جميع الكتب
حول المدرب تسجيل الدخول ابدأ القراءة

الأحياء · المسرد

ما معنى النوكليوتيد؟

يُعرف أيضًا باسم: نوكليوتيد · قاعدة (DNA) · قاعدة نتروجينية · بورين · بيريميدين

تعريف 3.4 أحياء المرحلة الثانوية · الفصل 3 — DNA: جزيء وراثي واحد للحياة كلها

DNA سلسلة من النوكليوتيدات. وكل نوكليوتيد مؤلف من ثلاثة أجزاء: زمرة فوسفاتية، وسكر (الريبوز منقوص الأكسجين)، وواحدة من أربع قواعد آزوتية: الأدنين (A)، والتيمين (T)، والغوانين (G)، والسيتوزين (C). ويتناوب السكر والفوسفات فيكوّنان العمود الفقري للسلسلة؛ وتبرز القواعد منه، واحدة لكل نوكليوتيد. ولا تختلف النوكليوتيدات الأربعة إلا بقاعدتها، فيوصف شريط DNA بمتتالية قواعده، مكتوبة سلسلة من الأحرف: ATGGCTTAC…

شريطا DNA، مرسومين مسطحين. كل شريط سلسلة من النوكليوتيدات (فوسفات وسكر وقاعدة). ويسير الشريطان في اتجاهين متعاكسين، ويمسك أحدهما بالآخر بأزواج القواعد: فA تواجه دائمًا T، وG تواجه دائمًا C. ويتلو زوج القواعد الزوج الذي قبله كل 0.34\, nm.
شريطا DNA، مرسومين مسطحين. كل شريط سلسلة من النوكليوتيدات (فوسفات وسكر وقاعدة). ويسير الشريطان في اتجاهين متعاكسين، ويمسك أحدهما بالآخر بأزواج القواعد: فA تواجه دائمًا T، وG تواجه دائمًا C. ويتلو زوج القواعد الزوج الذي قبله كل 0.34nm0.34\,\mathrm{nm}.
تركيب قواعد DNA في أربعة أنواع. في كل منها يتطابق عمودا A وT ويتطابق عمودا G وC — وهي بصمة ازدواج القواعد — بينما يختلف نصيب A+T من نوع إلى آخر.
تركيب قواعد DNA في أربعة أنواع. في كل منها يتطابق عمودا A وT ويتطابق عمودا G وC — وهي بصمة ازدواج القواعد — بينما يختلف نصيب A+T من نوع إلى آخر.

أمثلة

مثال 3.6 (قاعدة شارغاف بالأرقام)

DNA البشري: A 30.9%، وT 29.4%، وG 19.9%، وC 19.8% — أي A\,\approx\,T وG\,\approx\,C في حدود دقة القياس، وA+T =60%= 60\%. وE. coli: A 24.7%، وT 23.6%، وG 26.0%، وC 25.7%، وA+T =48%= 48\%. والخميرة: A+T =64%= 64\%. فإذا حوت عينة DNA 32% من A، تنبأ التتام بنسبة 32% من T وبنسبة (10064)/2=18%(100 - 64)/2 = 18\% من كل من G وC.

اقرأ في الفصل ←
تعريف 11.1 الأحياء الجامعية — السنة الأولى · الفصل 11 — النوكليوتيدات والحموض النووية

النوكليوتيد مكون من ثلاثة أجزاء: قاعدة نتروجينية — وهي بورين (أدنين A، وغوانين G: حلقتان ملتحمتان) أو بيريميدين (سيتوزين C، وثيمين T، ويوراسيل U: حلقة واحدة)؛ وسكر من خمس ذرات كربون، هو الريبوز في RNA أو الريبوز 2' منقوص الأكسجين في DNA (وهو يفتقر إلى الهيدروكسيل على الكربون 22')؛ وزمرة فوسفات إلى ثلاث زمر على الكربون 55' من السكر. والقاعدة مرتبطة بالكربون 11'؛ وكربونات السكر مرقمة بعلامات تفريق لتمييزها من كربونات القاعدة. والقاعدة مع السكر نوكليوزيد (أدنوزين، وغوانوزين، وسيتيدين، وثيميدين، ويوريدين)؛ ومع الفوسفات نوكليوتيد (AMP، وADP، وATP وأشباهها).

أجزاء النوكليوتيد: قاعدة على الكربون 1' من سكر خماسي، وفوسفات على الكربون 5'. والهيدروكسيل 3' هو حيث يرتبط النوكليوتيد التالي في السلسلة؛ والموضع 2' يميز RNA (OH) من DNA (H).
أجزاء النوكليوتيد: قاعدة على الكربون 11' من سكر خماسي، وفوسفات على الكربون 55'. والهيدروكسيل 33' هو حيث يرتبط النوكليوتيد التالي في السلسلة؛ والموضع 22' يميز RNA (OH) من DNA (H).

أمثلة

مثال 11.4 (RNA هش وDNA متين)

يستطيع هيدروكسيل 22' في الريبوز أن يهاجم الرابطة الفوسفوديإستيرية المجاورة: ففي قلوي خفيف يُحلمه RNA إلى نوكليوتيدات في غضون ساعات، بينما ينجو DNA، وهو يفتقر إلى ذلك الهيدروكسيل، من الغليان في القلوي وقد استُخرج سليمًا من عظام عمرها عشرات الآلاف من السنين. واليوراسيل في RNA ثيمين بلا زمرة ميثيل؛ وDNA يستعمل الثيمين حتى يمكن التعرف على السيتوزين، الذي يفقد زمرته الأمينية ببطء فيصير يوراسيلًا، بوصفه تالفًا فيُصلَح — فاليوراسيل في DNA خطأ دائمًا.

مثال 11.7 (قراءة خصلة)

إذا قرأت إحدى الخصلتين 55'-ATGGCATTC-33'، كانت شريكتها، مكتوبةً من 535' \to 3'، هي 55'-GAATGCCAT-33': فتمّم كل قاعدة، ثم اعكس الترتيب. وهي تسعة أزواج، أي 3.1nm3.1\,\mathrm{nm} من اللولب، واثنتان وعشرون رابطة هيدروجينية (خمس G–C وأربع A–T). وصبغي بشري من 2.5×1082.5 \times 10^{8} زوج طوله 8.5cm8.5\,\mathrm{cm} في هذه الصورة ولا بد أن يُطوى مئة ألف مرة ليسع في نواة (الفصل 17).

مثال 11.11 (مسبار يجد مورّثة)

مسبار من عشرين نوكليوتيدًا متمم لمورّثة واحدة، عند 5C5\,{}^{\circ}\mathrm{C} دون TmT_m الخاصة به، يرتبط بمتممته بالضبط ولا يرتبط بشيء آخر في ثلاثة مليارات زوج قواعد: فعدم تطابق واحد من عشرين يخفض TmT_m عدة درجات وينصهر الهجين غير المتطابق. ونوعية اقتران القواعد، مضروبةً في عشرين موضعًا، هي ما يستند إليه كل اختبار DNA، من إثبات الأبوة إلى كشف الممرضات.

اقرأ في الفصل ←