ملخص تضاعف الحمض النووي و الإنقسام الخلوي

 

تضاعف الحمض النووي

 

·       عندما تنقسم الخلايا، تحصل كل خلية جديدة على نسخة طبق الأصل من الحمض النووي.

·       تسمئ عملية إستنساخ الحمض النووي (تضاعف الحمض النووي).      

·       لذلك يمكن وصف شريط الحمض النووي بأنها تعمل في إتجاه 5' → 3' أو في اتجاه 3' → 5.    

·       يتم تضاعف الحمض النووي خلال المرحلة (S) من الطور البيني (الانقسام الميتوزي).     

·       أثناء عملية التضاعف، تسمح بنية الشريط المضاعف للحمض النووي بأن يكون كل شريط أصلي مبثابة نموذج لتكوين شريط تكميلي جديد.

·       يُطلق على تضاعف الحمض النووي (شبه محافظ)، وذلك لأن كل حلزون مزدوج جديد له شريط واحد أصلي و شريط واحد جديد.       

·       وقد أنتج كل شريط أصلي خيط جديد من خلال الإقتران التكميلي الأساسي، لذا فهناك الآن إثنان من أشرطة الحمض النووي المتطابقتين مع بعضهما البعض والجزيء الأصلي (الشكل رقم. 22.2).

على المستوى الجزيئي، تشارك العديد من الإنزيمات والبروتينات في التضاعف شبه المحافظ لأشرطة الحمض النووي الجديدة، تم تلخيص هذه العملية في الشكل 22.3.

وتشمل الأحداث الرئيسية في تضاعف الحمض النووي ما يلي:

1.    يفصل إنزيم هيليكاز الحمض النووي ويفك الحمض النووي المزدوج عن طريق كسر الروابط الهيدروجينية الضعيفة بين القواعد المزدوجة.

2.    وهناك نيوكليوتيدات الحمض النووي التكميلي الجديد الموجود دائماً في النواة، وهي مناسبة في مكانها من خلال عملية اقتران القاعدة التكميلية، يتم وضع هذه العناصر وضمها بواسطة إنزيم بوليميراز الحمض النووي.

3.    نظرًا لأن أشرطة الحمض النووي موجهة في تكوين متوازي متعاكس، وقد يضيف إنزيم بُوليميِراز الحمض النووي نيوكليوتيدات جديدة إلى أحد طرفي السلسلة، ويحدث تركيب الحمض الننوي في اتجاهات متعاكسة.

 

·       يسمى الشريط الذي يخضع لعملية تركيب مستمرة الشريط الموجه.

·       أما الشريط الآخر، الذي يتركب فيه الحمض النووي الجديد في أقسام قصيرة (شظايا أوكازاكي)، فهو يعرف بالشريط المتأخر.

 

الشريط الموجه

يعتبر التضاعف المتماثل لإنتاج الشريط الموجه واضح ومباشر. 

1.    يضيف أول إنزيم البادئ للحمض النووي الريبوزي طول قصير من حمض النووي الرايبوزي، والذي يتم توصيله بإقران القاعدة التكميلية، إلى نموذج شريط الحمض النووي، يعمل هذا بمثابة مادة أولية، مما يسمح للإنزيم بُولِيمِيرازُ الحمض النووي الثالث بالارتباط.

2.    ديوكسي النوكليوزيد ثلاثي الفوسفاتثم يضيف بُولِيمِيرازُ الحمض النووي الثالث وحدات بناء حرة تسمئ ديوكسي النوكليوزيد ثلاثي الفوسفات إلئ شريط الحمض النووي الموجود في اتجاه 5' → 3'، ستتم إزالة بادئة الحمض النووي الريبوزي لاحقًا عن طريق بُولِيمِيرازُ الحمض النووي.

 

الشريط المتأخر

يعتبر تركيب الشريط المتأخر أكثر تعقيدًا بعض الشيء، حيث أنه يجب أن يحدث في أقسام غير متصلة، والتي يتم ضمها فيما بعد.

1.    أما بالنسبة للشريط الموجه، فإن الإنزيم البادئ للحمض النووي الريبوزي يقوم أولاً بتصنيع بادئة الحمض النووي الريبوزي القصيرة، وهي مكملة للحمض النووي المكشوف، يحدث هذا بالقرب من شوكة التضاعف المتماثل.

2.    يبدأ بُولِيمِيرازُ الحمض النووي الثالث بالتضاعف المتماثل عن طريق ترابط بادئة الحمض النووي الريبوزي في النهاية '3'، وإضافة ديوكسي النوكليوزيد ثلاثي الفوسفات في اتجاه 5' → 3'، فهو يتحرك بعيدًا عن شوكة التضاعف على هذا الشريط.

3.    والأن يزيل بُولِيمِيرازُ الحمض النووي الأول بادئة الحمض النووي الريبوزي ويستبدلها بالحمض النووي بإستخدام ديوكسي النوكليوزيد ثلاثي الفوسفات، يستبدلها بالحمض النووي باستخدام ديوكسي النوكليوزيد ثلاثي الفوسفات. يتم تكوين أطوال قصيرة من الحمض النووي الجديد المسمى شظايا أوكازاكي من كل مادة أولية (بدائية)، فتنمو الشظية الجديدة بعيدًا عن شوكة التضاعف حتى تصل إلى الشظية التالي.

4.    وأخيراً، يغلق إنزيم الحمض النووي جميع الفواصل التي بين شظايا أوكازاكي عن طريق إنشاء روابط السكر والفوسفات، بحيث يتم إنشاء شريط مستمر من الحمض النووي الجديد.

 

هناك العديد من الأسماء الكيميائية المشاركة في التضاعف، لذا من المفيد سردها:-

      يعتبر نوكليوزيد ثلاثي الفوسفات وحدة بناء الحمض النووي الريبوزي، أما نوُكليوتيد الريبُوز مع مجموعتي فُسْفاتٌ إضافيين، فيتم تقطيعهما أثناء عملية التركيب.

      ديوكسي النوكليوزيد ثلاثي الفوسفات هو نفسه كليوزيد ثلاثي الفوسفات، ولكن مع ديوكسيريبوز بدلا من الريبوز، لذلك يتم استخدامه لبناء الحمض النووي بدلاً من الحمض النووي الريبوزيي عن طريق ربط القاعدة مع شريط الحمض النووي للأباء. 

      يوجد إنزيم الهيليكاز في شوكة التضاعف المتماثل، وله وظيفتان-فك أشرطة الحمض النووي، و فصلها عن طريق كسر الروابط الهيدروجينية.

      يضيف إنزيم الحمض النووي الريبوزي نوكليوزيد ثلاثي الفوسفات إلى الحمض النووي أحادي الشريط الذي تم فكه بواسطة إنزيم الهيليكاز، في اتجاه 5' → 3'، لعمل طول قصير من قاعدة الحمض النووي الريبوزي مقترنة بشريط الحمض النووي للأباء.

      يضيف بُولِيمِيرازُ الحمض النووي الثالث ديوكسي النوكليوزيد ثلاثي الفوسفات في اتجاه 5' → 3'، حيث أضاف إنزيم الحمض النووي الريبوزي طول قصير من الحمض النووي الريبوزي التكميلي كبادئة؛ وهي غير قادرة على إضافة ديوكسي النوكليوزيد ثلاثي الفوسفات مباشرة إلى الحمض النووي أحادي الشريط للأباء الذي تم فكه بواسطة الهيليكاز.

      يزيل إنزيم بُولِيمِيرازُ الحمض النووي الأول نيوكليوتيدات الحمض النووي الريبوزي من بادئات الشريط المتأخر في اتجاه 5 '→ 3' ويستبدلهم بنيوكليوتيدات الحمض النووي بإستخدام ديوكسي النوكليوزيد ثلاثي الفوسفات.

      يضم إنزيم الحمض النووي شظايا أوكازاكي المتجاورة عن طريق تشكيل رابطة تساهمية بين الديوكسيريبوز (ريبوز منقوص الأكسجين) و وفوسفات النيوكليوتيدات المتجاورة.

 

الانقسام المتساوي للخلية

      فترة إنقسام الخلية أو الإنقسام المتساوي (Gr.mitos, a thread) هي مرحلة دورة الخلية الوحيدة التي يمكن تمييزها بشكل روتيني بإستخدام المجهر الضوئي. 

      يتم توزيع الكروموسومات التي تم تضاعفها أثناء المرحلة S السابقة على الخلايا الوليدة، وتسمى أيضا الفترة الطويلة بين مراحل الإنقسام المتساوي (G1 وS وG2) عادة بالطور البيني.

      تنقسم أحداث الإنقسام المتساوي إلى أربع مراحل رئيسية.


Ads go here

Comments

Translate

Contact Form

Send