دنا متقدرة

الوراثة

في هذا الإطار، في علم الجينات وعلم الإنسان يلعب دنا المتقدرات دورا هاما. وهذا يرجع إلى أن المتقدرات تورث عن طريق الأم. متقدرات الحيوانات المنوية توجد في عنق الحيوان المنوي ولا يدخل مع الرأس لتخصيب بويضة الأنثى، فالبويضة تفرز أنزيمات تمنع دخول المتقدرات مع رأس الحيوان المنوي إلى داخل البويضة. أي أن المتقدرات يرثها الولد والبنت عن الأم.

إضافةً إلى ذلك، علاوةً على ذلك فإن انقسامات دنا المتقدرات له معدل ثابت، بحيث يستطيع الباحث تحديد بالضبط متى انفصلت فصيلتين من البشر عن بعضهما؛ اذ يختلف النسل عن أسلافه بحدوث طفرات. وقد بينت فحوص السلالات التي أجريت على دنا المتقدرات أن سكان أمريكا الأصليين ينتمون بصلة قرابة بسكان شرق أسيا؛ أي أنهما نشئا من سلف واحد. كما توجد شبه نظرية تشير إلى أن سكان الأرض الحاليين قد نشؤوا جميعا في الماضي من أم واحدة، سماها العلماء حواء الميتوكوندرية.

الحيوانات

وفي هذا الصدد، في فبراير 2020، اكتشف طفيلي مرتبط بقنديل البحر يدعى هينيجويا سالمينيكولا. يفتقر الطفيلي إلى الجينوم المتقدري، ولكنه يحتفظ بعضيات مرتبطة بالمتقدرة. إضافةً لذلك، كانت جينات الدنا النووية المشاركة في التنفس الهوائي وفي نسخ الحمض النووي المتقدري وتضاعفه غائبة أو موجودة كجينات زائفة لا أكثر. يصنف الطفيلي هذا كأول كائن متعدد الخلايا لا يعتمد على التنفس الهوائي ولا يحتاج الأكسجين أبدًا.

وفي هذا السياق، من حيث الأزواج القاعدية، يملك الإيزأراكنانتوس الليلي –أحد أنواع شقائق النعمان- أكبر جينوم متقدري مقارنةً بأي نوع حيواني آخر؛ فهو يملك 80923 زوج قاعدي.

علاوةً على ذلك، تمتلك أغلب الحيوانات، وتحديدًا الحيوانات متناظرة الجانبين، جينوم متقدري حلقي. ومع ذلك، يضم فرعا الميدوزوزا والجيريات على أنواع تحمل كروموسومات متقدرية خطية.

وحيدات الخلية

في هذا الإطار، تحوي وحيدات الخلية أكثر الجينات المتقدرية تنوعًا، فهي تضم خمسة أنواع مختلفة. توجد الأنواع آنفة الذكر (2- 3- 5) ضمن بعضهن إضافةً لنوعين آخرين. يشكل أحد هذه الأنواع مجموعة غير متجانسة من جزيئات الدنا الحلقية (النوع 4)، بينما يشكل الآخر مجموعة غير متجانسة من الجزيئات الخطية (النوع 6). يتراوح حجم الجينوم الرابع والسادس بين 1 و200 كيلو زوج قاعدي.

• انظر كذلك
• الحمض النووي للنواة
• حمض نووي للعضيات
• سلسلة تنفس
• بيروفوسفات
• سرتوين

في هذا الإطار، يعود أصغر جينوم متقدري مسلسل لغاية الآن للمتصورات المنجلية؛ فقد بلغ حجمه 5967 زوج قاعدي.

وفي هذا السياق، خلال عملية انتقال جينات النشوء التعايشي تنتقل الجينات المشفرة ضمن الجينوم المتقدري إلى الجينوم الرئيسي للخلية. قد تفسر هذه العملية سبب امتلاك الكائنات الحية المعقدة –كالبشر مثلًا- جينوم متقدري أصغر من الكائنات البسيطة –كوحيدات الخلية.

النباتات والفطريات

من جانب آخر، يختلف محتوى جينات الدنا المتقدري وحجمها بين الفطريات والنباتات على نحو كبير. بحسب ما يبدو بشكل عام، تملك حقيقيات النوى مجموعة فرعية أساسية من الجينات (باستثناء القلة التي لا تحوي متقدرات على الإطلاق)، ولكن لا يوجد جين واحد مشترك بين جميع المجينات المتقدرية. تحتوي بعض الأنواع النباتية على مجينات متقدرية ضخمة؛ إذ يحوي السيلين المخروطي دنا متقدري يصل طوله لما يعادل 11300000 زوج قاعدي. يملك الدنا المتقدري الضخم أعداد وأنواع جينة مماثلة للنباتات القريبة التي تحتوي دنا متقدري أصغر بكثير، وهو أحد الأمور المثيرة للدهشة. يتكون الجينوم المتقدري للخيار من ثلاثة كروموسومات حلقية (بطول 1556 و84 و45 كيلو قاعدة) ذاتية الاستنساخ إلى حدّ كبير أو كلي.

من جانب آخر، توجد ثلاثة أنواع مختلفة من الجينوم المتقدري في النباتات والفطريات. يشكل النوع الأول جينوم حلقي يحتوي على إنترونات (النوع 2)، وقد يتراوح طوله من 19 إلى 1000 كيلو زوج قاعدي. يشكل النوع الثاني جينوم حلقي (طوله 20- 1000 كيلو زوج قاعدي) يحوي بنية شبيهة بالبلازميد (1 كيلو زوج قاعدي) (النوع 3). يشكل النوع الأخير جينوم خطي يوجد في النباتات والفطريات ويتكون من جزيئات دنا متجانسة (النوع 5).

اصل المتقدرات

وعلى صعيد آخر، إن وجود دنا خاص في متقدرة الخلية الحيوانية يعادل وجود بلاستيدات خضراء في النبات ولهما على وجه التقريب نفس الخواص. وتعتبر تلك الظاهرة هي مبدأ نظرية التكوين الاحتوائي التي تنادي بأن المتقدرات والكلوروفيل كانتا في البدء في قديم الزمان خلايا مستقلة، ومع تطور الخلايا البدائية الحيوانية والنباتية احتوت خلاياهم متقدرات أو بالتالي يخضورللقيام بوظائف معينة لتلك الخلايا. مما يشير كذلك إلى هذا الاحتواء أن المتقدرات يبلغ حجمها حجم البكتيريا، ولهم دنا دائري ويغطيها غشاءان. كذلك تتشابه آلية تشكيل البروتين (مثلا في ريبوسوم المتقدرة) والآلية في بدائيات النوى. وفضلًا عن هذا فإن دنا المتقدرة لا يحوي هستونات وتقريبا لا يحوي انترونات.

خواص الحمض النووي في الميتوكوندريا

يحتوي دنا المتقدرة على أكثر من 16 ألف قاعدة نيتروجينية،

وفي هذا السياق، يتواجد ما بين 100 إلى 10.000 متقدرة في كل خلية، بحسب وظيفة الخلية.

لا يحتوي على إنترونات،