مصطلحات طبية

خصائص الشفرة الوراثية وأهميتها

خصائص الشفرة الوراثية وأهميتها

خصائص الشفرة الوراثية وأهميتها، توجد المادة الوراثية في أنوية الخلايا الحية حيث تتكون من البروتين والحمض النووي وهي ما تعرف بالكروموسومات حيث تتكون الشفرة الوراثية من القواعد النيتروجينية المعروفة بالنيوكليوتيدات وفي هذا المقال سوف نتعرف على خصائص الشفرة الوراثية وأهميتها فابقوا معنا.

الـ DNA والـ RNAومكوناتهما

الحمض النووي الذي يكون هذه المادة الوراثية هو الـ DNA، حيث النيوكليوتيدات هي الوحدة البنائية التي تكون الحمض النووي سواء ان كان DNA أو RNA.

مما تتكون النيوكليوتيدة

تتكون كل نيوكليوتيدة من ثلاث مركبات هي:

  • سكر خماسي.
  • مجموعه فوسفات.
  • قاعده نيتروجينيه.

حيث يكون السكر الخماسي منقوص الاكسجين في الـ DNA وكامل الاكسجين في الـ RNA وتكون مجموعة الفوسفات نفسها في الحامضين أما قاعدة النيتروجين نشرحها مفصلة في الفقرة التالية.

مكونات القاعدة النيتروجينية

تتكون القاعدة النيتروجينية من خمس أنواع نذكرها في النقاط التالية وهي:

  1. الجوانين ثنائية الحلقة، ويرمز لقاعدة الجوانين بالرمز G
  2. الادينين ثنائية الحلقة، ويرمز لقاعدة الادينين بالرمز A
  3. اليوراسيل احاديه الحلقة، ويرمز لقاعدة اليوراسيل بالرمز U
  4. الثايمين احاديه الحلقة، ويرمز لقاعدة الثايمين بالرمز T
  5. السايتوسين احاديه الحلقة، ويرمز لقاعدة السايتوسين بالرمز C

أول مكتشفي الحمض النووي

في عام 1950 اكتشف العالمان واطسون وكريك التركيب البنائي للحمض النووي DNA، حيث وجد العالمين ان الحمض النووي يتكون من سلسلتين متقابلتين من تتابع النيوكليوتيدات وهاتان السلسلتان ترتبطان بشكل لولبي.

كيف ترتبط القواعد المكونة الشفرة الوراثية

أولًا الارتباطات في الـ DNA

ترتبط النيوكليوتيدات الرأسية في كل سلسله بتتابع السكر الخماسي منقوص الاكسجين ومجموعة الفوسفات، وترتبط النيوكليوتيدات المتقابلة بسلسلتي الـ DNA عن طريق القواعد النيتروجينية.

ونجد دائمًا ان:

  • القاعدة النيتروجينية الجوانين (G) ترتبط مع القاعدة النيتروجينية السايتوسين (C) بثلاث روابط هيدروجينية.
  • القاعدة النيتروجينية الادينين (A) ترتبط مع القاعدة النيتروجينية الثايمين (T) باثنان من الروابط الهيدروجينية.

ويمكن استخدام الجدول التالي للتعرف على الترابطات

ثانيًا الارتباطات في الـ RNA

بالنسبة لـ RNA فيتكون من سلسلة واحدة من تتابع النيوكليوتيدات بنفس الارتباطات السابق ذكرها.

باختلاف استبدال القاعدة النيتروجينية الثايمين (T) بالقاعدة النيتروجينية اليوراسيل (U).

الـ RNA بأنواعه الثلاثة

تعريف مرض تعفن الدم

ما هو العلاج الفيزيائي والكيميائي

الفرق بين الاستشاري والأخصائي والأستاذ

يوجد ثلاث أنواع من RNA نذكرها في النقاط التالية وهي:

  • mRNA ويطلق عليه الرسول.
  • tRNA ويطلق عليه الناقل.
  • rRNA ويطلق عليه الرايبوسون.

