تحتاج الكائنات الحية لتقوم ببناء خلايا أجسادها وإمدادها بالطاقة لأنواع رئيسية من المواد العضوية كالدهون والكربوهيدرات بالإضافة للأحماض الأمينية والبروتينات.
حيث تتكون البروتينات من سلاسل طويلة من الأحماض الأمينية المتنوعة والتي يبلغ عددها 20 نوعاً، ويتم اختيار أنواع ومواقع تلك الأحماض الامينية بعناية ودقة فائقة (العبادي، 2006، ص121).
ما هو الخلية.
عرّف (سمير،2021، ص 248) الخلية بأنها وحدة بناء وتنظيم الكائن الحي، فتتكون الخلية الحية من نواة تحمل كل المعلومات الوراثية، ونوية تقوم بإنتاج الأحماض النووية DNA وRNA .
بالإضافة لسيتوبلازم وأجسام غولجي وهي عبارة عن جسيمات صغيرة مستطيلة الشكل مجوفة تساهم في عملية الأيض، وريبوسومات وصبغيات تتوضع داخل النواة، ووحدات طاقة تدعى الميتتوكندريا.
والتي تنتج أدينوسين ثلاثي الفوسفات ATP، كما يتواجد داخل الخلية مكونات تسبح فيها كالدهون والكربوهيدرات والتي تعد مصدر غذاء وطاقة للخلية.
من أين تحصل الخلية على ترتيب الأحماض الأمينية لكل بروتين.
تحتوي البروتينات على سلاسل من الأحماض الأمينية التي تتركب فيها بترتيب معين. يتم تحديد ترتيب الأحماض الأمينية في البروتين بواسطة تسلسل الحمض النووي المرسل (RNA)، وهو نوع من الحموض النووية يُصنع بناءً على الحمض النووي الريبوزي (RNA).
وتحصل الخلية على ترتيب الأحماض الأمينية لكل بروتين من خلال عملية تسمى ترجمة الجينات، هذه العملية تحدث في الريبوسومات باستخدام RNA الرسول بهدف ترتيب الأحماض الأمينية للبروتين (ريفن وآخرون،2014، ص6).
وهي هياكل داخل الخلية تقوم بتجميع الأحماض الأمينية لتكوين البروتينات، وتعتمد ترتيب الأحماض الأمينية على التسلسل النووي للحمض النووي المرسل (RNA) الذي يحمل معلومات ترميز البروتين من الحمض النووي (DNA).
أي أن العملية تبدأ في النواة الخلوية حيث يتم نسخ جزء معين من الحمض النووي الديوكسي ريبوزي (DNA)، والذي يحمل المعلومات الوراثية لتكوين البروتين، إلى جزيئة RNA تُعرف بالRNA المرسل (mRNA).
يتم تحرير هذا الmRNA إلى السيتوبلازما (الجزء السائل داخل الخلية)، حيث تتم عملية الترجمة.
في عملية الترجمة، يقوم الRNA المرسل بتوجيه الريبوسومات (الهياكل الخلوية التي تقوم بتجميع البروتين) لتكوين البروتين.
الريبوسومات تقوم بقراءة تسلسل الرموز النيكليوتيدية على الRNA المرسل وتقوم بتجميع الأحماض الأمينية بترتيب معين لتكوين البروتين.
يرى (سرسك، 2021، ص157) أن الخلية تحصل على ترتيب الأحماض الأمينية لكل بروتين من ترتيب النيوكليوتيدات في الحمض النووي الموجود في الجينات، هذه الجينات تمثل الوحدات الوظيفية والبدنية للوراثة التي تحتوي على تعليمات لصنع بروتينات معينة وتنتقل من الآباء إلى الأبناء، كما تمثل أجزاء من الحمض النووي.
وتوجد الجينات في داخل خلايا الجسم في مجموعة من الكروموسومات المتشابكة، وعندما يحدث تكاثر الخلايا يتم استنساخ الكروموسومات، وتنقل هذه الصفات الوراثية إلى الخلايا الجديدة.
كيف يتم انتقال الصفات الوراثية للأجيال اللاحقة؟
تمرر هذه التعليمات للأجيال اللاحقة عن طريق الانتقال الجيني من جيل لجيل آخر (مرقس، 2021، ص176) من خلال عمليتي النسخ والترجمة.
