ما هو الجين؟

ماذا يقصد بالجين؟

الجين (بالإنجليزية: Gene) هو الوحدة الأساسية للوراثة، فهي الوحدات التي تحمل الصفات الوراثية في الكروموسومات، والتي يتم توريثها من الآباء إلى الأبناء، بالإضافة إلى ذلك، تتم ترجمة معظم الجينات إلى بروتينات، ولذلك فإن جميع المعلومات الوراثية المسؤولة عن تخليق الكائن الحي وتحديد جميع صفاته المورفولوجية والفسيولوجية والوظيفية مخزنة في الجينات، حيث تختلف الجينات وأنواعها تبعاً لنوع الكائن الحي.^[١]

مم يتكون الجين؟

تتواجد الجينات في الكروموسومات، حيث تتكون الكروموسومات من المادة الوراثية، ألا وهي الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA)، والجينات هي قطع أو أجزاء من الDNA بحيث تكون كل قطعة مسؤولة عن إنتاج بروتين محدد، وبما أن الجينات تتكون من المادة الوراثية، إذاً فهي تتكون من الوحدة الأساسية البنائية للمادة الوراثية ألا وهي النيوكليوتيدات.^[٢]

النيوكليوتيد (بالإنجليزية: Nucleotide) هو الوحدة البنائية للDNA، يتكون النيوكليوتيد من ثلاثة أجزاء كيميائية، وهي سكر خماسي منقوص الأكسجين مرتبط مع مجموعة فوسفات من ناحية، ومن الناحية الأخرى مرتبط مع قاعدة نيتروجينية، حيث يتواجد أربعة أنواع للقواعد النيتروجينية، وهي الأدنين ويرمز لها بالحرف (A) والثايمين ويرمز لها بالحرف (T) والسايتوسين (C) والجوانين (G)، أما في الRNA فتتواجد قاعدة اليوراسيل (U) بديلة عن الثايمين، ومن الجدير بالذكر، أن كل مجموعة من النيوليوتيدات تشكل جيناً واحداً.^[٢]

كيف يعمل الجين؟

كما ذكر سابقاً فإن الجينات هي قطع من الDNA التي يتم ترجمة بعضها إلى بروتينات، وبما أن الDNA يتكون من وحدات أساسية يطلق عليها النيوليوتيدات، إذاً فالجين الواحد يتكون من مجموعة من النيوكليوتيدات، ومن الجدير بالذكر، أنه ليس كل جين هو جين مسؤول عن إنتاج بروتين، حيث أن بعض الجينات لا تتم ترجمتها إلى بروتينات، إلا أن أهم الجينات الوظيفية تترجم لتنصيع البروتنيات بناءً على المعلومات المحفوظة فيها، حيث يقوم الحمض النووي الريبي المرسال (mRNA) بقرائتها ويقوم الحمض النووي الريبي المترجم (tRNA) بإنتاج البروتينات.^[٣]

تشكل كل ثلاثة نيوكليوتيدات في الجين، أو في قطعة الDNA ما يسمى بالكودون (بالإنجليزية: Codon) وهو رمز يتكون من ثلاثة أحرف تتم ترجمته إلى حمض أميني محدد، حيث تختلف أنواع الأحماض الأمينية تبعاً لاختلاف تسلسل القواعد النيتروجينية في كل نيوكليوتيد، ومن المعروف أن البروتينات تتكون من أحماض أمينية، وبذلك يتكون البروتين عند إنتاج عدة أحماض أمينية، ثم ربطها ببعضها البعض عن طريق روابط ببتيدية.^[٣]

وفيما يلي مثال على الكودونات وكيف تقوم بتحويل المعلومات الوراثية في الجين إلى بروتينات:^[٣]

• الكودون AUG: أول نيوكليوتيد في هذا الكودون يحتوي على القاعدة النيتروجينية A، والتالي U وهو بديل T في الRNA، أما آخر قاعدة نيتروجينية فيه فهي G، وهذا الكودون هو المسؤول عن بدء عملية الترجمة.
• الكودونAUC: وهذا الكودون مسؤول عن إنتاج الحمض الأميني آيزوليوسين.
• الكودون UCG: مسؤول عن إنتاج الحمض الأميني سيرين.
• الكودون UAA: وهو المسؤول عن إيقاف عملية الترجمة.

وبهذا يتضح أن الجين الواحد يتكون من عدة كودونات، أي عدة نيولكليوتيدات، لكل كودون حمض أميني ناتج عنه، ومجموعة الأحماض الأمينية تشكل البروتين.