DNA و RNA: التعريف والخصائص والاختلافات ومناقشة العملية

DNA و RNA: التعريف والخصائص والاختلافات ومناقشة العملية - ما هو المعنى والاختلاف بين DNA و RNA؟ في هذه المناسبة حول Knowledge.co.id سوف يناقشها وبالطبع أشياء أخرى تغطيها أيضًا.

دعنا نلقي نظرة على المناقشة معًا في المقالة أدناه لفهمها بشكل أفضل.

---

DNA و RNA: التعريف والخصائص والاختلافات ومناقشة العملية

---

الحمض النووي (حمض ديوكسي ريبونوكلييك) أو حمض ديوكسي ريبونوكلييك (ADN) هو نوع من الجزيئات الحيوية التي تخزن التعليمات - التعليمات الجينية لكل كائن حي والعديد من أنواع الفيروسات هي أحماض نووية موجودة داخل الخلايا الحية حياة. وفي الوقت نفسه ، RNA (Ribonucleic Acid) أو ribonucleic acid هو جزيء بوليمر يشارك في أدوار بيولوجية مختلفة في فك التشفير والترميز والتنظيم والتعبير الجيني.

---

هيكل الحمض النووي

الحمض النووي هو المادة الجينية الموجودة في جميع الخلايا الحية ومعظم الفيروسات. يحمل الحمض النووي المعلومات اللازمة لتخليق البروتين وتكاثره.

هيكل سلسلة الحلزون المزدوج للحمض النووي ، كل سلسلة عبارة عن عديد نيوكليوتيد ، وتتكون من نيوكليوتيدات ، كل منها يتكون من ثلاث وحدات من السكر والقاعدة والفوسفات. يوجد داخل النوكليوتيدات نوكليوزيد ، وهو سكر مقترن بقاعدة. يرتبط كل نيوكليوتيد في عديد النيوكليوتيد بنفس الروابط الكيميائية (الروابط القاعدية). يتكون هيكل النوكليوتيدات من.

• جزيء سكر واحد

هناك نوعان من السكر ، وهما الريبوز (البنتوز) وثنائي أوكسيريبوز (الدوبنتوز).

• قاعده ازواج

هناك نوعان من أزواج القواعد ، وهما البيورينات والبيريميدين. تتكون البيورينات من الأدينين (A) والجوانين (G) مع روابط أحادية الهيدروجين. وفي الوقت نفسه ، يتكون بيريميدين من السيتوزينين (S) والثايمين (T). ترتبط أزواج القاعدة بواسطة روابط هيدروجينية ، ويتم إقران البيورينات مع بيريميدين (A-T مع رابطتين هيدروجينيتين) بينما (G-S مع ثلاث روابط هيدروجينية).

• فوسفات

الفوسفات المرتبط بسكريات البنتوز يشكل رابطة تسمى رابطة فوسفوديستر.

---

خصائص الحمض النووي

يحتوي الحمض النووي على بنية تشبه السلسلة ، مع حلزون مزدوج ملتوي يمكنه التكاثر الذاتي. بالإضافة إلى ذلك ، هناك خصائص أخرى للحمض النووي ، منها:

• يصل حجم الخلايا أحادية العدد إلى 3 × 10 9 أزواج قاعدية
• طول كروموسوم واحد هو 7 سم
• يمكن فصل السلسلة (تمسخ بسبب درجات الحرارة القلوية والحارة)

يمكن أن يحدث التمسخ عندما يكون الحمض النووي في ظروف حارة قريبة من 1000 درجة مئوية ، لذلك سينفصل ، خاصة الحمض النووي مع شريك قواعد A-T التي تحتوي على رابطتين هيدروجين فقط ، لأن أزواج قاعدة G-C تحتوي على 3 أزواج هيدروجينية ستكون أكثر مقاومة حار. ويمكنه تجربة التجديد عندما يعود إلى كل حالته (انخفاض درجات الحرارة) ، مع اجتماع الحمض النووي الريبي السليم مرة أخرى مع شريكه المناسب.

• يعمل كمواد وراثية (حاملة شخصية)

الحمض النووي كمادة جينية ، يعمل في التعبير الجيني ، وينظم الحمض النووي جميع أنشطة الخلية ، وهو قادر على تكوين قوالب البروتين التي تحتاجها الخلايا.

