كيف تعرف الخلية ترتيب الأحماض
الأمينية وتورثه للأجيال اللاحقة؟
هل تساءلت يوماً كيف تستطيع خلية صغيرة لا ترى بالعين المجردة أن تبني
جسماً كاملًا مليئاً بالأنسجة والأعضاء والصفات المختلفة؟ وكيف تعرف كل خلية في
جسم الإنسان أي البروتينات يجب أن تصنعها، وبأي ترتيب دقيق يجب أن ترتب الأحماض
الأمينية؟ إن الأمر يبدو وكأنه برنامج معقد مكتوب بلغة سرية داخل الخلية، والأكثر
إثارة أن هذه التعليمات لا تتوقف عند فرد واحد فقط، بل تنتقل من الآباء إلى
الأبناء جيلاً بعد جيل، حاملة الصفات الوراثية نفسها مع بعض الاختلافات التي تمنح
كل إنسان تميزه الخاص.
إن فهم الطريقة التي تحصل بها الخلية
على ترتيب الأحماض الأمينية وكيفية نقل هذه المعلومات الوراثية يعد من أهم الأسس
في علم الأحياء، لأنه يفسر كيفية تكوين البروتينات المسؤولة عن معظم وظائف الحياة
داخل الكائنات الحية.
مصدر تعليمات بناء البروتينات
تحصل الخلية على ترتيب الأحماض الأمينية من المادة الوراثية الموجودة
داخل النواة، والتي تعرف بالحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين أو DNA يحتوي الـ DNA على جينات، وكل
جين يمثل مجموعة من التعليمات الخاصة بصنع بروتين معين، وتكتب هذه التعليمات
باستخدام ترتيب محدد من القواعد النيتروجينية الأربع، وهي الأدينين والثايمين
والجوانين والسيتوسين.
( بروس وآخرون ، 2002 )
يشبه الـ DNA كتاباً ضخماً يحتوي على ملايين الأحرف، لكن الخلية تستطيع قراءة الجزء
المطلوب فقط عند الحاجة إلى تصنيع بروتين معين. ويحدد ترتيب القواعد النيتروجينية
داخل الجين ترتيب الأحماض الأمينية التي ستبنى منها سلسلة عديد الببتيد، وبالتالي
يحدد شكل البروتين ووظيفته.
فعندما تحتاج الخلية إلى إنتاج بروتين معين، تبدأ أولى مراحل تصنيع
البروتين، وهي عملية النسخ، في هذه المرحلة تنسخ المعلومات الموجودة في الجين إلى
جزيء يعرف بالحمض النووي الريبوزي الرسول mRNA يعمل هذا الجزيء
كرسالة تنقل التعليمات الوراثية من النواة إلى الريبوسومات الموجودة في
السيتوبلازم.
كيف يترجم الكود الوراثي إلى أحماض أمينية؟
بعد وصول mRNA إلى الريبوسوم تبدأ عملية الترجمة، وهي من أكثر العمليات الحيوية دقة
وإثارة داخل الخلية. يقرأ الريبوسوم الشفرة الوراثية على شكل مجموعات مكونة من
ثلاث قواعد تعرف بالكودونات، وكل كودون يحدد حمضاً أمينياً معيناً.
هنا يأتي دور الحمض النووي الريبوزي الناقل
tRNA، الذي يعمل كوسيط ذكي
يحمل الأحماض الأمينية المناسبة إلى الريبوسوم، وعندما يتطابق الكودون الموجود على mRNA مع الكود المضاد
الموجود على tRNA، يتم وضع الحمض الأميني الصحيح في مكانه داخل السلسلة البروتينية
النامية.
تتكرر هذه العملية بدقة مذهلة حتى تكتمل سلسلة عديد الببتيد، ثم تنطوي
السلسلة لتأخذ شكلها النهائي وتصبح بروتيناً قادراً على أداء وظيفته داخل الخلية،
مثل نقل المواد أو تسريع التفاعلات الكيميائية أو المساهمة في بناء الأنسجة. ( انونيموس ، 2013 )
كيف تنتقل هذه التعليمات إلى الأجيال اللاحقة؟
تنتقل التعليمات الوراثية من جيل إلى آخر من خلال عملية انقسام
الخلايا والتكاثر، قبل أن تنقسم الخلية يقوم الـ
DNA بنسخ نفسه بدقة كبيرة حتى تحصل كل خلية جديدة على نسخة كاملة من
المعلومات الوراثية.
وعند التكاثر الجنسي تنتقل الجينات من الأب والأم إلى الأبناء عبر
الخلايا الجنسية، يحمل كل من الحيوان المنوي والبويضة نصف عدد الكروموسومات، وعند
اتحادهما تتكون خلية جديدة تحتوي على مزيج من الصفات الوراثية من كلا الوالدين،
ولهذا السبب قد يشبه الأبناء آباءهم في لون العينين أو شكل الشعر أو بعض الصفات
الأخرى.
( انونيموس ، 2013 )
ورغم دقة انتقال المعلومات الوراثية، قد تحدث أحياناً تغيرات بسيطة
تعرف بالطفرات، وبعض هذه الطفرات قد يكون ضاراً، بينما قد يمنح بعضها الآخر صفات
جديدة تساعد الكائن الحي على التكيف مع البيئة.
وفي الختام يتضح أن الخلية تعتمد على نظام بالغ الدقة لتنظيم بناء
البروتينات، يبدأ من الجينات الموجودة في الـ
DNA وينتهي بتكوين بروتينات مسؤولة عن صفات الكائن الحي ووظائفه الحيوية،
كما أن هذه المعلومات الوراثية لا تبقى داخل خلية واحدة فقط، بل تنسخ وتنقل
باستمرار إلى الأجيال الجديدة، مما يضمن استمرار الحياة وانتقال الصفات الوراثية
عبر الزمن، إن التأمل في هذه العمليات يكشف مدى التعقيد والإبداع الموجود داخل
الخلية الواحدة، ويجعل علم الأحياء واحداً من أكثر العلوم إثارة واكتشافاً لأسرار
الحياة.
( البوريني ، 2018 )
المراجع :
بروس ، البرتس وآخرون . ( 2002 ) . من الحمض النووي الريبي إلى
البروتين . موقع ناشونال ليبراي اوف ميديكال . تم الاسترجاع من الرابط
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26829/
دوغلاس، م.، تشوي، ج.، وكلارك، م. أ.
(2018). هيوستن، الولايات المتحدة . رخصة
الابداع المشاعي . تم الاسترجاع من الرابط
https://my.uopeople.edu/pluginfile.php/2148275/mod_book/chapter/627021/unit%204%20part%201.pdf
انونيموس ( 2013 ) . المادة الوراثية . موقع نجوم العلوم . تم
الاسترجاع من الرابط
https://starsssa.blogspot.com/2013/02/genetic-material.html
