الحمض النووي

📅 آخر تحديث: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 42 صور
الموسوعة الحرة

الصورة أعلاه تحتوي على روابط قابلة للنقر
تم الكشف عن كروموسوم وسلسلة طويلة من الحمض النووي. تشفر أزواج القواعد في الحمض النووي الجينات التي توفر وظائف. يمكن أن يحتوي الحمض النووي البشري على ما يصل إلى 500 مليون زوج من القواعد مع آلاف الجينات.
بنية الحلزون المزدوج للحمض النووي (النوع B-DNA ). الذرات في البنية مُرمَّزة بالألوان حسب العنصر ، وتظهر الهياكل التفصيلية لزوجين من القواعد في أسفل اليمين.
مخطط مبسط
جزء من سلسلة عن
علم الوراثة
المكونات الرئيسية
التاريخ والمواضيع
بحث
Fields
Personalized medicine
  •  Category
  • v
  • t
  • e

حمض الديوكسي ريبونوكلييك ( / diːˈɒksɪˌraɪboʊnjuːˌkliːɪk , - ˌkleɪ - /​​​​​​​​​​​​​ ​​​​​​ ⓘ ؛[1] DNA) هوبوليمريتكون منبولينيوكليوتيدتينملتفتتين حول بعضهما البعض لتكوينحلزون مزدوج. يحمل البوليمروراثيةلتطور وعمل ونمو وتكاثرجميعالكائنات الحية المعروفةوالعديدمنالفيروسات. DNAوحمض الريبونوكلييك(RNA) هماأحماض نووية. إلى جانبالبروتيناتوالدهونوالكربوهيدرات المعقدة (السكرياتالمتعددة)، تعد الأحماض النووية أحد الأنواع الأربعة الرئيسيةللجزيئاتالضرورية لجميع أشكالالحياة.

يُعرف سلسلتا الحمض النووي بالبولينيوكليوتيدات لأنها تتكون من وحدات أحادية أبسط تسمى النيوكليوتيدات . [2] [3] يتكون كل نيوكليوتيد من واحدة من أربع قواعد نيتروجينية ( السيتوزين [C] أو الجوانين [G] أو الأدينين [A] أو الثايمين [T])، وسكر يسمى ديوكسي ريبوز ، ومجموعة فوسفات . ترتبط النيوكليوتيدات ببعضها البعض في سلسلة بواسطة روابط تساهمية (تُعرف باسم رابطة فوسفودايستر ) بين سكر أحد النيوكليوتيدات وفوسفات التالي، مما ينتج عنه هيكل أساسي متناوب من السكر والفوسفات . ترتبط القواعد النيتروجينية لسلسلتي البولينيوكليوتيد المنفصلتين معًا، وفقًا لقواعد اقتران القواعد (A مع T وC مع G)، بروابط هيدروجينية لتكوين الحمض النووي مزدوج السلسلة. تنقسم القواعد النيتروجينية التكميلية إلى مجموعتين، البيريميدينات ذات الحلقة الواحدة والبيورينات ذات الحلقة المزدوجة . في الحمض النووي، البيريميدينات هي الثايمين والسيتوزين؛ والبيورينات هي الأدينين والجوانين.

يخزن كلا سلسلتي الحمض النووي ثنائي السلسلة نفس المعلومات البيولوجية . يتم تكرار هذه المعلومات عندما ينفصل السلسلتان. جزء كبير من الحمض النووي (أكثر من 98٪ للبشر) غير مشفر ، مما يعني أن هذه الأقسام لا تعمل كأنماط لتسلسلات البروتين . يعمل سلسلتا الحمض النووي في اتجاهين متعاكسين لبعضهما البعض وبالتالي يكونان متوازيين . يرتبط بكل سكر أحد أربعة أنواع من القواعد النووية (أو القواعد ). إن تسلسل هذه القواعد النووية الأربع على طول العمود الفقري هو الذي يشفر المعلومات الوراثية. يتم إنشاء خيوط الحمض النووي الريبي باستخدام خيوط الحمض النووي كقالب في عملية تسمى النسخ ، حيث يتم تبادل قواعد الحمض النووي لقواعدها المقابلة باستثناء حالة الثايمين (T)، حيث يحل الحمض النووي الريبي محل اليوراسيل (U). [4] بموجب الشفرة الوراثية ، تحدد خيوط الحمض النووي الريبي هذه تسلسل الأحماض الأمينية داخل البروتينات في عملية تسمى الترجمة .

داخل الخلايا حقيقية النواة، يتم تنظيم الحمض النووي في هياكل طويلة تسمى الكروموسومات . قبل الانقسام الخلوي النموذجي ، يتم مضاعفة هذه الكروموسومات في عملية تكرار الحمض النووي، مما يوفر مجموعة كاملة من الكروموسومات لكل خلية ابنة. تخزن الكائنات حقيقية النواة ( الحيوانات والنباتات والفطريات والطلائعيات ) معظم حمضها النووي داخل نواة الخلية كحمض نووي ، وبعضها في الميتوكوندريا كحمض نووي للميتوكوندريا أو في البلاستيدات الخضراء كحمض نووي للبلاستيدات الخضراء . [5] على النقيض من ذلك، تخزن بدائيات النوى ( البكتيريا والعتائق ) حمضها النووي فقط في السيتوبلازم ، في الكروموسومات الدائرية . داخل الكروموسومات حقيقية النواة، تضغط بروتينات الكروماتين ، مثل الهستونات ، الحمض النووي وتنظمه. توجه هذه الهياكل المضغوطة التفاعلات بين الحمض النووي والبروتينات الأخرى، مما يساعد في التحكم في أجزاء الحمض النووي التي يتم نسخها.

ملكيات

التركيب الكيميائي للحمض النووي DNA؛ الروابط الهيدروجينية موضحة بخطوط منقطة. يحتوي كل طرف من طرفي اللولب المزدوج على فوسفات 5' مكشوفة على أحد الخيوط ومجموعة هيدروكسيل 3' مكشوفة (—OH) على الطرف الآخر.

الحمض النووي عبارة عن بوليمر طويل مصنوع من وحدات متكررة تسمى النيوكليوتيدات . [6] [7] بنية الحمض النووي ديناميكية على طولها، فهي قادرة على الالتفاف في حلقات ضيقة وأشكال أخرى. [8] في جميع الأنواع، تتكون من سلسلتين حلزونيتين، مرتبطتين ببعضهما البعض بواسطة روابط هيدروجينية . كلتا السلسلتين ملتفتين حول نفس المحور، ولهما نفس الخطوة 34 أنجستروم (3.4  نانومتر ). يبلغ نصف قطر زوج السلاسل 10 أنجستروم (1.0 نانومتر). [9] وفقًا لدراسة أخرى، عند قياسها في محلول مختلف، بلغ عرض سلسلة الحمض النووي 22-26 أنجستروم (2.2-2.6 نانومتر)، وبلغ طول وحدة نوكليوتيد واحدة 3.3 أنجستروم (0.33 نانومتر). [10] تبلغ الكثافة الطافية لمعظم الحمض النووي 1.7 جم / سم 3. [11]

لا يوجد الحمض النووي عادةً كخيط واحد، بل كزوج من الخيوط التي يتم تثبيتها بإحكام معًا. [9] [12] يلتف هذان الخيطان الطويلان حول بعضهما البعض، على شكل حلزون مزدوج . يحتوي النوكليوتيد على جزء من العمود الفقري للجزيء (الذي يربط السلسلة معًا) وقاعدة نوكليوتيد (تتفاعل مع خيط الحمض النووي الآخر في الحلزون). تسمى القاعدة النوكليوتيدية المرتبطة بالسكر نوكليوسيد ، وتسمى القاعدة المرتبطة بالسكر ومجموعة فوسفات واحدة أو أكثر نيوكليوتيد . يسمى البوليمر الحيوي الذي يتألف من نيوكليوتيدات مرتبطة متعددة (كما هو الحال في الحمض النووي) بولينيوكليوتيد . [13]

يتكون العمود الفقري لشريط الحمض النووي من مجموعات متناوبة من الفوسفات والسكر . [14] السكر في الحمض النووي هو 2-ديوكسيريبوز ، وهو سكر خماسي (خمس ذرات كربون ). تنضم السكريات إلى مجموعات الفوسفات التي تشكل روابط فوسفودايستر بين ذرات الكربون الثالثة والخامسة لحلقات السكر المجاورة. تُعرف هذه باسم ذرات الكربون ذات النهاية 3' (النهاية الثلاثة الأولية)، والنهاية 5' (النهاية الخمسة الأولية)، ويُستخدم الرمز الأولي لتمييز ذرات الكربون هذه عن ذرات القاعدة التي يشكل معها الديوكسيريبوز رابطة جليكوسيدية . [12]

لذلك، فإن أي خيط DNA عادةً ما يكون له طرف واحد توجد عنده مجموعة فوسفات مرتبطة بذرة الكربون 5' من الريبوز (الفسفوريل 5') وطرف آخر توجد عنده مجموعة هيدروكسيل حرة مرتبطة بذرة الكربون 3' من الريبوز (الهيدروكسيل 3'). يمنح اتجاه ذرتي الكربون 3' و5' على طول العمود الفقري للسكر والفوسفات اتجاهية (تسمى أحيانًا القطبية) لكل خيط DNA. في الحلزون المزدوج للحمض النووي ، يكون اتجاه النيوكليوتيدات في أحد الخيطين معاكسًا لاتجاهها في الخيط الآخر: الخيطان متعاكسان . يُقال إن الأطراف غير المتماثلة لخيوط DNA لها اتجاهية بخمسة نهايات أولية (5') وثلاثة نهايات أولية (3')، حيث يحتوي الطرف 5' على مجموعة فوسفات طرفية والطرف 3' مجموعة هيدروكسيل طرفية. أحد الفروق الرئيسية بين الحمض النووي DNA والحمض النووي الريبي RNA هو السكر، حيث يتم استبدال 2-ديوكسي ريبوز في الحمض النووي DNA بالسكر البنتوز ذي الصلة ريبوز في الحمض النووي الريبي RNA. [12]

مقطع من الحمض النووي. تقع القواعد أفقيًا بين السلسلتين الحلزونيتين [15] ( نسخة متحركة ).

يتم تثبيت اللولب المزدوج للحمض النووي في المقام الأول من خلال قوتين: الروابط الهيدروجينية بين النوكليوتيدات وتفاعلات التكديس القاعدي بين القواعد النووية العطرية . [16] القواعد الأربع الموجودة في الحمض النووي هي الأدينين ( A ) والسيتوزين ( C ) والجوانين ( G ) والثايمين ( T ). ترتبط هذه القواعد الأربع بسكر الفوسفات لتشكيل النوكليوتيد الكامل، كما هو موضح في أحادي فوسفات الأدينوزين . يقترن الأدينين مع الثايمين والغوانين مع السيتوزين، لتكوين أزواج قواعد AT و GC . [17] [18]

تصنيف القاعدة النووية

تصنف القواعد النووية إلى نوعين: البيورينات ، A و G ، وهي مركبات حلقية غير متجانسة مندمجة خماسية وستة أعضاء ، والبيريميدينات ، وهي حلقات سداسية الأعضاء C و T. [12] عادةً ما تحل قاعدة نيتروجينية خامسة من البيريميدين، اليوراسيل ( U ) ، محل الثايمين في الحمض النووي الريبي وتختلف عن الثايمين بعدم وجود مجموعة ميثيل على حلقتها. بالإضافة إلى الحمض النووي الريبي والحمض النووي، تم إنشاء العديد من نظائر الأحماض النووية الاصطناعية لدراسة خصائص الأحماض النووية، أو للاستخدام في التكنولوجيا الحيوية. [19]

قواعد غير قانونية

توجد القواعد المعدلة في الحمض النووي. أول هذه القواعد التي تم التعرف عليها كانت 5-ميثيل سيتوزين ، والتي تم العثور عليها في جينوم المتفطرة السلية في عام 1925. [20] والسبب وراء وجود هذه القواعد غير التقليدية في الفيروسات البكتيرية ( البكتيريا ) هو تجنب إنزيمات التقييد الموجودة في البكتيريا. يعمل نظام الإنزيم هذا على الأقل جزئيًا كنظام مناعي جزيئي يحمي البكتيريا من الإصابة بالفيروسات. [21] تلعب تعديلات القواعد السيتوزين والأدينين، وهي قواعد الحمض النووي الأكثر شيوعًا وتعديلًا، أدوارًا حيوية في التحكم الجيني في التعبير الجيني في النباتات والحيوانات. [22]

من المعروف أن عددًا من القواعد غير التقليدية توجد في الحمض النووي. [23] معظمها عبارة عن تعديلات للقواعد التقليدية بالإضافة إلى اليوراسيل.

  • الأدينين المعدل
    • N6-كاربامويل-ميثيل أدينين
    • N6-ميثيادينين
  • جوانين معدلة
    • 7-ديازاغوانين
    • 7-ميثيل جوانين
  • السيتوزين المعدل
    • N4-ميثيل سيتوزين
    • 5-كاربوكسيل سيتوزين
    • 5- فورميل سيتوزين
    • 5-جليكوزيل هيدروكسي ميثيل سيتوزين
    • 5-هيدروكسي سيتوزين
    • 5-ميثيل سيتوزين
  • الثيميدين المعدل
    • ألفا-جلوتاميثيميدين
    • ألفا-بوتريسينيل ثيمين
  • اليوراسيل والتعديلات
    • القاعدة ج
    • اليوراسيل
    • 5-ديهيدروكسي بنتا يوراسيل
    • 5-هيدروكسي ميثيل ديوكسي يوراسيل
  • آحرون
    • ديوكسي أركايوسين
    • 2,6-ديامينوبيورين (2-أمينو أدينين)

الأخاديد

الأخاديد الرئيسية والثانوية في الحمض النووي. والأخيرة هي موقع ربط لصبغة هوكست 33258.

تشكل خيوط حلزونية مزدوجة العمود الفقري للحمض النووي. يمكن العثور على حلزون مزدوج آخر يتتبع المسافات أو الأخاديد بين الخيوط. تكون هذه الفراغات مجاورة لأزواج القواعد وقد توفر موقع ارتباط . نظرًا لأن الخيوط ليست متوضعة بشكل متماثل بالنسبة لبعضها البعض، فإن الأخاديد غير متساوية الحجم. يبلغ عرض الأخدود الرئيسي 22 أنجستروم (2.2 نانومتر)، بينما يبلغ عرض الأخدود الصغير 12 أنجستروم (1.2 نانومتر). [24] ونظرًا لعرض الأخدود الرئيسي الأكبر، فإن حواف القواعد يمكن الوصول إليها بسهولة أكبر في الأخدود الرئيسي مقارنة بالأخدود الصغير. ونتيجة لذلك، فإن البروتينات مثل عوامل النسخ التي يمكن أن ترتبط بتسلسلات محددة في الحمض النووي مزدوج السلسلة عادة ما تتلامس مع جوانب القواعد المكشوفة في الأخدود الرئيسي. [25] يختلف هذا الوضع في التكوينات غير العادية للحمض النووي داخل الخلية (انظر أدناه) ، ولكن الأخاديد الرئيسية والثانوية يتم تسميتها دائمًا لتعكس الاختلافات في العرض التي يمكن رؤيتها إذا تم إعادة لف الحمض النووي إلى الشكل B العادي .

إقران القاعدة

في الأعلى، زوج قاعدي GC بثلاث روابط هيدروجينية . في الأسفل، زوج قاعدي AT برابطتين هيدروجينيتين. تظهر الروابط الهيدروجينية غير التساهمية بين الأزواج كخطوط متقطعة.

في حلزون مزدوج للحمض النووي، يرتبط كل نوع من القواعد النووية على أحد الشريطين بنوع واحد فقط من القواعد النووية على الشريط الآخر. وهذا ما يسمى بالاقتران القاعدي التكميلي . تشكل البيورينات روابط هيدروجينية مع البيريميدينات، حيث يرتبط الأدينين فقط بالثايمين في رابطتين هيدروجينيتين، ويرتبط السيتوزين فقط بالجوانين في ثلاث روابط هيدروجينية. يسمى هذا الترتيب من ارتباط نوكليوتيدتين معًا عبر الحلزون المزدوج (من حلقة من ستة كربون إلى حلقة من ستة كربون) زوج قواعد واتسون-كريك. الحمض النووي ذو المحتوى العالي من GC أكثر استقرارًا من الحمض النووي ذو المحتوى المنخفض من GC . زوج قواعد هوجستين (رابطة هيدروجينية تربط الحلقة المكونة من 6 كربون بالحلقة المكونة من 5 كربون) هو نوع نادر من الاقتران القاعدي. [26] نظرًا لأن الروابط الهيدروجينية ليست تساهمية ، فيمكن كسرها وإعادة ربطها بسهولة نسبية. وبالتالي، يمكن فصل سلسلتي الحمض النووي في الحلزون المزدوج عن بعضهما البعض مثل السحَّاب، إما بقوة ميكانيكية أو درجة حرارة عالية . [27] ونتيجة لهذا التكامل بين أزواج القواعد، يتم تكرار جميع المعلومات الموجودة في التسلسل ذي السلسلتين في حلزون الحمض النووي على كل سلسلة، وهو أمر حيوي في تكرار الحمض النووي. هذا التفاعل القابل للعكس والمحدد بين أزواج القواعد التكميلية أمر بالغ الأهمية لجميع وظائف الحمض النووي في الكائنات الحية. [7]

ssDNA مقابل dsDNA

تتكون معظم جزيئات الحمض النووي في الواقع من سلسلتين من البوليمر، ترتبطان معًا بطريقة حلزونية بواسطة روابط غير تساهمية؛ ويتم الحفاظ على بنية الحمض النووي ثنائي السلسلة (dsDNA) إلى حد كبير من خلال تفاعلات تكديس القواعد داخل السلسلة، والتي تكون أقوى في تكديسات G وC. يمكن أن تنفصل السلسلتان - وهي عملية تُعرف بالذوبان - لتكوين جزيئين من الحمض النووي أحادي السلسلة (ssDNA). يحدث الذوبان عند درجات حرارة عالية، وملح منخفض ودرجة حموضة عالية (تؤدي درجة الحموضة المنخفضة أيضًا إلى ذوبان الحمض النووي، ولكن نظرًا لأن الحمض النووي غير مستقر بسبب إزالة البيورين من الحمض، نادرًا ما يتم استخدام درجة الحموضة المنخفضة).

لا يعتمد استقرار شكل dsDNA على محتوى GC (% أزواج قواعد G,C ) فحسب، بل يعتمد أيضًا على التسلسل (نظرًا لأن التكديس يعتمد على التسلسل) وكذلك الطول (الجزيئات الأطول تكون أكثر استقرارًا). يمكن قياس الاستقرار بطرق مختلفة؛ الطريقة الشائعة هي درجة حرارة الانصهار (وتسمى أيضًا قيمة T m )، وهي درجة الحرارة التي يتحول عندها 50٪ من جزيئات السلسلة المزدوجة إلى جزيئات سلسلة مفردة؛ تعتمد درجة حرارة الانصهار على القوة الأيونية وتركيز الحمض النووي. ونتيجة لذلك، فإن كل من نسبة أزواج قواعد GC والطول الكلي لحلزون الحمض النووي المزدوج هما اللذان يحددان قوة الارتباط بين سلسلتي الحمض النووي. تحتوي حلزونات الحمض النووي الطويلة ذات المحتوى العالي من GC على خيوط متفاعلة بقوة أكبر، بينما تحتوي الحلزونات القصيرة ذات المحتوى العالي من AT على خيوط متفاعلة بشكل أضعف. [28] في علم الأحياء، تميل أجزاء من الحلزون المزدوج للحمض النووي التي تحتاج إلى الانفصال بسهولة، مثل صندوق TATAAT Pribnow في بعض المحفزات ، إلى أن تحتوي على نسبة عالية من AT ، مما يجعل الخيوط أسهل في الانفصال. [29]

في المختبر، يمكن قياس قوة هذا التفاعل من خلال إيجاد درجة حرارة الانصهار T m اللازمة لكسر نصف الروابط الهيدروجينية. عندما تذوب جميع أزواج القواعد في حلزون مزدوج للحمض النووي، تنفصل الخيوط وتوجد في المحلول كجزيئين مستقلين تمامًا. لا تحتوي جزيئات الحمض النووي أحادية السلسلة هذه على شكل مشترك واحد، ولكن بعض التكوينات أكثر استقرارًا من غيرها. [30]

كمية

مخطط كروموسومي تخطيطي لإنسان. يُظهر 22 كروموسومًا متماثلًا ، كل من النسخ الأنثوية (XX) والذكرية (XY) من الكروموسوم الجنسي (أسفل اليمين)، بالإضافة إلى جينوم الميتوكوندريا (للقياس في أسفل اليسار). يُظهر المقياس الأزرق على يسار كل زوج من الكروموسومات (وجينوم الميتوكوندريا) طوله من حيث ملايين أزواج قواعد الحمض النووي .

