الفرق بين mRNA و tRNA و rRNA

كتابة Rolyan Fallaha آخر تحديث: 03 يونيو 2020 , 09:33

الحمض النووي الريبوزي الناقل هو  tRNA أو  RNA  أما الحمض الريبوزي الراسل هو  mRNA

ما هي RNA و tRNA

حمض الريبونوكليك هو من النيوكليوتيدات يتكون من سكر الريبوز ، والفوسفات ، وقواعد مثل الأدينين ، والجوانين ، والسيتوزين ، واليوراسيل. يلعب دورًا حاسمًا في التعبير الجيني من خلال العمل كوسيط بين المعلومات الجينية بواسطة DNA والبروتينات

يحتوي الحمض النووي الريبي على بنية مشابهة جدًا لهيكل الحمض النووي. الفرق الرئيسي في بنية الحمض النووي الريبي هو أن السكر الريبي في الحمض النووي الريبي يمتلك مجموعة هيدروكسيل (-OH) غائبة في الحمض النووي.

الحمض الريبي النووي الناقل هو أصغر ثلاثة أنواع من الحمض النووي الريبي ، يمتلك حوالي 75-95 نيوكليوتيدات. يعد الحمض الريبي النووي الناقل مكونًا أساسيًا ، حيث تتمثل وظيفته الرئيسية في نقل الأحماض الأمينية أثناء تخليق البروتين. لذلك ، يطلق عليها RNAs نقل.

يحتوي كل من الأحماض الأمينية العشرين على الحمض الريبي النووي النقال المحدد الذي يرتبط به وينقله إلى سلسلة البولي ببتيد المتنامية. تعمل tRNAs أيضًا كمحولات في التسلسل الجيني لـ mRNA إلى البروتينات. وبالتالي ، تسمى أيضًا جزيئات المحول.

أنواع أخرى من الحمض النووي الريبي

بالإضافة إلى الدور الأساسي لل RNA  في تخليق البروتين ، توجد العديد من أنواع RNA التي تشارك في تكرار الحمض النووي ، وتنظيم الجينات. تم العثور على بعض أشكال الحمض النووي الريبي فقط في أشكال معينة من الحياة ، مثل حقيقيات النوى أو البكتيريا.

ميزات حمض RNA

حمض الريبونوكليك ، هو من الأدينين ، الثيمين ، السيتوزين ، واليوراسيل الذي يتم إنشاؤه في الخلية عن طريق عملية تسمى النسخ ، ويختلف عن الحمض النووي بعدة طرق.

  • أولاً ، السكريات الريبوزية على نوكليوتيدات DNA هي مجموعة هيدروكسيل قصيرة واحدة مقارنةً بالحمض النووي الريبي . يجعل RNA  أكثر تفاعلًا كيميائيًا.
  • ثانيًا ، يستخدم الحمض النووي الثيمين لإقران زوج من السيتوزين ، بينما يستخدم الحمض النووي الريبي يوراسيل.
  • ثالثًا ، يميل الحمض النووي إلى تكوين حلزون من النيوكليوتيدات المزدوجة الجدائل ، حيث تشكل أزواج القواعد “درجات” السلم الحلزوني.
  • يمكن العثور على الحمض النووي الريبي في شكل وحيد السلاسل ، ولكنه أكثر شيوعًا في تكوين الهياكل ثلاثية الأبعاد المعقدة ، وعادة ما تعمل هذه الميزة على إضفاء وظائف على جزيئات الحمض النووي الريبي.

الحمض النووي الريبي الراسل (mRNa)

يمثل  mRNA 5% فقط من إجمالي RNA في الخلية. mRNA هو أكثر من 3 أنواع غير متجانسة من الحمض النووي الريبي من حيث كل من تسلسل القاعدة والحجم. وهو يحمل جينيًا منسوخًا ، من الحمض النووي أثناء النسخ ، في شكل ثلاثة توائم من النيوكليوتيدات تسمى كودونات.

يحدد كل كودون حمضًا أمينيًا معينًا ، على الرغم من أنه يمكن ترميز حمض أميني واحد بواسطة العديد من الكودونات المختلفة. على الرغم من وجود 64 كودون أو قواعد ثلاثية ، إلا أن 20 منها فقط تمثل الأحماض الأمينية.

هناك أيضًا 3 كودونات توقف ، والتي تشير إلى أن الريبوسومات يجب أن تتوقف عن توليد البروتين كجزء من معالجة ما بعد النسخ في حقيقيات النوى ، يتم تغطية نهاية 5 من  mRNA مع نوكليوتيد غوانوزين ثلاثي الفوسفات ، مما يساعد في التعرف على mRNA أثناء تخليق البروتين.

الحمض النووي الريبي في الريبوسوم

تم العثور على الحمض النووي الريبي في الريبوسومات وتمثل 80 ٪ من إجمالي الحمض النووي الريبي الموجود في الخلية. تتكون الريبوسومات من وحدة فرعية كبيرة تسمى 50S ووحدة فرعية صغيرة تسمى 30S ، يتكون كل منها من جزيئات الحمض النووي الريبي الخاصة به.

 تشمل rRNAs المختلفة الموجودة في الريبوسومات  rRNAs  الصغيرة و  rRNAs الكبيرة ، التي تنتمي إلى الوحدات الفرعية الصغيرة والكبيرة من الريبوسوم ، على التوالي.

تتحد rRNA مع البروتينات والإنزيمات في السيتوبلازم لتشكيل الريبوسومات ، والتي تعمل كموقع لتوليف البروتين. تنتقل هذه الهياكل المعقدة على طول جزيء mRNA  لتسهل تجميع الأحماض الأمينية لتشكيل سلسلة بولي ببتيد. تتفاعل مع الحمض الريبي النووي الناقل والجزيئات الأخرى التي تعتبر حاسمة لتوليف البروتين.

في البكتيريا ، تحتوي الحمض النووي الريبي الصغير والكبير على حوالي 1500 و 3000 نيوكليوتيد ، على التوالي ، بينما في البشر ، لديهم حوالي 1800 و 5000 نيوكليوتيدات ، على التوالي. ومع ذلك ، فإن بنية ووظيفة الريبوسومات متشابهة إلى حد كبير عبر جميع الأنواع .

وظائف mRNA

  • الوظيفة الأساسية لل mRNA هي العمل كوسيط بين المعلومات الوراثية في DNA وتسلسل البروتينات من الأحماض الأمينية.
  • يحتوي mRNA على كودونات مكملة لتسلسل النيوكليوتيدات في قالب  DNA وتوجيه تكوين الأحماض الأمينية من خلال عمل الريبوسومات والحمض الريبي النووي النقال .
  • يحتوي mRNA أيضًا على مناطق تنظيمية متعددة. يحتوي على مواقع ل الريبوسومات ، الحمض الريبي النووي النقال وكذلك العديد من البروتينات المساعدة.

 الحمض النووي الريبي الريبوزومي (rRNA)

الحمض النووي الريبي الريبوزومي هو جزيء في الخلايا التي تشكل جزءًا من عضية توليف البروتين المعروفة باسم الريبوسوم والتي يتم تصديرها إلى السيتوبلازم للمساعدة في ترجمة المعلومات في RNA . يتم تصنيع جزيئات الحمض الريبي النووي النقال في منطقة متخصصة من نواة الخلية تسمى النواة ، التي تظهر كمنطقة كثيفة داخل النواة وتحتوي على الجينات التي تشفّر الحمض النووي الريبي. يختلف الحمض النووي الريبي في الحجم ، ويتم تمييزه على أنه كبير أو صغير.

يحتوي كل ريبوسوم على rRNA كبير واحد على الأقل و rRNA صغير واحد على الأقل. في النواة ، تتحد rRNA الكبيرة والصغيرة مع بروتينات الريبوسوم لتشكيل الوحدات الفرعية الكبيرة والصغيرة من الريبوسوم (على سبيل المثال ، 50S و 30S ، على التوالي ، في البكتيريا).

تتم تسمية هذه الوحدات الفرعية بشكل عام وفقًا لمعدل الترسيب الخاص بها ، والذي تم قياسه في وحدات Svedberg [S]  يتم تصنيع بروتينات الريبوسوم في السيتوبلازم ونقلها إلى النواة للتجميع الفرعي في النواة. ثم يتم إرجاع الوحدات الفرعية إلى السيتوبلازم للتجميع النهائي.

وظائف الحمض النووي الريبي الريبوزومي

الوظيفة الأساسية لـ  rRNA هي في تخليق البروتين في الارتباط مع RNA  الرسول ونقل RNA للتأكد من أن تسلسل الكودون من mRNA يتم ترجمته بدقة إلى تسلسل الحمض الأميني في البروتينات. لتحقيق ذلك ، يمتلك الحمض الريبي النووي النقال شكلاً مميزًا ثلاثي الأبعاد يتضمن حلقات داخلية تخلق مواقع محددة داخل الريبوسوم .

المواقع A و P و E. الموقع P مخصص لربط بولي ببتيد متزايد ، يقوم الموقع A بتثبيت الحمض الريبي النووي النقال القادم المشحون بالحمض الأميني. بعد تكوين رابطة الببتيد ، يرتبط الحمض الريبي النووي النقال لفترة وجيزة بالموقع E قبل مغادرة الريبوسوم. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي rRNA أيضًا على مواقع للربط ببعض بروتينات الريبوسوم ، وقد حدد التحليل الدقيق المخلفات الدقيقة في كل من RNA والبروتين

أهمية البروتينات

تلعب البروتينات التي تنتجها الخلايا أدوارًا متنوعة ، إما كإنزيمات أو جزيئات هيكلية أو كآلية نقل لمكونات خلوية مختلفة. بعض الخلايا متخصصة أيضًا في إفراز البروتينات ، مثل الغدد التي تنتج إنزيمات هضمية أو هرمونات تؤثر على التمثيل الغذائي للكائن الحي بأكمله .

