الشيفرة الجينية

الشيفرة الجينية

أدرك العلماء بعد معرفة تركيب DNA أن تتابع القواعد على شريطي DNA يجب أن يمثل شيفرة لتتابع الأحماض الأمينية في عديدات ببتيد البروتين.
والمنطق الذي أدى إلى إدراك العلماء لهذه الحقيقة هو أن الإنزيمات تتحكم بأنشطة الخلية، والإنزيمات أغلبها بروتينات. ولكل نوع من البروتينات تتابع فريد من الأحماض الأمينية يحدد تركيبه وبالتالي وظيفته. لذا فإن التحكم بتتابع الأحماض الأمينية في بروتينات الخلية يعني التحكم بالإنزيمات التي سيتم تكوينها، وبالتالي التحكم بأنشطة الخلية. يمثل تتابع القواعد
في DNA الخلية – الشيفرة لجميع البروتينات في تلك الخلية وفي الكائن الحي؛ وتسمّى شيفرة عديد الببتيد الواحد
جين Gene.

يوجد 20 نوعًا شائعًا من الأحماض الأمينية في البروتينات، ولكن توجد فقط أربع قواعد مختلفة في DNA لتشفيرها.
لا يمكن أن تشفر كل قاعدة لحمض أميني واحد فقط. وحتى لو شفّرت قاعدتان لحمض أميني واحد، فسيكون هناك
احتمال لوجود 16 شيفرة ممكنة: CACACT ،CG ،CA،TC،TT،TG،TA،GC،GT،GG،GA،AC،AT ،AG ،AA• ولا يزال
هذا العدد غير كاف لتشفير 20 حمضًا أمينيًا.
إذا كانت الشيفرة لكل حمض أميني ثلاثية القواعد، فسيكون هناك 64 مجموعة ممكنة ثلاثية القواعد. لا شك أن
هذا العدد يبدو كبيرًا جدًا لتشفير 20 حمضًا أمينيًا فقط، لأنه في الواقع تشفر معظم الأحماض الأمينية بأكثر من
شيفرة واحدة. وقد تمّ تدريجيًا الكشف عن طبيعة الشيفرة، وبحلول عام 1964 م تم تكوين جدول لشيفرات الأحماض
الأمينية.

خصائص الشيفرة الجينية
تتصف الشيفرة الجينية لـ DNA بالخصائص الآتية:

• الشيفرة ثلاثية Triplet code. ويعني أن ثلاث قواعد تكوّن شيفرة الحمض الأميني الواحد. على سبيل المثال، TAC
  شيفرة DNA للحمض الأميني مثيونين (يختصر إلى ((Met)) في جدول DNA في الملحق ٢).
• الشيفرة عالمية. وهذا يعني أن كل شيفرة ثلاثية تشفر للحمض الأميني نفسه في جميع الكائنات الحية.
• هناك ثلاث من ثلاثيات DNA تعمل بمثابة ((علامات الوقف Full stops)) في نهاية الجملة (انظر الملحق ٢). فأثناء بناء
  البروتين تحدد شيفرات الإيقاف هذه نهاية الجين. في حين تعمل بعض الثلاثيات عمل ((إشارات البدء Start signals))،
  التي تحدد بداية الترجمة (١-٤ بناء البروتين). كمثال على ذلك، شيفرة DNA التي تشفر للمثيونين هي TAC.
• توصف الشيفرة بأنها مكررة. وهذا يعني أن بعض الأحماض الأمينية تشفر بأكثر من ثلاثية واحدة. على سبيل
  المثال، يبيّن جدول DNA في الملحق ٢ أن ACG،ACA، تشفر الحمض الأميني سيستين، أي أن الحرف الثالث يمكن
  أن يكون A أو G؛ لاحظ أن A وG؛ كلاهما بيورينات، لذا فإن الشيفرة هي AC بيورين ACpurine.