في البشر، يمتد إجمالي الجينوم النووي ثنائي الصبغيات الأنثوي لكل خلية لمسافة 6.37 زوج جيجاباس (Gbp)، ويبلغ طوله 208.23 سم ويزن 6.51 بيكوجرام (pg). [31] تبلغ قيم الذكور 6.27 جيجاباس، 205.00 سم، 6.41 بيكوجرام. [31] يمكن أن يحتوي كل بوليمر DNA على مئات الملايين من النيوكليوتيدات، كما هو الحال في الكروموسوم 1. الكروموسوم 1 هو أكبر كروموسوم بشري مع ما يقرب من 220 مليون زوج قاعدي ، وسيكونيبلغ طوله 85 ملم إذا تم تقويمه. [32]

في حقيقيات النوى ، بالإضافة إلى الحمض النووي النووي ، يوجد أيضًا الحمض النووي للميتوكوندريا (mtDNA) الذي يشفر بعض البروتينات التي تستخدمها الميتوكوندريا. عادةً ما يكون الحمض النووي للميتوكوندريا صغيرًا نسبيًا مقارنة بالحمض النووي النووي. على سبيل المثال، يشكل الحمض النووي للميتوكوندريا البشرية جزيئات دائرية مغلقة، يحتوي كل منها على 16569 [33] [34] زوجًا من قواعد الحمض النووي، [35] حيث يحتوي كل جزيء من هذه الجزيئات عادةً على مجموعة كاملة من جينات الميتوكوندريا. تحتوي كل ميتوكوندريا بشرية، في المتوسط، على ما يقرب من 5 جزيئات من الحمض النووي للميتوكوندريا. [35] تحتوي كل خلية بشرية على ما يقرب من 100 ميتوكوندريا، مما يعطي إجمالي عدد جزيئات mtDNA لكل خلية بشرية حوالي 500. [35] ومع ذلك، فإن كمية الميتوكوندريا لكل خلية تختلف أيضًا حسب نوع الخلية، ويمكن أن تحتوي خلية البويضة على 100000 ميتوكوندريا، وهو ما يعادل ما يصل إلى 1500000 نسخة من جينوم الميتوكوندريا (تشكل ما يصل إلى 90٪ من الحمض النووي للخلية). [36]

المعنى والمعاكس

يُطلق على تسلسل الحمض النووي اسم تسلسل "حسي" إذا كان هو نفسه تسلسل نسخة الرنا المرسال التي تُرجمت إلى بروتين. [37] ويُطلق على التسلسل الموجود على الشريط المقابل اسم تسلسل "معاكس للحس". يمكن أن يوجد كل من التسلسل الحسي والمضاد للحس على أجزاء مختلفة من نفس شريط الحمض النووي (أي يمكن أن يحتوي كلا الشريطين على تسلسلات حسية ومضادة للحس). في كل من بدائيات النوى وحقيقيات النوى، يتم إنتاج تسلسلات الرنا المضادة للحس، لكن وظائف هذه الرنا ليست واضحة تمامًا. [38] أحد الاقتراحات هو أن الرنا المضادة للحس تشارك في تنظيم التعبير الجيني من خلال اقتران قواعد الرنا-الرنا. [39]

بعض تسلسلات الحمض النووي في بدائيات النوى وحقيقيات النوى، والمزيد في البلازميدات والفيروسات ، تطمس التمييز بين خيوط المعنى والخيط المضاد للمعنى من خلال وجود جينات متداخلة . [40] في هذه الحالات، تقوم بعض تسلسلات الحمض النووي بوظيفتين، حيث تقوم بتشفير بروتين واحد عند قراءته على طول خيط واحد، وبروتين ثانٍ عند قراءته في الاتجاه المعاكس على طول الخيط الآخر. في البكتيريا ، قد يشارك هذا التداخل في تنظيم نسخ الجينات، [41] بينما في الفيروسات، تزيد الجينات المتداخلة من كمية المعلومات التي يمكن ترميزها داخل الجينوم الفيروسي الصغير. [42]

الالتفاف الفائق

يمكن لف الحمض النووي مثل الحبل في عملية تسمى الالتفاف الفائق للحمض النووي . مع وجود الحمض النووي في حالته "المسترخية"، يدور الشريط عادةً حول محور الحلزون المزدوج مرة واحدة كل 10.4 زوج من القواعد، ولكن إذا تم لف الحمض النووي، تصبح الخيوط أكثر إحكامًا أو أكثر ارتخاءً. [43] إذا تم لف الحمض النووي في اتجاه الحلزون، فهذا هو الالتفاف الفائق الإيجابي، ويتم تثبيت القواعد معًا بشكل أكثر إحكامًا. إذا تم لفها في الاتجاه المعاكس، فهذا هو الالتفاف الفائق السلبي، وتتفكك القواعد بسهولة أكبر. في الطبيعة، يحتوي معظم الحمض النووي على التفاف فائق سلبي طفيف يتم إدخاله بواسطة إنزيمات تسمى توبوإيزوميرازات . [44] هذه الإنزيمات ضرورية أيضًا لتخفيف ضغوط الالتواء التي يتم إدخالها في خيوط الحمض النووي أثناء عمليات مثل النسخ وتضاعف الحمض النووي . [45]

هياكل الحمض النووي البديلة

من اليسار إلى اليمين، هياكل A و B و Z-DNA

يوجد الحمض النووي في العديد من التكوينات المحتملة التي تتضمن أشكال الحمض النووي A ، والحمض النووي B ، والحمض النووي Z ، على الرغم من أن الحمض النووي B والحمض النووي Z فقط تم ملاحظتهما بشكل مباشر في الكائنات الحية الوظيفية. [14] يعتمد التكوين الذي يتخذه الحمض النووي على مستوى الترطيب، وتسلسل الحمض النووي، وكمية واتجاه الالتفاف الفائق، والتعديلات الكيميائية للقواعد، ونوع وتركيز الأيونات المعدنية ، ووجود البوليامينات في المحلول. [46]

استخدمت التقارير المنشورة الأولى عن أنماط حيود الأشعة السينية للحمض النووي A-DNA - وكذلك الحمض النووي B-DNA - تحليلات تستند إلى وظائف باترسون التي قدمت كمية محدودة فقط من المعلومات البنيوية للألياف الموجهة للحمض النووي. [47] [48] اقترح ويلكنز وآخرون تحليلًا بديلًا في عام 1953 لأنماط حيود الأشعة السينية للحمض النووي B-DNA في الجسم الحي لألياف الحمض النووي شديدة الترطيب من حيث مربعات وظائف بيسل . [49] في نفس المجلة، قدم جيمس واتسون وفرانسيس كريك تحليلهما النمذجة الجزيئية لأنماط حيود الأشعة السينية للحمض النووي للإشارة إلى أن البنية كانت حلزونية مزدوجة. [9]

على الرغم من أن شكل الحمض النووي B هو الأكثر شيوعًا في ظل الظروف الموجودة في الخلايا، [50] إلا أنه ليس تكوينًا محددًا جيدًا ولكنه مجموعة من تكوينات الحمض النووي ذات الصلة [51] والتي تحدث عند مستويات الترطيب العالية الموجودة في الخلايا. إن أنماط حيود الأشعة السينية والتشتت المقابلة لها هي سمة مميزة للبلورات الجزيئية ذات درجة كبيرة من الاضطراب. [52] [53]

بالمقارنة مع B-DNA، فإن شكل A-DNA عبارة عن حلزوني أيمن أوسع ، مع أخدود صغير ضحل وواسع وأخدود رئيسي أضيق وأعمق. يحدث الشكل A في ظل ظروف غير فسيولوجية في عينات DNA المجففة جزئيًا، بينما قد يتم إنتاجه في الخلية في أزواج هجينة من خيوط DNA وRNA، وفي مجمعات إنزيم-DNA. [ 54] [55] قد تخضع أجزاء DNA حيث تم تعديل القواعد كيميائيًا عن طريق الميثيل لتغيير أكبر في التكوين وتبني الشكل Z. هنا، تدور الخيوط حول المحور الحلزوني في حلزوني أيسر، على عكس الشكل B الأكثر شيوعًا. [56] يمكن التعرف على هذه الهياكل غير العادية من خلال بروتينات ربط Z-DNA المحددة وقد تشارك في تنظيم النسخ. [57]

كيمياء الحمض النووي البديلة

لعدة سنوات، اقترح علماء الأحياء الخارجية وجود محيط حيوي ظل ، وهو عبارة عن محيط حيوي ميكروبي مفترض للأرض يستخدم عمليات بيوكيميائية وجزيئية مختلفة جذريًا عن الحياة المعروفة حاليًا. كان أحد المقترحات وجود أشكال حياة تستخدم الزرنيخ بدلاً من الفوسفور في الحمض النووي . تم الإعلان عن تقرير في عام 2010 عن الاحتمال في البكتيريا GFAJ-1 ، [58] [59] على الرغم من أن البحث كان محل نزاع، [59] [60] وتشير الأدلة إلى أن البكتيريا تمنع بنشاط دمج الزرنيخ في العمود الفقري للحمض النووي والجزيئات الحيوية الأخرى. [61]

هياكل رباعية

رباعية الحمض النووي تتكون من تكرارات التيلومير . يختلف التكوين الحلقي للعمود الفقري للحمض النووي اختلافًا كبيرًا عن حلزون الحمض النووي النموذجي. تمثل الكرات الخضراء في المنتصف أيونات البوتاسيوم. [62]

في نهايات الكروموسومات الخطية توجد مناطق متخصصة من الحمض النووي تسمى التيلوميرات . الوظيفة الرئيسية لهذه المناطق هي السماح للخلية بتكرار نهايات الكروموسوم باستخدام إنزيم التيلوميراز ، حيث لا تستطيع الإنزيمات التي تكرر الحمض النووي عادةً نسخ النهايات 3' القصوى للكروموسومات. [63] تساعد أغطية الكروموسوم المتخصصة هذه أيضًا في حماية نهايات الحمض النووي، ومنع أنظمة إصلاح الحمض النووي في الخلية من التعامل معها على أنها ضرر يجب تصحيحه. [64] في الخلايا البشرية ، عادةً ما تكون التيلوميرات أطوالًا من الحمض النووي أحادي السلسلة تحتوي على عدة آلاف من التكرارات من تسلسل TTAGGG البسيط. [65]

قد تعمل هذه التسلسلات الغنية بالغوانين على تثبيت نهايات الكروموسوم عن طريق تكوين هياكل من مجموعات مكدسة من وحدات ذات أربع قواعد، بدلاً من أزواج القواعد المعتادة الموجودة في جزيئات الحمض النووي الأخرى. هنا، تشكل أربع قواعد غوانين، والمعروفة باسم رباعية الغوانين ، لوحة مسطحة. ثم تتراكم هذه الوحدات ذات القواعد الأربع المسطحة فوق بعضها البعض لتشكيل بنية رباعية الغوانين مستقرة . [66] يتم تثبيت هذه الهياكل عن طريق الرابطة الهيدروجينية بين حواف القواعد واستخلاب أيون معدني في وسط كل وحدة ذات أربع قواعد. [67] يمكن أيضًا تكوين هياكل أخرى، مع المجموعة المركزية المكونة من أربع قواعد قادمة إما من خيط واحد مطوي حول القواعد، أو من عدة خيوط متوازية مختلفة، يساهم كل منها بقاعدة واحدة في الهيكل المركزي.

بالإضافة إلى هذه الهياكل المكدسة، تشكل التيلوميرات أيضًا هياكل حلقية كبيرة تسمى حلقات التيلومير أو حلقات T. هنا، يلتف الحمض النووي أحادي السلسلة حول دائرة طويلة مثبتة بواسطة بروتينات ربط التيلومير. [68] في نهاية حلقة T، يتم تثبيت الحمض النووي أحادي السلسلة في منطقة من الحمض النووي مزدوج السلسلة بواسطة سلسلة التيلومير التي تعطل الحمض النووي الحلزوني المزدوج والاقتران القاعدي بأحد السلسلتين. تسمى هذه البنية ثلاثية السلسلة حلقة الإزاحة أو حلقة D. [66 ]

الحمض النووي المتفرع

فرع واحد فروع متعددة
يمكن أن يشكل الحمض النووي المتفرع شبكات تحتوي على فروع متعددة.

في الحمض النووي، يحدث التآكل عندما توجد مناطق غير متكاملة في نهاية سلسلة مزدوجة متكاملة من الحمض النووي. ومع ذلك، يمكن أن يحدث تفرع الحمض النووي إذا تم إدخال سلسلة ثالثة من الحمض النووي وتحتوي على مناطق مجاورة قادرة على التهجين مع المناطق المتآكلة من السلسلة المزدوجة الموجودة مسبقًا. على الرغم من أن أبسط مثال على الحمض النووي المتفرع ينطوي على ثلاثة خيوط فقط من الحمض النووي، إلا أن المجمعات التي تنطوي على خيوط إضافية وفروع متعددة ممكنة أيضًا. [69] يمكن استخدام الحمض النووي المتفرع في تكنولوجيا النانو لبناء أشكال هندسية، انظر القسم الخاص بالاستخدامات في التكنولوجيا أدناه.

قواعد اصطناعية

تم تصنيع العديد من القواعد النووية الاصطناعية، وتم دمجها بنجاح في نظير الحمض النووي ذي الثماني قواعد المسمى Hachimoji DNA . هذه القواعد الاصطناعية، التي يطلق عليها S وB وP وZ، قادرة على الارتباط ببعضها البعض بطريقة يمكن التنبؤ بها (S-B وP-Z)، والحفاظ على بنية الحلزون المزدوج للحمض النووي، والنسخ إلى الحمض النووي الريبي. يمكن اعتبار وجودها مؤشراً على أنه لا يوجد شيء خاص بشأن القواعد النووية الطبيعية الأربع التي تطورت على الأرض. [70] [71] من ناحية أخرى، يرتبط الحمض النووي ارتباطًا وثيقًا بالحمض النووي الريبي الذي لا يعمل فقط كنسخة من الحمض النووي ولكنه يؤدي أيضًا العديد من المهام في الخلايا كآلات جزيئية. لهذا الغرض يجب أن ينطوي في بنية. وقد ثبت أنه للسماح بإنشاء جميع الهياكل الممكنة، يلزم وجود أربع قواعد على الأقل للحمض النووي الريبي المقابل ، [72] في حين أن عددًا أكبر ممكن أيضًا ولكن هذا سيكون ضد المبدأ الطبيعي لأقل جهد .

حموضة

تعطي مجموعات الفوسفات في الحمض النووي خصائص حمضية مشابهة لحمض الفوسفوريك ويمكن اعتباره حمضًا قويًا . سوف يتأين بالكامل عند درجة حموضة خلوية طبيعية، ويطلق البروتونات التي تترك وراءها شحنات سالبة على مجموعات الفوسفات. تحمي هذه الشحنات السالبة الحمض النووي من التحلل المائي عن طريق صد النيوكليوفيلات التي يمكن أن تحلله مائيًا. [73]

المظهر العياني

الحمض النووي غير النقي المستخرج من البرتقال

يشكل الحمض النووي النقي المستخرج من الخلايا كتلًا بيضاء خيطية. [74]

التعديلات الكيميائية وتغليف الحمض النووي المتغير

تعديلات القاعدة وتغليف الحمض النووي

السايتوزين 5-ميثيل السيتوزين الثايمين
بنية السيتوزين مع أو بدون مجموعة 5-ميثيل. يؤدي نزع الأمين إلى تحويل 5-ميثيل السيتوزين إلى ثايمين.

يتأثر التعبير عن الجينات بكيفية تعبئة الحمض النووي في الكروموسومات، في بنية تسمى الكروماتين . يمكن أن تشارك تعديلات القواعد في التعبئة، حيث تحتوي المناطق التي تحتوي على تعبير جيني منخفض أو لا تحتوي على مستويات عالية من مثيلة قواعد السيتوزين عادةً . يمكن أن يحدث تعبئة الحمض النووي وتأثيره على التعبير الجيني أيضًا من خلال التعديلات التساهمية لنواة بروتين الهيستون التي يلتف حولها الحمض النووي في بنية الكروماتين أو من خلال إعادة البناء التي تقوم بها مجمعات إعادة بناء الكروماتين (انظر إعادة بناء الكروماتين ). هناك، علاوة على ذلك، تفاعل متبادل بين مثيلة الحمض النووي وتعديل الهيستون، لذلك يمكن أن يؤثرا بشكل منسق على الكروماتين والتعبير الجيني. [75]

على سبيل المثال، ينتج مثيلة السيتوزين 5-ميثيل سيتوزين ، وهو أمر مهم لتعطيل الكروموسومات X. [76] يختلف متوسط ​​مستوى الميثلة بين الكائنات الحية - تفتقر دودة Caenorhabditis elegans إلى مثيلة السيتوزين، بينما تحتوي الفقاريات على مستويات أعلى، حيث تحتوي على ما يصل إلى 1٪ من حمضها النووي على 5-ميثيل سيتوزين. [77] وعلى الرغم من أهمية 5-ميثيل سيتوزين، إلا أنه يمكن أن ينزع الأمين ليترك قاعدة ثايمين، لذلك تكون السيتوزينات الميثلية عرضة بشكل خاص للطفرات . [78] تشمل التعديلات القاعدية الأخرى مثيلة الأدينين في البكتيريا، ووجود 5-هيدروكسي ميثيل سيتوزين في الدماغ ، [79] وغليكوزيل اليوراسيل لإنتاج "القاعدة J" في البلاستيدات الحركية . [80] [81]

ضرر

ناتج إضافة تساهمي بين شكل نشط أيضيًا من بنزوبيرين ، وهو العامل الرئيسي المسبب للطفرات في دخان التبغ ، والحمض النووي [82]

يمكن أن يتلف الحمض النووي بسبب العديد من أنواع المواد المسببة للطفرات ، والتي تغير تسلسل الحمض النووي . تشمل المواد المسببة للطفرات عوامل مؤكسدة وعوامل ألكلة وأيضًا إشعاع كهرومغناطيسي عالي الطاقة مثل الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية . يعتمد نوع تلف الحمض النووي الناتج على نوع المادة المسببة للطفرات. على سبيل المثال، يمكن للأشعة فوق البنفسجية أن تتلف الحمض النووي عن طريق إنتاج ثنائيات الثايمين ، وهي روابط متقاطعة بين قواعد البيريميدين. [83] من ناحية أخرى، تنتج المؤكسدات مثل الجذور الحرة أو بيروكسيد الهيدروجين أشكالًا متعددة من الضرر، بما في ذلك تعديلات القواعد، وخاصة الغوانوزين، وانقطاعات السلسلة المزدوجة. [84] تحتوي الخلية البشرية النموذجية على حوالي 150.000 قاعدة تعرضت لتلف تأكسدي. [85] من بين هذه الآفات التأكسدية، فإن أخطرها هي انكسارات السلسلة المزدوجة ، حيث يصعب إصلاحها ويمكن أن تنتج طفرات نقطية وإدراجات وحذف من تسلسل الحمض النووي وانتقالات كروموسومية . [86] يمكن أن تسبب هذه الطفرات السرطان . وبسبب القيود المتأصلة في آليات إصلاح الحمض النووي، إذا عاش البشر لفترة كافية، فسوف يصابون جميعًا بالسرطان في النهاية. [87] [88] تحدث أيضًا أضرار الحمض النووي التي تحدث بشكل طبيعي ، بسبب العمليات الخلوية الطبيعية التي تنتج أنواع الأكسجين التفاعلية، والأنشطة التحللية لمياه الخلايا، وما إلى ذلك، بشكل متكرر. وعلى الرغم من إصلاح معظم هذه الأضرار، إلا أنه في أي خلية قد تبقى بعض أضرار الحمض النووي على الرغم من عمل عمليات الإصلاح. تتراكم أضرار الحمض النووي المتبقية هذه مع تقدم العمر في الأنسجة الثديية بعد الانقسام الفتيلي. ويبدو أن هذا التراكم هو سبب أساسي مهم للشيخوخة. [89] [90] [91]

تتلاءم العديد من المواد المطفّرة مع الفراغ بين زوجين قاعديين متجاورين، وهذا ما يسمى بالتداخل . معظم المواد المتداخلة هي جزيئات عطرية ومستوية؛ تشمل الأمثلة بروميد الإيثيديوم ، والأكريدينات ، والدونوميسين ، والدوكسوروبيسين . لكي تتلاءم مادة متداخلة بين أزواج القواعد، يجب أن تنفصل القواعد، مما يؤدي إلى تشويه خيوط الحمض النووي عن طريق فك اللولب المزدوج. هذا يثبط كل من النسخ وتضاعف الحمض النووي، مما يسبب السمية والطفرات. [92] ونتيجة لذلك، قد تكون المواد المتداخلة في الحمض النووي مسببة للسرطان ، وفي حالة الثاليدوميد، مادة مسببة للتشوهات . [93] تشكل مواد أخرى مثل بنزوبيرين ديول إيبوكسيد والأفلاتوكسين نواتج إضافة الحمض النووي التي تسبب أخطاء في التضاعف. [94] ومع ذلك، نظرًا لقدرتها على تثبيط نسخ الحمض النووي وتضاعفه، تُستخدم أيضًا سموم مماثلة أخرى في العلاج الكيميائي لتثبيط الخلايا السرطانية سريعة النمو . [95]

الوظائف البيولوجية

موقع الحمض النووي للنواة حقيقية النواة داخل الكروموسومات

يوجد الحمض النووي عادةً على شكل كروموسومات خطية في حقيقيات النوى ، وكروموسومات دائرية في بدائيات النوى . وتشكل مجموعة الكروموسومات في الخلية جينومها ؛ ويحتوي الجينوم البشري على ما يقرب من 3 مليارات زوج قاعدي من الحمض النووي مرتبة في 46 كروموسومًا. [96] يتم الاحتفاظ بالمعلومات التي يحملها الحمض النووي في تسلسل قطع الحمض النووي تسمى الجينات . ويتم نقل المعلومات الوراثية في الجينات من خلال الاقتران القاعدي التكميلي. على سبيل المثال، في النسخ، عندما تستخدم الخلية المعلومات الموجودة في جين، يتم نسخ تسلسل الحمض النووي إلى تسلسل الحمض النووي الريبي التكميلي من خلال الانجذاب بين الحمض النووي ونوكليوتيدات الحمض النووي الريبي الصحيحة. وعادةً ما تُستخدم نسخة الحمض النووي الريبي هذه بعد ذلك لعمل تسلسل بروتيني مطابق في عملية تسمى الترجمة ، والتي تعتمد على نفس التفاعل بين نيوكليوتيدات الحمض النووي الريبي. وبطريقة بديلة، قد تنسخ الخلية معلوماتها الوراثية في عملية تسمى تكرار الحمض النووي . وتتم تغطية تفاصيل هذه الوظائف في مقالات أخرى؛ يركز هذا البحث على التفاعلات بين الحمض النووي والجزيئات الأخرى التي تتوسط وظيفة الجينوم.