الريبوسومات و النسخ و الترجمة

المعلومات الجينية المخزنة في الحمض النووي هي أرشيف حي للتعليمات التي تستخدمها الخلايا لإنجاز وظائف الحياة. داخل كل خلية ، تبحث المحفزات عن المعلومات المناسبة من هذا الأرشيف وتستخدمها لبناء بروتينات جديدة بروتينات تشكل هياكل الخلية ، وتدير التفاعلات البيوكيميائية في الخلية ، ويتم تصنيعها أحيانًا للتصدير.

 على الرغم من أن جميع الخلايا التي تتكون من كائن متعدد الخلايا تحتوي على معلومات وراثية متطابقة ، فإن الخلايا المختلفة وظيفيًا داخل الكائن تستخدم مجموعات مختلفة من المحفزات للتعبير فقط عن أجزاء محددة من هذه التعليمات لإنجاز وظائف الحياة.

عندما تنقسم الخلية ، فإنها تخلق نسخة واحدة من معلوماتها الوراثية على شكل جزيئات DNA لكل من الخليتين الناتجتين. تحدد دقة هذه النسخ السمات الصحية والموروثة للخلايا الوليدة ، لذا من الضروري أن تكون عملية نسخ الحمض النووي دقيقة قدر الإمكان.

أحد العوامل التي تساعد على ضمان التكرار الدقيق هو التركيب الحلزوني المزدوج للحمض النووي نفسه. على وجه الخصوص ، تتكون خيوط الحلزون المزدوج للحمض النووي من مجموعات من الجزيئات تسمى النيوكليوتيدات . يتكون الحمض النووي من أربعة نيوكليوتيدات مختلفة فقط  الأدينين  ، الثايمين ، السيتوزين، الجوانين.

كل منها سمي بالقاعدة النيتروجينية التي يحتوي عليها. بالإضافة إلى ذلك ، فإن النيوكليوتيدات التي تشكل خيطًا واحدًا من الحلزون المزدوج للحمض النووي ترتبط دائمًا بالنوكليوتيدات في الخيط الآخر وفقًا لنمط يُعرف بالاقتران الأساسي التكميلي . أثناء انقسام الخلية ، تتفكك الخيوط المزدوجة ويعمل كل ضفيرة كقالب لتجميع حبلًا تكميلي جديد.

في معظم الكائنات الحية متعددة الخلايا ، تحمل كل خلية نفس الحمض النووي ، ولكن يتم استخدام هذه المعلومات الجينية بطرق مختلفة من قبل أنواع مختلفة من الخلايا. وبعبارة أخرى ، فإن ما تفعله الخلية داخل كائن حي يملي أي من جيناتها يتم التعبير عنها. تقوم الخلايا العصبية ، على سبيل المثال ، بتجميع وفرة من المواد الكيميائية تسمى الناقلات العصبية ، والتي تستخدمها لإرسال رسائل إلى خلايا أخرى ، في حين أن خلايا العضلات تحمل نفسها مع خيوط قائمة على البروتين ضرورية لتقلصات العضلات.

وظيفة الريبوسومات

الريبوسومات هي المواقع الموجودة في الخلية التي يحدث فيها خلق البروتين. تحتوي الخلايا على العديد من الريبوسومات ، ويعتمد العدد الدقيق على مدى نشاط خلية معينة في تركيب البروتينات. على سبيل المثال ، عادةً ما تحتوي الخلايا سريعة النمو على عدد كبير من الريبوسومات.

الريبوسومات هي مجمعات من جزيئات RNA الريبي والبروتينات ، ويمكن ملاحظتها في صور الميكروغرام الإلكترونية للخلايا. في بعض الأحيان ، تكون الريبوسومات مرئية كمجموعات ، تسمى polyribosomes.

في حقيقيات النوى (ولكن ليس في بدائيات النوى) ، ترتبط بعض الريبوسومات بالأغشية الداخلية ، حيث تقوم بتوليف البروتينات التي ستقيم لاحقًا في تلك الأغشية ، أو مخصصة للإفراز . على الرغم من وجود عدد قليل من جزيئات RNA الريبي في كل ريبوسوم ، فإن هذه الجزيئات تشكل حوالي نصف الكتلة الريبوزومية. تتكون الكتلة المتبقية من عدد من البروتينات ما يقارب من 60 في خلايا بدائية النواة وأكثر من 80 في خلايا حقيقية النواة.[1]

الوسوم
زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق