تركيب DNA فى أوليات النواة
أوليات النواة كائنات حية لا تحاط المادة الوراثية فيها بغشاء نووي. ولكن توجد حرة في السيتوبلازم مثل البكتريا.من أمثلة DNA في أوليات النواة DNA بكتريا ايشيريشيا كولاي. يتركب هذا الـ DNA على شكل لولب مزدوج تلتحم نهايتاه معاً. يصل طوله لو تم فرده إلى 1.4مم. بينما يصل طوله في الخلية البكتيرية نفسها إلى حوالي 2 ميكرون. يلتف حول نفسه عدة مرات ليحتل منطقة نووية مساحتها 0.1 من حجم الخلية. ويلتحم بالغشاء البلازمي للخلية في موقع أو أكثر.
تركيب DNA في حقيقيات النواة
حقيقيات النواة: كائنات حية تحاط فيها المادة الوراثية بغشاء نووي وينتظم بها DNA في صورة صبغيات.
تحتوي كل خلية جسدية في جسم الإنسان على 46 صبغي.
تركيب
الصبغيات في أوليات النواة
جزيء واحد من DNA يمتد من أحد طرفيه إلى الطرف الآخر.
يلتف جزيءDNA . ويطوى عدة مرات. ويرتبط بالعديد من البروتينات. ويكون (الكروماتين) الذي يحتوي عادة على كميات متساوية منDNA والبروتين.
لا حظ: الكروماتين هو جزيء واحد من DNA يلتف ويطوي عدة مرات مرتبطاً بالعديد من البروتينات قبل الانقسام.
بعض البكتريا تحتوي على واحد أو أكثر من جزيئات DNA صغيرة دائرية تعرف بالبلازميدات. تستخدم على نطاق واسع في الهندسة الوراثية. كما سنرى فيما بعد. ويستغل العلماء هذا النشاط بإدخال بلازميدات صناعية إلى داخل الخلايا البكتيرية. وذلك للحصول على نسخ كثيرة من هذه البلازميدات.
تشبه جزيئات DNA التي توجد في الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء (عضيات حقيقيات النواة) جزيئات DNA الموجودة في أوليات النواة.
توجد البلازميدات أيضا في خلايا الخميرة (من حقيقيات النواة). وتتركب البلازميدات بصفة عامة من DNA فقط.
تركيب الصبغيات في حقيقية النواة
تظهر الصبغيات في حقيقيات النواة إثناء انقسامها. وعتقد أن كل صبغي يدخل في تركيبه جزئء واحد من DNA يمتد من أحد طرفيه إلى الأخر، إلا انه يلتف ويطوى عدة مرات. ويرتبط بالعديد من البروتينات. فيكون ما يسمى بالكروماتين. ويحتوي الكروماتين عادة على كميات متساوية من البروتين و DNA. وتقسم البروتينات التي تدخل في تركيب الصبغيات إلى بروتينات هستونية وغير هستونية، تتبان فيما بينها في التركيب والوظيفة. كما هو موضح في الجدول التالي:
أنواع
البروتينات التي تدخل في تركيب الصبغي
|
|
البروتينات غير الهيستونية |
البروتينات الهيستونية |
|
التعريف |
مجموعة غير متجانسة من البروتينات (تركيبية –
تنظيمية) |
مجموعة محددة من البروتينات التركيبية الصغيرة |
|
التركيب |
تتكون من بروتينات تركيبة وتنظيمية كميتها أقل في
كروماتين أي خلية. |
تحتوي على قدر كبير من الحمضين الأمينيين القاعديين
الأرجينين والليسين وتوجد بكمية ضخمة في كروماتين أي خلية. |
|
الوظيفة |
(1) البروتينات التركيبية غير
الهيستونية تلعب دوراً رئيسياً في التنظيم الفراغي لجزيء DNA
داخل
النواة. كما
أنها مسئولة عن تقصير جزئDNA حوالي (100.000) مرة عن طريق الكروماتين المكدس /
المكثف (2) البروتينات التنظيمية غير الهيستونية تحدد
ما إذا كانت شفرة DNA ستستخدم في بناء RNA والبروتينات والإنزيمات أم لا. |
(1) ترتبط الاحماض الامينية
الارجينين والليسين بقوة مع مجموعات الفوسفات السالبة فى جزئDNA . وذلك لأن مجموعة
الألكيل R الجانبية للحمضين
الأمينيين الارجينين والليسين تحمل شحنات موجبة عند الأس الهيدروجيني
(PH) العادي للخلية. فيحدث
ترابط قوي يؤدي لالتفافDNA حول البروتين الهستوني التركيبي مكون حلقات من
النيوكليوسومات. (2) النيوكليوسومات مسئولة عن تقصير جزئDNA) ) مرات عن طريق تكوين
حلقات من النيوكليوسومات. |
خطوات تكثيف DNA
تحتوي الخلية الجسدية للإنسان على 46 صبغي (46 جزئ من DNA).
إذا أمكن فك اللولب المزدوج لجزيء DNA في كل صبغي ووضعت على امتداد بعضها لوصل طولها إلى 2 متر.
والهستونات وغيرها من البروتينات هي المسئولة عن ضم هذه الجزيئات الطويلة لتقع في حيز نواة الخلية التي يتراوح قطرها من (2: 3) ميكرون.
أوضح التحليل البيوكيميائي وصور المجهر الإلكتروني أن جزيء DNA في الصبغي يلتف حول مجموعة من الهستون مكونا حلقات من النيوكليوسومات. تلتف الحلقات مرة أخرى لتنضم إلى بعضها البعض. كل ذلك غير كافي لتقير جزئء DNA إلى الطول المطلوب.
ترتب أشرطة النيوكليوسومات الملتفة بشدة على شكل حلقة كبيرة بواسطة البروتينات التركيبة غير الهستونية للكروماتين.
يشار إلى الكروماتين الملتف والمكدس/المكثف بشكل كبير على أنه مكثف.
عندما يكون جزيء DNA على هذه الحالة لا تستطيع الإنزيمات أن تصل إليه.
ينبغي فك هذا الالتفاف والتكدس على الأقل إلى مستوى شريط من النيوكليوسومات قبل أن يعمل DNA كقالب لبناء DNA أو RNA.
تعليقات