الأحماض النووية

1. الأحماض النووية

2. تهتم دراسة الكيمياء الحيوية في معرفة النظم الحيوية التي يتكون منها جسم الكائن الحي والتغيرات التي تحدث لهذه النظم الدقيقة مادام الكائن على قيد الحياة فتنير الطريق للتقدم في الميادين المختلفة سواء من ناحية التغذية أو النواحي الصحية أو الاستفادة من الموارد الطبيعية سواء نباتية أو حيوانية ، والأهم من ذلك التدبر في خلق الكائن الحي وما وضعه فيه الخالق جل شأنه من نظام دقيق يبين عظمة الخالق وإعجازه في خلقه ,قال تعالى في سورة فصلت:

3. إن الخطوة الأولى في خلق الإنسان هو اندماج الحيوان المنوي مع البويضة ليكونا خلية كاملة ثم تنقسم هذه الخلية مكونة ملايين الخلايا ... وفي داخل كل خلية توجد النواة وبداخلها وحدات متميزة التركيب تعرف بالكروموسومات التي تحتوي على الجينات أو المورثات وهي التي تحمل الصفات الوراثية التي تنتقل من جيل إلى جيل • تتكون الكروموسومات من مواد كيميائية تعرف بالأحماض النووية أو أحماض النيوكلييك وهذه تشتتمل على المعلومات الجينية الوراثية المختلفة.

4. الأحماض النووية (Nucleic acid) • الأحماض النووية هي عبارة عن بوليمرت عضوية ذات جزيئات كبيرة نسبياً وذات أهمية بيولوجية قصوى. تتكون من وحدات أساسية تسمى النيوكليوتيدات . • توجد هذه الأحماض في جميع الخلايا الحية في صورة طليقة أو متحدة مع البروتين ، حيث لها أدوار رئيسية تقوم بها وهي حفظ المادة الو راثية ونقلها من جيل لآخر,كما أنها مسؤولة عن حمل وانتقال الصفات الو راثية و تتحكم أيضاً في ترجمة هذه الصفات عند تكوين البروتينات المختلفة بالخلايا وذلك بتحكمها في ترتيب وتتابع الأحماض الأمينية لكل بروتين يتكون بكل خلية, والأحماض النووية لها وزن جزيئي مرتفع.

5. أنواع الأحماض النووية (Kinds of Nucleic Acid):- 1- الحمض الرايبونيوكلتيديRibonucleic Acidويرمز له (RNA) رنا 2- الحمض الديوكسيرايبونيوكلتيديDeoxyribonucleic Acidويرمز له(DNA) دنا. • تحتوي معظم الكائنات الحية على كميات متفاوتة من الأحماض النووية بنوعيها ((DNA, RNA , بينما تحتوي الفيروسات على (DNA) فقط والبعض الآخر على (RNA) فقط.

6. يوجد DNAفي نواة الخلية وهو الذي تتكون منه الكروموسومات. • يوجدRNA فيسيتوبلازمالخليةويتم تصنيعه داخل النواة بواسطةDNA • لوجودDNA في داخل النواة ولتكونRNA في النواة يطلق عليها الأحماض النووية

7. تركيب الأحماض النووية • الأحماض النووية تتكون من وحدات النيوكليوتيدات الأحماض النووية النيوكليوتيدات + حامض الفوسفورك النيوكلوسيدات + سكر خماسي قاعدة نيتروجينية

8. القواعد النيتروجينية • تتكون القواعد النيتروجينية من:أ- بيوريناتPurines، ب- بيرميديناتPyrimidines • أ- البيوريناتpurinesوتتكون من حلقتين احدهما سداسية والأخرى خماسية و تشمل قاعدتين هما: • الأدنين Adinine ويرمز لهA • الجوانينGuanine ويرمز له G

9. ب- بريميديناتPyrimidines وتتكون من حلقة واحدة سداسية تحتوي على ذرتين من النيتروجين وتشمل • السايتوسين "" Cytosinويرمز له C • والثيامين " " Thymine ويرمز له T • واليوراسيل "“Uracilويرمز له U

10. السكر الخماسي • السكر الخماسي : سكر يحتوي على خمس ذرات كربون وهناك نوعان اساسيان من السكر الذي يتركب منه الاحماض النووية: • النوع الأول يسمى سكر الرايبوز(Ribose) و يدخل في تكوين RNA • النوع الثاني يسمى سكر الديوكسيرايبوزDeoxyRibose) ) و هذا النوع يدخل في تركيبة DNA حيث تنقص ذرة أكسجين على ذرة الكربون رقم 2

11. النيوكلوسيدات • عندما ترتبط القواعد (ذرة النتروجين رقم 1 في البيرميدينات ورقم 9 في البيورينات) بالسكر الخماسي (الرايبوز أو الديوكسي رايبوز) عند ذرة الكربون رقم 1 بواسطة رابطة N – جليكوسيدية يتكون ما يعرف باسم النيوكليوسيداتNucleosides

13. يرتبط حامض الفوسفورك مع النيوكليوسيدات بواسطة رابطة استيرية بين ذرة الكربون رقم 5 في السكر الخماسي يتكون النيوكليوتيداتNucleotides وتبقى مجموعة الفوسفات متأينه لذلك سميت بالأحماض

15. مكونات الحمض النووي DNA:- • يتكون الحمض النووي الرايبوزي منقوص الأكسجين من سلسلتين متوازيتين تنتظمان على هيئة سلم ملتف لولبيا (Double Helix) , يتكون جانبا السلم اللولبي من تعاقب (السكرالخماسي) و( قاعدة الفوسفات ) ويتصل بكل جزيء من جزيئات السكر قاعدة آنيتروجينية إما من نوع البيورين أو البيرميدين ، وتبرز للداخل في اتجاه المحوربحيث يتقابل الثايمين مع الادنين والسايتوسين مع الجوانين بروابط هيدروجينية

16. ترتبط القواعد مع بعضها بشكل منظم بحيث ترتبط القاعدة أدينين مع القاعدة ثايمينفي السلسلة المقابلة برابطة هيدروجينية ثنائية، بينما يرتبط الجوانين مع السايتوسين برابطة هيدروجينية ثلاثية.

