ما هي الشفرة الوراثية وخصائصها؟ المادة الوراثية هي جزء من نواة الخلية الحية، ولها دور في تحديد الخصائص المختلفة التي تميز الكائن الحي عن غيره من نفس النوع. ومن الجدير بالذكر أن المادة الوراثية محمولة على الكروموسومات الموجودة في الخلية الحية، حيث تتكون من الحمض النووي والبروتين. وبالمثل، يتكون الحمض النووي من النيوكليوتيدات التي لها بنية خاصة. وفي هذا المقال سنشرح لكم معلومات عن ماهية الشفرة الوراثية وخصائصها وبنيتها ومكونات الحمض النووي.
الشفرة الوراثية وخصائصها
تمثل الشفرة الوراثية الجينات المحمولة على الكروموسومات الموجودة في كل خلية حية، سواء كانت خلية جسدية أو خلية جنسية. عدد الكروموسومات في الخلية الجسدية هو 46، بينما عدد الكروموسومات في الخلية التناسلية هو 23. وهنا نشرح لكم ما هي الشفرة الوراثية وخصائصها:
- الرمز الجيني هو رمز يستخدمه الجسم لتحويل العمليات الموجودة في الحمض النووي.
- إنه المادة الأساسية للحياة، وغالباً ما يشار إليه من خلال الكودونات الموجودة على mRNA.
- mRNA هو رسول يحمل المعلومات من الحمض النووي إلى موقع تخليق البروتين.
- يتم بناء كل شيء في الخلايا وفقًا لأسس الشفرة الوراثية.
- يتم تخزين المعلومات الوراثية المنقولة من الوالدين إلى الطفل في شكل الحمض النووي.
- بعد ذلك، يتم استخدام الحمض النووي لبناء كل من الحمض النووي الريبي (RNA) والبروتينات.
- ومن ثم يتم بناء الخلايا والأنسجة والأعضاء.
- الحمض النووي هو لغة كيميائية تتكون من أحرف محدودة تقوم بتخزين المعلومات بشكل فعال.
- كما هو الحال في الكود الثنائي، يتم استخدام الآحاد والأصفار فقط.
- يحتوي الحمض النووي على أربعة أحرف تعرف بالنيوكليوتيدات الأربعة: الأدينين والسيتوزين والجوانين والثايمين/اليوراسيل.
أنظر أيضا:
ما هو تعريف الشفرة الوراثية؟
يمكن تعريف الشفرة الوراثية على أنها مجموعة من القواعد النيتروجينية التي تحدد كيفية ترجمة النيوكليوتيدات إلى أحماض أمينية محددة.
وتنص الشفرة الوراثية أيضًا على أن دور النيوكليوتيدات الثلاثة، أو الكودونات، هو في تحديد نوع الحمض الأميني المشارك في بناء وتكوين البروتين.
أنظر أيضا:
ما هي الشفرة الوراثية وخصائصها؟
وتنقسم الشفرة الوراثية إلى مجموعات، كل مجموعة تتكون من ثلاث قواعد نيتروجينية. إن الشفرة الوراثية معقدة ولكنها ليست متداخلة. وهنا نوضح لكم ما هي خصائص الشفرة الوراثية:
- إن الشفرة الوراثية متشابهة بين جميع الكائنات الحية على الأرض.
- قد يحتوي الحمض الأميني الواحد على عدة رموز وراثية.
- كل حمض أميني له كود وراثي خاص به، لذلك فهو لا يشبه الأحماض الأمينية الأخرى.
- الشفرة الوراثية واضحة.
- والشفرة الوراثية معقدة وغير متداخلة لأنها مقسمة إلى مجموعة من ثلاث قواعد نيتروجينية.
- وتتميز بعض الرموز الجينية، المعروفة باسم كودونات التوقف، بأنها لا ترمز لأي حمض أميني.
أنظر أيضا:
مكونات الحمض النووي
الحمض النووي الموجود في نواة الخلايا الحية في أجسام جميع الكائنات الحية يتواجد في نوعين: الحمض النووي الريبي (RNA) والحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA). مكونات الحمض النووي هي كما يلي:
- يتكون كل من DNA و RNA من وحدات هيكلية تسمى النيوكليوتيدات.
- يتكون النوكليوتيد من ثلاثة أجزاء أساسية: مجموعة الفوسفات، وسكر البنتوز، وقاعدة نيتروجينية.
- لكن سكر البنتوز مؤكسج بالكامل في الحمض النووي الريبي (RNA)، بينما في الحمض النووي يكون سكر البنتوسريبوز منقوص الأكسجين.
- في حين أن مجموعة الفوسفات متشابهة في كل من الحمض النووي الريبي (RNA) والحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين.
