ما هو الحمض النووي؟

بالعربي/ وإليك نظرة على ما يتكون منه الحمض النووي ، وكيف يعمل ، ومن اكتشفه وحقائق أخرى مثيرة للاهتمام عن الحمض النووي.

يرمز DNA إلى حمض deoxyribonucleic ، وهو جزيء يحتوي على التعليمات التي يحتاجها الكائن الحي للتطور والعيش والتكاثر. توجد هذه التعليمات داخل كل زنزانة ويتم تمريرها من الآباء إلى نسلهم.

مما يتكون الحمض النووي؟

يتكون الحمض النووي من جزيئات تسمى النيوكليوتيدات. يحتوي كل نوكليوتيد على مجموعة فوسفات ومجموعة سكر وقاعدة نيتروجين. الأنواع الأربعة لقواعد النيتروجين هي الأدينين (A) ، الثايمين (T) ، الجوانين (G) والسيتوزين (C). 

ترتبط النيوكليوتيدات ببعضها البعض لتشكيل خيطين طويلين يتصاعدان لإنشاء بنية تسمى الحلزون المزدوج. إذا كنت تفكر في بنية الحلزون المزدوج كسلم ، فستكون جزيئات الفوسفات والسكر هي الجوانب ، بينما تكون أزواج القاعدة هي الدرجات. القواعد الموجودة على زوج واحد من الخيوط مع القواعد الموجودة على حبلا آخر: أزواج Adenine مع الثايمين (AT) ، وأزواج الجوانين مع السيتوزين (GC).

يتكون الحمض النووي البشري من حوالي 3 مليارات زوج قاعدي ، وأكثر من 99٪ من هذه القواعد هي نفسها في جميع الأشخاص ، وفقًا لمكتبة الطب الوطنية الأمريكية (NLM).

على غرار الطريقة التي يمكن بها استخدام ترتيب الحروف في الأبجدية لتكوين الكلمات ، فإن ترتيب قواعد النيتروجين في تسلسل الحمض النووي يشكل الجينات ، التي تخبر الخلايا ، في لغة الخلية ، بكيفية صنع البروتينات. اختصار هذه العملية هو أن الجينات “ترمز” البروتينات. لكن الحمض النووي ليس النموذج المباشر لإنتاج البروتين. لصنع بروتين ، تقوم الخلية بعمل نسخة من الجين ، ليس باستخدام الحمض النووي ولكن باستخدام الحمض النووي الريبي أو الحمض النووي الريبي. نسخة RNA هذه ، التي تسمى messenger RNA ، تخبر آلية صنع البروتين بالخلية التي تربط الأحماض الأمينية معًا في بروتين ، وفقًا لـ ” الكيمياء الحيوية ” (WH Freeman and Company ، 2002).

جزيئات الحمض النووي طويلة – طويلة جدًا ، في الواقع ، لا يمكن وضعها في الخلايا بدون العبوة الصحيحة. لتناسب الخلايا داخل الخلايا ، يتم لف الحمض النووي بإحكام لتشكيل هياكل تسمى الكروموسومات . يحتوي كل كروموسوم على جزيء DNA واحد. يمتلك البشر 23 زوجًا من الكروموسومات ، توجد داخل نواة كل خلية. 

من اكتشف الحمض النووي؟

لوحظ الحمض النووي لأول مرة من قبل عالم الكيمياء الحيوية السويسري فريدريش ميشر في عام 1869 ، وفقًا لورقة نُشرت في عام 2005 في مجلة Developmental Biology . استخدم Miescher طرقًا كيميائية حيوية لعزل الحمض النووي – الذي أسماه nuclein – من خلايا الدم البيضاء والحيوانات المنوية ، وقرر أنه مختلف تمامًا عن البروتين. (مصطلح “حمض نووي” مشتق من “نوكلين”). لكن لسنوات عديدة ، لم يدرك الباحثون أهمية هذا الجزيء. 

في عام 1952 ، استخدمت الكيميائي روزاليند فرانكلين Rosalind Franklin ، التي كانت تعمل في مختبر الفيزيائي الحيوي موريس ويلكينز ، حيود الأشعة السينية – وهي طريقة لتحديد بنية الجزيء بالطريقة التي ترتد بها الأشعة السينية – لتعلم أن الحمض النووي يحتوي على حلزوني. بنية. وثق فرانكلين هذا الهيكل فيما أصبح يعرف بالصورة 51 . 