الجينات والجينومات

يتم تعبئة الحمض النووي الجينومي بإحكام وبشكل منظم في عملية تسمى تكثيف الحمض النووي ، لتناسب الأحجام الصغيرة المتاحة للخلية. في حقيقيات النوى، يوجد الحمض النووي في نواة الخلية ، مع كميات صغيرة في الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء . في بدائيات النوى، يتم الاحتفاظ بالحمض النووي داخل جسم غير منتظم الشكل في السيتوبلازم يسمى النواة . [97] يتم الاحتفاظ بالمعلومات الوراثية في الجينوم داخل الجينات، وتسمى المجموعة الكاملة من هذه المعلومات في الكائن الحي بالنمط الجيني الخاص به . الجين هو وحدة من وحدات الوراثة وهو منطقة من الحمض النووي تؤثر على سمة معينة في الكائن الحي. تحتوي الجينات على إطار قراءة مفتوح يمكن نسخه، وتسلسلات تنظيمية مثل المحفزات والمعززات ، والتي تتحكم في نسخ إطار القراءة المفتوح.

في العديد من الأنواع ، لا يشفر سوى جزء صغير من التسلسل الكلي للجينوم البروتين . على سبيل المثال، يتكون حوالي 1.5% فقط من الجينوم البشري من إكسونات مشفرة للبروتين ، مع أكثر من 50% من الحمض النووي البشري يتكون من تسلسلات متكررة غير مشفرة . [98] إن أسباب وجود الكثير من الحمض النووي غير المشفر في الجينومات حقيقية النواة والاختلافات غير العادية في حجم الجينوم ، أو قيمة C ، بين الأنواع، تمثل لغزًا طويل الأمد يُعرف باسم " لغز قيمة C ". [99] ومع ذلك، فإن بعض تسلسلات الحمض النووي التي لا تشفر البروتين قد لا تزال تشفر جزيئات الحمض النووي الريبي غير المشفرة الوظيفية ، والتي تشارك في تنظيم التعبير الجيني . [100]

بوليميراز الحمض النووي الريبي T7 (أزرق) ينتج mRNA (أخضر) من قالب DNA (برتقالي) [101]

تلعب بعض تسلسلات الحمض النووي غير المشفرة أدوارًا بنيوية في الكروموسومات. تحتوي التيلوميرات والسنتروميرات عادةً على عدد قليل من الجينات ولكنها مهمة لوظيفة واستقرار الكروموسومات. [64] [102] الشكل الوفير من الحمض النووي غير المشفر في البشر هو الجينات الزائفة ، وهي نسخ من الجينات التي تم تعطيلها عن طريق الطفرة. [103] هذه التسلسلات عادة ما تكون مجرد حفريات جزيئية ، على الرغم من أنها يمكن أن تعمل أحيانًا كمادة وراثية خام لإنشاء جينات جديدة من خلال عملية مضاعفة الجينات وتباعدها . [104 ]

النسخ والترجمة

الجين هو سلسلة من الحمض النووي تحتوي على معلومات وراثية ويمكن أن تؤثر على النمط الظاهري للكائن الحي. داخل الجين، يحدد تسلسل القواعد على طول خيط الحمض النووي تسلسل الحمض النووي الريبي الرسول ، والذي يحدد بدوره تسلسلًا واحدًا أو أكثر من تسلسلات البروتين. يتم تحديد العلاقة بين تسلسلات النوكليوتيدات في الجينات وتسلسلات الأحماض الأمينية في البروتينات من خلال قواعد الترجمة ، والمعروفة مجتمعة باسم الشفرة الوراثية . تتكون الشفرة الوراثية من "كلمات" مكونة من ثلاثة أحرف تسمى الكودونات تتكون من سلسلة من ثلاثة نيوكليوتيدات (على سبيل المثال ACT وCAG وTTT).

في النسخ، يتم نسخ كودونات الجين إلى الحمض النووي الريبي الرسول بواسطة بوليميراز الحمض النووي الريبي . ثم يتم فك تشفير نسخة الحمض النووي الريبي هذه بواسطة الريبوسوم الذي يقرأ تسلسل الحمض النووي الريبي عن طريق اقتران القواعد في الحمض النووي الريبي الرسول لنقل الحمض النووي الريبي ، الذي يحمل الأحماض الأمينية. نظرًا لوجود 4 قواعد في مجموعات مكونة من 3 أحرف، فهناك 64 كودونًا محتملًا (4 مجموعات 3  ). تشفر هذه الأحماض الأمينية القياسية العشرين ، مما يمنح معظم الأحماض الأمينية أكثر من كودون محتمل واحد. هناك أيضًا ثلاثة كودونات "توقف" أو "هراء" تشير إلى نهاية منطقة الترميز؛ هذه هي كودونات TAG وTAA وTGA، (UAG وUAA وUGA على الحمض النووي الريبي الرسول).

التكرار

مضاعفة الحمض النووي: يتم فك اللولب المزدوج بواسطة الهيليكاز والتوبويزوميراز . بعد ذلك ، ينتج بوليميراز الحمض النووي نسخة الشريطة الرائدة . يرتبط بوليميراز الحمض النووي الآخر بالشريطة المتأخرة . يصنع هذا الإنزيم أجزاء متقطعة (تسمى شظايا أوكازاكي ) قبل أن يربطها ليجاز الحمض النووي معًا.

انقسام الخلايا ضروري لنمو الكائن الحي، ولكن عندما تنقسم الخلية، يجب أن تضاعف الحمض النووي في جينومها حتى يكون للخليتين الابنتين نفس المعلومات الوراثية مثل الوالد. يوفر الهيكل المزدوج للحمض النووي آلية بسيطة لتضاعف الحمض النووي . هنا، يتم فصل السلسلتين ثم يتم إعادة إنشاء تسلسل الحمض النووي التكميلي لكل سلسلة بواسطة إنزيم يسمى بوليميراز الحمض النووي . يصنع هذا الإنزيم السلسلة التكميلية عن طريق إيجاد القاعدة الصحيحة من خلال اقتران القواعد التكميلية وربطها بالسلسلة الأصلية. نظرًا لأن بوليميرازات الحمض النووي لا يمكنها تمديد سلسلة الحمض النووي إلا في اتجاه 5' إلى 3'، يتم استخدام آليات مختلفة لنسخ الخيوط المعاكسة للحلزون المزدوج. [105] بهذه الطريقة، تملي القاعدة الموجودة على السلسلة القديمة القاعدة التي تظهر على السلسلة الجديدة، وتنتهي الخلية بنسخة مثالية من حمضها النووي.

الأحماض النووية خارج الخلية

إن الحمض النووي خارج الخلية العاري (eDNA)، والذي يتم إطلاق معظمه عن طريق موت الخلايا، موجود في كل مكان تقريبًا في البيئة. قد يصل تركيزه في التربة إلى 2 ميكروجرام/لتر، وقد يصل تركيزه في البيئات المائية الطبيعية إلى 88 ميكروجرام/لتر. [106] وقد تم اقتراح وظائف مختلفة محتملة للحمض النووي خارج الخلية: فقد يشارك في نقل الجينات الأفقي ؛ [107] وقد يوفر العناصر الغذائية؛ [108] وقد يعمل كعازل لتجنيد أو تحديد الأيونات أو المضادات الحيوية. [109] يعمل الحمض النووي خارج الخلية كمكون وظيفي للمصفوفة خارج الخلية في الأغشية الحيوية للعديد من الأنواع البكتيرية. قد يعمل كعامل التعرف لتنظيم ارتباط وتشتت أنواع معينة من الخلايا في الأغشية الحيوية؛ [110] وقد يساهم في تكوين الأغشية الحيوية؛ [111] وقد يساهم في القوة الفيزيائية للأغشية الحيوية ومقاومتها للإجهاد البيولوجي. [112]

يوجد الحمض النووي للجنين الخالي من الخلايا في دم الأم، ويمكن تسلسله لتحديد قدر كبير من المعلومات حول الجنين النامي. [113]

تحت اسم الحمض النووي البيئي، شهد الحمض النووي البيئي استخدامًا متزايدًا في العلوم الطبيعية كأداة مسح للبيئة ، ومراقبة تحركات الأنواع ووجودها في الماء أو الهواء أو على الأرض، وتقييم التنوع البيولوجي في المنطقة. [114] [115]

مصائد العدلات خارج الخلية

مصائد العدلات خارج الخلية (NETs) هي شبكات من الألياف خارج الخلية، تتكون في المقام الأول من الحمض النووي، والتي تسمح للعدلات ، وهو نوع من خلايا الدم البيضاء، بقتل مسببات الأمراض خارج الخلية مع تقليل الضرر الذي يلحق بالخلايا المضيفة.

التفاعلات مع البروتينات

تعتمد جميع وظائف الحمض النووي على التفاعلات مع البروتينات. وقد تكون هذه التفاعلات البروتينية غير محددة، أو قد يرتبط البروتين بشكل محدد بتسلسل واحد من الحمض النووي. كما يمكن للإنزيمات أن ترتبط بالحمض النووي، ومن بينها البوليميرازات التي تنسخ تسلسل قاعدة الحمض النووي في النسخ وتضاعف الحمض النووي، وهي مهمة بشكل خاص.

البروتينات المرتبطة بالحمض النووي

تفاعل الحمض النووي (باللون البرتقالي) مع الهستونات (باللون الأزرق). ترتبط الأحماض الأمينية الأساسية لهذه البروتينات بمجموعات الفوسفات الحمضية الموجودة على الحمض النووي.

البروتينات البنيوية التي تربط الحمض النووي هي أمثلة مفهومة جيدًا للتفاعلات غير المحددة بين الحمض النووي والبروتين. داخل الكروموسومات، يتم الاحتفاظ بالحمض النووي في مجمعات مع البروتينات البنيوية. تنظم هذه البروتينات الحمض النووي في بنية مضغوطة تسمى الكروماتين . في حقيقيات النوى، تتضمن هذه البنية ارتباط الحمض النووي بمجمع من البروتينات الأساسية الصغيرة تسمى الهستونات ، بينما في بدائيات النوى تشارك أنواع متعددة من البروتينات. [116] [117] تشكل الهستونات مركبًا على شكل قرص يسمى النوكليوسوم ، والذي يحتوي على دورتين كاملتين من الحمض النووي مزدوج السلسلة ملفوفًا حول سطحه. تتشكل هذه التفاعلات غير المحددة من خلال البقايا الأساسية في الهستونات، مما يجعل الروابط الأيونية مع العمود الفقري الحمضي للسكر والفوسفات للحمض النووي ، وبالتالي فهي مستقلة إلى حد كبير عن تسلسل القاعدة. [118] تشمل التعديلات الكيميائية لبقايا الأحماض الأمينية الأساسية هذه الميثيل والفسفرة والأستلة . [119] تعمل هذه التغيرات الكيميائية على تغيير قوة التفاعل بين الحمض النووي والهستونات، مما يجعل الحمض النووي أكثر أو أقل قابلية للوصول إلى عوامل النسخ وتغيير معدل النسخ. [120] تشمل البروتينات غير المحددة الأخرى المرتبطة بالحمض النووي في الكروماتين بروتينات المجموعة عالية الحركة، والتي ترتبط بالحمض النووي المنحني أو المشوه. [121] هذه البروتينات مهمة في ثني مجموعات النيوكليوسومات وترتيبها في الهياكل الأكبر التي تشكل الكروموسومات. [122]

مجموعة مميزة من البروتينات التي تربط الحمض النووي هي البروتينات التي تربط الحمض النووي على وجه التحديد بالحمض النووي أحادي السلسلة. في البشر، يعد بروتين التضاعف A هو العضو الأكثر فهمًا لهذه العائلة ويُستخدم في العمليات التي يتم فيها فصل الحلزون المزدوج، بما في ذلك مضاعفة الحمض النووي وإعادة التركيب وإصلاح الحمض النووي. [123] يبدو أن بروتينات الربط هذه تعمل على تثبيت الحمض النووي أحادي السلسلة وحمايته من تكوين حلقات جذعية أو التحلل بواسطة النوكليازات .

يرتبط عامل النسخ الحلزوني اللولبي المثبط للامدا بهدف الحمض النووي الخاص به [124]

على النقيض من ذلك، تطورت بروتينات أخرى لترتبط بتسلسلات DNA معينة. وأكثر هذه البروتينات دراسةً هي عوامل النسخ المختلفة ، وهي بروتينات تنظم النسخ. يرتبط كل عامل نسخ بمجموعة معينة من تسلسلات DNA وينشط أو يثبط نسخ الجينات التي تحتوي على هذه التسلسلات بالقرب من مُحفِّزاتها. تقوم عوامل النسخ بذلك بطريقتين. أولاً، يمكنها ربط بوليميراز الحمض النووي الريبي المسؤول عن النسخ، إما بشكل مباشر أو من خلال بروتينات وسيطة أخرى؛ وهذا يحدد موقع البوليميراز عند المُحفِّز ويسمح له ببدء النسخ. [125] بدلاً من ذلك، يمكن لعوامل النسخ أن ترتبط بالإنزيمات التي تعدل الهستونات عند المُحفِّز. وهذا يغير من إمكانية وصول قالب DNA إلى البوليميراز. [126]

وبما أن هذه الأهداف الخاصة بالحمض النووي يمكن أن تحدث في جميع أنحاء جينوم الكائن الحي، فإن التغيرات في نشاط نوع واحد من عوامل النسخ يمكن أن تؤثر على آلاف الجينات. [127] وبالتالي، فإن هذه البروتينات غالبًا ما تكون أهدافًا لعمليات نقل الإشارة التي تتحكم في الاستجابات للتغيرات البيئية أو التمايز الخلوي والتطور. تأتي خصوصية تفاعلات عوامل النسخ هذه مع الحمض النووي من البروتينات التي تقوم باتصالات متعددة بحواف قواعد الحمض النووي، مما يسمح لها "بقراءة" تسلسل الحمض النووي. تتم معظم هذه التفاعلات بين القواعد في الأخدود الرئيسي، حيث تكون القواعد أكثر سهولة في الوصول إليها. [25]

إنزيمات تعديل الحمض النووي

النوكليازات والليجازات

إنزيم القيد EcoRV (الأخضر) في مركب مع الحمض النووي للركيزة الخاصة به [128]

النوكليازات هي إنزيمات تقطع خيوط الحمض النووي عن طريق تحفيز تحلل الروابط الفوسفودايسترية . تسمى النوكليازات التي تحلل النوكليوتيدات من نهايات خيوط الحمض النووي بالنوكليازات الخارجية ، بينما تقطع النوكليازات الداخلية الخيوط. النوكليازات الأكثر استخدامًا في علم الأحياء الجزيئي هي نوكليازات القيد ، والتي تقطع الحمض النووي عند تسلسلات محددة. على سبيل المثال، يتعرف إنزيم EcoRV الموضح على اليسار على التسلسل ذي الست قواعد 5'-GATATC-3' ويقوم بقطع عند الخط الأفقي. في الطبيعة، تحمي هذه الإنزيمات البكتيريا من عدوى البكتيريا العاثية عن طريق هضم الحمض النووي للعاثية عندما يدخل الخلية البكتيرية، ويعمل كجزء من نظام تعديل القيد . [129] في التكنولوجيا، تُستخدم هذه النوكليازات الخاصة بالتسلسل في الاستنساخ الجزيئي وبصمة الحمض النووي .

يمكن للإنزيمات المسماة رباطات الحمض النووي أن تعيد ربط خيوط الحمض النووي المقطوعة أو المكسورة. [130] تعتبر الرباطات مهمة بشكل خاص في تكرار خيوط الحمض النووي المتأخرة ، حيث تعمل على ربط الأجزاء القصيرة من الحمض النووي المنتجة عند شوكة التكرار في نسخة كاملة من قالب الحمض النووي. كما تُستخدم أيضًا في إصلاح الحمض النووي وإعادة التركيب الجيني . [130]

توبوإيزوميرازات و هيليكازات

إن التوبوإيزوميرازات هي إنزيمات ذات نشاط نوكلياز ونشاط ليجاز. تعمل هذه البروتينات على تغيير مقدار الالتفاف الفائق في الحمض النووي. تعمل بعض هذه الإنزيمات عن طريق قطع حلزون الحمض النووي والسماح لقسم واحد بالدوران، وبالتالي تقليل مستوى الالتفاف الفائق؛ ثم يقوم الإنزيم بإغلاق كسر الحمض النووي. [44] أنواع أخرى من هذه الإنزيمات قادرة على قطع حلزون الحمض النووي ثم تمرير خيط ثانٍ من الحمض النووي من خلال هذا الكسر، قبل إعادة الانضمام إلى الحلزون. [131] تعد التوبوإيزوميرازات مطلوبة للعديد من العمليات التي تتضمن الحمض النووي، مثل تكرار الحمض النووي ونسخه. [45]

الهليكازات هي بروتينات تعد نوعًا من المحركات الجزيئية . وهي تستخدم الطاقة الكيميائية في ثلاثي فوسفات النوكليوسيد ، وخاصة ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP)، لكسر الروابط الهيدروجينية بين القواعد وفك حلزون الحمض النووي المزدوج إلى خيوط مفردة. [132] هذه الإنزيمات ضرورية لمعظم العمليات التي تحتاج فيها الإنزيمات إلى الوصول إلى قواعد الحمض النووي.

بوليميرازات

البوليميرازات هي إنزيمات تقوم بتخليق سلاسل البولينيوكليوتيد من ثلاثي فوسفات النوكليوسيد . يتم إنشاء تسلسل منتجاتها بناءً على سلاسل البولينيوكليوتيد الموجودة - والتي تسمى القوالب . تعمل هذه الإنزيمات عن طريق إضافة نوكليوتيد بشكل متكرر إلى مجموعة الهيدروكسيل 3' في نهاية سلسلة البولينيوكليوتيد المتنامية. ونتيجة لذلك، تعمل جميع البوليميرازات في اتجاه من 5' إلى 3'. [133] في الموقع النشط لهذه الإنزيمات، تتحد أزواج قواعد ثلاثي فوسفات النوكليوسيد الواردة مع القالب: وهذا يسمح للبوليميرازات بتخليق الشريط التكميلي لقالبها بدقة. يتم تصنيف البوليميرازات وفقًا لنوع القالب الذي تستخدمه.

في عملية مضاعفة الحمض النووي، تقوم بوليميرازات الحمض النووي المعتمدة على الحمض النووي بنسخ سلاسل بولينيوكليوتيد الحمض النووي. وللحفاظ على المعلومات البيولوجية، من الضروري أن يكون تسلسل القواعد في كل نسخة مكملًا بدقة لتسلسل القواعد في خيط القالب. تمتلك العديد من بوليميرازات الحمض النووي نشاطًا تصحيحيًا . هنا، تتعرف البوليميراز على الأخطاء العرضية في تفاعل التخليق من خلال عدم وجود اقتران قاعدي بين النوكليوتيدات غير المتطابقة. إذا تم اكتشاف عدم تطابق، يتم تنشيط نشاط إكسونوكلياز 3' إلى 5' وإزالة القاعدة غير الصحيحة. [134] في معظم الكائنات الحية، تعمل بوليميرازات الحمض النووي في مجمع كبير يسمى الريبليزوم الذي يحتوي على وحدات فرعية ملحقة متعددة، مثل مشبك الحمض النووي أو الهيليكازات . [135]

بوليميرازات الحمض النووي المعتمدة على الحمض النووي الريبي هي فئة متخصصة من البوليميرازات التي تنسخ تسلسل خيط الحمض النووي الريبي إلى الحمض النووي. وهي تشمل النسخ العكسي ، وهو إنزيم فيروسي يشارك في إصابة الخلايا بالفيروسات الرجعية ، والتيلوميراز ، وهو مطلوب لتكرار التيلوميرات. [63] [136] على سبيل المثال، النسخ العكسي لفيروس نقص المناعة البشرية هو إنزيم لتكرار فيروس الإيدز. [136] التيلوميراز هو بوليميراز غير عادي لأنه يحتوي على قالب الحمض النووي الريبي الخاص به كجزء من بنيته. يقوم بتصنيع التيلوميرات في نهايات الكروموسومات. تمنع التيلوميرات اندماج نهايات الكروموسومات المجاورة وتحمي نهايات الكروموسومات من التلف. [64]

تتم عملية النسخ بواسطة بوليميراز الحمض النووي الريبي المعتمد على الحمض النووي والذي ينسخ تسلسل خيط الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي. لبدء نسخ الجين، يرتبط بوليميراز الحمض النووي الريبي بتسلسل من الحمض النووي يسمى المحفز ويفصل خيطي الحمض النووي. ثم ينسخ تسلسل الجين إلى نسخة من الحمض النووي الريبي الرسول حتى يصل إلى منطقة من الحمض النووي تسمى المنهي ، حيث يتوقف وينفصل عن الحمض النووي. كما هو الحال مع بوليميرازات الحمض النووي المعتمدة على الحمض النووي البشري، يعمل بوليميراز الحمض النووي الريبي الثاني ، وهو الإنزيم الذي ينسخ معظم الجينات في الجينوم البشري، كجزء من مجمع بروتيني كبير مع وحدات فرعية تنظيمية وإضافية متعددة. [137]

إعادة التركيب الجيني

بنية الوسيط في تقاطع هوليداي في إعادة التركيب الجيني . يتم تلوين خيوط الحمض النووي الأربعة المنفصلة باللون الأحمر والأزرق والأخضر والأصفر. [138]
نموذج حالي لإعادة التركيب الانقسامي الاختزالي، يبدأ بكسر أو فجوة في السلسلتين، يتبعه اقتران بكروموسوم متماثل وغزو للسللتين لبدء عملية إصلاح إعادة التركيب. يمكن أن يؤدي إصلاح الفجوة إلى التقاطع (CO) أو عدم التقاطع (NCO) للمناطق المحيطة. يُعتقد أن إعادة التركيب CO تحدث من خلال نموذج Double Holliday Junction (DHJ)، الموضح على اليمين، أعلاه. يُعتقد أن عمليات إعادة التركيب NCO تحدث في المقام الأول من خلال نموذج Synthesis Dependent Strand Annealing (SDSA)، الموضح على اليسار، أعلاه. يبدو أن معظم أحداث إعادة التركيب من نوع SDSA.

