لغز الريبوسوم ، مصنع البروتين بالخلية
تويتر المصدر فيسبوك المصدر



العودة   المصدر السعودي > المنتدى العام > استراحة الاعضاء > المواضيع المميزه




المواضيع الجديدة في المواضيع المميزه


إضافة رد
 
أدوات الموضوع انواع عرض الموضوع
قديم 21-04-2011, 03:32 AM #1
الرااقي

مشرف عام


يستمد مصطلح «التكنولوجيا النانوية» Nano technology اسمه من «النانومتر» الذي يساوي جزءًا من ألف

مليون (بليون) جزء من المتر (10-9)، أو ما يعادل تقريبًا قطر جزيء Molecule، ويشير هذا المصطلح إلى

تكنولوجيا صنع أدوات وأجهزة بالغة الضآلة، عند المستوى النانومتري، بمعنى تركيب ذرة بعد أخرى أو جزيء تلو

الآخر، بهدف إنشاء منمنمات ذات مواصفات محددة مسبقًا.

الريبوسوم .. والتكنولوجيا النانوية

على الرغم من إنجاز بعض التطورات التكنولوجية المهمة في هذا المجال «النانوي»، في العقد الأخير من

القرن العشرين وأوائل القرن الحادي والعشرين، فإن هناك هدفًا رئيسيًا واحدًا، هو صنع مجمعات Assemblers،

أي أجهزة تتم برمجتها للتحكم في عملية تجميع الذرات والجزيئات لإنتاج آليات « منمنمة «، بما في ذلك مجمعات

أخرى. لكن هل نحن متأكدون أن هذا الهدف ممكن تحقيقه ؟ تسألني فأجبك. نعم. إذ أن المنظومات الحيوية البسيطة

مثل البكتيريا تشارك بالفعل في مجال التكنولوجيا النانوية، من خلال «تركيب» بروتينات، باستخدام مجمّع نطلق عليه

« الريبوسوم» Ribosome، وهو جسيم دائري صغير مكون من الحمض النووي الريبوزي (رنا RNA)

وبروتين، وموجود في السيتوبلازم للخلية الحية.


الريبوسوم مصنع البروتين بالخلية


وفي هذا المقال، أريد أن أصف الإنجاز الحديث الذي تم كخطوة رئيسية في الطريق نحو إنتاج مجمّع عام ورسم

مخطط التركيب الذري للريبوسوم، مجمّع البروتينات الطبيعي. وسوف نبدأ بوصف كيفية تجميع الريبوسوم للبروتين

بشىء من التفصيل. ولأن آليات الحياة داخل الجسم معقدة نوعًا ما، لذا فإنني أرجو أن يربط القارئ حزام الأمان حول

صدره، استعدادًا للدخول في منطقة عواصف بيولوجية!

البروتينات عبارة عن خيوط من أحماض أمينية Amino Acids، تنطوي على نفسها لتكوين وحدات، هي بمنزلة قوالب البناء المعقدة لكافة الكائنات الحية.

وتشكل البروتونات المكونات البنائية ومنظومات وآليات الدفاع والمنشطات والموصلات والمضخات ومحركات

الكائنات الحية، وهي مركبات أساسية للحياة لأنها مصدر النيتروجين والطاقة.

ويتم تجميع كل بروتين بواسطة أحد الريبوسومات، باستخدام مجموعة من التعليمات في جديلة من جزئي

« رنا المرسال « m RNA. ورنا المرسال هو نسخة تنفيذية «جزيء رنا» من المعلومات المحفوظة في المكتبة

المركزية للخلية ولكن شكله يختلف قليلًا. إذ بينما نجد أن قوام (رنا) هو رايبوز منزوع الأكسجين وفوسفات، يدعمان

سلسلة تتابعات من وحدات نوتيدية Nucleotide Units، التي تحتوي على مركب كيميائي يطلق عليه

«قاعدة نيتروجينية». وهذه الوحدات هي : الأدينين Adenine ويرمز له بالحرف «A»، والثايمين Thymine

ويرمز له بالحرف «T»، والجوانين Guanine ويرمز له بالحرف «G»، والسيتوسين Cytosine ويرمز له

بالحرف «C». ويتشابه حمض «رنا» إلى حد كبير مع «دنا» من الناحية الكيميائية، باستثناء أن سكر الرايبوز

يكون مؤكسدًا في «رنا»، كمًا تحل القاعدة «اليوراسيل» Uracil فيه، محل «الثايمين».

وهذه الاختلافات البنائية تجعل «رنا المرسال»، عبارة عن تسلسل خطي أكثر قدرة على التحرك، ويقل ميله

إلى تكوين حلزون مزدوج Helix Double مثل «دنا». ويتم قراءة التسلسل الخطي للوحدات النوتيدية للرنا

المرسال، بواسطة أحد الريبوسومات أثناء تخليق البروتين، كل ثلاث قواعد نيتروجينية بعضها مع بعض.

جمل وكلمات وحروف بيولوجية

ويمكن تصور سلسلة تعليمات « رنا المرسال « لتجميع البروتين على أنها «جملة» طويلة مكونة من خليط

من «الكلمات»، التي تتكون كل منها من ثلاثة «حروف» من «لغة ما» قوامها أربعة حروف فقط، وبحيث تنتهي

الجملة بـ «نقطة» أو أمر توقف. وتتكون هذه «اللغة» من القواعد النيتروجينية الأربعة (C)، (G)، (T)، (A)، ومن

حيث المبدأ يجب أن يكون هناك 64 كلمة مختلفة من ثلاثة حروف (43)، تؤخذ لغة أو قائمة تضم أربعة حروف فقط.

ولكن ثلاثًا من تلك الكلمات هي أوامر بالتوقف، لإبلاغ الريبوسوم باكتمال سلسلة البروتين وضرورة التوقف. وهذه

الكلمات المحتملة هي: (UGA)،(UAG)،(UAA)، وتعد تتابعات الإيقاف. وعديد من الكلمات أو التجميعات

الأخرى، زائدة ولا لزوم لها، حيث يعني كثير من الكلمات ثلاثية الحروف، نفس الحمض الأميني المكون للبروتينات.

فعلى سبيل المثال، الكلمات الثلاثية التالية:

(UUA)، (UUG)، (CUU)، (CUC)، (CUA)، (CUG) هي كلها تعليمات لتخليق حمض أميني واحد

هو « الليوسين « Leucine. وبسبب هذه التكرارات، فإن الكلمات الثلاث 61 كلمة (64-3 أوامر بالتوقف)

تعطي تعليمات لصنع عشرين حمضًا أمينيًا فقط.

وتلك الأحماض الأمينية العشرون، يحدد «رنا المرسال» شفرة تخليقها. ومن المثير أن نعرف أن هناك

أحماضًا أمينية أخرى بخلاف القائمة العشرينية لا تدخل ضمن البروتينات، التي تقوم بتخليقها الريبوسومات.

غير أن الريبوسوم لا يمسك بتلابيب الأحماض الأمينية ويجمعها مباشرة لتكوين البروتينات، وإنما يحصل على

مساعدة من جزئيات خاصة تسمى «رنا الناقل» T RNA، وهو عبارة عن جدائل قصيرة نسبيًا من «رنا» تعتبر

بمنزلة مناولات للأحماض الأمينية في عملية تخليق البروتينات.

ويحتوي جزيء «رنا الناقل» على سلسلة متكاملة، تطابق وتلتحم مع الشفرة الثلاثية التي شرحناها لتونا لـ

«رنا المرسال». ويلتصق بأحد طرفي الجزيء «رنا الناقل»، شكل منشط من الحمض الأميني، وتقوم جزئيات «رنا الناقل» هذه بجمع الأحماض الأمينية ونقلها إلى الريبوسوم، والاشتراك في تجميعها لتخليق البروتين.

وفي نهاية هذه العملية البيولوجية، ينطلق الجزيء «رنا الناقل» الذي يخلو الآن من حمضه الأميني حرًا لحال

سبيله، ثم سرعان ما يجد طريقًا إلى «إنزيم» Enzyme (حافز عضوي تحويه الخلية الحية، يتكون من حمض

بروتين أو بروتين متحد بمواد أخرى) بروتين خاص، الذي يحمّله بحمض أميني نشط آخر، وبالتالي تتكرر العملية

السابقة. ومن الواضح أن الريبوسوم ليس كيانًا حيويًا بروتينيًا خالصًا، إذ أن نحو ثلثي كتلة الريبوسوم، تتكون من

«رنا» والثلث الآخر من مكونات بروتينية. كذلك فمن المؤكد أن معظم الوظائف الرئيسية للريبوسوم ينفذها الجزيء «رنا».
وعملية تخليق البروتين المشروحة أعلاه، تدل على أن الريبوسوم أو مصنع البروتين بالخلية عبارة عن آلية

حيوية مركبة ودقيقة للغاية، وهي مكوّن أساسي لأشكال الحياة، بدءًا من البكتريا وصعودًا إلى الكائنات متعددة الخلايا

ووصولًا إلى الإنسان، إنها عنصر رئيسي للحياة ذاتها. ونحن نريد أن نفهم بدقة كيف تتم هذه العملية الحيوية





الجوهرية (عملية تخليق البروتينات). والخطوة الأولى في ذلك، هي رسم مخطط تركيب الريبوسوم، وقد تم هذا حديثًا

بنجاح. والخطوة التالية الآن هي فهم هذا المخطط ثم الوصول إلى المعرفة الدقيقة لكيفية عمل الريبوسوم، وسوف

يتطلب ذلك قدرًا كبيرًا من المحاكاة Simulation بالحواسيب. كما نود أن نكتشف كيف يمكن استخدام الريبوسوم

في نواح أخرى بجانب صنع البروتينات وكيفية تعديلها وتحسينها وتوسيع مداها. إن هدف العلماء هو استخدام مجمع

الطبيعة في الأغراض التي تحلو لنا، واستغلال قدراته الضخمة لصالح الإنسانية، وهم لم يصلوا إلى ذلك بعد، ولكنهم

يقتربون حثيثًا منه، والمستقبل يبشر بإنجازات رائعة في هذا المجال.
رؤوف وصفي





رد مع اقتباس
إضافة رد

مواقع النشر (المفضلة)

الكلمات الدلالية (Tags)
البروتين , الخلية. البروتين. الريبوسوم. ribosome , الريبوسوم , بالخلية , لغز , مصنع

أدوات الموضوع
انواع عرض الموضوع

الانتقال السريع

المواضيع المتشابهه
الموضوع كاتب الموضوع المنتدى مشاركات آخر مشاركة
اساسيات الغذاء تتمثل فى البروتين والفيتامين omziad ركن المنوعات 0 06-04-2013 01:43 AM
فوائد واضرار حمية البروتين omziad ركن المنوعات 0 06-10-2012 07:14 PM
طريقة تحضير كريمة البروكلى الخالية من البروتين omziad مطبخ حواء 3 11-08-2012 09:19 PM
فوائد البروتين في علاج تساقط الشعر دمعتي غلآك المرأة والطفل 1 05-03-2012 09:44 PM
البروتين الطبيعي "يعالج أمراض القلب" almsdar الوظائف و الاعلانات 0 19-11-2007 05:51 AM


الساعة الآن 06:35 PM


Powered by vBulletin® Version 3.8.7
Copyright ©2000 - 2016, vBulletin Solutions, Inc.