علوم

ما هو الحمض النووي «DNA» التعريف , التركيب , الاكتشافات الحديثة

الحمض النووي DNA والمعلومات الوراثية وما هي استخداماته

الحمض النووي DNA ، أو الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين – هي المادة الوراثية في البشر وجميع الكائنات الحية الأخرى . وهو الجزئ الذي يحمل التعليمات الوراثية فى جميع الكائنات الحية والتي يحتاجها الكائن الحي للعيش والتكاثر والتطور . تقريبا كل خلية في جسم اي شخص لها نفس الحمض النووي , ويتم تمريرها من الاباء الي ابنائهم .

يقع معظم الحمض النووي في نواة الخلية (حيث يطلق عليه DNA النووي ) ، ولكن يمكن أيضًا العثور على كمية صغيرة من الحمض النووي في الميتوكوندريا (حيث يطلق عليه DNA الميتوكوندريا أو mtDNA ) . الميتوكوندريا هي هياكل داخل الخلايا تقوم بتحويل الطاقة من الغذاء إلى شكل يمكن للخلايا أن تستخدمه .

يتم تخزين المعلومات الموجودة في الحمض النووي كرمز مكون من أربع قواعد كيميائية : الأدينين (A) ، الجوانين (G) ، السايتوسين (C) ، الثايمين (T) . يتكون الحمض النووي البشري من حوالي 3 مليارات قاعدة ، وأكثر من 99 في المائة من هذه القواعد هي نفسها في جميع الناس .

تحدد ترتيب أو تسلسل هذه القواعد المعلومات المتاحة لبناء كائن حي والحفاظ عليه ، على غرار الطريقة التي تظهر بها حروف الأبجدية بترتيب معين لتكوين الكلمات والجمل . فأن ترتيب قواعد النيتروجين فى تسلسل الحمض النووي يشكل الجينات , وهي تمثل لغة الخلية التي تخبر الخلايا بكيفية صنع البروتينات . ويقوم نوع آخر من الحمض النووي , وهو الحمض النووي الريبي ( الريبوزي ) , بترجمة المعلومات الجينية من الحمض النووي الي بروتينات .

تتزاوج قواعد الحمض النووي مع بعضها البعض ، A مع T و C مع G ، لتشكيل وحدات تسمى أزواج القاعدة . ترتبط كل قاعدة أيضًا بجزيء السكر وجزيء الفوسفات.، القاعدة والسكر والفوسفات تسمى نوكليوتيد . يتم ترتيب النيوكليوتيدات في خيطين طويلين يشكلان حلزوناً يسمى الحلزون المزدوج . يشبه هيكل الحلزون المزدوج سلمًا إلى حد ما ، حيث تشكل أزواج القاعدة درجات السلم وتشكل جزيئات السكر والفوسفات الأجزاء الجانبية العمودية للسلم .

الحمض النووي هو حلزون مزدوج يتكون من أزواج قاعدية متصلة بالعمود الفقري للسكر والفوسفات.

من الخصائص المهمة للحمض النووي أنه يمكن أن يتكاثر أو يصنع نسخًا منه . يمكن أن يعمل كل خيط من الحمض النووي في الحلزون المزدوج كنمط لتكرار تسلسل القواعد . هذا أمر بالغ الأهمية عندما تنقسم الخلايا لأن كل خلية جديدة تحتاج إلى نسخة دقيقة من الحمض النووي الموجود في الخلية القديمة .

اكتشاف الحمض النووي DNA

لوحظ الحمض النووي لأول مرة من قبل عالم الكيمياء الحيوية الألماني فريدريش ميشر في عام 1869 . ولكن لسنوات عديدة ، لم يدرك الباحثون أهمية هذا الجزيء . حتى عام 1953 الي أن اكتشف جيمس واتسون وفرانسيس كريك وموريس ويلكينز وروزاليند فرانكلين بنية DNA – الحلزون المزدوج – الذي أدركوا أنه يمكن أن يحمل معلومات بيولوجية .

تسلسل الحمض النووي

تسلسل DNA هو تقنية تسمح للباحثين بتحديد ترتيب القواعد في تسلسل الحمض النووي . يمكن استخدام هذه التقنية لتحديد ترتيب القواعد في الجينات أو الكروموسومات أو الجينوم بأكمله . في عام 2000 ، أكمل الباحثون أول تسلسل كامل للجينوم البشري .

اختبار DNA

يحتوي DNA للشخص على معلومات وراثية ، ويمكن أن يكشف أحيانًا عما إذا كان معرضًا لخطر الإصابة بأمراض معينة . تُستخدم اختبارات الحمض النووي ، أو الاختبارات الجينية ( تحليل DNA ) ، لمجموعة متنوعة من الأسباب ، بما في ذلك تشخيص الاضطرابات الجينية ، لتحديد ما إذا كان الشخص حاملًا لطفرة جينية يمكن أن ينقلها إلى أطفاله او خطر الإصابة بمرض وراثي .

يمكن أن يكون لنتائج الاختبار الجيني آثار على صحة الشخص ، وغالبًا ما يتم تقديم الاختبارات جنبًا إلى جنب مع الاستشارة الوراثية لمساعدة الأفراد على فهم نتائج وعواقب الاختبار .

الابحاث الحديثة عن الحمض النووي

أدت أبحاث DNA إلى بعض النتائج المهمة والمثيرة للاهتمام في السنوات القليلة الماضية . على سبيل المثال ، وجدت دراسة نشرت عام 2017 أن الأخطاء العشوائية في DNA ، وليس الوراثة أو العوامل البيئية ، مسؤولة عن ثلثي الطفرات السرطانية في الخلايا .

في عام 2017 ايضاً الحصول علي أول تسلسل DNA المأخوذ من مومياوات مصرية . قال ستيفان شيفلز ، رئيس مجموعة علم الوراثة السكانية في معهد ماكس بلانك لعلوم التاريخ البشري : “لقد كنا متحمسين لوجود أول بيانات على مستوى الجينوم للمومياوات المصرية القديمة”. نُشرت نتائج البحث في عدد مايو 2017 من مجلة Nature Communications .

المصدر
livescience

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

زر الذهاب إلى الأعلى