شرح شعبي عن الريبوسومات وخلفية اختيار رواد المجال ومنهم البروفيسور عادا يونات من معهد وايزمان: الجزء الأول من أربعة
في بداية القرن العشرين، كان الأساس الكيميائي للحياة لغزا. ومع ذلك، فإننا نعرف اليوم عدد العمليات الأكثر أهمية التي تعمل، وصولاً إلى المستوى الذري. مُنحت جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2009 لرسم الخرائط التفصيلية للريبوسوم - "مصنع" الخلية المستقل لإنتاج بروتيناتها. يقوم الريبوسوم بترجمة المعلومات المتسامحة المخزنة في الحمض النووي. للهيكل والوظيفة.
وتقوم النظرية العامة للتطور، التي نشرها تشارلز داروين عام 1859، على افتراض أن خصائص الكائن الحي موروثة وتنتقل من جيل إلى جيل، وأنه من وقت لآخر تحدث تغيرات عشوائية. التغييرات "الناجحة"، التي تزيد من فرص بقاء كائن حي معين، هي تلك التي يتم نقلها إلى الأجيال القادمة.
منذ اللحظة التي قبل فيها المجتمع العلمي حجج داروين، ظهرت أسئلة جديدة: ما الذي ينتقل بالضبط من جيل إلى جيل، وأين يحدث التغيير العشوائي، وكيف تظهر هذه التغييرات في نهاية المطاف في الكائن الحي؟
جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2009 هي الثالثة في سلسلة من الجوائز التي توضح كيف تعمل نظريات داروين فعليًا على المستوى الذري. تُظهر الصور، التي تم الحصول عليها باستخدام طرق الأشعة السينية المختلفة، كيفية ترميز الحمض النووي. فالإنسان البسيط قادر على التعبير عن نفسه ليس فقط بالسمع أو العاطفة أو الذوق، أو بالعضلات والعظام والجلد، ولكن أيضًا بالأفكار واللغة.
بدأت الجوائز الثلاثية بواحدة من أشهر جوائز نوبل، وهي جائزة عام 1962، عندما حصل جيمس واتسون وفرانسيس كريك وموريس ويلكنز على اعتراف عالمي لوصفهم النموذج الذري لشريط الحمض النووي. حبلا مزدوج. أما الجائزة الثانية في الثلاثي فقد مُنحت في عام 2006 لروجر كورنبرج عن هياكل الأشعة السينية التي تشرح كيفية نسخ المعلومات إلى قطعة من الحمض النووي الريبوزي (RNA). عامل التوصيل.
يقوم الريبوسوم بترجمة المعلومات الوراثية إلى وظيفة
فاز الحائزون الثلاثة على جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2009، وهم فينكاتارامان راماكريشنان، وتوماس ستريتس، وأدا يونيت، بالجائزة لرسمهم خريطة للريبوسوم - وهي إحدى الآليات الخلوية الأكثر تعقيدًا على المستوى الذري. "يقرأ" الريبوسوم المعلومات المخزنة في الحمض النووي الريبي المرسال، وبناءً على هذه المعلومات، يقوم ببناء البروتينات المناسبة. ويشير العلماء إلى هذه العملية بالترجمة. خلال عملية الترجمة هذه، تصبح لغة DNA/RNA إلى لغة البروتينات، وتصل الحياة إلى أقصى تعقيداتها.
يحتوي الجسم على عشرات الآلاف من البروتينات المختلفة التي تتحكم في جميع أنشطته بدقة خارقة. ومن أمثلة هذه البروتينات: الهيموجلوبين (الذي ينقل الأكسجين من الرئتين إلى بقية الجسم)، والأنسولين (الذي يتحكم في مستويات السكر في الدم)، والأجسام المضادة (التي تلتقط وتدمر الغزاة الضارين بالجسم) والكيراتين (وهو المكون الهيكلي). الشعر والأظافر).
