أهم وظائف الحمض النووي والحمض النووي الريبي

ال وظائف الحمض النووي والحمض النووي الريبي فهي حيوية للكائن الحي. فهي الأحماض الأساسية لبقاء الإنسان وتكمل بعضها البعض.

تتمثل الوظيفة الرئيسية للحمض النووي أو حمض الديوكسي ريبونوكليك في احتواء المعلومات الوراثية لكائن حي ، على أن المعلومات الوراثية ليست أكثر ولا أقل من "وصفة" لجميع الخصائص الفيزيائية والهيكلية للكائن الحي.

يحتوي الحمض النووي على معلومات حول عدد الخلايا التي يجب أن يمتلكها كل عضو ، وعدد المرات التي يجب تجديدها ، وكيف يجب أن تعمل للحفاظ على التوازن داخل العضو ومع أجهزة الجسم الأخرى.

توجد هذه المعلومات في شكل سلسلتين تدحرجت وانضمت إليهما بواسطة النيوكليوتيدات ، والتي تشكل ما يشبه درجات سلم.

يُعتبر الحمض النووي الريبي أو حمض الريبونوكليكا ثانوياً من الحمض النووي مع وظيفة أقل أهمية ، بينما في الواقع بدونه ، يكون الحمض النووي تراكمًا كبيرًا للمعلومات التي ستكون عديمة الفائدة ، لأنه يقتصر على نواة الخلايا حقيقية النواة ، حيث يمكن أن تترك دون سبب.

وظائف هذه الجزيئات حيوية لبقاء كل كائن حي وتتلخص أدناه.

الوظائف الرئيسية للحمض النووي والحمض النووي الريبي

وظائف الحمض النووي

1- النسخ المتماثل

الحمض النووي موجود في كل نواة من خلايا الجسم ، بغض النظر عن العضو أو الأنسجة التي تشكلها ، يجب أن تكون المعلومات كاملة ، على الرغم من أنها ليست كلها ضرورية لتلك المنطقة من الجسم.

لذلك ، يجب تكرار الحمض النووي في كل مرة يتم فيها تقسيم الخلية ، حيث يجب أن يكون لخليتي ابنتهما اللتين تبقى بعد هذا الانقسام (المعروف باسم الانقسام الخيطي) نفس المعلومات تمامًا مثل خلية السلف..

الآن ، من المعروف أن هناك خلايا من الجسم تتكاثر بشكل أسرع من غيرها ، مثل خلايا البشرة (الطبقة الخارجية من الجلد) ، والتي يتم تجديدها بالكامل كل 28 يومًا.

لتنفيذ هذا التجديد ، يجب أن تتكاثر الخلايا بسرعة ، ولكن كيف يمكن أن تتكاثر بهذه السرعة إذا كانت كل خلية تحتوي على مترين من خيوط الحمض النووي؟?

الجواب بسيط على الرغم من أن العملية نفسها ليست كذلك ، لأنه لكي تبقى خليتان ابنتان بنفس المادة الوراثية ، يجب نسخ مترين سلسلة الحمض النووي بأقل قدر ممكن من الأخطاء. لهذا ، يدخل عدد كبير من الأنزيمات والعمليات التي تسمح للأنشطة المتزامنة التالية العملية:

1. تتراجع السلسلة (يحدث أن تكون حلزونية ، وتكون بنية خطية)
2. سلاسل منفصلة تماما في الوسط
3. يتم تشكيل الجزء المفقود من كل سلسلة

فقط في حالة حدوث ذلك في نفس الوقت ، يمكنك الحصول على أمتار من الحمض النووي من العديد من الخلايا التي تتكاثر ، مكررة لتجديد الأنسجة.

2- الترميز

يتم تنفيذ جميع وظائف الخلايا بواسطة البروتينات. كل ترتيب تنبعث منه النواة هو في الواقع رسالة رمز مختلفة عن الرسالة السابقة بالترتيب الذي يتم به عرض البروتينات.

