فيديو السؤال: تحديد الخواص الأساسية لإنزيم بلمرة الحمض النووي ‪(DNA)‬‏ الأحياء

نسخة الفيديو النصية

أي العبارات الآتية ينطبق على إنزيم بلمرة الحمض النووي ‪(DNA)‬‏؟ أ: لا يستطيع إنزيم بلمرة ‪DNA‬‏ اكتشاف أي أخطاء تحدث عند تخليق شريط الحمض النووي ‪(DNA)‬‏. ب: يستطيع إنزيم بلمرة ‪DNA‬‏ تخليق شرائط حمض نووي ‪(DNA)‬‏ طولها أقل من 50 نيوكليوتيدة فقط. ج: يستطيع إنزيم بلمرة ‪DNA‬‏ تخليق شرائط حمض نووي ‪(DNA)‬‏ في اتجاه خمسة شرطة إلى ثلاثة شرطة فقط.

للإجابة عن هذا السؤال، دعونا نتذكر وظيفة إنزيم بلمرة الحمض النووي ‪(DNA)‬‏. يلعب إنزيم بلمرة ‪DNA‬‏ دورًا محوريًّا في عملية تضاعف الحمض النووي ‪(DNA)‬‏. في هذه العملية، يفك شريطا ‪DNA‬‏، وبعد ذلك يعمل إنزيم بلمرة ‪DNA‬‏ على تخليق شريطين جديدين عن طريق استخدام الشريطين الأصليين باعتبارهما قوالب.

لعلك تتذكر أن كل نيوكليوتيدة في ‪DNA‬‏ تحتوي على قاعدة نيتروجينية قد تكون من الأدينين أو الجوانين أو الثايمين أو السيتوزين. في جزيء ‪DNA‬‏، تكون القواعد النيتروجينية الموجودة في أحد الشريطين روابط هيدروجينية مع القواعد النيتروجينية في الشريط الآخر. وهذا ما يربط الشريطين معًا. تتكون هذه الروابط الهيدروجينية دائمًا وفقًا لقواعد ازدواج القواعد النيتروجينية المتكاملة. يزدوج الأدينين دائمًا مع الثايمين، ويزدوج الجوانين دائمًا مع السيتوزين.

الآن، لنستعرض كيفية تضاعف ‪DNA‬‏. يتحرك إنزيم بلمرة ‪DNA‬‏ على طول كل شريط ‪DNA‬‏؛ مكونًا شريطًا جديدًا. وكلما صادف نيوكليوتيدة على طول الشريط الأصلي، يضيف نيوكليوتيدة متكاملة معها إلى الشريط الجديد. وبهذه الطريقة، يتم تخليق جزيئين جديدين مزدوجي الشريط. يعد إنزيم بلمرة ‪DNA‬‏ سريعًا جدًّا ويؤدي وظيفته بكفاءة عالية. وعادة ما يقوم بتخليق شرائط ‪DNA‬‏ دون أي أخطاء. مع ذلك، في بعض الأحيان، يضيف إنزيم بلمرة ‪DNA‬‏ نيوكليوتيدة إلى الشريط الجديد تكون غير متكاملة مع النيوكليوتيدة المناظرة لها في الشريط الأصلي.

الأمر المثير للاهتمام فيما يتعلق بإنزيم بلمرة ‪DNA‬‏ أنه إذا ارتكب خطأ ما، فغالبًا ما يمكنه تصحيحه على الفور. وهذا ما يسمى بالتصحيح. في كل مرة يضيف فيها إنزيم بلمرة ‪DNA‬‏ نيوكليوتيدة إلى الشريط الجديد، يتحقق مما إذا كان هذه النيوكليوتيدة الجديدة متكاملة مع النيوكليوتيدة المناظرة لها والموجودة في الشريط الأصلي. وإذا لم تكن كذلك، فإنه يستبدلها ويضيف بدلًا من ذلك النيوكليوتيدة الصحيحة قبل أن ينتقل إلى ما بعدها.

ثمة أمر مهم آخر يجب تذكره بشأن إنزيم بلمرة ‪DNA‬‏، وهو أنه لا يمكنه تخليق شريط ‪DNA‬‏ جديد إلا في اتجاه خمسة شرطة إلى ثلاثة شرطة. يمكنك هنا رؤية هيكل السكر والفوسفات في شريط ‪DNA‬‏ الجديد. ولعلك تتذكر أن كل شريط ‪DNA‬‏ يكون له طرف خمسة شرطة وطرف ثلاثة شرطة. عند الطرف خمسة شرطة، توجد مجموعة فوسفات حرة في طرف شريط ‪DNA‬‏. عند الطرف ثلاثة شرطة، توجد مجموعة هيدروكسيل حرة. ولإضافة نيوكليوتيدات جديدة، يحتاج إنزيم بلمرة ‪DNA‬‏ إلى مجموعة هيدروكسيل حرة لتتفاعل مع مجموعة الفوسفات في النيوكليوتيدة الجديدة. ولهذا السبب، يجب أن تحدث كل عمليات التخليق في اتجاه خمسة شرطة إلى ثلاثة شرطة.

مع الانتباه إلى هذه المعلومات، دعونا نلق نظرة على الخيارات. كما تعلمنا للتو، إنزيم بلمرة ‪DNA‬‏ يؤدي وظيفة التصحيح؛ لذا يمكننا استبعاد الخيار أ.

ينص الخيار ب على أن إنزيم بلمرة ‪DNA‬‏ لا يمكنه تخليق سوى شرائط حمض نووي ‪DNA‬‏ طولها أقل من 50 نيوكليوتيدة. هذا ليس صحيحًا؛ إذن، هذا الخيار غير صحيح.

ومن ثم، فإن العبارة الصحيحة بشأن إنزيم بلمرة ‪DNA‬‏ هي الخيار ج. يستطيع إنزيم بلمرة ‪DNA‬‏ تخليق شرائط الحمض النووي ‪DNA‬‏ في اتجاه خمسة شرطة إلى ثلاثة شرطة فقط.