في هذه المقالة يمكنك معرفة الدور البيولوجي للحمض النووي. لذلك ، هذا الاختصار مألوف للجميع من مقاعد المدرسة ، ولكن ليس لدى الجميع فكرة عن ماهيته. بعد دورة علم الأحياء في المدرسة ، يبقى الحد الأدنى من المعرفة بالوراثة والوراثة في الذاكرة ، حيث يتم إعطاء الأطفال هذا الموضوع المعقد بشكل سطحي فقط. لكن هذه المعرفة (الدور البيولوجي للحمض النووي ، تأثيره على الجسم) يمكن أن تكون مفيدة للغاية.
لنبدأ بحقيقة أن الأحماض النووية تؤدي وظيفة مهمة ، وهي أنها تضمن استمرارية الحياة. يتم تقديم هذه الجزيئات الكبيرة في شكلين:
- DNA (DNA) ؛
- RNA (RNA).
هم مرسلون للخطة الجينية لبنية وعمل خلايا الجسم. دعونا نتحدث عنها بمزيد من التفصيل
DNA و RNA
لنبدأ بأي فرع من فروع العلم يتعامل مع مثل هذا التعقيدأسئلة مثل:
- دراسة مبادئ تخزين المعلومات الوراثية ؛
- تنفيذه ؛
- انتقال ؛
- دراسة هيكل البوليمرات الحيوية ؛
- وظائفهم.
كل هذا تمت دراسته بواسطة علم الأحياء الجزيئي. في هذا الفرع من العلوم البيولوجية يمكن العثور على إجابة السؤال حول الدور البيولوجي للحمض النووي والحمض النووي الريبي.
تسمى هذه المركبات الجزيئية الكبيرة المكونة من النيوكليوتيدات "الأحماض النووية". هنا يتم تخزين المعلومات المتعلقة بالجسم ، والتي تحدد تطور الفرد ونموه ووراثته.
يقع اكتشاف الحمض النووي الريبي ونقص الأكسجين الريبي في عام 1868. ثم تمكن العلماء من اكتشافها في نوى الكريات البيض والحيوانات المنوية من الأيائل. أظهرت دراسة لاحقة أنه يمكن العثور على الحمض النووي في جميع الخلايا ذات الطبيعة النباتية والحيوانية. تم تقديم نموذج الحمض النووي في عام 1953 وتم منح جائزة نوبل للاكتشاف في عام 1962.
DNA
لنبدأ هذا القسم بحقيقة أن هناك 3 أنواع من الجزيئات الكبيرة في المجموع:
- الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين ؛
- حمض نووي ؛
- بروتينات
الآن سوف نلقي نظرة فاحصة على الهيكل ، الدور البيولوجي للحمض النووي. لذا ، فإن هذا البوليمر الحيوي ينقل بيانات عن الوراثة ، والميزات التنموية ليس فقط للناقل ، ولكن أيضًا لجميع الأجيال السابقة. مونومر الحمض النووي هو نيوكليوتيد. وبالتالي ، فإن الحمض النووي هو المكون الرئيسي للكروموسومات ، ويحتوي على الشفرة الوراثية.
كيف يتم نقل هذامعلومة؟ بيت القصيد يكمن في قدرة هذه الجزيئات الكبيرة على إعادة إنتاج نفسها. عددها لانهائي ، ويمكن تفسير ذلك بحجمها الكبير ، ونتيجة لذلك ، من خلال عدد هائل من متواليات النيوكليوتيدات المختلفة.
هيكل الحمض النووي
من أجل فهم الدور البيولوجي للحمض النووي في الخلية ، من الضروري التعرف على بنية هذا الجزيء.
لنبدأ بأبسط ، كل النيوكليوتيدات في بنيتها تتكون من ثلاثة مكونات:
- قاعدة نيتروجينية ؛
- سكر بنتوز
- مجموعة فوسفات
يحتوي كل نوكليوتيد فردي في جزيء الحمض النووي على قاعدة نيتروجينية واحدة. يمكن أن يكون أيًا من أربعة:
- أ (الأدينين) ؛
- G (جوانين) ؛
- C (السيتوزين) ؛
- T (ثايمين).
A و G عبارة عن بورينات ، و C و T و U (اليوراسيل) عبارة عن أهرامات.
هناك عدة قواعد لنسبة القواعد النيتروجينية تسمى قواعد Chargaff.
- A=T.
- G=C.
- (A + G=T + C) يمكننا نقل جميع المجهول إلى الجانب الأيسر والحصول على: (A + G) / (T + C)=1 (هذه الصيغة هي الأكثر ملاءمة عند حل المشكلات في علم الأحياء).
- A + C=G + T.
- قيمة (A + C) / (G + T) ثابتة. في البشر ، هو 0.66 ، لكن ، على سبيل المثال ، في البكتيريا ، يتراوح من 0.45 إلى 2.57.
هيكل كل جزيء DNA يشبه الحلزون المزدوج الملتوي. لاحظ أن سلاسل عديد النوكليوتيدات عكسية. وهذا هو موقع النيوكليوتيداتتكون الأزواج الموجودة على أحد الخيطين في ترتيب عكسي عن تلك الموجودة على الآخر. يحتوي كل منعطف من هذا اللولب على ما يصل إلى 10 أزواج من النوكليوتيدات.
كيف يتم ربط هذه السلاسل معًا؟ لماذا الجزيء قوي ولا يتحلل؟ كل شيء عن الرابطة الهيدروجينية بين القواعد النيتروجينية (بين A و T - اثنان ، بين G و C - ثلاثة) والتفاعل الكارهة للماء.
