ما هو الحمض النووي dna

الحمض النووي هو الاسم الكيميائي للجزيء الذي يحمل التعليمات الوراثية في جميع الكائنات الحية، يتكون جزيء الحمض النووي من خيطين يلتفان حول بعضهما البعض لتشكيل شكل يعرف باسم

الحلزون

المزدوج وهذا هو

الفرق بين DNI وRNA

حيث يحتوي كل خيط في dna على عمود فقري مصنوع من مجموعات

السكر

المتناوبة من الديوكسيريبوز والفوسفات.

تعلق على كل سكر واحدة من أربع قواعد وهم الأدينين (A) والسيتوزين (C) والجوانين (G) والثايمين (T)، ويتم ربط الخيوط معًا بواسطة روابط بين القواعد وتكون روابط الأدينين مع الثايمين، وروابط السيتوزين مع الجوانين، ويعمل تسلسل القواعد على طول العمود الفقري كتعليمات لتجميع جزيئات

البروتين

والحمض النووي الريبي.[1]

كم عدد السلاسل في DNA

يتكون جزيء الحمض النووي dna من

اثنين من سلاسل

عديد النوكليوتيد طويلة مكونة من أربعة أنواع من النيوكليوتيدات وتعرف كل من هذه السلاسل بسلسلة DNA أو خيط DNA.

تربط الروابط الهيدروجينية بين الأجزاء الأساسية للنيوكليوتيدات السلاسل معًا، وتتكون النيوكليوتيدات من سكر خماسي الكربون ترتبط به مجموعة أو أكثر من مجموعات الفوسفات وقاعدة تحتوي على النيتروجين، في حالة النيوكليوتيدات في الحمض النووي يكون السكر هو الديوكسيريبوز المرتبط بمجموعة فوسفات واحدة (ومن هنا جاء الاسم حمض deoxyribonucleic ).

وكما ذكرنا قد تكون القاعدة إما الأدينين (A) أو السيتوزين (C) أو الجوانين ( G ) أو الثايمين (T)، وترتبط النيوكليوتيدات تساهميًا معًا في سلسلة من خلال السكريات والفوسفات والتي تشكل بالتالي “العمود الفقري” للتناوب بين السكر والفوسفات، نظرًا لاختلاف القاعدة فقط في كل نوع من الأنواع الأربعة للوحدات الفرعية، فإن كل سلسلة من عديد النوكليوتيد في الحمض النووي تشبه عقدًا (العمود الفقري) ممزوجًا بأربعة أنواع من القواعد الأربعة A و C و G و T، هذه الرموز نفسها (A و C و G و T) تُستخدم أيضًا بشكل شائع للإشارة إلى النوكليوتيدات الأربعة المختلفة أي القواعد مع مجموعات السكر والفوسفات المرتبطة بها.[3]

كم عدد السلاسل في الحمض النووي DNA

وحدة بناء الحمض النووي

وحدة بناء الحمض النووى هي

النيوكليوتيدات

، ويتكون كل نوكليوتيد بحد ذاته من ثلاثة مكونات أساسية:

منطقة تحتوي على النيتروجين تُعرف باسم القاعدة النيتروجينية.
جزيء سكر قائم على الكربون يسمى ديوكسيريبوز.
منطقة تحتوي على الفوسفور تُعرف باسم مجموعة فوسفات مرتبطة بجزيء السكر.

توجد أربعة نيوكليوتيدات مختلفة للحمض النووي، كل منها محدد بقاعدة نيتروجينية محددة: الأدينين والثايمين والجوانين والسيتوزين.

على الرغم من أن النيوكليوتيدات تستمد أسمائها من القواعد النيتروجينية التي تحتويها، إلا أنها تدين بالكثير من بنيتها وقدراتها على الترابط لجزيء الديوكسيريبوز الخاص بها.