عادةً لا يتفاعل حلزون الحمض النووي مع أجزاء أخرى من الحمض النووي، وفي الخلايا البشرية، تشغل الكروموسومات المختلفة مناطق منفصلة في النواة تسمى " أراضي الكروموسوم ". [139] هذا الفصل المادي للكروموسومات المختلفة مهم لقدرة الحمض النووي على العمل كمستودع مستقر للمعلومات، حيث إن إحدى المرات القليلة التي تتفاعل فيها الكروموسومات هي في التقاطع الكروموسومي الذي يحدث أثناء التكاثر الجنسي ، عندما يحدث إعادة التركيب الجيني . يحدث التقاطع الكروموسومي عندما ينكسر حلزونا الحمض النووي، ويتبادلان قسمًا ثم يعودان للانضمام.

يسمح إعادة التركيب للكروموسومات بتبادل المعلومات الجينية وإنتاج مجموعات جديدة من الجينات، مما يزيد من كفاءة الانتقاء الطبيعي ويمكن أن يكون مهمًا في التطور السريع للبروتينات الجديدة. [140] يمكن أن تشارك إعادة التركيب الجيني أيضًا في إصلاح الحمض النووي، وخاصة في استجابة الخلية لانقطاعات السلسلة المزدوجة. [141]

الشكل الأكثر شيوعًا للتقاطع الكروموسومي هو إعادة التركيب المتماثل ، حيث يتشارك الكروموسومان المعنيان في تسلسلات متشابهة جدًا. يمكن أن تكون إعادة التركيب غير المتماثل ضارة بالخلايا، حيث يمكن أن تنتج انتقالات كروموسومية وتشوهات وراثية. يتم تحفيز تفاعل إعادة التركيب بواسطة إنزيمات تُعرف باسم إعادة التركيب ، مثل RAD51 . [142] الخطوة الأولى في إعادة التركيب هي كسر مزدوج السلسلة ناتج إما عن نوكلياز داخلي أو تلف في الحمض النووي. [143] تؤدي سلسلة من الخطوات المحفزة جزئيًا بواسطة إعادة التركيب إلى انضمام الحلزونين بواسطة تقاطع هوليداي واحد على الأقل ، حيث يتم ربط جزء من خيط واحد في كل حلزون بالخيط التكميلي في الحلزون الآخر. إن تقاطع هوليداي هو بنية تقاطع رباعية السطوح يمكن تحريكها على طول زوج الكروموسومات، ومبادلة خيط بآخر. ثم تتوقف عملية إعادة التركيب عن طريق انقسام التقاطع وإعادة ربط الحمض النووي المحرر. [144] فقط الخيوط ذات القطبية المتشابهة تتبادل الحمض النووي أثناء إعادة التركيب. هناك نوعان من الانقسام: الانقسام الشرقي الغربي والانقسام الشمالي الجنوبي. يقطع الانقسام الشمالي الجنوبي كلا خيطي الحمض النووي، بينما يظل خيط واحد من الحمض النووي سليمًا في الانقسام الشرقي الغربي. إن تكوين تقاطع هوليداي أثناء إعادة التركيب يجعل من الممكن التنوع الجيني وتبادل الجينات على الكروموسومات والتعبير عن الجينومات الفيروسية من النوع البري.

تطور

يحتوي الحمض النووي على المعلومات الوراثية التي تسمح لجميع أشكال الحياة بالعمل والنمو والتكاثر. ومع ذلك، فمن غير الواضح كم من الوقت في تاريخ الحياة الممتد لأربعة مليارات عام قام الحمض النووي بهذه الوظيفة، حيث اقترح أن أقدم أشكال الحياة ربما استخدمت الحمض النووي الريبي كمادة وراثية لها. [145] [146] ربما عمل الحمض النووي الريبي كجزء مركزي من عملية التمثيل الغذائي للخلايا المبكرة لأنه يمكنه نقل المعلومات الوراثية وإجراء التحفيز كجزء من الريبوزيمات . [147] ربما أثر عالم الحمض النووي الريبي القديم هذا حيث تم استخدام الحمض النووي للتحفيز والوراثة على تطور الشفرة الوراثية الحالية القائمة على أربع قواعد نيوكليوتيدية. سيحدث هذا، لأن عدد القواعد المختلفة في مثل هذا الكائن الحي هو مقايضة بين عدد صغير من القواعد التي تزيد من دقة التضاعف وعدد كبير من القواعد التي تزيد من الكفاءة التحفيزية للريبوزيمات. [148] ومع ذلك، لا يوجد دليل مباشر على وجود أنظمة وراثية قديمة، حيث أن استعادة الحمض النووي من معظم الحفريات أمر مستحيل لأن الحمض النووي يبقى على قيد الحياة في البيئة لمدة تقل عن مليون عام، ويتحلل ببطء إلى شظايا قصيرة في المحلول. [149] وقد تم تقديم ادعاءات بوجود حمض نووي أقدم، وأبرزها تقرير عن عزل بكتيريا قابلة للحياة من بلورة ملح عمرها 250 مليون عام، [150] ولكن هذه الادعاءات مثيرة للجدل. [151] [152]

ربما تكونت كتل بناء الحمض النووي ( الأدينين والجوانين والجزيئات العضوية ذات الصلة ) خارج كوكب الأرض في الفضاء الخارجي . [153] [154] [155] كما تم تكوين المركبات العضوية المعقدة من الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين والحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين، بما في ذلك اليوراسيل والسيتوزين والثايمين ، في المختبر في ظل ظروف تحاكي تلك الموجودة في الفضاء الخارجي ، باستخدام المواد الكيميائية الأولية، مثل البيريميدين ، الموجودة في النيازك . ربما تكون البيريميدين، مثل الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs)، وهي المادة الكيميائية الأكثر ثراءً بالكربون الموجودة في الكون ، قد تشكلت في العمالقة الحمراء أو في الغبار الكوني بين النجوم وسحب الغاز. [156]

تم استعادة الحمض النووي القديم من الكائنات الحية القديمة في نطاق زمني حيث يمكن ملاحظة تطور الجينوم بشكل مباشر، بما في ذلك من الكائنات المنقرضة التي يصل عمرها إلى ملايين السنين، مثل الماموث الصوفي . [157] [158]

الاستخدامات في التكنولوجيا

الهندسة الوراثية

تم تطوير طرق لتنقية الحمض النووي من الكائنات الحية، مثل استخلاص الفينول- الكلوروفورم ، والتلاعب به في المختبر، مثل الهضم التقييدي وتفاعل البوليميراز المتسلسل. يستخدم علم الأحياء والكيمياء الحيوية الحديثان هذه التقنيات بشكل مكثف في تقنية الحمض النووي المؤتلف. الحمض النووي المؤتلف هو تسلسل الحمض النووي من صنع الإنسان الذي تم تجميعه من تسلسلات الحمض النووي الأخرى. يمكن تحويلها إلى كائنات حية في شكل بلازميدات أو في الشكل المناسب، باستخدام ناقل فيروسي . [159] يمكن استخدام الكائنات الحية المعدلة وراثيًا لإنتاج منتجات مثل البروتينات المؤتلفة ، المستخدمة في البحث الطبي ، [160] أو زراعتها في الزراعة . [161] [162]

تحليل الحمض النووي

يمكن لعلماء الطب الشرعي استخدام الحمض النووي في الدم أو السائل المنوي أو الجلد أو اللعاب أو الشعر الموجود في مسرح الجريمة لتحديد الحمض النووي المطابق لشخص ما، مثل الجاني. [163] يُطلق على هذه العملية رسميًا اسم ملف تعريف الحمض النووي ، ويُطلق عليها أيضًا بصمة الحمض النووي . في ملف تعريف الحمض النووي، تتم مقارنة أطوال المقاطع المتغيرة من الحمض النووي المتكرر، مثل التكرارات المترادفة القصيرة والأقمار الصناعية الصغيرة ، بين الأشخاص. عادةً ما تكون هذه الطريقة تقنية موثوقة للغاية لتحديد الحمض النووي المطابق. [164] ومع ذلك، يمكن أن يكون التعريف معقدًا إذا كان المشهد ملوثًا بالحمض النووي من عدة أشخاص. [165] تم تطوير ملف تعريف الحمض النووي في عام 1984 من قبل عالم الوراثة البريطاني السير أليك جيفريز ، [166] واستخدم لأول مرة في علم الطب الشرعي لإدانة كولين بيتشفورك في قضية جرائم قتل إندربي عام 1988. [167]

لقد أدى تطور علم الطب الشرعي والقدرة على الحصول على مطابقة جينية لعينات دقيقة من الدم أو الجلد أو اللعاب أو الشعر إلى إعادة فحص العديد من القضايا. ويمكن الآن الكشف عن أدلة كانت مستحيلة علمياً في وقت الفحص الأصلي. وإلى جانب إلغاء قانون المخاطرة المزدوجة في بعض الأماكن، يمكن أن يسمح هذا بإعادة فتح القضايا حيث فشلت المحاكمات السابقة في تقديم أدلة كافية لإقناع هيئة المحلفين. وقد يُطلب من الأشخاص المتهمين بارتكاب جرائم خطيرة تقديم عينة من الحمض النووي لأغراض المطابقة. والدفاع الأكثر وضوحاً ضد مطابقات الحمض النووي التي تم الحصول عليها من خلال الطب الشرعي هو الادعاء بحدوث تلوث متبادل للأدلة. وقد أدى هذا إلى إجراءات صارمة ودقيقة للتعامل مع قضايا الجرائم الخطيرة الجديدة.

كما يتم استخدام ملف تعريف الحمض النووي بنجاح لتحديد هوية ضحايا حوادث الإصابات الجماعية بشكل إيجابي [168] ، والجثث أو أجزاء الجسم في الحوادث الخطيرة، والضحايا الأفراد في مقابر الحرب الجماعية، من خلال مطابقتها مع أفراد الأسرة.

تُستخدم ملفات تعريف الحمض النووي أيضًا في اختبار الأبوة من خلال الحمض النووي لتحديد ما إذا كان شخص ما هو الوالد البيولوجي أو الجد لطفل مع احتمالية الأبوة بنسبة 99.99٪ عادةً عندما يكون الوالد المزعوم مرتبطًا بيولوجيًا بالطفل. تحدث طرق تسلسل الحمض النووي العادية بعد الولادة، ولكن هناك طرق جديدة لاختبار الأبوة بينما لا تزال الأم حاملًا. [169]

إنزيمات الحمض النووي أو الحمض النووي المحفز

تم اكتشاف الديوكسي ريبوزيمات ، والتي تسمى أيضًا إنزيمات الدنا أو الدنا المحفز، لأول مرة في عام 1994. [170] وهي في الغالب تسلسلات دنا أحادية السلسلة معزولة من مجموعة كبيرة من تسلسلات الدنا العشوائية من خلال نهج تركيبي يسمى الاختيار المختبري أو التطور المنهجي للربيطات عن طريق الإثراء الأسي (SELEX). تحفز إنزيمات الدنا مجموعة متنوعة من التفاعلات الكيميائية بما في ذلك انقسام الحمض النووي الريبي، وربط الحمض النووي الريبي، وفسفرة الأحماض الأمينية وإزالة الفسفرة، وتكوين رابطة الكربون بالكربون، وما إلى ذلك. يمكن لإنزيمات الدنا تعزيز المعدل التحفيزي للتفاعلات الكيميائية حتى 100،000،000،000 ضعف التفاعل غير المحفز. [171] الفئة الأكثر دراسة على نطاق واسع من إنزيمات الدنا هي أنواع انقسام الحمض النووي الريبي والتي تم استخدامها للكشف عن أيونات معدنية مختلفة وتصميم عوامل علاجية. تم الإبلاغ عن العديد من إنزيمات الحمض النووي الخاصة بالمعادن بما في ذلك إنزيم الحمض النووي GR-5 (الخاص بالرصاص)، [170] وإنزيمات الحمض النووي CA1-3 (الخاصة بالنحاس)، [172] وإنزيم الحمض النووي 39E (الخاص باليورانيل) وإنزيم الحمض النووي NaA43 (الخاص بالصوديوم). [173] تم استخدام إنزيم الحمض النووي NaA43، والذي تم الإبلاغ عن أنه انتقائي للصوديوم أكثر من 10000 ضعف عن أيونات المعادن الأخرى، لصنع مستشعر صوديوم في الوقت الفعلي في الخلايا.

المعلوماتية الحيوية

تتضمن المعلوماتية الحيوية تطوير تقنيات لتخزين البيانات البيولوجية واستخراجها والبحث عنها ومعالجتها، بما في ذلك بيانات تسلسل الأحماض النووية للحمض النووي. وقد أدى ذلك إلى تقدم واسع النطاق في علوم الكمبيوتر ، وخاصة خوارزميات البحث عن السلسلة ، والتعلم الآلي ، ونظرية قواعد البيانات . [174] تم تطوير خوارزميات البحث عن السلسلة أو مطابقتها، والتي تجد حدوث تسلسل من الحروف داخل تسلسل أكبر من الحروف، للبحث عن تسلسلات محددة من النوكليوتيدات. [175] يمكن محاذاة تسلسل الحمض النووي مع تسلسلات الحمض النووي الأخرى لتحديد التسلسلات المتجانسة وتحديد الطفرات المحددة التي تجعلها مميزة. تُستخدم هذه التقنيات، وخاصة محاذاة التسلسلات المتعددة ، في دراسة العلاقات التطورية ووظيفة البروتين. [176] يصعب استخدام مجموعات البيانات التي تمثل قيمة الجينومات بأكملها من تسلسلات الحمض النووي، مثل تلك التي أنتجها مشروع الجينوم البشري ، بدون التعليقات التوضيحية التي تحدد مواقع الجينات والعناصر التنظيمية على كل كروموسوم. يمكن تحديد مناطق تسلسل الحمض النووي التي تحتوي على الأنماط المميزة المرتبطة بالجينات المشفرة للبروتين أو الحمض النووي الريبي من خلال خوارزميات العثور على الجينات ، والتي تسمح للباحثين بالتنبؤ بوجود منتجات جينية معينة ووظائفها المحتملة في الكائن الحي حتى قبل عزلها تجريبياً. [177] يمكن أيضًا مقارنة الجينومات بأكملها، مما قد يلقي الضوء على التاريخ التطوري لكائن حي معين ويسمح بفحص الأحداث التطورية المعقدة.

تقنية النانو للحمض النووي

سوف يتجمع هيكل الحمض النووي الموجود على اليسار (كما هو موضح في الرسم التخطيطي) تلقائيًا في الهيكل الذي تم تصويره بواسطة المجهر الذري للقوة على اليمين. تكنولوجيا النانو للحمض النووي هي المجال الذي يسعى إلى تصميم هياكل نانوية باستخدام خصائص التعرف الجزيئي لجزيئات الحمض النووي. [178]

تستخدم تقنية النانو للحمض النووي خصائص التعرف الجزيئي الفريدة للحمض النووي والأحماض النووية الأخرى لإنشاء مجمعات الحمض النووي المتفرعة ذاتية التجميع ذات الخصائص المفيدة. [179] وبالتالي يتم استخدام الحمض النووي كمادة بنيوية وليس كحامل للمعلومات البيولوجية. وقد أدى هذا إلى إنشاء شبكات دورية ثنائية الأبعاد (كل من البلاط واستخدام طريقة أوريجامي الحمض النووي ) وهياكل ثلاثية الأبعاد في أشكال متعددات السطوح . [180] كما تم إثبات الأجهزة النانوميكانيكية والتجميع الذاتي الخوارزمي ، [181] وقد تم استخدام هياكل الحمض النووي هذه لقالب ترتيب جزيئات أخرى مثل جزيئات النانو الذهبية وبروتينات ستريبتافيدين . [182] الحمض النووي والأحماض النووية الأخرى هي أساس الأبتامرات ، ربيطات الأوليجونوكليوتيد الاصطناعية لجزيئات مستهدفة محددة تستخدم في مجموعة من تطبيقات التكنولوجيا الحيوية والطب الحيوي. [183]

التاريخ والأنثروبولوجيا

نظرًا لأن الحمض النووي يجمع الطفرات بمرور الوقت، والتي يتم توريثها بعد ذلك، فإنه يحتوي على معلومات تاريخية، ومن خلال مقارنة تسلسلات الحمض النووي، يمكن لعلماء الوراثة استنتاج التاريخ التطوري للكائنات الحية، وتطورها . [ 184] يعد هذا المجال من علم الوراثة التطورية أداة قوية في علم الأحياء التطوري . إذا تمت مقارنة تسلسلات الحمض النووي داخل نوع ما، يمكن لعلماء الوراثة السكانية معرفة تاريخ مجموعات سكانية معينة. يمكن استخدام هذا في دراسات تتراوح من علم الوراثة البيئي إلى الأنثروبولوجيا .

تخزين المعلومات

إن استخدام الحمض النووي كجهاز تخزين للمعلومات له إمكانات هائلة نظرًا لكثافة تخزينه العالية مقارنة بالأجهزة الإلكترونية. ومع ذلك، فإن التكاليف المرتفعة، وأوقات القراءة والكتابة البطيئة ( زمن وصول الذاكرة )، وعدم كفاية الموثوقية منعت استخدامه عمليًا. [185] [186]

تاريخ

ماكلين مكارثي (يسار) يصافح فرانسيس كريك وجيمس واتسون ، المشاركين في ابتكار نموذج الحلزون المزدوج المبني على بيانات حيود الأشعة السينية ورؤى روزاليند فرانكلين وريموند جوسلينج .

تم عزل الحمض النووي لأول مرة من قبل الطبيب السويسري فريدريش ميشر الذي اكتشف في عام 1869 مادة مجهرية في صديد الضمادات الجراحية المهملة. ولأنها كانت موجودة في نوى الخلايا، أطلق عليها اسم "النوكلين". [187] [188] في عام 1878، عزل ألبرشت كوسيل المكون غير البروتيني من "النوكلين"، وهو الحمض النووي، ثم عزل لاحقًا قواعده النووية الأساسية الخمس . [189] [190]

في عام 1909، حدد فويبوس ليفين وحدة القاعدة والسكر والفوسفات النوكليوتيدية للحمض النووي الريبي (المسمى آنذاك "حمض الخميرة النووي"). [191] [192] [193] في عام 1929، حدد ليفين سكر الديوكسي ريبوز في "حمض الغدة الصعترية النووي" (DNA). [194] اقترح ليفين أن الحمض النووي يتكون من سلسلة من أربع وحدات نوكليوتيدية مرتبطة ببعضها البعض من خلال مجموعات الفوسفات ("فرضية رباعي النوكليوتيدات"). اعتقد ليفين أن السلسلة قصيرة وأن القواعد تتكرر بترتيب ثابت. في عام 1927، اقترح نيكولاي كولتسوف أن السمات الموروثة ستُورث عبر "جزيء وراثي عملاق" يتكون من "خيطين مرآويين يتضاعفان بطريقة شبه محافظة باستخدام كل خيط كقالب". [195] [196] في عام 1928، اكتشف فريدريك جريفيث في تجربته أن سمات الشكل "الناعم" من المكورات الرئوية يمكن نقلها إلى الشكل "الخشن" من نفس البكتيريا عن طريق خلط البكتيريا "الناعمة" المقتولة مع الشكل "الخشن" الحي. [197] [198] قدم هذا النظام أول اقتراح واضح بأن الحمض النووي يحمل معلومات وراثية.

