الحمض النووي

الحمض النووي DNA والمعلومات الوراثية

الأحماض النووية هي بوليمراتٌ حيوية (أو جزيئاتٌ حيوية صغيرة) ضروريةٌ لكافة أشكال الحياة المعروفة. يُعتبر مصطلح الحمض النووي شاملًا للحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA) والحمض النووي الريبوزي (RNA)،(1) وهي تتألفُ من نيوكليوتيداتٍ، التي تكون أحاديات القسيمات مكونةً من ثلاث مكوناتٍ: سكر خماسي الكربون، ومجموعة فوسفات، وقاعدة نيتروجينية. إذا كان السكر ريبوزًا فإنَّ المبلمر هو حمض نووي ريبوزي (رنا)، أما إذا كان السكر مشتقًا من الريبوز على هيئة ريبوز منقوص الأكسجين فإنَّ المبلمر الناتج هو حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين (دنا).

تُعتبر الأحماض النووية الجزيء الأكثر أهميةً في جميع الجزيئات الحيوية. تُوجد بكثرةٍ في جميع الكائنات الحية، حيثُ تعمل على إنشاء وتشفير ثم تخزين المعلومات الخاصة بكل خليةٍ حيةٍ لكلٍ كائن حي على وجه الأرض. وبدورها تعملُ على نقل هذه المعلومات والتعبير عنها داخل وخارج نواة الخلية (إلى العمليات الخلوية الداخلية وفي النهاية إلى الجيل التالي لكلٍ كائنٍ حي). تُحتَوى المعلومات المُشفرة وتُنقل عبر تسلسل الحمض النووي، والذي يُوفر ترتيبًا سُلمي للنيوكليوتيدات داخل جزيئات الحمض النووي الريبوزي والحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين.

تُربط سلاسل النيوكليوتيدات لتشكيل السلسلة الرئيسية الحلزونية (نموذجيًا يحتوي واحدًا الحمض النووي الريبوزي على واحدةٍ والحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين على اثنتين)، وتُجمع في سلاسلٍ من أزواجٍ القواعد المُختارة من القواعد النووية الأساسية أو المقبولة الخمسة، وهي: الأدينين، والسايتوسين، والغوانين، والثايمين، واليواسيل. يُوجد الثايمين فقط في الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (دنا) واليواسيل فقط في الحمض النووي الريبوزي (رنا). باستعمال الأحماض الأمينية والعملية المعروفة باسم الاصطناع الحيوي للبروتين، فإنَّ تسلسلًا معينًا في الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (دنا) لهذه الأزواج القاعدية النووية يُتيح تخزين ونقل تعليماتٍ مشفرةٍ مثل الجينات. أما في الحمض النووي الريبوزي (رنا)، فإنَّ تسلسل الأزواج القاعدية يُزودُ لتصنيع بروتيناتٍ جديدةٍ تُحدد الإطارات والأجزاء ومعظم العمليات الكيميائية لجميع أشكال الحياة.

العالم السويسري فريدريك ميسشر مُكتشف الأحماض النووية (الدنا) في 1868.(2) لاحقًا، أثار فكرة أنه يُمكن أن تشارك هذه الأحماض في الوراثة.
اكتُشف النوكلين(2) (بالإنجليزية: Nuclein)‏ بواسطة فريدريك ميسشر عام 1869.
في أوائل ثمانينيات القرن التاسع عشر، قام ألبرشت كوسل بتنقية المادة واكتشف خصائصها الحمضية العالية. كما حدد القواعد النووية لاحقًا.
في عام 1889، وضع ريتشارد التمان مصطلح الحمض النووي (بالإنجليزية: nucleic acid)‏.
في عام 1938، نشر أستبري وبيل أولَ نمط حيودٍ للأشعة السينية من الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين.
في عام 1952، نشرت روزاليند فرانكلين صورًا خاصة لبلورات من الدنا عالي النقاوة اعتمادًا على خاصية حيود الأشعة السينية استنتجت منها الشكل الحلزوني للدنا، وأنه يتكون من أكثر من شريط
في عام 1953، حدد جيمس واتسون وفرنسيس كريك بنية الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين.
تشكل الدراسات التجريبية للأحماض النووية جزءًا كبيرًا من الأبحاث الحيوية والطبية الحديثة، وتشكل أساسًا لعلوم الجينوم والأدلة الجنائية، والتقانة الحيوية والصناعات الدوائية.

الظهور والتسمية
يشملُ مصطلح الحمض النووي (بالإنجليزية: nucleic acid)‏ الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (DNA) والحمض النووي الريبوزي (RNA)، وهي أعضاء عائلةٍ من البوليمرات الحيوية، وهو مرادفٍ لتسمية عديد النوكليوتيد. سُميت الأحماض النووية لاكتشافها الأولي داخل نواة الخلية، ولوجود مجموعاتِ الفوسفات (المُرتبطة بحمض الفوسفوريك). ولكن على الرغم من اكتشافه لأول مرة داخل نواة الخلايا حقيقية النواة، إلا أنَّ الأحماض النووية تُوجد في جميع أشكال الحياة، بما في ذلك داخل البكتيريا، والعتائق، والميتوكوندريا، والبلاستيدات الخضراء، والفيروسات، وفيروسيات الشكل. (هناك جدلٌ حول ما إذا كانت الفيروسات حية أو غير حية). تحتوي جميع الخلايا الحية على كلٍ من الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (دنا) والحمض النووي الريبوزي (رنا) (باستثناء بعض الخلايا مثل خلايا الدم الحمراء الناضجة)، بينما تحتوي الفيروسات إما على الدنا أو الرنا، ولكن عادةً لا تحتوي على كليهما. المكون الأساسي للأحماض النووية هو النيوكليوتيدات، ويحتوي كلٌ منها يحتوي على سكر البنتوز (ريبوز أو ريبوز منقوص الأكسجين)، ومجموعة فوسفات، وقاعدة نووية. أيضًا تتولد الأحماض النووية داخل المختبر، وذلك من خلال استخدام الإنزيمات (بوليميرازات الدنا والرنا)، وأيضًا عبر الاصطناع الكيميائي للطور الصلب. تتيح الطرق الكيميائية أيضًا توليد أحماض نووية مُتغيرة غير موجودةٍ في الطبيعة، مثل الأحماض النووي الببتيدية.

في اللغة العربية، تُعتبر تسمية الحَمْضُ النَوَويّ أكثر شيوعًا من باقي التسميات الأُخرى، والتي تشمل:حامض النَّواة، حامض نووي، حمض النَّوى، حامض النوكلييك، حامض النيوكلييك.

التركيب والحجم الجزيئي
الأحماض النووية في العادة جزيئات كبيرة جدا، وجزيئات الدنا هي على الأرجح أكبر الجزيئات الفردية المعروفة. يتراوح طول جزيئات الأحماض النووية البيولوجية المدروسة جيدا بين 21 نوكليوتيد (الرنا المتدخل الصغير) إلى ملايين النوكليوتيدات كما هو الحال في الصبغيات الكبيرة (الصبغي البشري 1 هو جزيء واحد يحتوي على 247 مليون زوج قاعدي). في معظم الحالات، جزيئات الدنا الطبيعية هي مزدوجة السلاسل وجزيئات الرنا الطبيعية مفردة السلسلة، مع وجود العديد من الاستثناءات. بعض الفيروسات تملك جينومات مكونة من جزيئات رنا مزدوجة السلاسل وفيروسات أخرى تملك جينومات ذات رنا مفرد السلسلة، وفي بعض الحالات يمكن أن تتشكل بنُى أحماض نووية ثلاثية أو رباعية السلاسل.

