[Alshami]

شفرة الحياة

كما رأينا، يتحكم د ن أ في حياة الخلية، وحياة الكائنات الحية التي تتكون من خلايا، بطريقتين. أولاً: يحدد د ن أ شكل ووظيفة الخلية بتنظيم أنواع البروتينات التي تنتجها الخلية، وثانيًا: يمرر المعلومات الوراثية من جيل من الخلايا إلى الجيل التالي. وعليه فإن د ن أ هو الخطة الرئيسية للحياة كلها.

د ن أ الجزيء العجيب. توجد جزيئات د ن أ ملفوفة بإحكام في صبغيات الخلية. وربما يحتوي كل صبغي علي جزيء د ن أ واحد، بالغ الطول. وفي المتوسط، يتكون كل صبغي بشري من جزيء د ن أ طوله خمسة سنتيمترات، ولكن هذا الجزيء رفيع جدًا، بحيث لا تُرى إلا بعض تفاصيله، عند تكبيره بالمجهر الإلكتروني.
تمكن العلماء من تحديد جزيء د ن أ اعتمادًا في الأساس، على تركيبه الكيميائي. كذلك تمكنوا من تحديد شكل الجزيء بترديد الأشعة السينية عن ذرات الجزيء، ومن ثم دراسة الأنماط التي تكونها الأشعة السينية المرتدة على شرائح فوتوغرافية. وتوضح الأنماط أن الجزيء يشبه في شكله سلمًا حبليًا ملتويًا مثل الزنبرك. وكل جزيئات د ن أ لها هذا الشكل، الذي يسمى الحلزون المزدوج.
يحتوي سلم د ن أ على أربع كتل بنائية، تطفو بحرية في نواة الخلية، وتسمى النوويدات. ويتكون كل نوويد من سكر يسمى ريبوز منقوص الأكسجين، متصل بفوسفات ومركب آخر من أربع مركبات تسمى القواعد. وهذه القواعد هي الأدنين والسيتوسين والجوانين والثيمين (تختصر إلى أ، س، ج، ث، على التوالي). ويحتوي جانبا السلم على وحدات متبادلة من الفوسفات والسكر، بينما تتكون درجات السلم من القواعد التي ترتبط بوحدات السكر، على جانبي السلم. تتكون كل درجة من قاعدتين أ- ث أو ث- أ أو س- ج أو ج- س. ولاتوجد سوى هذه التوليفات، وذلك لأن هذه القواعد لايرتبط كل منها بالآخر كيميائيًا، إلا على هذا النحو. ولأن هذه الأزواج فقط هي التي تكوِّن درجات ذات أطوال مساوية للمسافة بين القطع المكونة لجانبي السلم. أما التوليفات الأخرى فتكون كبيرة جدًا أو صغيرة جدًا. وتحدد طريقة انتظام القواعد على إحدى خيطي (نصفي) السلم طريقة انتظامها على الخيط الآخر. فإذا كانت القواعد على أحد الخيطين مثلاً أ ث س ج أ ث تكون القواعد على الخيط الآخر ث أ ج س ث أ.
وقبل انقسام الخلية يتضاعف د ن أ، وينشطر السلم طوليًا فاصلاً القاعدتين المكونتين لكل درجة، ثم يزدوج كل نصف سلمي مع النوويدات غير المتصلة. ولكن القواعد في كل نصف سلمي لاتزدوج إلا مع القواعد المقابلة. فالقواعد أ ترتبط فقط مع القواعد ت، والقواعد ت مع القواعد أ، والقواعد ج مع القواعد س، والقواعد س مع القواعد ج، وبهذه الطريقة يصبح كل سلم جديد نسخة مضاعفة من السلم الأصلي. ويمكن رؤية جزيئات د ن أ المتضاعفة عند الانقسام الخيطي في شكل أزواج من الكروماتيدات في الصبغيات. وعند الانقسام الخيطي والانقسام السيتوبلازمي تتلقى كل خلية جديدة جزيئات د ن أ متطابقة.

ر ن أ النسخة الرئيسية يشبه ر ن أ - أي المادة التي تحمل تعليمات د ن أ لإنتاج البروتينات- د ن أ في التركيب الكيميائي، ولكنْ هناك اختلافان أساسيان بينهما: فالسكر في ر ن أ ربيوز بدلاً من الربيوز منقوص الأكسجين، ويحتوي ر ن أ القاعدة يوراسيل (تختصر ي)، بدلاً عن الثيمين. ومثل الثيمين يشكل اليوراسيل زوجًا مع الأدينين فقط. أما القواعد الثلاث الأخرى لـ ر ن أ- وهي أ، س، ج- ووحدة الفوسفات، فمتطابقة مع تلك الموجودة في د ن أ.
كيف، إذن، ينسخ ر ن أ الرسول طبعات د ن أ الزرقاء لتكوين البروتينات؟ أولاً، ينحل جزء من جزيء د ن أ، وينشطر إلى نصفين، فاصلاً قواعده المزدوجة، ثم يشكل كل نصف قالبًا لرص نوويدات ر ن أ. وتزدوج قواعد نوويدات ر ن أ غير المتصلة مع قواعد د ن أ المنفصلة. فقواعد ر ن أ (أي س ج أي) تزدوج مع قواعد د ن أ (ث أ ج س ث أ)، وهكذا يبدأ أحد خيوط ر ن أ في التشكل. وبعد أن يكتمل تكونه، ينسلخ هذا الخيط الذي يتكون من مئات القواعد، من قالب د ن أ، ويحمل التعليمات الخاصة بصنع بروتين إلى الريبوسومات، في شبكة الهيولي الباطنة. ثم تعاود قواعد جزيء د ن أ الارتباط، ويعاود السلم الالتفاف، وتغلق الخطة الرئيسية مرة أخرى.