في عام 1933، أثناء دراسة بيض قنفذ البحر البكر ، اقترح جان براشيه أن الحمض النووي موجود في نواة الخلية وأن الحمض النووي الريبي موجود حصريًا في السيتوبلازم . في ذلك الوقت، كان يُعتقد أن "حمض الخميرة النووي" (RNA) يوجد فقط في النباتات، بينما "حمض الغدة الصعترية النووي" (DNA) موجود فقط في الحيوانات. كان يُعتقد أن الأخير عبارة عن رباعي، مع وظيفة تخزين درجة الحموضة الخلوية. [199] [200]

في عام 1937، أنتج ويليام أستبيري أول أنماط حيود الأشعة السينية التي أظهرت أن الحمض النووي له بنية منتظمة. [201]

في عام 1943، حدد أوزوالد أفيري ، إلى جانب زملائه كولين ماكليود وماكلين مكارثي ، الحمض النووي كمبدأ التحويل ، مما يدعم اقتراح جريفيث ( تجربة أفيري-ماكليود-مكارثي ). [202] طور إروين شارغاف ونشر ملاحظات تُعرف الآن باسم قواعد شارغاف ، والتي تنص على أنه في الحمض النووي لأي نوع من أي كائن حي، يجب أن تكون كمية الجوانين مساوية للسيتوزين وكمية الأدينين يجب أن تكون مساوية للثايمين . [203] [204]

لوحة زرقاء خارج حانة The Eagle في كامبريدج بإنجلترا تخليداً لذكرى كريك وواتسون

في أواخر عام 1951، بدأ فرانسيس كريك العمل مع جيمس واتسون في مختبر كافنديش داخل جامعة كامبريدج . تم تأكيد دور الحمض النووي في الوراثة في عام 1952 عندما أظهر ألفريد هيرشي ومارثا تشيس في تجربة هيرشي-تشيس أن الحمض النووي هو المادة الوراثية لبكتيريا الأمعاء العاثية T2 . [205]

في مايو 1952، التقط ريموند جوسلينج ، وهو طالب دراسات عليا يعمل تحت إشراف روزاليند فرانكلين ، صورة حيود الأشعة السينية ، الموسومة بـ " الصورة 51 "، [206] عند مستويات ترطيب عالية للحمض النووي. وقد أعطى موريس ويلكنز هذه الصورة لواتسون وكريك وكانت بالغة الأهمية في حصولهما على البنية الصحيحة للحمض النووي. أخبر فرانكلين كريك وواتسون أن العمود الفقري يجب أن يكون في الخارج. قبل ذلك، كان لدى لينوس بولينج وواتسون وكريك نماذج خاطئة مع السلاسل بالداخل والقواعد تشير إلى الخارج. كشف تحديد فرانكلين للمجموعة الفراغية لبلورات الحمض النووي لكريك أن خيطي الحمض النووي متوازيان . [207] في فبراير 1953، اقترح لينوس بولينج وروبرت كوري نموذجًا للأحماض النووية يحتوي على ثلاث سلاسل متشابكة، مع الفوسفات بالقرب من المحور، والقواعد على الخارج. [208] أكمل واتسون وكريك نموذجهما، والذي يُقبَل الآن باعتباره أول نموذج صحيح للحلزون المزدوج للحمض النووي . في 28 فبراير 1953، قاطع كريك وقت الغداء للرواد في حانة The Eagle في كامبريدج بإنجلترا ليعلن أنه وواتسون "اكتشفا سر الحياة". [209]

رسم بالقلم الرصاص للحلزون المزدوج للحمض النووي بواسطة فرانسيس كريك في عام 1953

نشر العدد الصادر في 25 أبريل 1953 من مجلة نيتشر سلسلة من خمس مقالات توضح بنية الحمض النووي الحلزوني المزدوج لواتسون وكريك والأدلة التي تدعمها. [210] تم الإبلاغ عن البنية في رسالة بعنوان " البنية الجزيئية للأحماض النووية بنية حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين " ، حيث قالا، "لم يفوتنا أن الاقتران المحدد الذي افترضناه يشير على الفور إلى آلية نسخ محتملة للمادة الوراثية." [9] تبع هذه الرسالة رسالة من فرانكلين وجوسلينج، والتي كانت أول نشر لبيانات حيود الأشعة السينية الخاصة بهم وطريقة التحليل الأصلية الخاصة بهم. [48] [211] ثم تبع ذلك رسالة من ويلكنز واثنان من زملائه، والتي تضمنت تحليلًا لأنماط الأشعة السينية للحمض النووي B في الجسم الحي ، والتي دعمت وجود بنية واتسون وكريك في الجسم الحي . [49]

في أبريل 2023، استنتج العلماء، استنادًا إلى أدلة جديدة، أن روزاليند فرانكلين كانت مساهمة و"لاعبة مساوية" في عملية اكتشاف الحمض النووي، وليس غير ذلك، كما قد يكون تم تقديمه لاحقًا بعد وقت الاكتشاف. [212] [213] [214]

في عام 1962، بعد وفاة فرانكلين، حصل واتسون وكريك وويلكينز على جائزة نوبل في الفسيولوجيا أو الطب . [215] تُمنح جوائز نوبل فقط للمتلقين الأحياء. يستمر الجدل حول من يستحق الفضل في الاكتشاف. [216]

في عرض مؤثر في عام 1957، وضع كريك العقيدة المركزية لعلم الأحياء الجزيئي ، والتي تنبأت بالعلاقة بين الحمض النووي والحمض النووي الريبي والبروتينات، وصاغت "فرضية المحول". [217] التأكيد النهائي على آلية التضاعف التي كانت ضمنية من خلال البنية الحلزونية المزدوجة التي اتبعت في عام 1958 من خلال تجربة ميسيلسون-ستاهل . [218] أظهر المزيد من العمل الذي قام به كريك وزملاؤه أن الشفرة الجينية كانت تستند إلى ثلاثيات غير متداخلة من القواعد، تسمى الكودونات ، مما سمح لهار جوبيند كورانا وروبرت دبليو هولي ومارشال وارن نيرينبيرج بفك شفرة الشفرة الجينية. [219] تمثل هذه النتائج ولادة علم الأحياء الجزيئي . [220]