في عام 1953 ، أظهر ويلكنز الصورة لعالمي الأحياء جيمس واتسون وفرانسيس كريك – دون علم فرانكلين. مسلحًا بالمعلومات التي تفيد بأن الحمض النووي كان حلزونًا مزدوجًا والتقارير السابقة التي تفيد بأن قاعدتي الأدينين والثايمين حدثت بكميات متساوية داخل الحمض النووي ، كما فعل الجوانين والسيتوزين ، نشر واتسون وكريك ورقة بارزة عام 1953 في مجلة نيتشر . في تلك الورقة ، اقترحوا نموذجًا للحمض النووي كما نعرفه الآن: سلم حلزوني مزدوج بجوانب ودرجات من فوسفات السكر مكونة من أزواج قاعدية AT و GC. واقترحوا أيضًا ، بناءً على هيكلهم المقترح ، نسخ الحمض النووي – وبالتالي نقله. 

مُنح واطسون وكريك وويلكنز جائزة نوبل في الطب عام 1962 “لاكتشافاتهم المتعلقة بالتركيب الجزيئي للأحماض النووية وأهميتها في نقل المعلومات في المواد الحية”. لم يتم تضمين فرانكلين في الجائزة ، على الرغم من أن عملها كان جزءًا لا يتجزأ من البحث. 

كيف يعمل الحمض النووي؟

تقوم الجينات بترميز البروتينات التي تؤدي جميع أنواع الوظائف للبشر (والكائنات الحية الأخرى). يحتوي الجين البشري HBA1 ، على سبيل المثال ، على تعليمات لبناء بروتين ألفا غلوبين ، وهو أحد مكونات الهيموغلوبين ، وهو البروتين الذي يحمل الأكسجين في خلايا الدم الحمراء ، وفقًا لـ NLM . لنأخذ مثالًا آخر ، فإن الجين OR6A2 يشفر مستقبلات شمية ، وهو بروتين يكتشف الروائح في الأنف ، حسبما أفاد العلماء في عام 2021 في مجلة جين . بناءً على إصدار OR6A2 لديك ، قد تحب الكزبرة أو تعتقد أن مذاقها مثل الصابون ، وفقًا لدراسة نُشرت في عام 2012 في مجلة Flavor . 

كيف يتم تسلسل الحمض النووي؟

يتضمن تسلسل الحمض النووي تقنية تسمح للباحثين بتحديد ترتيب القواعد في تسلسل الحمض النووي. يمكن استخدام هذه التقنية لتحديد ترتيب القواعد في الجينات أو الكروموسومات أو الجينوم بأكمله. في عام 2000 ، أكمل الباحثون “مسودة عمل” لتسلسل الجينوم البشري ، وفقًا للمعهد القومي لأبحاث الجينوم البشري ، وأنهىوا المشروع في عام 2003.

اختبار الحمض النووي

يحتوي الحمض النووي للشخص على معلومات حول تراثه ، ويمكن أن يكشف أحيانًا ما إذا كان معرضًا لخطر مرتفع للإصابة بأمراض معينة. تُستخدم اختبارات الحمض النووي ، أو الاختبارات الجينية ، لمجموعة متنوعة من الأسباب ، بما في ذلك تشخيص الاضطرابات الجينية ، لتحديد ما إذا كان الشخص حاملًا لطفرة جينية يمكن أن ينقلها إلى أطفاله ، وفحص ما إذا كان الشخص في خطر لمرض وراثي. على سبيل المثال ، من المعروف أن بعض الطفرات في جينات BRCA1 و BRCA2 تزيد من خطر الإصابة بسرطان الثدي والمبيض ، ويمكن أن يكشف تحليل هذه الجينات في اختبار جيني ما إذا كان الشخص مصابًا بهذه الطفرات.الإعلانات

يمكن أن يكون لنتائج الاختبارات الجينية آثار على صحة الشخص ، وغالبًا ما يتم تقديم الاختبارات جنبًا إلى جنب مع الاستشارة الوراثية لمساعدة الأفراد على فهم النتائج والعواقب.

يستخدم الأشخاص أيضًا نتائج الاختبارات الجينية للعثور على الأقارب والتعرف على أشجار عائلاتهم من خلال شركات مثل Ancestry و MyHeritage. 

شارك في التغطية ألينا برادفورد وآشلي ب. تايلور ، من المساهمين في Live Science.

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com