الكروموسومات عبارة عن جزيئات طويلة تحتوي على ملايين الأزواج القاعدية ، والتي تشكل كروموسومًا واحدًا. معظم هذه خاصة؛ تُعرف باسم الجينات. عندما يتم التعبير عن الجين ، يتم إنتاج بروتين معين. الخطوة الأولى هي النسخ. تستخدم الإنزيمات أحد خيوط الحمض النووي الموجودة داخل الجين كقالب لإنشاء مرسال RNA (يُعرف أيضًا باسم mRNA). النسخ هو العملية الأساسية التي تحدث في كل من النسخ بدائية النواة وحقيقية النواة.
بدائية النواة مقابل النسخ حقيقية النواة
الفرق بين النسخ بدائية النواة والنسخ حقيقية النواة هو أن عملية النسخ بدائية النواة تحدث في السيتوبلازم ، بينما تحدث عملية النسخ حقيقية النواة في النواة. بدائية النواة هي المرحلة البسيطة حيث يوجد DNA يتم نسخه في RNA ، وهو يعمل بكامل طاقته ويتم ترجمته إلى بروتينات ، بينما في حقيقيات النوى ، يُطلق على الحمض النووي الريبي الأول الذي يتم إنتاجه اسم RNA السابق لأوانه ، والذي لا يمتلك القدرة على صنع البروتينات ثم هناك ، لذلك هناك تعديلات تسمى التضفير ، و 5 أغطية نهائية رئيسية ، و 3 امتدادات رئيسية.
في النسخ والترجمة بدائية النواة ، كلاهما يحدث في نفس الوقت ، لذلك هناك كمية صغيرة من معالجة الرنا المرسال. إنزيم بوليميريز RNA مطلوب لإكمال النسخ بدائية النواة بشكل فعال. يتكون الإنزيم من خمس وحدات فرعية ، والتي ترتبط بالعامل ومنطقة المروج قبل بدء النسخ بواسطة الإنزيم المجسم.
في النسخ حقيقية النواة ، هناك معالجة مكثفة للـ mRNA ، أي إزالة الإنترونات وإضافة الإكسونات ، إضافة 5 أغطية ، وإضافة ذيول بولي. يوجد ما مجموعه خمسة أنواع مختلفة من بوليمرات الحمض النووي الريبي في حقيقيات النوى ، كل منها مصمم خصيصًا لتلبية حاجة نسخ معينة ويتألف من 10 إلى 17 وحدة فرعية.
جدول مقارنة بين النسخ بدائية النواة وحقيقية النواة
| معلمات المقارنة | النسخ بدائية النواة | النسخ حقيقيات النوى |
| موقع النسخ | يحدث النسخ في السيتوبلازم. | يحدث النسخ داخل النواة. |
| جمعية الترجمة | النسخ والترجمة المقترنة. | النسخ المزدوج والترجمة غير ممكنين. |
| بوليميريز الحمض النووي الريبي | يقوم بوليميراز RNA واحد بتجميع جميع أنواع الحمض النووي الريبي. | ثلاثة أنواع من بوليميراز الحمض النووي الريبي. |
| المبادرة | بشكل عام ، لا حاجة للبروتينات. | يتطلب بروتينات تسمى عوامل النسخ. |
| وحدة النسخ | Polycistronic | أحادي |
ما هو النسخ بدائية النواة؟
غالبًا ما يشتمل النسخ بدائية النواة على العديد من الجينات ، مما يؤدي إلى وجود جزيئات mRNA متعددة الكريات التي تحدد بروتينات متعددة في جزيء واحد. قد تؤدي عمليات النسخ والترجمة المتعددة التي تحدث في نفس الوقت على نفس قالب الحمض النووي إلى رفع مستوى البروتين البكتيري داخل الخلايا بسرعة.
يستمر النسخ بدائية النواة في ثلاث خطوات - البدء ، الاستطالة ، الإنهاء. وهذه العملية مدفوعة بإنزيم بوليميريز الحمض النووي الريبي المعتمد على الحمض النووي ، والذي يقوم بنسخ الحمض النووي. بوليميراز الحمض النووي الريبي هو إنزيم أساسي له وحدات فرعية مختلفة. لديها وحدات فرعية α و α و β و. علاوة على ذلك ، لكي يعمل هذا الإنزيم ، هناك عوامل سيجما.
المحفز هو تسلسل الحمض النووي الذي ترتبط به آلية النسخ وتستخدمه لبدء النسخ. يوجد تسلسلان إجماعيان للمروج يقعان في -10 و -35 منطقة أعلى موقع البدء ، وهو نفس الشيء في جميع المروجين والأنواع البكتيرية. TATA هو تسلسل الإجماع -10 ، والمعروف غالبًا باسم المنطقة -10. يتم التعرف على التسلسل -35 وربطه بواسطة TTGACA.
يحبط البوليميراز عندما يكون غير قادر على التوليف. بمجرد تصنيع البوليميراز ، أي يتم تصنيع العتبة 10+ نيوكليوتيدات ، وهذا ما يسمى البدء الناجح. الاستطالة هي العملية التي يتم من خلالها إنتاج الرنا المرسال بمعدل 40 نيوكليوتيدات في الثانية في اتجاه 5 إلى 3. يمكن إطلاق mRNA من خلال إنهاء تفاعل بروتين rho أو إنتاج mRNA.
ما هو النسخ حقيقيات النوى؟
إن نسخ حقيقيات النوى أكثر تعقيدًا من نسخ بدائيات النوى. على عكس بوليميراز الحمض النووي الريبي البكتيري ، يمكن أن يشكل ارتباطًا مع قالب الحمض النووي بمفرده. تحتاج حقيقيات النوى إلى العديد من البروتينات الإضافية المعروفة باسم عوامل النسخ للارتباط أولاً بمنطقة المروج ومن ثم المساعدة في اختيار البوليميراز المناسب.
حقيقيات النوى تحتوي على 3 إنزيمات بوليميريز RNA. RNA polymerase 2 هو إنزيم بوليميراز رئيسي يشارك في نسخ mRNA في حقيقيات النوى. للوصول إلى قالب الحمض النووي ، يحتاج كل بوليميريز RNA حقيقي النواة إلى مجموعة فريدة من عوامل النسخ. تستغرق عملية إطالة النسخ وقتًا طويلاً. عندما يدخل DNA مزدوج الشريطة الإنزيم من الأمام ، يتم فك ضغطه لإفساح المجال لقالب RNA. هجين واحد ، RNA: يتم إنشاء زوج أساسي من الحمض النووي بسرعة كبيرة لكل زوج من قواعد الحمض النووي مفصولة بالبوليميراز المتقدم.
تخرج خيوط الحمض النووي وسلسلة الحمض النووي الريبي الوليدة عبر قنوات منفصلة ؛ تتحد خيوط الحمض النووي في النهاية الخلفية لفقاعة النسخ ، بينما يخرج الحمض النووي الريبي أحادي الخيط من تلقاء نفسه عند الطرف الرئيسي لفقاعة النسخ. عند انتهاء النسخ ، يتم تحرير بوليميراز الحمض النووي الريبي من قالب DNA الخاص به ، مما يتسبب في فصل النص بأكمله عن القالب وإطلاقه. يمر كل من بوليمرات الرنا الثلاثة بعملية تحول فريدة.
الاختلافات الرئيسية بين النسخ بدائية النواة وحقيقية النواة
استنتاج
الكيمياء الأساسية للعملية هي نفسها في كلتا الحالتين. الحمض النووي الريبي هو المنتج النهائي للنسخ في كل من بدائيات النوى وحقيقيات النوى ، على الرغم من اختلاف عمليات النسخ. تستخدم بدائيات النوى وحقيقيات النوى بوليميريز الحمض النووي الريبي كمحفز لتحفيز تخليق الحمض النووي الريبي.
في بدائيات النوى ، يحدث تكرار الحمض النووي ونسخه وترجمة الحمض النووي الريبي في حجرة واحدة (الكائنات الحية تفتقر إلى غشاء نووي). جميع العمليات الثلاث لديها القدرة على الحدوث مرة واحدة. في حقيقيات النوى (الكائنات الحية ذات الغشاء النووي) ، يحدث تكرار الحمض النووي ونسخه في النواة ، بينما يحدث تخليق البروتين في السيتوبلازم. يجب أن يمر الحمض النووي الريبي أولاً عبر الغشاء النووي قبل أن تتم ترجمته. هذا يعني أن النسخ والترجمة منفصلان ماديًا.
