استنساخ المعلومات الوراثية

استنساخ المعلومات الوراثية

• الدعامة الأساسية للمعلومات الوراثية هي جزيء ADN، والذي يحتوي على المعلومات الوراثية في صورة مورثات.
• تتم عملية الاستنساخ في النواة، حيث يتم إنتاج جزيء ARNm من جزيء ADN.
• تتكون المورثة من تسلسل محدد من النكليوتيدات.
• العناصر الأساسية للاستنساخ هي: انزيم ARN بوليميراز، جزيء ADN، طاقة ATP، وأربعة أنواع من النكليوتيدات.
• تتضمن عملية الاستنساخ ثلاث مراحل: الانطلاق، الاستطالة، والنهاية.

مراحل الاستنساخ

• مرحلة الانطلاق: يرتبط انزيم ARN بوليميراز ببداية المورثة، ويقوم بإزالة التفاف وفتح سلسلتي ADN، ثم يبدأ في ربط النكليوتيدات الموافقة لسلسة ADN.
• مرحلة الاستطالة: ينتقل انزيم ARN بوليميراز على طول المورثة لقراءة المعلومات على جزيء ADN، ويربط نكليوتيدات ARN وفق تسلسلها في السلسلة المستنسخة للـ ADN.
• مرحلة النهاية: يصل الانزيم إلى نهاية المورثة، فيتوقف إنتاج ARNm، وينفصل عن ADN، وينفصل الانزيم، وتعاد إغلاق سلسلتي ADN.

تركيب ARNm

• سكر الريبوز هو سكر خماسي الكربون C5H10O5.
• حمض الفوسفوريك هو H3PO4.
• تتكون قواعد ARN من أربعة أنواع من القواعد الأزوتية: اليوراسيل (U)، السيتوزين (C)، الغوانين (G)، والأدنين (A).
• النكليوتيدات هي تراكيب تتكون من ربط سكر ريبوز مع قاعدة أزوتية وحمض فوسفوريك.
• متعدد النكليوتيد هو ارتباط عدد من النكليوتيدات.
• النكليوزيدات هي تراكيب تتكون من سكر ريبوز مرتبط بقاعدة أزوتية.
• نواتج الاماهة الكلية للـ ARNm موضحة في الوثيقة (5) صفحة 14.
• نواتج الاماهة الجزئية للـ ARNm موضحة في الوثيقة (6) صفحة 15.

نضج ARNm

• تتضمن المورثات في حقيقيات النواة قطع دالة (exons) وقطع غير دالة (introns).
• ARNm الأولي (غير ناضج) يتشكل مباشرة بعد الاستنساخ، وله نفس طول المورثة.
• يتم حذف القطع غير الدالة (introns) وربط القطع الدالة (exons) في النواة بواسطة انزيمات عن طريق عملية تسمى النضج.

مقارنة بين ADN و ARN

الترجمة

• عملية الترجمة هي تحويل لغة ARNm (تتابع من النكليوتيدات) إلى لغة بروتينية (تتابع من الأحماض الأمينية).
• تستخدم الشفرة الوراثية لتحديد الحمض الأميني المطلوب لكل رامزة (ثلاثية من القواعد).
• تتضمن بنية ARNt موقعين رئيسيين: موقع تثبيت الحمض الأميني، وموقع الرامزة المضادة.
• تتم عملية تنشيط الأحماض الأمينية بربط الحمض الأميني بـ ARNt الخاص به بمساعدة انزيم خاص.
• تتضمن مرحلة الانطلاق ارتباط ARNm على تحت وحدة الريبوزوم الصغرى، ووضع ARNt خاص بالحمض الأميني الميثيونين في الموقع P للريبوزوم، ثم ارتباط تحت الوحدة الكبرى لمعقد الإطلاق.
• تتم مرحلة الاستطالة بتقدم الريبوزوم على ARNm، وتكوين الرابطة الببتيدية بين الأحماض الأمينية، و انتقال ARNt للحمض الأميني التالي إلى الموقع A، ثم إلى الموقع P.
• تتم مرحلة النهاية بوصول الريبوزوم إلى رامزة التوقف، وانفصال السلسلة الببتيدية، وانفصال تحت الوحدتين.

مكونات الريبوزوم

• الريبوزوم يتكون من تحت وحدتين (كبيرة وصغيرة).
• تحت الوحدة الكبيرة تحتوي على ARNr و 31 نوعاً من البروتينات.
• تحت الوحدة الصغيرة تحتوي على ARNr و 21 نوعاً من البروتينات.

متعدد الريبوزومات (بوليزومات)

• ارتباط عدة ريبوزومات بجزيء ARNm واحد، حيث يقوم كل ريبوزوم بإنتاج سلسلة ببتيدية.
• كلما زاد عدد الريبوزومات المرتبطة زادت كمية البروتين المصنعة.

أنواع الـ ARN

• ARNm: الرسول، ينقل المعلومات الوراثية من ADN إلى الريبوزوم.
• ARNt: الناقل، يحمل الأحماض الأمينية إلى الريبوزوم.
• ARNr: الريبوزومي، هو مكون هيكلي هام للريبوزوم.

مصير البروتين

• ينتقل البروتين الجاهز إلى جهاز غولجي، حيث ينضج ويتم تصنيفه وتخزينه وتغليفه في حويصلات.
• تنتقل الحويصلات لتوصيل البروتين إلى موقعه النهائي.

مقارنة بين بدائيات النواة وحقيقيات النواة

• بدائيات النواة: لا يوجد غلاف نووي، و يمكن للترجمة أن تبدأ قبل نهاية الاستنساخ.
• حقيقيات النواة: يوجد غلاف نووي، و تتم عملية نضج ARNm أولي قبل الترجمة.

اكتشف كيفية تحول جزيء ADN إلى ARNm من خلال عملية الاستنساخ. تتناول هذه الأسئلة المراحل الثلاث للعملية: الانطلاق، الاستطالة، والنهاية، بالإضافة إلى العناصر الضرورية مثل انزيم ARN بوليميراز. اعرف المزيد عن تركيب ARNm ودوره الهام.