تركيب الأحماض النووية Nucleic acids structure

تعتبر النيوكلوتيدات الأحادية الوحدات البنائية لسلسلة النيوكلوتيدات التي يتراوح عدد وحداتها من (2-10) وحدة، وتسمى اليكونيوكليوتيدات (Oligonucleotides)، وهي كذلك الوحدة النباتية للنيوكلوتيدات المتعددة (Polynucleotides) والتي يزيد عدد وحداتها عن عشرة وحدات، ويطلق عليها ايضاً بالاحماض النووية (Nucleic acids). لقد أصبح من المؤكد وذلك من خلال المعلومات التي تم الحصول عليها بعد التفكك الكيميائي والانزيمي للنيوكلوتيدات الطبيعية، بأن التركيب الابتدائي للأحماض النووية يكون على شكل بوليمر مستقيم وغير متفرع، يتألف من الارتباط المتعاقب لوحدات النيوكلوتيدات من خلال الروابط الفوسفاتية ثنائية الأستر. وقد لوحظ ان الوحدات المكونة لجزيئة الحامض النووي الديوكسي رايبوزي (DNA) عادة ما تتخذ النسبة التالية بين مكوناتها قاعدة : دي اوكسي رايبوز : فوسفات 1.1.1 فيكون بذلك التركيب الابتدائي لها تركيباً غير متفرعاً وهو الاحتمال الوحيد، وذلك بسبب غياب مجموعة الهيدروكسيل على ذرة الكربون رقم (2) في السكر الدي أوكسي رايبوز. على الرغم من وجود بعض الاختلافات بين جزيئات المركب DNA في كائن حي وآخر، أوضحت الدراسات التي قام بها العالم كاركوف (Chargoff) والتي استخدم فيها تحضيرات مختلفة من جزيئة الـ DNA والمعزولة من مصادر مختلفة وجود علاقات بين القواعد النتروجينية الداخلة في تركيب هذه الجزيئة، فقد لوحظ ان النسبة المولية بين جزيئات الأدنين والثايمين تساوي دائماً واحد عدد صحيح اي ان مقابل كل جزيئة أدينين توجد جزيئة ثايمين، ولاحظ نفس العلاقة بين جزيئة السايتوسين والكوانين.

ان السلسلة الطويلة من النيوكلوتيدات والتي يكون فيها السكر الخماسي من نوع الدي اوكسي رايبوز تسمى حامض دي أوكسي رايبونيوكلييك (Deoxy ribonucleic acid) ويختصر DNA، أما اذا كان السكر الخماسي من نوع الرايبوز فيسمى الحامض النووي الناتج بحامض الرايبونيوكلييك (Ribo nucleic acid) وتختصر RNA، ويوضح الشكل التركيب التالي نموذج لتركيب الاحماض الامينية لنوعيها الـ DNA والـ RNA.

الشكل التركيبي التالي نموذج لتركيب الاحماض النووية بنوعيها الـ DNA والـRNA

لقد تم عزل ودراسة جزيئة الـ DNA عام (1868)م من قبل العالم السويسري (F. Miesher)، وقد استخدمت الحيوانات المنوية للأسماك والخلايا المتقيحة كمصادر لجزيئة الـ DNA. ان الصورة الواضحة التي نعرفها اليوم عن جزيئة الـ DNA والمتعلقة في الوحدات البنائية وطبيعة الأواصر الموجودة، لم تستكمل إلا في عام (1950م). ان لجزيئة الـ DNA وزن جزيئي معلوم، غير ان طبيعة تركيبه المتمثلة في السلسلة الطويلة جعلت مهمة عزله في حالته الطبيعية من الخلية صعبة بعض الشيء. فعلى سبيل المثال في الخلايا البروكاريوتيكية (Prokaryotic cells) وهي الخلايا البسيطة التي تحتوي على كروموسوم واحد وتشمل البكتريا والأنشات، توجد جزيئة الـ DNA على شكل خيطين طويلين ملتفين حول بعضهما بشكل حلزوني (Double standed) وتشكل حوالي (1%) من وزن الخلية، اما في الخلايا البوكاريوتيكية، وهي خلايا النباتات والحيوانات المتقدمة (Eukaryotic cells) والتي تحتوي على عدة كروموسومات فان جزيئة الـ DNA عادة ما تكون مرتبطة مع البروتينات القاعدية مثل الهستونات (Histones) والبروتامينات (Protamines).

تحتوي جزيئة الـ DNA المعزولة من مصادرها المختلفة على النيوكلوتيدات الأربعة الأساسية التالية كوحدات بنائية (dAMP, dGMP, dCMP, dTMP) مرتبطة مع بعضها بواسطة جسر فوسفاتي ثنائي الاستر يمتد بين مجموعة الهيدروكسيل – 3 – لنيوكلوتيد ومجموعة الهيدروكسيل – 5- لنيوكلوتيد مجاور، وبتعاقب مختلف باختلاف الكائنات الحية. ان التركيب الكيميائية والوزن الجزيئي وكذلك نسبة النيوكلوتيدات المختلفة، تختلف باختلاف انواع الكائنات الحية.