الأحماض النووية هي مكثورات أو بوليميرات (سلسلة) خطية من النوكليوتيدات، وكل نوكليوتيد يتكون من ثلاث مكونات: قاعدة نووية بيورينية أو بيريميدينية (في بعض الأحيان تسمى قاعدة نيتروجينية أو قاعدة فقط)، سكر بنتوز، ومجموعة فوسفات. تسمى البنية الفرعية المكونة من سكر وقاعدة نووية نوكليوسيد. تختلف الأحماض النووية في بينة السكر في نوكليوتيداتها حيث يحتوي الدنا على ريبوز منقوص الأكسجين في ذرة الكربون 2′ ويحتوي الرنا على الريبوز (والفرق الوحيد بينهما هو وجود مجموعة هيدروكسيل في ذرة الكربون الثانية). كذلك، القواعد النووية المتواجدة في كلا نوعي الأحماض النووية مختلفة: أدينين، سايتوسين والغوانين تتواجد في كل من الدنا والرنا، في حين يظهر الثايمين في الدنا واليوراسيل في الرنا.

جزيئات السكر والفوسفات في الأحماض النووية مرتبطة ببعضها بشكل متناوب في سلسلة (العمود الفقري السكر-فوسفات) عبر روابط فوسفات ثنائي الإستر. في التسميات المتفق عليها، ذرات كربون السكر التي ترتبط بها مجموعات الفوسفات هي كربوني النهاية 3′ والنهاية 5’، هذا يعطي الأحماض النووية اتجاهية ونهايات جزيئات الأحماض النووية يشار إليها بالنهاية 3′ والنهاية 5′. ترتبط القواعد النووية بجزيئات السكر عبر روابط غليكوسيدية تتشكل بين ذرة كربون حلقة البنتوز 1′ وذرة نيتروجين في حلقة القاعدة النووية (N-1 مع البيريميدينات وN-9 مع البيورينات).

تتواجد النوكليوسيدات غير القياسية كذلك في كل من الرنا والدنا وعادة ما تكون نتيجة لتغيرات في النوكليوسيدات القياسية داخل جزيء الدنا أو بشكل أساسي في نسخة الرنا (الأولية). جزيئات الرنا الناقل تحتوي على عدد كبير من النوكليوسيدات المعدلة.

التوضع
تتكون الأحماض النووية مزدوجة السلاسل من تسلسلات مكملة، وترابط واتسون-كريك لهذه النوكليوتيدات المتكاملة بين السلسلتين ينتج عنه بنية لولب مزدوج ثلاثية الأبعاد منتظمة عالية التكرار. في المقابل، بنية جزيئات الرنا والدنا مفردة السلسلة ليست مقيدة في لولب مزدوج منتظم، ويمكنها اتخاذ بنُى ثلاثية الأبعاد شديدة التعقيد مبنية على امتدادات قصيرة لتسلسلات أزواج قاعدية داخل جزيئية تشمل أزواج القواعد المرتبط بطريقة واتسون-كريك وأزواج قواعد غير معيارية، ومجموعة متنوعة من التآثرات الثالثية المعقدة.

جزيئات الأحماض النووية في العادة غير متفرعة، ويمكن أن تتخذ جزيئاتها بنية خطية أو دائرية. على سبيل المثال: صبغيات البكتيريا، البلازميدات، دنا المتقدرة، ودنا الصانعة اليخضورية عادة ما تكون ذات جزيئات دنا دائرية مزدوجة السلاسل، في حين أن الصبغيات في أنوية حقيقيات النوى عادة ما تكون ذات جزيئات خطية مزدوجة السلاسل. معظم جزيئات الرنا خطية -جزيئات مفردة السلسلة- لكن يمكن أن تنتُج كل من جزيئات الرنا الدائرية والمتفرعة من تفاعلات توصيل الرنا. مجموع أعداد البيريميدينات مساوٍ لمجموع أعداد البيورينات، وقطر اللولب المزدوج حوالي 20 أنغستروم.

التسلسل
Crystal Clear app kdict.png مقالة مفصلة: تسلسل الحمض النووي
يختلف جزيء الدنا (DNA) أو الرنا (RNA) الواحد عن الآخر في تسلسل النيوكليوتيدات. يُعتبر تسلسل النيوكليوتيد ذو أهميةٍ كبيرةٍ في علم الأحياء؛ وذلك لأنها تحمل التعليمات النهائية التي تُشفر جميع الجزيئات الحيوية، والتجمعات الجزيئية، والهياكل الخلوية وتحت الخلوية، والأعضاء، والكائنات الحية، كما تفعلُ مباشرةً الإدراك والذاكرة والسلوك (طالع علم الوراثة). بُذلت جهودٌ هائلةٌ في تطوير طرقٍ تجريبية لتحديد تسلسل النيوكليوتيدات في جزيئات الدنا والرنا الحيوي، وحاليًا يُحدد يوميًا تسلسلُ مئات ملايين النيوكليوتيدات في مراكز الجينوم والمختبرات الأصغر في جميع أنحاء العالم. بالإضافة إلى الحفاظ على قاعدة بيانات تسلسل الحمض النووي في جينبانك (GenBank)، كما أنَّ المركز الوطني لمعلومات التقانة الحيوية (NCBI) يُوفر مُوارد تحليل واسترجاع للبيانات الموجودة في جينبانك (GenBank) والبيانات الحيوية الأخرى المتاحة من خلال موقعهم على شبكة الإنترنت.

الأنواع
الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين

الصيغة الكيميائية للدنا، الروابط الهيدروجينية تظهر على شكل خطوط منقطة.
Crystal Clear app kdict.png مقالة مفصلة: حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين
الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (بالإنجليزية: Deoxyribonucleic acid)‏ واختصارًا (دنا: DNA) هو حمض نووي يحتوي على المعلومات الوراثية المستخدمة في النمو والتكاثر وأداء الوظائف لدى جميع الكائنات الحية المعروفة. قِطع الدنا التي تحمل المعلومات الوراثية تسمى جينات، ولتسلسلات الدنا الأخرى وظائف بنيوية أو لها دور في تنظيم استخدام المعلومات الجينية. إلى جانب البروتينات والسكريات، الدنا هو أحد الجزيئات الضخمة الثلاث الضرورية لجميع أشكال الحياة المعروفة. يتكون الدنا من مبلمرين طويلين من وحدات بسيطة تسمى النوكليوتيدات مع عمودين فقريين يتكونان من جزيئات السكر والفسفور مرتبطان بالتناوب بواسطة روابط فوسفات ثنائي الأستر. هاتين السلسلتين (الطاقين) تمضيان في اتجاهين متعاكسين بالنسبة لبعضهما، أي في توازي متضاد. يرتبط بكل جزيء سكر (ريبوز منقوص الأكسجين) واحد من أربعة أنواع من الجزيئات تسمى قواعد نووية (أو قواعد). تسلسل أو تتالي هذه القواعد الأربعة على طول العمود الفقري هو الذي يشفِّر المعلومات، وتُقرأ هذه المعلومات باستخدام الشيفرة الجينية التي تحدد تسلسل الأحماض الأمينية في البروتينات. تُقرأ المعلومات المشفرة عبر نسخ أجزاء من الدنا إلى الحمض النووي رنا في عملية تسمى النسخ. داخل الخلايا ينتظم الدنا في بنى طويلة تسمى صبغيات. أثناء انقسام الخلية تتم مضاعفة هذه الصبغيات في عملية تضاعف الدنا ومنح كل خلية بنت مجموعة كاملة من الصبغيات الخاصة بها. تخزن حقيقيات النوى (الحيوانات، النبات، الفطريات، والطلائعيات) معظم الدنا الخاص بها داخل نواة الخلية وبعضه في عضيات مثل المتقدرات أو الصانعات اليخضورية. في المقابل، تخزن بدائيات النوى (بكتيريا، عتائق) الدنا الخاص بها في السيتوبلازم فقط. داخل الصبغيات، تحزِّم بروتينات الكروماتين مثل الهستونات الدنا وتنظمه لتقلل من الحجم الذي يشغله، وتقود هذه البُنى المحزمة التآثرات بين الدنا والبروتينات الأخرى، وتساعد على التحكم في الأجزاء التي يتم نسخها.

