علم الأحياء الخلوي والمجهري

كيف يعمل الحمض النووي - بنية الحمض النووي

الحمض النووي هو أحد الأحماض النووية ، والجزيئات التي تحتوي على المعلومات في الخلية ( الحمض النووي الريبي ، أو RNA ، هو الحمض النووي الآخر). يوجد الحمض النووي في نواة كل خلية بشرية. (انظر الشريط الجانبي في أسفل الصفحة لمزيد من المعلومات حول الحمض النووي الريبي وأنواع الخلايا المختلفة). المعلومات الموجودة في الحمض النووي:

  • يوجه الخلية (جنبًا إلى جنب مع RNA) في صنع بروتينات جديدة تحدد كل سماتنا البيولوجية
  • يتم تمريره (نسخه) من جيل إلى جيل

تم العثور على مفتاح كل هذه الوظائف في التركيب الجزيئي للحمض النووي ، كما وصفه واتسون وكريك.

الإعلانات

الإعلانات

على الرغم من أنه قد يبدو معقدًا ، فإن الحمض النووي في الخلية هو في الحقيقة مجرد نمط يتكون من أربعة أجزاء مختلفة تسمى النيوكليوتيدات . تخيل مجموعة من الكتل بها أربعة أشكال فقط ، أو أبجدية تتكون من أربعة أحرف فقط. الحمض النووي هو سلسلة طويلة من هذه الكتل أو الحروف. وتتكون كل النوكليوتيدات من السكر ( الديوكسيريبوز ) ملزمة على جانب واحد إلى فوسفات مجموعة وملزمة على الجانب الآخر إلى قاعدة نيتروجينية .

هناك فئتان من قواعد النيتروجين تسمى البيورينات (الهياكل ذات الحلقات المزدوجة) والبيريميدين (الهياكل أحادية الحلقة). القواعد الأربعة في أبجدية الحمض النووي هي:

  • الأدينين (أ) - البيورين
  • السيتوزين (C) - بيريميدين
  • جوانين (G) - البيورين
  • الثايمين (T) - بيريميدين
تتكون خيوط الحمض النووي من أجزاء السكر والفوسفات من النيوكليوتيدات ، بينما تتكون الأجزاء الوسطى من القواعد النيتروجينية.  تترابط القواعد النيتروجينية الموجودة على شريطين من الحمض النووي ، البيورين مع بيريميدين (A مع T ، G مع C) ، ويتم تثبيتها معًا بواسطة روابط هيدروجينية ضعيفة.
تتكون خيوط الحمض النووي من أجزاء السكر والفوسفات من النيوكليوتيدات ، بينما تتكون الأجزاء الوسطى من القواعد النيتروجينية. تترابط القواعد النيتروجينية الموجودة على شريطين من الحمض النووي ، البيورين مع بيريميدين (A مع T ، G مع C) ، ويتم تثبيتها معًا بواسطة روابط هيدروجينية ضعيفة.

اكتشف Watson and Crick أن الحمض النووي له جانبان ، أو خيوط ، وأن هذه الخيوط ملتوية معًا مثل سلم ملتوي - الحلزون المزدوج . تتكون جوانب السلم من أجزاء السكر والفوسفات من النيوكليوتيدات المجاورة المرتبطة ببعضها البعض. فوسفات نيوكليوتيد واحد مرتبط تساهميًا (رابطة يتم فيها مشاركة زوج أو أكثر من الإلكترونات بواسطة ذرتين) بسكر النيوكليوتيد التالي. تتسبب الروابط الهيدروجينية بين الفوسفات في تحريف خيوط الحمض النووي. تشير القواعد النيتروجينية إلى الداخل على السلم وتشكل أزواجًا لها قواعد على الجانب الآخر ، مثل الدرجات. يتكون كل زوج قاعدي من نيوكليوتيدات تكميلية (بورين مع بيريميدين) مرتبطة ببعضها البعض بواسطة روابط هيدروجينية. الأزواج الأساسية في الحمض النووي هي الأدينين مع الثايمين والسيتوزين مع الجوانين .

الحمض النووي له هيكل يشبه الدرج الحلزوني.  تتكون الخطوات من القواعد النيتروجينية للنيوكليوتيدات حيث يتزاوج الأدينين مع الثايمين والسيتوزين مع الجوانين.
الحمض النووي له هيكل يشبه الدرج الحلزوني. تتكون الخطوات من القواعد النيتروجينية للنيوكليوتيدات حيث يتزاوج الأدينين مع الثايمين والسيتوزين مع الجوانين.

في القسم التالي ، سنكتشف طول خيوط الحمض النووي التي تناسبها داخل خلية صغيرة.