يعرف الـ dna بالعربية على أنه الحمض النووي المنزوع الأكسجين (DeoxyriboNucleic Acid ) أو حمض الديوكسي ريبونيوكليك
أو الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين أو الحمض النووي الصبغي، وهو من أحد الأسباب المهمة لبقاء جميع الكائنات الحية وفي هذا المقال نعرض لكم العديد من المعلومات الهامة عنه.
dna
الـ dna هو عبارة عن مجموعات كبيرة متكررة من الأحماض النووية تتشكل فى هيئة سلسلتين طويلتين حلزونيتين
من الجزئيات وتربط بين السلسلتين أحماض نووية مثل تدرجات السلم.
يعتبر الـ dna عماد الكائن الحي وأساس وجوده على وجه الأرض. يستطيع الـ dna أن يقوم بتكرير نفسه أى أنه يستطيع أن يصنع مثيلًا له يحتوي على جميع المعلومات الجينية، والتى تقوم بوصف التطور البيولوجي للكائنات الحية ومعظم الفيروسات أيضًا.
ما هو DNA؟
ومن الجدير بالذكر، أنه يحتوي على المعلومات الورائية اللازمة لتكوين الجنين وتكوين جميع أعضاءه سواء فى الرحم أو البيضة أو حتى النبات، ومن هنا تعود أهميته لوجود جميع الكائنات الحية.
كما أنه يعتبر وسيلة التخزين طويلة الأمد لحمل المعلومات الورائية وهذه تعتبر الوظيفة الرئيسية لجزئيات حمض الـ dna من خلال جزيئاته.
حيث يمكن الحصول على المعلومات التى تلزم لبناء البروتينات و الحمض الريبى النووي أو ما يسمى بـ RNA، كما تسمى الأجزاء المخصصه لحمل المعلومات الوراثية والتى يمكن ترجمتها لبروتينات “بالمورثات أو الجينات “.
مما يتكون DNA الحمض النووي؟
يعتبر الحمض النووي جزئ رقيق وطويل يتكون من جزيئات تسمى النوكليوتيدات، وهناك أربع أنواع مختلفة من النوليوتيدات و عادةً ما يتم اختصار أسمائهم بالحروف الأولى منهم:
- ادينين – A- adenine.
- ثيمين – T- thymine.
- سايتوسين – C – cytosine.
- جوانين – G – guanine.
والمسئول عن ربط تلك النوكليوتيدات معًا هو عمود فقري يتكون من الفوسفات وسكر خماسي، وتسمى أحيانًا تلك النوكليوتيدات بالقواعد.
ما هى النوكليوتيدات؟
هي وحدة أساسية في بناء (DNA) الحمض النووي ريبوزي منقوص الأكسجين، والحمض النووي الريبوزي، فهي تعتبر بمثابة الحروف الأساسية التي تكتب بها الجينات. التي تنقل أوصاف الطفل أو الجنين من الأباء و الأمهات، ولهذا نسمي الجينات بالعربية موروثة.
تقوم النيوكليوتيدات أيضًا بعمل آخر في عملية تأشير الخلية، أي عملية استبدال الإشارات بين خلايا الجسم كله، كما تقوم النوكليوتيدات بدور هام في عمليات الأيض أو التمثيل الغذائي.
الـ DNA في جسم الانسان
يتواجد فى جسم الكائن الحي على شكل زوج من الجزيئات مشدود لبعضه بشدة، يلتف هذان الجزيئان حول بعضهما على شكل لولب مزدوج يحتوي النوكليوتيد على كل من الوحدة الأساسية للجزيء. التي تتضمن تماسك السلسلة، وقاعدة نووية التي تتفاعل مع الشريط الآخر في اللولب.
القاعدة النووية المرتبطة بسكر تسمى نيوكليوسيد أما القاعدة المرتبطة بسكر ومجموعة من الفوسفات أو أكثر تسمى نوكليوتيد، والبوليمر المتكون من عدة نوكليوتيدات مترابطة يسمى عديد النوكليوتيد.
شفرة ال DNA
- شفرة الحمض النووي تتكون من حروف أو رسائل مختلفة موجودة في (النوكليوتيدات).
- تقوم الخلية بقراءة التعليمات التي تظهر على الحمض النووي من الحروف المختلفة، وهذه هي (التعليمات).
- كل 3 حروف يتكون منها كلمة تسمى (كودون).
- وسلسلة الكودونات قد تبدو مثل هذا الشكل: ATC TGA GGA AAT GAC CAG.
- بالرغم من وجود أربعة حروف مختلفة فقط، فإن جزيئات الحمض النووي تتكون من آلاف الحروف.
هذا ما يسمح بحدوث مليارات من التركيبات المختلفة.
الجينات
هي قسم من الحمض النووي الريبوزي منقوص الأوكسجين DNA المسؤولة عن العديد من المهام مثل صنع البروتينات.
تشكل جدائل الحمض النووي الطويلة مع الكثير من الجينات الصبغيات، حيث توجد جزيئات الحمض النووي DNA في الصبغيات، وتتوضع هذه الصبغيات داخل نواة الخلية. الصبغي هو جزيء مفرد طويل من الحمض النووي DNA ويحتوي هذا الحمض على معلومات وراثية مهمة.
شكل الحمض النووي
على الرغم من أن الحمض النووي يكون شكله يشبه السلاسل الطويلة وتكون رقيقة جدًا، وذلك أثناء النظر إليه تحت المِجهر ( الميكروسكوب ) ولكن تبين أن الحمض النووي له شكل مُحدَّد، وهذا الشكل يُسمى ب (الحلزون المزدوج).
نجد في خارج الحلزون المزدوج (العمود الفقري) الذي يربط الحمض النووي مع بعضه. حيث توجد مجموعتين من (العمود الفقري) الملتويتان معًا، وتوجد (النوكليوتيدات) بين العمود الفقري ويُرمَز إليها بـ الحروف التالية A، T، C، G.
ومن الجدير بالذكر أن(النوكليوتيدات) المختلفة ترتبط بـ كل عمود فقري، ثم ترتبط بـ (نوكليوتيدات) آخرى في المنتصف. كما أن المجموعات المتشابهة فقط من (النوكليوتيدات). التي يُمكنها أن تتناسب و تتناسق مع بعضها، فهي مثل لعبة البازل أو (تركيب المكعبات): حيث يرتبط A فقط مع T و يرتبط G فقط مع C.
ما هي آلية تضاعف الحمض النووي؟
تقوم الخلايا الحية لكي تستطيع أن تحافظ على الاستمرار فى القيام بوظائفها بدرجة عالية من الدقة من جيل إلى آخر بمضاعفة المعلومات الورائية الموجودة والمخزنة فى جزئ ال DNA. الذى يعمل على تكوين الكروموسوم، حيث يتم ذلك من خلال الطور البيني الذى يسبق عملية الانقسام من أجل أن يتم إنتاج خلايا جديدة.
شروط تضاعف الحمض النووي
- أن يكون جزيء الـ (DNA) الذي يلزم مضاعفته حامل نفس المعلومات الوراثية.
- تواجد كميات كافية من النيوكليوتيدات الأربعة المختلفة الداخلة في تركيب الحمض النووي.
- وجود إنزيم التضاعف المعروف باسم (إنزيم البلمرة).
- إلى جانب بعض الإنزيمات والبروتينات الأخرى التي تلزم لإتمام العملية.
خطوات تضاعف الحمض النووي DNA
- تحدث عملية انفصال لسلسلتيّ جزيء (DNA) عن بعضهما البعض تدريجيًا..
- ذلك بسبب تكسير الروابط الهيدروجينية التي تربط القواعد النيتروجينية مع بعضها البعض..
- فتتحوّل بعد ذلك إلى مجموعةٍ من السلاسل الأحادية ( المنفردة ) ابتداءً من نقطةٍ معينةٍ..
- ثم يحدث الانشطار طوليًا إلى نهاية السلسلة.
- بعد ذلك يتم ارتباط إنزيم التضاعف مع السلسلة الأحادية التى تكونت..
- وذلك بوضع النيوكليوتيدات في شكل مرتب جدًا بالاعتماد على ترتيب القواعد النيتروجينية.
- يحدث تضاعف للسلسلتين الأحاديتين في نفس التوقيت، وبنفس السرعة..
- أيضًا لينتج من ذلك جزيئين كاملين من حمض ال (DNA)..
- بحيث يحتوي كلٌّ منهما على سلسلتين، الأولى قديمة و الثانية جديدة.
- ثم ترتبط الهستونات الأصلية والجديدة مع الجزيئين من الـ (DNA)؛ لتكوين كروموسوماتت، يتمّ تكثيفها في النواة.
أهم الحقائق عن الحمض النووي
- يتشابه حوالي 99.9 % من الحمض النووي لكل شخص على هذا الكوكب.
- يختلف 0.1 % من شخص للآخر وهذا ما يجعلنا جميعًا نتميز ونختلف عن بعضنا البعض.
- صرحت بعض الدراسات أننا إذا قمنا بتفكيك جميع جزيئات الحمض النووي في الجسم،
ثم قمنا بمدها بشكل مستقيم فإنها سوف تمتد إلى الشمس و تعود عدة مرات. - يتم ترتيب الحمض النووي DNA في هياكل تُسمى (الكروموسومات) داخل ( الخلية ).
- في عام 1953 تم اكتشاف الهيكل الحلزوني المزدوج للحمض النووي بواسطة الدكتور جيمس واتسون وفرانسيس كريك.
- فى عام 1869 تم (عزل) و تعريف الحمض النووي على أنه جزيء منفصل لأول مرة بواسطة عالِم الأحياء السويسري فريدريك ميسشر.