الحمض النووي الريبوزي
Crystal Clear app kdict.png مقالة مفصلة: حمض نووي ريبوزي
الحمض النووي الريبوزي (بالإنجليزية: Ribonucleic acid)‏ واختصارًا (رنا: RNA) ووظيفته هي تحويل المعلومات الوراثية في الجينات إلى تسلسلات الأحماض الأمينية في البروتينات. الأنواع الثلاثة الشهيرة من الرنا هي: الرنا الرسول، الرنا الناقل، والرنا الريبوسومي. يعمل الرنا الرسول على حمل تسلسل المعلومة الوراثية من الدنا إلى الريبوسومات، وتوجيه عملية تخليق البروتين. الرنا الريبوسومي هو مكون رئيسي في الريبوسوم ويحفز إنشاء الرابطة الببتيدية. يعمل الرنا الناقل كحامل لجزيئات الأحماض الأمينية التي تُستخدم في تخليق البروتين وهو مسؤول على فك شفرة الرنا الرسول، فضلا عن ذلك توجد العديد من أنواع الرنا الأخرى أهمها الرنا المتدخل الصغير والرنا الميكروي اللذين لهما دور في عملية تنظيم التعبير الجيني عبر عملية تدخل الرنا، والرنا غير المشفر الطويل الذي له دور في تنظيم التعبير الجيني والتخلق.

حمض نووي اصطناعي
Crystal Clear app kdict.png مقالة مفصلة: نظير الحمض النووي
صُممِّت نظائر الحمض النووي الاصطناعية وصُنِّعت من قبل الكيميائيين وتشمل: الحمض النووي الببتيدي، مورفولينو والحمض النووي المقفل، الحمض النووي الغليوكولي، والحمض النووي الثريوزي. يتميز كل واحد من هذه الأحماض النووية عن الأحماض النووية الطبيعية (دنا أو رنا) بتغيُّرات في جزيئات العمود الفقري (السلسلة الرئيسية).

أين يوجد الحمض النووي

يبدو شكل الحمض النووي كسلسلتين متوازيتين تنتظمان على هيئة سلم ملتف لولبيا، وهو العماد الأساسي لكل الكائنات الحية، بالتأكيد أنك قرأت او سمعت عنه معلومة أو معلومتين، في الأسطر التالية ستقرأ مجموعة من المعلومات الشيقة عن الحمض النووي.

حمض نووي

1- الحمض النووي يوجد في جميع الكائنات الحية، واسمه الكامل الحمض الريبوزي النووي المنزوع الأكسجين.

 

2- تستخدم الفحوصات المعتمدة على الحمض النووي في قضايا تحديد مصدر الابن وفي القضايا الإجرامية، وفي تحديد جودة الكافيار.

 

3- يستخدم الحمض النووي في الفحوصات الجنائية المتعلقة بالحياة البرية عند الرغبة في تحديد الحيوانات المهددة بالانقراض وصائديها.

محلل

4- في الفحوصات المتعلقة بالتحقيقات الجنائية يتم تحليل 13 جزء من الأجزاء المكونة للحمض النووي، لأن احتمالية وجود تطابق بين اثنين من البشر في هذه الأجزاء 13 لا تتعدى واحد في المليار.

استخراج عينة

5- يمكن استخراج عينات الحمض النووي من الدم وخلايا الوجنة وحتى من البول.

 

6- اختبارات الحمض النووي تساعد على توقع الأمراض التي من الممكن أن تصيب الإنسان، وعلى رأسها يأتي سرطان الثدي.

 

7- يمكن أن تحدث طفرات في الحمض النووي للعديد من الأسباب، من ضمنها التعرض للأشعة فوق البنفسجية وتعاطي المخدرات.

 

8- لو استطعنا صف الحمض النووي الموجود في جسم الإنسان في المسافة الواقعة بين الأرض والشمس، فإنه سيغطيها 6 مرات.

 

9- الجينات هي أجزاء من الحمض النووي، تنقل المعلومات الوراثية من الآباء والأمهات إلى الأبناء.

أين يوجد الحمض النووي في جسم الانسان

إن الحمض النووي، أو بالإنجليزية (DNA): هو عبارة عن سلسلة طويلة، أو عقد طويل مزدوج من الجينات، أو المورثات، وتحتوي هذه الجينات أو المورثات على العديد من المعلومات الوراثية، ففي كل خلية في جسم الإنسان يوجد حمض نووي، حيث يتواجد هذا الحمض بالتحديد في نواة الخلية، ويُكَوِّنْ هذا الحمض الكروموسومات الموجودة في هذه النواة، فالكروموسومات الموجودة في نواة كل خلية من خلايا جسم الإنسان هي عبارة عن أحماض نووية ملتفة بشكلٍ حلوزني ومتشابكة. إن الأحرف الإنجليزية (DNA) هي اختصار للعبارة: (Deoxyribonucleic acid)، وتترجم هذه العبارة إلى اللغة العربية بما يلي: (الحمض الرِّيْبِيُّ أو الرايبوزي النووي المنزوع الأكسجين)، ويتم اختصار هذه العبارة الطويلة بـ (الحمض النووي). والريبي أو الرايبوزي: هو أحد مكونات هذا الحمض النووي، وهو عبارة عن نوع من السكر منزوع الأكسجين. والأحماض النووية هي التي تحدد خصائص جسم الإنسان، من شكله وصفاته ولونه، ولون الشعر، ولون العينين، وكثافة العظام، وغيرها. وذلك لأنها تحتوي على قاعدة من المعلومات الوراثية التي يتم تخزينها وحفظها، ونقلها من جيلٍ إلى جيل. فالحمض النووي يحمل المعلومات الوراثية التي تعود إلى أجيال بعيدة. وبناءً على هذا، فإن هذا الحمض النووي يفيد كثيراً في معرفة وتحديد هوية الإنسان، وإثبات نسبه. حيث يلجأ إليه الأطباء في بعض الحالات، ويأخذون عيناتٍ من هذا الحمض، ويجرون عليها بعض الفحوصات؛ وذلك لإثبات نسب الإنسان، وتحديد هويته. وحتى يتسنى للأطباء القيام بهذا الأمر، يقومون بأخذ عينات من الدم، أو من الشعر والأظافر، أو من اللعاب، أو غير ذلك، ويقومون بإجراء تلك الفحوصات عليها. ولعل أفضل عينة من هذه العينات، هي عينة اللعاب أو خلايا الفم، حيث تتميز بسهولة الحصول عليها، ودقة النتائج المترتبة على فحصها. وهناك العديد من الاختبارات التي يمكن أن يجريها الأطباء على عينة الحمض النووي، ومنها: اختبار الحمض النووي الذكري. حيث يتتبع هذا الفحص السلالة الوراثية الذكرية التي يرثها الشخص عن أبيه. اختبار الحمض النووي الأنثوي. حيث يتتبع هذا الفحص السلالة الوراثية الأنثوية التي يرثها الشخص عن أمه. تساعد فحوصات الحمض النووي على معرفة النسب أو السلالة البشرية التي ينحدر منها الإنسان، وكذلك معرفة المنطقة الجغرافية التي نشأت وانحدرت منها هذه السلالة. ويتم أخذ هذه الفحوصات بواسطة أدوات معينة، ويتم إجراء هذه الفحوصات في مختبرات متخصصة بهذا الأمر.

