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 يشكل هذه المادة الوراثية هو الـ DNA، حيث تعد النوكليوتيدات وحدات البناء التي تشكل الحمض النووي سواء كان ذلك في الـ DNA أو الـ RNA.
شاهد أيضًا: معلومات عن تحليل dna
مما تتكون النيوكليوتيدة
تتكون كل نيوكليوتيدة من ثلاث مركبات هي:
- سكر خماسي.
- مجموعه فوسفات.
- قاعده نيتروجينيه.
عندما يتواجد السكر الخماسي في الـ DNA، فإنه يكون منقوص الأكسجين، بينما في الـ RNA يكون مكتمل الأكسجين، وتكون مجموعة الفوسفات متطابقة في الحمضين، وسنشرح قاعدة النيتروجين بشكل مفصل في الفقرة التالية.
مكونات القاعدة النيتروجينية
تتكون القاعدة النيتروجينية من خمس أنواع نذكرها في النقاط التالية وهي:
- الجوانين ذات الحلقة المزدوجة، ويرمز لقاعدة الجوانين بالرمز G
- الأدينين ثنائي الحلقة، وترمز الحرف A إلى قاعدة الأدينين
- اليوراسيل هو حلقة واحدة، ويرمز لليوراسيل بالرمز U
- الثايمين الأحادية الحلقة، وترمز لقاعدة الثايمين بالرمز T
- السايتوسين ذو الحلقة الواحدة، ويرمز إلى قاعدة السايتوسين بالرمز C
أول مكتشفي الحمض النووي
في عام 1950، قام العالمان واطسون وكريك بالكشف عن التركيب البنائي لحمض الدي إن إيه (الحمض النووي)، حيث اكتشفا أن حمض الدي إن إيه يتألف من سلسلتين متقابلتين من تتابع النيوكليوتيدات، ويتصل هذين السلسلتين معا بشكل لولبي.
كيف ترتبط القواعد المكونة الشفرة الوراثية
أولًا الارتباطات في الـ DNA
ترتبط النيوكليوتيدات الرأسية في كل سلسلة بتتابع السكر الخماسي المفقود الأكسجين ومجموعة الفوسفات، وترتبط النيوكليوتيدات المتقابلة في سلسلتي الـ DNA ببعضها عن طريق القواعد النيتروجينية.
ونجد دائمًا ان:
- تترتبط قاعدة النيتروجين الجوانين (G) مع قاعدة النيتروجين السايتوسين (C) بثلاث روابط هيدروجينية.
- ترتبط قاعدة الأدينين (A) بقاعدة الثايمين (T) بواسطة اثنتين من الروابط الهيدروجينية.
يمكن استخدام الجدول التالي لمعرفة الارتباطات
شاهد أيضًا: معلومات عامة عن الاحماض الامينية
ثانيًا الارتباطات في الـ RNA
بالنسبة للـ RNA، فهو يتكون من سلسلة واحدة من تتابع النيوكليوتيدات بنفس الروابط السابقة المذكورة.
من خلال استبدال القاعدة النيتروجينية الثايمين (T) بالقاعدة النيتروجينية اليوراسيل (U)، يحدث تغيير في السلسلة النيوكليوتيدية.
الـ RNA بأنواعه الثلاثة
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
يحدث تضاعف للكروموسومات في الخلية قبل التقسيم، ويحدث ذلك في مرحلة البناء البيني للحمض النووي (DNA)، ونتيجة لهذا التضاعف يحتوي كل خلية ناتجة على نفس المادة الوراثية.
ويتم التضاعف على عدة خطوات وهي:
يقوم إنزيم الهيليكاز بفصل سلسلتين من الحمض النووي (DNA) عن طريق قطع الروابط الهيدروجينية بين القواعد النيتروجينية المقابلة، وهكذا تنفصل سلسلتين من الحمض النووي.
ترتبط النيوكليوتيدات الحرة في كلتا السلسلتين المنفصلتين من الحمض النووي (DNA) ويستمر الارتباط حتى نهاية السلسلة، وبذلك يتكون جزيئان من الحمض النووي.
ما هي الشفرة الوراثية
كما تعلمنا سابقا، يحمل الـ DNA الصفات الوراثية لجسم الإنسان، والشفرة الوراثية هي المخزن الذي يحمل جميع المعلومات الحيوية لجسم الإنسان في الـ DNA.
ومن المعروف أن الجين هو جزء من الحمض النووي (DNA) وهو عبارة عن تسلسل في القواعد النيتروجينية في هذا الجزء من الحمض النووي (DNA).
أما القواعد النيتروجينية في الحمض النووي فهي أربعة فقط وهي الجوانين، الأدينين، 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
تتوالى هذه الحروف (النيوكليوتيدات) وهي ما يعرف بسلسلة الشفرة في الحمض النووي DNA، وهذه السلسلة تحدد تتابع الأحماض الأمينية في سلسلة الببتيد.
ويجيب معرفه ان:
- الاحماض الأمينية: هي الوحدة البنائية للبروتينات.
- سلسلة الببتيد: تتكون من سلسلة من الأحماض الأمينية (بروتين بسيط).
كيف يتم تشفير الشفرة الوراثية
تتم عملية تشفير أو ترجمة القواعد النيتروجينية النيوكليوتيدية في النواة إلى تسلسل الأحماض الأمينية في البروتين، ويمكن تعريف التشفير بأنه تحويل الرسائل إلى رموز وحروف لا يمكن فك تشفيرها إلا بمعرفة المفتاح.
أظهر العلماء أن لكل حمض أميني الذي يصل عددها إلى عشرين حمضا أمينيا شفرة خاصة، ويتكون كل حمض أميني من ثلاث قواعد نيتروجينية، ويشمل هذا التشفير شفرات الوقت مع شفرات البدء، ويصل عدد شفرات بعض الأحماض الأمينية إلى ست أو سبع شفرات.
يعتقد أن العالم نيرون بيرج كان أول من اكتشف فك شفرة الحمض الأميني (فينيل الانين).
خصائص الشفرة الوراثية
- تعد الشفرة الوراثية غير متداخلة، ولكنها معقدة، وتقسم الشفرة الوراثية إلى مجموعات تتألف كل مجموعة من ثلاثة أزواج قواعد نيتروجينية.
- لكل حمض أميني شفرة جينية فريدة لا تتكرر أو تتشابه مع أي حمض أميني آخر.
- تتشابه الشفرة الوراثية بين كل الكائنات الحية على وجه الأرض.
- قد يحمل الحمض الأميني الواحد أكثر من سلسلة وراثية.
- هناك بعض الشفرات الوراثية التي لا ترمز لأي من الأحماض الأمينية، ولكنها تعتبر شفرات توقف أو كودات انتهاء من قبل العلماء.
شاهد أيضًا: ما هو المقصود بالشيفرة الوراثية؟
في النهاية، نأمل أننا قدمنا لكم عرضا رائعا عن خصائص الشفرة الوراثية وأهميتها، ونأمل أن ينال إعجابكم ورضاكم. نتمنى أن تشاركوا المقالة مع أصدقائكم المهتمين بالمحتوى المقدم، سواء عبر البريد الإلكتروني أو على وسائل التواصل الاجتماعي، لكي يعم الفائدة على الجميع. ولا تنسوا أبدا أن الخير في العلم هو نشره وتطبيقه، تحت رعاية الله وحمايته.