18. التركيب البنائي للحمض النووي منقوص الأكسجين DNA • وتلتقي السلسلتين بشكل متوازي و عكسي (Antiparallel)، بحيث أن النهاية 5 يقابلها على السلسلة المتوازية النهاية 3.

19. الحمض النوويRNA • تعني RNA، الحمض النووي الرايبوزي، و يتألف من سلسلة واحد فقط من النيوكليوتيدات التي ترتبط بعضها مع بعض بنفس الطريقة التي يرتبط بها جزيء DNA، و لكنه يختلف عن جزيء DNA في إحتوائه على القاعدة النيتروجينيةيوراسيلU، بدلا من احتوائه على الثيامينT.توجد ثلاث أنواع من الحمض النووي RNA داخل الخلايا و هي:   * mRNA أو RNA الرسول، يتكون في النواة و يقوم بنقل الشيفرة الوراثية من الجينات في النواة إلى الرايبوسومات، ليتم تصنيع البروتينات المختلفة داخل السيتوبلازم. •    * tRNAأو RNA الناقل، و يقوم بنقل الأحماض الامينية من السيتوبلازم إلى الرايبوسومات لاستخدامها في عملية بناء البروتينات. • * rRNAأو الرايبوسومي، يتكون في النوية يستخدم في إنتاج الرايبوسومات في النوية داخل نواة الخلية.

20. تخليق البروتين الحيوي (أو اصطناع البروتين الحيوي ) Protein biosynthesis (Synthesis) • هي العملية الحيوية التي تقوم بهاالخلية بتصنيع السلاسل الببتيدية و وصلها مع بعضها لتشكيل البروتينات اعتبارا من الاحماضالأمينية . يستخدم المصطلح أحيانا للإشارة فقط إلى عملية ترجمةالبروتينات لكنها غالبا تستخدم للإشارة لكامل عملية تصنيع البروتينات بدءا من تخليق الأحماض الأمينية و النسخ من ثم الترجمة الجينيةللرنا المرسال إلى عملية تشكيل الببتيدات و ربطها . و بالرغم من التشابهات في عملية تخليق البروتين بين كافة الكائنات إلا أننا نجد بعض الفوارق و الاختلافات بين حقيقيات النوىوطلائعيات النوى .

21. نسخ DNA

22. خطوات النسخ الذاتي لحمض DNA • 1 - خلال عملية النسخ DNA يقوم إنزيم هيليكيزHelicaseبفصل سلسلتي DNA بكسر الروابط الهيدروجينية الضعيفة الموجودة بين كل زوج من أزواج القواعد النيتروجينية وتنتهي بنقطة الفصل 2- يرتبط إنزيم بلمرةDNA بوليميريزIII(DNA-PolymeraseIII) بالسلاسل المنفصلة لجزيء الحمض فالسلسة تبنى بشكل مستمر • ثم يقوم إنزيم DNA بوليميريزI باستبدال النيوكليوتيدات والقطع الغير صحيحة في كلتا السلسلتين المتقدمة والمتأخرة , ويقوم إنزيم DNA اللاحم ليقز "DNA-Ligase " بربط القطع بتكوين رابطة فوسفو ثنائي الأستر . وفي النهاية يقوم إنزيم بلمرةDNA بوليميزI وإنزيم بلمرةDNA بوليميزIII , بالتصحيح وذلك باستبدال النيوكليوتيدات غير الصحيحة بالنيوكليوتيدات الصحيحة .3- في النهاية تكون المحصلة نسختين متماثلتين لجزيء DNA الأصل , كل جزيء جديد يبنى من سلسلة نيوكليوتيدات من جزيء DNA الأصل وسلسة جديدة من النيوكليوتيدات .

23. تخليق البروتين • DNA RNA proteins • يوجد DNA في نواة الخلية بينما يتم بناء البروتين في السيتوبلازم ولذلك فإن البناء الحيوي للبروتينات يستلزم حدوث عمليتين أساسيتين أحدهما في النواة والأخرى في السيتوبلازم. • العملية الأولى تشمل نسخ Transcriptionالرسالة الوراثية منDNA على هيئة mRNA • العملية الثانية : بناء البروتين وتتم في السيتوبلازم وتحتاج إلى النوعين rRNA,tRNA ترجمة نسخ

24. تخليق البروتين

25. تخليق البروتين • العملية الأولى تشمل نسخ Transcriptionالرسالة الوراثية منDNA على هيئة mRNA

26. تخليق البروتين العملية الثانية : بناء البروتين (الترجمة)وتتم في السيتوبلازم وتحتاج إلى النوعين rRNA,tRNA

27. الفرق بين الأحماض النووية DNA , RNA)