نسخة الفيديو النصية
يوضح الشكل المبين آلية عمل إنزيم القطع BamHI. عند القراءة في الاتجاه خمسة شرطة إلى ثلاثة شرطة، ما التتابع الذي يتعرف عليه إنزيم القطع ويقطعه؟
يسألنا السؤال عن إنزيم قطع محدد هو BamHI. دعونا نسترجع ما هي إنزيمات القطع، وكيف يمكن استخدامها لتعديل الحمض النووي (DNA).
إنزيمات القطع أدوات مفيدة في مجال التكنولوجيا الحيوية؛ نظرًا لأنه يمكن استخدامها لقطع تتابعات محددة من DNA؛ بحيث يمكن دمجها معًا بطرق مثيرة للاهتمام. اكتشفت إنزيمات القطع لأول مرة في البكتيريا؛ حيث تستخدمها البكتيريا وسيلة للدفاع عن نفسها ضد الفيروسات. وتفعل ذلك عن طريق قطع DNA الفيروسي إلى أجزاء، فيمنع ذلك الفيروس من إكمال دورة حياته.
توجد أنواع متعددة من إنزيمات القطع. ولكل منها تتابع DNA مستهدف خاص به يتعرف عليه ويقطعه. يطلق على هذا التتابع اسم تتابع التعرف. وتتابعات التعرف تتابعات متناظرة، وهذا يعني أنها تقرأ بالطريقة نفسها من كلا الاتجاهين. تعد كلمة «رادار» مثالًا على التناظر؛ لأنها تقرأ «رادار» سواء قرأناها من اليمين إلى اليسار والعكس.
التتابع GAATTC مثال على التناظر، وهو تتابع التعرف لإنزيم القطع EcoRI. التتابع الموجود على الشريط خمسة شرطة إلى ثلاثة شرطة هو GAATTC. وعندما نقرؤه في هذا الاتجاه، فإنه يقرأ على النحو GAATTC. إذا نظرنا إلى التتابع الموجود على الشريط المقابل، فسنلاحظ أنه يقرأ GAATTC أيضًا عندما نقرؤه في الاتجاه خمسة شرطة إلى ثلاثة شرطة. إذن، عندما نتحدث عن تتابعات DNA المتناظرة، فإن التتابع الموجود على الشريط في الاتجاه خمسة شرطة إلى ثلاثة شرطة هو نفسه التتابع الموجود على الشريط المقابل عندما يقرأ في الاتجاه خمسة شرطة إلى ثلاثة شرطة. بالنسبة إلى الطريقة التي يقطع بها هذا الإنزيم DNA، يمكننا رؤية ذلك هنا. كل إنزيم قطع له نمط قطع محدد، بالإضافة إلى وجود تتابع تعرف فريد خاص به.
بعد أن تذكرنا المعلومات الأساسية الخاصة بإنزيمات القطع، وكيفية قطع DNA باستخدام تتابعات التعرف، لنحاول الإجابة عن السؤال. في هذا السؤال، لدينا تتابع DNA، ونمط قطع لإنزيم القطع BamHI. لتحديد تتابع التعرف، علينا تحديد التتابع المتناظر. إذا نظرنا إلى المنطقة التي يحدث فيها القطع؛ أي على الشريط في الاتجاه خمسة شرطة إلى ثلاثة شرطة، نجد أن التتابع يقرأ GATC. نلاحظ أن هذا تتابع متناظر؛ لأنه يقرأ GATC أيضًا على الشريط المقابل في الاتجاه المعاكس.
قد تكون هناك أجزاء أخرى من التتابع، لذا دعونا نستمر في البحث. القاعدة التالية على الشريط في الاتجاه خمسة شرطة إلى ثلاثة شرطة هي G. توجد القاعدة G أيضًا على الشريط ثلاثة شرطة إلى خمسة شرطة. ومن ثم فهي جزء من التتابع المتناظر أيضًا. إذا انتقلنا إلى قاعدة أخرى، فسنلاحظ القاعدة G على الشريط خمسة شرطة إلى ثلاثة شرطة. لكن على الشريط المقابل في الاتجاه المعاكس، توجد القاعدة A. إذن، لا يمتد التتابع المتناظر إلى هذا الحد، وبذلك لا تمثل هذه القاعدة جزءًا من تتابع التعرف. إذن، لا بد أن يماثل هذا التتابع تتابع التعرف. يقرأ التتابع على النحو GGATCC على الشريط خمسة شرطة إلى ثلاثة شرطة. وعلى الشريط ثلاثة شرطة إلى خمسة شرطة، يقرأ التتابع GGATCC عند قراءته في الاتجاه خمسة شرطة إلى ثلاثة شرطة. هذا تتابع متناظر.
من ثم؛ فإن التتابع الذي يتعرف عليه إنزيم القطع BamHI في الاتجاه خمسة شرطة إلى ثلاثة شرطة هو GGATCC.
