جدول المحتويات
«نبض الخليج»
تم توثيق هذه الدراسة الجديدة من قبل جامعة الملك عبد الله للعلوم والتكنولوجيا (KAOST) ، التي نشرت في مجلة “الطبيعة” ، هذه هي اللحظة البعيدة التي يبدأ فيها الحمض النووي في التفكك ، مما يسمح لسلسلة العمليات اللاحقة في عملية مزدوجة الحمض النووي.
نسخ الحمض النووي
تبرز هذه المشاهدة المباشرة الآليات الأساسية التي تمكن الخلايا من نسخ موادها الوراثية بدقة ، وهي عملية أساسية للنمو والتكاثر.
باستخدام مجهر Cryo-DE وتكنولوجيا التعلم العميق ، كان مختبر أستاذًا لمساعد الكيمياء الحيوية في Kaost ، والبروفيسور ألفريدو دي بيازيو ، وأستاذ العلوم البيولوجية ، البروفيسور سمير حمدان ، تفاعل فيروس هيليان اللولبي 40 مستضد ورم كبير مع الحمض النووي.
لقد تم توضيحه حتى الآن إلى الخطوات الأولى التي ضاعفت الحمض النووي ، من خلال 15 حالة ذرية توضح كيف يفرض إنزيم الحمض النووي على التفكك.
تحول الجودة
هذا الإنجاز هو تحول نوعي ليس فقط في مجال أبحاث الهليكوباس ، ولكن أيضًا في دراسة ديناميات الإنزيمات ذات الدقة النادرة.
على الرغم من أن العلماء قد أدركوا منذ فترة طويلة أهمية الهلسيز في عملية ضرب الحمض النووي ، إلا أنهم لم يكونوا على دراية بكيفية الحمض النووي ، وأنزيمات الهليزز وجزيئات الفوسفات الثلاثية الأدينوسين (ATP) في دورة منسقة لدفع عملية التفكك “، وفقًا لما قاله دي بيزيو.
منذ أن كشفت العوالم ، Tson و Crick ، في عام 1953 ، عن التوليف الحلزوني المزدوج للحمض النووي ، بدأ المجتمع العلمي في فهم آلية تخزين ونسخ المعلومات الوراثية.
من أجل نسخ الحمض النووي ، يجب أولاً إزالة هذا الحلزون إلى شريطين منفصلين.
الحمض النووي
عندما ترتبط الهليكوباس بالحمض النووي ، فإنها تبدأ في “حل” الروابط الكيميائية التي تحافظ على ربط الحلزون المزدوج ، ثم تفصل بين الشريطين للسماح لبقية الإنزيمات بإكمال عملية النسخ.
بدون هذه الخطوة الأولية ، لا يمكن للحمض النووي نسخ ، مما يجعل إنزيمات الهليكوباس كجسيمات نانوية بحجم صغير.
وإذا نظرنا إلى إنزيمات الهليكوباس نانوفياس ، فإن طاقة ATP هي “ATP) هي” الوقود “الذي يوفر لهم الطاقة. مثلما يحرك احتراق الوقود محركات السيارات ، فإن استهلاك ATP – نفس الجزيء الذي يحرك عضلات الجسم – يتحرك ستة” مكافآت “داخل هيليكيز إلى DNA.
الحمض النووي
كشفت الدراسة أن استهلاك ATP يقلل من القيود المادية ، مما يسمح لـ Ilicase بتقديم الحمض النووي وتحليل المزيد من الحلزون المزدوج.
وبالتالي ، فإن استهلاك جزيء طاقة ATP يعمل كمفتاح يزيد من “العشوائية” أو “الاضطرابات” في النظام ، مما يفسح المجال أمام الهليكوس للتحرك بحرية.
“لا تستخدم Helicase جزيء قوة ATP لفصل شرائط الحمض النووي في وقت واحد ، ولكن من خلال سلسلة من التغييرات الهيكلية التي تزعزع تدريجياً الروابط وتؤدي إلى فصلها. إن احتراق جزيء ATP ، أو يشبه تحليل المياه الخاص به جزءًا من العمل النابض في فخ الفئران ، حيث تدفع الهولكاز إلى الأمام ، ويشكل تحليلات الحمض النووي”.
من بين أبرز العلماء الذين كشفت kaost أن إنزيمات حلزانية تعملان في وقت واحد لحل الحمض النووي في موقعين مختلفين ، لبدء عملية التفكك.
التركيب الكيميائي للحمض النووي
بحكم طبيعة التركيب الكيميائي للحمض النووي ، يمكن للجسيمات النانوية أن تتحرك فقط في اتجاه واحد على شريط واحد من الحمض النووي. من خلال ارتباطها مع موقعين في نفس الوقت ، يمكن لإنزيمات الهليزز تنسيق عملية التفكك في اتجاهين ومع كفاءة طاقة فريدة من نوعها.
وأضاف دي بيزيو: “تُظهر هذه الكفاءة أن دراسة نسخ الحمض النووي ليست مجرد محاولة للإجابة على الأسئلة العلمية الأساسية حول الحياة ، بل تجعل نماذج إنزيمات Helkase لتصميم الجسيمات النانوية المستقبلية”.
وخلص إلى أنه “من منظور التصميم ، تمثل الإنزيمات الحلزونية (الهيليكازي) أنظمة ميكانيكية ذات كفاءة عالية من الطاقة. يمكن للجسيمات النانوية المصممة استخدام مفاتيح المفاتيح أو الاضطرابات المستندة إلى المفاتيح للاستفادة من آليات مماثلة لأداء مهام معقدة تعتمد على القوة.”
للمزيد: تابع موقع نبض الخليج ، وللتواصل الاجتماعي تابعنا علي فيسبوك وتويتر
مصدر المعلومات والصور : شبكة المعلومات الدولية