معلومة

أسئلة حول تلف الحمض النووي

أسئلة حول تلف الحمض النووي


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لست قويًا في علم الأحياء ، لذا تحمل معي في هذا:

لقد قرأت أنه مع تقدمنا ​​في العمر ، يتلف الحمض النووي لدينا بسبب عوامل داخلية (على سبيل المثال ، أخطاء أثناء التكرار) وخارجية (مثل أضرار أشعة الشمس أو الإشعاع).

  • إذا كنت تأخذ ، على سبيل المثال ، شخصًا يبلغ من العمر 80 عامًا ، فهل يمكنك العثور على الحمض النووي في أجسامهم كما هو الحال عندما كانوا حديثي الولادة؟ ما نوع الخلايا التي قد تحتوي على DNA غير تالف؟

  • هل تلف الحمض النووي موزع بالتساوي في جميع أنحاء الجسم أم أن بعض الأجزاء تتضرر أكثر من غيرها؟

  • هل هناك أي بيانات منشورة عن مقدار الضرر الذي يتراكم على الحمض النووي للشخص العادي على مدار حياته؟ لست متأكدًا من كيفية قياس ذلك ، لكنني أتساءل عما إذا كانت هناك أي دراسة حول قياس الضرر.


سؤال ممتاز!

  1. ستكون بالتأكيد قادرًا على العثور على عدد غير قليل التسلسلات من الحمض النووي غير التالف (في الواقع سيكون معظمهم غير تالف) ، ولكن من غير المحتمل جدًا أن تحتوي أي خلايا في جسمه على نسخة كاملة من الجينوم الأصلي بأكمله.

  2. أنا متأكد من أن الخلايا القريبة من الجلد (المعرضة لمزيد من الإشعاع) سيكون لها المزيد من الطفرات ، ولكن بعد ذلك يعتمد كل شيء على المكان الذي تعيش فيه ، وعاداتك ، وما إلى ذلك (إذا كنت مدخنًا ، فمن الواضح أنه سيكون لديك المزيد من الطفرات في خلايا الرئة).

  3. في ظل الظروف العادية (مستويات منخفضة من المطفرات) ، تحدث حوالي 3 طفرات نيوكليوتيد في الجينوم البشري لكل خلية لكل انقسام (تكرار الحمض النووي) (من http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26881/). ستكون بقية الرياضيات تقديرًا تقريبيًا للغاية ، حيث ترى أنك تحتاج إلى وضع الكثير من الافتراضات (متوسط ​​معدل انقسام الخلايا ، والمطفرات الأخرى التي قد يواجهها الكائن الحي ، ومدى الحياة ، والقائمة تطول) ، ولكن كيفما تريد للقيام بذلك ، هناك الرقم الذي يجب أن تبدأ به.

آمل أن يساعد هذا.

CDB


لقد طرحت عددًا من الأسئلة هنا ، لكن نعم - تمت دراسة معدلات الطفرات على نطاق واسع في البشر وكذلك في الكائنات الحية النموذجية. وكما تقترح ، فإنها تختلف اختلافًا كبيرًا عبر الأنسجة. نقطة البداية للقراءة حول كيفية قياس معدلات الطفرات وكيف تختلف باختلاف الأنواع والأنسجة وما إلى ذلك ، هي عام 2010 الاتجاهات في علم الوراثة مراجعة مايك لينش. انظر بشكل خاص الجدول 1.


10 أسئلة للدراسة من أجل اختبار الانقسام الخيطي في علم الأحياء AP

إذا كنت بحاجة إلى التحضير لاختبار الانقسام في AP Biology ، فستحتاج إلى فهم الفرق بين الانقسام والانقسام الاختزالي تمامًا.

يفشل العديد من الطلاب في أن يكونوا قادرين على تحديد الفرق بين العمليتين البيولوجيتين بدقة. لذلك ، لا ترغب في الحصول على نتائج مخيبة للآمال في اختبار الانقسام ، فهناك بعض النقاط الرئيسية التي تريد دراستها.

تذكر أن تتعرف على ما يلي قبل أن تعتقد أنك مستعد بما يكفي لاختبار الانقسام.

  • هناك ست مراحل مختلفة من الانقسام.
  • تريد أن تكون قادرًا على تصور وتحليل المخططات التي تعرض مراحل الانقسام الفتيلي بثقة.
  • من الجيد أن تكون على دراية بأي مخالفات أثناء الانقسام والعواقب الوراثية الناتجة

امنح نفسك متسعًا من الوقت لتدوين ملاحظات شاملة عند دراسة مادة AP Biology الخاصة بك. لا تحاول حفظ كل شيء ، ولكن حاول أن تفهم وتوصل بين المعلومات. قد يكون من المفيد أيضًا استخلاص عمليات الانقسام الفتيلي ، وتسمية كل مرحلة بوصف يمكنك فهمه بسهولة.

اطرح على نفسك أسئلة حول الخطوة التالية ، وتوقع ما إذا كان هناك خطأ ما في العملية وماذا ستكون النتيجة؟

سيساعدك اتخاذ خطوات للتفاعل مع المواد الخاصة بك على فهم الأشياء بشكل أكبر. لا تريد فقط حفظ واسترجاع المادة دون أن يكون لديك فهم مرئي واضح لماهية العملية ولماذا.


التجربة

تعد البروتينات المشاركة في إصلاح تلف الحمض النووي أمرًا حيويًا لجميع الخلايا: فبدونها سيزداد معدل الطفرات مما يؤدي إلى ضعف وظائف الخلايا ووراثة الطفرات إلى الخلايا الوليدة. في البشر ، قد تؤدي طفرات السلالة الجرثومية والطفرات الجسدية التي تفلت من إصلاح الحمض النووي إلى أمراض وراثية وأمراض سرطانية خبيثة ، على التوالي. وبالتالي فإن فهم آليات إصلاح الحمض النووي أمر ضروري في الوقاية من الأمراض التي يسببها تلف الحمض النووي.

كانت التجربة الموصوفة في هذا الاختبار تهدف إلى تحديد بروتينات إصلاح الحمض النووي في الخلايا البشرية وخلايا الخميرة 1. تم تحضير جزء نوكلياز داخلي طويل القيد 148 أساسًا من الإشريكية القولونية تم تصنيف الحمض النووي في نهايته 5 بمجموعة فوسفات مشعة.

خمسة خيارات إكمال

(يتكون هذا النوع من الأسئلة من سؤال أو بيان غير مكتمل متبوعًا بخمس إجابات أو إكمالات مقترحة. حدد واحد افضل جواب.)

1. _____ أي من الاحتمالات التالية يمكن استخدامها لوصف مثل هذه الأجزاء؟

ب. [γ- 32 ف] ATP + عديد النوكليوتيد كيناز

C. [γ- 32 P] ATP + DNA polymerase

D. [α- 32 P] ATP + ترانسفيراز طرفي

E. [γ- 32 P] ATP + DNA هيليكاز

تم تحضير جزأين من الحمض النووي الموسومين (يُطلق عليهما "مجسات" طوال هذا الاختبار): تُرك أحد المجسات سليمة (f148 * ) ، بينما تم تشعيع عينة المسبار الأخرى بضوء قوي فوق بنفسجي (UV) (UV-f148 * ).