يحتوي الجزء المركزي من هذا الجزيء على خمس ذرات كربون مرتبة على شكل حلقة، ويشار إلى كل كربون في الحلقة برقم متبوع بالرمز الأولي (‘)، من بين هذه الكربون، تعتبر ذرة الكربون 5 ملحوظة بشكل خاص، لأنها الموقع الذي ترتبط فيه مجموعة الفوسفات بالنيوكليوتيدات بشكل مناسب تُعرف المنطقة المحيطة بذرة الكربون هذه بالطرف الخامس للنيوكليوتيدات مقابل 5 ‘كربون، على الجانب الآخر من حلقة deoxyribose، يوجد 3’ كربون وهو غير مرتبط بمجموعة الفوسفات، يشار إلى هذا الجزء من النيوكليوتيدات عادةً باسم 3، وعندما تتحد النيوكليوتيدات معًا في سلسلة فإنها تشكل بنية تُعرف باسم بولي نيوكليوتيد، وفي كل نقطة من التقاطع داخل بولي نيوكليوتيد، ترتبط نهاية 5 ‘من نيوكليوتيد واحد بالطرف 3’ من النيوكليوتيدات المجاورة من خلال اتصال يسمى رابطة فسفودايستر، هذا الترتيب المتناوب للسكر والفوسفات هو الذي يشكل “العمود الفقري” لجزيء dna.

كيف يتم تنظيم خيوط الحمض النووي

على الرغم من أن الحمض النووي غالبًا ما يتم العثور عليه باعتباره بولي نيوكليوتيد أحادي الخيط، فإنه يفترض شكله الأكثر استقرارًا عندما تقطعت به السبل المزدوجة.

يتكون DNA مزدوج الشريطة من عديدي نيوكليوتيدات مرتبة بحيث ترتبط القواعد النيتروجينية داخل عديد نيوكليوتيد بالقواعد النيتروجينية داخل عديد نيوكليوتيد آخر عن طريق روابط كيميائية خاصة تسمى روابط الهيدروجين هذا الترابط من القاعدة إلى القاعدة ليس عشوائيًا، بدلاً من ذلك دائمًا ما يرتبط كل من A في خصلة واحدة مع T في الخيط الآخر، وكل C دائمًا أزواج مع G.

لاحظ أنه نظرًا لأن اثنين من النيوكليوتيدات التي تشكل الحمض النووي المزدوج الشريطة “مقلوبة” بالنسبة لبعضها البعض، فإن طرفي فوسفات السكر الخاصين بهما مضادان للتوازي أو مرتبة في اتجاهات معاكسة، هذا يعني أن سلسلة فوسفات السكر في إحدى الخيوط تعمل في اتجاه 5 ‘إلى 3’ ، بينما تعمل السلسلة الأخرى في الاتجاه من 3 إلى 5، من المهم أيضًا أن نفهم أن التسلسل المحدد للنيوكليوتيدات A و T و C و G داخل الحمض النووي للكائن الحي يكون فريدًا بالنسبة لذلك الفرد، وهذا التسلسل هو الذي يتحكم ليس فقط في العمليات داخل خلية معينة ، ولكن داخل الكائن الحي مثل ككل.

وبعيدًا عن الهيكل الذي يشبه السلم الموصوف أعلاه، هناك سمة رئيسية أخرى للحمض النووي مزدوج الشريطة وهي شكله الفريد ثلاثي الأبعاد، تم الحصول على أول دليل فوتوغرافي لهذا الشكل في عام 1952، عندما استخدمت العالمة روزاليند فرانكلين عملية تسمى حيود الأشعة السينية لالتقاط صور لجزيئات الحمض النووي، على الرغم من أن الخطوط السوداء في هذه

الصور

تبدو متناثرة نسبيًا إلا أن الدكتور فرانكلين فسرها على أنها تمثل المسافات بين النيوكليوتيدات التي تم ترتيبها في شكل حلزوني يسمى الحلزون .

في نفس

الوقت

تقريبًا كان الباحثان جيمس واتسون وفرانسيس كريك يتابعان نموذجًا نهائيًا للبنية المستقرة للحمض النووي داخل نواة الخلية، واستخدم واتسون وكريك في النهاية صور فرانكلين، جنبًا إلى جنب مع الأدلة الخاصة بهم على الطبيعة المزدوجة للحمض النووي ، للقول بأن الحمض النووي يأخذ في الواقع شكل حلزون مزدوج ، وهو هيكل يشبه السلم الملتوي على طوله بالكامل (الشكل 6) ). نشر فرانكلين وواتسون وكريك جميع المقالات التي تصف نتائجهم ذات الصلة في نفس العدد من مجلة Nature في عام 1953.[2]