المحتوى
معظم العمل الذي يتم في الخلية الحية يتم بواسطة البروتينات. شيء واحد يجب على الخلية فعله هو تكرار الحمض النووي الخاص بها.
في جسمك ، على سبيل المثال ، تم نسخ الحمض النووي تريليونات من المرات. تقوم البروتينات بهذه المهمة ، وأحد هذه البروتينات هو إنزيم يسمى يغاز الحمض النووي. لقد أدرك العلماء أن ligase قد يكون مفيدًا في بناء الحمض النووي المؤتلف في المختبر ، لذلك قاموا بدمج خطوة ربط في عملية إنشاء الحمض النووي المؤتلف.
هيكل الحمض النووي
تتكون حيدة واحدة من الحمض النووي من سلسلة من القواعد النيتروجينية التي تنتقل عن طريق الاختصارات A و T و G و C. عادةً ، يوجد الحمض النووي في حبلا مزدوجًا ، حيث تتطابق سلسلة طويلة من القواعد مع سلسلة طويلة أخرى من القواعد.
يتكامل هذان النوعان مع بعضهما البعض ، حيث أن أحدهما يحتوي على A ، والآخر لديه T ، وحيثما يكون لكل منهما G ، والآخر لديه C. و A و T يربطان بعضهما البعض من خلال رابطة كيميائية ضعيفة تسمى رابطة الهيدروجين ، و G و C تفعل الشيء نفسه.
إجمالاً ، يتم ربط السلالتين التكميلية ببعضهما البعض من خلال العديد من روابط الهيدروجين. يحتفظ كل من الفردين الفرديين بقواعدهما النووية مع رابطة أقوى في شكل سلسلة طويلة من مجموعات السكر والفوسفات متصلة تساهميًا.
دالة Ligase
يمكنك أن تفكر في خيط الحمض النووي باعتباره سوارًا طويلًا ساحرًا مع أربعة أنواع مختلفة من السحر. سحر فقط شنق قبالة السلسلة القوية التي تربطهم معا.
تكرار الحمض النووي يبني سوار سحر آخر يتوافق مع الأول. أينما كان هناك سحر على السوار الأول ، سيتم احتواء سحر T على السوار الثاني ، وينطبق نفس الشيء على C و G.
يمكن للسحر على السوار الثاني أن يتطابق مع السوار الأول دون أن يكون على السوار نفسه. أي أنه يمكنهم الاتصال بالسلسلة المقابلة من خلال اتصال ضعيف دون وجود سلسلة قوية لربطهم بجيرانهم.
يكتشف إنزيم ligase DNA الأماكن التي يتم فيها كسر سلسلة السكر والفوسفات ، ويعيد بناء الرابط ، ويربط بين مجموعات السكر والفوسفات في رابطة قوية.
الحمض النووي المؤتلف
الحمض النووي المؤتلف هو نتيجة قطع شق مزدوج من الحمض النووي وربطه بحبلا مزدوج آخر. غالبًا ما يتم قطع كل حبلا مزدوج بشكل غير متساوي ، حيث تنتهي حبلا واحد ببضع قواعد من الأخرى.
هناك قواعد إضافية تتدلى من طرف واحد ، كما هو الحال في TTAA ، على سبيل المثال. حبلا المزدوج الآخر لديه قواعد إضافية في تسلسل مثل AATT. تمسك مجموعتا القواعد الإضافية - المسماة "الأطراف اللاصقة" - ببعضها البعض من خلال روابط الهيدروجين الضعيفة.
التفكير في الأساور سحر مرة أخرى ، تخيل أن لديك سوار سحر مزدوج واحد مع اثنين من سلاسل متصلة فقط من خلال سحرهم. أنت تقطع الطرف الآخر ، لكنك تقطع أحد الأطراف الأربعة بسحر من الآخر ، لذلك هناك ذيل صغير معلق.
أنت تفعل الشيء نفسه مع سوار سحر مزدوج آخر. إذا كان السحر الأربعة يكمل أحدهما الآخر ، فسيتواصل السحران المقطوعان ، ولكن فقط من خلال سحرهما.
Ligase Enzyme المستخدمة في إعادة التركيب
في الخطوة السابقة لإعادة تركيب الحمض النووي ، تم توصيل طرفي لزجة متطابقين لجزيئين مختلفين من جزيئات الحمض النووي. ومع ذلك ، فإن العلاقة الوحيدة بين القسمين هي من خلال الروابط الضعيفة. مثل سوار سحر متصل فقط من خلال سحر مطابقة ، سيكون من السهل تفكيكها بعيدا.
يجد إنزيم ligase DNA الأماكن التي لا ترتبط فيها مجموعات السكر والفوسفات معًا ويربطها. مرة أخرى ، مثل سوار السحر ، بعد أن يجتاز DNA ligase وسلاسل القواعد معًا ، يرتبط جزيء الحمض النووي الجديد الطويل الأطول بعلاقة قوية معًا.