فيديو السؤال: وصف وظيفة إنزيم الربط الأحياء

نسخة الفيديو النصية

في التضاعف شبه المحافظ للحمض النووي ‪(DNA)‬‏، ما الوظيفة الأساسية لإنزيم الربط؟ أ: يضيف إنزيم الربط النيوكليوتيدات إلى سلسلة الحمض النووي ‪(DNA)‬‏ النامية لتخليق شريط من الحمض النووي ‪(DNA)‬‏ متكامل مع الشريط القالب. ب: يصل إنزيم الربط بين هياكل المقاطع المكونة على الشريط المتكامل أثناء التضاعف. ج: يحفز إنزيم الربط تكسير الروابط الفوسفاتية الثنائية الإستر في هيكل السكر والفوسفات، حتى يمكن فصل الحمض النووي ‪(DNA)‬‏ إلى مقاطع جاهزة للتضاعف. د: يكسر إنزيم الربط الروابط الهيدروجينية بين أزواج القواعد، فاصلًا بين شريطي الحمض النووي ‪(DNA)‬‏ الجاهزين للتضاعف. هـ: يربط إنزيم الربط بادئات الحمض النووي الريبوزي ‪(RNA)‬‏ بالطرف خمسة شرطة لشريط مفرد من الحمض النووي ‪(DNA)‬‏ للإشارة إلى الموضع الذي يجب أن يبدأ فيه التضاعف.

يستفسر هذا السؤال عن الوظيفة الأساسية لإنزيم الربط أثناء تضاعف الحمض النووي ‪(DNA)‬‏. للإجابة عن هذا السؤال، دعونا نمسح خيارات الإجابة لكي نوفر مساحة أكبر للحل. لكي تنقسم الخلية وتكون خلايا جديدة، يجب أن يتضاعف ‪DNA‬‏ الخاص بها خلال عملية تسمى «تضاعف ‪DNA‬‏». يتضاعف ‪DNA‬‏ تضاعفًا شبه محافظ، وهو ما يعني تخليق شريط جديد من كل شريط من الشريطين القديمين. لننظر إلى هذه العملية بمزيد من التفصيل. ها هو جزيء ‪DNA‬‏ مع القواعد النيتروجينية بألوان مختلفة، وهيكل السكر والفوسفات باللون الأسود. يرتبط شريطا ‪DNA‬‏ معًا بواسطة تزاوج القواعد المتكاملة بين القواعد.

تذكر أن ‪DNA‬‏ له اتجاهية، وأن أحد الشريطين يتحرك في الاتجاه من خمسة شرطة إلى ثلاثة شرطة، في حين يتحرك الشريط الآخر في الاتجاه من ثلاثة شرطة إلى خمسة شرطة. أثناء تضاعف ‪DNA‬‏، ينفصل هذان الشريطان لتظهر هذه القواعد المنفردة. الآن، يمكن أن يرتبط إنزيم يسمى «إنزيم بلمرة ‪DNA‬‏» بشريط من شريطي ‪DNA‬‏، ويضيف قواعد متكاملة جديدة لتخليق شريط ‪DNA‬‏ جديد، وهو ما نراه هنا باللون الوردي. إذا نظرنا إلى اتجاهية هذا المقطع المخلق حديثًا من ‪DNA‬‏، فسنلاحظ أنه يتحرك في الاتجاه من ثلاثة شرطة إلى خمسة شرطة.

يمكن لإنزيم بلمرة ‪DNA‬‏ التحرك وإضافة النيوكليوتيدات في الاتجاه من خمسة شرطة إلى ثلاثة شرطة فقط. لذا، عندما يوجد إنزيم بلمرة ‪DNA‬‏ أعلى هذا الشريط العلوي الذي يتحرك في الاتجاه من خمسة شرطة إلى ثلاثة شرطة، فإنه يصنع شريطًا جديدًا في الاتجاه من ثلاثة شرطة إلى خمسة شرطة، لكنه يتحرك في الاتجاه من خمسة شرطة إلى ثلاثة شرطة؛ لأن هذه هي الطريقة الوحيدة التي يمكن له بها إضافة نيوكليوتيدات جديدة. على هذا الشريط، يمكن تخليق شريط جديد من ‪DNA‬‏ تخليقًا مستمرًّا، في حين أنه على الشريط المقابل الذي يتحرك في الاتجاه من ثلاثة شرطة إلى خمسة شرطة، نجد أن شريط ‪DNA‬‏ الجديد يتحرك في الاتجاه من خمسة شرطة إلى ثلاثة شرطة وهو نفس اتجاه تخليق ‪DNA‬‏. لكن لتخليق هذه المنطقة الموضحة هنا، يحتاج إنزيم بلمرة ‪DNA‬‏ إلى أن ينفصل ويرتبط هنا.

بعد التخليق، يصبح لدينا هذان المقطعان، الموضحان هنا، اللذان يحتويان على فجوة في هيكل السكر والفوسفات لشريط ‪DNA‬‏ المخلق حديثًا، التي يمكنك رؤيتها هنا. يمكن الربط بين هذين المقطعين لملء هذه الفجوة بواسطة إنزيم الربط. لدينا الآن معلومات كافية للإجابة عن هذا السؤال. في التضاعف شبه المحافظ للحمض النووي ‪(DNA)‬‏، يصل إنزيم الربط بين هياكل المقاطع المكونة على الشريط المتكامل أثناء التضاعف.