على العديد من العوامل. بادئ ذي بدء ، هذه إنزيمات تختلف بين بدائيات النوى وحقيقيات النوى. تساعد هذه البروتينات المتخصصة في بدء تفاعلات النسخ وتنفيذها بدقة ، وهو أمر مهم لإنتاج بروتين عالي الجودة.
نسخ بدائيات النوى
نظرًا لأن النسخ في علم الأحياء هو تخليق الحمض النووي الريبي على قالب الحمض النووي ، فإن الإنزيم الرئيسي في هذه العملية هو بوليميريز الحمض النووي الريبي المعتمد على الحمض النووي. في البكتيريا ، يوجد نوع واحد فقط من هذا البوليميراز لجميع جزيئات الحمض النووي الريبي.
بوليميراز RNA ، وفقًا لمبدأ التكامل ، يكمل سلسلة RNA باستخدام سلسلة DNA النموذجية. يحتوي هذا الإنزيم على وحدتين فرعيتين ، ووحدة فرعية α ووحدة فرعية. يؤدي المكونان الأولان وظيفة تكوين جسم الإنزيم ، والمكونان المتبقيان مسؤولان عن الاحتفاظ بالإنزيم على جزيء الحمض النووي والتعرف على الجزء المحفز من حمض الديوكسي ريبونوكلييك ، على التوالي.
بالمناسبة ، فإن عامل سيجما هو أحد العلامات التي يتم من خلالها التعرف على هذا الجين أو ذاك. على سبيل المثال ، الحرف اللاتيني σ مع الفهرس N يعني أن بوليميراز RNA هذا يتعرف على الجينات التي تعمل عندما يكون هناك نقص في النيتروجين في البيئة.
النسخ في حقيقيات النوى
على عكس البكتيريا ،النسخ الحيواني والنباتي أكثر تعقيدًا إلى حد ما. أولاً ، لا يوجد في كل خلية نوع واحد ، ولكن هناك ثلاثة أنواع مختلفة من بوليميرات الحمض النووي الريبي. من بينها:
- RNA polymerase I. وهي مسؤولة عن نسخ جينات RNA الريبوسوم (باستثناء الوحدات الفرعية 5S RNA للريبوسوم).
- RNA polymerase II. وتتمثل مهمتها في تجميع الأحماض الريبية النووية المعلوماتية العادية (المصفوفة) ، والتي تشارك بشكل أكبر في الترجمة.
- RNA polymerase III. تتمثل وظيفة هذا النوع من البوليميراز في تصنيع الأحماض الريبونية للنقل ، بالإضافة إلى الحمض النووي الريبي 5S-ribosomal.
ثانيًا ، للتعرف على المحفز في الخلايا حقيقية النواة ، لا يكفي أن يكون لديك البوليميراز فقط. يتضمن بدء النسخ أيضًا ببتيدات خاصة تسمى بروتينات TF. فقط بمساعدتهم يمكن أن يجلس بوليميراز الحمض النووي الريبي على الحمض النووي ويبدأ تخليق جزيء الحمض النووي الريبي.
قيمة النسخ
جزيء الحمض النووي الريبي ، الذي يتكون على قالب الحمض النووي ، ينضم لاحقًا إلى الريبوسومات ، حيث تُقرأ المعلومات منه ويتم تصنيع البروتين. تعتبر عملية تكوين الببتيد مهمة جدًا للخلية ، لأن بدون هذه المركبات العضوية ، تصبح الحياة الطبيعية مستحيلة: فهي ، أولاً وقبل كل شيء ، أساس أهم الإنزيمات في جميع التفاعلات الكيميائية الحيوية.
يعد النسخ في علم الأحياء أيضًا مصدرًا للـ rRNA ، والتي تعد جزءًا من الريبوسومات ، وكذلك الحمض النووي الريبي ، والتي تشارك في نقل الأحماض الأمينية أثناء الترجمة إلى هذه غير الغشائيةالهياكل. يمكن أيضًا تصنيع snRNAs (نوى صغيرة) ، وتتمثل وظيفتها في لصق جميع جزيئات الحمض النووي الريبي.
الخلاصة
تلعب الترجمة والنسخ في علم الأحياء دورًا مهمًا للغاية في تخليق جزيئات البروتين. هذه العمليات هي المكون الرئيسي للعقيدة المركزية للبيولوجيا الجزيئية ، والتي تنص على أن الحمض النووي الريبي يتم تصنيعه على مصفوفة الحمض النووي ، والحمض النووي الريبي ، بدوره ، هو الأساس لبداية تكوين جزيئات البروتين.
بدون النسخ ، سيكون من المستحيل قراءة المعلومات المشفرة في ثلاثة توائم من حمض الديوكسي ريبونوكليك. هذا يثبت مرة أخرى أهمية العملية على المستوى البيولوجي. يجب على أي خلية ، سواء كانت بدائية النواة أو حقيقية النواة ، أن تصنع باستمرار جزيئات بروتينية جديدة وجديدة مطلوبة في الوقت الحالي للحفاظ على الحياة. لذلك فإن النسخ في علم الأحياء هو المرحلة الرئيسية في عمل كل خلية من خلايا الجسم.
