عمليّة إنتاج البروتينات – سرّ الحياة

تركّب جسمنا من خلايا كثيرة، لكلّ خليّة مكانُها ووظيفتها. لكي تقوم الخلايا بوظائفها المختلفة، تُستخدَمُ أدواتٌ صغيرةٌ تسمّى إنزيمات أو بروتينات. حتى تنتج الخليّةُ البروتينات بالكميّة الملائمة وفي التّوقيت الصّحيح، تحتاج لكرّاسة من تعليمات التّشغيل. يشكِّلُ الـD.N.A مخزنًا للمعلومات الوراثيّة في جسمنا. فهو يعمل كقالب لإنتاج البروتينات. يصفُ الفيلم القصير الّذي أمامنا عمليّة إنتاج البروتين من مرحلة النّسخ، مرورًا بالتّرجمة، وحتّى طيّه وتوجيهه إلى مكان عمله. انتبهوا إلى مراحل العمليّة المختلفة وللمكان الّذي تحدث فيه (النّواة، والسِّيتوبلازما إلخ...).

اِستمرَّ مشروعُ الجينوم البشريّ الضّخم 16 عامًا (2006-1990)، وفي إطاره تمّ الكشف عن مبنى الجينوم الإنسانيّ بدقّة متناهية تصل نسبة الـ %99.9. ما زال هذا المشروع يتقدّمُ في بحث المناطق الّتي لم يتمَّ رسمُها من الجينات. أهميّة هذا المشروع هائلة، فقد ساهم كثيرًا، وما يزالُ كذلك، في بحثِ فهمِ الآليّات الجزيئيّة في جسم الإنسان. مشاريعُ أُخرى موجودة لفكّ رموز الجينومات لكائناتٍ حيّةٍ أُخرى، منها الحيوانات والنباتات ذات الأهميّة مثل الفئران، والقردة، والقمح، والأرزّ وغيرها.

تُسمَّى عمليّة إنتاج البروتينات بالنّموذج المركزيّ في البيولوجيا لكونها المركز والأَساس لكلّ الفعاليّات الحاصلة في كلّ خليّة من خلايا جسمنا. وصف العمليّة كالتّالي RNA←DNA←بروتين. الـD.N.A عبارة عن تسلسل من نوكليئوتيدات من أربعة أنواع، كلّ ثلاثيّة منها تُشفَّر لحامض أمينيّ واحد. الأحماض الأمينيّة هي وحدات بناء البروتينات.

النّسخ- يمرُّ الـD.N.A بدايةً، عمليّةَ انفصالِ السّلسلتين، ثمّ يأتي إنزيم يسمّى R.N.A Polymerase ويُكمل السّلسلة بنوكليئوتيدات من أنواع مختلفة قليلًا. الـR.N.A بعد انتهائه من العمليّة، السّلسلة الجديدة من الـR.N.A تنفصل من الـD.N.A. وتخرج من نواة الخليّة عن طريق ممرّات خاصّة. يعود الـ D.N.Aإلى وضعه السّابق أي بسلسلتين.

التّرجمة- عند وصول الـR.N.A الّذي تمّ إنتاجه إلى السّيتوبلازما، يرتبط به الرّيبوزوم. يثبّتُ الرّيبوزوم جزيءَ الـR.N.A ويتيحُ لجزيئات الـtR.N.A الارتباطَ بهدفِ تشخيصِ تسلسلِ جزيءِ الـR.N.A، وملاءمة الأحماض الأمينيّة لثلاثيّات النوكليئوتيدات، وفقًا لشيفرةٍ مُحَدَّدَةٍ مسبقًا. الـtR.N.A عمليًّا عبارة عن تسلسلٍ لثلاثة نوكليئوتيدات يرتَبِطُ بطرفِهِ الآخرِ بحامضٍ أمينيّ واحد. تشخَّصُ ثلاثيّةُ النوكليئوتيدات الثلاثيّةَ المكمِّلة لها على جزيء الـR.N.A وترتبط بها. عندما يرتبط جزيئان من tR.N.A بجوار بعضهما البعض، يربط الرّيبوزوم بينهما ويتقدّم إلى الأمام على جزيء الـR.N.A بهدف استقبال جزيء tR.N.A جديد. يتقدّم الرّيبوزوم بأكمله، وترتبطُ الأحماضُ الأمينيّة ببعضها البعض حتّى انتهاء سلسلة الـR.N.A. عندما ترتبط جميع الأحماض الأمينيّة، ينفصل الرّيبوزوم والبروتين الّذي نتج حالًا يتحرّك إلى موقع عمله بواسطة بروتينات خاصّة.

الطّيّ (الثّني)- هنالك العديد من الطّرائق لطيِّ البروتينات، بدايةً من طيٍّ تلقائيٍّ داخلَ السِّيتوبلازما، وحتّى الطّيّ بمساعدة بروتينات إضافيّة موجودة على الشّبكة الإندوبلازميّة (Endoplasmic Reticulum)، أو على الغشاء. طيّ البروتين يُكسِبُهُ حالةً قُصوى من الثّبات، من خلالها يقوم بأَداء مهامّه. طيٌّ غير صحيح للبروتين يُعرِّضُهُ لفقدان فعاليّته أو حتّى إلى أكثر من ذلك، لإنتاج كُتَلٍ بروتينية (التحام والتصاق البروتينات ببعضها البعض) تعيقُ عملَ الخليّة بأكملها.