في نهاية القسم ، أود أن أذكر أن الحمض النووي هو أكبر جزيء عضوي ، يتراوح طوله من 0.25 إلى 200 نانومتر.
التكامل
دعونا نلقي نظرة فاحصة على الروابط الزوجية. لقد قلنا بالفعل أن أزواج القواعد النيتروجينية لا تتشكل بطريقة فوضوية ، ولكن بتسلسل صارم. لذلك ، يمكن أن يرتبط الأدينين بالثيمين فقط ، ولا يمكن أن يرتبط الجوانين إلا بالسيتوزين. هذا الترتيب المتسلسل للأزواج في خيط واحد من الجزيء يملي ترتيبها في الآخر.
عند التكرار أو المضاعفة لتشكيل جزيء DNA جديد ، فإن هذه القاعدة ، المسماة "التكامل" ، يتم ملاحظتها بالضرورة. يمكنك ملاحظة النمط التالي ، الذي ورد في ملخص قواعد Chargaff - عدد النيوكليوتيدات التالية هو نفسه: A و T و G و C.
النسخ المتماثل
الآن دعونا نتحدث عن الدور البيولوجي لتكرار الحمض النووي. لنبدأ بحقيقة أن هذا الجزيء لديه هذه القدرة الفريدة على إعادة إنتاج نفسه. يشير هذا المصطلح إلى تخليق جزيء ابنة.
في عام 1957 ، تم اقتراح ثلاثة نماذج لهذه العملية:
- محافظ (يتم الحفاظ على الجزيء الأصلي ويتم تكوين جزيء جديد) ؛
- شبه محافظ(تقسيم الجزيء الأصلي إلى سلسلة أحادية وإضافة قواعد تكميلية لكل منها) ؛
- مشتت (الاضمحلال الجزيئي ، تكرار الشظايا والتجميع العشوائي).
تتكون عملية النسخ المتماثل من ثلاث خطوات:
- بدء (فك أقسام الحمض النووي باستخدام إنزيم هيليكاز) ؛
- استطالة (إطالة السلسلة بإضافة نيوكليوتيدات) ؛
- الإنهاء (الوصول إلى الطول المطلوب).
هذه العملية المعقدة لها وظيفة خاصة ، أي دور بيولوجي - لضمان النقل الدقيق للمعلومات الجينية.
RNA
أخبرنا عن الدور البيولوجي للحمض النووي ، نقترح الآن الانتقال إلى دراسة الحمض النووي الريبي (أي RNA).
لنبدأ هذا القسم بالقول إن هذا الجزيء لا يقل أهمية عن الحمض النووي. يمكننا اكتشافه في أي كائن حي ، وخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة. لوحظ هذا الجزيء حتى في بعض الفيروسات (نحن نتحدث عن فيروسات تحتوي على RNA).
السمة المميزة للحمض النووي الريبي هي وجود سلسلة واحدة من الجزيئات ، ولكنها ، مثل الحمض النووي ، تتكون من أربع قواعد نيتروجينية. في هذه الحالة هو:
- adenine (A) ؛
- uracil (U) ؛
- سيتوزين (C) ؛
- جوانين (G).
جميع RNAs مقسمة إلى ثلاث مجموعات:
- مصفوفة ، والتي تسمى عادةً بالمعلومات (الاختزال ممكن في شكلين: mRNA أو mRNA) ؛
- النقل (tRNA) ؛
- الريبوسوم (الرنا الريباسي).
وظائف
بعد أن تعاملنا مع الدور البيولوجي للحمض النووي ، وهيكله وخصائصه في الحمض النووي الريبي ، نقترح الانتقال إلى المهام الخاصة (وظائف) الأحماض النووية الريبية.
لنبدأ بـ mRNA أو mRNA ، وتتمثل مهمتها الرئيسية في نقل المعلومات من جزيء DNA إلى سيتوبلازم النواة. أيضا ، mRNA هو قالب لتخليق البروتين. أما النسبة المئوية لهذا النوع من الجزيئات فهي منخفضة جدًا (حوالي 4٪).
ونسبة الرنا الريباسي في الخلية 80. وهي ضرورية ، لأنها أساس الريبوسومات. يشارك RNA الريبوسوم في تخليق البروتين وتجميع سلسلة البولي ببتيد.
محول يبني الأحماض الأمينية للسلسلة - الحمض الريبي النووي النقال (tRNA) الذي ينقل الأحماض الأمينية إلى منطقة تخليق البروتين. النسبة المئوية في الخلية حوالي 15٪.
الدور البيولوجي
للتلخيص: ما هو الدور البيولوجي للحمض النووي؟ في وقت اكتشاف هذا الجزيء ، لم يكن بالإمكان إعطاء معلومات واضحة حول هذا الموضوع ، ولكن حتى الآن لا يُعرف كل شيء عن أهمية الحمض النووي والحمض النووي الريبي.
إذا تحدثنا عن الأهمية البيولوجية العامة ، فإن دورهم هو نقل المعلومات الوراثية من جيل إلى جيل ، وتخليق البروتين وترميز هياكل البروتين.
يعبر الكثيرون عن النسخة التالية: لا ترتبط هذه الجزيئات بالجزيئات البيولوجية فحسب ، بل ترتبط أيضًا بالحياة الروحية للكائنات الحية. إذا كنت تؤمن برأي الميتافيزيقيين ، فإن الحمض النووي يحتوي على تجربة الحياة الماضية والطاقة الإلهية.
