هيكل ووظيفة الحمض النووي

التوضيح الرقمي للحمض النووي

الحمض النووي لتقف على د إيوكسيريبو ن النواة ل البحث الجنائي. إنه جزيء ينتمي إلى مجموعة من الجزيئات الحيوية تعرف باسم الأحماض النووية. وظيفتها هي الاحتفاظ بجميع المعلومات الجينية حول سمات وخصائص الفرد. وهو أيضًا مخطط لجميع البروتينات المصنوعة داخل الخلايا التي تتحكم في وظيفة تلك الخلايا.




موقع

في الخلايا حقيقية النواة ، مثل الخلايا الحيوانية والنباتية يقع الحمض النووي في عضية تسمى النواة. في خلايا بدائية النواة مثل البكتيريا ، يطفو الحمض النووي بحرية في جزء من السيتوبلازم يسمى أحيانًا نوكليويد. ومع ذلك ، لا يهم نوع الخلية التي توجد فيها. إن بنية الحمض النووي في جميع الكائنات الحية هي نفسها ، باستثناء ترتيب اللبنات الأساسية التي تشكل الحمض النووي في هذا الفرد بعينه.



مقالات ذات صلة
  • مشاريع نموذج الحمض النووي
  • ما هو نسخ الحمض النووي؟
  • علم الوراثة للأطفال

اللبنات

تسمى اللبنات الأساسية لجميع الأحماض النووية بالنيوكليوتيدات. يتكون النوكليوتيدات المفردة من العمود الفقري للسكر المرتبط بمجموعة الفوسفات وقاعدة النيتروجين. في الحمض النووي ، يسمى العمود الفقري للسكر ديوكسيريبوز (ومن هنا جاء اسم حمض ديوكسي ريبونوكلييك). يوجد أربع قواعد نيتروجين فقط في النيوكليوتيدات التي تشكل الحمض النووي. يطلق عليهم الأدينين (A) ، والجوانين (G) (وكلاهما بورينات) ، والسيتوزين (C) ، والثايمين (T) (كلاهما بيريميدين). الحمض النووي مزدوج تقطعت به السبل ، والعمود الفقري deoxyribose يشبه جوانب سلم مع قواعد النيتروجين التي تقترن لتكوين درجات السلم.





قواعد الحمض النووي

قاعدة الاقتران

يجب أن تقترن قواعد النيتروجين دائمًا بنفس الطريقة. يجب أن يقترن الأدينين دائمًا مع الثايمين ويجب أن يقترن السيتوزين دائمًا بالجوانين. تربط الروابط الهيدروجينية القواعد معًا ، مما يحافظ على العرض الصحيح للحمض النووي ، لذلك يصطف العمود الفقري deoxyribose بشكل مستقيم. يشبه ترتيب أزواج القواعد هذه الخلايا الشفرة المستخدمة لإنتاج البروتينات. بمجرد فك التشفير ، يتم استخدام هذه المعلومات لإنشاء كل سمات هذا الكائن الحي.

اقتران قاعدة الحمض النووي

شكل

يسمى شكل جزيء الحمض النووي الحلزون المزدوج. له خصلان ، وهو حلزون يعني 'ملتوي'. أ الحلزون المزدوج هو شكل سلم ملتوي أو سلم متعرج. يساعد هذا الشكل في الاحتفاظ بالكثير من الحمض النووي في مساحة صغيرة. يمكن أن يكون الحمض النووي أكثر تكثيفًا إذا تم لفه حول بروتينات معينة تسمى الهستونات.



الكروموسومات

يسمى جرح الحمض النووي حول البروتينات بالكروموسومات. هذا هو الأكثر إحكاما الذي يمكن أن يحصل عليه الحمض النووي ، وهذه البنية تمنع الحمض النووي من التشابك أو القطع عندما تقوم الخلية بعمل نسخة من نفسها. تحتوي خلية جسم الإنسان على 23 زوجًا أو 46 كروموسومًا.

اكتشاف

يرجع الفضل في اكتشاف بنية الحمض النووي إلى جيمس واتسون وفرانسيس كريك . ومع ذلك ، اكتشف العلماء فقط أنه كان حلزونًا مزدوجًا بفضل عمل اروين تشارجاف ، الذي وجد قواعد الاقتران الأساسية ، وصور البلورات بالأشعة السينية للحمض النووي التي تم التقاطها روزاليند فرانكلين .



تكرار

قبل أن تنقسم الخلية ، يجب نسخ حمضها النووي بالضبط. يقوم الحمض النووي بهذا من خلال عملية تسمى تكرار شبه محافظ . قبل أن يتمكن من عمل نسخة ، يجب على الحمض النووي أولاً أن يفك ويفك روابطه بين قواعد النيتروجين. تستخدم الخلية إنزيمات محددة للقيام بذلك. بعد ذلك ، يتعين على قواعد النيتروجين المنقسمة الآن إيجاد شركاء جدد. يجد كلا الخيطين شركاء جددًا ، ثم تربط إنزيمات أخرى العمود الفقري للسكر وأزواج قاعدية جديدة معًا وتلف كل خيط مرة أخرى في شكل حلزون. جزيئي الحمض النووي هما نسخان طبق الأصل من بعضهما البعض. يحتوي كل جزيء على خيط أصلي واحد وخيط واحد جديد.



الطفرات

في بعض الأحيان ، عندما ينسخ جزيء الحمض النووي نفسه ، فإنه يرتكب أخطاء. تسمى هذه الأخطاء الطفرات . معظم الطفرات ليست خطيرة ولن تغير الوظيفة الكلية للبروتين المشفر بواسطة الحمض النووي. يؤدي بعضها إلى تعديلات أو تغييرات جديدة جيدة تساعد الكائن الحي على البقاء على قيد الحياة بشكل أفضل. البعض الآخر عبارة عن طفرات سيئة لها تأثير سلبي على الكائن الحي. تحدث معظم الطفرات عندما تقترن إحدى قواعد النيتروجين بقاعدة مختلفة عن الشريك العادي. في بعض الأحيان يتم فقدان قاعدة النيتروجين أثناء النسخ المتماثل ، أو تتم إضافة قاعدة إضافية عن طريق الخطأ. هذا يمكن أن يغير طريقة قراءة شفرة الحمض النووي ويسبب أن البروتينات التي تصنعها تعمل بشكل غير صحيح أو تعمل على الإطلاق.

مخطط الحياة

حمض الديوكسي ريبونوكلييك ، أو الحمض النووي ، هو جزيء مهم في الكائنات الحية. إنه يوجه جميع عمليات الحياة ويخلق كل سمات الكائن الحي. إنه العامل المشترك في جميع الكائنات الحية ، ومع ذلك فهو سبب الكثير من التنوع.