ما هي العقيدة المركزية للبيولوجيا الجزيئية؟ - مادة الاحياء - 2025

تقول العقيدة المركزية للبيولوجيا الجزيئية أن المادة الجينية تُنسخ إلى RNA ثم تُترجم إلى بروتين.

أي أنه في هذا المجال يعتبر أن تدفق المعلومات في الكائنات الحية يسير في اتجاه واحد فقط: يتم نسخ الجينات إلى الحمض النووي الريبي.

تم الإعلان عن هذا النهج في عام 1971 ، بعد بضع سنوات من اكتشاف وظيفة المرسل لجزيء الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA).

كان فرانسيس كريك هو العالم الذي كشف هذه الفكرة من خلال وصف نقل المعلومات الجينية باستخدام المعلومات التي كانت متاحة في ذلك الوقت.

في موازاة ذلك ، اقترح هوارد تيمين إمكانية أن يعمل الحمض النووي الريبي في تخليق الحمض النووي ، كحالة استثنائية ولكن محتملة.

لم ينتشر هذا الاقتراح بين المجتمع العلمي نظرًا لشعبية العقيدة ولأنها كانت عملية ممكنة فقط في الخلايا المصابة ببعض فيروسات الحمض النووي الريبي.

ماذا تدرس البيولوجيا الجزيئية؟

علم الأحياء الجزيئي ، وفقًا لمشروع الجينوم البشري ، هو "دراسة بنية ووظيفة وتكوين الجزيئات المهمة بيولوجيًا".

وبشكل أكثر تحديدًا ، تدرس البيولوجيا الجزيئية الأسس الجزيئية لعمليات النسخ والنسخ والترجمة للمواد الجينية.

يحاول علماء الأحياء الجزيئية فهم كيفية تفاعل أنظمة الخلايا من حيث الحمض النووي ، والحمض النووي الريبي ، وتخليق البروتين.

على الرغم من أن عالم الأحياء الجزيئية يستخدم تقنيات حصرية في مجاله ، إلا أنه يجمعها مع تقنيات أخرى أكثر شيوعًا في علم الوراثة والكيمياء الحيوية.

جزء كبير من طريقته كمي ، ولهذا السبب كان هناك اهتمام كبير بواجهة هذا التخصص وعلوم الكمبيوتر: المعلوماتية الحيوية و / أو البيولوجيا الحاسوبية.

أصبح علم الوراثة الجزيئي مجالًا فرعيًا بارزًا جدًا في علم الأحياء الجزيئي.

كيف تعمل العقيدة المركزية للبيولوجيا الجزيئية؟

بالنسبة لأولئك الذين دافعوا عن هذه الفكرة ، كانت العملية على النحو التالي:

نقل المعلومات الجينية

أعمال جريجور مندل ، في عام 1865. كانت تدل على سابقة للوراثة الجينية التي تسمح لجزيء الحمض النووي ، الذي اكتشفه فريدريش ميشر بين عامي 1868 و 1869.

إن معرفة التركيب الأساسي للحمض النووي ، يسمح بمعرفة عملية التوليف والطريقة التي يتم بها تشفير المعلومات الجينية.

تكرار الحمض النووي

بعد ذلك ، سمح لنا اكتشاف البنية الثانوية للحمض النووي بصياغة هيكل اللولب المزدوج المعروف جيدًا اليوم ، ولكنه كان كشفًا في ذلك الوقت.

أدى هذا الكشف إلى استكشاف استنساخ الحمض النووي ، وهي عملية حيوية لبقاء الخلية تتكون من الانقسام عن طريق الانقسام ، والتي تتطلب تكرارًا مسبقًا للحفاظ على المادة الجينية.

في عام 1958 ، أكد ماثيو ميسيلسون وفرانك ستال أن هذا النسخ المتماثل كان شبه محافظ ، حيث تم حفظ إحدى السلاسل ، وهذا بمثابة نموذج لتجميع مكملها.

في هذه العملية ، تتدخل بروتينات مثل DNA polymerase ، مما يضيف النيوكليوتيدات إلى السلسلة الجديدة باستخدام الأصل كقالب.

نسخ الحمض النووي

لقد أجاب اكتشاف ووصف هذه العملية على السؤال المتعلق بكيفية ارتباط الحمض النووي والبروتينات عندما كانا في أماكن مختلفة في الخلايا.