كيف يتضاعف الـ DNA ويكون الشفرة الوراثية

كروموسومات الخلية تتضاعف قبل الانقسام ويحدث ذلك في المرحلة البينية في تطور بناء DNA، ونتيجه لهذا التضاعف تحصل كل خلية ناتجة عن نفس مادة المادة الوراثية.

ويتم التضاعف على عدة خطوات وهي:

يفك انزيم الهيلكيز سلسلتين DNA عن طريق قطع الروابط الهيدروجينية بين القواعد النيتروجينية المتقابلة وبذلك تنفصل سلسلتين DNA.

ترتبط النيوكليوتيدات الحرة في كلتا السلسلتين المنفصلتين من DNA ويستمر الارتباط حتى نهاية السلسلة، وبذلك يتكون جزيئين من DNA.

ما هي الشفرة الوراثية

كما سبق أن علمنا أن الـ DNA يحمل الصفات الوراثية لجسم الانسان والشفرة الوراثية هي تخزين المعلومات الكاملة الصفات الحياتية لجسم الانسان في الـ DNA.

ومن المعروف أن الجين هو قطعة من DNA وهو عبارة عن تسلسل في القواعد النيتروجينية في هذه القطعة من DNA.

أما القواعد النيتروجينية في DNA فهي اربع قواعد فقط هي الجوانين، الادينين، الثايمين، والسايتوسين.

ويرمز لها بأحرف وهي:

  • الجوانين ويرمز لقاعدة الجوانين بالرمز G
  • الادينين ويرمز لقاعدة الادينين بالرمز A
  • الثايمين يرمز لقاعدة الثايمين بالرمز T
  • السايتوسين ويرمز لقاعدة السايتوسين بالرمز C

وتتابع هذه الحروف (النيوكليوتيدات) هو ما يعرف بسلسلة الشفرة في DNA، وهذه السلسلة هي من يحدد تتابع الأحماض الأمينية في سلسلة عديد الببتيد.

ويجيب معرفه ان:

  • الاحماض الأمينية: هي الوحدة البنائية للبروتينات.
  • سلسله الببتيد: هي تتابع من الأحماض الأمينية (البروتين البسيط).

كيف يتم تشفير الشفرة الوراثية

لكي يتم تشفير او ترجمه القواعد النيتروجينية النيوكليوتيدات في النواة إلى تسلسل الأحماض الأمينية في البروتين وللتسهيل يمكن تعريف التشفير على أنه تشفير الرسائل المرسلة إلى حروف ورموز، حيث لا يمكن فك هذه الرموز إلا إذا عرف مفتاح التشفير.

ووجد العلماء أن الشفرة الخاصة بكل حامض أميني والبالغ عددها عشرين حمض أميني وكل حمض أميني مشفر بثلاث قواعد نيتروجينية، ويشمل هذا التشفير شفرات الوقت مع شفرات البدء، ويصل عدد الشفرات الخاصة ببعض الأحماض الأمينية إلى ست أو سبع شفرات.

وينسب إلى العالم نيرون بيرج أنه أول عالم توصل إلى فك شفره الحمض الأميني (فينيل الانين).

خصائص الشفرة الوراثية

  • تعتبر الشفرة الوراثية غير متداخلة ولكنها معقدة وتقسم الشفرة الوراثية إلى مجموعات تتكون كل مجموعة من ثلاث قواعد نيتروجينية.
  • كل حمض أميني له شفرة جينية لا تتكرر ولا تتشابه مع أي حمض أميني آخر.
  • الشفرة الوراثية تشابه بين كل الكائنات الحية على وجه الأرض.
  • يمكن أن يكون للحمض الأميني الواحد أكثر من شفرة وراثية.
  • هناك بعض الشفرات الوراثية لا ترمز لأي من الأحماض الأمينية لكن يطلق عليها العلماء شفرات التوقف أو كودات الانتهاء.
السابق
لماذا سمي فيروس كورونا المستجد بهذا الاسم؟
التالي
تعريف الأمراض الجرثومية