الحمض النووي PDF

اللولب المزدوج” تحوّل إلى هنا. لمطالعة استخدامات أخرى، انظر اللولب المزدوج (توضيح).
في علم الأحياء الجزيئي، يشير مصطلح اللولب المزدوج double helix [1] إلى البنية المشكلة بواسطة الجزيئيات المزدوجة للأحماض النووية مثل الدنا. تنشأ البنية اللولبية المزدوجة لمركب الحمض النووي نتيجة لبنيته الثانوية، وتعتبر مكوناً أساسياً في تحديد لبنيته الثالثية. دخل المصطلح الثقافة العامة عام 1968 مع نشر اللولب المزدوج: سرد شخصي لاكتشاف بنية الدنا، د. جيمس واتسون.

يتجمع پوليمر اللولب المزدوج لدنا الحمض النووي عن طريق النيوكليوتايدات وتشكلان زوجاً قاعدياً.[2] B-DNA هي البنية اللولبية المزدوجة الأكثر شيوعاً في الطبيعة، اللولب المزدوج is right-handed بحوالي 10-10.5 زوج قاعدي لكل لفة.[3] تحتوي بنية اللولب المزدوج للدنا على أخدود رئيسي وأخدود أصغر. في B-DNA يكون الأخدود الرئيسي أعرض من الأخدود الأصغر.[2] نظرا للاختلاف في عرض الأخدود الرئيسي والأخدود الصغير، العديد من الپروتينات التي ترتبط ببنية B-DNA تفعل ذلك من خلال الأخدود الرئيسي الأعرض.[4]

فهرست
1 التاريخ
2 تهجين الحمض النووي
3 هندسة الزوج القاعدي
4 هندسة اللولب
4.1 الأخاديد
4.2 الأشكال اللولبية الغير مزدوجة
5 الانحناء
5.1 الطول الثابت والصلابة المحورية
5.2 أنماط تقوس الدنا
5.3 أولوية الانحناء
5.4 التعميم
6 التمدد
6.1 نظام التمدد المرن
6.2 مرحلة انتقالات تحت التمدد
7 اللف الفائق والطبولوجيا
7.1 مفارقة رقم الارتباط
8 انظر أيضاً
9 المصادر

التاريخ
للمزيد من المعلومات: تاريخ علم الأحياء الجزيئي
نُشر نموجذ اللولب المزدوج للدنا أول مرة في مجلة نيتشر بواسطة جيمس واتسون وفرانسيس كريك عام 1953،[5] (الاحداثيات X، Y، Z عام 1954[6]) استنادا إلى صورة حيود الأشعة السينية حاسمة للدنا تحمل اسم “الصورة 51” من روزالند فرانكلن عام 1952،[7] تلتها صورة أكثر توضيحاً للدنا صنعتها فرانكلن ريموند گوسلنگ،[8][9] موريس ويلكينز، ألكس ستوكس، وهربرت ويلسون،[10] والمعلومات الكيميائية والكيميائية الحيوية للاقتران القاعدي من إروين شارگاف.[11][12][13][14][15][16] النموذج السابق كان triple-stranded DNA.[17]

تهجين الحمض النووي
المقالة الرئيسية: الديناميكا الحيوية للحمض النووي

هندسة الزوج القاعدي

هندسة الزوج القاعدي.

هندسة اللولب
انظر أيضاً: البنية الثالثية للحمض النووي

The structures of A-, B-, and Z-DNA.

The helix axis of A-, B-, and Z-DNA.

السمات البنيوية للأشكال الحمض النووية الثلاثة الرئيسية DNA[18][19][20]
Geometry attribute A-DNA B-DNA Z-DNA
Helix sense right-handed right-handed left-handed
Repeating unit 1 bp 1 bp 2 bp
Rotation/bp 32.7° 34.3° 60°/2
bp/turn 11 10.5 12
Inclination of bp to axis +19° −1.2° −9°
Rise/bp along axis 2.3 Å (0.23 nm) 3.32 Å (0.332 nm) 3.8 Å (0.38 nm)
Pitch/turn of helix 28.2 Å (2.82 nm) 33.2 Å (3.32 nm) 45.6 Å (4.56 nm)
Mean propeller twist +18° +16° 0°
Glycosyl angle anti anti C: anti,
G: syn
Sugar pucker C3′-endo C2′-endo C: C2′-endo,
G: C2′-exo
Diameter 23 Å (2.3 nm) 20 Å (2.0 nm) 18 Å (1.8 nm)
الأخاديد

Major and minor grooves of DNA. Minor groove is a binding site for the dye Hoechst 33258.

الأشكال اللولبية الغير مزدوجة
الانحناء
الطول الثابت والصلابة المحورية
المقالة الرئيسية: طول ثابت
مثال على التسلسلات والطول الثابت لـ(B DNA)
التسلسل الطول الثابت
/ الزوج القاعدي
العشوائية 154±10
(CA)التكرار 133±10
(CAG)التكرار 124±10
(TATA)التكرار 137±10

أنماط تقوس الدنا
Stacking stability of base steps (B DNA)[21]
Step Stacking ΔG
/kcal mol−1
T A -0.19
T G or C A -0.55
C G -0.91
A G or C T -1.06
A A or T T -1.11
A T -1.34
G A or T C -1.43
C C or G G -1.44
A C or G T -1.81
G C -2.17

أولوية الانحناء
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
G A T T C C C A A A A A T G T C A A A A A A T A G G C A A A A A A T G C C A A A A A A T C C C A A A C

التعميم
التمدد
نظام التمدد المرن
مرحلة انتقالات تحت التمدد
اللف الفائق والطبولوجيا
المقالة الرئيسية: لف الدنا الفائق

Supercoiled structure of circular DNA molecules with low writhe. The helical aspect of the DNA duplex is omitted for clarity.

