ال RNA وال DNA هي جزيئات ضخمة متسلسلة التي تحدّد جميع أشكال العمليّات الحيويّة في الخليّة. من الناحية الكيمائيّة هم عبارة عن مجموعة أحماض نوويّة مرتبطة ببعضها البعض، بالمقابل، من الناحية البيولوجيّة، هناكَ أهمّيّة قصوى لترتيب وتسلسل الأحماض النوويّة. يشرح الفيديو المعروض أمامنا في جزئه الأوّل عن البنية الكيميائيّة لجزيئات الـ DNA والـ RNA وفي جزئه الثاني يتطرّق إلى دورهما في تنفيذ وظائف حيويّة في الخليّة (تخليق البروتينات).
ترجم هذا الفيديو طاقم "موقع دافيدسون أونلاين"
نتج الفيديو great pacific media
ملاحظة: في الفيديو أعلاه تمّ الاستعانة بمصطلح "دنا" بدلًا من DNA و"رنّا" بدلًا من RNA. تم ذلك بدوافع فنّيّة وليست علميّة. مع التأكيد بأنَّ "دنا" و "رنّا" ليسا اختصارين للمصطلحات العلميّة.
جزيئات الـ DNA والـ RNA هم عبارة عن سلسلة بوليمرات ضخمة، تقوم بترميز المعلومات الضروريّة لتنفيذ مجموعة وظائف حيويّة في الخليّة (تخليق البروتينات). لن نتطرّق هنا إلى موضوع تخليق البروتينات، في حال رغبت في الاستزادة، يمكنك التوجّه إلى موقع الويب الخاصّ بالمعهد والاستعانة بعدد من الفيديوهات المعروضة هناك. في هذا المقال سنخوض تحديدًا في البنية الكيميائيّة لجزيئات الـ DNA والـ RNA.
اللّبنة الأساسيّة المكوّنة لل DNA هي: حمض النوويّ (نيوكليوتيد) منقوص الأكسجين، كلّ نيوكليوتيد مكوّن من سكّر يُسمّى ريبوز منقوص الأكسجين، مجموعة فوسفات وقاعدة نيتروجينيّة. هناك أربعة أنواع من الأحماض النوويّة، أسماؤها مشتقّة من القواعد النيتروجينيّة المتغيّرة المركبة لها: أدينين، ثايمين، غوانين، سايتوسين (ATGC). ترتبط هذه القواعد النيتروجينيّة في ما بينها، أدنين مع ثايمين، غوانين مع سايتوسين (AT وGC). جزيء الـ DNA مبنيّ على شكل سُلَّم مُلتف يُشبِه الزنبرك أو اللولب يسمى لولب ألفا α-helix، أعمدة هذا السلّم هما السكّر والفوسفات ودرجاته هي القواعد النيتروجينيّة المتغيّرة. في الواقع، تحدّد هذه القواعد النيتروجينيّة خصائص النيوكليوتيد. ترتبط القواعد النيتروجينيّة بين بعضها البعض بواسطة روابط هيدروجينيّة. ترتيب النيوكليوتيدات الأربعة على طول الحمض النوويّ DNA يشكّل شيفرة جينيّة (كود) مكوّنة من الأربعة حروف (ATGC).
الروابط الهيدروجينيّة الناتجة عن ارتباط القواعد النيتروجينيّة تتيح فكّ وتشكيل لولب الـ DNA بترتيبه السليم. لكلّ زوج قواعد نيتروجينيّة يوجد روابط هيدروجينيّة مناسبة ومكمّلة. أدينين لا يرتبط بالسايتوسين أو غوانين بالثيامين، لذلك يجب أن يكون تسلسل النيوكليوتيدات متماثلًا أو متشابهًا للغاية حتّى تتمكّن السلسلتان الارتباط بالترتيب المناسب. في حال لم يكن "التشكيل" ملائمًا، هناك انزيمات خاصّة تقوم بعمليّة التصحيح. خلال عملية تخليق البروتينات، يتمّ تشكيل سلسلة RNA بناءً على القالب الجينيّ الخاصّ بالـ DNA.
اللّبنة الأساسيّة المكوّنة للـ RNA هي: الحمض النوويّ الريبونوكلي. بُنية الـ RNA مشابهة لبُنية الDNA، تشمل أيضًا مجموعة سكّريّة، مجموعة فوسفوريّة وقاعدة نيتروجين متغيّرة. القاعدة النيتروجينيّة يمكن أن تكون أحد القواعد الأربعة التالية: أدينين، يوراسيل، غوانين وسايتوسين. غالبًا، الRNA هو جزيء ذو سلسلة مفردة، والتي تُخلَق بناءً على قالب الـ DNA (بحيثُ يكون اليوراسيل بدلًا من الثايمين مكمّلًا للأدينين ويشكّلان زوجًا). هذه الميّزة تجعل من الـ RNA سهلًا للتفكيك. الرأي السائد أنّ الـ RNA هو المادّة الجينيّة الأساسيّة التي كانت موجودة قبل أكثر من مليار عامًا في الخلايا الأولى، ولكن خلال عمليّة التطور تمّ استبداله بالـ DNA. يمكن لجزيئات ال RNA أن تتطوى وتتّخذ بنى خاصّة وحتّى أنّها قادرة على تنفيذ عمليّات انزيميّة معيّنة.