صفحة ٢٤
2.1 الشيفرة الوراثية Genetic Code
إثراء
قام العالمان بيدل وتاتوم Beadle & Tatum بإحداث طفرات على جينات معينة من أجل التعرف على تأثيرها في الكائن الحي. حيث قاما بدراسة تأثير تلك الطفرات على فطر نيوروسبورا Neurospora، وهو فطر يسبب عفن الخبز، فإتلاف جين واحد أثر على إنتاج أنزيم واحد، وكانت هذه أول فرضية تفسر العلاقة بين الجينات والبروتينات (فرضية جين واحد-أنزيم واحد). وبعد ذلك تبين للعلماء أن الجينات لا تؤثر في إنتاج الأنزيمات فقط، وإنما تؤثر في بروتينات أخرى (الأنزيمات معظمها بروتينات) أيضا؛ ليتم تعديل الفرضية السابقة، حيث تبين للعلماء أن جيناً واحداً يكون مسؤولاً عن إنتاج سلسلة عديد ببتيد واحدة. هذه الاستنتاجات جاءت من خلال دراسة طفرة في نيوكليوتيد معين لأحد الجينات، الذي يؤثر على تركيب بروتين الهيموغلوبين، الذي ينتج عنه مرض الأنيميا المنجلية.
كما أن الاكتشافات الحديثة أثبتت أن بعض الجينات يمكن أن تكون مسؤولة عن إنتاج عدة بروتينات؛ أي أن جيناً واحداً يمكن أن يتحكم في إنتاج عدة بروتينات.
نص قرائي
تمثل الشيفرة الوراثية تسلسل النيوكليوتيدات في DNA، فإذا علمت أن عدد أنواع الحموض الأمينية 20 نوعاً، فكيف يمكن أن يتم بناء شيفرات وراثية تربط هذه الحموض الأمينية كي يتم بناء سلاسل عديد الببتيد (البروتين) التي يحتاجها الإنسان؟ علما بأن عدد النيوكليوتيدات المختلفة التي تكون DNA هي أربعة فقط (A: أدنين وT: ثايمين وG: غوانين وC: سايتوسين). بداية الإجابة عن هذا السؤال كانت على يد العالم جورج غامو عام 1954، حيث أثبت بشكل رياضي أن أقل عدد يلزم من النيوكليوتيدات لتشفير حمض أميني واحد هو ثلاثة نيوكليوتيدات. وهذا بدوره كفيل أن يربط جميع الحموض الأمينية التي تلزم الإنسان، وتسمى هذه الوحدات الثلاثية على جزيء mRNA بالكودون. وكل كودون يُشفر حمضا أمينيا في سلسلة عديد الببتيد، ومن ثم جاء العالم نيرنبيرغ ومساعدوه، حيث تمكنوا من معرفة بعض الحموض الأمينية التي تشفر من قبل كودونات بطريقة عملية. وأخيرا تمكن العلماء من معرفة جميع الكودونات اللازمة لتشفير الحموض الأمينية. أنظر الجدول (1).
نشاط
نشاط (1): الشيفرة الوراثية
بالاعتماد على الجدول (1)، أجيب عن الأسئلة الآتية:
- 1
كم عدد أنواع الكودونات التي يمكن أن تكون على سلسلة mRNA؟
- 2
أكتب كودونات البدء والإيقاف.
- 3
أذكر الحموض الأمينية التي تشفر بكودون واحد فقط.