تركيب الأحماض النووية وتضاعف DNA وبناء البروتين والطفرات

بطاقات مصطلحات ومفاهيم شاملة لمادة الأحماض النووية، تضاعف DNA، الشفرة الجينية، بناء البروتين، والطفرات الجينية.

النيوكليوتيدة

وحدة البناء الأساسية (المونومر) للأحماض النووية DNA و RNA، وتتكون من قاعدة نيتروجينية وسكر خماسي الكربونات ومجموعة فوسفات.

البريميدينات

قواعد نيتروجينية أحادية الحلقة تشمل اليوراسيل (U في حالة RNA)، والتايمين (T في حالة DNA)، والسايتوسين (C).

البيورينات

قواعد نيتروجينية ثنائية الحلقة تشمل الأدنين (A) والجوانين (G).

أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)

جزيء خازن للطاقة يتكون من نيوكليوتيدة مفردة تحتوي على قاعدة الأدنين، وسكر الرايبوز الخماسي (أدينوسين)، وثلاث مجموعات فوسفات.

رابطة فوسفات ثنائية الأستر

رابطة تساهمية تتكون عن طريق عملية التكثيف ونزع جزيء $H_2O$ لتصل مجموعة الفوسفات بذرتي كربون ($3'$ و $5'$) في زوج النيوكليوتيدات المتجاورة.

طرف $5'$

النهاية التي توجد عندها مجموعة فوسفات طليقة في شريط عديد النيوكليوتيد.

طرف $3'$

النهاية التي لا توجد عندها مجموعة فوسفات في شريط عديد النيوكليوتيد.

تجربة روزاليندا فرانكلين

تجربة اعتمدت على تحليل حيود الأشعة السينية الساقطة على جزيء DNA، وتوصلت إلى أن الجزيء عبارة عن لولب مزدوج واستعان بنتائجها العالمان واتسون وكريك.

ازدواج القواعد المكملة

ارتباط القواعد النيتروجينية بين شريطي DNA المترابطين؛ حيث يرتبط الأدنين (A) مع التايمين (T) برابطتين هيدروجينيتين، والجوانين (G) مع السايتوسين (C) بثلاث روابط هيدروجينية.

دورة واحدة كاملة في DNA

التفاف اللولب المزدوج الذي يتكون من عشره أزواج من القواعد النيتروجينية.

mRNA (المرسال / الناسخ)

شريط مفرد غير ملتف من النيوكليوتيدات ينقل المعلومات الجينية من الجين في النواة إلى الرايبوسوم في السيتوبلازم.

tRNA (الناقل)

شريط مثنى من النيوكليوتيدات يحمل الحمض الأميني في أحد أطرافه ويحتوي على كودون مضاد مكمل لكودون mRNA في الطرف الآخر.

rRNA (الرايبوسومي)

نوع من الأحماض النووية الرايبوزية يلتف ويكون تراكيب معقدة ويدخل في بناء الرايبوسوم مع البروتين.

إنزيم DNA بوليميريز

إنزيم يلتصق بالشريط الأصلي لـ DNA ويضيف القواعد المكملة منفردة في الاتجاه من $5'$ إلى $3'$ على الشريط الجديد.

الشريط المتقدم

الشريط الجديد المتكون عندما يتحرك إنزيم البوليميريز باتجاه عملية الانفكاك على الشريط الأصلي من $3'$ إلى $5'$.

قطع أوكازاكي

مجموعة قطع صغيرة من DNA تتكون على الشريط المتأخر عندما يحدث النسخ في عكس اتجاه عملية الانفكاك (على الشريط الأصلي من $5'$ إلى $3'$).

إنزيم اللايجيز

إنزيم يقوم بربط النيوكليوتيدات على الشريط الجديد بروابط تساهمية (فوسفات ثنائية الأستر) لتكوين العمود الفقري (سكر - فوسفات) لجزء DNA الجديد في نهاية التضاعف.