تبين أن الجزيء الوسيط الذي جعل هذه العلاقة ممكنة هو حمض الريبونوكلييك الناضج (RNA).

على وجه التحديد ، RNA polymerase هو الجزيء الذي يأخذ قالبًا من أحد خيوط DNA ، والذي منه يشكل جزيء RNA جديدًا. يحدث هذا بعد تكامل القواعد.

بمعنى آخر ، إنها عملية يتم فيها إعادة إنتاج المعلومات من قسم من الحمض النووي في قطعة من الرنا المرسال (mRNA).

منتج النسخ هو خيط ناضج من الرنا المرسال (مرنا).

ترجمة RNA

في المرحلة النهائية ، يعمل الرنا المرسال الناضج (mRNA) كقالب لتخليق البروتين. هنا تتدخل الريبوسومات مع جزيئات الحمض النووي الريبي الناقل.

يفسر كل ريبوسوم ثلاثيًا من نيوكليوتيدات الرنا المرسال ، يسمى كودون ، ويكمله مضاد الكودون الذي يحتويه كل الحمض الريبي النووي النقال.

يحمل هذا الحمض النووي الريبي الحمض الأميني الذي يتناسب مع سلسلة البولي ببتيد ، بحيث ينثني في الشكل الصحيح.

في الخلايا بدائية النواة ، يمكن أن يحدث النسخ والترجمة معًا ، بينما يحدث النسخ في الخلايا حقيقية النواة في نواة الخلية وتحدث الترجمة في السيتوبلازم.

التغلب على العقيدة

في الستينيات ، لوحظ أن بعض الفيروسات جعلت من الممكن للخلية "عكس نسخ" الحمض النووي الريبي إلى الحمض النووي.

كان هذا هو الحال بالنسبة لبروتين النسخ العكسي (RT) ، المسؤول عن استخدام قالب الحمض النووي الريبي لفيروس العوز المناعي البشري لتخليق خيط مزدوج من الحمض النووي الأولي لدمجه في الحمض النووي الخلوي.

يستخدم هذا البروتين حاليًا في المختبرات وحصل هوارد تيمين وديفيد بالتيمور وريناتو دولبيكو على جائزة نوبل في الطب عام 1975.

من ناحية أخرى ، هناك فيروسات أخرى مصنوعة من RNA ، قادرة على تصنيع سلسلة RNA من تلك الموجودة بالفعل.

يمكن العثور على سبب محتمل آخر لهذا التغيير في عيوب في التسلسل التنظيمي للجينات التي تؤثر على تعبير البروتين وعملية النسخ لجين واحد أو أكثر.

كانت هذه الاكتشافات أساسًا للعديد من الأبحاث في مجال البيولوجيا الجزيئية مثل تلك المتعلقة بمرض السرطان أو الأمراض التنكسية العصبية أو البيولوجيا التركيبية.

باختصار ، كانت العقيدة المركزية للبيولوجيا الجزيئية محاولة لشرح كيفية عمل تدفق المعلومات الجينية في الكائن الحي.

تم التغلب على هذه المحاولة ، بعد عدة سنوات من البحث العلمي الذي سمح لنا بتقديم تفسير أقرب إلى الواقع.

المراجع

1. أكاديمية VITAE الرقمية للطب الحيوي (ق / و). الطب الجزيئي. منظور جديد في الطب. تم الاسترجاع من: caibco.ucv.ve
2. معهد كورييل للبحوث الطبية (ق / و). ما هو علم الأحياء الجزيئي. تم الاسترجاع من: coriell.org
3. دورانتس ، دانيال (2015). العقيدة المركزية للبيولوجيا الجزيئية. تم الاسترجاع من: drivearentiemposrevñados.wordpress.com
4. ماندال ، أنانيا (2014). ما هو علم الأحياء الجزيئي. تم الاسترجاع من: news-medical.net
5. الطبيعة (ق / و). البيولوجيا الجزيئية. تم الاسترجاع من: nature.com
6. العلوم اليومية (ق / و). البيولوجيا الجزيئية. تم الاسترجاع من: sciencedaily.com
7. جامعة فيراكروز (ق / و). البيولوجيا الجزيئية. تم الاسترجاع من: uv.mx.