أنواع القواعد النيتروجينية
القاعدة النيتروجينية هي جزء من بنية الأحماض النووية الريبوسومية من كلا النوعين: مؤكسجة بالكامل أو غير مؤكسجة. هناك خمسة أنواع من القواعد النيتروجينية. وفيما يلي نذكر لكم أنواع القواعد النيتروجينية:
- الجوانين ثنائي الحلقة، قاعدة الجوانين يرمز لها بالرمز G، وترتبط بالسيتوزين بواسطة ثلاث روابط هيدروجينية.
- الأدينين عبارة عن قاعدة أدنين ثنائية الحلقة، يُرمز لها بالرمز A، وترتبط بالثايمين بواسطة رابطتين هيدروجينيتين.
- اليوراسيل هو أحادي الحلقة، وقاعدة اليوراسيل يتم تمثيلها بالرمز U.
- الثايمين عبارة عن قاعدة أحادية الحلقة، يرمز لها بالرمز T، وترتبط بالأدينين بواسطة رابطتين هيدروجينيتين.
- السيتوزين هو قاعدة أحادية الحلقة. ويرمز لقاعدة السيتوزين بالرمز C. ويرتبط بالجوانين بواسطة ثلاث روابط هيدروجينية.
أنظر أيضا:
لماذا الشفرة الوراثية ثلاثية؟
لماذا الشفرة الوراثية ثلاثية؟ من الأسئلة الشائعة في علم الأحياء وتحديداً في مجال علم الوراثة، حيث أنها تتعلق بالشفرة الوراثية المحمولة على الكروموسومات داخل نواة الخلية الحية:
- وفقا لعلم الوراثة، فإن الشفرة الوراثية تتكون من ثلاثة قواعد.
- حيث توجد ثلاث قواعد نووية متتابعة ضمن الحمض النووي الواحد.
- عندما يمثل تسلسل من ثلاث قواعد نووية، في هذه الحالة، أصغر وحدة في الشفرة الوراثية، فإنه يطلق عليه كودون.
- قد يكون الثلاثي كودون بداية لتشفير جزء من الحمض النووي، أو كودون طرفي لإيقاف عملية التشفير وإنهائها.
ما أهمية ترجمة الرموز في الحمض النووي؟
بعد توضيح ماهية الشفرة الوراثية وخصائصها لا بد من الإشارة وإبراز أهمية ترجمة الرموز الموجودة في الحمض النووي، وذلك لمعرفة تأثيرها على عمل الخلية الحية وقيامها بالأنشطة الحيوية المختلفة، و ويتضح ذلك كما يلي:
- يشير مصطلح الترجمة إلى عملية صنع البروتينات داخل الكائنات الحية.
- لأنها تعتمد بشكل أساسي على تحويل الشفرة الوراثية المكتوبة إلى سلاسل من الأحماض الأمينية، تسمى بالسلاسل الببتيدية.
- ويتم ذلك عن طريق تسلسل القواعد الجينية الأربعة في شريط المادة الوراثية، DNA.
- علاوة على ذلك، يتكون البروتين الناتج من 100-1000 حمض أميني.
كيف تم اكتشاف الشفرة الوراثية؟
كيف تم اكتشاف الشفرة الوراثية؟ يعود الفضل في فك الشفرة الوراثية إلى: مارشال جورج نيرنبرج، وهار جوبيند كورانا، وفيليب ليدر خلال عام 1966م. وقد تم ذلك من خلال:
- استخدام تجارب البوليمر المتجانس والبوليمر المتغاير RNA.
- وقد ساهم ذلك في اكتشاف الأحماض الريبية النووية الثلاثة التي تم ترجمتها إلى أحماض أمينية.
- وقد تم ذلك في خلايا الخميرة.
كيفية قراءة جدول الشفرة الوراثية
يتساءل بعض طلاب علم الأحياء، وتحديداً علم الوراثة، عن كيفية قراءة جدول الشفرة الوراثية، والطريقة التي يمكن من خلالها قراءتها.
- يبدأ جدول الشفرة الجينية بالقراءة من الجانب الأيسر للقاعدة الثلاثية كالأول والثاني والثالث.
- يتوافق رمز UUU مع الحمض الأميني فينيل ألانين (Phe) في الزاوية اليسرى العليا.
- في حين أن الحمض الأميني الواحد يتوافق مع عدة كودونات (في المتوسط 3) (على سبيل المثال، UUU وUUC لـ Phe)، فإن هذا يسمى إزالة الأميد.
ما هي الشفرة الوراثية وخصائصها؟ إن سمات وخصائص الشفرة الوراثية عديدة، وكذلك مكوناتها وأنواع القواعد النيتروجينية التي تتكون منها.