الحمض النووي والمعلومات الوراثية DNA قصيرة للحمض النووي الريبي الذي يعاني من نقص الأكسجين، ويسمى أيضًا حمض الديوكسي ريبونوكلييك.
تتكون سلسلة الحمض النووي من ارتباط مجموعة الفوسفات في كل نوكليوتيد بسكر الريبوز، الذي يفتقر إلى ذرة الأكسجين، وتشكل سلسلة القواعد النيتروجينية في جزيء الحمض النووي مخزنًا للمعلومات الجينية.
عندما تكون هذه السلسلة بالترتيب، فإنها تسمى الشفرة الجينية، وهذا ما يميز الكائنات الحية عن بعضها البعض.
ما هو الحمض النووي؟
- حمض Deoxyribonucleic هو جزيء طويل يحتوي على الشفرة الجينية.
- وهذا بدوره يعطي كل شخص خصائص وراثية تختلف عن الآخرين.
- إنها المادة الوراثية في البشر وكذلك في جميع الكائنات الحية الأخرى.
- يتكون الحمض النووي البشري من حوالي 3 مليارات قاعدة، وأكثر من 99 في المائة من هذه القواعد هي نفسها في جميع الناس.
- يتلقى الابن مادته الوراثية من أبيه، ويأخذ نصفها من الأب والنصف الآخر من الأم.
أنظر أيضا: ما هي شروط تحليل الحمض النووي
مما يتكون جزيء الحمض النووي؟
- يتكون الحمض النووي من جزيئات تعرف بالنيوكليوتيدات.
- يحتوي كل نوكليوتيد على مجموعة فوسفات ومجموعة سكر وقاعدة نيتروجينية.
- يتم تخزين المعلومات في الحمض النووي كرمز من أربعة قواعد، وهناك أربعة أنواع من القواعد النيتروجينية: الأدينين، والجوانين، والثيامين، والسيتوزين، وعادة ما يتم اختصار أسمائهم بالحرف الأول فقط.
- يأخذ الحمض النووي شكل حلزون مزدوج.
- يتكون من شرائح طويلة من السكريات بالتناوب مع مجموعات الفوسفات، إلى جانب القواعد النيتروجينية.
وظيفة الحمض النووي في الجسم
- الحمض النووي يوجه الخلايا لأداء الوظائف التي تحتاجها.
وظائف أخرى لحمض deoxyribonucleic
- للحمض النووي استخدامات عديدة في التكنولوجيا، على سبيل المثال في الهندسة الوراثية، يمكن تعديل النباتات والحيوانات وراثيًا لتحسين إنتاجها ومقاومتها للأمراض والفيروسات.
- في الطب الشرعي، يساعد في التعرف على المجرمين عن طريق استخراج الحمض النووي من مسرح الجريمة وإدانة المشتبه بهم. يمكن القيام بذلك أيضًا باستخدام البصمات الوراثية.
- يتم إجراء اختبار أبوة الحمض النووي لتحديد الأب البيولوجي للطفل.
- من الناحية العددية، يمكن للحمض النووي أن يخزن نظريًا حوالي 455 مليون تيرابايت لكل جرام من الحمض النووي أحادي الجديلة.
- في تقنية النانو DNA، من الممكن إنشاء هياكل نانوية ذات إمكانات واسعة للتطبيقات النظرية في الفيزياء الحيوية، مثل الأسلاك الجزيئية.
- في علم البلورات، وفي تحديد شكل الجزيئات المعقدة سابقًا، وفي الطب النانوي لتوصيل الأدوية بدقة واستئصال الخلايا السرطانية.
بعض الحقائق المهمة عن الحمض النووي
- ما يقرب من 99.9٪ من الحمض النووي لكل شخص على هذا الكوكب متماثل تمامًا، بينما يختلف 0.1٪ فقط من شخص لآخر، وهذا ما يجعلنا جميعًا مميزين ومختلفين عن بعضنا البعض.
- إذا انتشرت جميع جزيئات الحمض النووي في جسم الإنسان وامتدت بشكل مستقيم، فستمتد إلى الشمس وتعود عدة مرات، مما يشير إلى أعدادها الهائلة.
- في عام 1953، اكتشف جيمس واتسون وفرانسيس كريك البنية الحلزونية المزدوجة للحمض النووي.
- يتم تنظيم الحمض النووي في هياكل تعرف باسم الكروموسومات ويوجد داخل الخلية.
- تم عزل الحمض النووي لأول مرة وتحديده على أنه جزء منفصل في عام 1869 من قبل عالم الأحياء السويسري فريدريش ماشر.
ما هي المعلومات الجينية؟
- تُنقل المعلومات الجينية عمومًا في الكروموسومات الموجودة في نواة الخلية وتحتوي على الناقل الرئيسي للجينات.
ما الوحدات التي تحمل المعلومات الجينية في الكائنات الحية؟
- تحمل الكروموسومات معلومات وراثية، وتسمى وحدات المعلومات الجينية التي تتحكم في السمات الموروثة الجينات.
