تعريف عملية الاستنساخ والترجمة

شرح عملية النسخ والترجمة

إن جيناتنا هي التي توفر معلومات لبناء

البروتين

ات في الجسم، ومع ذلك فإنها لا تنتج البروتينات بشكل مباشر لكن يتم إنتاج البروتينات من خلال عملتين متتاليتين هما النسخ والترجمة.

وببساطة فإن الاستنساخ أو النسخ والترجمة تشبه إلى حد كبير نفس النسخ والترجمة الذي يتم إجراؤه على أي معلومة حيث يتم أخذ المعلومات الموجودة في الحمض النووي، ثم يتم استخدامها لإنتاج البروتين ، وتتم عملية النسخ من خلال استخدام خيط من الحمض النووي يستخدم كقالب لبناء جزيء يسمى جزيء الحمض النووي الريبي RNA.

وجزيء الحمض النووي الريبي هو الرابط بين الحمض النووي وإنتاج البروتينات، وأثناء الترجمة ، ينقل جزيء الحمض النووي الريبي الذي تم إنشاؤه في عملية النسخ المعلومات من الحمض النووي إلى آلات بناء البروتين.

الحمض النووي والحمض النووي الريبي جزيئات متشابهة وكلاهما مبني من جزيئات أصغر تسمى النيوكليوتيدات، وتتكون البروتينات من سلسلة من الأحماض الأمينية بدلاً من النيوكليوتيدات، النسخ والترجمة هما العمليتان اللتان تقومان بتحويل سلسلة من النيوكليوتيدات من الحمض النووي إلى سلسلة من الأحماض الأمينية لبناء البروتين المطلوب.

الفرق بين RNA و DNA

إن كلًا من RNA و DNA جزيئات متشابهة جدًا، وكلاهما من الأحماض النووية (أحد جزيئات

الحياة

الأربعة) ، وكلاهما مبني على أساس من النيوكليوتيدات وكلاهما يحتوي على أربع قواعد نيتروجينية تتزاوج.

ويحتوي خيط من الحمض النووي على سلسلة من النيوكليوتيدات المتصلة، بينما يحتوي كل نوكليوتيد على سكر وقاعدة نيتروجينية ومجموعة فوسفاتية.

كما يوجد ما مجموعه أربع قواعد نيتروجينية مختلفة في الحمض النووي:

• الأدينين (A)
• الثايمين (T)
• الجوانين (G)
• السيتوزين (C).

وغالبًا ما يتم العثور على خيط من الحمض النووي مرتبطًا بحبل آخر من الحمض النووي ليشكلا معًا شكل حلزون مزدوج، ويتم ربط الشريطين من الحمض النووي معًا بواسطة قواعدهما النيتروجينية، تشكل القواعد ما يسمى “أزواج القاعدة” حيث يترابط الأدينين والثايمين معًا ويترابط الجوانين والسيتوزين معًا.

يعد الأدينين والثايمين قواعد تكميلية ولا ترتبط بالجوانين والسيتوزين، يرتبط الجوانين والسيتوزين ببعضهما البعض فقط وليس بـ الأدينين أو الثايمين.

وهناك نوعان من الاختلافات الرئيسية بين بنية جزيئات الحمض النووي والحمض النووي الريبي، حيث يحتوي كل واحد منهما على سكريات مختلفة، يحتوي الحمض النووي على سكر ديوكسيريبوز بينما يحتوي الحمض النووي الريبي على سكر ريبوز.

وفي حين أن ثلاثة من القواعد النيتروجينية الأربعة موجودة هي نفسها في الحمض النووي والحمض النووي الريبي إلا أن جزيئات الحمض النووي الريبي لديها قاعدة تسمى (uracil (U بدلاً من قاعدة الثايمين الموجودة في الحمض النووي DNA وأثناء عملية النسخ ، يستبدل اليوراسيل موضع الثايمين ويشكل أزواجًا تكميلية مع الأدينين.

خطوات Transcription

النسخ هو عملية إنتاج خيط من الحمض النووي الريبي من خيط من الحمض النووي، وعلى غرار طريقة استخدام الحمض النووي كقالب في تكرار الحمض النووي ، يتم استخدامه مرة أخرى كقالب أثناء النسخ، وتتم إعادة كتابة المعلومات المخزنة في جزيئات الحمض النووي أو “نسخها” في جزيء RNA جديد.

,توفر كل قاعدة نيتروجينية لجزيء DNA جزءًا من المعلومات لإنتاج البروتين، ويحتوي شريط الحمض النووي على تسلسل محدد من القواعد، ويوفر التسلسل المحدد المعلومات اللازمة لإنتاج بروتين معين في الجسم.

ومن خلال النسخ ، يتم نسخ تسلسل قواعد الحمض النووي إلى تسلسل متبادل للقواعد في خيط من الحمض النووي الريبي، أيضًا خلال النسخ ، يتم تمرير معلومات جزيء الحمض النووي إلى الشريط الجديد من الحمض النووي الريبي والذي يمكنه بعد ذلك نقل المعلومات إلى مكان إنتاج البروتينات، وتعرف جزيئات RNA المستخدمة لهذا الغرض باسم الرنا المرسال (messenger RNA (mRNA.

