المحتوى
- الأحماض النووية: نظرة عامة
- ما هي النيوكليوتيدات؟
- هيكل الحمض النووي مقابل الحمض النووي الريبي
- الرابطة بين زوج في الأحماض النووية
- دور الحمض النووي مقابل الحمض النووي الريبي في تخليق البروتين
- الترجمة في الريبوسوم
- الاختلافات الأخرى بين الحمض النووي والحمض النووي الريبي
حمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (الحمض النووي) وحمض الريبونوك (RNA) هما الأحماض النووية الموجودة في الطبيعة. تمثل الأحماض النووية بدورها واحدة من "جزيئات الحياة" الأربعة أو الجزيئات الحيوية. الآخرين هم البروتينات, الكربوهيدرات و الدهون. الأحماض النووية هي الجزيئات الحيوية الوحيدة التي لا يمكن استقلابها لتوليد أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP ، "عملة الطاقة" للخلايا).
الحمض النووي والحمض النووي الريبي على حد سواء تحمل المعلومات الكيميائية في شكل شفرة وراثية متطابقة تقريبا ومباشرة منطقيا. الحمض النووي هو منشئ من والوسائل التي يتم نقلها إلى الأجيال اللاحقة من الخلايا والكائنات الحية بأكملها. الحمض النووي الريبي هو الناقل من مانح التعليم إلى عمال خط التجميع.
بينما الحمض النووي مسؤول مباشرة عن messenger RNA (مرنا) التوليف في عملية تسمى النسخ ، الحمض النووي يعتمد أيضا على الحمض النووي الريبي لتعمل بشكل صحيح من أجل نقل تعليماتها إلى الريبوسومات داخل الخلايا. وبالتالي يمكن القول إن الحمض النووي الحمض النووي والحمض النووي الريبي (RNA) طوروا ترابطًا مع كل عنصر حيوي على حد سواء لمهمة الحياة.
الأحماض النووية: نظرة عامة
الأحماض النووية عبارة عن بوليمرات طويلة مكونة من عناصر فردية تسمى النيوكليوتيدات. يتكون كل نكليوتيد من ثلاثة عناصر فردية خاصة بها: واحد إلى ثلاثة مجموعات الفوسفات، أ سكر الريبوز وواحدة من أربعة ممكن القواعد النيتروجينية.
في بدائيات النوى ، التي تفتقر إلى نواة الخلية ، يوجد كل من الحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) مجانًا في السيتوبلازم. في حقيقيات النواة ، التي تحتوي على نواة خلية وتمتلك أيضًا عددًا من العضيات المتخصصة ، يوجد الحمض النووي بشكل أساسي في النواة. ولكن يمكن العثور عليها أيضًا في الميتوكوندريا وفي النباتات داخل البلاستيدات الخضراء.
وفي هذه الأثناء ، يوجد رنا حقيقى النواة في النواة و في السيتوبلازم.
ما هي النيوكليوتيدات؟
النيوكليوتيدات هي الوحدة الأحادية للحمض النووي ، بالإضافة إلى وجود وظائف خلوية أخرى. يتكون النوكليوتيدات من خمسة الكربون (البنتوز) السكر في شكل حلقة الداخلية خمسة ذرة ، 1-3 مجموعات الفوسفات و قاعدة نيتروجينية.
في الحمض النووي ، هناك أربع قواعد ممكنة: الأدينين (A) و guanine (G) ، وهما البيورينات ، والسيتوزين (C) والثيمين (T) ، وهما البيريميدين. يحتوي الحمض النووي الريبي على A و G و C أيضًا ، ولكن بدائل يوراسيل (يو) للثيمين.
في الأحماض النووية ، تحتوي جميع النيوكليوتيدات على مجموعة فوسفات واحدة متصلة ، والتي يتم مشاركتها مع النيوكليوتيدات التالية في سلسلة الحمض النووي. النكليوتيدات الحرة ، ومع ذلك ، يمكن أن يكون أكثر من ذلك.
تشتهر ، ثنائي فوسفات الأدينوزين (ADP) وفوسفات الأدينوزين (ATP) في تفاعل استقلابي لا يحصى في جسمك كل ثانية.
هيكل الحمض النووي مقابل الحمض النووي الريبي
كما لوحظ ، بينما يحتوي كل من DNA و RNA على قاعدتين من النيتروجين البيورين وقاعدتي نيتروجين بيريميدين ، ويحتويان على نفس قواعد البيورين (A و G) وواحدة من نفس قواعد البيريميدين (C) ، إلا أنهما يختلفان في أن الحمض النووي له T قاعدة بيريميدين الثانية بينما يحتوي الحمض النووي الريبي على يو في كل مكان يظهر فيه T في الحمض النووي.
البيورينات أكبر من البيريميدين لأنها تحتوي اثنان انضم إلى حلقات تحتوي على النيتروجين واحد في بيريميدين. هذا له آثار على الشكل المادي الذي يوجد فيه الحمض النووي في الطبيعة: به المزدوج تقطعت بهم السبل، وعلى وجه التحديد ، هو الحلزون المزدوج. يتم ربط السلاسل بواسطة البيريميدين وقواعد البيورين على النيوكليوتيدات المجاورة ؛ إذا تم ضم اثنين من البيورين أو اثنين من البيريميدين ، فسيكون التباعد كبيرًا أو صغيرًا على التوالي.
الحمض النووي الريبي ، من ناحية أخرى ، هو واحد الذين تقطعت بهم السبل.
السكر الريبوز في الحمض النووي هو الديوكسيريبوز في حين أن في الحمض النووي الريبي هو الريبوز. إن Deoxyribose مطابق للريبوز إلا أنه تم استبدال مجموعة hydroxyl (-OH) في الموضع ثنائي الكربون بواسطة ذرة الهيدروجين.
