الحمض النووي والمعلومات الجينية DNA هو اختصار للحمض النووي الريبي منخفض الأكسجين ، ويسمى أيضًا حمض الديوكسي ريبونوكلييك.
تتكون سلسلة الحمض النووي من ارتباط مجموعة الفوسفات في كل نوكليوتيد مع ريبوز السكر الذي يفتقر إلى ذرة أكسجين ، وتشكل سلسلة القواعد النيتروجينية في جزيء الحمض النووي مخزنًا للمعلومات الجينية.
عندما تكون هذه السلسلة بالترتيب ، فإنها تسمى الشفرة الوراثية وتميز الكائنات الحية عن بعضها البعض.
ما هو الحمض النووي؟
- حمض Deoxyribonucleic هو جزيء طويل يحتوي على الشفرة الجينية.
- وهذا بدوره يمنح كل شخص سمات وراثية تختلف عن الآخر.
- إنها المادة الوراثية في البشر وأيضًا في جميع الكائنات الحية الأخرى.
- يتكون الحمض النووي البشري من حوالي 3 مليارات قاعدة ، وأكثر من 99 في المائة من هذه القواعد هي نفسها في جميع البشر.
- يستمد الابن مادته الوراثية من الأب ، ويتلقى النصف من الأب والنصف الآخر من الأم.
أنظر أيضا: ما هي شروط تحليل الحمض النووي؟
مما يتكون جزيء الحمض النووي؟
- يتكون الحمض النووي من جزيئات تعرف بالنيوكليوتيدات.
- يحتوي كل نوكليوتيد على مجموعة فوسفات ومجموعة سكر وقاعدة نيتروجينية.
- يتم تخزين المعلومات في الحمض النووي في شكل كود يتكون من أربع قواعد ، وهناك أربعة أنواع من القواعد النيتروجينية ، الأدينين ، الجوانين ، الثيامين والسيتوزين ، وعادة ما يتم اختصار أسمائهم إلى الحرف الأول فقط.
- الحمض النووي على شكل حلزون مزدوج.
- يتكون من شرائح طويلة من السكريات بالتناوب مع مجموعات الفوسفات وكذلك القواعد النيتروجينية.
وظيفة الحمض النووي في الجسم
- يوجه الحمض النووي الخلايا للقيام بالوظائف المطلوبة منها.
وظائف أخرى لحمض deoxyribonucleic
- للحمض النووي استخدامات عديدة في التكنولوجيا ، على سبيل المثال في الهندسة الوراثية ، يمكن تعديل النباتات والحيوانات وراثيًا لتحسين معدل إنتاجها ومقاومتها للأمراض والفيروسات.
- في الطب الشرعي ، تساعد في التعرف على الجاني عن طريق استخراج الحمض النووي من مسرح الجريمة وإدانة المشتبه بهم ، وهو ما يمكن أيضًا أن يتم من خلال البصمات الوراثية.
- يتم إجراء اختبار أبوة الحمض النووي لتحديد الأب البيولوجي للطفل.
- من الناحية العددية ، يمكن للحمض النووي أن يخزن نظريًا حوالي 455 مليون تيرابايت لكل جرام من الحمض النووي أحادي الجديلة.
- في تقنية النانو DNA ، يمكن إنشاء هياكل نانوية ذات إمكانات تطبيق نظرية واسعة في الفيزياء الحيوية ، مثل الأسلاك الجزيئية.
- في علم البلورات ، في تحديد شكل الجزيئات المعقدة سابقًا وفي الطب النانوي للإفراج الدقيق عن المكونات النشطة والقضاء على الخلايا السرطانية.
بعض الحقائق المهمة عن الحمض النووي
- ما يقرب من 99.9 ٪ من الحمض النووي لكل شخص على هذا الكوكب هو نفسه تمامًا بينما يختلف 0.1 ٪ فقط عن كل شخص وهذا ما يجعلنا جميعًا مميزين ومختلفين عن بعضنا البعض.
- إذا تم تفكيك جميع جزيئات الحمض النووي في جسم الإنسان وتمددها بشكل مستقيم ، فإنها ستمتد إلى الشمس وتعود عدة مرات ، مما يشير إلى أعدادها الهائلة.
- في عام 1953 اكتشف جيمس واتسون وفرانسيس كريك البنية الحلزونية المزدوجة للحمض النووي.
- منظم في هياكل تعرف باسم الكروموسومات ، تم العثور على الحمض النووي داخل الخلية.
- تم عزل الحمض النووي لأول مرة في عام 1869 من قبل عالم الأحياء وعالم الأحياء السويسري فريدريش ماشر وتم تعريفه على أنه جزء منفصل.
ما هي المعلومات الجينية؟
- يتم نقل المعلومات الجينية بشكل عام في الكروموسومات الموجودة في نواة الخلية وتحتوي على الناقل الرئيسي للجينات.
ما هي الوحدات التي تحمل المعلومات الجينية في الكائنات الحية؟
- تحمل الكروموسومات معلومات وراثية ، وتسمى وحدات المعلومات الجينية التي تتحكم في السمات الموروثة الجينات.
- تحتوي الكروموسومات على مكونين رئيسيين: البروتين والحمض النووي
- في البداية ، اعتقد العلماء أن البروتين يحمل المعلومات الجينية.
- هذا لأنه من المعروف أن البروتينات عبارة عن مجموعة من الجزيئات المختلفة تحتوي على 20 نوعًا من الأحماض الأمينية المختلفة في تركيبتها.
- تتحد هذه الأحماض الأمينية بطرق متنوعة لتشكيل عدد لا حصر له من مركبات البروتين المختلفة.
- بينما يحتوي الحمض النووي على أربعة نيوكليوتيدات فقط.
يحمل الحمض النووي المعلومات الجينية ، وليس البروتين
- ظهر المعتقد السابق في الأربعينيات.
- وخلص العلماء إلى أن الحمض النووي هو الذي يحمل المعلومات الجينية وليس البروتين.
انظر أيضًا: كيف يحدث تكرار الحمض النووي؟
دليل على أن الحمض النووي هو المادة الجينية
- درس العالم جريفيث تأثيرات بعض سلالات البكتيريا التي تسبب الالتهاب الرئوي في الفئران في تجربة تسمى التحول البكتيري.
- عندما درس سلالات البكتيريا ثم وجد أنها مقسمة إلى نوعين ، النوع الأول هو سلالة البكتيريا ، وهي سلالة قاتلة ، والنوع الثاني هو سلالة البكتيريا غير المميتة.
- ثم قام بحقن الفئران بسلالة S القاتلة ، والتي تسببت في إصابة الفئران بالتهاب رئوي ثم تموت.
- ثم أصيبت الفئران الأخرى التي تم حقنها بالسلالة R غير المميتة بالالتهاب الرئوي ولكنها نجت.
- ثم قام بحقن فئران أخرى بمزيج متساوٍ من البكتيريا S والبكتيريا R ، ومات بعض الفئران فقط.
- أظهرت الخلايا البكتيرية المعزولة من دم هذه الفئران وجود خلايا بكتيرية من النوع المميت ، وهذا يشير إلى أن سلالة R الحية تمتص ودمج المكون الخبيث لسلالة S القاتلة بالحرارة.
- ثم قام أفيري ومعاونيه بعزل وتحليل مادة التحول البكتيري.
- من خلال دراسته ، خلص إلى أن مادة التحول البكتيري هي الحمض النووي.
- ثم جاءت التجربة الحاسمة بعد ذلك لتقرير ما إذا كان الحمض النووي هو المادة الوراثية أم لا.
- حيث اكتشف إنزيمًا يسمى DX ribonuclease يقوم بتفكيك الحمض النووي تمامًا.
- لا يؤثر هذا الإنزيم على البروتينات أو الحمض النووي الريبي عند معالجة مادة التحول البكتيري بهذا الإنزيم.
- وعندما تم إجراء تجربة التحول البكتيري مرة أخرى ، لم تتم عملية التحول البكتيري بسبب عدم وجود مادة DNA التي تحللها إنزيم DXR.
- وهذا يؤكد أن الحمض النووي هو المادة الوراثية وليس البروتين.
الحمض النووي له خصائص تجعله مادة وراثية ، فما هي تلك الخصائص؟
- لديها القدرة على تخزين المعلومات الجينية في بنيتها وترجمتها فيما بعد لصنع البروتينات.
- القدرة على التكاثر الذاتي ، والتي تعمل على استقرار كمية المادة الوراثية في الخلايا الناتجة عن الانقسام.
ما هي الجينات وما هي وظيفتها؟
- الجينات هي الأساس لتحديد السمات الموروثة بين الأجيال وهي الوحدة الرئيسية والأساسية للوراثة بين الكائنات الحية.
- تتكون الجينات من المادة الجينية أو الحمض النووي.
- تتحكم الجينات في السمات الموروثة مثل لون الشعر والعينين والغمازات وما إلى ذلك ، ويمكن للجينات أيضًا التحكم في هذه الصفات.
- نظرًا لأنه يحتوي على المعلومات الجينية لصنع البروتينات من الأحماض الأمينية ، فإنه يتحكم أيضًا في البروتينات والإنزيمات على وجه الخصوص.
انظر أيضا: معلومات عن تحليل الحمض النووي
كيف يتم نقل الحمض النووي إلى الأجنة؟
- يحمل الحمض النووي جميع المعلومات الجينية للحياة ، ويشكل جزيء الحمض النووي الطويل جميع الكروموسومات في الكائن الحي.
- يوجد 23 زوجًا من الكروموسومات في الإنسان وكل زوج منهم مسؤول عن نقل خاصية معينة إلى الجنين مع الأخذ في الاعتبار أن الوحدة الأساسية للحياة هي الخلية المفردة.
- تنتج الخلية العديد من الخلايا من خلال التكرار المتسلسل لعملية تعرف باسم انقسام الخلية.
- قبل كل عملية انقسام ، يجب عمل نسخ جديدة من كل جزيء من الجزيئات العديدة التي تتكون منها الخلية ، ومن بين تلك الجزيئات ، جزيئات الحمض النووي ، وبشكل عام يُعرف مصطلح تكرار الحمض النووي بعملية النسخ السابقة.