خمسة خيارات إكمال

(يتكون هذا النوع من الأسئلة من سؤال أو بيان غير مكتمل متبوعًا بخمس إجابات أو إكمالات مقترحة. حدد واحد افضل جواب.)

2 - ما هي أهم نتيجة للإشعاع فوق البنفسجي؟

ألف تشكيل ديمر بيريميدين

تم تحضين المسبار f148 * (العينات 1-7 في الشكل 1) والمسبار UV-f148 * (العينات 8-14) بمفردهما (العينات من 1 إلى 8) ، في وجود مستخلص خط خلية الورم البشري (العينات 2-4 و9-11) أو مستخلص خلية الخميرة (العينات 5-7 و12-14). كما تمت إضافة كميات مختلفة من الحمض النووي f148 غير التالف ("بارد" f148) إلى بعض المخاليط (العينات 3 ، 4 ، 6 ، 7 ، 10 ، 11 ، 13 ، 14).

تحليل ارتباط البروتين بالحمض النووي غير التالف والمعرض للأشعة فوق البنفسجية (للاطلاع على التفاصيل التجريبية ، انظر النص H ، Y البشري ، يشير السهم إلى اتجاه الرحلان الكهربائي).

خمسة خيارات إكمال

(يتكون هذا النوع من الأسئلة من سؤال أو بيان غير مكتمل متبوعًا بخمس إجابات أو إكمالات مقترحة. حدد واحد افضل جواب.)

3. ما هو الهدف من إضافة جزء الحمض النووي "البارد"؟

A. لتقليل ارتباط البروتين غير النوعي بالمجسات

ب- لتعزيز ارتباط البروتين غير النوعي بالمجسات

ج. لتقليل ارتباط بروتين معين بالمجسات

د- لتعزيز ارتباط البروتين المحدد بالمجسات

منتجات في المختبر تم حل التفاعلات عن طريق الرحلان الكهربائي في هلام بولي أكريلاميد لا يعطل تفاعلات البروتين والحمض النووي. تم تجفيف الجل وتحليله بواسطة التصوير الشعاعي الذاتي. ادرس النتائج في الشكل 1 وحل أسئلة الاختيار من متعدد التالية (MCQs).

خمسة خيارات إكمال

(يتكون هذا النوع من الأسئلة من سؤال أو بيان غير مكتمل متبوعًا بخمس إجابات أو إكمالات مقترحة. حدد واحد افضل جواب.)

4. _ ما هي الاستنتاجات التي يمكن استخلاصها من مقارنة العينات 2 و 9؟

تحث الأشعة فوق البنفسجية على البروتينات المرتبطة بالحمض النووي في الخلايا البشرية

تحتوي الخلايا البشرية على بروتينات تتعرف على ثنائيات البيريميدين وترتبط بها

ج. دقق في الجزيئات المهجنة إلى الحمض النووي الخلوي

5. _ ما هي الاستنتاجات التي يمكن استخلاصها من مقارنة العينات 9 و 11؟

A. البروتينات الموجودة في النطاقين H1 و H2 تتعرف على الحمض النووي غير التالف

تتعرف البروتينات الموجودة في العصابات H1 و H2 على الحمض النووي التالف

يتنافس C. f148 مع UV-f148 * للبروتينات الرابطة

تحليل التجربة

(ترتبط العبارات التالية بالمعلومات المقدمة في وصف التجربة. بناءً على المعلومات المقدمة ، حدد

ج: إذا كان البيان مدعومًا بالمعلومات المقدمة

ب: إذا تناقض البيان مع المعلومات المعطاة

ج: إذا كان الإفادة غير مدعومة أو متناقضة مع المعلومات المقدمة).

6 - إن المسبار UV-f148 * قادر على ربط أكثر من جزيء بروتين واحد.

7.____ تتعرف البروتينات الملزمة على ثنائيات البيريميدين في تسلسلات محددة من الحمض النووي.

8. _ الخلية السرطانية البشرية وبروتينات خلايا الخميرة ترتبط بمناطق مختلفة من جزء * UV-f148.

9. _ تتعرف البروتينات الرابطة على الحمض النووي الساتلي.

10.____ البروتينات التي تتعرف على تلف الأشعة فوق البنفسجية متطابقة في الخلايا البشرية وخلايا الخميرة.

11. _ _ في ظل الظروف التي تم فيها تشكيل النيوكليوسومات المستخدمة في f148 *.

12. _ النطاق X يتوافق مع جزيئات المسبار الحرة.

مقارنة كمية

(في هذا النوع من الأسئلة المقترنة ، تصف العبارات المقترنة كيانين يمكن مقارنتهما بالمعنى الكمي. حدد:

ج: إذا كان الاثنان متساويين أو شبه متساويين.)

13. _____ ج: حجم مجمع H1

ب: حجم مجمع H2

14.____ أ: نسبة البروتين / الحمض النووي في مركب Y1

ب: نسبة البروتين / الحمض النووي في مركب Y2


أسئلة حول تلف الحمض النووي - علم الأحياء

  • أنت هنا: & # 160
  • الصفحة الرئيسية
  • كتب قسم علم الأحياء أندوفر
  • علم الأحياء Openstax لدورات AP (كتاب مدرسي لتسلسل Bio58x)
  • بيو 581
  • الفصل 10 استنساخ الخلية
  • 10.9 أسئلة التفكير النقدي

يستند هذا النص إلى Openstax Biology لدورات AP ، المؤلفين المساهمين الكبار Julianne Zedalis ، مدرسة Bishop في La Jolla ، كاليفورنيا ، John Eggebrecht ، المؤلفون المساهمون بجامعة كورنيل Yael Avissar ، كلية رود آيلاند ، Jung Choi ، معهد جورجيا للتكنولوجيا ، Jean DeSaix ، University of North Carolina at Chapel Hill، Vladimir Jurukovski، Suffolk County Community College، Connie Rye، East Mississippi Community College، Robert Wise، University of Wisconsin، Oshkosh

هذا العمل مُرخص بموجب ترخيص Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 Unported License بدون قيود إضافية


آليات تلف الحمض النووي وإصلاحه وطفراته

تتعرض الكائنات الحية باستمرار لعدد لا يحصى من العوامل الضارة بالحمض النووي التي يمكن أن تؤثر على الصحة وتعديل حالات المرض. ومع ذلك ، فإن الآليات القوية لإصلاح الحمض النووي وتجاوز الضرر تحمي الحمض النووي بأمانة عن طريق إزالة الضرر أو تحمله لضمان بقاء شامل. من المعروف أن الانحرافات في هذا الضبط الدقيق تزعزع استقرار التوازن الأيضي الخلوي ، كما يتضح من السرطانات المتنوعة حيث يؤدي تعطيل مسارات إصلاح الحمض النووي أو تحريرها إلى عدم استقرار الجينوم. نظرًا لأن العوامل البيولوجية والفيزيائية والكيميائية المستخدمة بشكل روتيني تؤثر على صحة الإنسان ، فقد أصبح اختبار سميتها الجينية وتنظيم استخدامها أمرًا مهمًا. في هذه المراجعة التمهيدية ، سنحدد آليات تلف الحمض النووي ومسارات الإصلاح / التحمل المضادة لتقديم نظرة ثاقبة على الأساس الجزيئي للسمية الجينية في الخلايا التي تضع الأساس لمقالات لاحقة في هذا العدد. بيئة. مول. المطفّر. 58: 235-263 ، 2017. © 2017 Wiley Periodicals، Inc.

