البيولوجيا الجزيئية: تضاعف DNA وآليات التعبير الجيني – علوم الحياة الجامعية

البيولوجيا الجزيئية: تضاعف DNA وآليات التعبير الجيني

البيولوجيا الجزيئية (Molecular Biology) هي فرع من علوم الحياة يدرس العمليات الجزيئية داخل الخلية، وخصوصاً تلك المتعلقة بالحمض النووي DNA والحمض النووي RNA والبروتينات. في هذا الدرس الجامعي، سنتناول آليات تضاعف DNA والتعبير الجيني.

أولاً: تركيب DNA

يتكون DNA من سلسلتين متضادتين متوازيتين (Double Helix) تتكون كل منهما من نيوكليوتيدات. كل نيوكليوتيدة تحتوي على قاعدة نيتروجينية (A,T,G,C) وسكر ريبوز منقوص الأكسجين ومجموعة فوسفات. الارتباط بين القواعد يتم وفقاً لقاعدة التكامل: A مع T (برابطتين هيدروجينيتين) و G مع C (بثلاث روابط هيدروجينية).

ثانياً: تضاعف DNA (DNA Replication)

عملية تضاعف DNA تحدث خلال الطور S من دورة الخلية. الإنزيمات الرئيسية المشاركة:

• هيليكاز (Helicase): يفك الحلزون المزدوج
• بوليميراز DNA (DNA Polymerase): يبني السلسلة الجديدة
• ليغاز (Ligase): يربط قطع أوكازاكي

ثالثاً: التعبير الجيني (Gene Expression)

يتكون التعبير الجيني من مرحلتين رئيسيتين:

1. النسخ (Transcription): تحويل DNA إلى mRNA في النواة
2. الترجمة (Translation): تحويل mRNA إلى بروتين في الريبوسومات

مثال تطبيقي

في مرض فقر الدم المنجلي، يؤدي استبدال قاعدة واحدة في جين الهيموغلوبين (طفرة نقطية) إلى تغيير حمض أميني واحد في البروتين، مما يسبب تغير شكل خلايا الدم الحمراء.

للاستزادة، راجع درس البناء الضوئي: آلية وكيفية حدوثه ودرس التربة: مكوناتها وأنواعها.