• يكرر / يضاعف نفسه إلى قسمين لهما نفس وظائف التركيب في تخليق البروتين.

---

تكرار الحمض النووي

وتجدر الإشارة إلى أن تكرار الحمض النووي هو شبه محافظ ، أي أن كلاً من خيوط الحمض النووي تعمل كمتخصصين لتصنيع خيوط DNA جديدة. ثم إنها أيضًا عملية تحضير المادة الوراثية للتقسيم (التكاثر). تقوم الخلايا بدائية النواة بتكرار الحمض النووي باستمرار. في حقيقيات النوى ، يتم تنظيم توقيت تكرار الحمض النووي بشكل كبير ، أي أثناء مرحلة دورة الخلية ، قبل الانقسام أو الانقسام الاختزالي.

سرعة تكاثر الكائنات حقيقية النواة هي 10 أضعاف سرعة بدائيات النوى (لأن الريبوسومات في الخلايا حقيقية النواة تقع خارج النواة ، لذلك يجب أن يمر الرنا المرسال عبر الغشاء النووي). وفي الوقت نفسه ، يستغرق تكاثر الجينوم البشري 8 ساعات. النسخ المتماثل هو شبه محافظ ويحدث في اتجاهين ، اتجاه التوليف من 5 إلى 3. فيما يلي مراحل تكرار الحمض النووي:

---

مراحل نسخ الحمض النووي

• ---

  مراحل البدء

افتتاح سلسلة الحلزون المزدوج بمساعدة DNA Helicase. يحول Helicase ATP إلى ADP كطاقة لفتح وتوسيع فروع سلسلة DNA المنفصلة. هيليكاز DNA ، هو بروتين يساعد في مرحلة تكرار الحمض النووي ، ويتكون من:

• • Helicase II / III ، الذي يربط القالب الذي تصبح سلسلته اللاحقة ('3-5') اتجاهية ('5-3')
  • بروتين Rep ، الذي يرتبط بالسلسلة الأولى التي يتم تصنيعها ويعاد توجيهه إلى "3-5"

• يبدأ الحمض النووي في التكاثر بواسطة DNA Polymerase III

بمساعدة توبويزوميراز (DNA gyrase) الذي يقلل من توتر خيوط الحمض النووي ، وبعد ذلك خيوط الحمض النووي يتم ربط الخيوط المفردة ببروتينات ربط أحادية السلسلة لمنع تشكيل الحلزون المزدوج يعود.

• يتم تمديد سلسلة الحمض النووي لتشكيل حبلا DNA واحد جديد.
  • حبلا قيادية: خيوط جديدة في الاتجاه الصحيح من '5-3'
  • الخصلة المتخلفة: خيوط جديدة يتم توجيهها من "3-5" بحيث تواجه تشققات في الخيوط
• يحتوي الحمض النووي الريبي الأولي على إنزيمات بريماز لربط الحمض النووي الريبي الأولي ، وإنزيمات بريماز قادرة على تكوين شظايا أوكازاكي. تبدأ بادئات الحمض النووي الريبي في تصنيع الحمض النووي مرة واحدة فقط في الخيط الرئيسي ، بينما يبدأ الشريط المتأخر عند كل جزء من أجزاء أوكازاكي.
• يمكن أن يتحد إنزيم بريماز مع عديد ببتيدات أخرى وفي ذلك الوقت يكون البريموسوم نشطًا ، والبريموسوم تغيير اتجاه التوليف من "3-5" إلى "5-3" ، لن يظهر البريموسوم إلا عندما يكون الحمض النووي الريبي الأساسي حر.
• يتم إطلاق بادئات RNA لاحقًا ، ثم يتم أخذها بواسطة DNA polymerase I ليتم تصنيعها حتى تقترب من أجزاء جزء Okazaki التي سبقتها ، ثم يتم تغيير اتجاه التوليف إلى "5-3"
  يتم ربط شظايا أوكازاكي المجاورة بواسطة DNA ligase

---

فرضية تكرار الحمض النووي

هناك ثلاث فرضيات حول تكرار الحمض النووي تشرح كيف تقوم خيوط اللولب المزدوج للحمض النووي بعمل نسخ في عملية تكرار الحمض النووي ، وهي كما يلي:

• الأول فرضية محافظة، تشكل خيوط اللولب المزدوج للحمض النووي خيوطًا جديدة في قطعة واحدة
• ثم فرضية شبه محافظة، يتم فتح خيوط الحلزون المزدوج للحمض النووي ، ثم يشكل كل منها خيطًا جديدًا كمكمل
• لذا فرضية التشتت، وهو مزيج من خيوط اللولب المزدوج القديمة والحديثة المكونة من الحمض النووي

---

إصلاح الحمض النووي

إصلاح الحمض النووي هو عملية إصلاح الحمض النووي التالف ، بما في ذلك ما يلي:

• تعديل القاعدة (التغيرات الكيميائية ، فقدان القواعد ، الروابط التساهمية بين القواعد المتجاورة)
• فشل نسخ الحمض النووي وترجمته
• تلف شديد في الحمض النووي (فواصل الحمض النووي)

يتم تجميع إصلاح الحمض النووي في 3 طرق ، وهي:

• Revesal الضرر ، تم استبداله على الفور

هذه هي أسهل طريقة لأنه لا توجد حاجة لقطع الحمض النووي ، فقط يحتاج إلى الاستبدال.

• إزالة الضرر ، إزالة

أكثر تعقيدًا لأنه يجب أن يتم استبدال القطع ، وينقسم إلى:

• • إصلاح الاستئصال الأساسي ببساطة عن طريق استبدال قاعدة تالفة وأخرى.
  • إصلاح عدم التطابق عن طريق استبدال القاعدة غير المتطابقة بالإنزيمات.
  • إصلاح استئصال النوكليوتيدات عن طريق قطع أحد مقاطع الحمض النووي التالفة.

ينقسم تحمل الضرر ، والتسامح مع الخطأ ، إلى ،

• • إعادة التركيب المتجانس (HR) ، باستخدام الكروماتيدات الشقيقة لإصلاح التلف (بدون عمليات حذف).
  • انضمام طرف غير متماثل (NHEJ) ، إذا لم يكن الفاصل متماثلًا ، فسيتم تسويته أولاً باستخدام النواة الخارجية ، ثم يوجد إنزيم معين يعمل وسيتحد (مع الحذف).

---

هيكل الحمض النووي الريبي

الحمض النووي الريبي هو جزيء ضخم ، يعمل كمخزن وتوزيع للمعلومات الجينية التي توجد فقط في فيروسات معينة.

الحمض النووي الريبي هو سلسلة واحدة من عديد النوكليوتيدات أو تسمى أيضًا الحلزون الفردي. يتكون كل ريبونوكليوتيد من ثلاث مجموعات جزيئية ، وهي 5 كربون ، وقاعدة نيتروجينية ومجموعة فوسفات. على عكس الحمض النووي ، تتكون أزواج قاعدة بيريميدين في الحمض النووي الريبي من السيتوزين (S) واليوراسيل (U). تتكون أزواج البيورين الأساسية من الأدينين (أ) والثايمين (تي).

---

نوع RNA

هناك ثلاثة أنواع من الحمض النووي الريبي التي سيتم تشكيلها عند الحاجة في عملية تخليق البروتين ، بما في ذلك:

• • RNA الريبوسوم (الرنا الريباسي). يتم طبع RNAr بواسطة DNA في النواة. RNAr هو المكون الهيكلي الرئيسي في الريبوسوم الذي يتم ترتيبه في وحدات فرعية ، مما يساعد على الارتباط بين الكودون و anticodon في الريبوسوم.
  • نقل الحمض النووي الريبي (الحمض النووي الريبي). يحتوي الحمض الريبي النووي النقال (tRNA) على ثلاث سلاسل أساسية قصيرة في أحد طرفيه تسمى anticodon ، والتي تحمل الحمض أحماض أمينية محددة من السيتوبلازم مفيدة في تخليق البروتين ، أي تسلسل الأحماض الأمينية وفقًا لتسلسل الكودون الخاص بها rRNAd.
  • Messenger RNA (mRNA) ، المعروف أيضًا باسم messenger RNA (dRNA). RNAd هو الكود الجيني (كودون) من الكروموسوم الأساسي إلى الريبوسوم. يصبح الكود الجيني RNAd بعد ذلك نموذجًا لتحديد تسلسل الأحماض الأمينية في سلسلة البولي ببتيد.