التضاعف شبه المحافظ

الطريقة التي يتم خلالها نسخ جزيء DNA لتكوين جزيئين متماثلين، حيث يحتوي كل جزيء جديد على شريط واحد من الجزيء الأصلي وشريط متكون حديثاً.

الجين

تتابع محدد من النيوكليوتيدات لـ DNA ويشفر لعديد ببتيد أو بروتين معين.

الشيفرة المكررة

خاصية في الشيفرة الجينية تعني أن كل حمض أميني له أكثر من شيفرة ثلاثية لكي يقلل من أثر الطفرات.

الشيفرة العالمية

خاصية في الشيفرة الجينية تعني أن كل شيفرة ثلاثية تشفر للحمض الأميني نفسه في جميع الكائنات الحية.

شيفرة البدء

شيفرة ثلاثية توجد في بداية الجين لبدء عملية الترجمة وتسمى TAC على DNA وتؤدي لإعطاء الحمض الأميني المثيونين (Met).

شيفرات الإيقاف (علامات الوقف)

شيفرات توجد في نهاية الجين لوقف عملية الترجمة (مثل ATT, ATC, ACT على DNA) ولا تعطي حمضاً أمينياً بل تستدعي بروتيناً خاصاً لوقف الترجمة.

عملية النسخ

عملية نسخ المعلومات الجينية في جزيء DNA إلى شريط مكمل من mRNA داخل النواة بواسطة إنزيم RNA بوليميريز.

الشريط القالب (شريط النسخ)

أحد شريطي DNA (في الاتجاه من $3'$ إلى $5'$) الذي يقوم إنزيم RNA بوليميريز بنسخه لبناء شريط mRNA المكمل.

الإنترونات (Introns)

تتابعات من نسخة mRNA الأولية لا تشفر للأحماض الأمينية وتُزال أثناء عملية المعالجة وتعديل mRNA في حقيقيات النواة.

الأوكسونات (Exons)

تتابعات من نسخة mRNA الأولية تشفر للأحماض الأمينية ويتم الإبقاء عليها وربطها معاً لتكوين mRNA الناضج.

الربط البديل

عملية معالجة لنسخة mRNA الأولية تمكن جزيئاً واحداً من mRNA الأولي الصادر من جين واحد من التشفير لعدة بروتينات مختلفة أو عدة أشكال من البروتين نفسه.

عملية الترجمة

عملية يتم من خلالها تحويل تتابع القواعد في mRNA (الكودونات) إلى تتابع الأحماض الأمينية في عديد الببتيد بواسطة الرايبوسوم وبمساعدة tRNA في السيتوبلازم.

الكودون المضاد

تتابع من ثلاث قواعد نيتروجينية توجد في أحد أطراف جزيء tRNA ويرتبط بروابط هيدروجينية مع الكودون المكمل له على نسخة mRNA.

الطفرة

تغيير عشوائي في تركيب DNA أو في تركيب أو عدد الكروموسومات في الخلية.

الطفرة الجينية

تغيير في تتابع القواعد النيتروجينية لجزيء DNA ينتج عنه تغيير في تتابع الأحماض الأمينية لعديد الببتيد.

طفرة الاستبدال

نوع من الطفرات الجينية يتم فيه استبدال قاعدة نيتروجينية واحدة بقاعدة أخرى في تتابع DNA.

طفرة إنزياح الإطار

طفرة جينية تحدث بسبب إدخال أو حذف نيوكليوتيد واحد أو أكثر مما يؤدي إلى قراءة غير صحيحة لتتابع الثلاثيات النيتروجينية.

فقر الدم المنجلي

مرض ناتج عن طفرة استبدال تم فيها استبدال القاعدة T الثانية في الثلاثية CTT بـ A (لتصبح CAT) على سلسلة بيتا في الهيموجلوبين، مما غير الحمض الأميني Glu إلى Val.