الحمض النووي الريبوزيRNA وتخليق البروتينات

هناك طرازين من الأحماض النوويه ، أولهما هو الحمض النووي الدي أوكسي ريبوزي أو ما يعرف إختصارا باسم “دنا” DNA (Deoxyribonucleic Aicd)، وقد سبق لنا تناوله . أما الطراز الثاني فهو الحمض النووي الريبوزي (RNA Ribnucleic Acid). ويختلف الحمض RNA عن DNA في أمور أساسيه نذكر منها ما يلي :
– أن الوحده البنائيه لحمض RNA هى نيوكليوتيدات يتكون كل منها من جزئ سكرريبوز ribose يرتبط من ناحيه بإحدى القواعد النيتروجينيه ، ومن ناحية أخرى بمجموعة فوسفات . أما الوحدات البنائيه في حمض DNA فهي دي أوكسي نيوكليوتيدات تحتوي على جزئ دي أوكسي ريبوز Deoxyribose أي ريبوز منزوع منه ذرة أوكسيجين .
كما أن القواعد النيتروجينيه في الحمض النووي RNA هى اليوراسيل uracil ويرمز له بالحرف (U) والأدنين والجوانين والسيتوسين . ومن الواضح هنا أن اليوراسيل يوجد في حمض RNA ولا يوجد في حمض DNA ، كما أن الثايمين يوجد في حمض DNA ولا يوجد في حمض RNA .
– أن حمض RNA تنتظم وحداته البنائيه في شريط واحد one strand ، بينما حمض DNA يتكون من شريطين من الوحدات البنائيه يلتفان حول بعضهما البعض كما رأينا من قبل .
ويوضح شكل (1) شكل جزئ الريبوز الموجود في الحمض النووي RNA .
ويوضح شكل (2) شكل جزئ دي أوكسي ريبوز الموجود في الحمض النووي DNA .
ويوضح شكل (3) شكل جزئ القاعده النيتروجينيه يوراسيل الموجوده في الحمض النووي الريبوزي RNA فقط .
ويوضح شكل (4) شكل نيوكليوتيد محتويا على سكرالريبوز في الوسط الذي يرتبط من ناحيه بمجموعة فوسفات ومن ناحية أخرى بالقاعده النيتروجينيه يوراسيل . وعلى ذلك فإن هذا النيوكليوتيد يعتبر من الوحدات البنائيه للحمض النووي الريبوزي RNA .
ومن المهم أن ندرك أن شريط جزئ RNA يتم تخليقه أمام أحد شريطي جزئ DNA وذلك من الوحدات البنائيه الموجوده بالخليه وتسمى هذه العمليه “نسخ Tran–SS–ion”
ومن المهم أن ندرك أن تتابع الدي أوكسي نيوكليوتيدات في شريط حمض DNA هو الذي يتحكم في تتابع النيوكليوتيدات عند بناء شريط حمض RNA . ويلاحظ أنه عند موقع وجود الثايمين (T) على شريط DNA يتم وضع أدنين (A) في شريط RNA . وعند وجود الأدنين (A) على شريط DNA يتم وضع يوراسيل (U) في شريط RNA . وعند وجود سيتوسين c على شريط DNA يتم وضع جوانين في شريط RNA .
وعند وجود جوانين (G) على شريط DNA يتم وضع سيتوسين (C) في شريط RNA . وبعد تمام تخليق شريط حمض RNA ينفصل عن شريط حمض DNA .
وقد سبق القول بأن الحمض النووي الدي أوكسي ريبوزي DNA الموجود في نواة الخليه يحمل الجينات genes .
وقد قدر أن عدد الجينات في الإنسان يبلغ حوالي 38 ألف جين . ويدرك العلماء أن الجينات في أية خلية في الجسم ليست كلها نشطه في جميع الأوقات ، فقد تنشط بعض الجينات فترة ما ثم تدخل في مرحلة عدم نشاط .
كذلك فهناك جينات لا تعمل في بعض خلايا الجسم بينما تعمل في خلايا أخرى . مثال ذلك فإن الجينات المسؤوله عن تكوين إنزيم الببسين تكون نشطه في خلايا بطانه المعده حيث أن إفراز إنزيم الببسين ضروري لهضم البروتينات في المعده ، بينما هذه الجينات تجدها خامده في باقي خلايا الجسم . كذلك فإن جينات إنتاج هرمون الإنسولين تكون نشطه في خلايا بيتا في جزر لانجرهانز في البنكرياس ، حيث أن هذه الخلايا هي التي تفرز هذا الهرمون الضروري للتعامل مع سكر الجلوكوز في الدم ، بينما نجد أن هذه الجينات خامده في باقي خلايا الجسم وهكذا .
والجين عند نشاطه يتم نسخه إلى حمض RNA، وعلى ذلك فإن حمض DNA في نواة الخليه لا يتم نسخه باستمرار ولكن فقط أجزاء منه هى التي تنسخ وذلك لبعض الوقت .
وعند نسخ جزء من حمض DNA فإن الشريط من حمض DNA الذي سينسخ ينفك ارتباطه مع الشريط الآخر موقتا إلى أن تنتهي عمليه نسخه ثم يعاود إلتفافه على الشريط الآخر لحمض DNA كما كان الوضع قبل النسخ .
ويوضح (شكل 5أ) فك ارتباط شريط حمض DNA عن زميله وبداية عملية نسخ أمامه لبناء شريط حمض RNA ، حيث يتم هذا البناء بإضافه جزيئات النيوكليوتيدات واحدة تلو الأخرى وذلك حسب ترتيب الدي أوكسي نيوكليوتيدات في الجزء من شريط DNA المراد نسخه .
ويتضح نفس الشئ في الشكل(5ب) . أما الشكل(5ج) فيوضح شريط حمض RNA بعد تمام النسخ وعوده شكل جزئ DNA إلى وضعه الأصلي . ويطلق على عمليه بناء سلسله عديد الببتيد أمام جزئ RNA اسم ترجمه Translation ، حيث يتم من خلالها ترجمه ترتيب القواعد النيتروجينيه في جزئ m-RNA إلى ترتيب معين للأحماض الأمينيه .
ومن المهم أن ندرك أيضا أن شرائط حمض RNA يتم تخليقها في النواه ، ولكن هذه الشرائط تؤدي وظيفتها في السيتوبلازم .
وفي الواقع فإن هناك ثلاثة طرز من حمض RNA هى :-
– الحمض النووي الريبوزي الرسول messenger RNA or m-RNA .
– الحمض النووي الريبوزي الناقل transfer RNA or t-RNA .
– الحمض النووي الريبوزي الريبوسومي ribosomal RNA or r-RNA .
ولكل من هذه الأحماض النوويه الريبوزيه الثلاثه جينات معينه تقع على الماده الوراثيه DNA .
وتتعاون هذه الأحماض النوويه الريبوزيه معا عند تخليق سلاسل الأحماض الأمينيه التي تكون الماده البروتينيه ، فلكل من هذه الأحماض النوويه الريبوزيه دور معين في عمليه تخليق سلسلة الأحماض الأمينيه . الحمض النووي الريبوزي الرسول تكون ما يحمله من تتابعات النيوكليوتيدات ما يطلق عليه شفرات وراثيه Genetic codes . فلكل ثلاث نيوكليوتيدات متتاليه من حمض الرنا الرسول m-RNA ترمز إلى حمض أميني معين في سلسله الأحماض الأمينيه المراد تخليقها .
وعلى هذا فإن ترتيب ثلاثيات النيوكليوتيدات في حمض الرنا الرسول m-RNA يتحكم في ترتيب الأحماض الأمينيه في سلسله عديد الببتيد .
فمثلا الشفره الوراثيه AUG على حمض m-RNA تستدعي الحمض النووي “مثيونين” ليدخل في بناء سلسلة الأحماض الأمينيه المطلوب بناؤها .
كذلك فإن الشفره الوراثيه UGG على حمض m-RNA تستدعي الحمض الأميني تربتوفان Tryptophane ليدخل في بناء سلسله الأحماض الأمينيه المطلوب بناؤها . ولبعض الأحماض الأمينيه أكثر من شفره واحده تدل عليه . ويصل الحد الأقصى لعدد الشفرات التي تدل على حمض أميني واحد إلى ست شفرات مثل الحمض الأميني سيروتونين Serotonin .