• تخليق البروتين

البروتين هو أكبر مكون عضوي في خلايا الجسم (10-15٪). بروتينات الخلايا هي علامات لبعض أمراض التمثيل الغذائي. لذلك يلعب البروتين دورًا مهمًا في استقلاب الخلية. الإنزيمات والفيتامينات والمواد التنظيمية وبعض الهرمونات هي أيضًا بروتينات.

• تخليق البروتين في بدائيات النوى - حقيقيات النوى

يعتبر تخليق البروتين عملية ديناميكية يمكن أن تتغير حسب البيئة. هناك اختلافات في عملية تخليق البروتين في الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة DNA في السيتوبلازم ، وهي:

• • بدائيات النوى:
    • الحمض النووي في السيتوبلازم
    • تحدث عمليات النسخ والترجمة في السيتوبلازم
    • يمكن أن يعمل منتج الحمض النووي الريبي الأساسي الناتج عن نسخ الحمض النووي على الفور
  • حقيقيات النوى.
    • الحمض النووي في النواة
    • تحدث عملية النسخ في النواة بينما تحدث الترجمة في الريبوسوم
    • يجب أن يخضع RNA الأولي لعملية نضج مسبقًا ليصبح RNA وظيفيًا.

في الخلايا حقيقية النواة ، تحدث عملية نسخ ونضج هذا الحمض النووي الريبي الأولي في نواة الخلية. النضج هو في شكل عملية السد لجعل الأغطية في نهاية 5 'مع 7-ميثيل غوانوزين. إلى جانب السد. هناك أيضًا إضافة ذيل متعدد الأدينيلات في الطرف 3. كمية إضافة بولي أ تختلف من 100-200 قاعدة نيتروجين.

علاوة على ذلك ، يخضع الحمض النووي الريبي الأولي لعملية الربط (قطع / استنفاد الإنترونات بواسطة SnRNA وبروتين HnRN مع الريبوسومات ، وهي إنزيمات ريبونوكلي كمحفز). عندما يحدث تضفير RNA ، تتشكل هياكل تشبه الخطاف. بعد الانتهاء من هذه العملية ، أصبح الحمض النووي الريبي الأساسي وظيفيًا (يصبح نضج m-RNA). المرحلة التالية هي نقل هذا الحمض النووي الريبي الناضج عبر الغشاء النووي إلى الريبوسومات في السيتوبلازم.

---

مراحل تخليق البروتين

يحدث تخليق البروتين على مرحلتين ، وهما النسخ والترجمة.

• النسخ

في هذه المرحلة ، يتم نسخ الكودونات الموجودة على خيوط الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي. يعمل m-RNA كرسول بين الحمض النووي والبروتينات التي سيتم تصنيعها لاحقًا. تحدث هذه العملية في نظام نسخ يسمى سيسترون. ينتهي اتجاه نسخ الكودونات من 5 'إلى 3'

من مكان البدء (AUG) إلى مكان الإنهاء (UAG ، UAA ، UGA)
يرتبط RNA polymerase بمحفز خيط DNA ويفصل بين خيوط DNA.
السلاسل النوكليوتيدية للحمض النووي الريبي (RNA) حرة الحركة وتكمل الروابط الهيدروجينية قواعد سلاسل الحمض النووي.
يرتبط بوليميراز الحمض النووي الريبي بسلسلة نيوكليوتيدات الحمض النووي الريبي في اتجاه 5 'إلى 3'.
سلسلة الحمض النووي الريبي التي تم تشكيلها تنفصل عن سلسلة الحمض النووي.
يتم نقل mRNA إلى الشبكة الإندوبلازمية.
ثم يقرأ الريبوسوم تسلسل الرنا المرسال. لتحويل mRNA إلى شكل بروتين ، يتم استخدام tRNA لقراءة تسلسل mRNA. قراءة واحدة تترجم 3 نيوكليوتيدات إلى حمض أميني واحد.

