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 خيطين منفردين متطابقين تقريبًا ، حيث يتم إخفاء أصل التنوع الجيني "تقريبًا". يتكون كل خيط من سلسلة حمض فوسفوريك ديوكسيريبوز مستقرة 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 بالضبط تعمل مجموعة بناء الخلايا الأساسية هذه؟

يكمن مفتاح فهم علم الوراثة الجزيئي للحمض النووي في أزواج القواعد المترافقة: الأدينين والثيمين والجوانين والسيتوزين. ترتبط هذه بالحمض النووي في تسلسل محدد بدقة ، على غرار الشفرة المشفرة. يتم تحويل الحمض النووي إلى مرنا مماثل بحيث يمكن للريبوسوم اجتيازه. هذا يسجل الكود الذي يزود الريبوسوم بتسلسل الأحماض الأمينية.

ينتج الريبوسوم الأحماض الأمينية المقابلة ويستخدمها لتكوين 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 ، بحيث يجب أن تتكاثر الخلايا ومعها الحمض النووي. على غرار البكتيريا ، يحدث هذا من خلال انقسام الخلايا. يتم تقسيم الحمض النووي إلى خيوطه المفردة بواسطة هيليكاز. بعد الانفصال ، يستخدم هذا الإنزيم كلا الخيطين كمصفوفات منفصلة ويعيد تكوين الخيط المقابل المفقود ، بحيث يتم إنشاء سلسلتين متطابقتين من جزيئات الحمض النووي.

يُظهر الاستقراءان 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 ، فسيتعين عليك 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 التي تغير الخلايا مثل اللحوم المحروقة أو استهلاك التبغ إلى الحرارة الشديدة والأشعة فوق البنفسجية. أخيرًا وليس آخرًا ، يمكن أن تحدث تغييرات الحمض النووي أيضًا من خلال عمليات التمثيل الغذائي الخاطئة.

توجد آليات مختلفة للإصلاح والفرز الكيميائي الحيوي بحيث يتم الاحتفاظ بالمعلومات القيمة لحياة الخلية. ولكن بين الحين والآخر ، خاصة مع تقدم العمر ، يمكن أن يفشل تجديد الخلايا ويمكن تغيير الحمض النووي. القواعد الفردية يمكن استبدالها 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 النظرية التطورية ، فإنها تعني عادةً 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. تمثل أنواع معينة من الفيروسات شكلاً مكررًا بشكل خاص من أشكال الحياة التي تستخدم الحمض النووي الغريب.

لا يمكنهم التكاثر بمفردهم ولهذا الغرض يتسللون إلى خلايا أخرى. في هذه ، تستبدل الحمض النووي بحمضها النووي ، وبالتالي تتكاثر بواسطة الخلية المضيفة في شكل ممرض. يمكن أن تحدث أمراض فيروسية خطيرة وحتى الموت.