الانتساخ والترجمـة

الانتساخ :

 وتعني تخليق mRNA بتوجيه من DNA، وتكون أشرطة mRNA الناتجة معاكسة القطبية للـ DNA ومتكاملة من حيث القواعد النتروجينية. وتبدأ عمليات بناء mRNA بمساعدة أنزيم كوثرة RNA المعتمد على RNAP (DNA dependent RNA polymerase) DNA الذي يقوم بانتساخ قطعة معينة من DNA . ويرتبط الانزيم بموقع خاص يدعى الممهد Promoter ويبدا الانتساخ عند المنطقة المجاورة. والممهدات القوية هي التي تستطيع التداخل بقوة مع الانزيم RNAP مؤدية الى عمليات انتساخ بمعدلات عالية، اما الممهدات الضعيفة فهي يمكن ان تبدأ الانتساخ ولكن بمعدلات واطئة وفي الحالتين يتم تخليق RNA من النهاية 5' باتجاه النهاية 3' وعادة وبعد عملية البدء يكون الانتساخ بمعدل ثابت الى ان يصل الى شفرة ختم او منطقة الانتهاء Terminators، وعندها ينفك RNAP ليكون تخليق mRNA قد اكتمل. وتكون عملية الانتساخ مجالا مفتوحا للعديد من آليات التنظيم .

الترجمة :

 وفيها يحول توالي الشفرات الوراثية على mRNA الى حوامض أمينية في البيبتيدات او البروتينات او التركيبة الأولى لها وتتم على الرايبوزومات.

وتختلف الرايبوزومات في الخلايا حقيقية النواة عن ما يقابلها في بدائية النواة في العديد من الجوانب ففي الخلايا حقيقية النواة تكون اكبر ولها معدل ترسيب S80 اما في بداية النواة فيكون معدل الترسيبS70 . وتكون الوحدات الثانوية في رايبوزومات حقيقية النواة الكبيرة بمعدل ترسيب S60 والصغيرة S40 وتكون غنية جدا بالبروتينات، اما في بدائية النواة فيكون معدل ترسيب الوحدة الكبيرةS 50 والصغيرةS 30، وتختلف في حساسيتها للمضادات الحيوية. وتكون رايبوزومات العضيات مثل المايتوكوندريا في الخلايا حقيقية النواة مشابهة لرايبوزومات الخلايا بدائية النواة. وتتكون الرايبوزومات من rRNA الذي لجزيئاته معدلات ترسيب مختلفة، اضافة الى العديد من البروتينات.

الجزيئات الناتجة من الانتساخ والمعدة للترجمة تكون مكونة من شفرات فعالة في mRNA الذي يحوي على موقع الارتباط بالرايبوزوم (rbs) Ribosome binding site ومن جهة ثانية يتم تنشيط الحوامض الأمينية انزيما وتنقل بواسطة tRNA وفق الشفرة المطلوبة بمساعدة الانزيم Amino acyl tRNA synthetase. وجزيئات tRNA تحوي على شفرات مكملة Anticodon للشفرات الموجودة على mRNA، ويجلب الحامض الأميني بعد تكوين معقد البدء والتي تشمل عددا من العوامل البروتينية، مجموعة للبدء واخرى للاستطالة او غيرها من الاغراض اضافة الى اشتراك العديد من الانزيمات. وتبدأ قراءة الرايبوزومات للشفرات على mRNA بالاتجاه من 5' الى 3'. ويجلب اول حامض اميني الى الموقع (Accepting site) A على الرايبوزوم، ويكون الحامض الأميني الأول الذي يترجم هو الميثايونين (formyl- methionine) AUG في بداية النواة، ثم يأتي الحامض الثاني الى الموقع (Peptidyl site) P على الرايبوزوم. ويتم ربط الحامضين الأمينية بآصرة ببتيدية بتأثير الانزيم Peptidyl transferase والذي هو rRNA  23S ويسمى أيضاً Ribozyme، ويتحرك الرايبوزوم بعد ذلك مسافة شفرة واحدة لينقل الحامض الاميني الثاني الى الموقع A ويبقى الموقع P شاغرا مستعدا لاستقبال حامض أميني ثالث الى ان تترجم كل الشفرات الى ما يقابلها من الحوامض الامينية. ويكون تجمع السلسلة البيتيدية من النهاية الأمينية للحامض الى النهاية الكاربوكسيلية وبذا يكون تسلسل الحوامض الامينية في البروتين مكمل لتوالي القواعد النتروجينية في mRNA وبالتالي مع تواليها في DNA وعملية الترجمة موضحا في الشكل (1). ويلاحظ في الخلايا بدائية النواة ان الجينات ذات العلاقة الوظائفية تتجمع مع بعضها مكونة الاوبرون (Operon) والحالة تكون نادرة في الخلايا حقيقية النواة.

شكل 1 : عملية الترجمة لتخليق البروتينات

المصادر

الخفاجي , زهرة محمود (2008) . التقنية الحيوية الميكروبية (توجهات جزيئية ) . معهد الهندسة الوراثية والتقنية الحيوية . جامعة بغداد .