في عام 1986، استُخدم تحليل الحمض النووي لأول مرة لأغراض التحقيق الجنائي عندما طلبت الشرطة في المملكة المتحدة من أليك جيفريز من جامعة ليستر التحقق من "اعتراف" أحد المشتبه بهم بارتكاب جريمة اغتصاب وقتل أو دحضه. في هذه الحالة بالذات، اعترف المشتبه به بارتكاب جريمتي اغتصاب وقتل، لكنه تراجع لاحقًا عن اعترافه. سرعان ما دحضت اختبارات الحمض النووي في مختبرات الجامعة صحة "اعتراف" المشتبه به الأصلي، وتم تبرئة المشتبه به من تهمتي القتل والاغتصاب. [221]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ "حمض الديوكسي ريبونوكلييك". قاموس ميريام وبستر.كوم . ميريام وبستر.
  2. ^ ألبرتس ب، جونسون أ، لويس ج، راف م، روبرتس ك، والتر ب (2014). علم الأحياء الجزيئي للخلية (الطبعة السادسة). جارلاند. ص. الفصل 4: الحمض النووي والكروموسومات والجينومات. رقم ISBN 978-0-8153-4432-2. تم أرشفة النسخة الأصلية في 14 يوليو 2014.
  3. ^ Purcell A. "DNA". علم الأحياء الأساسي . مؤرشف من الأصل في 5 يناير 2017.
  4. ^ "Uracil". Genome.gov . تم الاسترجاع في 21 نوفمبر 2019 .
  5. ^ راسل ب (2001). iGenetics . نيويورك: بنيامين كومينجز. ISBN 0-8053-4553-1.
  6. ^ Saenger W (1984). مبادئ بنية الأحماض النووية . نيويورك: Springer-Verlag. ISBN 0-387-90762-9.
  7. ^ ab Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Peter W (2002). Molecular Biology of the Cell (الطبعة الرابعة). نيويورك ولندن: Garland Science. ISBN 0-8153-3218-1. OCLC  145080076. مؤرشف من الأصل في 1 نوفمبر 2016.
  8. ^ Irobalieva RN, Fogg JM, Catanese DJ, Catanese DJ, Sutthibutpong T, Chen M, Barker AK, Ludtke SJ, Harris SA, Schmid MF, Chiu W, Zechiedrich L (أكتوبر 2015). "التنوع البنيوي للحمض النووي فائق الالتواء". Nature Communications . 6 : 8440. Bibcode :2015NatCo...6.8440I. doi :10.1038/ncomms9440. ISSN  2041-1723. PMC 4608029. PMID 26455586  . 
  9. ^ abcd Watson JD, Crick FH (April 1953). "البنية الجزيئية للأحماض النووية؛ بنية للحمض النووي منقوص الأكسجين الريبوز" (PDF) . Nature . 171 (4356): 737–38. Bibcode :1953Natur.171..737W. doi :10.1038/171737a0. ISSN  0028-0836. PMID  13054692. S2CID  4253007. مؤرشف من الأصل (PDF) في 4 فبراير 2007.
  10. ^ Mandelkern M, Elias JG, Eden D, Crothers DM (أكتوبر 1981). "أبعاد الحمض النووي في المحلول". مجلة علم الأحياء الجزيئي . 152 (1): 153–61. doi :10.1016/0022-2836(81)90099-1. ISSN  0022-2836. PMID  7338906.
  11. ^ أريجي ، فرانسيس إي. ماندل، مانلي. بيرجيندال، جانيت؛ هسو، TC (يونيو 1970). “كثافات مزدهرة من الحمض النووي للثدييات”. الوراثة البيوكيميائية . 4 (3): 367-376. دوى :10.1007/BF00485753. ISSN  0006-2928. بميد  4991030. S2CID  27950750.
  12. ^ abcd Berg J, Tymoczko J, Stryer L (2002). الكيمياء الحيوية . WH Freeman and Company. ISBN 0-7167-4955-6.
  13. ^ لجنة IUPAC-IUB للتسمية الكيميائية الحيوية (CBN) (ديسمبر 1970). "الاختصارات والرموز للأحماض النووية والبولينيوكليوتيدات ومكوناتها. توصيات 1970". المجلة الكيميائية الحيوية . 120 (3): 449-54. doi :10.1042/bj1200449. ISSN  0306-3283. PMC 1179624. PMID 5499957.  مؤرشف من الأصل في 5 فبراير 2007. 
  14. ^ ab Ghosh A, Bansal M (أبريل 2003). "مسرد هياكل الحمض النووي من الألف إلى الياء". Acta Crystallographica Section D. 59 ( Pt 4): 620–26. Bibcode :2003AcCrD..59..620G. doi :10.1107/S0907444903003251. ISSN  0907-4449. PMID  12657780.
  15. ^ Edwards KJ, Brown DG, Spink N, Skelly JV, Neidle S. "RCSB PDB – 1D65: Molecular structure of the B-DNA dodecamer d(CGCAAATTTGCG)2. An examine of propeller twist and minor-groove water structure at 2.2 A resolution". www.rcsb.org . تم الاسترجاع في 27 مارس 2023 .
  16. ^ Yakovchuk P, Protozanova E, Frank-Kamenetskii MD (2006). "مساهمات التكديس القاعدي والاقتران القاعدي في الاستقرار الحراري للحلزون المزدوج للحمض النووي". أبحاث الأحماض النووية . 34 (2): 564–74. doi :10.1093/nar/gkj454. ISSN  0305-1048. PMC 1360284. PMID 16449200  . 
  17. ^ Tropp BE (2012). Molecular Biology (الطبعة الرابعة). Sudbury, Mass.: Jones and Barlett Learning. ISBN 978-0-7637-8663-2.
  18. ^ Carr S (1953). "Watson-Crick Structure of DNA". Memorial University of Newfoundland. مؤرشف من الأصل في 19 يوليو 2016. تم الاسترجاع في 13 يوليو 2016 .
  19. ^ Verma S, Eckstein F (1998). "Modified oligonucleotides: synthesis and strategy for users". Annual Review of Biochemistry . 67 : 99–134. doi : 10.1146/annurev.biochem.67.1.99 . ISSN  0066-4154. PMID  9759484.
  20. ^ جونسون تي بي، كوجيل آر دي (1925). "بيريميدينات. CIII. اكتشاف 5-ميثيل سيتوزين في حمض التوبركولينيك، وهو الحمض النووي لعصية السل". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 47 : 2838-44. doi :10.1021/ja01688a030. ISSN  0002-7863.
  21. ^ Weigele P, Raleigh EA (أكتوبر 2016). "التخليق الحيوي ووظيفة القواعد المعدلة في البكتيريا وفيروساتها". المراجعات الكيميائية . 116 (20): 12655-12687. doi : 10.1021/acs.chemrev.6b00114 . ISSN  0009-2665. PMID  27319741.
  22. ^ كومار إس، تشينوسامي في، موهاباترا تي (2018). "علم الوراثة فوق الجينية لقواعد الحمض النووي المعدلة: 5-ميثيل سيتوزين وما بعده". Frontiers in Genetics . 9 : 640. doi : 10.3389/fgene.2018.00640 . ISSN  1664-8021. PMC 6305559. PMID 30619465  . 
  23. ^ كاريل ت، كورتز م كيو، مولر م، روسا م، سبادا ف (أبريل 2018). "القواعد غير التقليدية في الجينوم: طبقة المعلومات التنظيمية في الحمض النووي". Angewandte Chemie . 57 (16): 4296–4312. doi :10.1002/anie.201708228. PMID  28941008.
  24. ^ Wing R, Drew H, Takano T, Broka C, Tanaka S, Itakura K, Dickerson RE (أكتوبر 1980). "تحليل البنية البلورية لدورة كاملة من الحمض النووي B". Nature . 287 (5784): 755–58. Bibcode :1980Natur.287..755W. doi :10.1038/287755a0. PMID  7432492. S2CID  4315465.
  25. ^ ab Pabo CO, Sauer RT (1984). "التعرف على البروتين والحمض النووي". المراجعة السنوية للكيمياء الحيوية . 53 : 293–321. doi :10.1146/annurev.bi.53.070184.001453. PMID  6236744.
  26. ^ نيكولوفا إي إن، تشو إتش، جوتاردو إف إل، ألفي إتش إس، كيمسي آي جيه، الهاشمي إتش إم (2013). "حساب تاريخي لأزواج قواعد هوجستين في الحمض النووي المزدوج". البوليمرات الحيوية . 99 (12): 955-68. doi :10.1002/bip.22334. PMC 3844552. PMID  23818176 . 
  27. ^ Clausen-Schaumann H, Rief M, Tolksdorf C, Gaub HE (أبريل 2000). "الاستقرار الميكانيكي لجزيئات الحمض النووي الفردية". مجلة البيوفيزياء . 78 (4): 1997–2007. رمز Bibcode :2000BpJ....78.1997C. doi : 10.1016/S0006-3495(00)76747-6. PMC 1300792. PMID  10733978. 
  28. ^ Chalikian TV, Völker J, Plum GE, Breslauer KJ (يوليو 1999). "صورة أكثر توحيدًا للديناميكا الحرارية لصهر ثنائي الأحماض النووية: توصيف بتقنيات القياس الحراري والحجمي". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 96 (14): 7853-58. Bibcode :1999PNAS...96.7853C. doi : 10.1073/pnas.96.14.7853 . PMC 22151. PMID  10393911 . 
  29. ^ deHaseth PL, Helmann JD (يونيو 1995). "تكوين معقد مفتوح بواسطة بوليميراز الرنا الإشريكية القولونية: آلية فصل الخيوط المستحثة بالبوليميراز للدنا الحلزوني المزدوج". علم الأحياء الدقيقة الجزيئي . 16 (5): 817–24. doi :10.1111/j.1365-2958.1995.tb02309.x. PMID  7476180. S2CID  24479358.
  30. ^ Isaksson J, Acharya S, Barman J, Cheruku P, Chattopadhyaya J (December 2004). "يحتفظ الحمض النووي الريبي أحادي السلسلة الغني بالأدينين والحمض النووي الريبي النووي بالخصائص البنيوية لتكويناتهما ذات السلسلتين ويظهران اختلافات اتجاهية في نمط التكديس" (PDF) . الكيمياء الحيوية . 43 (51): 15996–6010. doi :10.1021/bi048221v. PMID  15609994. مؤرشف من الأصل (PDF) في 10 يونيو 2007.
  31. ^ ab Piovesan A, Pelleri MC, Antonaros F, Strippoli P, Caracausi M, Vitale L (2019). "حول طول ووزن ومحتوى GC للجينوم البشري". BMC Res Notes . 12 (1): 106. doi : 10.1186/s13104-019-4137-z . PMC 6391780. PMID  30813969 . 
  32. ^ Gregory SG, Barlow KF, McLay KE, Kaul R, Swarbreck D, Dunham A, et al. (مايو 2006). "تسلسل الحمض النووي والشرح البيولوجي للكروموسوم البشري 1". مجلة نيتشر . 441 (7091): 315–21. رمز Bibcode :2006Natur.441..315G. doi : 10.1038/nature04727 . PMID  16710414.
  33. ^ Anderson S, Bankier AT, Barrell BG, de Bruijn MH, Coulson AR, Drouin J, et al. (April 1981). "تسلسل وتنظيم الجينوم البشري للميتوكوندريا". Nature . 290 (5806): 457–465. Bibcode :1981Natur.290..457A. doi :10.1038/290457a0. PMID  7219534. S2CID  4355527.
  34. ^ "بدون عنوان". مؤرشف من الأصل في 13 أغسطس 2011. اطلع عليه بتاريخ 13 يونيو 2012 .
  35. ^ abc Satoh M, Kuroiwa T (سبتمبر 1991). "تنظيم العديد من النوكليويدات وجزيئات الحمض النووي في الميتوكوندريا في الخلية البشرية". Experimental Cell Research . 196 (1): 137–140. doi :10.1016/0014-4827(91)90467-9. PMID  1715276.
  36. ^ Zhang D, Keilty D, Zhang ZF, Chian RC (مارس 2017). "الميتوكوندريا في شيخوخة البويضة: الفهم الحالي". حقائق وآراء ورؤية في طب النساء والتوليد . 9 (1): 29–38. PMC 5506767. PMID  28721182 . 
  37. ^ تعيين سلسلتي الحمض النووي مؤرشف في 24 أبريل 2008 على موقع Wayback Machine نشرة JCBN/NC-IUB 1989. تم الاسترجاع في 7 مايو 2008
  38. ^ Hüttenhofer A, Schattner P, Polacek N (مايو 2005). "RNAs غير المشفرة: الأمل أم المبالغة؟". Trends in Genetics . 21 (5): 289–97. doi :10.1016/j.tig.2005.03.007. PMID  15851066.
  39. ^ مونرو إس إتش (نوفمبر 2004). "تنوع التنظيم المضاد للمعنى في حقيقيات النوى: آليات متعددة وأنماط ناشئة". مجلة الكيمياء الحيوية الخلوية . 93 (4): 664-71. doi :10.1002/jcb.20252. PMID  15389973. S2CID  23748148.
  40. ^ Makalowska I, Lin CF, Makalowski W (فبراير 2005). "الجينات المتداخلة في جينومات الفقاريات". علم الأحياء الحاسوبي والكيمياء . 29 (1): 1-12. doi :10.1016/j.compbiolchem.2004.12.006. PMID  15680581.
  41. ^ Johnson ZI, Chisholm SW (نوفمبر 2004). "خصائص الجينات المتداخلة محفوظة عبر الجينومات الميكروبية". Genome Research . 14 (11): 2268–72. doi :10.1101/gr.2433104. PMC 525685. PMID  15520290 . 
  42. ^ Lamb RA, Horvath CM (أغسطس 1991). "تنوع استراتيجيات الترميز في فيروسات الأنفلونزا". Trends in Genetics . 7 (8): 261–66. doi :10.1016/0168-9525(91)90326-L. PMC 7173306. PMID  1771674 . 
  43. ^ Benham CJ, Mielke SP (2005). "DNA mechanics" (PDF) . Annual Review of Biomedical Engineering . 7 : 21–53. doi :10.1146/annurev.bioeng.6.062403.132016. PMID  16004565. S2CID  1427671. مؤرشف من الأصل (PDF) في 1 مارس 2019.
  44. ^ ab Champoux JJ (2001). "DNA topoisomerases: structure, function, and mechanism". Annual Review of Biochemistry . 70 : 369–413. doi :10.1146/annurev.biochem.70.1.369. PMID  11395412. S2CID  18144189.
  45. ^ ab Wang JC (يونيو 2002). "الأدوار الخلوية لإنزيمات توبوإيزوميراز الحمض النووي: منظور جزيئي". مراجعات الطبيعة لعلم الأحياء الخلوي الجزيئي . 3 (6): 430-40. doi :10.1038/nrm831. PMID  12042765. S2CID  205496065.
  46. ^ Basu HS, Feuerstein BG, Zarling DA, Shafer RH, Marton LJ (أكتوبر 1988). "التعرف على محددات Z-RNA وZ-DNA بواسطة البوليامينات في المحلول: دراسات تجريبية ونظرية". مجلة Biomolecular Structure & Dynamics . 6 (2): 299–309. doi :10.1080/07391102.1988.10507714. PMID  2482766.
  47. ^
    • فرانكلين ر. إ، جوسلينج ر. ج. (6 مارس 1953). "بنية ألياف ثيمونوكلييت الصوديوم 1. تأثير محتوى الماء" (PDF) . أكتا كريستالوجر . 6 (8-9): 673-77. رمز Bibcode :1953AcCry...6..673F. doi : 10.1107/S0365110X53001939 . مؤرشف من الأصل (PDF) في 9 يناير 2016.
    • فرانكلين ر. إ، جوسلينج ر. ج. (1953). "بنية ألياف نوى ثيمونوكليت الصوديوم. الثاني. دالة باترسون المتماثلة أسطوانيًا" (PDF) . أكتا كريستالوجر . 6 (8-9): 678-85. رمز Bibcode :1953AcCry...6..678F. doi : 10.1107/S0365110X53001940 . مؤرشف من الأصل (PDF) في 29 يونيو 2017.
  48. ^ ab Franklin RE, Gosling RG (April 1953). "Molecular configuration in sodium thymonucleate" (PDF) . Nature . 171 (4356): 740–41. Bibcode :1953Natur.171..740F. doi :10.1038/171740a0. PMID  13054694. S2CID  4268222. مؤرشف من الأصل (PDF) في 3 يناير 2011.
  49. ^ ab Wilkins MH, Stokes AR, Wilson HR (April 1953). "Molecular structure of deoxypentose nucleic acid" (PDF) . Nature . 171 (4356): 738–40. Bibcode :1953Natur.171..738W. doi :10.1038/171738a0. PMID  13054693. S2CID  4280080. مؤرشف من الأصل (PDF) في 13 مايو 2011.
  50. ^ Leslie AG, Arnott S, Chandrasekaran R, Ratliff RL (أكتوبر 1980). "تعدد أشكال اللوالب المزدوجة للحمض النووي". مجلة علم الأحياء الجزيئي . 143 (1): 49–72. doi :10.1016/0022-2836(80)90124-2. PMID  7441761.
  51. ^ بايانو آي سي (1980). "النظام البنيوي والاضطراب الجزئي في الأنظمة البيولوجية". مجلة الرياضيات والأحياء 42 (4): 137-41. doi :10.1007/BF02462372. S2CID  189888972.
  52. ^ Hosemann R, Bagchi RN (1962). التحليل المباشر للحيود بالمادة . أمستردام – نيويورك: دار نشر شمال هولندا.
  53. ^ بايانو آي سي (1978). "تشتت الأشعة السينية بواسطة أنظمة الأغشية غير المنظمة جزئيًا" (PDF) . أكتا كريستالوجر أ . 34 (5): 751–53. رمز Bibcode :1978AcCrA..34..751B. doi :10.1107/S0567739478001540. مؤرشف من الأصل (PDF) في 14 مارس 2020. تم الاسترجاع في 29 أغسطس 2019 .
  54. ^ Wahl MC, Sundaralingam M (1997). "الهياكل البلورية لثنائيات A-DNA". Biopolymers . 44 (1): 45–63. doi :10.1002/(SICI)1097-0282(1997)44:1<45::AID-BIP4>3.0.CO;2-#. PMID  9097733.
  55. ^ لو XJ، شاكيد زد، أولسون دبليو كيه (يوليو 2000). “الزخارف المطابقة على شكل A في هياكل الحمض النووي المرتبطة بالترابط”. مجلة البيولوجيا الجزيئية . 300 (4): 819-40. دوى :10.1006/jmbi.2000.3690. بميد  10891271.
  56. ^ Rothenburg S, Koch-Nolte F, Haag F (ديسمبر 2001). "مثيلة الحمض النووي وتكوين الحمض النووي Z كوسطاء للاختلافات الكمية في التعبير عن الأليلات". المراجعات المناعية . 184 : 286–98. doi :10.1034/j.1600-065x.2001.1840125.x. PMID  12086319. S2CID  20589136.
  57. ^ Oh DB, Kim YG, Rich A (ديسمبر 2002). "يمكن للبروتينات المرتبطة بـ Z-DNA أن تعمل كمؤثر قوي في التعبير الجيني في الجسم الحي". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 99 (26): 16666–71. Bibcode :2002PNAS...9916666O. doi : 10.1073 /pnas.262672699 . PMC 139201. PMID  12486233. 
  58. ^ بالمر ج (2 ديسمبر 2010). "قد تساعد البكتيريا المحبة للزرنيخ في البحث عن حياة فضائية". بي بي سي نيوز . مؤرشف من الأصل في 3 ديسمبر 2010. تم الاسترجاع في 2 ديسمبر 2010 .
  59. ^ ab Bortman H (2 ديسمبر 2010). "البكتيريا الآكلة للزرنيخ تفتح آفاقًا جديدة للحياة الفضائية". Space.com . مؤرشف من الأصل في 4 ديسمبر 2010. تم الاسترجاع في 2 ديسمبر 2010 .
  60. ^ كاتسنلسون أ (2 ديسمبر 2010). "الميكروب الآكل للزرنيخ قد يعيد تعريف كيمياء الحياة". نيتشر نيوز . doi :10.1038/news.2010.645. مؤرشف من الأصل في 12 فبراير 2012.
  61. ^ كريسي د (3 أكتوبر 2012)."بكتيريا "الحياة الزرنيخية" تفضل الفوسفور بعد كل شيء". Nature News . doi :10.1038/nature.2012.11520. S2CID  87341731.
  62. ^ "بنية وتغليف الحمض النووي البشري الطرفي". ndbserver.rutgers.edu . تم الاسترجاع في 18 مايو 2023 .
  63. ^ ab Greider CW, Blackburn EH (ديسمبر 1985). "تحديد نشاط ناقل طرفي محدد في مستخلصات رباعية الغشاء". Cell . 43 (2 Pt 1): 405–13. doi : 10.1016/0092-8674(85)90170-9 . PMID  3907856.
  64. ^ abc Nugent CI, Lundblad V (أبريل 1998). "إنزيم التيلوميراز العكسي للنسخ: المكونات والتنظيم". Genes & Development . 12 (8): 1073–85. doi : 10.1101/gad.12.8.1073 . PMID  9553037.
  65. ^ Wright WE, Tesmer VM, Huffman KE, Levene SD, Shay JW (نوفمبر 1997). "تحتوي الكروموسومات البشرية الطبيعية على أطراف طويلة غنية بالبروتين ج في أحد طرفيها". Genes & Development . 11 (21): 2801–09. doi :10.1101/gad.11.21.2801. PMC 316649. PMID  9353250 . 
  66. ^ ab Burge S, Parkinson GN, Hazel P, Todd AK, Neidle S (2006). "الحمض النووي الرباعي: التسلسل والطوبولوجيا والبنية". أبحاث الأحماض النووية . 34 (19): 5402–15. doi :10.1093/nar/gkl655. PMC 1636468. PMID  17012276 . 
  67. ^ Parkinson GN, Lee MP, Neidle S (يونيو 2002). "البنية البلورية للرباعيات المتوازية من الحمض النووي البشري الطرفي". Nature . 417 (6891): 876–80. Bibcode :2002Natur.417..876P. doi :10.1038/nature755. PMID  12050675. S2CID  4422211.
  68. ^ Griffith JD, Comeau L, Rosenfield S, Stansel RM, Bianchi A, Moss H, de Lange T (مايو 1999). "Mammalian telomeres end in a large duplex loop". Cell . 97 (4): 503–14. CiteSeerX 10.1.1.335.2649 . doi :10.1016/S0092-8674(00)80760-6. PMID  10338214. S2CID  721901. 
  69. ^ Seeman NC (نوفمبر 2005). "الحمض النووي يمكّن من التحكم في بنية المادة على نطاق النانو". المراجعات الفصلية للفيزياء الحيوية . 38 (4): 363-71. doi :10.1017/S0033583505004087. PMC 3478329. PMID  16515737 . 
  70. ^ وارن م (21 فبراير 2019). "أربعة أحرف جديدة من الحمض النووي تضاعف أبجدية الحياة". نيتشر . 566 (7745): 436. رمز Bibcode : 2019Natur.566..436W. doi : 10.1038/d41586-019-00650-8 . PMID  30809059.
  71. ^ Hoshika S, Leal NA, Kim MJ, Kim MS, Karalkar NB, Kim HJ, et al. (22 فبراير 2019). "Hachimoji DNA and RNA: A genetic system with eight building blocks (paywall)". Science . 363 (6429): 884–887. Bibcode :2019Sci...363..884H. doi :10.1126/science.aat0971. PMC 6413494. PMID  30792304 . 
  72. ^ Burghardt B, Hartmann AK (فبراير 2007). "تصميم البنية الثانوية للحمض النووي الريبي". Physical Review E. 75 ( 2): 021920. arXiv : physics/0609135 . Bibcode :2007PhRvE..75b1920B. doi :10.1103/PhysRevE.75.021920. PMID  17358380. S2CID  17574854.
  73. ^ Reusch W. "الأحماض النووية". جامعة ولاية ميشيغان . تم الاسترجاع في 30 يونيو 2022 .
  74. ^ "كيفية استخراج الحمض النووي من أي شيء حي". جامعة يوتا . تم الاسترجاع في 30 يونيو 2022 .
  75. ^ Hu Q, Rosenfeld MG (2012). "التنظيم الجيني للخلايا الجذعية الجنينية البشرية". Frontiers in Genetics . 3 : 238. doi : 10.3389/fgene.2012.00238 . PMC 3488762. PMID  23133442 . 
  76. ^ Klose RJ, Bird AP (فبراير 2006). "Genomic DNA methylation: the mark and its mediators". Trends in Biochemical Sciences . 31 (2): 89–97. doi :10.1016/j.tibs.2005.12.008. PMID  16403636.
  77. ^ Bird A (يناير 2002). "أنماط مثيلة الحمض النووي والذاكرة فوق الجينية". الجينات والتنمية . 16 (1): 6-21. doi : 10.1101/gad.947102 . PMID  11782440.
  78. ^ Walsh CP, Xu GL (2006). "مثيلة السيتوزين وإصلاح الحمض النووي". مثيلة الحمض النووي: الآليات الأساسية . الموضوعات الحالية في علم الأحياء الدقيقة وعلم المناعة. المجلد 301. ص 283-315. doi :10.1007/3-540-31390-7_11. ISBN 3-540-29114-8. PMID  16570853.
  79. ^ Kriaucionis S, Heintz N (مايو 2009). "قاعدة الحمض النووي 5-هيدروكسي ميثيل سيتوزين موجودة في الخلايا العصبية بوركينجي والدماغ". مجلة العلوم . 324 (5929): 929–30. رمز Bibcode :2009Sci...324..929K. doi :10.1126/science.1169786. PMC 3263819. PMID  19372393 . 
  80. ^ Ratel D, Ravanat JL, Berger F, Wion D (مارس 2006). "N6-methyladenine: the other methylated base of DNA". BioEssays . 28 (3): 309–15. doi :10.1002/bies.20342. PMC 2754416. PMID  16479578 . 
  81. ^ Gommers-Ampt JH, Van Leeuwen F, de Beer AL, Vliegenthart JF, Dizdaroglu M, Kowalak JA, Crain PF, Borst P (ديسمبر 1993). "بيتا-د-جلوكوزيل-هيدروكسي ميثيل يوراسيل: قاعدة معدلة جديدة موجودة في الحمض النووي للطفيليات الأولية T. brucei". Cell . 75 (6): 1129–36. doi :10.1016/0092-8674(93)90322-H. hdl : 1874/5219 . PMID  8261512. S2CID  24801094.
  82. ^ تم إنشاؤه من PDB 1JDG محفوظ في 22 سبتمبر 2008 على موقع Wayback Machine
  83. ^ Douki T, Reynaud-Angelin A, Cadet J, Sage E (August 2003). "منتجات البيبيريميدين الضوئية وليس الآفات التأكسدية هي النوع الرئيسي من تلف الحمض النووي المتورط في التأثير الجينومي للإشعاع فوق البنفسجي الشمسي UVA". الكيمياء الحيوية . 42 (30): 9221-26. doi :10.1021/bi034593c. PMID  12885257.
  84. ^ Cadet J, Delatour T, Douki T, Gasparutto D, Pouget JP, Ravanat JL, Sauvaigo S (مارس 1999). "الجذور الهيدروكسيلية وتلف قاعدة الحمض النووي". Mutation Research . 424 (1–2): 9–21. Bibcode :1999MRFMM.424....9C. doi :10.1016/S0027-5107(99)00004-4. PMID  10064846.
  85. ^ Beckman KB, Ames BN (أغسطس 1997). "التحلل التأكسدي للحمض النووي". مجلة الكيمياء الحيوية . 272 ​​(32): 19633–36. doi : 10.1074/jbc.272.32.19633 . PMID  9289489.
  86. ^ Valerie K, Povirk LF (سبتمبر 2003). "تنظيم وآليات إصلاح كسر السلسلة المزدوجة في الثدييات". Oncogene . 22 (37): 5792–812. doi : 10.1038/sj.onc.1206679 . PMID  12947387.
  87. ^ جونسون جي (28 ديسمبر 2010). "اكتشاف الأورام ما قبل التاريخ، والنقاش". نيويورك تايمز . مؤرشف من الأصل في 24 يونيو 2017. إذا عشنا طويلاً بما يكفي، عاجلاً أم آجلاً سنصاب جميعًا بالسرطان.
  88. ^ ألبرتس ب، جونسون أ، لويس ج، وآخرون (2002). "الأسباب التي يمكن الوقاية منها للسرطان". علم الأحياء الجزيئي للخلية (الطبعة الرابعة). نيويورك: جارلاند ساينس. رقم ISBN 0-8153-4072-9من المتوقع أن يكون هناك معدل ثابت لا يمكن تقليله للإصابة بالسرطان بغض النظر عن الظروف: لا يمكن تجنب الطفرات مطلقًا، لأنها نتيجة لا مفر منها للقيود الأساسية على دقة تكرار الحمض النووي، كما نوقش في الفصل الخامس. إذا كان بإمكان الإنسان أن يعيش طويلاً بما يكفي، فمن المحتم أن تتراكم في إحدى خلاياه على الأقل مجموعة من الطفرات الكافية لتطور السرطان.
  89. ^ بيرنشتاين هـ، باين سي إم، بيرنشتاين سي، جاروال هـ، دفوراك كيه (2008). "السرطان والشيخوخة كعواقب لتلف الحمض النووي غير المُصلح". في كيمورا هـ، سوزوكي أ (المحرران). بحث جديد عن تلف الحمض النووي . نيويورك: دار نوفا ساينس للنشر. ص 1-47. رقم ISBN 978-1-60456-581-2. تم أرشفة النسخة الأصلية في 25 أكتوبر 2014.
  90. ^ Hoeijmakers JH (أكتوبر 2009). "تلف الحمض النووي والشيخوخة والسرطان". مجلة نيو إنجلاند الطبية . 361 (15): 1475–85. doi :10.1056/NEJMra0804615. PMID  19812404.
  91. ^ Freitas AA, de Magalhães JP (2011). "A review and appraisal of the DNA damage theory of ageing". Mutation Research . 728 (1–2): 12–22. Bibcode :2011MRRMR.728...12F. doi :10.1016/j.mrrev.2011.05.001. PMID  21600302.
  92. ^ Ferguson LR, Denny WA (سبتمبر 1991). "السمية الجينية للأكريدينات". Mutation Research . 258 (2): 123–60. doi :10.1016/0165-1110(91)90006-H. PMID  1881402.
  93. ^ Stephens TD, Bunde CJ, Fillmore BJ (يونيو 2000). "Mechanism of action in thalidomide teratogenesis". Biochemical Pharmacology . 59 (12): 1489–99. doi :10.1016/S0006-2952(99)00388-3. PMID  10799645.
  94. ^ Jeffrey AM (1985). "تعديل الحمض النووي بواسطة المواد الكيميائية المسببة للسرطان". علم الأدوية والعلاجات . 28 (2): 237–72. doi :10.1016/0163-7258(85)90013-0. PMID  3936066.
  95. ^ Braña MF، Cacho M، Gradillas A، de Pascual-Teresa B، Ramos A (نوفمبر 2001). “Intercalators كأدوية مضادة للسرطان”. التصميم الصيدلاني الحالي . 7 (17): 1745–80. دوى :10.2174/1381612013397113. بميد  11562309.
  96. ^ Venter JC, Adams MD, Myers EW, Li PW, Mural RJ, Sutton GG, et al. (فبراير 2001). "تسلسل الجينوم البشري". مجلة العلوم . 291 (5507): 1304–51. رمز Bibcode :2001Sci...291.1304V. doi : 10.1126/science.1058040 . PMID  11181995.
  97. ^ Thanbichler M, Wang SC, Shapiro L (أكتوبر 2005). "النواة البكتيرية: بنية منظمة وديناميكية للغاية". مجلة الكيمياء الحيوية الخلوية . 96 (3): 506-21. doi : 10.1002/jcb.20519 . PMID  15988757.
  98. ^ Wolfsberg TG, McEntyre J, Schuler GD (فبراير 2001). "دليل مشروع الجينوم البشري". مجلة الطبيعة . 409 (6822): 824–26. رمز Bibcode :2001Natur.409..824W. doi : 10.1038/35057000 . PMID:  11236998.
  99. ^ Gregory TR (January 2005). "لغز القيمة C في النباتات والحيوانات: مراجعة للموازيات ونداء للشراكة". حوليات علم النبات . 95 (1): 133–46. doi :10.1093/aob/mci009. PMC 4246714. PMID 15596463  . 
  100. ^ Birney E, Stamatoyannopoulos JA , Dutta A, Guigó R, Gingeras TR, Margulies EH, et al. (يونيو 2007). "تحديد وتحليل العناصر الوظيفية في 1% من الجينوم البشري من خلال مشروع ENCODE التجريبي". Nature . 447 (7146): 799–816. Bibcode :2007Natur.447..799B. doi :10.1038/nature05874. PMC 2212820. PMID  17571346 . 
  101. ^ Yin YW, Steitz TA. "RCSB PDB – 1MSW: Structural basis for the transition from initiation to elongation transcription in T7 RNA polymerase". www.rcsb.org . تم الاسترجاع في 27 مارس 2023 .
  102. ^ Pidoux AL, Allshire RC (مارس 2005). "دور الهيتروكروماتين في وظيفة المركزومير". المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية في لندن. السلسلة ب، العلوم البيولوجية . 360 (1455): 569–79. doi :10.1098/rstb.2004.1611. PMC 1569473. PMID  15905142 . 
  103. ^ هاريسون بي إم، هيجي إتش، بالاسوبرامانيان إس، لوسكومب إن إم، بيرتون بي، إيكولز إن، جونسون تي، جيرستين إم (فبراير 2002). "الحفريات الجزيئية في الجينوم البشري: تحديد وتحليل الجينات الزائفة في الكروموسومات 21 و22". أبحاث الجينوم . 12 (2): 272-80. doi :10.1101/gr.207102. PMC 155275. PMID  11827946 . 
  104. ^ هاريسون بي إم، جيرستين إم (مايو 2002). "دراسة الجينومات عبر الدهور: عائلات البروتين، والجينات الزائفة وتطور البروتيوم". مجلة علم الأحياء الجزيئي . 318 (5): 1155-74. doi :10.1016/S0022-2836(02)00109-2. PMID  12083509.
  105. ^ ألبا م (2001). "بوليميرازات الحمض النووي التكاثري". علم الأحياء الجينومي . 2 (1): REVIEWS3002. doi : 10.1186/gb-2001-2-1-reviews3002 . PMC 150442. PMID  11178285 . 
  106. ^ Tani K, Nasu M (2010). "Roles of Extracellular DNA in Bacterial Ecosystems". في Kikuchi Y, Rykova EY (المحرران). الأحماض النووية خارج الخلية . Springer. ص 25-38. ISBN 978-3-642-12616-1.
  107. ^ Vlassov VV, Laktionov PP, Rykova EY (يوليو 2007). "الأحماض النووية خارج الخلية". BioEssays . 29 (7): 654–67. doi :10.1002/bies.20604. PMID  17563084. S2CID  32463239.
  108. ^ Finkel SE, Kolter R (نوفمبر 2001). "DNA as a nutrition: novel role for bacterial efficient gene homologs". مجلة علم الجراثيم . 183 (21): 6288–93. doi :10.1128/JB.183.21.6288-6293.2001. PMC 100116. PMID  11591672 . 
  109. ^ Mulcahy H, Charron-Mazenod L, Lewenza S (نوفمبر 2008). "الحمض النووي خارج الخلية يخلِّب الكاتيونات ويحفز مقاومة المضادات الحيوية في الأغشية الحيوية لبكتيريا Pseudomonas aeruginosa". PLOS Pathogens . 4 (11): e1000213. doi : 10.1371/journal.ppat.1000213 . PMC 2581603. PMID  19023416 . 
  110. ^ Berne C, Kysela DT, Brun YV (أغسطس 2010). "الحمض النووي خارج الخلية البكتيرية يمنع ترسب الخلايا النسلية المتحركة داخل الغشاء الحيوي". علم الأحياء الدقيقة الجزيئي . 77 (4): 815-29. doi :10.1111/j.1365-2958.2010.07267.x. PMC 2962764. PMID  20598083 . 
  111. ^ Whitchurch CB، Tolker-Nielsen T، Ragas PC، Mattick JS (فبراير 2002). "الحمض النووي خارج الخلية المطلوب لتكوين الأغشية الحيوية البكتيرية". مجلة العلوم . 295 (5559): 1487. doi :10.1126/science.295.5559.1487. PMID  11859186.
  112. ^ Hu W, Li L, Sharma S, Wang J, McHardy I, Lux R, Yang Z, He X, Gimzewski JK, Li Y, Shi W (2012). "DNA builds and enhances the extracellular matrix in Myxococcus xanthus biofilms by interacting with exopolysaccharides". PLOS ONE . ​​7 (12): e51905. Bibcode :2012PLoSO...751905H. doi : 10.1371/journal.pone.0051905 . PMC 3530553 . PMID  23300576. 
  113. ^ Hui L, Bianchi DW (فبراير 2013). "التطورات الحديثة في الاستجواب قبل الولادة للجينوم البشري للجنين". Trends in Genetics . 29 (2): 84–91. doi :10.1016/j.tig.2012.10.013. PMC 4378900. PMID  23158400 . 
