المحتوى
تكمن أهمية الشيفرة الجينية في قدرتها المتأصلة على إنتاج البروتينات ، والوحدات الأساسية للبنية والوظيفة في كل خلية حية. تحتوي جميع الكائنات الحية على الحمض النووي الريبي أو الحمض النووي كرمز جيني. استخدمت الكائنات الحية الأولى الحمض النووي الريبي (RNA) أو الحمض النووي الريبي (ribonucleic acid) كرمز لها لصنع البروتينات. مع زيادة تعقيد أشكال الحياة ، استبدل الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين أو الحمض النووي الريبي الحمض النووي الريبي (RNA) كرسالة غامضة مفادها أن الخلايا تترجم إلى عمليات منح الحياة ، لكن الحمض النووي الريبي احتفظ بوظائف خاصة تتعلق بالحمض النووي وتصنيع البروتينات. يمكن أن يؤدي الحمض النووي الريبي وظائف كل من البروتينات والحمض النووي في بعض الكائنات الحية ، بكفاءة أقل.
التكوين والهيكل
الحمض النووي هو بنية أكبر وأكثر شمولاً من الحمض النووي الريبي. يحتوي الحمض النووي على سلسلتين تكملان بعضهما البعض وتتصلان من خلال روابط كيميائية. يتكون RNA من خيط واحد. يشبه الحمض النووي الدرج الحلزوني ، بينما يمثل الحمض النووي الريبي نصف السلم فقط. يستخدم الحمض النووي الريبوزي الريبوز كسكر مكون له ، بينما يستخدم الحمض النووي الريبوزي منزوع الأكسجين ، وهو بالضبط نفس الريبوز ، مطروحًا منه ذرة الأكسجين.
يحتوي كلا الحمضين النوويين على نيوكليوتيدات ، وهي هياكل تتكون من جزيئات السكر المتناوبة والفوسفات المرتبطة بجزيء آخر - قاعدة نيتروجينية. تشكل السكريات والفوسفات بالتناوب مع بعضها البعض "درجات السلم". تتدلى قواعد النيتروجين (البيورينات والبيريميدين) من مكون السكر. يحتوي كل من DNA و RNA على البيورينات الأدينين والجوانين. يستخدم الحمض النووي بيريميدين السيتوزين والثايمين ، بينما يستخدم الحمض النووي الريبي السيتوزين واليوراسيل.
المهام
للحمض النووي وظيفة فريدة ومركزية في الخلايا: تخزين شفرة المعلومات الجينية. توجد ثلاثة أنواع مختلفة من الحمض النووي الريبي في الخلايا ولكل نوع بنية ووظيفة محددة. يتم إنشاء الرنا المرسال (mRNA) عندما تحتاج الخلية إلى إنتاج البروتينات. أثناء العملية ، التي تسمى النسخ ، تؤدي الإشارة إلى تشغيل خيوط الحمض النووي ويتكون الرنا المرسال على طول الشريط الفردي للحمض النووي ، النيوكليوتيدات بواسطة النوكليوتيدات. ينتقل الشريط الفردي من الرنا المرسال إلى الريبوسوم. الحمض النووي الريبوزي أو الرنا الريباسي هو جزء من الريبوسومات ، الهياكل التي يتم فيها تصنيع البروتينات. نقل RNA ، أو tRNA ، يحمل الأحماض الأمينية - الوحدات الأساسية التي تصنع البروتينات - إلى ريبوسومات ، لتلتصق بحبلا mRNA. يحتوي كل tRNA على حمض أميني واحد محدد. يتم بناء البروتين على طول سلسلة mRNA ، حمض أميني واحد في كل مرة. بمجرد أن يطلق الحمض النووي الريبي الحمض الأميني ، فإنه يأخذ آخر ويعود إلى موقع تخليق البروتين.
توزيع
تم العثور على الحمض النووي إما في مناطق محددة من الخلايا أو يبقى داخل النواة ، حيث يتم حمايته بواسطة الغلاف النووي. ينتشر الحمض النووي الريبي ، الذي يحدث بأعداد أكبر من الحمض النووي ، في جميع أنحاء الخلايا. لا توجد mRNA حتى تستدعي إشارة من النواة تخليق البروتين ، وتبدأ سلسلة mRNA في التكون أمام نموذج الحمض النووي الخاص بك في النواة. داخل الريبوسومات ، يحمل الرنا الريباسي البروتين في مكانه. وفي الوقت نفسه ، تطفو جزيئات الحمض الريبي النووي النقال في السيتوبلازم - المادة الجيلاتينية التي تشكل داخل الخلية. بينما يتم تثبيت حبلا mRNA في مكانه بواسطة الريبوسوم ، يتحرك tRNA حول السيتوبلازم بحثًا عن أحماض أمينية عائمة خاصة بوحدات معينة من الحمض النووي الريبي.
المزيد
يبدو أن الحمض النووي الريبي كان مقدمة للحمض النووي ، ولكن بمرور الوقت أثبت الحمض النووي أنه يتكيف بشكل أفضل مع مهمة تخزين المواد الجينية. الحمض النووي أكثر استقرارًا من الناحية الهيكلية من الحمض النووي الريبي ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى تكوين جزء السكر فيه. ديوكسيريبوز ، الذي يفتقر إلى ذرة الأكسجين ، لا يتفاعل بسهولة مثل الريبوز. في بعض الأحيان ، تفقد جزيئات السكر روابطها مع القواعد النيتروجينية: تحدث هذه الأخطاء في RNA أكثر من الحمض النووي. يعمل الشريط المزدوج للحمض النووي أيضًا على استقرار الجزيء ، مما يمنع المواد الكيميائية من تدميره بسهولة.
نظرًا لأن الحمض النووي يتكون من خيطين ، يمكن إصلاحه باستخدام الخيط المصاب لتجميع خيط معاكس جديد. أثناء عملية النسخ المتماثل ، تحدث الأخطاء في تكرار الحمض النووي الريبي أكثر من تكرارها في الحمض النووي. أخيرًا ، الطاقة اللازمة لكسر الحمض النووي الريبي أقل من كسر الحمض النووي ، مما يعني أنه يمكن كسر الحمض النووي الريبي بسهولة أكبر.
الآثار المترتبة على الفيروسات
يمكن للفيروس ، الذي يعتبر غير حي ، استخدام كل من الحمض النووي والحمض النووي الريبي كرمز جيني ، ويغير نوع الحمض النووي بشكل كبير من فاعلية الفيروس. بشكل عام ، تميل فيروسات الحمض النووي الريبي إلى التسبب في أمراض أكثر خطورة. نظرًا لأن الحمض النووي الريبي أقل استقرارًا من الحمض النووي ، فإنه يتحول بمعدل 300 مرة أكثر من فيروسات الحمض النووي. تسبب الطفرات المتكررة فيروسات الرنا أن تتكيف بشكل أفضل مع أجهزة المناعة في المضيف. غالبًا ما تدخل الفيروسات إلى مضيفيها عبر الجسم من خلال نوع من النقل الوسيط ، يسمى ناقل. تحتوي فيروسات الدنا على قيود ناقلات أكثر من فيروسات الرنا ، مما يعني أن المزيد من الكائنات الحية يمكنها نقل فيروسات الحمض النووي الريبي ونقلها. بالإضافة إلى ذلك ، تميل فيروسات الحمض النووي إلى التمسك بمضيف ، في حين أن فيروسات الحمض النووي الريبي قد تكون قادرة على إصابة مجموعة واسعة من المضيفين.