بفضل هذا ، فإن إحدى الوظائف الرئيسية للحمض النووي هي تجميع أو "صنع" البروتينات التي تحتاجها كل خلية ، لأن خلية الكبد ليست لديها نفس وظائف الكلى ، وبالتالي فإن "تعليماتها" ليست هي نفسها ، وهذا هو ، البروتينات الخاصة بهم مختلفة.

يتمثل عمل الحمض النووي نفسه في معرفة البروتينات المستخدمة في كل وظيفة من وظائف الخلية ، وإعطاء الأمر لتوليفها وإرسال الوصفة بحيث يمكن لشبكة Rop Endoplasmic Reticulum (RER) صنعها.

3- تمايز الخلايا

هل تساءلت يوما كيف يمكن أن تشكل البويضة والحيوانات المنوية كائنا جديدا مختلفا تماما؟ الجواب هو الحمض النووي.

في بداية تكوين كائن جديد ، هناك خلية واحدة فقط ، ناتجة عن اتحاد البويضة والحيوانات المنوية ، مع الخصائص الوراثية للأم والأب.

تُعرف هذه الخلية باسم الخلية الجذعية ، والتي تُستمد منها جميع الخلايا الأخرى ، عن طريق عملية تسمى التمايز ، ويتم تنفيذها بفضل المعلومات الواردة في الحمض النووي..

يعرف الحمض النووي عدد الخلايا التي يجب أن توجد والوظائف التي يجب أن تؤديها لتشكيل كل عضو وكل جزء من الجسم ، مثل الرئتين والكبد والمعدة ، على سبيل المثال لا الحصر..

للتمييز بين بنية الخلية من عضو واحد وبنية أخرى ، يحكم الحمض النووي ببساطة الخصائص الهيكلية التي يجب أن تكون لها من خلال البروتينات التي تسمح لها بالتوليف أثناء تكوينها.

بالإضافة إلى أنه يخصص وظيفته له عن طريق وصفات البروتينات التي ستسمح له باستخدامها ، والتي ستكون دائمًا تلك التي تحتاجها تمامًا وفقًا للجهاز الذي توجد فيه ومكانها داخله.

على سبيل المثال ، وصفات البروتينات التي يمكن أن تستخدمها خلايا المعدة ، ستكون أساسًا لإنشاء إنزيمات وأحماض في المعدة ، في حين أن وصفات المخ ستكون أساسًا مواد تسمح بنقل النبضات العصبية..

وبهذه الطريقة ، تحتوي جميع الخلايا على معلومات كاملة في نواتها ، لكن لا يمكنها الوصول إلا إلى الخلية التي تسمح لها بتنفيذ الوظيفة التي تم إنشاؤها من أجلها..

4- التطور والتكيف

التطور هو العملية التي تغير الكائنات الحية خصائصها الفيزيائية والوراثية للتكيف مع البيئة والبقاء على قيد الحياة.

التكيف هو مجموعة من التغيرات الجسدية التي يعيشها الكائن الحي من أجل البقاء على قيد الحياة من البيئة ، وخاصة عندما يكون ذلك ضارًا.

لأي من الآليتين السابقتين ، الحمض النووي ضروري ، لأنه لكي يكون هناك تغيير مادي في نوع ما ، من الضروري أن يتم ذلك على المستوى الجيني. عندها فقط سوف يستمر التغيير في ذريتهم ولن يختفي. هذا التغيير على المستوى الجيني يعرف أيضًا باسم الطفرة.

الطفرة هي تباين في الشفرة الوراثية ، وهذا الاختلاف يمكن أن يكون عشوائيًا أو عن طريق التكيف ، كما هو مذكور في المثال الأكثر شهرة في لامارك.

كانت الزرافات حيوانات ذات رقبة لم تعد أطول من حصان ، ولكن مع مرور الوقت وكان الطعام شحيحًا في المرتفعات يمكنهم الحصول عليها ، فقد توتروا وتمددوا للوصول إلى ذلك.

مع مرور الوقت ، تسبب هذا التعديل في إطالة الأنواع من رقبتها ، بحيث بقيت في نهاية كل الأجيال كما هي معروفة اليوم. ومع ذلك ، فإن عينات الزرافة التي لم تحقق هذا التكيف مع البيئة قد هلكت.

