ترجمة الشفرة الوراثية إلى بروتينات هي عملية يتم خلالها تحويل الرسالة الوراثية (المعلومات المشفرة في الحمض النووي) إلى سلسلة من الأحماض الأمينية التي تشكل البروتين.
 |
| DNA - RNA - ترجمة ونسخ الشيفرة الوراثية إلى بروتينات |
مراحل ترجمة الشفرة الوراثية إلى بروتينات:
يتم هذا عن طريق إقران مجموعات من ثلاث قواعد (النيكلوتيدات) في الحمض النووي مع أحماض أمينية محددة (Douglas, 2018, p15)، والتي تكون متسلسلة لتشكل سلسلة البروتين. تتم هذه العملية بواسطة الريبوسومات، وهي هياكل داخل الخلية تقوم بتحويل الرسالة الوراثية إلى بروتين.
من خلال ثلاث مراحل (عريضة، د – ت، ص17 – 23):
1-الانطلاق أو البدء:
وتبدأ بارتباط الوحدتين البنائيتين للريبوسوم مع كل من mRNA الرسول وtRNA الناقل وهو أصغر أنواع RNA الثلاثة وله دور مهم في عملية الترجمة من خلال نقل الأحماض الأمينية عند تصنيع البروتينات (محمد طه، د – ت)، فيتم إرسال الرسالة الوراثية (المعلومات المشفرة في الحمض النووي) إلى الريبوسوم، حيث يتم ترجمة الكودونات إلى أحماض أمينية من خلال الكودون المضاد الموجود على tRNA الناقل.
ويبدأ الترجمة بواسطة كودون البدء (AUG) الموجود على mrna رنا الرسول – حيث لا يمكن البدء بالترجمة بدونه – والذي يقوم بتشفير الحمض الاميني ميثيونين (بيومي، 2008، ص164).
2-الاقتران والاستطالة:
يتم إقران مجموعات من ثلاث قواعد (النيكلوتيدات) في الحمض النووي مع أحماض أمينية محددة، والتي تكون متسلسلة لتشكل سلسلة البروتين، حيث ينفصل tRNA الناقل الأول ليترك حمضه الأميني ميثيونين، ويدخل trna رنا ناقل جديد إلى الريبوسوم وهو يحمل حمضاً أمينياً للكودون الذي يليه على mRNA الرسول.
تستمر هذه العملية حتى يتمكن الريبوسوم من الوصول إلى كودون الإيقاف والذي يتواجد على mRNA الرسول حيث لا يوجد له كودون مضاد متوضع على tRNA الناقل، لذلك لا يتم تشفيره إلى حمض أميني.
3-النهاية والإنهاء لعملية بناء البروتين:
يتم إنهاء عملية الترجمة عندما يصل الريبوسوم إلى نهاية الرسالة الوراثية، حيث يصل الريبوسوم إلى أحد كودونات الإيقاف (UAA – UGA – UAG). عندئذ يغادر t RNA الناقل الأخير من الريبوسوم، لتنفصل الوحدتان البنائيتان للريبوسوم عن بعضهما البعض.
كما يبتعد الريبوسوم عن mRNA الرسول، ليتحرر البروتين المتشكل ويتم إطلاقه إلى السيتوبلازم بواسطة عامل الإطلاق وهو بروتين موجود في السيتوبلازم يتم العمل على استدعائه عند ظهور أحد كودونات الإيقاف (UAA – UGA – UAG).
ومن مهام هذا العامل هو فك الارتباط بين مكونات بناء البروتين مع إيقاف بناء البروتين (ونس، 2018 ، ص50)، مع ملاحظة أنه يمكن لعدة ريبوسومات أن تقوم بترجمة ذات النسخة من m RNA الرسول.
هناك طريقة أخرى يتم فيها ترجمة الشيفرة الوراثية وإنتاج البروتينات من خلال زيادة أعداد رنا المرسال والتي يتم الحصول عليها من نفس الجين، بمعنى آخر يتم التعبير عن الجين ذاته مرات عديدة، ليتم تكوين عدد من شرائط رنا المرسال الخاص بهذا الجين، وهذه الطريقة تستخدم من قبل خلايا حقيقة النواة والبكتريا (معبد، 2023، ص349).
مقارنة بين عمليتي النسخ والترجمة للشيفرة الوراثية.
ومن هنا نستنتج أنه عند ترجمة الشيفرة الوراثية الى بروتينات لا يتم تحويل المعلومات الموجودة في الحمض النووي مباشرة إلى بروتينات، إنما يتم في البداية نسخها الى الـ RNA والتي تعتبر بمثابة عملية خلق للبروتين، عن طريق نسخ المعلومات الجينية من الـ DNA إلى الـ RNA عن طريق بروتينات معينة، والتي تعرف بعوامل النسخ التي تفك الارتباط بين حبلي الـ DNA.
وهنا يأتي دور أنزيم RNA polymerase بنسخ خيط واحد فقط من DNA ليشكل (mRNA) الرسول مما يؤدي إلى اقتران القواعد النيكلوتيدية.
وتتم عملية النسخ في نواة الخلية حيث يتم من خلالها التصنيع الحيوي لجزيء mRNA انطلاقاً من السلسلة الناسخة لإحدى سلسلتي الـDNA، هذه العملية تتم بوجود أنزيم الرنا البوليمراز.
حيث تخضع لتكامل النكليوتيدات بين السلسلة الناسخة وسلسلة الـ RNA (الضحاك ومسعود، 2019، ص10). حيث إن جزيء mRNA يقوم بعبور الغشاء النووي للوصول إلى السيتوبلازما وبالتشارك مع الريبوسومات وجزيء tRNA الناقل معاً بترجمة الرسالة المنسوخة إلى سلاسل من الأحماض الأمينية.
المراجع.
- بيومي، رضا احمد عبد المجيد. (2008). أسس علم الأحياء الدقيقة. ط1: مكتبة الأنجلو المصرية.
- عريضة، حمادة عنتر. (د – ت). بناء البروتينات. محاضرة 10. قسم إنتاج حيوان. كلية الزراعة. جامعة دمياط.
- محمد طه، رضا. (2018). الجينات والعلاج الجيني. المنصورة: مكتبة جزيرة الورد.
- ونس، أحمد لطفي. (2018). التحولات الغذائية (الأيض) في النبات – البناء الضوئي. محاضرة1. فيسولوجيا النبات. كلية الزراعة. جامعة دمياط.
- Douglas, M., Choi, J., & Clark, M. A. (2018). Biology 2e. Retrieved from https://openstax.org/books/biology-2e.