- تحتوي الكروموسومات على مكونين رئيسيين: البروتين والحمض النووي
- في البداية، اعتقد العلماء أن البروتين يحمل معلومات وراثية.
- هذا لأنه من المعروف أن البروتينات عبارة عن مجموعة من الجزيئات المتنوعة تحتوي على 20 نوعًا من الأحماض الأمينية المختلفة في تركيبها.
- تتحد هذه الأحماض الأمينية بطرق مختلفة لتشكيل عدد لا حصر له من مركبات البروتين المختلفة.
- بينما يحتوي الحمض النووي على أربعة نيوكليوتيدات فقط.
يحمل الحمض النووي المعلومات الجينية، وليس البروتين
- في الأربعينيات من القرن الحالي ظهر اعتقاد أولي.
- توصل العلماء إلى استنتاج مفاده أن الحمض النووي هو الذي يحمل المعلومات الجينية وليس البروتين.
انظر أيضًا: كيف يحدث تكرار الحمض النووي؟
الدليل على أن الحمض النووي هو المادة الجينية
- درس العالم جريفيث آثار سلالات معينة من البكتيريا المسببة للالتهاب الرئوي على الفئران في تجربة تسمى التحول البكتيري.
- عندما درس سلالات البكتيريا ثم وجد أنها مقسمة إلى نوعين، النوع الأول هو سلالة البكتيريا وهي سلالة قاتلة والنوع الثاني هو سلالة بكتيريا غير قاتلة.
- ثم قام بحقن الفئران بسلالة قاتلة من S، مما تسبب في إصابة الفئران بالتهاب رئوي ثم تموت.
- وحُقنت الفئران الأخرى بسلالة R غير المميتة، أصيبت بالتهاب رئوي لكنها نجت.
- ثم قام بحقن فئران أخرى بمزيج متساوٍ من بكتيريا S وبكتيريا R، ومات عدد قليل فقط من الفئران.
- أظهرت الخلايا البكتيرية المعزولة من دم هذه الفئران وجود خلايا بكتيرية من النوع المميت، مما يشير إلى أن سلالة R الحية قد تناولت وضمت عنصر الضراوة لسلالة S المقتولة بالحرارة.
- ثم قام أفيري ومعاونوه بعزل وتحليل مادة التحول البكتيري.
- بفضل بحثه، توصل إلى استنتاج مفاده أن مادة تحول البكتيريا هي الحمض النووي.
- ثم جاءت التجربة الحاسمة لتحديد ما إذا كان الحمض النووي هو المادة الجينية أم لا.
- حيث اكتشف إنزيمًا يسمى DX-ribonuclease يعمل على قطع الحمض النووي تمامًا.
- لا يؤثر هذا الإنزيم على البروتينات أو الحمض النووي الريبي عند معالجة مادة التحول البكتيري بهذا الإنزيم.
- وعندما تكررت تجربة التحول البكتيري، لم تحدث عملية التحول البكتيري بسبب عدم وجود مادة DNA التي تحللها إنزيم DXR.
- أكد هذا أن الحمض النووي هو مادة وراثية وليس بروتين.
الحمض النووي له خصائص تجعله مادة وراثية، فما هي هذه الخصائص؟
- لديها القدرة على تخزين المعلومات الجينية في هيكلها وترجمتها لإنتاج البروتين لاحقًا.
- القدرة على التكاثر الذاتي، والتي تعمل على استقرار كمية المادة الوراثية في الخلايا الناتجة عن الانقسام.
ما هي الجينات وما هي وظيفتها؟
- الجينات هي الأساس لتحديد السمات الموروثة بين الأجيال والوحدة الأساسية والأساسية للوراثة بين الكائنات الحية.
- تشكل الجينات المادة الجينية أو الحمض النووي.
- تتحكم الجينات في السمات الموروثة مثل لون الشعر ولون العين والغمازات وما إلى ذلك، ويمكن للجينات أيضًا التحكم في هذه السمات.
- نظرًا لأنه يحتوي على المعلومات الجينية لصنع البروتينات من الأحماض الأمينية، فإنه يتحكم أيضًا في البروتينات والإنزيمات على وجه الخصوص.
انظر أيضًا: معلومات حول تحليل الحمض النووي
كيف ينتقل الحمض النووي إلى الأجنة؟
- يحمل الحمض النووي جميع المعلومات الجينية مدى الحياة، ويشكل جزيء الحمض النووي الطويل جميع الكروموسومات في الجسم.
- يمتلك الإنسان 23 زوجًا من الكروموسومات، وكل زوج منها مسؤول عن نقل سمة معينة إلى الجنين، على اعتبار أن الوحدة الأساسية للحياة هي خلية واحدة.
- تنتج الخلية العديد من الخلايا عن طريق التكرار المتتالي لعملية تعرف باسم انقسام الخلية.
- قبل كل عملية انقسام، يجب عمل نسخ جديدة من كل جزيء من الجزيئات العديدة التي تتكون منها الخلية، ومن بين هذه الجزيئات، جزيئات الحمض النووي، وبصفة عامة، يُعرف مصطلح تكرار الحمض النووي بعملية النسخ المسبق.