  114. ^ Foote AD, Thomsen PF, Sveegaard S, Wahlberg M, Kielgast J, Kyhn LA, et al. (2012). "التحقيق في الاستخدام المحتمل للحمض النووي البيئي (eDNA) للمراقبة الجينية للثدييات البحرية". PLOS ONE . 7 (8): e41781. Bibcode :2012PLoSO...741781F. doi : 10.1371/journal.pone.0041781 . PMC 3430683. PMID  22952587 . 
  115. ^ "باحثون يكتشفون حيوانات برية باستخدام الحمض النووي في المسطحات المائية القريبة".
  116. ^ Sandman K, Pereira SL, Reeve JN (ديسمبر 1998). "تنوع البروتينات الكروموسومية البدائية وأصل النوكليوسوم". علوم الحياة الخلوية والجزيئية . 54 (12): 1350–64. doi :10.1007/s000180050259. PMC 11147202. PMID  9893710. S2CID  21101836 . 
  117. ^ Dame RT (مايو 2005). "دور البروتينات المرتبطة بالنواة في تنظيم وضغط الكروماتين البكتيري". علم الأحياء الدقيقة الجزيئي . 56 (4): 858-70. doi : 10.1111/j.1365-2958.2005.04598.x . PMID  15853876. S2CID  26965112.
  118. ^ Luger K, Mäder AW, Richmond RK, Sargent DF, Richmond TJ (سبتمبر 1997). "البنية البلورية لجسيمات قلب النوكليوسوم بدقة 2.8 أمبير". مجلة نيتشر . 389 (6648): 251–60. رمز Bibcode :1997Natur.389..251L. doi :10.1038/38444. PMID  9305837. S2CID  4328827.
  119. ^ Jenuwein T, Allis CD (أغسطس 2001). "ترجمة شفرة الهيستون" (PDF) . Science . 293 (5532): 1074–80. doi :10.1126/science.1063127. PMID  11498575. S2CID  1883924. مؤرشف من الأصل (PDF) في 8 أغسطس 2017.
  120. ^ Ito T (2003). "Nucleosome Assembly and Remodeling". Protein Complexes that Modify Chromatin . Current Topics in Microbiology and Immunology. المجلد 274. ص 1-22. doi :10.1007/978-3-642-55747-7_1. ISBN 978-3-540-44208-0. PMID  12596902.
  121. ^ توماس جو (أغسطس 2001). "HMG1 و2: البروتينات المعمارية الرابطة للحمض النووي". معاملات الجمعية الكيميائية الحيوية . 29 (الجزء 4): 395-401. doi :10.1042/BST0290395. PMID  11497996.
  122. ^ Grosschedl R, Giese K, Pagel J (مارس 1994). "بروتينات مجال HMG: العناصر المعمارية في تجميع هياكل النوكليوبروتين". Trends in Genetics . 10 (3): 94–100. doi :10.1016/0168-9525(94)90232-1. PMID  8178371.
  123. ^ Iftode C, Daniely Y, Borowiec JA (1999). "Replication protein A (RPA): the eukaryotic SSB". Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology . 34 (3): 141–80. doi :10.1080/10409239991209255. PMID  10473346.
  124. ^ Beamer LJ, Pabo CO. "RCSB PDB – 1LMB: Refined 1.8 Å crystal structure of the lambda repressor-operator complex". www.rcsb.org . تم الاسترجاع في 27 مارس 2023 .
  125. ^ مايرز إل سي، كورنبرج آر دي (2000). "وسيط التنظيم النسخي". المراجعة السنوية للكيمياء الحيوية . 69 : 729–49. doi :10.1146/annurev.biochem.69.1.729. PMID  10966474.
  126. ^ Spiegelman BM, Heinrich R (أكتوبر 2004). "التحكم البيولوجي من خلال المنشطات النسخية المنظمة". Cell . 119 (2): 157–67. doi : 10.1016/j.cell.2004.09.037 . PMID  15479634.
  127. ^ Li Z, Van Calcar S, Qu C, Cavenee WK, Zhang MQ, Ren B (يوليو 2003). "الدور التنظيمي النسخي العالمي لـ c-Myc في خلايا سرطان الغدد الليمفاوية في بوركيت". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 100 (14): 8164–69. Bibcode :2003PNAS..100.8164L. doi : 10.1073/pnas.1332764100 . PMC 166200. PMID  12808131 . 
  128. ^ Kostrewa D, Winkler FK. "RCSB PDB – 1RVA: Mg2+ binding to the active site of EcoRV endonuclease: a crystallographic study of complexes with trace and product DNA at 2 Å resolution". www.rcsb.org . تم الاسترجاع في 27 مارس 2023 .
  129. ^ Bickle TA, Krüger DH (يونيو 1993). "Biology of DNA restriction". Microbiological Reviews . 57 (2): 434–50. doi :10.1128/MMBR.57.2.434-450.1993. PMC 372918. PMID 8336674  . 
  130. ^ ab Doherty AJ, Suh SW (نوفمبر 2000). "الحفاظ البنيوي والميكانيكي في رباطات الحمض النووي". Nucleic Acids Research . 28 (21): 4051–58. doi :10.1093/nar/28.21.4051. PMC 113121. PMID  11058099 . 
  131. ^ Schoeffler AJ, Berger JM (ديسمبر 2005). "التطورات الحديثة في فهم العلاقات بين البنية والوظيفة في آلية توبوإيزوميراز النوع الثاني". معاملات الجمعية الكيميائية الحيوية . 33 (الجزء 6): 1465–70. doi :10.1042/BST20051465. PMID  16246147.
  132. ^ Tuteja N, Tuteja R (مايو 2004). "كشف هيليكازات الحمض النووي. الدافع والبنية والآلية والوظيفة" (PDF) . المجلة الأوروبية للكيمياء الحيوية . 271 (10): 1849–63. doi : 10.1111/j.1432-1033.2004.04094.x . PMID  15128295.
  133. ^ Joyce CM, Steitz TA (نوفمبر 1995). "هياكل البوليميراز ووظيفته: اختلافات في موضوع واحد؟". مجلة علم البكتيريا . 177 (22): 6321–29. doi :10.1128/jb.177.22.6321-6329.1995. PMC 177480. PMID  7592405 . 
  134. ^ Hubscher U, Maga G, Spadari S (2002). "بوليميرازات الحمض النووي حقيقية النواة" (PDF) . المراجعة السنوية للكيمياء الحيوية . 71 : 133–63. doi :10.1146/annurev.biochem.71.090501.150041. PMID  12045093. S2CID  26171993. مؤرشف من الأصل (PDF) في 26 يناير 2021.
  135. ^ جونسون أ، أودونيل م (2005). "نسخ الحمض النووي الخلوي: المكونات والديناميكيات عند شوكة التكرار". المراجعة السنوية للكيمياء الحيوية . 74 : 283-315. doi :10.1146/annurev.biochem.73.011303.073859. PMID  15952889.
  136. ^ ab Tarrago-Litvak L, Andréola ML, Nevinsky GA, Sarih-Cottin L, Litvak S (مايو 1994). "النسخ العكسي لفيروس نقص المناعة البشرية من النوع 1: من علم الإنزيمات إلى التدخل العلاجي". مجلة FASEB . 8 (8): 497–503. doi : 10.1096/fasebj.8.8.7514143 . PMID  7514143. S2CID  39614573.
  137. ^ Martinez E (ديسمبر 2002). "Multi-protein complexes in eukaryotic gene transcription". Plant Molecular Biology . 50 (6): 925–47. doi :10.1023/A:1021258713850. PMID  12516863. S2CID  24946189.
  138. ^ Thorpe JH, Gale BC, Teixeira SC, Cardin CJ. "RCSB PDB – 1M6G: Structural Characterisation of the Holliday Junction TCGGTACCGA". www.rcsb.org . تم الاسترجاع في 27 مارس 2023 .
  139. ^ Cremer T, Cremer C (أبريل 2001). "أقاليم الكروموسوم والبنية النووية وتنظيم الجينات في الخلايا الثديية". Nature Reviews Genetics . 2 (4): 292–301. doi :10.1038/35066075. PMID  11283701. S2CID  8547149.
  140. ^ Pál C, Papp B, Lercher MJ (مايو 2006). "نظرة متكاملة لتطور البروتين". Nature Reviews Genetics . 7 (5): 337–48. doi :10.1038/nrg1838. PMID  16619049. S2CID  23225873.
  141. ^ O'Driscoll M, Jeggo PA (يناير 2006). "دور إصلاح كسر السلسلة المزدوجة - رؤى من علم الوراثة البشرية". Nature Reviews Genetics . 7 (1): 45–54. doi :10.1038/nrg1746. PMID  16369571. S2CID  7779574.
  142. ^ Vispé S, Defais M (أكتوبر 1997). "بروتين الثدييات Rad51: نظير RecA ذو وظائف متعددة". Biochimie . 79 (9–10): 587–92. doi :10.1016/S0300-9084(97)82007-X. PMID  9466696.
  143. ^ نيل إم جيه، كيني إس (يوليو 2006). "توضيح آليات تبادل خيوط الحمض النووي في إعادة التركيب الانقسامي الاختزالي". نيتشر . 442 (7099): 153–58. رمز Bibcode :2006Natur.442..153N. doi :10.1038/nature04885. PMC 5607947. PMID  16838012 . 
  144. ^ Dickman MJ, Ingleston SM, Sedelnikova SE, Rafferty JB, Lloyd RG, Grasby JA, Hornby DP (نوفمبر 2002). "محلول RuvABC". المجلة الأوروبية للكيمياء الحيوية . 269 (22): 5492–501. doi : 10.1046/j.1432-1033.2002.03250.x . PMID  12423347. S2CID  39505263.
  145. ^ Joyce GF (يوليو 2002). "قدم التطور المستند إلى الحمض النووي الريبي". مجلة نيتشر . 418 (6894): 214–21. Bibcode :2002Natur.418..214J. doi :10.1038/418214a. PMID  12110897. S2CID  4331004.
  146. ^ Orgel LE (2004). "الكيمياء الحيوية الأولية وأصل عالم الحمض النووي الريبي". المراجعات النقدية في الكيمياء الحيوية وعلم الأحياء الجزيئي . 39 (2): 99-123. CiteSeerX 10.1.1.537.7679 . doi :10.1080/10409230490460765. PMID  15217990. S2CID  4939632. 
  147. ^ دافنبورت آر جيه (مايو 2001). "الريبوزيمات. صنع نسخ في عالم الحمض النووي الريبي". ساينس . 292 (5520): 1278أ-1278. doi :10.1126/science.292.5520.1278a. PMID  11360970. S2CID  85976762.
  148. ^ Szathmáry E (أبريل 1992). "ما هو الحجم الأمثل للأبجدية الجينية؟". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 89 (7): 2614-18. Bibcode :1992PNAS...89.2614S. doi : 10.1073 /pnas.89.7.2614 . PMC 48712. PMID  1372984. 
  149. ^ Lindahl T (أبريل 1993). "عدم استقرار وتحلل البنية الأولية للحمض النووي". مجلة نيتشر . 362 (6422): 709–15. Bibcode :1993Natur.362..709L. doi :10.1038/362709a0. PMID  8469282. S2CID  4283694.
  150. ^ Vreeland RH, Rosenzweig WD, Powers DW (أكتوبر 2000). "عزل بكتيريا تتحمل الملوحة عمرها 250 مليون سنة من بلورة ملحية أولية". مجلة نيتشر . 407 (6806): 897–900. رمز Bibcode :2000Natur.407..897V. doi :10.1038/35038060. PMID  11057666. S2CID  9879073.
  151. ^ Hebsgaard MB, Phillips MJ, Willerslev E (مايو 2005). "الحمض النووي الجيولوجي القديم: حقيقة أم نتاج؟". Trends in Microbiology . 13 (5): 212–20. doi :10.1016/j.tim.2005.03.010. PMID  15866038.
  152. ^ Nickle DC, Learn GH, Rain MW, Mullins JI, Mittler JE (يناير 2002). "DNA حديث بشكل غريب لبكتيريا عمرها "250 مليون سنة". مجلة التطور الجزيئي . 54 (1): 134–37. Bibcode :2002JMolE..54..134N. doi :10.1007/s00239-001-0025-x. PMID  11734907. S2CID  24740859.
  153. ^ Callahan MP, Smith KE, Cleaves HJ, Ruzicka J, Stern JC, Glavin DP, House CH, Dworkin JP (أغسطس 2011). "النيازك الكربونية تحتوي على مجموعة واسعة من القواعد النووية خارج الأرض". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 108 (34): 13995-98. Bibcode :2011PNAS..10813995C. doi : 10.1073/pnas.1106493108 . PMC 3161613. PMID  21836052 . 
  154. ^ Steigerwald J (8 أغسطس 2011). "باحثون في وكالة ناسا: يمكن صنع كتل بناء الحمض النووي في الفضاء". وكالة ناسا . مؤرشف من الأصل في 23 يونيو 2015. تم الاسترجاع في 10 أغسطس 2011 .
  155. ^ طاقم ساينس دايلي (9 أغسطس 2011). "يمكن صنع كتل بناء الحمض النووي في الفضاء، تشير أدلة ناسا". ساينس دايلي . مؤرشف من الأصل في 5 سبتمبر 2011. تم الاسترجاع في 9 أغسطس 2011 .
  156. ^ Marlaire R (3 مارس 2015). "NASA Ames Reproduces the Building Blocks of Life in Laboratory". ناسا . مؤرشف من الأصل في 5 مارس 2015. تم الاسترجاع في 5 مارس 2015 .
  157. ^ هانت ك (17 فبراير 2021). "أقدم حمض نووي في العالم تم تسلسله من ماموث عاش قبل أكثر من مليون عام". سي إن إن نيوز . تم استرجاعه في 17 فبراير 2021 .
  158. ^ Callaway E (17 فبراير 2021). "جينومات الماموث التي يبلغ عمرها مليون عام تحطم الرقم القياسي لأقدم حمض نووي قديم - أسنان محفوظة في التربة الصقيعية، يصل عمرها إلى 1.6 مليون عام، تحدد نوعًا جديدًا من الماموث في سيبيريا". Nature . 590 (7847): 537-538. Bibcode :2021Natur.590..537C. doi : 10.1038/d41586-021-00436-x . ISSN  0028-0836. PMID  33597786.
  159. ^ Goff SP, Berg P (ديسمبر 1976). "إنشاء فيروسات هجينة تحتوي على أجزاء من الحمض النووي لـ SV40 و lambda phage وانتشارها في خلايا القرود المزروعة". Cell . 9 (4 PT 2): 695–705. doi :10.1016/0092-8674(76)90133-1. PMID  189942. S2CID  41788896.
  160. ^ Houdebine LM (2007). "النماذج الحيوانية المعدلة وراثيًا في البحوث الطبية الحيوية". مراجعات وبروتوكولات اكتشاف الهدف والتحقق منه . طرق في علم الأحياء الجزيئي. المجلد 360. ص 163-202. doi :10.1385/1-59745-165-7:163. ISBN 978-1-59745-165-9. PMID  17172731.
  161. ^ Daniell H, Dhingra A (أبريل 2002). "هندسة الجينات المتعددة: فجر عصر جديد مثير في التكنولوجيا الحيوية". الرأي الحالي في التكنولوجيا الحيوية . 13 (2): 136-41. doi :10.1016/S0958-1669(02)00297-5. PMC 3481857. PMID  11950565 . 
  162. ^ Job D (نوفمبر 2002). "التكنولوجيا الحيوية النباتية في الزراعة". Biochimie . 84 (11): 1105–10. doi :10.1016/S0300-9084(02)00013-5. PMID  12595138.
  163. ^ Curtis C, Hereward J (29 أغسطس 2017). "من مسرح الجريمة إلى قاعة المحكمة: رحلة عينة الحمض النووي". The Conversation . مؤرشف من الأصل في 22 أكتوبر 2017 . تم الاسترجاع في 22 أكتوبر 2017 .
  164. ^ كولينز أ، مورتون ن. إ. (يونيو 1994). "نسب الاحتمالية لتحديد الحمض النووي". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 91 (13): 6007-11. رمز Bibcode : 1994PNAS...91.6007C. doi : 10.1073/pnas.91.13.6007 . PMC 44126. PMID  8016106 . 
  165. ^ Weir BS, Triggs CM, Starling L, Stowell LI, Walsh KA, Buckleton J (مارس 1997). "تفسير مخاليط الحمض النووي". مجلة العلوم الجنائية . 42 (2): 213-22. doi :10.1520/JFS14100J. PMID  9068179. S2CID  14511630.
  166. ^ Jeffreys AJ, Wilson V, Thein SL (1985). "Individual-specific 'fingerprints' of human DNA". Nature . 316 (6023): 76–79. Bibcode :1985Natur.316...76J. doi : 10.1038/316076a0 . PMID  2989708. S2CID  4229883.
  167. ^ "Colin Pitchfork". 14 ديسمبر 2006. مؤرشف من الأصل في 14 ديسمبر 2006. تم الاسترجاع 27 مارس 2023 .
  168. ^ "تحديد الحمض النووي في حوادث الوفيات الجماعية". المعهد الوطني للعدالة. سبتمبر 2006. مؤرشف من الأصل في 12 نوفمبر 2006.
  169. ^ Pollack A (19 يونيو 2012). "قبل الميلاد، هوية الأب". نيويورك تايمز . ISSN  0362-4331. مؤرشف من الأصل في 24 يونيو 2017. تم الاسترجاع 27 مارس 2023 .
  170. ^ ab Breaker RR, Joyce GF (ديسمبر 1994). "إنزيم DNA الذي يشق الحمض النووي الريبي". الكيمياء والأحياء . 1 (4): 223-29. doi :10.1016/1074-5521(94)90014-0. PMID  9383394.
  171. ^ Chandra M, Sachdeva A, Silverman SK (أكتوبر 2009). "التحلل المائي للحمض النووي المحفز بتسلسل محدد". Nature Chemical Biology . 5 (10): 718–20. doi :10.1038/nchembio.201. PMC 2746877. PMID  19684594 . 
  172. ^ Carmi N, Shultz LA, Breaker RR (ديسمبر 1996). "الاختيار المختبري للحمض النووي الذي ينقسم ذاتيًا". الكيمياء والأحياء . 3 (12): 1039–46. doi : 10.1016/S1074-5521(96)90170-2 . PMID  9000012.
  173. ^ Torabi SF، Wu P، McGhee CE، Chen L، Hwang K، Zheng N، Cheng J، Lu Y (مايو 2015). "اختيار DNAzyme خاص بالصوديوم في المختبر وتطبيقه في الاستشعار داخل الخلايا". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 112 (19): 5903–08. Bibcode :2015PNAS..112.5903T. doi : 10.1073/pnas.1420361112 . PMC 4434688. PMID  25918425 . 
  174. ^ Baldi P ، Brunak S (2001). Bioinformatics: The Machine Learning Approach . MIT Press. ISBN 978-0-262-02506-5. OCLC  45951728.
  175. ^ Gusfield D (15 يناير 1997). Algorithms on Strings, Trees, and Sequences: Computer Science and Computational Biology . مطبعة جامعة كامبريدج . ISBN 978-0-521-58519-4.
  176. ^ Sjölander K (يناير 2004). "الاستدلال النشوئي للوظيفة الجزيئية للبروتين: التطورات والتحديات". Bioinformatics . 20 (2): 170–79. CiteSeerX 10.1.1.412.943 . doi :10.1093/bioinformatics/bth021. PMID  14734307. 
  177. ^ Mount DM (2004). Bioinformatics: Sequence and Genome Analysis (الطبعة الثانية). Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 0-87969-712-1. OCLC  55106399.
  178. ^ Strong M (مارس 2004). "Protein nanomachines". PLOS Biology . 2 (3): E73. doi : 10.1371/journal.pbio.0020073 . PMC 368168 . PMID  15024422. S2CID  13222080. 
  179. ^ روثيموند بي دبليو (مارس 2006). "طي الحمض النووي لإنشاء أشكال وأنماط على نطاق النانو" (PDF) . نيتشر . 440 (7082): 297–302. رمز Bibcode :2006Natur.440..297R. doi :10.1038/nature04586. PMID  16541064. S2CID  4316391.
  180. ^ Andersen ES، Dong M، Nielsen MM، Jahn K، Subramani R، Mamdouh W، Golas MM، Sander B، Stark H، Oliveira CL، Pedersen JS، Birkedal V، Besenbacher F، Gothelf KV، Kjems J (مايو 2009). “التجميع الذاتي لصندوق الحمض النووي النانوي مع غطاء يمكن التحكم فيه”. طبيعة . 459 (7243): 73-76. بيب كود :2009Natur.459...73A. دوى :10.1038/nature07971. اتش دي ال : 11858/00-001M-0000-0010-9362-B . بميد  19424153. S2CID  4430815.
  181. ^ Ishitsuka Y, Ha T (مايو 2009). "تقنية النانو للحمض النووي: آلة نانوية تعمل". مجلة تكنولوجيا النانو الطبيعية . 4 (5): 281-82. Bibcode :2009NatNa...4..281I. doi :10.1038/nnano.2009.101. PMID  19421208.
  182. ^ Aldaye FA, Palmer AL, Sleiman HF (سبتمبر 2008). "تجميع المواد باستخدام الحمض النووي كدليل". مجلة العلوم . 321 (5897): 1795–99. Bibcode :2008Sci...321.1795A. doi :10.1126/science.1154533. PMID  18818351. S2CID  2755388.
  183. ^ Dunn MR, Jimenez RM, Chaput JC (2017). "تحليل اكتشاف الأبتامر والتكنولوجيا". Nature Reviews Chemistry . 1 (10). doi :10.1038/s41570-017-0076 . تم الاسترجاع في 30 يونيو 2022 .
  184. ^ Wray GA (2002). "تحديد عمر الفروع على شجرة الحياة باستخدام الحمض النووي". علم الأحياء الجينومي . 3 (1): REVIEWS0001. doi : 10.1186/gb-2001-3-1-reviews0001 . PMC 150454. PMID  11806830 . 
  185. ^ Panda D, Molla KA, Baig MJ, Swain A, Behera D, Dash M (مايو 2018). "DNA كجهاز تخزين معلومات رقمية: أمل أم مبالغة؟". 3 Biotech . 8 (5): 239. doi :10.1007/s13205-018-1246-7. PMC 5935598. PMID  29744271 . 
  186. ^ أكرم ف، حق آي يو، علي ح، لاغاري أ.ت (أكتوبر 2018). "اتجاهات تخزين البيانات الرقمية في الحمض النووي: نظرة عامة". تقارير علم الأحياء الجزيئي . 45 (5): 1479-1490. doi :10.1007/s11033-018-4280-y. PMID  30073589. S2CID  51905843.
  187. ^ ميشر ف (1871). "Ueber die chemische Zusammensetzung der Eiterzellen" [في التركيب الكيميائي لخلايا القيح]. Medicinisch-chemische Unter suchungen (باللغة الألمانية). 4 : 441-60. [ص. 456] Ich habe mich daher später mit meinen Ver suchen an die ganzen Kerne gehalten، die Trennung der Körper، die ich einstweilen ohne weiteres Präjudiz als lösliches und unlösliches Nuclein bezeichnen، einem günstigeren Material überlassend. (لذلك، في تجاربي، اقتصرت فيما بعد على النواة بأكملها، تاركة لمادة أكثر ملاءمة فصل المواد، والتي سأسميها في الوقت الحاضر، دون مزيد من التحيز، مادة نووية قابلة للذوبان وغير قابلة للذوبان ("النوكلين") )
  188. ^ Dahm R (يناير 2008). "اكتشاف الحمض النووي: فريدريش ميشر والسنوات الأولى لأبحاث الأحماض النووية". علم الوراثة البشرية . 122 (6): 565-81. doi :10.1007/s00439-007-0433-0. PMID  17901982. S2CID  915930.
  189. ^ انظر:
    • كوسيل أ (1879). "Ueber Nucleïn der Hefe" [على النواة في الخميرة]. Zeitschrift für physiologische Chemie (باللغة الألمانية). 3 : 284-91.
    • كوسيل أ (1880). "Ueber Nucleïn der Hefe II" [عن النواة في الخميرة، الجزء الثاني]. Zeitschrift für physiologische Chemie (باللغة الألمانية). 4 : 290-95.
    • كوسيل أ (1881). "Ueber die Verbreitung des Hypoxanthins im Thier- und Pflanzenreich" [حول توزيع الهيبوكسانثين في المملكتين الحيوانية والنباتية]. Zeitschrift für physiologische Chemie (باللغة الألمانية). 5 : 267-71.
    • كوسيل أ (1881). Unter suchungen über die Nucleine und ihre Spaltungsprodukte [ تحقيقات في النيوكلين ومنتجات انقسامه ] (باللغة الألمانية). ستراسبورج، ألمانيا: كي جي تروبنر. ص. 19.
    • كوسيل أ (1882). "Ueber Xanthin und Hypoxanthin" [على الزانثين وهيبوكسانثين]. Zeitschrift für physiologische Chemie . 6 : 422-31.
    • ألبريكت كوسيل (1883) “Zur Chemie des Zellkerns” أرشفة 17 نوفمبر 2017 في آلة Wayback. (في كيمياء نواة الخلية)، Zeitschrift für physiologische Chemie ، 7 : 7–22.
    • كوسيل أ (1886). "Weitere Beiträge zur Chemie des Zellkerns" [مساهمات إضافية في كيمياء نواة الخلية]. Zeitschrift für Physiologische Chemie (باللغة الألمانية). 10 : 248-64. على ص. 264، لاحظ كوسيل ببصيرة: Der Erforschung der quantitativen Verhältnisse der vier Stickstoffreichen Basen، der Abhängigkeit ihrer Menge von den physiologischen Zuständen der Zelle، verspricht wichtige Aufschlüsse über die Elementaren physiology-chemischen Vorgänge. (إن دراسة العلاقات الكمية بين القواعد النيتروجينية الأربع - [و] اعتماد كميتها على الحالات الفسيولوجية للخلية - تبشر برؤى مهمة في العمليات الفسيولوجية والكيميائية الأساسية.)
  190. ^ Jones ME (سبتمبر 1953). "Albrecht Kossel, a biographical sketch". مجلة ييل للبيولوجيا والطب . 26 (1): 80–97. PMC 2599350. PMID  13103145 . 
  191. ^ ليفين بنسلفانيا، جاكوبس واشنطن (1909). "Über Inosinsäure". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (باللغة الألمانية). 42 : 1198-203. دوى :10.1002/cber.190904201196.
  192. ^ ليفين بنسلفانيا، جاكوبس واشنطن (1909). “Über die Hefe-Nucleinsäure”. Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (باللغة الألمانية). 42 (2): 2474–78. دوى :10.1002/cber.190904202148.
  193. ^ Levene P (1919). "بنية حمض الخميرة النووي". J Biol Chem . 40 (2): 415–24. doi : 10.1016/S0021-9258(18)87254-4 .
  194. ^ Cohen JS, Portugal FH (1974). "The search for the chemical structure of DNA" (PDF) . Connecticut Medicine . 38 (10): 551–552, 554–57. PMID  4609088.
  195. ^ اقترح كولتسوف أن المعلومات الوراثية للخلية مشفرة في سلسلة طويلة من الأحماض الأمينية. انظر:
    • كولتسوف هونج كونج (12 ديسمبر 1927). Физико-كيميائية основы morphologiи [ الأساس الفيزيائي الكيميائي للتشكل ] (الكلام). الاجتماع الثالث لعموم الاتحاد لعلماء الحيوان وعلماء التشريح وعلماء الأنسجة (بالروسية). لينينغراد، اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية
    • أعيد طبعه في: كولتسوف هونج كونج (1928). "الأساس الفيزيائي الكيميائي للتشكل". Успеkhи экспероментальной биологии (التقدم في علم الأحياء التجريبي) السلسلة ب (بالروسية). 7 (1): ؟.
    • أعيد طبعه باللغة الألمانية باسم: Koltzoff NK (1928). "Physikalisch-chemische Grundlagen der Morphologie" [الأساس الفيزيائي الكيميائي للتشكل]. Biologisches Zentralblatt (في المانيا). 48 (6): 345-69.
    • في عام 1934، زعم كولتسوف أن البروتينات التي تحتوي على المعلومات الوراثية للخلية تتضاعف. انظر: Koltzoff N (أكتوبر 1934). "بنية الكروموسومات في الغدد اللعابية لذبابة الفاكهة". Science . 80 (2075): 312–13. Bibcode :1934Sci....80..312K. doi :10.1126/science.80.2075.312. PMID  17769043. من الصفحة 313: "أعتقد أن حجم الكروموسومات في الغدد اللعابية [لدروسوفيلا] يتم تحديده من خلال تكاثر الجينونيمات . بهذا المصطلح أشير إلى الخيط المحوري للكروموسوم، حيث يحدد علماء الوراثة التركيبة الخطية للجينات؛ ... في الكروموسوم الطبيعي يوجد عادةً جينونيم واحد فقط؛ قبل انقسام الخلية، ينقسم هذا الجينونيم إلى سلسلتين."
  196. ^ Soyfer VN (سبتمبر 2001). "عواقب الدكتاتورية السياسية على العلوم الروسية". Nature Reviews Genetics . 2 (9): 723–29. doi :10.1038/35088598. PMID  11533721. S2CID  46277758.
  197. ^ جريفيث ف (يناير 1928). "أهمية أنواع المكورات الرئوية". مجلة النظافة . 27 (2): 113-59. doi :10.1017/S0022172400031879. PMC 2167760. PMID  20474956 . 
  198. ^ Lorenz MG, Wackernagel W (سبتمبر 1994). "نقل الجينات البكتيرية عن طريق التحول الجيني الطبيعي في البيئة". المراجعات الميكروبيولوجية . 58 (3): 563-602. doi :10.1128/MMBR.58.3.563-602.1994. PMC 372978. PMID  7968924. 
  199. ^ براشيه جي (1933). "البحث عن تخليق حمض الثيمونوكلييك أثناء تطوير زيت Oursin". أرشيف الأحياء (باللغة الإيطالية). 44 : 519-76.
  200. ^ بوريان ر (1994). "علم الأجنة الكيميائي الخلوي لجان براشيه: علاقته بتجديد علم الأحياء في فرنسا؟" (بي دي إف) . في Debru C، Gayon J، Picard JF (محرران). العلوم البيولوجية والطبية في فرنسا 1920-1950 . دفاتر لتاريخ البحث. المجلد. 2. باريس: طبعات CNRS. ص 207-20.
  201. ^ انظر:
    • Astbury WT, Bell FO (1938). "بعض التطورات الحديثة في دراسة الأشعة السينية للبروتينات والهياكل ذات الصلة" (PDF) . ندوات كولد سبرينج هاربور حول علم الأحياء الكمي . 6 : 109–21. doi :10.1101/sqb.1938.006.01.013. مؤرشف من الأصل (PDF) في 14 يوليو 2014.
    • Astbury WT (1947). "دراسات الأشعة السينية للأحماض النووية". ندوات جمعية البيولوجيا التجريبية (1): 66–76. PMID  20257017. مؤرشف من الأصل في 5 يوليو 2014.
  202. ^ Avery OT, Macleod CM, McCarty M (فبراير 1944). "دراسات حول الطبيعة الكيميائية للمادة التي تحفز تحول أنواع المكورات الرئوية: تحريض التحول بواسطة جزء من حمض الديوكسي ريبونوكلييك المعزول من المكورات الرئوية من النوع الثالث". مجلة الطب التجريبي . 79 (2): 137-158. doi :10.1084/jem.79.2.137. PMC 2135445. PMID  19871359 . 
  203. ^ Chargaff E (يونيو 1950). "الخصوصية الكيميائية للأحماض النووية وآلية تحللها الأنزيمي". Experientia . 6 (6): 201–209. doi :10.1007/BF02173653. PMID  15421335. S2CID  2522535.
  204. ^ Kresge N, Simoni RD, Hill RL (يونيو 2005). "قواعد شارغاف: عمل إروين شارغاف". مجلة الكيمياء الحيوية . 280 (24): 172-174. doi : 10.1016/S0021-9258(20)61522-8 .
  205. ^ Hershey AD, Chase M (مايو 1952). "الوظائف المستقلة للبروتين الفيروسي والحمض النووي في نمو البكتيريا". مجلة علم وظائف الأعضاء العامة . 36 (1): 39-56. doi :10.1085/jgp.36.1.39. PMC 2147348. PMID 12981234  . 
  206. ^ "صور وتوضيحات: صورة بلورية لـ صوديوم ثيمونوكلييت، النوع ب. "الصورة 51." مايو 1952". scarc.library.oregonstate.edu . تم الاسترجاع في 18 مايو 2023 .
  207. ^ Schwartz J (2008). In chase the gene: from Darwin to DNA . كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة جامعة هارفارد. ISBN 978-0-674-02670-4.
  208. ^ بولينج إل، كوري آر بي (فبراير 1953). "بنية مقترحة للأحماض النووية". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 39 (2): 84-97. Bibcode :1953PNAS...39...84P. doi : 10.1073/pnas.39.2.84 . PMC 1063734. PMID  16578429 . 
  209. ^ Regis E (2009). ما هي الحياة؟: التحقيق في طبيعة الحياة في عصر البيولوجيا التركيبية . أكسفورد: مطبعة جامعة أكسفورد . ص. 52. ISBN 978-0-19-538341-6.
  210. ^ "اللولب المزدوج للحمض النووي: خمسون عامًا". أرشيف الطبيعة . مؤرشف من الأصل في 5 أبريل 2015.
  211. ^ "صورة حيود الأشعة السينية الأصلية". مكتبة ولاية أوريغون. مؤرشفة من الأصل في 30 يناير 2009. تم الاسترجاع في 6 فبراير 2011 .
  212. ^ Burakoff M (25 أبريل 2023). "دور روزاليند فرانكلين في اكتشاف الحمض النووي يأخذ منعطفًا جديدًا". AP News . تم الاسترجاع في 25 أبريل 2023 .
  213. ^ أنثيس إي (25 أبريل 2023). "كشف دور روزاليند فرانكلين في اكتشاف الحمض النووي، بعد مرور 70 عامًا - ناقش المؤرخون لفترة طويلة الدور الذي لعبته الدكتورة فرانكلين في تحديد الحلزون المزدوج. يزعم مقال رأي جديد أنها كانت "مساهمة متساوية". نيويورك تايمز . مؤرشف من الأصل في 25 أبريل 2023 . تم الاسترجاع 26 أبريل 2023 .
  214. ^ كوب م، كومفورت ن (25 أبريل 2023). "ما ساهمت به روزاليند فرانكلين حقًا في اكتشاف بنية الحمض النووي - لم تكن فرانكلين ضحية في كيفية حل اللولب المزدوج للحمض النووي. تكشف رسالة تم تجاهلها ومقالة إخبارية غير منشورة، وكلاهما كتب في عام 1953، أنها كانت لاعباً متساويًا". نيتشر . 616 (7958): 657-660. رمز Bibcode : 2023Natur.616..657C. doi : 10.1038/d41586-023-01313-5 . PMID  37100935. S2CID  258314143.
  215. ^ "جائزة نوبل في الطب أو الفسيولوجيا 1962". Nobelprize.org .
  216. ^ مادوكس ب (يناير 2003). "اللولب المزدوج و"البطلة المظلومة"" (PDF) . نيتشر . 421 (6921): 407–08. رمز Bibcode :2003Natur.421..407M. doi : 10.1038/nature01399 . PMID  12540909. S2CID  4428347. مؤرشف من الأصل (PDF) في 17 أكتوبر 2016.
  217. ^ Crick FH (1955). A Note for the RNA Tie Club (PDF) (خطاب). كامبريدج، إنجلترا. مؤرشف من الأصل (PDF) في 1 أكتوبر 2008.
  218. ^ Meselson M, Stahl FW (يوليو 1958). "تكرار الحمض النووي في الإشريكية القولونية". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 44 (7): 671-82. Bibcode :1958PNAS...44..671M. doi : 10.1073 /pnas.44.7.671 . PMC 528642. PMID  16590258. 
  219. ^ "جائزة نوبل في الطب أو الفسيولوجيا 1968". Nobelprize.org .
  220. ^ Pray L (2008). "اكتشاف بنية الحمض النووي ووظيفته: واتسون وكريك". Nature Education . 1 (1): 100.
  221. ^ Panneerchelvam S, Norazmi MN (2003). "Forensic DNA Profiling and Database". المجلة الماليزية للعلوم الطبية . 10 (2): 20–26. PMC 3561883. PMID  23386793 . 