والجين هو قطعة معينة من الحمض النووي والذي يحدد تسلسل القواعد داخل الجين هو تسلسل النيوكليوتيدات على طول جزيء الحمض النووي الريبي.

ويتم نسخ خيط واحد فقط من الحلزون المزدوج المكون للحمض النووي لكل جين، ويعرف هذا الحبل باسم “حبل القالب”، ويتم استخدام نفس قالب الحمض النووي في كل مرة يتم فيها نسخ هذا الجين المعين، ويمكن نسخ الشريط المقابل للحلزون المزدوج للحمض النووي للجينات الأخرى.

ويوجد إنزيم يسمى “RNA polymerase” هو مسؤول عن فصل خيطي DNA في الحلزون المزدوج المكون للدي إن أي.

ويختلف معدل نسخ الجينات فإذا كانت هناك حاجة إلى بروتين معين بأعداد كبيرة ، فيمكن نسخ جين واحد بواسطة عدة إنزيمات بوليميريز RNA في وقت واحد، هذا يجعل من الممكن إنتاج عدد كبير من البروتينات من جزيئات RNA متعددة في وقت قصير.

مراحل الترجمة

تتم عملية الترجمة بعد النسخ وهي العملية التي يتم فيها استخدام المعلومات المنقولة في جزيئات mRNA لتكوين البروتينات.

ويوفر التسلسل المحدد للنيوكليوتيدات في جزيء mRNA رمزًا لإنتاج بروتين بسلسلة محددة من الأحماض الأمينية، وهذا يشبه إلى حد كبير كيفية بناء الحمض النووي الريبي من العديد من النيوكليوتيدات ، ويتكون البروتين من العديد من الأحماض الأمينية.

والسلسلة من الأحماض الأمينية تسمى “سلسلة بولي ببتيد” وسلسلة البولي ببتيد تنحني وتنثني على نفسها لتشكيل بروتين.

وأثناء عملية الترجمة ، يتم “ترجمة” معلومات خيط RNA من لغة RNA إلى لغة متعددة الببتيد ، أي يتم ترجمة تسلسل النيوكليوتيدات إلى سلسلة من الأحماض الأمينية.

وعملية الترجمة تحدث في ما يسمى الريبوسومات،  والريبوسومات هي آلات خلوية صغيرة تتحكم في إنتاج البروتينات في الخلايا.

وهي مصنوعة من البروتينات وجزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) وتوفر منصة لجزيئات mRNA للاقتران بجزيئات الحمض النووي الريبي النقلي (tRNA) .

ويرتبط كل جزيء tRNA بحمض أميني ويوصل الحمض الأميني الضروري إلى الريبوسوم، ترتبط جزيئات الحمض النووي الريبي النقلي (tRNA) بالقواعد التكميلية لجزيء mRNA .

ويتم تغذية mRNA و tRNA المرتبطين من خلال الريبوسوم ويتم إضافة الحمض الأميني المرتبط بجزيء الحمض الريبي النووي النقال إلى سلسلة عديد الببتيد المتنامية أثناء تحركه عبر الريبوسوم.

ويتم ترجمة قواعد النيوكليوتيد إلى 20 حمض أميني مختلف، وفي حين أن جزيئات RNA تحتوي فقط على أربعة أنواع مختلفة من القواعد النيتروجينية ولكن هناك 20 نوعًا من الأحماض الأمينية المختلفة التي تستخدم لبناء البروتينات، من أجل تحويل أربعة إلى 20 ، فإن مزيج يتكون من ثلاث قواعد نيتروجينية يقوم بتوفير المعلومات عن حمض أميني واحد.

ما هو الكودون

وكل ثلاثة قواعد نيتروجينية مجتمعة والتي توفر المعلومات للحمض الأميني تسمى معا “بالكودون”، وتحتوي سلسلة الكودونات على المعلومات الخاصة بإنتاج سلسلة البولي ببتيد.

ويوجد إجمالي 64 كودونًا مختلفًا ، ويتم ترجمة أكثر من  كودون واحد إلى حمض أميني واحد.

من الواضح أن خيطًا من الرنا المرسال يحتوي على أكواد متعددة توفر المعلومات للعديد من الأحماض الأمينية.

ويقرأ جزيء الحمض الريبي النووي النقال (tRNA) على طول كودون واحد من خيط mRNA ويجمع الحمض الأميني الضروري من السيتوبلازم.

ويعود الحمض الريبي النووي النقال إلى الريبوسوم مع الحمض الأميني ، ويرتبط بالقواعد التكميلية لكودون الرنا المرسال ، ويضاف الحمض الأميني إلى نهاية سلسلة البولي ببتيد بينما تتحرك جزيئات الحمض النووي الريبي عبر الريبوسوم.[1]