أقرأ أيضاً
التاريخ: 2025-01-13
85
التاريخ: 2025-01-02
147
التاريخ: 6-1-2016
2704
التاريخ: 2025-01-07
112
|
على الرغم من أن أغلب التركيز انصبَّ على الـDNA المشفّر إلى بروتينات، فإنه من المهم ملاحظة أن أقل من %10 (بحدود 3 مليون زوج نيوكليوتيدي) في جينوم الإنسان في واقع الأمر تؤدي وظيفة التشفير البروتيني. كما وأن أغلب مادتنا الوراثية غير معروفة الوظيفة، ولسهولة فهم كل أنواع الDNA فقد قسم إلى ثلاثة أنواع (شكل 1) هي:
1. النوع الأول وهو الأكثر شيوعاً أو ما يُسمّى بالـDNA مفرد النسخة ( Single-copy DNA)، وكما يُشير الاسم فإنه يمثل تسلسلات الDNA الموجودة مرة واحدة، أو في أحيان قليلة أكثر من مرة في الجينوم، إذ تُشكل النسخ المفردة ما يُقارب 75% وتشمل الجينات المشفرة للبروتين Protein-coding genes))، ورغم ذلك فإن الDNA المشفّر إلى بروتينات يمثل نسب قليلة في كل الDNA المفرد النسخة، والأغلبية الباقية تقع في الأنترونات (Introns :التسلسلات غير المشفرة)، أو تقع في تسلسلات الDNA الواقع بين الجينات.
2. المتبقي من النسبة والبالغ %25 من الجينوم يتكوّن في الـDNA المتكرر ( Repetitive DNA)، وهي تسلسلات تتكرر بكثرة في الجينوم، وغالباً آلاف المرات، ويُصنف هذا النوع إلى صنفين رئيسيين:
أ - الDNA المتكرر المتشتت (Dispersed repetitive DNA): يكون متناثر بشكل مفرد على طول الجينوم، ولا يكون مترادف .
ب - DNA التوابع الكروموسومية (Satellite DNA): تتكرر التوابع الكروموسومية بهيأة مجاميع (عناقيد Clustered) سويةً على مواقع معينة في بعض الكروموسومات بشكل ترادفي (أي تبدأ بواحدة تتكرر بشكل مجاور للنهاية الأخرى وهكذا).
إن مصطلح توابع كروموسومية قد اشتق من كون حقيقة تركيب هذه التسلسلات، إذ يمكن فصلها بسهولة بوساطة الطرد المركزي باستعمال تدرّج الكثافة بمحلول كلوريد السيزيوم Cesium chloride) CsCl) ، إذ يبدو الـDNA بهيأة توابع مفصولة عن بقية الDNA في تدرّج الكثافة .
شكل (1) أنواع ال DNA
تكون التكرارات المترادفة غنية بالأزواج القاعدية T-A ذات الأواصر الهيدروجينية المزدوجة مقارنةً بالC-G ذات الأواصر الهيدروجينية الثلاثية، ومن ثم فإن كثافة الطفو في متدرّج الCsCL (بسبب وفرة الأواصر الثنائية على حساب الأواصر الثلاثية) تكون أقل من الحزمة الرئيسية للـDNA التي تستقر في منطقة ذات كثافة طفو أعلى. وهذا المصطلح يجب أن لا يتداخل مع المصطلح الأصلي للتوابع الملاحظة بوساطة المجهر على بعض الكروموسومات (كروموسومات 13 و 14 و 15 و 21 و 22) والتي تمثل مناطق تنظيم النوية (Nucleolar organizer regions) NORs
إن DNA التوابع الكروموسومية يُشكل ما يُقارب 10% بالنسبة للجينوم، ويُقسم تقسيمات ثانوية إلى:
أولاً: توابع ألفا (Alpha-satellite DNA) والذي يتكرر بشكل ترادفي في 171 زوج قاعدي، ويمكن أن يمتد إلى الملايين في أزواج القواعد أو أكثر طولاً، إذ يتواجد هذا النوع قرب مناطق السنترومير بالنسبة للكروموسومات.
ثانياً: التوابع الصغيرة (Minisatellites) وهي عبارة عن قوالب من التكرارات مترادفة، يكون طولها الكلي أقل بكثير من سابقتها، تتكوّن من تكرارات بطول 100- 10 - زوج قاعدي طولاً، (تُشير بعض المصادر إلى أن طولها ما بين 12 – 100)، ويبلغ طولها الكلي بعض الآلاف في أزواج القوالب أو قريب من ذلك، إذ تتواجد بهيأة مجاميع (عناقيد) يصل عددها إلى ما يقارب 3000 من المتكررات.
تميل التوابع الصغيرة إلى عدم الاستقرار، وأن عدد النسخ للتسلسل المحدد في الغالب يزداد أو يقل من جيل إلى جيل تالي . ونتيجةً لذلك فإن طول الموقع الأليلي لتابع صغير مُعين يتغاير بشكل كبير في المجموعة السكانية، حتى بين أفراد العائلة الواحدة . وبسبب هذا التغاير العالي (Polymorphic ) في الطول، فقد استعملت تسلسلاتها في التعرّف على الأشخاص في الجرائم وتحديد الأبوة.