والواقع فإن القواعد النيتروجينيه الأربع في جزئ RNA – إذا ما أردنا توليفها في ثلاث من القواعد في ترتيبات مختلفه فإنه من الناحيه الرياضيه – تكون لدينا (64) توليفه مختلفه على أساس (4)3. وقد قدر أن مجموع عدد الشفرات الداله على العشرين حمض أميني يبلغ 61 شفرة فقط ، أما التوليفات الثلاث الباقيه فلا يدل أي منها على أي من الأحماض الأمينيه ، ولذا فإنها توصف بالشفرات غير الداله nonsense codons . ويوضح شكل (6) الشفرات الداله على كل حمض أميني وتلك غير الداله .
ويعتمد هذا الجدول على وضع القواعد النيتروجينيه الأربع رأسيا في أقصى اليسار تاره ليمثل أيا منها القاعده الأولى في الشفره ، ووضعها تاره أخرى أفقيا في أعلا الجدول ليمثل أيا منها القاعده الثانيه في الشفره ، ووضعها تاره ثالثه رأسيا في أقصى يمين الجدول ليمثل أيا منها القاعده الثالثه ، وبالتالي يمكن تجميع 64 توليفه مختلفة الترتيب من القواعد الأربع .

ويوضح الجدول أن الشفرات غير الداله هي UAA – UAG – UGA وكما سبق أن ذكرنا فإن حمض m-RNA هو الذي يحمل هذه الشفرات الوراثيه . ولكي تترجم هذه الشفرات إلى سلسله من الأحماض الأمينيه (أي تحدث الترجمه) فلابد من تعاون الطرازين الآخرين من الحمض النووي الريبوزي وهما الحمض الريبوزي الناقل t- RNA والحمض الريبوزي الريبوسومي r- RNA .
وغالبا ما يشاهد شريط حمض m- RNA يكون ثنيات على نفسه توصف بأنها “ثنيات دبوس الشعر” Hairpin Folds ، ويبدو أن ذلك يحول دون عملية الترجمة مؤقتا إلى أن يأتي الوقت المناسب الذي يتم فيه “فرد unfolding” هذه الثنيات وتبدأ الترجمه .(شكل 7) .
ويتميز جزئ m- RNA بوجود تسلسل من عدد كبير من النيوكليوتيدات التي تحتوي على الأدنين يعرف باسم “ذيل عديد الأدنين” . ويعتقد العلماء أن هذا التسلسل يعمل على حماية الجزئ من التكسر .
وتجدر الإشاره الى أن الجزء من حمض m- RNA الذي يمثل نسخاً لجين كثيرا ما يحتوي على أجزاء دخيله لا تتم ترجمة شفراتها إلى أحماض أمينينه . وتسمى هذه الأجزاء “إنترونات introns” ، أما الأجزاء التي تترجم الى أحماض أمينيه وتعتبر أجزاء فعاله مكونه للجين فتعرف باسم “إكسونات exons” .
والواقع فإنه بعد تمام عمليه نسخ الجين تتم عمليه حذف للإنترونات ، ويعقب ذلك عمليه التحام splicing للإكسونات مع بعضها البعض(شكل10) ، ثم تجري عمليه “الترجمه” الى أحماض أمينيه بعد ذلك .
ويكون الحمض النووي الناقل transfer RNA شكلا يشبه ورقة نبات البرسيم clover leaf ، والمهم أن ندرك هنا أن طرف الجزئ يرتبط بأحد الأحماض الأمينيه التي ستدخل في سلسلة عديد الببتيد ، ويعتمد نوع الحمض الأميني الذي يرتبط بالحمض النووي الناقل على ثلاثيه القواعد النيتروجينيه الواقعه عند طرف الأنشوطه الوسطى على الجانب الآخر من جزئ t-RNA (شكل 8) . وتوصف هذه القواعد النيتروجينيه الثلاث الموجوده في هذا الموقع باسم “الشفرة المقابله Anticodon” .
واعتماداً على طراز الشفره المضاده الواقعه على جزئ t-RNA يكون ارتباط جزئ t-RNA بطراز معين من الأحماض الأمينيه . وعلى ذلك فإن جزيئات t-RNA تختلف بعضها عن بعض فيما تحمله من شفرات مضاده .
أما الحمض النووي الريبوزي الريبوسومي r-RNA فإن جزيئاته تتحد مع مواد بروتينيه لتكون أجساما يوصف بعضها “بالوحيدات الكبيره large subunits” وبعضها الآخر يعرف باسم “الوحيدات الصغيره small subunits” . وترتبط كل وحيده صغيره مع وحيده كبيره لتكونا ما يعرف باسم ريبوسومه A ribosome (شكل9) .
ويوجد في سيتوبلازم الخليه الواحده ملايين من الريبوسومات . وقد ترتبط الريبوسومات بالسطح الخارجي لأغشية الشبكه الإندوبلازميه بالخليه ، أو قد توجد هذه الريبوسومات حره في أرضية السيتوبلازم .

رمز نقطي
منشئ النويه Nucleolar Organizer
تبدو النويه جسماً صغيرا داخل نواة الخليه ، والنويه في الواقع هي تجمع مؤقت لجزيئات حمض r-RNA التي تدخل في تركيب الريبوسومات . وتنشأ هذه الجزيئات عن طريق نسخ لأجزاء معينه من حمض DNA في كروموسومات الخليه الواقعه داخل النواه . وفي الانسان تقع هذه الأجزاء عند الاختناقات الثانويه Secondary Constrictions للكروموسومات أرقام 13 ، 14 ، 15 ، 21، 22 . ويطلق على منطقة إلتقاء الحمض النووي DNA لهذه الكروموسومات اسم “منشئ النويه” .
رمز نقطي
الترجمه Translation
يقصد بالترجمه بناء تسلسل من الأحماض الأمينيه يعتمد ترتيبه على ترتيب الشفرات في حمض m- RNA .
يوضح الجزء الأيسر من شكل 11 نسخ حمض m- RNA أمام أحد شريطي DNA ، ثم ارتباط حمض m- RNA الناتج مع ريبوسومه ، وكيف أن الريبوسومه تتكون من وحيده صغيره ووحيده كبيره ، وأن الريبوسومه تتسع لشفرتين ، وتبدو بالقرب من الريبوسومه سلسلة عديد الببتيد الناتجه .
والواقع أن هذا الجزء من الرسم تعوزه الكثير من التفصيلات العلميه. ويوضح الجزء الأيمن من الشكل(11) وحدتي الريبوسومه ، ثم ارتباطها بطرف جزئ m- RNA لتبدأ عمليه الترجمه ، وتتحرك الريبوسومه على إمتداد جزئ m- RNA لتنمو سلسله عديد الببتيد وفق ترتيب الشفرات على جزئ m- RNA . وعندما تصل الريبوسومه الى نهاية جزئ m- RNA تكون الترجمه قد تحققت ، فتنفصل سلسله عديد الببتيد بعد تمام تكوينها ، ثم تنفصل وحدتي الريبوسومه بعضهما عن بعض .