الكلمات الدالة: إصلاح عدم تطابق إصلاح ختان النوكليوتيدات إصلاح ختان النوكليوتيدات أحادية ومزدوجة كسر إصلاح التيلوميرات التوليفية.


أهم 7 آليات لإصلاح تلف الحمض النووي (مع رسم بياني)

تلقي هذه المقالة الضوء على أفضل سبع آليات لإصلاح تلف الحمض النووي.

أهم سبع آليات لإصلاح تلف الحمض النووي هي: (1) التدقيق اللغوي بواسطة بوليميراز DNA (2) إصلاح الختان (3) الإصلاح التلقائي بواسطة الحلزون المزدوج للحمض النووي (4) إصلاح الحمض النووي المتماثل وغير المتماثل (5) إصلاح SOS (6) إصلاح عدم التطابق من Mispairs أحادية القاعدة و (7) إعادة تنشيط ضوئي للأشعة فوق البنفسجية المستحثة من Pyrimidine Dimers.

الآلية رقم 1. التدقيق اللغوي بواسطة DNA Polymerase:

نظرًا لأن خصوصية إضافة النوكليوتيدات بواسطة بوليميراز الحمض النووي يتم تحديدها عن طريق اقتران قاعدة Watson- Crick ، ​​يتم أحيانًا إدخال قاعدة خاطئة (على سبيل المثال ، A بدلاً من G) أثناء تخليق الحمض النووي. في الواقع ، تقدم وحدة فرعية من E. coli DNA polymerase III حوالي 1 قاعدة غير صحيحة في 104 رابط بين النيوكليوتيدات أثناء النسخ المتماثل في المختبر. نظرًا لأن متوسط ​​جين E. coli يبلغ حوالي 103 قواعد طويلة ، فإن تكرار الخطأ 1 في 10 4 أزواج قاعدية قد يتسبب في حدوث طفرة ضارة محتملة في كل 10 جين خلال كل تكرار ، أو 10-1 طفرات لكل جين لكل جيل.

ومع ذلك ، فإن معدل الطفرة المقاسة في الخلايا البكتيرية أقل بكثير ، حوالي خطأ واحد في 10 9 أحداث بلمرة للنيوكليوتيدات أو ، على نحو مكافئ ، 10-5 إلى 10 -6 طفرات لكل جين لكل جيل (بافتراض

1000 زوج أساسي لكل جين). هذه الدقة المتزايدة في الجسم الحي ترجع إلى حد كبير إلى وظيفة التدقيق في E. coli DNA polymerases. أثبتت إحدى التجارب أن نشاط نوكلياز خارجي 3 & # 8242 → 5 & # 8242 لـ E. coli DNA polymerase يمكنني إزالة قاعدة غير متطابقة في الطرف 3 & # 8242 المتنامي لمركب قالب تمهيدي اصطناعي. في DNA polymerase III ، توجد هذه الوظيفة في الوحدة الفرعية e للبوليميراز الأساسي.

عندما يتم دمج قاعدة غير صحيحة أثناء تخليق الحمض النووي ، يتوقف البوليميراز مؤقتًا ، ثم ينقل الطرف 3 & # 8242 من سلسلة النمو إلى موقع نوكلياز خارجي حيث تتم إزالة القاعدة التي تم إقرانها بشكل خاطئ. ثم يتم نقل الطرف 3 & # 8242 مرة أخرى إلى موقع البوليميراز ، حيث يتم نسخ هذه المنطقة بشكل صحيح. تدقيق التجارب المطبعية هو خاصية لكل بوليميرات الدنا البكتيري تقريبًا. كل من بوليميراز 8 و e للخلايا الحيوانية ، ولكن ليس البوليميراز ، لهما أيضًا نشاط تدقيق. يبدو من المرجح أن هذه الوظيفة لا غنى عنها لجميع الخلايا لتجنب الضرر الجيني المفرط.

آلية # 2. إصلاح الختان:

هناك مسارات متعددة لإصلاح الحمض النووي ، باستخدام إنزيمات مختلفة تعمل على أنواع مختلفة من الآفات. يظهر اثنان من أكثر المسارات شيوعًا في الشكل 10.3 أ ، ب. في كلاهما ، يتم استئصال الضرر ، ويتم استعادة تسلسل الحمض النووي الأصلي بواسطة بوليميراز الحمض النووي الذي يستخدم الشريط غير التالف كقالبه ، والكسر المتبقي في الحلزون المزدوج مختومة بواسطة DNA ligase (الشكل 10.2).

كما هو موضح ، يستخدم DNA ligase جزيء ATP لتنشيط الطرف 5 & # 8242 في النك (الخطوة 1) قبل تكوين الرابطة الجديدة (الخطوة 2). وبهذه الطريقة ، يتم تحريك تفاعل الختم النيكل غير المواتي بقوة من خلال اقترانه بعملية التحلل المائي لـ ATP.

يختلف المساران في طريقة إزالة الضرر من الحمض النووي. يتضمن المسار الأول ، المسمى إصلاح الاستئصال الأساسي ، مجموعة من الإنزيمات تسمى جليكوزيلات الحمض النووي ، يمكن لكل منها التعرف على نوع معين من القاعدة المتغيرة في الحمض النووي وتحفيز إزالته بالتحلل المائي. هناك ما لا يقل عن ستة أنواع من هذه الإنزيمات ، بما في ذلك تلك التي تزيل Cs المنزوعة الأمين ، والمنزل من الأمين مثل ، وأنواع مختلفة من القواعد المؤلكلة أو المؤكسدة ، والقواعد ذات الحلقات المفتوحة ، والقواعد التي تم فيها تحويل رابطة الكربون الكربونية المزدوجة بطريق الخطأ إلى كربون - سندات كربون واحدة.

كمثال على الآلية العامة لإصلاح استئصال القاعدة ، يظهر في الشكل إزالة C المنحل بواسطة uracil DNA glycosylase. 10.3 أ. يُعتقد أنه يتم الكشف عن قاعدة معدلة عندما تنتقل إنزيمات جليكوزيلات الحمض النووي على طول الحمض النووي باستخدام قلب القاعدة لتقييم حالة كل زوج قاعدي. بمجرد التعرف على القاعدة التالفة ، ينتج عن تفاعل الحمض النووي جليكوزيلاز سكر الديوكسيريبوز الذي يفتقر إلى قاعدته. يتم التعرف على هذا & # 8220 الأسنان المفقودة & # 8221 بواسطة إنزيم يسمى نوكلياز AP ​​، والذي يقطع العمود الفقري للفوسفودايستر ، ثم يتم إزالة الضرر وإصلاحه.

إن إزالة التبويض ، وهو إلى حد بعيد النوع الأكثر شيوعًا من الضرر الذي يعاني منه الحمض النووي ، يترك أيضًا سكر الديوكسيريبوز بقاعدة مفقودة. يتم إصلاح الترسبات مباشرة بدءًا من نوكلياز AP ​​، باتباع النصف السفلي من المسار.

يسمى مسار الإصلاح الرئيسي الثاني إصلاح ختان النوكليوتيدات. يمكن لهذه الآلية إصلاح الضرر الناجم عن أي تغيير كبير تقريبًا في بنية الحلزون المزدوج للحمض النووي. تشمل هذه & # 8220 الآفات الضخمة & # 8221 تلك الناتجة عن التفاعل التساهمي لقواعد الحمض النووي مع الهيدروكربونات الكبيرة (مثل مادة البنزوبيرين المسرطنة) ، بالإضافة إلى ثنائيات البيريميدين المختلفة (T-T و T-C و C-C) التي تسببها أشعة الشمس. يتم التعرف على تشوهات لولب الحمض النووي بواسطة نوكلياز UvrABC ، ​​وهو إنزيم متعدد الوحدات مشفر بواسطة الجينات الثلاثة uvrA و uvrB و uvrC.

يصنع هذا الإنزيم قطعًا واحدًا في خيط الحمض النووي التالف ، وينقسم العمود الفقري للفوسفوديستر للخيط غير الطبيعي على جانبي التشويه ، ويتم نزع قليل النوكليوتيد الذي يحتوي على الآفة بعيدًا عن الحلزون المزدوج للحمض النووي بواسطة إنزيم هليكاز الحمض النووي. يتم بعد ذلك إصلاح الفجوة الكبيرة الناتجة في حلزون الحمض النووي بواسطة بوليميريز الحمض النووي I وختمها بواسطة DNA ligase (الشكل 10.3 ب).

آلية # 3. الإصلاح العفوي بواسطة DNA Double Helix:

البنية الحلزونية المزدوجة للحمض النووي مناسبة بشكل مثالي للإصلاح لأنها تحمل نسختين منفصلتين من جميع المعلومات الجينية - واحدة في كل من خيوطها. وبالتالي ، عند تلف خصلة واحدة ، تحتفظ الخصلة التكميلية بنسخة سليمة من نفس المعلومات ، وتُستخدم هذه النسخة عمومًا لاستعادة تسلسلات النوكليوتيدات الصحيحة إلى الشريط التالف.

تسهل طبيعة القواعد أيضًا التمييز بين القواعد غير التالفة والقواعد التالفة. وبالتالي ، فإن كل حدث محتمل لنزع الأمين في الحمض النووي ينتج عنه قاعدة غير طبيعية ، والتي يمكن بالتالي التعرف عليها وإزالتها مباشرة بواسطة جليكوزيلاز DNA محدد.

من المؤشرات على أهمية اللولب المزدوج الشريطة للتخزين الآمن للمعلومات الجينية أن جميع الخلايا تستخدمه فقط ، حيث يستخدم عدد قليل من الفيروسات الصغيرة DNA أو RNA أحادي الجديلة كمواد جينية. وبالتالي ، فإن فرصة حدوث تغيير دائم في النوكليوتيدات في جينومات الفيروسات أحادية الشريطة عالية جدًا.

آلية # 4. إصلاح الحمض النووي المتماثل وغير المتماثل:

يحدث نوع خطر محتمل من تلف الحمض النووي عندما يتم كسر كل من خيوط اللولب المزدوج ، مما لا يترك أي خيط قالب سليم للإصلاح. تحدث الانقطاعات من هذا النوع بسبب الإشعاع المؤين والعوامل المؤكسدة وأخطاء النسخ وبعض المنتجات الأيضية في الخلية. إذا تركت هذه الآفات دون إصلاح ، فإنها ستؤدي بسرعة إلى انهيار الكروموسومات إلى أجزاء أصغر. ومع ذلك ، فقد تم تطوير آليتين متميزتين لإعادة هيكلة الضرر المحتمل.

أبسط ما يمكن فهمه هو الوصل النهائي غير المتماثل ، حيث يتم وضع النهايات المكسورة جنبًا إلى جنب مع ربط الحمض النووي ، بشكل عام مع فقدان واحد أو أكثر من النيوكليوتيدات في موقع الانضمام (الشكل 10.4) آلية الربط النهائي هذه ، التي يمكن اعتبارها حلاً طارئًا لإصلاح الفواصل المزدوجة ، هي نتيجة شائعة في خلايا الثدييات.

على الرغم من أن التغيير في تسلسل الحمض النووي (طفرة) ينتج في موقع الانكسار ، إلا أن القليل جدًا من رموز جينوم الثدييات للبروتينات تجعل هذه الآلية على ما يبدو حلاً مقبولاً لمشكلة الحفاظ على الكروموسومات سليمة.

تمنع البنية المتخصصة للتيلوميرات أطراف الكروموسومات من الخلط بينها وبين الحمض النووي المكسور ، وبالتالي الحفاظ على نهايات الحمض النووي الطبيعية. هناك نوع أكثر فاعلية من إصلاح الكسر المزدوج يستغل حقيقة أن الخلايا ثنائية الصبغة تحتوي على نسختين من كل حلزون مزدوج.

في مسار الإصلاح الثاني هذا ، المسمى بالوصلة الطرفية المتجانسة ، تلعب آليات إعادة التركيب العامة التي تنقل معلومات تسلسل النوكليوتيدات من اللولب المزدوج السليم للحمض النووي إلى موقع كسر الشريط المزدوج في اللولب المكسور. يتطلب هذا النوع من التفاعل بروتينات إعادة تركيب خاصة تتعرف على مناطق تطابق تسلسل الحمض النووي بين الكروموسومين وتجمعهما معًا.

ثم تستخدم عملية تكرار الحمض النووي الكروموسوم غير التالف كقالب لنقل المعلومات الجينية إلى الكروموسوم المكسور ، وإصلاحه دون تغيير في تسلسل الحمض النووي. في الخلايا التي قامت بتكرار الحمض النووي الخاص بها ولكن لم يتم تقسيمها بعد ، يمكن أن يحدث هذا النوع من إصلاح الحمض النووي بسهولة بين جزيئي الحمض النووي الشقيقين في كل كروموسوم في هذه الحالة ، ليست هناك حاجة للنهايات المكسورة للعثور على تسلسل الحمض النووي المطابق في كروموسوم متماثل. يسمى هذا النوع من الإصلاح بإصلاح إعادة التركيب.

آلية # 5. إصلاح SOS:

طورت الخلايا العديد من الآليات التي تساعدها على البقاء في عالم خطير لا يمكن التنبؤ به. غالبًا ما يؤدي التغيير الشديد في بيئة الخلية # 8217s إلى تنشيط التعبير عن مجموعة من الجينات التي تحمي منتجاتها البروتينية الخلية من الآثار الضارة لهذا التغيير. إحدى هذه الآليات التي تشترك فيها جميع الخلايا هي استجابة الصدمة الحرارية ، والتي يستحثها تعرض الخلايا لدرجات حرارة عالية بشكل غير عادي. تتضمن البروتينات المستحثة & # 8220 لصدمة الحرارة & # 8221 بعضًا من البروتينات التي تساعد على استقرار وإصلاح بروتينات الخلايا المشوهة جزئيًا.

تمتلك الخلايا أيضًا آليات ترفع مستويات إنزيمات إصلاح الحمض النووي ، كاستجابة طارئة لتلف الحمض النووي الشديد. أفضل مثال تمت دراسته هو ما يسمى باستجابة SOS في الإشريكية القولونية. استجابة SOS هي نظام إصلاح ما بعد النسخ المتماثل للحمض النووي يسمح بتكرار الحمض النووي لتجاوز الآفات أو الأخطاء في الحمض النووي. يستخدم SOS بروتين RecA. تعمل الإشارة (التي يُعتقد أنها فائضة من الحمض النووي أحادي السلسلة) أولاً على تنشيط بروتين RecA. يشارك بروتين RecA ، الذي يتم تحفيزه بواسطة DNA أحادي السلسلة ، في تنشيط LexA وبالتالي تحفيز الاستجابة. إنه نظام إصلاح عرضة للخطأ.

أثناء النمو الطبيعي ، يتم تنظيم جينات SOS بشكل سلبي بواسطة ثنائيات بروتين مثبط LexA. في ظل الظروف العادية ، ترتبط LexA بتسلسل إجماع 20 نقطة أساس (مربع SOS) في منطقة المشغل لتلك الجينات. يحدث تنشيط جينات SOS بعد تلف الحمض النووي عن طريق تراكم المناطق المفردة المجدولة (ssDNA) المتولدة في شوكات النسخ المتماثل ، حيث يتم حظر بوليميريز الحمض النووي. تقوم RecA بتشكيل خيوط حول مناطق ssDNA هذه بطريقة تعتمد على ATP ، ويتم تنشيطها. يتفاعل الشكل المنشط لـ RecA مع LexA لتسهيل الانقسام الذاتي لـ LexA من المشغل (الشكل 10.5).

بمجرد انشقاق بروتينات LexA ، لا يحدث قمع لجينات SOS. المشغلون الذين يربطون بـ LexA ضعيفًا هم أول من يتم التعبير عنها بشكل كامل. وبهذه الطريقة ، يمكن لـ LexA تنشيط آليات الإصلاح المختلفة بالتتابع. الجينات التي تحتوي على صندوق SOS ضعيف (مثل lex A و recA و uvrA و uvrB و uvrD) يتم تحفيزها بالكامل استجابةً للعلاجات الضعيفة التي تسبب SOS. وبالتالي فإن أول آلية إصلاح SOS يتم إحداثها هي إصلاح ختان النوكليوتيدات (NER) ، والتي تهدف إلى إصلاح تلف الحمض النووي دون الالتزام باستجابة SOS كاملة.

تمتلك الخلايا آلية إضافية تساعدها على الاستجابة لتلف الحمض النووي: فهي تؤخر تقدم دورة الخلية حتى يكتمل إصلاح الحمض النووي. على سبيل المثال ، أحد الجينات التي يتم التعبير عنها استجابةً لإشارة الإشريكية القولونية SOS هو sulA ، والذي يشفر مثبطًا لانقسام الخلية. وبالتالي ، عندما يتم تشغيل وظائف SOS استجابةً لتلف الحمض النووي ، فإن كتلة انقسام الخلية تطيل وقت الإصلاح. عندما يكتمل إصلاح الحمض النووي ، يتم قمع التعبير عن جينات SOS ، وتستأنف دورة الخلية ، ويتم فصل الحمض النووي غير التالف إلى الخلايا الوليدة.

في حين أن إصلاح الحمض النووي & # 8220 المعرضة للخطأ & # 8221 يمكن أن يكون ضارًا بالخلايا البكتيرية الفردية ، فمن المفترض أن يكون مفيدًا على المدى الطويل لأنه ينتج عنه مجموعة من التنوعات الجينية في التجمعات البكتيرية التي تزيد من احتمالية ظهور خلية متحولة هذا هو أكثر قدرة على البقاء على قيد الحياة في البيئة المتغيرة.

آلية # 6. إصلاح عدم تطابق Mispairs أحادي القاعدة:

العديد من الطفرات العفوية هي طفرات نقطية ، والتي تنطوي على تغيير في زوج أساسي واحد في تسلسل الحمض النووي. يمكن أن تنشأ هذه من الأخطاء في النسخ المتماثل ، أثناء إعادة التركيب الجيني ، وعلى وجه الخصوص ، عن طريق إزالة الأمينات القاعدية حيث يتم تحويل بقايا C إلى بقايا U. تتمثل المشكلة المفاهيمية في إصلاح عدم التطابق في تحديد ما هو الطبيعي وما هو خيط DNA المتحور ، وإصلاح الأخير بحيث يتم إقرانه بشكل صحيح مع الخيط الطبيعي.

تم توضيح كيفية تحقيق ذلك بتفصيل كبير لنظام إصلاح عدم التطابق الموجه للإشريكية القولونية ، والذي يشار إليه غالبًا باسم نظام MutHLS. في E. coli DNA ، تتم ميثلة بقايا الأدينين في تسلسل GATC في الموضع السادس. نظرًا لأن بوليميرات الحمض النووي تدمج الأدينين ، وليس الميثيل الأدينين ، في الحمض النووي ، فإن بقايا الأدينين في الحمض النووي المتكرر حديثًا يتم ميثيلها فقط على الشريط الأبوي. يتم ميثلة الأدينينات في تسلسلات GATC على خيوط الابنة بواسطة إنزيم معين ، يسمى Dam methytransferase ، فقط بعد تأخير لعدة دقائق.

خلال فترة التأخر هذه ، يحتوي الحمض النووي الذي تم نسخه حديثًا على تسلسلات GATC الميثيلية نصفي:

يمكن لبروتين الإشريكية القولونية المعين بـ MH ، والذي يرتبط بشكل خاص بتسلسل ميثيل نصفي ، أن يميز الخيط الأبوي الميثلي عن حبلا الابنة غير الميثيل. إذا حدث خطأ أثناء تكرار الحمض النووي ، مما أدى إلى وجود زوج قاعدة غير متطابق بالقرب من تسلسل GATC ، فإن بروتينًا آخر ، MutS ، يرتبط بهذا الجزء المقترن بشكل غير طبيعي. يؤدي ربط MutS إلى ارتباط MufL ، وهو بروتين مرتبط يربط MutS بـ MutH القريب.

ينشط هذا الارتباط المتقاطع نشاط نوكلياز داخلي كامن لـ MutH ، والذي يشق بعد ذلك على وجه التحديد حبلا الابنة غير الميثيل. بعد هذا الشق الأولي ، يتم استئصال الجزء من حبلا الابنة الذي يحتوي على قاعدة مدمجة بشكل خاطئ واستبداله بتسلسل الحمض النووي الصحيح.

سلالات الإشريكية القولونية التي تفتقر إلى بروتين MutS أو MutH أو MutL لديها معدل طفرات تلقائية أعلى من الخلايا البرية. السلالات التي لا تستطيع تصنيع Dam methyltransferase لديها أيضًا معدل مرتفع من الطفرات العفوية. نظرًا لأن بعض السلالات لا يمكنها ميثيل الأدينينات داخل تسلسلات GATC ، لا يمكن لنظام إصلاح عدم تطابق MwfHLS التمييز بين القالب والحبال المركب حديثًا وبالتالي لا يمكنه إصلاح القواعد غير المتطابقة بكفاءة.

تعمل آلية مماثلة على إصلاح الآفات الناتجة عن إزالة الترسبات ، وفقدان قاعدة الجوانين أو الأدينين من الحمض النووي الناتج عن انقسام الرابطة الجليكوسيدية بين الديوكسيريبوز والقاعدة. يحدث نزع البثور تلقائيًا وهو شائع إلى حد ما في الثدييات. إذا تُركت مواقع الأبورين الناتجة دون إصلاح ، فإنها تولد طفرات أثناء تكرار الحمض النووي لأنها لا تستطيع تحديد القاعدة المزدوجة المناسبة. تمتلك جميع الخلايا نوكليازات أبورينية (AP) التي تقطع خيط DNA بالقرب من موقع أبوريني. كما هو الحال مع إصلاح عدم التطابق ، يتم تمديد القطع بواسطة نوكليازات خارجية ، ثم يتم إصلاح الفجوة الناتجة عن طريق بوليميريز الحمض النووي والليغاز.

آلية # 7. إعادة التنشيط الضوئي المستحثة بالأشعة فوق البنفسجية Pyrimidine Dimers:

يمكن أن يحدث التصحيح المباشر للجزء التالف أيضًا في إصلاح ثايمين الثايمين الناجم عن ضوء الأشعة فوق البنفسجية. من خلال عملية إعادة التنشيط الضوئي هذه أو الإصلاح الضوئي ، يتم إرجاع الثنائيات مباشرة إلى الشكل الأصلي من خلال التعرض للضوء المرئي في نطاق 320-370 نانومتر. يتم تحفيز إعادة التنشيط الضوئي بواسطة إنزيم يسمى photolyase المشفر بواسطة جين phr. عندما يتم تنشيط هذا الخافت بواسطة فوتون من الضوء ، فإنه يقسم الثنائيات عن بعضها. السلالات البكتيرية ذات الطفرات في جين phr معيبة في الإصلاح الخفيف. تم الإبلاغ عن الفوتولياز في بدائيات النوى وفي حقيقيات النوى الدنيا ولكن ليس في البشر. يتم الاحتفاظ بالبكتيريا التجريبية في الظلام لتجنب تنشيط ضوئي للحمض النووي المتحور (الشكل 10.6).


بروتين تم اكتشافه حديثًا يعمل على إصلاح الحمض النووي

الائتمان: Pixabay / CC0 Public Domain

حدد باحثون من جامعة إشبيلية ، بالتعاون مع زملائهم من جامعتي مورسيا وماربورغ (ألمانيا) ، بروتينًا جديدًا يجعل من الممكن إصلاح الحمض النووي. تطور البروتين المعني ، المسمى cryptochrome ، ليحصل على هذه الوظيفة وغيرها داخل الخلية.

يمكن للأشعة فوق البنفسجية أن تلحق الضرر بالحمض النووي ، مما يؤدي إلى حدوث طفرات تعطل وظيفة الخلية ويمكن أن تسمح للخلايا السرطانية بالنمو خارج نطاق السيطرة. تمتلك خلايانا أنظمة إصلاح الحمض النووي للدفاع عن نفسها ضد هذا النوع من الضرر. يعتمد أحد هذه الأنظمة على بروتين ، وهو photolyase ، الذي يستخدم الضوء الأزرق لإصلاح تلف الحمض النووي قبل أن يؤدي إلى حدوث طفرات.

على مدار التطور ، تضاعفت جينات الفوتولياز وأصبحت متخصصة ، مما أدى إلى إنشاء بروتينات جديدة ، كرومات كريبتوكروم ، شحذت قدرتها على إدراك الضوء الأزرق وأداء وظائف أخرى الآن في الخلايا. على سبيل المثال ، تستخدم الكريبتوكرومات الضوء الأزرق كإشارة لتنظيم نمو النبات والإيقاع الذي يتحكم في النشاط اليومي (إيقاع الساعة البيولوجية) في الفطريات والحيوانات.

اكتشف مؤلفو هذه الدراسة أنه في الفطريات Mucor circinelloides ، أحد مسببات الأمراض البشرية ، فإن الكريبتوكرومات هي البروتين المسؤول عن إصلاح الحمض النووي بعد التعرض للأشعة فوق البنفسجية ، وهي وظيفة يجب أن يؤديها الفوتولياز. يقترحون أيضًا أن الكريبتوكرومات في هذه الفطريات اكتسبت قدرتها على إصلاح الحمض النووي أثناء التطور من الكريبتوكروم الأسلاف الذي لم يكن قادرًا على إصلاح الحمض النووي. يوضح هذا الاكتشاف كيف تتغير البروتينات مع تطور وظائفها.


التحويل الجيني

إذا كان التسلسل المستخدم كقالب لإصلاح الجين عن طريق إعادة التركيب المتماثل يختلف اختلافًا طفيفًا عن الجين الذي يحتاج إلى الإصلاح ، وهو أليل ، فإن الجين الذي تم إصلاحه سيكتسب تسلسل المتبرع. هذه تحويل غير متبادل من المعلومات الجينية يسمى التحويل الجيني.

  • الكروموسوم المتماثل (أثناء الانقسام الاختزالي)
  • الكروماتيد الشقيقة (أيضًا أثناء الانقسام الاختزالي)
  • نسخة مكررة من الجين على نفس الكروموسوم (أثناء الانقسام الفتيلي) [المزيد]

أهلا بك!

هذه واحدة من أكثر من 2400 دورة تدريبية في OCW. استكشف المواد الخاصة بهذه الدورة التدريبية في الصفحات المرتبطة على اليسار.

معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا OpenCourseWare هو منشور مجاني ومفتوح لمواد من آلاف دورات معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، يغطي منهج معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بأكمله.

لا تسجيل أو تسجيل. تصفح واستخدام مواد OCW بحرية وفقًا لسرعتك الخاصة. لا يوجد اشتراك ولا تواريخ بدء أو انتهاء.

المعرفة هي مكافأتك. استخدم OCW لتوجيه التعلم مدى الحياة ، أو لتعليم الآخرين. لا نقدم ائتمانًا أو شهادة لاستخدام OCW.

صنع للمشاركة. تنزيل الملفات لوقت لاحق. أرسل إلى الأصدقاء والزملاء. قم بالتعديل وإعادة المزج وإعادة الاستخدام (تذكر فقط ذكر OCW كمصدر.)


ما هو إصلاح الحمض النووي؟

يقدم إنزيم بوليميريز الحمض النووي أحيانًا عن طريق الخطأ قواعد خاطئة من شأنها أن تعطل التقشير الطبيعي لقاعدة واتسون كريك للحمض النووي. هناك أيضًا العديد من الاحتمالات لحدوث تلف في الحمض النووي أثناء إعادة التركيب الجيني أثناء تكوين الأمشاج عن طريق انقسام الخلايا الانتصافية. إذا لم يتم تصحيح الأضرار أو الأخطاء في الحمض النووي في الخلايا الجسدية ، فقد يؤدي ذلك إلى تطور السرطان أو يؤدي إلى فقدان وظيفة الجينات. أكثر من ذلك ، إذا لم يتم تصحيح أضرار الحمض النووي في الأمشاج ، فسيتم نقلها إلى الجيل التالي من خلال السلالات. وبالتالي ، فإن الضرر الذي يلحق بالمواد الوراثية يمثل تهديدًا كبيرًا لجميع الكائنات الحية. من أجل مواجهة هذه التهديدات ، طورت الخلايا العديد من الطرق للتغلب على أنواع مختلفة من أضرار الحمض النووي وتصحيحها. كل هذه الأساليب مجتمعة تسمى إصلاح الحمض النووي الآليات. على غرار تكرار الحمض النووي والنسخ والترجمة ، تعد عملية إصلاح الحمض النووي أيضًا حدثًا جزيئيًا رئيسيًا في الخلايا وهو أمر ضروري للغاية للبقاء النهائي للخلايا وأيضًا لبقاء الكائن الحي.

إصلاح الحمض النووي وجائزة نوبل في الكيمياء (2015)

منحت الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2015 لاكتشاف ومساهمات آلية إصلاح الحمض النووي. تقاسم جائزة نوبل في الكيمياء هذا العام ثلاثة علماء هم توماس ليندال وبول مودريتش وعزيز سانكار عن "دراساتهم الآلية لإصلاح الحمض النووي". الآلية التفصيلية لإصلاح الحمض النووي في الخلايا التي نعرفها اليوم ترجع أساسًا إلى أبحاثهم. أوضح البروفيسور توماس ليندال أن الحمض النووي هو جزيء غير مستقر يتعرض للتلف حتى في ظل الظروف الفسيولوجية. كما حدد إنزيم DNA glycosylase الجديد تمامًا ووصف دوره في آليات إصلاح الحمض النووي. حوّل البروفيسور بول مودريتش مجال إصلاح عدم التطابق إلى فهم كيميائي حيوي مفصل أولاً للبكتيريا ولاحقًا في حقيقيات النوى. شرح البروفيسور سانكار آلية إصلاح ختان النوكليوتيدات أولاً في البكتيريا ثم لاحقًا في الخلايا حقيقية النواة. وأوضح أيضًا الآليات الجزيئية وراء عملية التنشيط الضوئي ، وهي نوع من آلية إصلاح الحمض النووي المعتمدة على الضوء. ساعدتنا كل هذه المساهمات في فهم طبيعة بعض الأمراض مثل السرطان وساعدت في تطوير علاجات جديدة ضد العديد من الأمراض بما في ذلك السرطان.

القوى المدمرة التي يواجهها الحمض النووي في الخلية

هناك فئتان من القوى المدمرة في الخلايا التي يمكن أن تلحق الضرر بالحمض النووي من الناحية الهيكلية والكيميائية. هم انهم:

(1). العوامل الداخلية أو الجوهرية: يشملوا: -

Ø وسيطة التمثيل الغذائي

(2). عوامل خارجية أو خارجية: يشملوا: -

Ø الأشعة (الأشعة السينية ، الأشعة فوق البنفسجية ، الأشعة فوق البنفسجية)

Ø العوامل المسببة للسرطان / عوامل إقحام الحمض النووي

كما يوحي الاسم ، تنشأ العوامل الداخلية داخل الخلية نفسها. يمكن للجذور الحرة التفاعلية والمواد الوسيطة الأيضية أو المنتجات الثانوية الأيضية أن تلحق أضرارًا بالغة بالحمض النووي ويمكن أن تحدث طفرات تلقائية. على سبيل المثال ، نزع الأمين المؤكسد للنيوكليوتيدات في الخلايا والذي ينتج عنه تحويل السيتوزين إلى اليوراسيل ناتج عن وسيطة أيضية. الأخطاء التي تحدث أثناء تكرار الحمض النووي وإعادة التركيب تعتبر أيضًا من العوامل الداخلية.

تندرج العوامل الخارجية الرئيسية التي يمكن أن تلحق الضرر بالحمض النووي الخلوي تحت فئتين فرعيتين. من بينها الأنواع المختلفة من الراديان هي الأكثر أهمية. يمكن للإشعاعات مثل الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة جاما أن تعطل بشدة بنية وكيمياء الحمض النووي مما يؤدي إلى مجموعة متنوعة من احتمالات الطفرات. وبالمثل ، يمكن أن تتفاعل المواد الكيميائية المسببة للسرطان المختلفة ، والتي نطلق عليها عمومًا عوامل تداخل الحمض النووي ، بشكل مباشر مع الحمض النووي ويمكن أن تسبب تعديلات هيكلية وكيميائية مختلفة في الحمض النووي.

عندما تفقد الكيمياء التوافقية الطبيعية للحمض النووي بسبب أي من هذه العوامل الداخلية أو الخارجية ، يمكننا القول أن هناك ضررًا في الحمض النووي. كما هو الحال في الصورة ، يتم فقد التناظر التوافقي الطبيعي للحمض النووي بسبب تكوين ثايمين الثايمين بواسطة الأشعة فوق البنفسجية وهذا خلق انتفاخًا في خيط واحد. الانتفاخ الناتج عن ثايمين الثايمر يمكن أن يسمى آفة الحمض النووي.

الآفات الهيكلية المحتملة التي يمكن أن تحدث للحمض النووي:

(1). تشكيل ديمر الثايمين:

أكثر الآفات الهيكلية شيوعًا في الحمض النووي هي تكوين ثنائي بيريميدين. يتشكل من خلال تكوين الرابطة التساهمية بين اثنين من بقايا بيريميدين متجاورة مثل بين اثنين من الثايمين أو اثنين من السيتوزين أو نادرًا جدًا الثايمين والسيتوزين. ينتج تكوين ثنائي بيريميدين عن طريق الأشعة فوق البنفسجية للحمض النووي. من بين الأنواع الثلاثة من ثايمر بيريميدين ، يكون تكوين ثايمين الثايمين هو الأكثر شيوعًا. عندما يصطدم الحمض النووي بضوء الأشعة فوق البنفسجية ، تنكسر الروابط الهيدروجينية بين الخيوط وتتشكل رابطتان تساهمية بين بقايا الثايمين. تتشكل الرابطة التساهمية عن طريق كسر رابطتين مزدوجتين موجودتين بين C5 و C6 من بقايا الثايمين المجاورة. يُطلق على ثايمين الثايمين أيضًا اسم الميمر الضوئي cyclobutane أو CPD لأنه يشبه من الناحية الهيكلية نواة cyclobutane. إذا ترك الثايمين الثايمين في الحمض النووي دون تصحيح ، فإنه سوف يسبب سرطان الجلد ، وهو نوع من سرطان الجلد.

(2). التنقية التلقائية للحمض النووي

يرجع ذلك إلى الإزالة التلقائية لبقايا الأدينين أو الجوانين من الحمض النووي بسبب انقسام رابطة N-glycosyl التي تربط قاعدة النيتروجين بسكر الديوكسيريبوز. ينتج عن إزالة البول تكوين موقع أبورينيك (موقع AP). يعطل موقع Apurinic هيكليًا التشكل الطبيعي للحمض النووي. إذا تُرك الموقع الأبوريني دون تصحيح ، فإن العديد من أنواع النمو السرطاني تبدأ في الأنسجة.

(3). نزع الآمني العفوي للقواعد في الحمض النووي

كما يوحي الاسم ، فهو إزالة المجموعات الأمينية من قواعد النيتروجين في الحمض النووي. عادة ما ينتج نزع الأمين عن الإزالة المؤكسدة للمجموعة الأمينية من قواعد النيتروجين. ينتج نزع الأمين عن قواعد غير طبيعية أو تغيير في التسلسل الأساسي وينتج عنه طفرة نقطية في الحمض النووي. القواعد غير الطبيعية هي قواعد أخرى غير الأدينين أو الجوانين أو الثايمين أو السيتوزين أو اليوراسيل. Hypoxanthine و xanthine هما القاعدتان غير الطبيعيتان اللتان تم دمجهما في الحمض النووي بسبب نزع الأمين التلقائي.

يؤدي نزع الأمين من الأدينين إلى تكوين هيبوكسانثين. نزع أمين الجوانين يخلق قاعدة غير طبيعية أخرى تسمى الزانثين. نزع الأمين من السيتوزين يخلق اليوراسيل. نظرًا لأن uracil ليس قاعدة DNA ، فإنه سيدمر الاقتران الطبيعي لقاعدة Watson-Crick للحمض النووي. بسبب عدم وجود المجموعة الأمينية ، فإن نزع بقايا الثايمين غير ممكن. هناك نوع آخر من أنواع نزع الآفات ، وهو في الواقع أكثرها خطورة وخطورة. كجزء من آلية تنظيم الحمض النووي ، سيتم ميثلة معظم السيتوزين الموجود في الحمض النووي في موقعه الخامس باعتباره 5 ميثيل سيتوزين. ينتج نزع الأمين من 5-ميثيل سيتوزين الثايمين وبالتالي يخلق طفرة نقطية.

(4). أخطاء في تكرار الحمض النووي / إعادة التركيب

ويرجع ذلك إلى التضمين العرضي لقواعد خاطئة في الحمض النووي بواسطة بوليميراز الحمض النووي أثناء تكرار الحمض النووي. يحتوي بوليميريز الحمض النووي أيضًا على نشاط نوكلياز خارجي والذي عادةً ما يزيل القواعد الخاطئة ويدخل القاعدة الصحيحة من خلال عملية تسمى "إثبات القراءة". أحيانًا تفشل طريقة قراءة الإثبات في اكتشاف القاعدة الخاطئة وتستمر القاعدة الخاطئة في الحمض النووي. إذا لم يتم تصحيح هذه الأخطاء ، فسيحدث تغيير أساسي في دورة النسخ المتماثل التالية في الحمض النووي وتصاب ابنة واحدة بالطفرة.

آليات إصلاح الحمض النووي المختلفة في الخلية:

في هذا المنشور ، سنذكر فقط أسماء آليات إصلاح الحمض النووي المختلفة التي لدينا منشورات مفصلة مع دروس فيديو لكل من آليات الإصلاح هذه.

حتى الآن ، هناك ستة أنواع مختلفة من آليات إصلاح الحمض النووي المعروفة للعلم.

(1). تنشيط ضوئي: تعتمد آلية إصلاح الحمض النووي الخفيفة التي تزيل ثايمين الثايمين

(2). إصلاح استئصال القاعدة (BER): فقط القاعدة التالفة يتم إزالتها أو إزالتها من حبلا الحمض النووي دون إزالة القواعد الطبيعية

(3). إصلاح ختان النوكليوتيدات (NER): تتم إزالة القواعد التالفة جنبًا إلى جنب مع امتداد قصير من الحامل الصحي وإعادة تعبئتها بالقواعد الصحيحة

(4). إصلاح عدم التطابق أو معدل وفيات الأمهات: كما يوحي الاسم ، فإنه يزيل القواعد غير المتطابقة من الحمض النووي ويملأ بالقواعد الصحيحة.

(5). إصلاح كسر حبلا مزدوجة: يتم تصحيح آفات كسر حبلا مزدوجة

(6). إصلاح موجه التنادد: هنا يتم إجراء امتداد طويل لإصلاح الحمض النووي من خلال التشاور مع التسلسل في الكروموسوم المتماثل

هناك نوع آخر من إستراتيجيات إصلاح الحمض النووي في الخلايا تسمى استجابة SOS ، وهي في الواقع ليست آلية لإصلاح الحمض النووي. تبدأ استجابة SOS في الخلايا بعد تلف شديد في الحمض النووي. تؤدي استجابات SOS إلى العديد من العمليات الجزيئية في الخلايا ويعد إصلاح الحمض النووي أحد هذه العمليات.

يتم إصلاح آليات الإصلاح مثل التنشيط الضوئي وإصلاح استئصال القاعدة وإصلاح ختان النيوكليوتيدات وإصلاح عدم التطابق ، يتم فقط إصلاح الخيط التالف من DNA المزدوج ويعمل الشريط غير التالف كقالب القالب. ومع ذلك ، في إصلاح كسر الخيط المزدوج والإصلاح الموجه للتماثل ، يتم إصلاح كل من خيوط الحمض النووي المزدوج.


شاهد الفيديو: Jordanian DNA results Myheritage تحليل الحمض النووي من الأردن (شهر نوفمبر 2022).