توجد الريبوسومات في جميع خلايا جميع الحيوانات، من البكتيريا إلى البشر. وبما أنه لا يمكن أن يوجد إنتاج بدونها، فهي هدف مثالي لنشاط الأدوية. العديد من المضادات الحيوية الموجودة اليوم تهاجم ريبوسومات البكتيريا، دون الإضرار بالريبوسومات البشرية. ونتيجة لذلك فإن المعرفة التي قدمها الحائزون على جائزة نوبل لهذا العام قد تكون ذات قيمة كبيرة في تطوير أدوية المضادات الحيوية الجديدة.
البروتينات - "سلسلة من حبات الأحماض الأمينية"
في أوائل الأربعينيات من القرن العشرين، تقدم رسم خرائط الخلايا إلى درجة أدرك فيها العلماء أن السمات الوراثية تنتقل عن طريق الكروموسومات. تتكون الكروموسومات من الأحماض النووية (DNA) والبروتينات. اعتقد غالبية المجتمع العلمي بعد ذلك أن البروتينات كانت حاملة للوراثة لأنها أكثر تعقيدًا من الحمض النووي.
كان المجتمع العلمي مفتونًا بالبروتينات. من المعروف أن العديد من البروتينات تعمل كوحدات بناء. البعض الآخر، مثل الإنزيمات، يبدأ ويتحكم في التفاعلات الكيميائية. ومع ذلك، على الرغم من أنها تؤدي وظائف مختلفة في الخلية، إلا أن جميع البروتينات تتكون من نفس وحدات البناء، وهي عشرين نوعًا مختلفًا من الأحماض الأمينية. مثل الخرز في السلسلة، فهي مرتبطة ببعضها البعض في سلاسل طويلة. الاتصال بينهما، المعروف باسم الرابطة الببتيدية، مستقر للغاية. يمكن أن تحتوي سلسلة البروتين على ما بين عشرة إلى عشرات الآلاف من الأحماض الأمينية. الأنسولين، على سبيل المثال، أقصر بكثير من الهيموجلوبين الموجود في خلايا الدم الحمراء.
الحمض النووي. - حامل بسيط جدًا للصفات الوراثية
ومن ناحية أخرى، لفصل الحمض النووي لم يول العلماء سوى القليل من الاهتمام في الأربعينيات. وفي عام 1871 تم عزله من نواة الخلية بواسطة الباحث السويسري يوهان فريدريش ميشر. ودعا المادة الجديدة بالنواة.
على غرار البروتينات، يتم فصل الحمض النووي (مدخل ويكيبيديا) يتكون من سلاسل من الخرز التي تشكل حبات أصغر. يحتوي الحمض النووي، على عكس البروتين، على أربعة مكونات فقط، تسمى القواعد (النيوكليوتيدات). وهي تحمل أربع مجموعات كيميائية: الأدينين (A)، والثايمين (T)، والجوانين (G)، والسيتوزين (C). ومع ذلك، يبدو أن أربعة مكونات مختلفة فقط هي عدد صغير جدًا بحيث لا يؤدي وظائف مهمة في الجسم. ولهذا السبب، اعتقد العلماء أن الحمض النووي يستخدم بشكل أساسي كهيكل هيكلي لبروتينات الكروموسوم.
ومع ذلك، كان عام 1944 هو عام عودة الحمض النووي. فيما أصبح يُعرف بتجربة آيفوري-ماكليود-مكارثي، تم اكتشاف الحمض النووي. من البكتيريا الميتة تم إدخالها إلى داخل البكتيريا الحية وتحويلها من غير نشطة (مسببة للمرض) إلى نشطة. ورغم الانتقادات التي وجهت لتجربة الحمض النووي أصبح محط اهتمام جديد للمجتمع العلمي. فهم كيف يمكن للحمض النووي جاء حمل السمات الوراثية أولاً مع تقديم النموذج الذري للبنية الحلزونية المزدوجة.
الملف المزدوج الأنيق
في الثامن والعشرين من فبراير عام 1953، نجح جيمس واتسون وفرانسيس كريك في تجميع أجزاء تسلسل الحمض النووي. لعدة سنوات حاولوا فهم كيفية فصل القواعد الأربع للحمض النووي. يمكن دمجها في هيكل ثلاثي الأبعاد.
وأظهرت صورة حيود الأشعة السينية الواضحة والحادة، التي أنتجتها روزاليند فرانكلين في لندن، من بين أمور أخرى، أن الحمض النووي يشكل هيكلًا حلزونيًا حلزونيًا يتكون من شريطين. أظهر فحص أكثر دقة أن الحمض النووي، بغض النظر عما إذا كان ناشئًا عن بكتيريا أو حشرة أو حشرة، يحتوي دائمًا على نفس الكمية من الزوج الأساسي الأدينين والثايمين، وزوج الجوانين والسيتوزين. ومع ذلك، كان واتسون وكريك يعملان بصيغة كيميائية غير صحيحة للقواعد. أدى تصحيح هذا الخطأ من قبل أحد زملائهم إلى فهمهم أن الأدينين يرتبط دائمًا بالثايمين وأن الجوانين يرتبط بالسيتوزين. زوج النوكليوتيدات، أو الزوج الأساسي، كما يطلق عليه عادة، له نفس الحجم ويتناسب تمامًا مع الحلزون المزدوج. ثم أدرك المجتمع العلمي أن الشفرة الوراثية تكمن في تسلسل القواعد الموجودة في كل فرع. على سبيل المثال، يمثل التسلسل ATTGCCAT شيئًا مختلفًا تمامًا عن التسلسل GCGTATAG. وفي الخطوة التالية، أدرك العلماء أن تسلسل القواعد يتحكم في تسلسل الأحماض الأمينية في البروتينات. لكن يبقى السؤال: كيف؟
سيتم الرد على هذه الإجابة في الجزء ب من هذه المراجعة،
إلى الجزء ج من المراجعة، والذي يوجد فيه وصف لاكتشاف يونات حول بكتيريا البحر الميت
إلى الجزء الرابع والأخير من المراجعة، وتفاصيل أخرى عن اكتشافات البروفيسور يونات
للحصول على مصدر المراجعة على موقع جائزة نوبل
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
- لقد أتاح عمل البروفيسور يونات فهم طريقة عمل خمسة أدوية للمضادات الحيوية
- حصلت آدا يونات على جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2009
- لمقابلة مع آدا يونات نشرت في مجلة ساينتفيك أمريكان منذ حوالي عام - الدببة القطبية والريبوسومات المخمورة
- تكسير الريبوسوم - مقابلة مع مجلة معهد وايزمان
- أسرار الرابطة الببتيدية - مجلة معهد وايزمان
تعليقات 10
لا يصح الا الصحيح
1، أنت أحمق
الجانبين مع رائعة
الرد على 1
يحدث أحيانًا أن يكون الإنسان عبقري في مجال ومتخلفًا في مجال آخر، وأحيانًا يعطل التعلق الكلمات المقتبسة بذكاء.
لا تتحمس لكل ما تقرأه في الصحيفة.
مثير! شكرًا لك.
تكريما لإدارة الموقع
لا أريد أن أعلق على المقال الذي يناقش اكتشاف البروفيسور يونات، بل على ما قالته بأن الإرهابيين ليسوا مجرمين بل إرهابيون "فقط". وبما أن كلامها لا علاقة له بعملها واكتشافاتها العلمية، فإن ردي أيضًا لا علاقة له بهذه القضايا. لقد كنت مهتماً جداً بإجابة السؤال، هل يعتقد البروفيسور يونات أنه يجب إطلاق سراح عامي بوبر الذي قتل 6 عرب أبرياء أثناء بحثهم عن عمل، وحكم عليه بالسجن المؤبد بسبب ذلك؟
بإخلاص
يوسي جادور
بطاقة تعريف. 47767934.
هاتف: 097452919