الحمض النووي DNA

الحمض النووي أو (دي أن أي) من المواضيع الهامة في العلوم البيولوجية، وقد قادت الأبحاث فيه إلى تقنيات خاصة تحت اسم الهندسة الوراثية. وارتبطت دراسة الحمض النووي بجوانب ما يسمى التكنولوجيا الحيوية (Biotechnology).

 

ولا يقتصر استثمار البحث في مجال الحمض النووي على الكيمياء والوراثة فحسب، بل استثمر في تطبيقات ذات مردود اقتصادي في الزراعة النباتية والحيوانية. وأكثر من ذلك أنه تم توظيفه قضائيا في مجال البحث الجنائي.

 

ومن سنة 1954 قام البيولوجيان الأميركي جيمس واطسون والبريطاني فرانسيس كريك من جامعة كمبردج -بالتعاون مع عالم الفيزياء الحيوية النيوزيلندي موريس ولكنز- بوضع نموذج يوضح التركيب الجزيئي لحمض دي أن أي (DNA) فنالوا لذلك جائزة نوبل في الطب وعلم وظائف الأعضاء أو الفيزيولوجيا لسنة 1962.

 

ويشبه النموذج الجزيئي لهذا الحمض السلم حيث تترتب وحدات كيمياوية تدعى النيوكلتيدات على صورة شريطين متكاملين يلتفان حول بعضهما مكونين حلزونا مزدوجا طويلا سمكه 2 نانومتر، وطول اللفة الكاملة منه 3.4 نانومتر.

 

ويلتف الشريطان حول بعضهما باتجاه عقارب الساعة، ويكون الالتفاف حول محور واحد. وأحد الشريطين يتجه إلى أعلى والآخر إلى أسفل مشكلين سلما حلزونيا مزدوجا.

 

والنيوكلتيدات التي تكون الشريط أربعة، وتختلف فقط في نوع القاعدة النيتروجينية وهي: الأدنين والثايمين والسيتوسين والجوانين.

 

ويلاحظ أن الأدنين والثايمين يرتبطان برابطتين هيدروجينيتين، بينما الجوانين والسيتوسين يرتبطان بثلاث روابط. وعلى ذلك فالطاقة اللازمة لكسر الجوانين عن السيتوسين أكثر من تلك اللازمة لكسر الأدنين عن الثايمين.

 

وتتوزع القواعد بالترتيب على اللولب المزدوج بحيث يوجد عشرة أزواج فقط على كل دورة لولب مزدوج.

 

وهذه القواعد النتروجينية تحمل الأسرار الوراثية للإنسان على هيئة جينات من لحظة خلقه إلى موته، وتتطابق كل مجموعة مؤلفة من ثلاثة أحرف مع حامض أميني واحد.

 

ولكل لولب مزدوج خصائص غريبة خاصة على مستوى العلاقة بين التركيب والوظيفة. ولو مددنا جديلة (دي أن أي) الموجودة في أي خلية بشرية فسيبلغ طولها مترين. وإذا ألصقت الجدائل بعضها برؤوس بعض فإن طولها سيصل إلى 600 ضعف المسافة ما بين الشمس والأرض.

 

وإذا كانت الخلايا البشرية تبلغ 100 ترليون فإنه يوجد 3.1 مليارات حرف من (دي أن أي) في كل واحدة منها.

 

وقد تطور البحث خلال نهاية القرن الماضي وبداية القرن الحالي كثيرا في مجال استنساخ الحمض النووي، ووضع أسس الهندسة الوراثية الحديثة، وكيف يتكون جينوم الحيوانات وجينوم الإنسان أو الأطلس الوراثي البشري انطلاقا من أسرار "دي أن أي".