قراءة إضافية

  • بيري أ، واتسون ج (2003). الحمض النووي: سر الحياة. نيويورك: ألفريد أ. كنوبف. رقم ISBN 0-375-41546-7.
  • كالادين سي آر، درو إتش آر، لويزي بي إف، ترافرز إيه إيه (2003). فهم الحمض النووي: الجزيء وكيفية عمله . أمستردام: دار إلسيفير للنشر الأكاديمي. رقم ISBN 0-12-155089-3.
  • كارينا د، كلايتون ج (2003). 50 عامًا من الحمض النووي. بازينجستوك: بالجريف ماكميلان. رقم ISBN 1-4039-1479-6.
  • جودسون إتش إف (1979). اليوم الثامن للخلق: صناع الثورة في علم الأحياء (الطبعة الثانية). دار نشر كولد سبرينج هاربور للمختبرات. رقم ISBN 0-671-22540-5.
  • أولبي آر سي (1994). الطريق إلى الحلزون المزدوج: اكتشاف الحمض النووي . نيويورك: دار دوفر للنشر. رقم ISBN 0-486-68117-3.نُشر هذا الكتاب لأول مرة في أكتوبر 1974 بواسطة دار ماكميلان للنشر، مع مقدمة بقلم فرانسيس كريك؛ وهو الكتاب المدرسي النهائي عن الحمض النووي، وتمت مراجعته في عام 1994 بملحق مكون من تسع صفحات.
  • أولبي ر (يناير 2003). "بداية هادئة للحلزون المزدوج". نيتشر . 421 (6921): 402–05. رمز Bibcode :2003Natur.421..402O. doi : 10.1038/nature01397 . PMID:  12540907.
  • Olby RC (2009). Francis Crick: A Biography . Plainview, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press. ISBN 978-0-87969-798-3.
  • ميكلاس د (2003). علم الحمض النووي: دورة أولى . دار نشر كولد سبرينج هاربور. رقم ISBN 978-0-87969-636-8.
  • ريدلي م (2006). فرانسيس كريك: مكتشف الشفرة الوراثية . آشلاند، أوهايو: حياة بارزة، أطلس بوكس. رقم ISBN 0-06-082333-X.
  • روزنفيلد الأول (2010). الحمض النووي: دليل مصور للجزيء الذي هز العالم . مطبعة جامعة كولومبيا. رقم ISBN 978-0-231-14271-7.
  • شولتز م، كانون زد (2009). مادة الحياة: دليل مصور لعلم الوراثة والحمض النووي . هيل ووانج. رقم ISBN 978-0-8090-8947-5.
  • Stent GS , Watson J (1980). The Double Helix: A Personal Account of the Discover of the Structure of DNA . نيويورك: نورتون. ISBN 0-393-95075-1.
  • واتسون ج. (2004). الحمض النووي: سر الحياة . دار راندوم هاوس. رقم الكتاب المعياري الدولي 978-0-09-945184-6.
  • ويلكنز م (2003). الرجل الثالث في الحلزون المزدوج: السيرة الذاتية لموريس ويلكنز . كامبريدج، إنجلترا: مطبعة الجامعة. رقم ISBN 0-19-860665-6.
مصادر المكتبة حول
الحمض النووي
  • كتب على الانترنت
  • الموارد الموجودة في مكتبتك
  • الموارد في المكتبات الأخرى
استمع إلى هذه المقالة ( 34 دقيقة )
أيقونة ويكيبيديا المنطوقة
تم إنشاء ملف الصوت هذا من نسخة منقحة من هذه المقالة بتاريخ 12 فبراير 2007 ، ولا يعكس التعديلات اللاحقة. (2007-02-12)
( مساعدة صوتية  · المزيد من المقالات المنطوقة )
  • التنبؤ بموقع ارتباط الحمض النووي بالبروتين
  • DNA لعبة الحلزون المزدوج من الموقع الرسمي لجائزة نوبل
  • الحمض النووي تحت المجهر الالكتروني
  • مركز دولان لتعلم الحمض النووي
  • الحلزون المزدوج: 50 عامًا من الحمض النووي، الطبيعة
  • الحمض النووي لبروتوبيديا
  • أشكال الحمض النووي في بروتيوبيديا
  • مستكشف خيوط ENCODE الصفحة الرئيسية لـ ENCODE في Nature
  • الحلزون المزدوج 1953-2003 المركز الوطني لتعليم التكنولوجيا الحيوية
  • وحدات التعليم الجيني للمعلمين – دليل دراسة الحمض النووي من البداية
  • جزيء PDB لشهر DNA
  • "اكتشاف دليل على كيمياء الوراثة". نيويورك تايمز ، يونيو 1953. أول تغطية صحفية أمريكية لاكتشاف بنية الحمض النووي
  • الحمض النووي من البداية موقع آخر لمركز تعليم الحمض النووي يتحدث عن الحمض النووي والجينات والوراثة من مندل إلى مشروع الجينوم البشري.
  • سجل الأوراق الشخصية لفرانسيس كريك 1938 – 2007 في مكتبة مانديفيلي للمجموعات الخاصة، جامعة كاليفورنيا، سان دييغو
  • رسالة بخط اليد من سبع صفحات أرسلها كريك إلى ابنه مايكل البالغ من العمر 12 عامًا في عام 1953 يصف فيها بنية الحمض النووي. انظر ميدالية كريك المعروضة للبيع في مزاد علني، مجلة نيتشر، 5 أبريل 2013.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=DNA&oldid=1246522143"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate