وظيفة البروتينات والأحماض النووية

كتابة: دعاء اشرف آخر تحديث: 16 أبريل 2021 , 03:00

وظائف البروتينات

الحياة مستحيلة بدون البروتينات لان البروتينات تلعب دور أساسي في جميع الكائنات الحية ، حيث يقوم البروتين بإنشاء وتكوين كل إنزيم ورسول كيميائي وجسم مضاد ويساعد البروتين في توفير وإصلاح وصيانة الهيكل التشريحي [1] .

ويكون ذلك من المستوى الخلوي حتى الوصول لمستوى الجهاز العضلي الهيكلي ، حيث تعمل البروتينات كجزيئات حاملة وجزيئات ربط لكي تتيح تخزين ونقل الجزيئات والذرات في كافة أنحاء الجسم .

وتقوم البروتينات بتفكيك جميع المركبات الكبيرة لنفايات ، وهي لها دور في تنظيم التمثيل الغذائي و التوازن ومكونات التكاثر والمحافظة على توازن السوائل وقيم الأس الهيدروجيني وتساعد في توفير الطاقة .

والبروتين هو خليط من الأحماض الأمينية في صورة سلسلة محددة ، وهي تكون مبنية تبعا للمخطط الذي يوجد في الحمض النووي وينبغي أن يتم استخراج تلك الكود والعمل على فك تشفير ونقل الكود لوحدات تقوم بتصنيع البروتين الخلوي .

وهي تعرف باسم الريبوسومات ولها أشكال من حمض الريبونوكليك مختلفة.

دور الاحماض النووية في تكوين البروتينات

بعد انقضاء خطوات تصنيع البروتين في الخلية  البروتينات يتم تكوينها من خلال الأحماض النووية عن طريق عملية التعبير الجيني والتي تعرف بأنها خليط من الترجمة والنسخ ، لأنها تقوم بتوفير سلسلة من شفرة الخاصة بالحمض النووي .

وهي المعلومات المناسبة لكي يتم بناء جزئ جديد من البروتين من المواد الخلوية التي تكون متوفرة ، والنسخ يتم من خلال ثلاث مراحل وهما :

  1. الخطوة الأولي: يتم ربط إنزيم RNA polymerase بتلك التسلسل المحفز ويتم الإشارة في البداية بقسم الجين الذي يقوم بنسخه ، ويكون مرتبط بالمحرك حيث يقوم بوليميراز الحمض النووي الريبي بتكسير الروابط الهيدروجينية التي تكون ضعيفة بين كل زوج من قاعدة نيتروجينية ، ويعمل على فك حبلا الحمض النووي المزدوج بصورة أساسية .
  2. الخطوة التالية: هي الاستطالة فيتم فيها توفير نيوكليوتيدات الحمض النووي الريبي لأزواج القاعدة النيتروجينية اللازمة ، ومثال على ذلك في حالة كان الحمض النووي تسلسله يحتوي على قواعد الأدينين ، الثايمين ، الجوانين ، الأدينين ، السيتوزين ، الثايمين TGACT ، فإن عملية نسخ الحمض النووي الريبي من تلك التسلسل سيكون الأدينين ، السيتوزين ، اليوراسيل ، الجوانين ، الأدينين او أكوجا.
  3. آخر مرحلة: للنسخ وهي الانهاء وتعد نهاية العملية والحمض النووي يكون مسترشد بتسلسل فاصل حيث يتم فضل الحمض النووي أن خيط RNA الذي تم صناعته حديثا .

والخيط المتكون من الحمض النووي الذي تم نسخه يسمى RNA المرسل ، وهذا الخيط يحتوي على جزئيين مميزين وهما نهاية ذيل وغطاء ويتعرف عليه عن طريق مجمعات المسام داخل النواة.

وهذا يتيح له الخروج من النواه والدخول للسيتوبلازم والحمض النووي الريبي الذي ينقل يوجد في سيتوبلازم الخلية في المقام الأول وفي mRNA والحمض النووي الريبي tRNA ي.

كون مرتبط مع الحمض الأميني الذي لا يوجد به الأحماض وكل حمض أميني يحدث له تنظيم عن طريق التسلسل للقواعد الثلاثة النيتروجينية لدي كل حمض نووي ريبي ، وهو يسمى الكودون وتقوم وحدات الريبوسوم بالارتباط ببداية سلسلة من RNA المرسل .

كما أن الريبوسومات تقوم بتوفير إطار الذي يتم مطابقته على أكواد الحمض النووي الريبي tRNA مع كل القواعد الثلاثة النيتروجينية على RNA المرسال ، وتلك يكون سلسلة من الأحماض الأمينية متسلسلة .

وهي البروتين الذي يتم تكوينه عن طريق وصفة محددة ، حيث يتم فيها توفيرها عن طريق DNA في الأصل ووقف كودون يتم الإشارة إلى نهاية عملية النسخ والترجمة حيث يتم ترجمه الشفرة الوراثية لبروتين .

وظائف الاحماض النووية

  • الأحماض النووية تعمل على تخزين المعلومات مثل كود الكمبيوتر

لحد بعيد ويعد دور الأحماض النووية كناقل للمعلومات هو أبرز وظيفة للأحماض النووية لدي الكائنات الحية ، ولذلك الأحماض النووية تقوم بإنشاء اربع قواعد [2].

ولذلك تسمح قواعد الاقتران الأساسية بترجمة ونسخ المعلومات عن طريق خيط واحد مكون من الأحماض النووية مثل القالب الخاص بإنشاء آخر ، فإن تلك الجزيئات لها القدرة على أن تحتوي على المعلومات ونسخ المعلومات .

لفهم تلك العملية فيتم مقارنة الشفرة الخاصة بالحوض النووي بتلك الشفرة الثنائية التي يتم استخدامها في أجهزة الكمبيوتر والرمزان يختلفان باختلاف في تفاصيل تلك الرمزان .

ولكن لهم نفس المبدأ مثل الذي يحدث لجهاز الكمبيوتر ، حيث يقوم بإنشاء عدة حقائق افتراضية بشكل مبسط وكامل من خلال قراءة سلاسل من 0 و 1 وتقوم الخلايا بإنشاء كائنات حية كاملة من خلال قراءة سلاسل من أزواج قواعد الحمض النووي الذي عددهم أربعة .

وعند القيام بتخيل أن لا يوجد رمز ثنائي فهذا يترتب عليه عدن وجود جهاز كمبيوتر لديك ، ولا يوجد برامج كمبيوتر وبتلك الطريقة الكائنات الحية تكون بحاجة لعملية نسخ وترجمة سليمة من الشفرة التي تعد مصدر الحمض النووي الخاص بالكائنات الحية لتعمل .

يوجد أوجه تشابه بين الشفرة الثنائية والشفرة الجينية وهذا يؤدي إلى إجراء بعض العلماء بعمل اقتراح لإنشاء حواسيب جينية والتي لها القدرة على تخزين المعلومات بكفاءة اكثر من محركات الأقراص الصلبة التي تكون قائمة على السيليكون .

وبرغم من ذلك فإن قدرتها على القيام بتسجيل المعلومات على قدرة السيليكون على تسجيل المعلومات ، وقد أخذ أجهزة الكمبيوتر الجينية اهتمام قليل للبحث .

  • حماية المعلومات

كود مصدر الحمض النووي له دور مهم في الخلية مثل تلك النظام الخاص بتشغيل جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، وينبغي القيام بحماية الحمض النووي من أي تلف من المحتمل حدوثه .

ولكي يتم نقل تعليمات الحمض النووي لأجزاء أخرى داخل الخلية يحدث نسخ وترجمة لمعلومات الحمض النووي عن طريق نوع آخر من الحمض النووي يعرف RNA .

نسخ وترجمة RNA لدي المعلومات الجينية التي يحدث لها ارسال من النواه وإرسالها حول الخلية ، لكي يتم استخدامها في التعليمات عن طريق الآلات الخلوية .

والخلايا تقوم باستخدام الأحماض النور في عدة أغراض أخرى ، والآلات الخلوية هي الريبوسومات التي تستخدم في إنتاج البروتين وأيضا يعض الانزيمات التي تصنع من الحمض النووي الريبي .

والحمض النووي الريبي RNA يتم استخدامه كونه نوع من آلية الحماية والحمض النووي يتم فصله عن البيئة الفوضوية الخاصة بالسيتوبلازم

يكونو الحمض النووي داخل النواة محمي ويقوم في خارج النواة بان يؤدي حركات الحويصلات والعضيات والمكونات الخلوية الأخرى بكل سهولة إلى القيام بإتلاف خيوط الحمض النووي المعقدة والطويلة .

والحمض النووي الريبي في الحقيقة يمكن أن يقوم بالعمل كإنزيم ومواد وراثية يقوم بتحسين فكرة أم الحياة الأولى من المحتمل أنها كانت جزئ RNA وكان ذاتي التكاثر وأيضا ذاتي التحفيز.

أمثلة على الأحماض النووية

يعد اكثر الأحماض النووية في الطبيعة انتشار هي RNA و DNA وتلك الجزيئات تقوم بتشكيل أغلب أشكال الحياة على سطح الأرض بشكل أساسي ، وتعمل على تخزين المعلومات المناسبة لعملية إنشاء البروتينات .

والتي تقوم بدور تكميل للوظائف الأساسية الخلايا لكى تستمر بالتكاثر والبقاء على قيد الحياة ، وبرغم من ذلك فالحمض النووي الريبي والحوض النووي ليسوا الوحيدين أحماض نووية .

وبرغم من ذلك فقام العلماء بإنشاء أحماض نووية صناعية وتقوم بنفس عمل الأحماض النووية الطبيعية ، ولكن هي تقوم بتأدية وظيفة مشابهة وفي الحقي يقوم العلماء باستخدام تلك الجزيئات في بناء شكل الحياة الاصطناعية .

والذي يستطيع القيام بالمحافظة على الحمض النووي الاصطناعي والعمل على استخدام المعلومات من الحمض النووي الاصطناعي في بناء بروتينات جديدة والعمل على البقاء على قيد الحياة .

وبصورة عامة فان الأحماض النووية تختلف في كل كائن حي تبعا لتسلسل النيوكليوتيدات في الحمض النووي وقراءة تلك التسلسل عن طريق الآلات الخلوية لكي يتم ربط الأحماض الأمينية عن طريق التسلسل الصحيح .

الوسوم

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق