نسخة الفيديو النصية
عند حدوث أخطاء أثناء تضاعف الحمض النووي (DNA)، قد يكتشف أن الشريط المتكون حديثًا غير مكمل للشريط الأصلي. ما الإنزيم المسئول عن تصحيح هذه الأخطاء؟
لعلك تتذكر أن كل نيوكليوتيدة للحمض النووي (DNA) تحتوي على مجموعة فوسفات، وسكر خماسي، وإحدى أربع قواعد نيتروجينية محتملة؛ وهي: الجوانين أو الأدينين أو السيتوزين أو الثايمين. تكون القواعد معًا روابط هيدروجينية. هذه الروابط هي التي تربط شريطي اللولب المزدوج معًا في جزيء DNA، غير أنها لا تفعل ذلك فعلًا عشوائيًّا. كما ترى في الشكل، يكون الجوانين روابط مع السيتوزين، في حين يكون الأدينين روابط مع الثايمين، وهذه هي الحال دائمًا. تعرف هذه الظاهرة بتزاوج القواعد المتكاملة. نلاحظ هنا أن وصف «متكاملة» مشتق من «التكامل»، وهو ما يناسب المعنى المقصود. تكامل الأشياء يعني أنه يكمل بعضها بعضًا؛ وهذا ما تفعله أزواج القواعد.
والآن، دعونا نتناول كيف يمكن أن يؤدي حدوث الأخطاء إلى تكون شريط DNA حديث غير مكمل للشريط الأصلي. أثناء تضاعف DNA، ينفصل شريطا اللولب المزدوج عن طريق إنزيم يسمى إنزيم لولب DNA. بعد ذلك، يتحرك إنزيم آخر يسمى إنزيم بلمرة الحمض النووي (DNA) على طول كل شريط من الشريطين، مضيفًا النيوكليوتيدات التي لها قواعد مكملة لتكوين شريطين جديدين. ولكن إنزيم بلمرة الحمض النووي (DNA) ليس مثاليًّا؛ فهو يخطئ مرة كل 100000 نيوكليوتيدة تقريبًا. هذا يعني إضافة نيوكليوتيدة للشريط الجديد، وهي التي تكون غير مكملة للنيوكليوتيدة المقابلة على الشريط الأصلي.
تخيل أنه قد طلب منك نسخ رواية كاملة كلمة كلمة، فإنك على الأرجح ستقع في أخطاء أيضًا. أوقف الفيديو للحظة، ولاحظ إذا ما كان بإمكانك تحديد الخطأ في أحد شريطي DNA الجديدين. تذكر أن البرتقالي يتزاوج مع الأزرق، والأخضر يتزاوج مع الوردي في الشكل الذي لدينا. لذا، ابحث عن القواعد الملونة التي تزاوجت تزاوجًا غير صحيح. نأمل أن تكون قد لاحظت أن الثايمين قد تزاوج هنا تزاوجًا غير صحيح مع السيتوزين. كان من المفترض أن يكون الجوانين. إذن، دعونا نصحح الخطأ.
المدهش بشأن إنزيم بلمرة الحمض النووي (DNA) أنه قادر على مراجعة أخطائه وتصحيحها كلما حدثت. في كل مرة يضيف فيها نيوكليوتيدة إلى الشريط الجديد، يتأكد من أن قاعدتها مكملة للنيوكليوتيدة على الشريط الأصلي. إذا لم تكن كذلك، يزيل إنزيم بلمرة الحمض النووي النيوكليوتيدة غير الصحيحة ويضع بدلًا منها النيوكليوتيدة الصحيحة قبل تخليق بقية الشريط الجديد. وعلى الرغم من أن مثل هذه الأخطاء لا تكون لها عواقب في الغالب، فإنها يمكن أن تؤدي أحيانًا إلى الإصابة بأمراض تهدد الحياة، مثل السرطان، ولهذا السبب تعد هذه القدرة على التصحيح مهمة جدًّا.
ومن ثم، فإن الإنزيم المسئول عن تصحيح الأخطاء أثناء تضاعف الحمض النووي (DNA) إنزيم بلمرة الحمض النووي (DNA).
مصر
المملكة العربية السعودية
الولايات المتحدة
