إصلاح الحمض النووي

يمكن أن يحدث تلف الحمض النووي لأسباب مختلفة مثل الأشعة فوق البنفسجية. ثم يحدث هذا الضرر بسبب مجموعة متنوعة من الآليات إصلاح الحمض النووي تم إصلاحه بحيث يمكن للتخليق الحيوي للبروتين التالي ، والذي يعد ضروريًا لجميع العمليات في الجسم ، أن يعمل بسلاسة.

ما هو إصلاح الحمض النووي؟

يتكون الحمض النووي من خيط مزدوج ويتضاعف باستمرار. تُعرف هذه العملية باسم تكرار الحمض النووي. يمكن أن يؤدي هذا إلى أخطاء تحتاج إلى الإصلاح. لكن هذا سبب واحد فقط لتلف الحمض النووي المحتمل. يمكن أيضًا أن يتلف الحمض النووي بسبب التأثيرات الخارجية مثل الأشعة فوق البنفسجية. هذا يؤدي بعد ذلك إلى حدوث طفرات تؤثر على البروتينات المنتجة. تفقد وظيفتها أو تصبح نشطة للغاية ، ولم يعد بإمكانها الوصول إلى وجهتها في الخلية أو لم يعد من الممكن تفكيكها بواسطة الخلية عندما لم تعد هناك حاجة إلى البروتين.

هناك آليات مختلفة لإصلاح الحمض النووي. تعتمد الآلية التي تدخل حيز التنفيذ على نوع تلف الحمض النووي. يمكن أن يكون هذا إصلاحًا لشريط أحادي أو مزدوج بالإضافة إلى إصلاح القواعد الفردية.

يتم الإصلاح بواسطة إنزيمات تعيد تجميع الحمض النووي إذا انكسر. هذه هي ligases. يتم إجراء تبادل القواعد عن طريق إعادة التركيب والبوليميراز. يتم استخدام هليكازات الحمض النووي لفك الحمض النووي. يعدون الأقسام المصابة من الحمض النووي للإصلاح.

الوظيفة والمهمة

إذا انكسر الحمض النووي ، يمكن أن تدخل آليات الإصلاح المختلفة حيز التنفيذ. تُعرف هذه الآليات بإعادة التركيب المتماثل أو غير المتماثل.

تحدث عمليات إعادة التركيب ليس فقط في حالة تلف الحمض النووي ، ولكن أيضًا في التكاثر عندما يتحد الحمض النووي لكلا الشريكين ويتم تكوين الجنين. ثم يسمى هذا إعادة التركيب بالتأشيب الجنسي. في إعادة التركيب المتماثل لإزالة تلف الحمض النووي ، يتم ربط شريطين متشابهين من الحمض النووي ببعضهما البعض. ثم يتم إقران خيوط الحمض النووي ويتم تبادل جزء معين من الحمض النووي بين الخيوط. في غضون ذلك ، يتم تشكيل ما يسمى ب "هيكل هوليداي" للحمض النووي. تتم عملية التبادل هذه بواسطة إنزيمات خاصة ، إعادة التركيب.

يمكن أن يحدث كسر أيضًا من خلال الانضمام المباشر لنهايتين من الحمض النووي. في هذه الحالة ، لا يوجد تسلسل متماثل ، مما يعني أنه يجب ملء فجوة في الحمض النووي بين طرفين لإنشاء المنطقة المتجانسة المفقودة. وهذا ما يسمى "التلدين بالحبال المعتمد على التوليف" وتقوم بوليميرات الحمض النووي بتعبئة الفجوات.

خيار الإصلاح الآخر هو تقصير طرفين حتى يمكن تداخلهما مرة أخرى حتى تتناسب المناطق معًا. هذا هو "التلدين من حبلا واحد". نتيجة لذلك ، يتم فقد مناطق قصيرة من الحمض النووي. يتم إجراء هذا الإصلاح بواسطة نظام إصلاح استئصال النوكليوتيدات.

يتم إجراء عمليات الإصلاح غير المتماثلة بشكل مستقل عن مطابقة تسلسل الحمض النووي. يتم التمييز بين إصلاحين رئيسيين.يربط "الانضمام إلى النهاية غير المتجانسة" شريطين مزدوجين من الحمض النووي مباشرة باستخدام إنزيم ليجاز. بالمقارنة مع العمليات الأخرى المذكورة ، لا يتطلب هذا الإصلاح تسلسلًا متماثلًا يعمل كدليل بحيث تحدث أخطاء قليلة قدر الإمكان في الحمض النووي بعد الإصلاح.

إجراء آخر لإصلاح الحمض النووي هو "الربط النهائي بوساطة علم الأحياء الدقيقة". هذا يؤدي إلى حذف وإزالة مناطق الحمض النووي. لا يتم استخدام أي دليل هنا أيضًا. يعتبر هذا الإصلاح عرضة للخطأ وغالبًا ما يكون سببًا لتطور الطفرات.

يمكنك العثور على أدويتك هنا

الامراض والاعتلالات

ينتج عن الإصلاح الخاطئ للحمض النووي العديد من الأمراض ، يعتمد شكلها المحدد على منطقة الحمض النووي والجينات التي تتأثر بهذه العيوب. تُعرف مجموعة واحدة من هذه الأمراض باسم متلازمة كسر الكروموسوم. في هذه العملية ، لا يتم إصلاح الكسور في الحمض النووي ، المليء بالكروموسومات ، بشكل صحيح ، كما تحدث هذه الانقطاعات بشكل متكرر أكثر من المعتاد.

هذا النوع من الحالات قابل للوراثة. ومن الأمراض المعروفة في هذه المجموعة متلازمة ويرنر. هذا هو مرض وراثي متنحي ، أي الطفرة التي تسبب هذا المرض تحدث في أحد الصبغيات ، أحد الكروموسومات (باستثناء الكروموسومات الجنسية). إنه متنحي ، له تأثير على النمط الظاهري أقل في كثير من الأحيان من الطفرة الجينية السائدة. تؤثر متلازمة ويرنر بشكل رئيسي على نسيج الأديم المتوسط. هناك زيادة في شيخوخة الشخص المصاب بعد البلوغ.

مرض آخر ينتمي إلى فئة متلازمة كسر الكروموسوم هو متلازمة لويس بار. وهو أيضًا مرض وراثي جسمي متنحي. هناك عدد كبير من الأعراض المختلفة المرتبطة بهذه الحالة. يمكن تفسير ذلك من خلال حقيقة أن الجين يتأثر ، والذي يتعرف على تلف الحمض النووي الناجم عن الأشعة فوق البنفسجية ويشارك أيضًا في تنظيم إصلاح الحمض النووي. تحدث عيوب عصبية وضعف في جهاز المناعة. والنتيجة هي عدد من الأمراض الأخرى مثل الالتهاب الرئوي.

علاوة على ذلك ، فإن مرض Xeroderma pigmentosum هو مرض يمكن احتسابه في هذه الفئة. إنه مرض جلدي. يُعرف الأشخاص المصابون أيضًا باسم أطفال ضوء القمر. تتأثر الجينات التي ترمز للإنزيمات في آلية إصلاح الحمض النووي بالعيوب. يتأثر الجلد بالأشعة فوق البنفسجية ، مما يؤدي إلى تطور أورام الجلد. يجب على المتضررين تجنب ضوء النهار ، الذي يؤثر على إيقاع الحياة بأكمله.