الحمض النووي DNA

يعرّف الحمض النووي، أو الـ DNA، أو الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (بالإنجليزية: Deoxyribonucleic Acid)؛ بأنه المادة الوراثية الموجودة في البشر وفي جميع الكائنات الحية الأخرى تقريبًا، ويوجد الحمض النووي في داخل نواة الخلية، إضافةً إلى إمكانية وجود كمية صغيرة من الحمض النووي في مايتوكندريا الخلية، ويُطلق عليه اسم (mtDNA)، والمايتوكندريا هي إحدى العضيات الوجودة في الخلية وهي تعمل على إنتاج الطاقة اللازمة للخلية الحية.[١]


يتم تخزين المعلومات في الحمض النووي من خلال رموز تُعرف بالقواعد النيتروجينية، وعددها أربعة، وهي؛ الأدينين (adenine (A))، والجوانين (guanine (G))، والثيامين (thymine (T))، والسيتوسين (cytosine (C))، ويتكون الحمض النووي البشري من حوالي 3 مليارات قاعدة نيتروجينية، كما أن ترتيب هذه القواعد وتسلسلها في نمطٍ معين هو الذي يؤدي إلى بناء جميع المعلومات الوراثية للكائن الحي، ويحافظ على بقاءه.[١]


اكتشاف الحمض النووي DNA

لاحظ عالم الكيمياء الحيوية السويسري فريدريش ميشر (Frederich Miescher) الحمض النووي لأول مرة في أواخر القرن 19، ومع مرور الوقت كشف العلماء عن بنية جزيء الحمض النووي واكتشفوا أهميته، وقد تم إدراك أهميته في عام 1953م بفضل جهود العالم جيمس واتسون وغيره، وذلك من خلال دراسة حيود الأشعة السينية، واكتشاف الشكل الحلزوني أو اللولبي المزدوج للحمض النووي، والذي يتكون من سلسلتين تبدآن بقواعد نيتروجينية وترتبطان مع بعضها البعض بروابط هيدروجينية؛ وهي البنية التركيبية التي تمكن الـ DNA من القيام بعملية تمرير المعلومات البيولوجية بشكلٍ دقيق.[٢]


مكونات الحمض النووي DNA

الحمض النووي عبارة عن سلَّم ملتف حول نفسه بشكلٍ لولبي، ويتكون الحمض النووي بشكلٍ أساسي من لبناتٍ أساسية متكررة تسمى النيوكليوتيدات (Nucleotides)، وتتكوّن هذه النيوكليوتيدات من الأجزاء الآتية:[٢][٣]

  • سكر خماسي: وهو سكر يتكون من 5 ذرات كربون، ويسمى السكر الريبوزي منقوص الأكسجين (Deoxyribose).
  • مجموعة فوسفات: وهي عبارة عن ذرة فوسفور محاطة بأربع ذرات أكسجين مرتبطة بها، وتكون ذرة الأكسجين هذه تكون مرتبطةً مع السكر الخماسي.
  • نوع واحد من القواعد النيتروجينية الأربعة: وهي؛ الأدينين، والجوانين، والسيتوسين، والثيامين، حيث يتم ربط النيوكليوتيدات مع بعضها البعض في سلاسل يتناوب فيها السكر الخماسي مع مجموعة الفوسفات، ويتكون الـ DNA من سلسلتين اثنتين ترتبطان معًا بواسطة الروابط الهيدروجينية الضعيفة.


ما هو ال DNA؟

وظيفة الحمض النووي

يعد الحمض النووي مكانًا لتخزين المعلومات، وهو يعطي التعليمات اللازمة لصناعة جزيئات أكبر تسمى البروتينات (Proteins)، حيث يتم تخزين هذه التعليمات في جميع خلايا الجسم، وتكون موزعةً على 46 وحدة بنائية طويلة تُعرف بالكروموسومات (Chromosomes)، وتتكوّن هذه الكروموسومات من آلاف الوحدات الأصغر حجمًا من الحمض النووي والتي تسمى الجينات (Genes)، وكل جين من مجموعة الجينات هذه يخزن تعليمات بناء أجزاء من البروتينات أو بروتينات كاملة، أو عدة بروتينات.[٣]


تتم عملية صنع البروتين بواسطة تعليمات الحمض النووي على خطوتين، هما:[٢]

  • تقوم الإنزيمات بقراءة المعلومات الموجودة على جزيء الـ DNA لتقوم بنسخها إلى جزيء وسيط يُسمى mRNA.
  • تُترجم بعد ذلك المعلومات الموجودة على جزيء mRNA إلى لغة تُعرف بالأحماض الأمينية، ويتم توجيه وربط الأحماض الأمينية مع بعضها البعض لإنتاج بروتين معين، ويبلغ عدد الأحماض الأمينية في جسم الإنسان نحو 20 حمضًا أمينيًا، والتي يتم ترتيبها لتشكيل مجموعة مختلفة من البروتينات.

المراجع

  1. ^ أ ب "What is DNA?", medlineplus, Retrieved 25/10/2021. Edited.
  2. ^ أ ب ت "Deoxyribonucleic Acid (DNA) Fact Sheet", genome, Retrieved 25/10/2021. Edited.
  3. ^ أ ب "DNA structure and function", khanacademy, Retrieved 25/10/2021. Edited.