فيديو السؤال: فهم دور البروتينات في تكثيف الحمض النووي ‪(DNA)‬‏ الأحياء

نسخة الفيديو النصية

في المراحل الأولية لتكون الكروموسومات، يلتف الشريط المزدوج للحمض النووي ‪(DNA)‬‏ حول بروتينات متخصصة. ماذا تسمى هذه البروتينات؟

للإجابة عن هذا السؤال، علينا أن نفهم كيف ينظم ‪DNA‬‏ حتى يمكن تكثيفه إلى كروموسومات. يحتوي معظم خلايا جسم الإنسان على 23 زوجًا من الكروموسومات، أو 46 كروموسومًا إجمالًا. وتوجد هذه الكروموسومات في نواة الخلايا. تتكون الكروموسومات من ‪DNA‬‏ ملتف بشكل محكم للغاية. الجينات عبارة عن مقاطع من الكروموسومات، أو في واقع الأمر مقاطع من ‪DNA‬‏، وهي تحتوي على المعلومات اللازمة لإنتاج صفة محددة، مثل لون عين معين.

إذا فككنا جميع جزيئات ‪DNA‬‏ المتمثلة في جميع الكروموسومات البالغ عددها 46 الموجودة في نواة خلية واحدة، فسنحصل على ‪DNA‬‏ طوله متران تقريبًا في كل نواة. من الواضح أنه لا بد من تكثيف هذه الكمية من ‪DNA‬‏ حتى يتسنى استيعابها داخل نواة الخلية الواحدة. لذا، دعونا نتناول بمزيد من التفصيل كيفية حدوث هذا التكثيف لجزيئات ‪DNA‬‏، ومعرفة أنواع الجزيئات الأخرى المشتركة في هذه العملية. الهستونات بروتينات تركيبية متخصصة قادرة على التفاعل مع ‪DNA‬‏ بصورة وثيقة. في هذا الشكل، كل هستون تمثله دائرة وردية اللون. ويمكنك ملاحظة أن هناك ثمانية هستونات متجمعة معًا ويلتف حولها شريط من ‪DNA‬‏.

تتفاعل الهستونات و‪DNA‬‏ معًا بصورة وثيقة؛ لأنهما يحملان شحنتين متضادتين. الهستونات موجبة الشحنة، في حين أن ‪DNA‬‏ سالب الشحنة. يسمى هذا التركيب الذي يتكون من ثمانية هستونات يلتف حولها بإحكام شريط ‪DNA‬‏ بالنيوكليوسوم. عادة ما تقارن النيوكليوسومات بحبات الخرز المتصلة بخيط؛ حيث يمثل النيوكليوسوم حبة الخرز، ويمثل شريط ‪DNA‬‏ الخيط. لكن، لاحظ أنه على عكس حبات الخرز العادية المتصلة بخيط، يحتوي النيوكليوسوم على خيط، أو شريط من ‪DNA‬‏، ملتف حوله، بدلًا من المرور بمركزه. تتكون ألياف الكروماتين عندما تدمج النيوكليوسومات معًا بإحكام. ويدمج أيضًا هذا الكروماتين بشكل أكبر ليكون الكروموسوم.

يطلب منا السؤال تحديد المراحل الأولية لتكوين الكروموسوم. لذا، فلنعد إلى بداية هذه العملية. إذا عدنا إلى بداية العملية، فسنجد أن ‪DNA‬‏ يلتف في البداية حول الهستونات. إذن، بالنسبة إلى السؤال «في المراحل الأولية لتكون الكروموسومات، يلتف الشريط المزدوج للحمض النووي ‪(DNA)‬‏ حول بروتينات متخصصة. ماذا تسمى هذه البروتينات؟» الإجابة هي الهستونات.