الحمض النووي منقوص الاوكسجين Deoxyribonucleic acid (DNA)
يوجد الحمض النووي (دي ان ايه) في نواة الخلية الحيوانية والنباتية الحمض النووي هو المادة الوراثية حيث يحمل المعلومات الوراثية التي تحدد الصفات الوراثية للكائنات الحية بما في ذلك الجينات التي تتحكم في وظائفها وتطورها. يُعرف بالشكل الحلزوني المزدوج في شكله وتركيبته الكيميائية. حيث يكون في شكل مزدوج السلسلة وترتبط القواعد النيتروجينية المتواجهة بروابط هيدروجينية.
الحمض النووي الرايبوزي RNA (Ribonucleic Acid)
يلعب دوراً هاماً في مختلف العمليات الحيوية في الخلية وخاصة بناء البروتينات والتعبير الجيني حيث انه المسؤول عن نقل المعلومات الوراثية من الحمض النووي DNAالذي يحمل المعلومات الوراثية الى الرايبوسومات التي يتم تصنيع البروتينات بها. الRNA يُعرف بالشكل المنفرد او الاحادي السلسلة. جزيء RNA يشبه جزيء الDNA ولكن توجد عدة اوجه للاختلاف بين الجزيئين.
التركيب الكيميائي
النيوكليوتيدات هي الوحدات البنائية الأساسية للDNA وRNA وهي جزيئات تتكون من ثلاث مكونات رئيسية:
سكر Sugar
DNA يحتوي على سكر منقوص ذرة اوكسجين مقارنة بالرايبوز.
RNA يحتوي على سكر الرايبوز (Ribose)، وهو سكر يحتوي على ذرة أكسجين إضافية
مجموعة فوسفاتية (Phosphate Group)
ترتبط بالسكر من جهة واحدة تربط بين النوكليوتيدات وتشكل الجزء الحامل للشحنة السالبة
قاعدة نيتروجينية (Nitrogenous Base)
ترتبط بالسكر من الجهة الأخرى. كل من DNA و RNA يحتوي على أربع قواعد نيتروجينية ثلاث منها مشتركة:
الأدينينAdenine (A)
السيتوزين Cytosine (C)
الجوانين Guanine (G)
DNAيحتوي على الثايمين Thymine (T) كقاعدة نيتروجينية رابعة.
RNA يحتوي على اليوراسيل Uracil (U) كقاعدة نيتروجينية رابعة بدلاً من الثايمين.
الشكل البنائي
يكون الحمض النووي DNA مزدوج السلسلة كما ذكرنا مسبقاً ويُعرف شكله البنائي بالحلزون المزدوج (Double helix). يتكون الحلزون المزدوج من سلسلتين طويلتين متعاكستين من النيوكليوتيدات التي تلتف حول بعضها البعض ومتصلتين عبر روابط هيدروجينية بين القواعد النيتروجينية لتشكيل هيكل يشبه السلم. هذا الشكل البنائي للحمض النووي يتم بفضل قوى الجذب بين القواعد النيتروجينية في السلاسل المختلفة. جزيء ال RNA يكون في شكل احادي السلسلة (Single-stranded)
الوظيفة
DNA يحمل المعلومات الوراثية في الخلايا الحية، ويتم نسخه لإنتاج RNA في عملية مهمة تسمى النسخ (Transcription)
RNA يشارك في نقل المعلومات الوراثية من DNA لتخليق البروتينات في عملية تسمى الترجمة .(Translation) توجد أيضاً أنواع من RNA غير البروتيني (non-coding RNA) التي تشارك في التنظيم الجيني وغيرها من الوظائف الخلوية
توجد عدة انواع من الحمض النووي الرايبوزي RNA:
الرسول messenger RNA (mRNA) : ينقل المعلومات الوراثية من الحمض النووي (DNA) في النواة خارجاً بها إلى الريبوسومات في سيتوبلازم الخلية.
الناقل transfer RNA (tRNA) : ينقل الأحماض الأمينية إلى الريبوسومات أثناء عملية ترجمة الجينات لتكوين البروتينات.
الريبوسومي (rRNA) ribosomal RNA : هو النوع البنائي حيث يعتبر اساسي في تركيب وبناء الريبوسومات وهي العضيات الخلوية التي تخلق فيها البروتينات
انواع اخرى من الحمض النووي الرايبوزي الغير بروتيني او الذي لا يشفر للبروتين non-coding RNA التي تعتبر مهمة لتنظيم بعض العمليات الحيوية داخل الخلية.
الانواع المختلفة للRNA يتم تصنيعها اساساً من الحمض النوويDNA نفسه، باستثناء الريبوسومي rRNA حيث يتم تصنيعه داخل الريبوسومات نفسها دون الحاجة إلى نسخ من الحمض النووي. وهو يعتبر جزء اساسي من بناء وتركيبة الريبوسومات. وبالتالي، يمكن أن يكون هناك RNA يتم إنتاجه مباشرة من خلال نظام الريبوسومات دون أن ينطوي على إنتاج سابق من الحمض النووي
الاستقرار الكيميائي
يعتبر الحمض النووي DNA هو الاكثر استقراراً واقل عرضة للتحلل الكيميائي. بعكس الRNA الذي هو اقل استقراراً واكثر عرضة للتحلل بواسطة الانزيمات او العوامل البيئية
الموقع في الخلية
DNA يوجد بشكل اساسي في نواة الخلية في الكائنات حقيقية الانوية، يمكن ان نجده في الميتوكندريا والبلاستيدات
RNA يوجد في السيتوبلازم والرايبوسومات وايضاً يمكن العثورعليه في النواة حيث يتشكل
مصادر
Alberts, Bruce, et al. “Molecular Biology of the Cell.” 4th edition, Garland Science, 2002. Chapter 5.
Campbell, Neil A., et al. “Biology: A Global Approach.” 11th edition, Pearson, 2017. Chapter 16.
Lodish, Harvey, et al. “Molecular Cell Biology.” 4th edition, W. H. Freeman, 2000. Chapter 7 & 8.
Voet, Donald, et al. “Fundamentals of Biochemistry: Life at the Molecular Level.” 5th edition, Wiley, 2016. Chapter 28.
Watson, James D., et al. “Molecular Biology of the Gene.” 7th edition, Pearson, 2013.