ولازال الشكل(11) بجزأيه لا يوضح دور الحمض النووي الريبوزي الناقل t- RNA.
ويوضح شكل (12أ) أن بالريبوسومه موقعين تقديريين هما الموقع P والموقع A .
وهذا الرسم يخص مجموعة الكائنات المعروفه باسم حقيقيات النواه ، وفيها يرمز لخصائص الوحيده الصغيره 30S ويرمز بخصائص الوحيده الكبيره 50S . بينما يرمز للريبوسومه بجزأيها 70S.
ويمكن تلخيص خطوات الترجمه فيما يلي :
(شكل 12أ)

– تتفكك وحيدتي الريبوسومه عن بعضهما البعض
– ترتبط الوحيده الصغيره للريبوسومه بطرف جزئ m- RNA المراد ترجمته . وكما أسلفنا فإن الريبوسومه تتسع لشفرتين .
– يأتي جزئ حمض نووي ريبوزي ناقل r- RNA حاملا حمضاً أمينيا وله شفره مقابله تناسب الشفره الأولى (الاستهلاليه) على m- RNA . وترتبط الشفره المقابله على جزئ حمض t- RNA مع الشفرة على جزئ m- RNA .
– تعود الوحيده الكبيره للريبوسومه للإرتباط مع الوحيده الصغيره . ويلاحظ هنا أن الموقع P للريبوسومه الآن مشغولاً ، أما الموقع A فهو شاغرا .
– يأتي جزئ حمض نووي ريبوزي ناقل t- RNA حاملاً حمضا أمينيا وله شفره مقابله تناسب الشفرة الثانيه على m- RNA . وترتبط الشفرة المقابله على جزئ حمض t- RNA مع الشفرة على جزئ m- RNA . وبذلك يصبح الموقع A في الريبوسومه مشغولاً أيضا .
– ينتقل الحمض الأميني الأول (في الموقع P) إلى الموقع A ليرتبط مع الحمض الأميني الثاني برابطه ببتيديه . وبذا يصبح الحمض الريبوزي الناقل t- RNA في الموقع P لا يحمل حمض أميني ، فينفصل عن موقعه في الريبوسومه إلى أرضية السيتوبلازم ، وبذا يصبح الموقع P شاغراً . (شكل 12ب)
– تتحرك الريبوسومه مسافه شفره واحده ، وبذلك تخرج الشفره الأولى من نطاق الريبوسومه ، وتستوعب الريبوسومه شفره جديده ، وبذلك أيضا يصبح الموقعP من الريبوسومه محتويا على حمض t-RNA يحمل حمضين أمينيين ، بينما الموقع A يكون شاغرا .
– يأتي جزئ حمض نووي ريبوزي ناقل t-RNA حاملاً حمضا أمينيا وله شفره مقابله تناسب الشفره الثالثه على m-RNA . وترتبط الشفره المقابله على جزئ حمض t-RNA مع الشفره على جزئ m-RNA . وبذلك يصبح الموقع A في الريبوسومه مشغولا بجزئ حمض t-RNA حاملا حمضا أمينيا .
– ينتقل الحمضان الأمينييان الأول والثاني من الموقع (P) الى الموقع A ليرتبط الحمض الأميني الثاني مع الحمض الأميني الثالث برابطة ببتيديه ، وبذا يصبح الحمض الريبوزي الناقل t-RNA في الموقع P لا يحمل أحماضا أمينيه ، فينفصل عن موقعه من الريبوسومه إلى أرضية السيتوبلازم ، وبذا يصبح الموقع P شاغراً .
وهكذا تتم ترجمه الشفرات الوراثيه واحدة تلو الأخرى ، وبذا تنمو سلسله الأحماض الأمينيه بزياده حمضا تلو الآخر ، حتى تأتي شفره غير داله وهنا تنتهي عمليه الترجمه ، ويتكسر حمض m-RNA إلى وحداته البنائيه وتنفصل وحدتي الريبوسومه عن بعضهما البعض .
وبذا تكون لدينا سلسله أحماض أمينيه ذات مواصفات خاصه حددها في واقع الأمر الجين الواقع على حمض DNA في نواة الخليه ولكن عن طريق وسيط هو حمض m-RNA .

الحمض النووي للقبائل العربية

لجأت قبائل وبيوتات عربية إلى الفحص الجيني “دي إن إيه” لتأكيد عراقتها وانتمائها العربي الراسخ، وإزالة الشوائب عن جذورها المتصلة بالأسلاف.

وانطلقت في الإنترنت عشرات المنتديات والمجموعات التي تحشد بعضها لتأكيد “الهوية المشتركة” بين القبائل العربية في المشرق والمغرب، لبناء جسور وخارطة لانتشار القبيلة عبر الوطن العربي.

ولم تكن نتائج تحليل الحمض النووي التي تجريها شركات غربية، مثل شركة “فاميلي تري” الأميركية بالسعيدة لكثيرين، بعد أن نزعت عن بيوتات وقبائل أنسابا اعتقدوا بها لمئات السنين.

وعلى سبيل المثال، فإن أول قبائل شهيرة في المنطقة العربية، اكتشفوا عبر تحليلهم الجيني لا يمتون للجنس العربي بصلة، كما اكتشفت قبائل لا تتحدث العربية قط، في إيران على سبيل المثال أنها تنتمي للجنس العربي بنشبة تفوق بعض الدول العربية.

وبالمثل، ففي منطقة المغرب العربي، اجتاحت حمى التحليل الجيني المجتمع، ووجدت بيوتات اعتقدت أنها عربية صرفة، أنها من تحور جيني، أمازيغي، أو حتى أوروبي.

وخلال نتائج ظهرت، اكتشف باحثون، أن العنصر الأمازيغي الأصيل في منطقة القبائل بالجزائر، نسبته لا تتجاوز نحو 45 بالمائة، فيما نسبة العنصر العربي في مصر أقل من ذلك كثيرا.

ومن خلال نتائج الشركة الأميركية فاميلي، نجد انتشارا جيدا للعنصر الأمازيغي، والعربي في كل من البرتغال وأسبانيا وحتى جنوب إيطاليا.

وتسري حمة التحليل الجيني في العالم بأسره، لربط الأواصر ومعرفة الجذور وإزالة اللبس القائم في الأنساب.

ومن خلال التحليل، متعدد المستويات، يمكن أن تتعرف بالجنس البشري الذي تنتمي له، إن كنت أفريقيا أو قوقازيا أو عربي، كما يمكن بعد ذلك معرفة ما إذا كنت تنتمي للسلالة الإبراهيمة، وإن كنت عدنانيا أو قحطاني، أو حتى من بني هاشم.

ويبقى بعض ما يميز النتائج الجينية أنها ألغت الحدود بين البشر، لتعيد تشكيل خارطة الأرض عبر الأجناس، وعبر تحديد انتشار كل عرق بدقة فائقة تلامس 100 بالمائة.

الجدير ذكره، أن الحمض النووي ونتائجه مستخدم بشكل واسع في العالم في الطب الجنائي، وفي معرفة وتتبع الأمراض، وغير ذلك.