الرابطة بين زوج في الأحماض النووية
كما لوحظ ، في الأحماض النووية ، يجب أن ترتبط قواعد البيورين بقواعد البيريميدين لتكوين جزيء مستقر مزدوج (وفي النهاية ثنائي حلزوني). لكنه في الواقع أكثر تحديدا من ذلك. يرتبط البيورين A بالبيريميدين T فقط (أو U) ، والبيرين G يرتبط بالبيريميدين C.
هذا يعني أنه عندما تعرف التسلسل الأساسي لخيط الحمض النووي ، يمكنك تحديد التسلسل الأساسي الدقيق لخيطها التكميلي (الشريك). فكر في السلاسل التكميلية باعتبارها انعكاسات أو سلبيات فوتوغرافية لبعضها البعض.
على سبيل المثال ، إذا كان لديك خيط من الحمض النووي مع التسلسل الأساسي ATTGCCATATG ، فيمكنك استنتاج أن خيط DNA التكميلي المقابل يجب أن يحتوي على تسلسل أساسي TAACGGTATAC.
فروع الحمض النووي الريبي هي حبلا مفردًا ، لكنها تأتي في أشكال مختلفة على عكس الحمض النووي. بالإضافة إلى مرنا، والنوعان الآخران من الحمض النووي الريبي هما الريبوسوم رينا (RNA)الريباسي) ونقل الحمض النووي الريبي (الحمض الريبي النووي النقال).
دور الحمض النووي مقابل الحمض النووي الريبي في تخليق البروتين
يحتوي كل من DNA و RNA على معلومات وراثية. في الواقع ، يحتوي مرنا على نفس معلومات الحمض النووي الذي صنع منه أثناء النسخ ، لكن في شكل كيميائي مختلف.
عندما يتم استخدام الحمض النووي كقالب لجعل الرنا المرسال أثناء النسخ في نواة خلية حقيقية النواة ، فإنه يصنع حبلاً هو التناظرية الرناوية لخيوط الحمض النووي التكميلي. بمعنى آخر ، يحتوي على ريبوز بدلاً من ديوكسي ريبوز ، وحيث يكون T موجودًا في الحمض النووي ، فإن U موجود بدلاً من ذلك.
أثناء النسخ ، يتم إنشاء منتج ذي طول محدود نسبيًا. تحتوي حبلا mRNA هذا عادةً على المعلومات الوراثية لمنتج بروتين واحد فريد.
يمكن أن يختلف كل شريط من ثلاث قواعد متتالية في الرنا المرسال في 64 طريقة مختلفة ، نتيجة لأربع قواعد مختلفة في كل بقعة مرفوعة إلى القوة الثالثة لحساب جميع المواقع الثلاثة. كما يحدث ، يتم ترميز كل من الأحماض الأمينية العشرين التي تبني الخلايا منها البروتينات بواسطة مثلث واحد من قواعد mRNA هذه ، والتي تسمى كودون الثلاثي.
الترجمة في الريبوسوم
بعد تصنيع الحمض النووي الريبي من الحمض النووي أثناء النسخ ، ينتقل الجزيء الجديد من النواة إلى السيتوبلازم ، ويمر عبر الغشاء النووي عبر مسام نووي. ثم يجمع قواه مع الريبوسوم ، الذي يتجمع للتو من وحدتيه الفرعيتين ، واحدة كبيرة وصغيرة.
ريبوسوم هي مواقع ترجمة، أو استخدام المعلومات في مرنا لتصنيع البروتين المقابل.
أثناء الترجمة ، عندما تقوم حبلا الحمض النووي الريبي "بحوض" على الريبوسوم ، يتم نقل الحمض الأميني المقابل لقواعد النوكليوتيدات الثلاثة المكشوفة - أي الكودون الثلاثي - إلى المنطقة بواسطة الحمض الريبي النووي النقال. يوجد نوع فرعي من الحمض الريبي النووي النقال لكل واحد من الأحماض الأمينية العشرين ، مما يجعل هذه العملية المكوكية أكثر تنظيماً.
بعد أن يتم توصيل الحمض الأميني الأيمن إلى الريبوسوم ، ينتقل بسرعة إلى موقع الريبوسوم القريب ، حيث ببتيدأو السلسلة المتنامية من الأحماض الأمينية التي تسبق وصول كل إضافة جديدة ، في طور الاكتمال.
يتكون الريبوسومات أنفسهم من خليط متساوٍ تقريبًا من البروتينات والـ rRNA. وتوجد وحدتان فرعيتان ككيانين منفصلين إلا عندما يقومان بتوليف البروتينات بنشاط.
الاختلافات الأخرى بين الحمض النووي والحمض النووي الريبي
جزيئات الحمض النووي أطول بكثير من جزيئات الحمض النووي الريبي. في الحقيقة، جزيء الحمض النووي واحد يشكل المادة الوراثية للكروموسوم بأكمله، وهو ما يمثل الآلاف من الجينات. أيضا ، حقيقة أن يتم فصلهم إلى كروموسومات على الإطلاق هو دليل على الكتلة النسبية.
على الرغم من أن الحمض النووي الريبي له مظهر أكثر تواضعًا ، إلا أنه في الواقع أكثر تنوعًا بين الجزيئين من الناحية الوظيفية. بالإضافة إلى ظهور أشكال الحمض الريبي النووي النقال (الرنا الريباسي) ، والرنا الريباسي (الرنا الريباسي) وأشكال الرنا الريباسي (الرنا الريباسي) ، يمكن أن يعمل الرنا أيضًا كعامل حفاز (مُحسِّن التفاعلات) في بعض المواقف ، كما يحدث أثناء ترجمة البروتين.