تخليق البروتين مقابل نسخ الحمض النووي
توفر البروتينات والحمض النووي التصميم الأساسي للحفاظ على الحياة على الأرض. في الواقع ، تحدد البروتينات شكل ووظائف الكائنات الحية بينما يحتفظ الحمض النووي بالمعلومات اللازمة لذلك. ومن ثم ، يمكن فهم تخليق البروتين وتكرار الحمض النووي على أنهما عمليات بالغة الأهمية تحدث في الخلايا الحية. تبدأ هاتان العمليتان من تسلسل النوكليوتيدات في حبلا الحمض النووي ، لكنهما مسارات مختلفة. يتم شرح الخطوات المهمة لكلتا العمليتين ، وتناقش الاختلافات بينهما في هذه المقالة.
تخليق البروتين
تخليق البروتين هو عملية بيولوجية تحدث داخل خلايا الكائنات الحية في ثلاث خطوات رئيسية تُعرف باسم النسخ ، ومعالجة الحمض النووي الريبي ، والترجمة. في خطوة النسخ ، يتم نسخ تسلسل النوكليوتيدات للجين في خيط DNA إلى RNA. هذه الخطوة الأولى تشبه إلى حد كبير تكرار الحمض النووي باستثناء أن النتيجة هي حبلا على الحمض النووي الريبي في تخليق البروتين. يتم تفكيك خيط الحمض النووي باستخدام إنزيم هليكاز الحمض النووي ، ويتم إرفاق بوليميراز الحمض النووي الريبي في المكان المحدد لبداية الجين المعروف باسم المروج ، ويتم تصنيع حبلا الحمض النووي الريبي على طول الجين. يُعرف حبلا RNA الذي تم تشكيله حديثًا باسم messenger RNA (mRNA).
يأخذ حبلا mRNA تسلسل النيوكليوتيدات إلى الريبوسومات لمعالجة الحمض النووي الريبي. سوف تتعرف جزيئات الحمض النووي الريبي (نقل الحمض النووي الريبي) المحددة على الأحماض الأمينية ذات الصلة في السيتوبلازم. بعد ذلك ، يتم ربط جزيئات الحمض النووي الريبي (tRNA) بالأحماض الأمينية المحددة. في كل جزيء tRNA ، هناك سلسلة من ثلاثة نيوكليوتيدات.يتم توصيل الريبوسوم الموجود في السيتوبلازم بحبل الرنا المرسال ، ويتم تحديد كودون البداية (المحفز). يتم نقل جزيئات الحمض النووي الريبي مع النيوكليوتيدات المقابلة لتسلسل الرنا المرسال إلى الوحدة الفرعية الكبيرة للريبوسوم. عندما تصل جزيئات الحمض النووي الريبي (tRNA) إلى الريبوسوم ، يرتبط الحمض الأميني المقابل بالحمض الأميني التالي في التسلسل من خلال رابطة الببتيد. تُعرف هذه الخطوة الأخيرة بالترجمة ؛ في الواقع ، هذا هو المكان الذي يتم فيه تخليق البروتين الفعلي.
يتم تحديد شكل البروتين من خلال الأنواع المختلفة من الأحماض الأمينية في السلسلة ، والتي تم ربطها بجزيئات الحمض الريبي النووي النقال ، ولكن الحمض النووي الريبي (tRNA) خاص بتسلسل الرنا المرسال. ومن ثم ، فمن الواضح أن جزيئات البروتين تصور المعلومات المخزنة في جزيء الحمض النووي. ومع ذلك ، يمكن أن يبدأ تخليق البروتين من حبلا الحمض النووي الريبي ، كذلك.
نسخ الحمض النووي
تكرار الحمض النووي هو عملية إنتاج شريطين متطابقين من الحمض النووي من واحد ، ويتضمن سلسلة من العمليات.تحدث كل هذه العمليات خلال المرحلة S من الطور البيني لدورة الخلية أو انقسام الخلية. إنها عملية مستهلكة للطاقة ، وتشارك في تنظيم هذه العملية في المقام الأول ثلاثة إنزيمات رئيسية تُعرف باسم DNA Helicase و DNA polymerase و DNA ligase. أولاً ، تقوم هيليكاز DNA بتفكيك البنية الحلزونية المزدوجة لشريط الحمض النووي عن طريق كسر الروابط الهيدروجينية بين القواعد النيتروجينية للخيوط المتعارضة. يبدأ هذا التفكيك من نهاية خيط DNA وليس من المنتصف. لذلك ، يمكن اعتبار هليكاز DNA بمثابة نوكلياز خارجي مقيد.
بعد تعريض القواعد النيتروجينية للحمض النووي المفرد الذي تقطعت به السبل ، يتم ترتيب ديوكسي ريبونوكليوتيدات المقابلة وفقًا لتسلسل القاعدة وتتكون الروابط الهيدروجينية ذات الصلة بواسطة إنزيم بوليميريز الحمض النووي. تحدث هذه العملية الخاصة على كل من خيوط الحمض النووي. أخيرًا ، تتشكل روابط الفوسفوديستر بين النيوكليوتيدات المتتالية ، لإكمال خيط DNA باستخدام إنزيم DNA ligase.في نهاية كل هذه الخطوات ، يتم تكوين خيطين متطابقين من الحمض النووي من خيط DNA أم واحد فقط.
الفرق بين تخليق البروتين وتكرار الحمض النووي
| تخليق البروتين | نسخ الحمض النووي |
| النتيجة النهائية هي بروتين | النتيجة النهائية هي خيط DNA |
| يشارك RNA في العملية | فقط الحمض النووي يشارك في العملية |
| يمكن أن يبدأ هذا إما من DNA أو RNA | بدأ هذا من الحمض النووي فقط |
| يتم تشكيل سلسلة بروتين جديدة | يتم تشكيل خيط DNA جديد |
| ثلاث خطوات رئيسية متضمنة | هذا مرادف إلى حد كبير لأول هذه الخطوات الرئيسية الثلاث |
| يحدث في النواة والميتوكوندريا والسيتوبلازم | يحدث في النواة فقط ولكن احياناً في الميتوكوندريا كذلك |