ثالثاً: التوابع الكروموسومية الدقيقة (Microsatellites) وهي أيضاً صغيرة ولكن وحداتها المتكررة تكون بحدود 2 و 3 و 4 زوج قاعدي طولاً، (تُشير بعض المصادر إلى أن طولها ما بين 1 - ) 5 , ويبلغ طولها الكلي أقل من بعض المئات من أزواج القواعد ونموذجياً تتواجد بهيأة مجاميع (عناقيد) صغيرة بحدود 10 – 40 زوج قاعدي طولاً. وتتبعثر التوابع الدقيقة خلال الـDNA، إذ يوجد أكثر من 100000 موقع أليلي لها في جينوم الإنسان.
إن إنزيمات تضاعف الDNA تعاني من مشاكل في مضاعفة مناطق الجينوم التي تحتوي على هذه التسلسلات المتكررة الصغيرة وهذا يُسبب تغيراً في طول الDNA خلال الأجيال. وبسبب التغاير في أطوالها في المجموعة السكانية، فقد استعمل DNA التوابع الدقيقة في تحليل العلاقات بين المجاميع السكانية البشرية الإثنية المختلفة كما هو المثال التالي: إذ إن عدداً كبيراً من علماء الأنثروبولوجيا (Anthropologists) يزعمون بأن النوع البشري الحديث نشأ من أفريقيا، وإذا كان ذلك صحيحاً فإن أفراد المجاميع السكانية الأفريقية المختلفة يجب أن يُظهروا تغايراً أكثر في تسلسل الDNA مقارنةً بالمجاميع السكانية التي تقطن أوطان أخرى، وذلك لأن جينوم المجاميع الأفريقية مضى عليه وقت أطول من التشعب التطوري. وبالفعل فقد دعمت الفرضية من خلال دراسة الDNA البشري.
يمتلك النوعان الأخيران من التوابع أهمية كبيرة في الدراسات الوراثية البشرية، كما أنهما مهمان جداً في دراسة الخرائط الجينية.
أما بخصوص الDNA المتكرر المتشتت والذي يُشكل 15% من الجينوم، فإن متكرراته تقع في مجموعتين:
أولاً: العناصر المتفرقة القصيرة Short interspersed elements) SINEs).
ثانياً: العناصر المتفرقة الطويلة Long interspersed elements) LINEs).
إذ يتراوح حجم الSINEs المفردة من 90 – 500 زوج قاعدي، أما الLINEs فتصل إلى 7000 زوج قاعدي. كما أن أهم أنواع الSINEs ما يُسمّى بمتكرّرات ألو (Alu-repeats) إذ اشتق مصطلح ألو من كون هذه الوحدات المتكررة بحدود 300 زوج قاعدي تحتوي على تسلسل DNA يمكن قطعه بالإنزيم القاطع Alu. إن متكررات ألو عبارة عن عائلة من الجينات تمتلك DNA شديد التشابه. ينتشر ما يُقارب 300000 - 500000 من متكررات Alu خلال الجينوم ، إذ تكمن النقطة المهمة لهذه التسلسلات بإمكانية توليد نسخ من نفسها يمكن أن تدخل في أجزاء أخرى في الجينوم، وهذا الاندغام يمكن أن يقع في بعض الأحيان في مناطق الجينات المشفّرة للبروتينات مسبباً بعض الأمراض الوراثية.
وقد سميت أيضاً بالتسلسلات الرحالة أو المنتقلة (Nomadic sequences) لقدرتها على الهجرة من موقع إلى آخر في الجينوم، والتي من المعتقد أن تُناظر العناصر القافزة (Transposable elements) في الكائنات بدائية النواة.
إن وظائف الDNA عالي التكرار الذي يقع على مناطق الكروماتين المتباين (Heterochromatic regions) الغير نشطة وراثياً في الكروموسومات غير واضحة تماماً، ولكن الافتراضات المطروحة حول هذه الوظائف رغم الحاجة إلى البحث والتأكد اشتملت على:
1- أدوار تركيبية أو تنظيمية في الكروموسومات.
2 - اشتراكها في ازدواج الثنائيات الكروموسومية أثناء الانقسام الاختزالي.
3- اشتراكها في عملية العبور الوراثي (Crossing over) أو إعادة التشكيل الجيني .(Recombination)
4- أدوار حماية للجينات التركيبية المهمة مثل جينات الهستونات، وجينات الrRNA أو جينات البروتينيات الرائبوسومية.
كما يعتقد بعض الباحثين بأن لها أدوار تنظيمية في عملية التعبير الجيني ( Gene expression) خصوصاً وأن تسلسلات الDNA متوسطة التكرار (رغم أن التسلسلات عالية التكرار أو متوسطة التكرار لا تستنسخ ولا تترجم) تقع بمحاذاة الجينات التركيبية (الجينات الفعّالة المُشفّرة إلى بروتينات) المتمثلة بالDNA مفرد النسخ.
|
|
علاج جفاف وتشقق القدمين.. مستحضرات لها نتائج فعالة
|
|
|
|
|
الإمارات.. تقنية رائدة لتحويل الميثان إلى غرافين وهيدروجين
|
|
|
|
|
بالتعاون مع العتبتين المقدستين.. موكب أهالي كربلاء يحيي ذكرى وفاة السيدة زينب (عليها السلام)
|
|
|