تشرح العقيدة المركزية تدفق المعلومات الجينية من نيوكليوتيدات الحمض النووي إلى تسلسل الأحماض الأمينية للبروتينات.

الحمض النووي الريبي هو الحلقة المفقودة بين الحمض النووي والبروتينات

في أوائل القرن العشرين ، اكتشف العلماء أن الحمض النووي يخزن جميع المعلومات اللازمة للوظائف الخلوية وأن البروتينات تؤدي معظم هذه الوظائف. ومع ذلك ، ظلت آليات تحويل المعلومات الجينية إلى بروتينات وظيفية غير معروفة لسنوات عديدة. في البداية ، كان يعتقد أن جينا واحدا يتم تحويله مباشرة إلى بروتين مشفر. تحدى اكتشافان حاسمان في الخلايا حقيقية النواة هذه النظرية. أولا ، لا يحدث إنتاج البروتين في النواة. ثانيا ، الحمض النووي غير موجود خارج النواة. أثارت هذه النتائج البحث عن جزيء وسيط يربط الحمض النووي بإنتاج البروتين. تم العثور على هذا الجزيء الوسيط ليكون الحمض النووي الريبي.

يتم تصنيع الحمض النووي الريبي في النواة باستخدام الحمض النووي كقالب. يشبه الحمض النووي الريبي المركب حديثا في التسلسل خيط الحمض النووي ، باستثناء استبدال الثايمين باليوراسيل. في حقيقيات النوى ، تتم معالجة هذا النسخة الأولية بشكل أكبر ، وإزالة المناطق غير المشفرة للبروتين ، وتغطية الطرف 5 '، وإضافة ذيل 3 'poly-A ، لإنشاء mRNA ناضج ، والذي يتم تصديره بعد ذلك إلى السيتوبلازم.

الشفرة الوراثية زائدة عن

الحاجة

يتم إنشاء البروتينات من 20 من الأحماض الأمينية في حقيقيات النوى. يوفر الجمع بين أربعة نيوكليوتيدات في مجموعات من ثلاثة 64 (43) كودونا محتملا. هذا يعني أن أكثر من كودون واحد يمكنه تشفير حمض أميني فردي. وبالتالي ، يقال إن الشفرة الجينية زائدة عن الحاجة أو منحطة. في كثير من الأحيان ، ولكن ليس دائما ، تختلف الكودونات التي تحدد نفس الأحماض الأمينية فقط في النيوكليوتيدات الثالثة من الثلاثي. على سبيل المثال ، تمثل الكودونات GUU و GUC و GUI و GUG الحمض الأميني فالين. ومع ذلك ، فإن AUG هو الكودون الوحيد الذي يمثل الحمض الأميني الميثيونين. الكودون AUG هو أيضا الكودون الذي يبدأ فيه تخليق البروتين ، وبالتالي يطلق عليه كودون البداية. يقلل التكرار في النظام من الآثار الضارة للطفرات. على سبيل المثال ، قد لا يؤدي التغيير في الموضع الثالث للكودون بالضرورة إلى تغيير الحمض الأميني المشفر ، وبالتالي لا يتسبب في أي تغيير في وظيفة البروتين.

الشفرة الوراثية عالمية

مع استثناءات قليلة ، تستخدم معظم الكائنات بدائية النواة وحقيقية النواة نفس الشفرة الجينية لتخليق البروتين. وقد مكنت عالمية الشفرة الوراثية من إحراز تقدم في البحث العلمي في ميدان الزراعة والطب. على سبيل المثال ، يمكن الآن تصنيع الأنسولين البشري على نطاق واسع في البكتيريا باستخدام تقنية الحمض النووي المؤتلف. تتضمن تقنية الحمض النووي المؤتلف استخدام مادة وراثية من أنواع مختلفة. يتم ربط الجينات التي تشفر الأنسولين البشري بالحمض النووي البكتيري وإدخالها في خلية بكتيرية. تقوم الخلية البكتيرية بعد ذلك بإجراء النسخ والترجمة لإنتاج بروتين الأنسولين البشري ، والذي يمكنه علاج مرض السكري لدى المرضى.