الحمض النووي

ال الحمض النووي يعتبر الكأس المقدسة لعلم الوراثة وعلم الأحياء التطوري على حد سواء. الحياة المعقدة على هذا الكوكب لا يمكن تصورها بدون الحمض النووي باعتباره الناقل للمعلومات الجينية.

ما هو الحمض النووي

الحمض النووي هو اختصار لـ "Deoxyribonucleic acid" باللغة الألمانية حمض الديوكسي ريبونوكليك (DNA). بالنسبة لعلماء الكيمياء الحيوية ، يوضح هذا التصنيف بالفعل أهم الأشياء المتعلقة ببنيتهم ​​، ولكن عادةً ما تكون هناك حاجة إلى بضع كلمات تفسيرية.

الحمض النووي عبارة عن جزيء معقد يتكون من شريطين فرديين متطابقين تقريبًا ، وفي هذا "تقريبًا" يتم إخفاء أصل التنوع الجيني. يتكون كل خيط من سلسلة حمض ديوكسيريبوز-فوسفوريك مستقرة والتي ترتبط بها قواعد عضوية مختلفة. كلا الخيوط متشابكة في حلزون مزدوج وبالتالي تشكل الحمض النووي.

لكن هذا ليس كل شيء: خيوط الحمض النووي الطويلة للغاية تنظم نفسها في معقد شامل كبير ، الكروموسومات ، والتي يمتلك البشر 23 زوجًا منها في نوى جميع خلايا الجسم. تحتوي هذه الكروموسومات ، المشفرة في الحمض النووي ، على جميع المعلومات الجينية (الجينات) التي تجعل كل كائن حي فردًا.

الوظائف والمهام والمعاني الطبية والصحية

كل خلية لها غرض محدد في الكائن الحي. يمكن تحديد ما يتكون منه عن طريق الريبوسومات الموجودة في نواة الخلية الحمض النووي قراءة قبالة. ولكن كيف تعمل مجموعة بناء الخلايا الأساسية هذه بالضبط؟

يكمن مفتاح فهم الوراثة الجزيئية للحمض النووي في أزواج القواعد المترافقة: الأدينين والثايمين والجوانين والسيتوزين. هذه مرتبطة بالحمض النووي في تسلسل محدد بدقة ، على غرار الكود المشفر. يتم تحويل الحمض النووي إلى mRNA مماثل بحيث يمكن للريبوسوم اجتيازه. هذا يلتقط الكود الذي يزود الريبوسوم بتسلسل الأحماض الأمينية.

ينتج الريبوسوم الأحماض الأمينية المقابلة ويستخدمها لتشكيل بروتينات مميزة تمكن في النهاية من عمل الخلية. هذه هي الطريقة التي يصبح بها الحمض النووي المجرد لبنات بناء خلية ملموسة. يمكن لكل خلية بشرية البقاء على قيد الحياة لفترة محدودة فقط ، لذلك يجب أن تتكاثر الخلايا ومعها الحمض النووي. على غرار البكتيريا ، يحدث هذا من خلال انقسام الخلايا. يتم تقسيم الحمض النووي إلى خيوطه الفردية بواسطة هيليكاز. بعد الانفصال ، يستخدم هذا الإنزيم كلا الخيطين كمصفوفات منفصلة ويعيد إنشاء الشريط المقابل المفقود ، بحيث يتم إنشاء سلسلتين متطابقتين من جزيئات الحمض النووي.

يُظهر الإسقاطان التاليان مدى ضخامة كثافة معلومات الحمض النووي بشكل لا يمكن تصوره: يحتوي غرام واحد من الحمض النووي على حجم بيانات يبلغ 700 تيرابايت. من أجل إعادة تكوين كل الناس على وجه الأرض ، يجب ملء ملعقة شاي بنسبة 0.3٪ فقط بالحمض النووي. وإذا أردت أن تربط الحمض النووي لشخص واحد معًا ، فعليك السفر إلى الشمس والعودة 500 مرة.

الأمراض والعلل والاضطرابات

ال الحمض النووي يتعرض لمجموعة متنوعة من الاضطرابات على مر السنين. تتراوح هذه من تناول المواد المتغيرة للخلايا مثل اللحوم المحروقة أو استهلاك التبغ إلى الحرارة الشديدة والأشعة فوق البنفسجية. أخيرًا وليس آخرًا ، يمكن أن تحدث تغييرات الحمض النووي أيضًا نتيجة لعمليات التمثيل الغذائي الخاطئة.

توجد آليات مختلفة للإصلاح والفرز الكيميائي الحيوي بحيث يتم الاحتفاظ بالمعلومات القيمة لحياة الخلية. ولكن بين الحين والآخر ، خاصة مع تقدمنا ​​في السن ، يمكن أن يفشل تجديد الخلايا ويمكن تغيير الحمض النووي. القواعد الفردية يمكن تبديلها أو إزالتها ، مناطق بأكملها غير مقروءة ، الخصلة مقطوعة إلى النصف ، باختصار: الشفرة الوراثية خاطئة الآن. إذا كانت الخلية لا تزال قادرة على الانقسام ، يمكن أن تؤدي الخلية المعيبة بمرور الوقت إلى تراكم الخلايا المريضة.

إذا كانت طفرات الحمض النووي هذه لا تزال مرغوبة بشكل صريح بمعنى نظرية التطور ، فإنها تعني عادة تشخيص السرطان من جميع جوانبه لمريض معين.لكن فقر الدم المنجلي أو المهق أو التليف الكيسي أو الهيموفيليا يمكن أن يتطور أيضًا من خلال طفرات الحمض النووي بالإضافة إلى الوراثة. أنواع معينة من الفيروسات هي شكل دقيق من أشكال الحياة التي تستخدم الحمض النووي الغريب.

لا يمكنهم التكاثر بمفردهم ولهذا الغرض يهربون إلى خلايا أجنبية. في هذه ، تستبدل الحمض النووي بحمضها النووي ، وبالتالي تتكاثر في صورة ممرضة بواسطة الخلية المضيفة. يمكن أن تؤدي الأمراض الفيروسية الخطيرة وحتى الموت.