شكل الحمض النووي معروف1- اللولب الثلاثي,2-اللولب المزدوج

عندما نتحدث عن ال DNA يكون الشكل الذي تتخيله هو اللولب المزدوج double helix ولكن دعني أخبرك أن هناك العديد من الأشكال غير اللولب المزودج مثل A-DNA, Z-DNA, triplex DNA and Cruciform DNA. وهذه الأشكال لا توجد بداخل الجسم “in vivo” ولكن يمكن تصنيعها في المختبر “in vitro”.
الشكل الجديد والغريب يسمى intercalated motif (i-motif) هذا الشكل تم التعرف عليه في التسعينيات ولكن بسبب وجوده في ظروف حامضية لا تتوافر في الخلايا الطبيعية أعتقد العلماء أنه من المستحيل أن يتواجد هذا الشكل في الخلايا! حتى هذا اليوم.

إن اكتشاف ما يوصف «بالعقدة الملتوية» كحمض نووي في الخلايا الحية يؤكد أن الشفرة الوراثية أمر معقد وصياغته أكثر تعقيدًا من مجرد التركيب الحلزوني المزدوج الذي يرتبط في أذهاننا بالحمض النووي، وتكمن أهمية معرفة تلك المتغيرات الجزيئية في أنها قد تؤثر على كيفية عمل وظائفنا البيولوجيا.

يقول«دانييل كريست-Daniel Christ» الباحث في علم الأجسام المضادة في معهد غارفان للأبحاث الطبية في أستراليا: «عندما يفكر معظمنا في الحمض النووي نفكر في اللولب المزدوج، هذا البحث الجديد يذكرنا بأن هناك هياكل للحمض النووي مختلفة تمامًا ويمكن أن تكون مهمة لخلينا»، ويطلق على مكون الحمض النووي الجديد الذي حدده الفريق اسم البنية المحورية «i-motif» والتي تم اكتشافها لأول مرة من قبل الباحثين في التسعينيات، ولكن حتى الآن لم يتم رصدها إلا في البيئة المختبرية، وليس في الخلايا الحية.

الآن بفضل هذا الفريق الرائد، نعلم أن ال « i-motif » يحدث بشكل طبيعي في الخلايا البشرية، مما يؤكد أهمية هذه البنية لعلم الأحياء الخلوي -والتي تم التشكيك بها سابقًا، نظرًا إلى أنها لم تظهر إلا في المختبرات- وهذا يتطلب اهتمامًا جديدًا من الباحثين، فإذا كانت معرفتك الوحيدة بأشكال الـ DNA هي «اللوالب الحلزوني المزدوج» التي اشتهرت بسبب العلماء واتسون وكريك، فإن شكل العنصر المتداخل يمكن أن يفاجئك.

ويشرح عالم الجينوم مارسيل دينجر الذي شارك في قيادة البحث أن: «i-motif» هو عقدة من الحمض النووي؛ وفي بنية العقدة يرتبط السيتوزين المنتشر على كل سلسلة من الحمض النووي مع بعضه البعض – لذلك يختلف ذلك كثيرًا عن اللولب المزدوج- وتتعرف هذه التشكيلات على بعضها على الخيوط المتقابلة ويرتبط السيتوزين بالجوانين» .

ووفقًا لما قاله مهدي زيراتي أول من كتب عن الدراسة الجديدة فإن ال «i-motif» هو واحد فقط من عدد من تراكيب الحمض النووي التي لا تأخذ شكل الحلزون المزدوج – بما في ذلك ال A-DNA و Z-DNA والحمض النووي الثلاثي والحمض النووي الصليبي، والتي يمكن أن توجد أيضا في خلايانا»، وهناك نوع آخر من بنية الحمض النووي يطلق عليها اسم «G4- الحمض النووي الرباعي جي» وتم تصويره لأول مرة من قبل الباحثين في الخلايا البشرية عام 2013 عندما استخدموا جسمًا مضادًا مصمم هندسيًا للكشف عن G4 داخل الخلايا.

في الدراسة الجديدة استخدم بروفيسور زيراتي وزملاؤه الباحثون نفس التقنية، عن طريق تطوير جزء من الجسم المضاد المسمى iMab والذي يمكن أن يتعرف بشكل خاص على شكل الحمض النووي المكتشف والارتباط بها، وعليه اتضح موقعها في الخلية وأضاءها بوهج أخضر ليسهل رؤيتها، يقول زيراتي: «أكثر ما أثارنا هو أننا يمكن أن نرى البقع الخضراء – أي الحمض النووي – تظهر وتختفي بمرور الوقت، لذلك نعلم أنها تتشكل وتتحلل وتشكل مرة أخرى».

في حين لا يزال هناك الكثير لنتعلمه حول كيفية عمل بنية ال i-motif إلا إن النتائج الاوليه تشير إلي أنها مؤقتة تتشكل في وقت متأخر من دورة حياة الخلية – والتي تسمى على وجه التحديد المرحلة المتأخرة G1 ، عندما يكون الحمض النووي نشطًا وفعالًا، كما تميل إلى الظهور في ما يعرف باسم مناطق «المروج-promoter» ومناطق الحمض النووي التي تتحكم في عمل الجينات وفي التيلوميرات والعلامات الجينية المرتبطة بالشيخوخة.

يقول زيراتي: «نعتقد أن ظهور وإختفاء هذا الحمض النووي هو دليل على ما يفعله، ويبدو أنهم موجودون للمساعدة في تبديل الجينات أو إيقافها ، والتأثير على ما إذا كان الجين مقروء أم لا».

الاحماض النووية PDF

اللولب المزدوج: رؤية شخصية عن اكتشاف بيئة الحمض النووي
المؤلف جيمس واطسون
فئة الطبيعة والعلوم الدقيقة
مترجم د. أحمد مستجير
سنة النشر 2009
ISBN رقم 9789776231702
السعر د.إ 0
اشتر هذا الكتاب
وصف الكتاب
“يقول المترجم د.أحمد مستجير عن واطسون مؤلف الكتاب ومكتشف تركيب جزيء الــــــــ DNA: “”كان ذكياً هذا الكاتب ، إذ أدرك من البداية ، وهو في أوائل عشرينات عمره ، أن حلَّ لغز تركيب جزيء الدنا DNA – اللولب المزدوج ، الجميل البسيط – سيأخذه يوماً إلى اتوكهولم ليتسلَّم جائزة نوبل ، وكان ذكياً ليعرف أن العالم سيفاجأ ويدهش إذا ما قرأ قصة هذا الكشف بتفاصيلها الإنسانية ، وبأقل قدر من التفاصيل العلمية.

قدم القصة التي لم يكن لأحد غيره أن يكتبها ، ليقول للناس ، كل الناس ، إن ممارسة العلم ليست أكثر من محاولة بشرية يقوم بها بشر ككل الناس ، ليست نشاطاً مُعقمّاً مُحَنَّطاً يقوم به أناس في معاطف بيضاء ، ذاهلون انفصلوا عن عالمهم .

ثم إنه قد كتب القصة بهذا الأسلوب البسيط البديع المرح المليء بالدعابة ليأسر قلب كل قارئ .

كسر واطسون بكتابه هذا الحواجز بين العلماء وعامة الناس. لم يُخف شيئاً وهو يروي روايته.. لم يكن غريباً أن يحظى هذا الكتاب بالمركز السابع بين أهم مائة كتاب غير روائي ظهرت في القرن العشرين””.”