النبات
مواضيع عامة في علم النبات
الجذور - السيقان - الأوراق
النباتات الوعائية واللاوعائية
البذور (مغطاة البذور - عاريات البذور)
الطحالب
النباتات الطبية
الحيوان
مواضيع عامة في علم الحيوان
علم التشريح
التنوع الإحيائي
البايلوجيا الخلوية
الأحياء المجهرية
البكتيريا
الفطريات
الطفيليات
الفايروسات
علم الأمراض
الاورام
الامراض الوراثية
الامراض المناعية
الامراض المدارية
اضطرابات الدورة الدموية
مواضيع عامة في علم الامراض
الحشرات
التقانة الإحيائية
مواضيع عامة في التقانة الإحيائية
التقنية الحيوية المكروبية
التقنية الحيوية والميكروبات
الفعاليات الحيوية
وراثة الاحياء المجهرية
تصنيف الاحياء المجهرية
الاحياء المجهرية في الطبيعة
أيض الاجهاد
التقنية الحيوية والبيئة
التقنية الحيوية والطب
التقنية الحيوية والزراعة
التقنية الحيوية والصناعة
التقنية الحيوية والطاقة
البحار والطحالب الصغيرة
عزل البروتين
هندسة الجينات
التقنية الحياتية النانوية
مفاهيم التقنية الحيوية النانوية
التراكيب النانوية والمجاهر المستخدمة في رؤيتها
تصنيع وتخليق المواد النانوية
تطبيقات التقنية النانوية والحيوية النانوية
الرقائق والمتحسسات الحيوية
المصفوفات المجهرية وحاسوب الدنا
اللقاحات
البيئة والتلوث
علم الأجنة
اعضاء التكاثر وتشكل الاعراس
الاخصاب
التشطر
العصيبة وتشكل الجسيدات
تشكل اللواحق الجنينية
تكون المعيدة وظهور الطبقات الجنينية
مقدمة لعلم الاجنة
الأحياء الجزيئي
مواضيع عامة في الاحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
الغدد
مواضيع عامة في الغدد
الغدد الصم و هرموناتها
الجسم تحت السريري
الغدة النخامية
الغدة الكظرية
الغدة التناسلية
الغدة الدرقية والجار الدرقية
الغدة البنكرياسية
الغدة الصنوبرية
مواضيع عامة في علم وظائف الاعضاء
الخلية الحيوانية
الجهاز العصبي
أعضاء الحس
الجهاز العضلي
السوائل الجسمية
الجهاز الدوري والليمف
الجهاز التنفسي
الجهاز الهضمي
الجهاز البولي
المضادات الحيوية
مواضيع عامة في المضادات الحيوية
مضادات البكتيريا
مضادات الفطريات
مضادات الطفيليات
مضادات الفايروسات
علم الخلية
الوراثة
الأحياء العامة
المناعة
التحليلات المرضية
الكيمياء الحيوية
مواضيع متنوعة أخرى
الانزيمات
مشاكل تواجه إنزيم DNA polymerase في عملية التضاعف
المؤلف:
د. محمد باقر صاحب الشهيب , أ.د. علي حمود السعدي , أ.د. حيدر كامل زيدان
المصدر:
مبادئ الوراثة الجزيئية
الجزء والصفحة:
ص76-77
2025-02-19
245
لعله من الطرق الناجعة للتوغل في تفاصيل عملية التضاعف هو أن نشبه الإنزيم المضاعف الرئيسي DNA polymerase III بمهندس معماري، والذي يطلب منه مضاعفة الحمض النووي، ومن ثم ينظر هذا المهندس إلى شريط الـ DNA ونرى ماذا يطلب منا لفعل ذلك. وبالطبع لا تعتبر عملية تضاعف الـ DNA بالعملية السهلة، لذا تبرز أمام هذا المهندس الفذ عدة مشاكل أساسية إذا تغلب عليها يمكن له الشروع في تلك العملية، ولعله يمكن إبرازها بخمس مشاكل أساسية:
المشكلة الأولى : ويمكن تسميتها بمشكلة فتح الالتفاف ( unwinding problem) وفيها لا يقدر إنزيم DNA polymerase على صهر حلزون الـ DNA المزدوج (هذا يعني: كسر الأواصر الهيدروجينية ) لكي يفصل الشريطين المراد نسخهما.
المشكلة الثانية: وهي مشكلة البدء initiation problem)) وتتمثل بعدم قدرة إنزيمات الـ DNA polymerases عموماً على تخليق سلسلة الـ DNA أو الـ RNA آنیا (de novo synthesis) وذلك لحاجتها إلى شريط DNA أو RNA موجود مسبقاً يعرف بالبادئ (primer).
المشكلة الثالثة : وتسمى بمشكلة الاتجاهية (directionality problem) وتتمثل بعدم مقدرة كل إنزيمات DNA polymerase على تحفيز إضافة النيوكليوتيدات بكلا الاتجاهين، أي من 5 إلى 3 ، و من 3 إلى 5. وبما إن شريطي حلزون الـ DNA المزدوج هما متعاكسان (من 5' إلى 3' ، ومن 3' إلى 5') بالاتجاه الكيميائي، وبما أن كل إنزيمات DNA polymerases تحفز إضافة النيوكليوتيدات عند النهاية 3' الهيدروكسيلية لسلسلة الـ DNA النامية وليس عند النهاية 5' ، وبالتالي يمكن لأشرطة الـ DNA أن تنمو في الاتجاه من 5' إلى 3' فقط وعدم قدرتها على النمو بالاتجاه المعاكس.
المشكلة الرابعة وتتعلق بطبوغرافية الـ DNA لذا سأسميها هنا بالمشكلة الطبولوجية (topological problem). وتتمثل هذه المشكلة بحدوث حالة اللف الفائق (supercoiling) عند تقدم فقاعة التضاعف replication fork إلى الإمام. ويمكن فهم هذه المشكلة عند تشبيه الـ DNA بحبل ذ جديلتين، مثبت بمسمار من أحد طرفيه بالحائط والطرف الآخر يمسكه شخص ما ليفتل جديلتيه ليتقدم باتجاه الحائط. وهنا تبرز المشكلة حيث يصل هذا الشخص إلى مرحلة يتعذر فيه تقدمه نحو الحائط أكثر من ذلك وذلك بسبب "اللف الفائق" أمام نقطة الفتل (أمام شوكة التضاعف). وهذا يعيق التقدم ويوقف العملية كنتيجة نهائية.
المشكلة الخامسة وتدعى بمشكلة نهاية التضاعف ( end replication problem) وهي تختص بالكائنات حقيقية النواة عموماً لاحتوائها على كروموسومات خطية بدلا من تلك الدائرية الموجودة في بدائية النواة كالبكتريا مثلاً.