لكي تبدأ الزرافات في الحصول على رقبة أطول ، يجب أن يكون هناك تعديل في الحمض النووي ، وبالتالي فإن الخاصية تنتقل من جيل إلى جيل دون أن تضيع.

وظائف الحمض النووي الريبي

الحمض النووي الريبي هو الاتصال الوحيد مع النواة التي تحتوي على الحمض النووي. للقيام بوظائفها ، يتم تقسيمها إلى 3 أنواع ، ولكل منها وظيفة وخصائص مختلفة.

1- Messenger RNA (mRNA)

وهي مسؤولة عن نقل أوامر الحمض النووي إلى السيتوبلازم ، أي إلى العضيات التي يُشار إلى تنفيذها. يقوم بذلك عن طريق سلسلة من البروتينات التي تمليها الحمض النووي ، بحيث لا يمكن فهم سوى الكائن الحي الذي من أجله.

2- الحمض النووي الريبي الريباسي

وهي مسؤولة عن تقديم وصفات أو تسلسلات دقيقة لكل وظيفة خلية. أي أنه إذا كان ترتيب الحمض النووي هو إنشاء 5 بروتينات للعضلة ، فإن الرنا الريباسي سيكون مسؤولاً عن توفير التسلسل الدقيق لهذه البروتينات ، لأن العضيات ، على الرغم من قدرتها على اتباع الأوامر ، لا تعرف التسلسلات.

3- نقل الحمض النووي الريبي (الحمض النووي الريبي)

البروتين هو في الواقع سلسلة من الأحماض الأمينية ، والتي تشبه حبات قلادة ، كل لون مختلف. اعتمادا على كيفية ترتيب الألوان هو البروتين الذي سوف يتشكل.

بمجرد إعطاء الحمض النووي أمرًا لإنشاء البروتين ، أخذته الرنا الريباسي إلى العضية المقابلة وقدم الرنا الريباسي الوصفة. الحمض الريبي النووي النقال هو المسؤول عن إعطاء المكونات ، أي الأحماض الأمينية ، بحيث يمكن تسلسلها بشكل صحيح وإنشاء البروتين الجديد.

كما ترون ، الحمض النووي والحمض النووي الريبي جزء أساسي من حياة الكائن الحي ، ولا يستطيع أي منهما البقاء بدون الآخر ، لأنه في حد ذاته جزءان مكملان للبنية.

مراجع

1. البيولوجيا الجزيئية للخلية. الطبعة الرابعة. Alberts B و Johnson A و Lewis J et et. نيويورك: علوم الطوق ؛ 2002. تم الاسترجاع من ncbi.nlm.nih.gov.
2. قراءة تكنولوجيا المعلومات ، يونغ RA. نسخ جينات ترميز البروتين حقيقية النواة. الاستعراض السنوي لعلم الوراثة. 2000؛ صفحات 77-137. تم الاسترجاع من: cm.jefferson.edu.
3. قارن و قارن بين الحمض النووي و الحمض النووي الريبي بواسطة صموئيل ماركيز ، تم استرجاعه من موقع sciencing.com.
4. DNA - RNA - ProteinJosefin Lysell، طالب الطب، معهد كارولينسكا فريدريك إيدهاجن، طالب الطب، معهد كارولينسكا، السويد. تعافى من nobelprize.org.
5. الحمض النووي: التعريف والبنية والاكتشاف بواسطة راشيل ريتنر ، كاتب أول | 6 يونيو 2013. تم استرجاعه من livescience.com.
6. هياكل الحمض النووي والحمض النووي الريبي التي كتبها واتسون ، ص. 2 - 25. مقتطف من وثيقة PDF المستردة من biology.kenyon.edu.
7. G-quadruplexes وأدوارها التنظيمية في علم الأحياء بقلم دانييلا رودس هانز ج. ليبس Nucleic Acids Res (2015) تاريخ النشر: 10 أكتوبر 2015. تم الاسترجاع من academ.oup.com.