الشرط لحدوث النسخ هو التفاعل بين المروج وإنزيم بوليميريز RNA. المروج هو محفز النسخ ومتطلب مطلق لحدوث النسخ. إنزيم RNA Polymerase:

يوجد في بدائيات النوى نوع واحد فقط من RNA-Polymerase
يوجد في حقيقيات النوى ثلاثة أنواع من RNA-Polymerase (I ، II ، III)

الأول بوليميراز أنا ترميز الحمض النووي الريبوزومي
ثانية بوليميراز II ترميز الجينات التي تعمل أثناء النسخ ، وما قبل m-RNA ، و snu-RNA ، و m-RNA وجزء صغير من sn-RNA
أخير البوليميراز الثالث ترميز t-RNA و RNAs الصغيرة على سبيل المثال sn-RNA

هناك ثلاث مراحل وهي:

الاستهلال: ظهور محفز نتيجة ارتباط بوليميريز الحمض النووي الريبي بقسم معين من الحمض النووي.
الاستطالة: تحدث أثناء عملية النسخ حتى يصل المروج إلى نهايته (فاصل).
الإنهاء: يتوقف المروج عن نسخ الحمض النووي بسبب المنهي ، وينتج حبلا m-RNA

في أحد خيوط الحمض النووي ، هناك العديد من بوليميرات الحمض النووي الريبي القادرة على العمل على طول أقسام معينة ، والتي يمكنها ذلك تنتج m-RNA ، بحيث تكون الخلايا قادرة على إنتاج العديد من البروتينات من نفس النوع في وقت قصير أيضًا.

• ترجمة

الترجمة هي عملية ترجمة أكواد m-RNA إلى بولي ببتيدات (متواليات الأحماض الأمينية) في الريبوسوم. تنتج ترجمة كودون واحد حمضًا أمينيًا واحدًا. يبدأ بترجمة الكودونات الثلاثية من البداية إلى النهاية.

تتضمن مرحلة الترجمة r-RNA (RNA ribosome) وتنقسم الريبوسومات إلى نوعين ، وهما وحدات فرعية صغيرة التي تتكون من m-RNA واحد ، في حين أن الوحدة الفرعية الكبيرة تتكون من اثنين من m-RNA وعدة أنواع من البروتين في داخل. لن تتحد هاتان الوحدتان الفرعيتان طالما لم يحدث تخليق البروتين.

تنقسم هذه العملية إلى ثلاث مراحل ، وهي: البدء والاستطالة والإنهاء.

• • المبادرة

يبدأ بربط وحدة الريبوسوم الصغيرة بالطرف الخامس من RNAd.
يصل أول tRNA (البادئ) حاملاً ميثيونين الأحماض الأمينية مع مضاد UAC على RNAd مباشرة في كودون AUG في الموضع P.
عملية ربط وحدة ريبوسوم كبيرة بوحدة ريبوسوم صغيرة.
يحتوي الريبوسوم ذو الوحدة الكبيرة على 3 مواضع خاصة لمرفق الحمض الريبي النووي النقال (tRNA) ، وهي A و P و E. أقصى موضع يمين لـ A هو نقطة دخول الحمض الريبي النووي النقال (tRNA) الذي يحمل الأحماض الأمينية. ثم الموضع P في المنتصف كمكان لـ tRNA لإطلاق الأحماض الأمينية. وفي الوقت نفسه ، فإن الموضع E في أقصى اليسار هو المكان الذي يخرج فيه الحمض الريبي النووي النقال من الريبوسوم.

• • استطالة

يبدأ الاستطالة بظهور t-RNA جديد يحمل حمضًا أمينيًا جديدًا ومضاد كودون.
حدث تحول في t-RNA مع فتح الحمض الأميني (AUG-lock) مع t-RNA الجديد مع مضاد الكودون والأحماض الأمينية الجديدة (تحتوي الوحدة الفرعية الكبيرة على ثلاثة جوانب أو أماكن ، وهي موقع E و P-site و موقع.

لذا فإن الانتقال من الموقع A إلى الموقع P ، ولكن في بداية الفتح ، يشغل المفتاح t-RNA على الفور الموقع A ويتحول حتى يتم تحريره في الموقع الإلكتروني)
يصل الحمض النووي الريبي الجديد ثم هناك استطالة لتسلسل الأحماض الأمينية التي يتم ترتيبها بعد ذلك في بولي ببتيد

• • نهاية
    • ينفصل البوليميراز عند الطرف النهائي (كود الإنهاء)
    • يرتبط بروتين العامل المُطلق بكودون الإيقاف.
    • إضافة الماء إلى سلسلة البولي ببتيد.
    • تتوقف الترجمة لأن كودون الإيقاف لا يمكن أن يرتبط بـ aminosyl RNA.
    • تنفصل سلسلة البولي ببتيد عن الريبوسوم.
    • تنتهي العملية عندما يطلق الريبوسوم الرنا المرسال وينفصل إلى الوحدات الفرعية 3 'و 5'

---

مناقشة على الحمض النووي

يحتوي الحمض النووي على حمض نووي يتكون من عديد النيوكليوتيدات من وحدات ديوكليوتيد التي تكون كتل بنائها عبارة عن ثنائي نيوكليوتيدات. هذه المعلومات الجينية بشكل عام عبارة عن مجموعة من الأوامر التي تنظم الخلايا للقيام بشيء ما.

يسمى الحمض النووي في اللغة الإنجليزية حمض deoxyribonucleic ، بينما في إندونيسيا يسمى Deoxyribonucleic Acid. التركيب الكيميائي للحمض النووي عبارة عن بوليمر مكون من سلاسل طويلة من النيوكليوتيدات.

• وظيفة الحمض النووي

الوظيفة الرئيسية للحمض النووي هي حمل المادة الجينية. ومع ذلك ، فإن وظيفة الحمض النووي واسعة جدًا ، وهي على النحو التالي:

• • حمل المادة الوراثية من جيل إلى جيل
  • تحكم في الحياة بشكل مباشر أو غير مباشر
  • كمحفز تلقائي أو تكرار ذاتي
  • كمحفز غير متجانس أو إجراء تخليق لمركبات أخرى

---

مناقشة على الحمض النووي الريبي

يحتوي الحمض النووي الريبي على حمض نووي يتكون من عديد النوكليوتيدات لوحدات أحادية النوكليوتيد. تتكون بوليمرات RNA من روابط متناوبة بين مجموعة الفوسفات لنيوكليوتيد واحد ومجموعة سكر الريبوز ونيوكليوتيد آخر.

• وظيفة RNA

لوظيفة RNA على النحو التالي.

• • كمخزن للمعلومات.
  • كوسيط بين الحمض النووي والبروتين في عملية التعبير الجيني كما ينطبق على الكائنات الحية.

---

الفرق بين DNA و RNA

• جزء البنتوز من الحمض النووي هو الريبوز ، بينما الجزء البنتوز من الحمض النووي الريبي هو ثنائي أكسيد الريبوز.
• الشكل الجزيئي للحمض النووي هو حلزون مزدوج بينما يكون شكل جزيء الحمض النووي الريبي في شكل سلسلة مفردة مطوية ، لذا فهي تشبه السلسلة المزدوجة.
• يحتوي الحمض النووي الريبي على قواعد الأدينين والجوانين والسيتوزين مثل الحمض النووي لكن الحمض النووي الريبي لا يحتوي على الثايمين الذي يحتوي بدلاً من ذلك على اليوراسيل.
• يوجد الحمض النووي في الكروموسومات بينما يعتمد الحمض النووي الريبي على نوع الحمض النووي الريبي مثل الحمض النووي الريبي الثاني الموجود فيه تم العثور على نوى p RNA أو t RNA في السيتوبلازم بينما تم العثور على RNA (RNA ribosome) في السيتوبلازم الريبوسوم.
• يشكل الحمض النووي بشكل طبيعي الحمض النووي الريبي (RNA) بينما يشكل الحمض النووي الريبي (RNA) البروتينات الضرورية للكائنات الحية مثل تكوين عضلات الدم وأعضاء الجسم والهرمونات والإنزيمات وغيرها.

وبالتالي فإن المراجعة من حول Knowledge.co.id عن DNA و RNA: التعريف والخصائص والاختلافات ومناقشة العملية, نأمل أن تضيف إلى بصيرتك ومعرفتك. شكرا لزيارتك ولا تنسى قراءة مقالات أخرى.