المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11491 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية



تنظيم التعبير الجيني في العاثيات البكتيرية  
  
211   10:20 صباحاً   التاريخ: 2025-03-20
المؤلف : د. محمد باقر صاحب الشهيب , أ.د. علي حمود السعدي , أ.د. حيدر كامل زيدان
الكتاب أو المصدر : مبادئ الوراثة الجزيئية
الجزء والصفحة : ص196-199
القسم : علم الاحياء / الأحياء الجزيئي / مواضيع عامة في الاحياء الجزيئي /


أقرأ أيضاً
التاريخ: 6-2-2019 1706
التاريخ: 7-12-2015 2738
التاريخ: 3-12-2015 2693
التاريخ: 1-3-2018 2913

تأوي بعض البكتريا فايروسات يمكن لها أن تبقى في حالة خاملة dormant state ضمن الكروموسوم البكتيري أو يمكن أن تتضاعف ضمن البكتريا وتؤدي بالنهاية إلى تحلل وقتل المضيف البكتيري. بعض أنواع بكتريا القولون تأوي فايروسات مؤقتة temperate viruses ،كما هو الحال في العاثي لامدا (λ) lambda . عندما يخمج هذا العاثي بكتريا القولون الحساسة له، فانه يحقن الكروموسوم الخطي المزدوج الشريط التابع له والمتألف من 45000 زوج قاعدي الشكل (1) واعتمادا على الحالة الغذائية للخلية، أما أن يندمج lambda DNA بالكروموسوم البكتيري (المسلك التحلحلي lysogenic pathway) ويبقى خاملاً إلى أن يتم تنشيطه ، أو أن يصنع عدد كبير من النسخ قد تصل إلى حوالي 100 نسخة من الفايروسات الكاملة المعباءة بتراكيب بروتينية خاصة، وعند تلك النقطة، يحلل العاثي العائل (المسلك التحللي lytic pathway). ويمكن لدقائق الفايروسvirus particles  المتكونة حديثاً من خمج عوائل حساسة أخرى.

عندما يدخل العاثي في كروموسوم العائل بحالته الخاملة، سيبقى lambda بتلك الحالة إلى أن يتم تنشيطه من قبل تعرض عائله البكتيري إلى العوامل المحطمة للـ DNA. واستجابة لحافز مؤذ كهذا ، تصبح العاثيات الخاملة مستحثة "induced" وتبدأ باستنساخ وبترجمة تلك الجينات الموجودة على الكروموسوم التابع لها والتي تكون ضرورية لقصها من كروموسوم العائل، بالإضافة إلى جينات أخرى لها دور رئيسي في تضاعف الـ DNA، والجينات التي تشفر عن بروتينات تخليق أغلفة البروتين للعاثي، والجينات التي تشفر عن إنزيمات التحلل. أن هذا الانتقال الذي هو بين طور الخمول dormancy أو حالة العاثي الأولي prophage state إلى حالة الخمج التحللي lytic infection قد فهم بشكل واضح على المستوى الجزيئي. بعد قيام العاثي بخمج البكتريا، يتم اتخاذ القرار سواء هل يتضاعف العاثي، وينتج عاثيات جديدة والتي تؤدي بالنهاية إلى تحلل الخلية cell lysis، أو فيما إذا ينحشر العاثي في الكروموسوم البكتيري ويصبح مكبوح وراثياً genetically repressed (الحالة المتحلحلة lysogenic state). يتخذ القرار بين هاتين الحالتين للعاثي لامدا من قبل اثنان من الكوابح، وهما ci و cro ، واللتان تتنافسان على نفس منطقة المشغل operator region في DNA العاثي لامدا (شكل 1).

شكل (1): الانتقال الوراثي genetic switch للعاثي لامدا .يشير السهمين المتعاكسين الى الطبيعة الانعكاسية للمسلك التحلحلي، أي امكانية تحرر DNA العاثي لامدا بعد انحشاره في مجين بكتريا القولون حال تعرض البكتريا الى الظروف البيئية المناسبة لحدوث ذلك كالأشعة الفوق بنفسجية (تصميم المؤلف).

 

يتركز نشاط الانتقال للعاثي lambda حول منطقة تتكون من 80 زوج قاعدي في جزيئة الـ DNA الحلزونية المزدوجة والتي يطلق عليها بالمشغل الأيمن right operator (OR) (شكل 2). يحد المشغل الأيمن من جهته اليسرى بجين تركيبي لكابح العاثي lambda وبجانبه الأيمن بجين تركيبي لبروتين تنظيمي آخر يدعى بـ cro. وعندما يكون العاثي lambda بحالته الأولية prophage state ، أي عندما يكون مندمجاً بكروموسوم العائل، يعبر عن الجين الكابح repressor gene والذي هو جين العاثي lambda الوحيد الذي يتم التعبير عنه في الحالة الخاملة للعاثي والذي يكبح تعبير كل الجينات الأخرى ما عداه.

وعندما يخضع العاثي إلى النمو التحللي lytic growth ، لا يتم التعبير عن الجين الكابح، ولكن يتم التعبير عن جين cro ، بالإضافة إلى العديد من الجينات الأخرى في العاثي lambda . هذا يعني عندما يعمل الجين الكابح، يقف عمل جين cro، وعندما يعمل جين cro، يقف عمل الجين الكابح. إن هذا القرار بين استنساخ الجين الكابح repressor gene واستنساخ جين cro هو مثال عن عملية التحول الجزيئي molecular switch بين نهجين مختلفين.

الشكل (2): التفسير الجزيئي للانتقال الوراثي للعاثي لامدا. ففي الحالة الأولى (الحالة المتحللة) يصنع فيها البروتين الكابح λ cro وفي الحالة الثانية (الحالة المتحلحلة) يصنع فيها البروتين الكابح repressor λ. يدل الحرف O على المشغل (تصميم المؤلف).

هنالك اختلافات جوهرية في عملية التنظيم الجيني بين الكائنات حقيقية وبدائية النواة. فبالإضافة إلى عملية الاستنساخ، توظف الخلايا حقيقية النواة آليات متنوعة لتنظيم التعبير الجيني. يفصل الغلاف النووي nuclear membrane للخلايا حقيقية النواة فيزيائياً عملية استنساخ الجين عن عملية ترجمته ،مادامت الرايبوسومات توجد فقط في السايتوبلازم. وفي الكائنات حقيقية النواة، تدخل العديد من الخطوات الأخرى الإضافية، وخصوصاً عند معالجة الـ RNA ، في تعبير الجينات حقيقية النواة مقارنة بتلك الجينات الموجودة في بدائية النواة، توفر هذه الخطوات مواقع إضافية للتأثيرات التنظيمية التي لا يمكن أن توجد في بدائية النواة. تتضمن خطوات معالجة الـ RNA في الكائنات حقيقية النواة إضافة القلنسوة capping للنهاية 5' للمستنسخ الأولي، إضافة الذيل متعدد الأدنين polyadenylated tail إلى النهاية '3 لنفس الجزيئة، بالإضافة إلى قص excision مناطق الانترون لتوليد اكسونات ملتحمة مع بعضها البعض في جزيئة الـ mRNA الناضجة.




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.