عملية النسخ.
حيث يتم نسخ جزيء الـ RNA المرسل (mRNA) من جين محدد يتوضع على الـ DNA من خلال سلسلة مراحل وخطوات تبدأ بارتباط أنزيم بلمرة RNA في موقع الابتداء. لتنفصل فيما بعد سلسلتي الـ DNA ويتم إضافة النيوكليوتيدات من إحدى السلسلتين، حتى يصل أنزيم البلمرة لموقع الانتهاء على DNA.
إذ تمثل تسلسل معين من النيكليوتيدات المحددة لنهاية الجين، عندئذ يتم تحريرRNA المرسل الناتج لتعود سلسلتا DNA للالتفاف من جديد، وتنتهي عملية النسخ وتبدأ عملية الترجمة.
عملية الترجمة.
حيث يتم ترجمة هذا الـ RNA المسمى بالترجمة إلى سلسلة من الأحماض الأمينية التي تشكل البروتين وهذا يتم عن طريق مجموعة من الأحاديات النشطة الموجودة في الريبوسومات. والتي تقوم بربط الأحماض الأمينية معاً لتشكيل البروتين.
وفي هذه العملية، يتم قراءة ترتيب النيوكليوتيدات في جين معين، حيث إن كل جين يملك ترتيب خاص به من النيوكليوتيدات في جزيء الـ DNA (بن خلف الفالح، 2022، ص76).
وقد اكتشف العلماء أن كل ثلاث قواعد تتجاور فيما بينها ضمن السلسلة تشكل رمز لحمض أميني معين، وبتموضع تلك الأحماض الأمينية وفق تسلسل هذه القواعد يؤدي للحصول على البروتين المطلوب (الجزيرة، 2014).
وبهذه الطريقة، يتم نقل ترتيب النيوكليوتيدات في الحمض النووي من جيل إلى آخر، ويتم تحويلها إلى ترتيب الأحماض الأمينية في البروتين. وهذا يعني أن التغيرات في الترتيب النووي للجينات يمكن أن تؤدي إلى تغيرات في ترتيب الأحماض الأمينية في البروتين.
وهذا يؤثر على خصائص البروتين ووظائفه. ويمكن أن يحدث هذا التغير بسبب الطفرات الوراثية أو التغيرات في البيئة التي تؤثر على ترجمة الجينات.
استنتاجات.
مما سبق بالمختصر نلاحظ أنه وبعد تكوين البروتين، يتم نقله إلى أماكنه النهائية داخل الخلية حيث يقوم بأداء وظائفه المحددة.
يُورث ترتيب الأحماض الأمينية من الجيل السابق إلى الجيل اللاحق من خلال العملية الحيوية للتكاثر الخلوي.
عندما تتكاثر الخلية، يتم نسخ الحمض النووي الديوكسي ريبوزي ليُورث إلى الجيل الجديد.
وبالتالي يتم نقل تسلسل الأحماض الأمينية وتركيب البروتينات إلى الأجيال اللاحقة.
المراجع.
- الجزيرة. (2014). تصنيع البروتينات .. من عجائب البرمجيات في الخلايا. موقع الجزيرة. متاح على الرابط https://2u.pw/xUUehm.
- العبادي، منصور أبو شريعة. (2006). بداية الخلق في القرآن الكريم. ط1. مج 1. عمان: دار الفلاح للنشر والتوزيع.
- بن خلف الفالح، عبد الله بن مساعد. (2022). علم الخمائر. المملكة العربية السعودية: العبيكان للنشر.
- ريفن، بيتر هـ و جونسون، جورج ب و لوسلوس، جوناثان ب وماسون، كينيث أ وسنجر، سوزان ر. (2014). علم الأحياء. سلسلة الكتب الجامعية المترجمة. وزارة التعليم العالي. الجزء الأول. الطبعة الثامنة. المملكة العربية السعودية: العبيكان للنشر.
- سرسك، حسان. (2021). القاموس الشامل في العلاج الوظيفي. الأردن: دار اليازوري العلمية.
- سمير، معاذ. (2021). بصمات داروين في الكون – هندسة الأحياء وتطورها. ط2. لندن: E-Kutub Ltd.
- مرقس، سامح. (2021). كلام في العلم. ط1. مج1. القاهرة: مركز المحروسة للنشر والخدمات الصحفية والمعلومات.