تم النشر اليوم 2024/06/01 | ما المقصود بالشيفرة الوراثية

تكوّن البروتين

تمرّ جينات الخلية المسؤولة عن توفير التوجيهات اللّازمة لتشكّل البروتينات في عملية تتكوّن من خطوتين، وهما:

مرحلة النسخ: حيث يتمّ فيها إعادة تركيب أو نسخ تسلسل الحمض النووي (DNA) داخل الجين إلى الحمض النووي الريبوزي (RNA)، كما يجب أن يمرّ الحمض النوويّ الريبوزي في حقيقيّات النوى (الاسم العلميّ: Eukaryote) من خلال خطوات معالجة إضافيّة ليصبح حمضاً نوويّاً ريبوزيّاً ناقلاً (mRNA).
مرحلة الترجمة: يتمّّ فيها ترجمة تسلسل النيوكليوتيدات في الحمض النوويّ الريبوزيّ الناقل (mRNA) إلى سلسلة من الأحماض الأمينيّة في الببتيد، الذي يعتبر سلسلة البروتين.

الشيفرة الوراثيّة

تُعرف الشيفرة الوراثيّة بأنّها سلسلة من قواعد النوكليوتيدات في الأحماض النوويّة، حيث تُرمز الأحماض النووية إلى سلاسل الأحماض الأمينية في البروتينات بنوعيها؛ وهما: الحمض النوويّ (اختصاره: DNA)، والحمض النوويّ الريبوزي (اختصاره: RNA).

يتكوّن الحمض النووّي (DNA) من أربع قواعد نيوكليوتيديّة؛ وهي: أدينين (A)، وسايتوسين (C)، وغوانين (G)، وثايمين (T)، أمّا الحمض النووي الريبوزي (RNA) فيتكوّن من النيوكليوتيدات الآتية: أدينين، وغوانين، وسايتوسين، ويوراسيل (U)، كما يُطلق مصطلح الشّفرة الجينيّة أو الكودون (بالإنجليزية: Codon) إمّا على ثلاث قواعد من نيوكليوتيدات الأحماض الأمينيّة المتتابعة، أو على رمز بداية أو نهاية مركّب البروتين، كما توّفر المجموعات الثلاثيّة للكودون التوجيهات اللازمة لإنتاج الأحماض الأمينيّة التي ترتبط معاً لتشكّل البروتينات.

خصائص الشفرة الوراثيّة

يوجد العديد من الخصائص التي تميّز الشيفرة الوراثيّة، وأهمّها:AUG.

تُعتبر الشيفرة الورائية غير متشابكة أو متقطعة، فكلّ شيفرة تشكّل مجموعات مستقلة من 3 قواعد، ولا يوجد تشابك بينها، كما يمكن قراءة الشيفرة من خلال نقطة بداية محددة، بحيث يتم عدّ 3 قواعد في كل مرة، ولهذا تعتبر نقطة البداية مهمة للغاية، حيث يُطلق عليها اطارات القراءة (بالإنجليزيّة: reading frames).
تُعتبر الشيفرة الوراثية محدّدة، حيث يوجد شفرة جينيّة محددة لنفس الحمض الأميني، مثل: كودونات UUU لحمض فينيل ألانين (بالإنجليزيّة: Phenylalanine) التي من غير الممكن أن ترمز لحمض أمينيّ آخر.
تتشابه الشيفرة الوراثيّة لدى جميع الكائنات الحية، ولكن هذا لا يشمل شيفرة المتقدّرات (بالإنجليزيّة: mitochondrion)، فبينما تشير AGA و AGG إلى الأرجنين (بالإنجليزيّة: arginine) في السيتوبلازم، فإنّها تشير إلى رمز الإنهاء في الشيفرات المتقّدرة.
يمكن أن يكون للحمض الأمينيّ الواحد عدّة شيفرات، ولكنّ الشيفرة الواحدة تمثّل حمضاً أمينيّاً واحداً، باستثناء التريبتوفان (بالإنجليزيّة: Tryptophan)، والميثيونين (بالإنجليزيّة: Methionine) اللّذان يوجد لكلّ حمض أمينيّ لديهما عدّة شيفرات.
يوجد 3 كودونات من أصل 64 شيفرة وراثيّة لا ترمز لأيّ حمض أمينيّ، ويُطلق عليها كودونات التوقّف (بالإنجليزيّة: Stop codon)، أو كودونات الانتهاء (بالإنجليزيّة: termination codon)، وهي: UAA ،UAG ،UGA، حيث يتوقّف الرّيبوسوم هنا، وينهار في الحمض النووي الريبوزي الناقل (mRNA).
يُعتبر AUG رمز البداية في معظم البروتينات، لكن هناك بعض الحالات التي يكون فيها GUG رمز البداية، كما يعُتبر الميثيونين (بالإنجليزيّة: Methionine) الحمض الأمينيّ الوحيد الذي يتمّ تحديده من خلال رمز واحد.