نسخة الفيديو النصية
يوضح الشكل المبين مخططًا مبسطًا للعملية المستخدمة في تكوين الحمض النووي (DNA) المعاد الاتحاد. ما الذي يعمل ناقلًا في هذه العملية؟
يقدم هذا السؤال شكلًا يوضح العملية المستخدمة لتكوين الحمض النووي (DNA) المعاد الاتحاد. للإجابة عن هذا السؤال، علينا مراجعة بعض المصطلحات الأساسية التي تتعلق بتكوين DNA المعاد الاتحاد.
أولًا ما هو المعاد الاتحاد؟ يعرف اتحاد DNA معزول من مصدرين مختلفين على الأقل باسم DNA المعاد الاتحاد. وكما هي الحال في الشكل الموضح، يمكننا رؤية مصدر لجزيء DNA معزول من هذه الخلية البكتيرية هنا، والمصدر الآخر معزول من كروموسوم بشري. يدمج DNA البكتيري، الموضح باللون البرتقالي، مع DNA البشري الموضح باللون الأخضر. وجزيء DNA البكتيري هذا نوع خاص من DNA يسمى «البلازميد». والبلازميدات هي قطع غير كروموسومية من DNA البكتيري، وهذا يعني أنها منفصلة عن الكروموسوم البكتيري. يمكن أن تحمل البلازميدات جينات إضافية، مثل الجينات المقاومة المضادات الحيوية، يمكن أن تساعد البكتيريا في التكيف مع بيئاتها. وتتضاعف البلازميدات بشكل مستقل عن الكروموسوم البكتيري.
يدمج مصدرا DNA هذان لتكوين DNA المعاد الاتحاد الذي نراه هنا. ستلاحظ أنه لتكوين DNA المعاد الاتحاد، يجب قطع DNA المعزول من هذين المصدرين. ولقطع DNA، فإننا نستخدم إنزيمات خاصة تسمى «إنزيمات القطع». يمكن لإنزيمات القطع أن تتعرف على تتابعات معينة من DNA تسمى «تتابعات التعرف»، ثم تقطع عند تلك التتابعات. على سبيل المثال، فإن إنزيم القطع EcoRI يقطع عند التتابع GAATTC، الذي يمكننا ملاحظته في هذا المربع. عندما يقطع إنزيم EcoRI جزيء DNA، فإنه يقطعه بطريقة محددة. إذن هذه هي الطريقة التي يجري بها قطع تتابعات DNA عند تكوين جزيء DNA المعاد الاتحاد.
لكن كيف نجعل قطعتين مختلفتين تلتصقان معًا؟ بعد قطع التتابع، ستلاحظ وجود امتدادات أو مناطق من قواعد DNA غير مزدوجة. وتسمى هذه الامتدادات «النهايات اللاصقة»، لأنها تميل إلى الالتصاق معًا بسبب أزواج القواعد المتكاملة. ومن ثم فإذا قطعنا DNA البلازميدي البكتيري وDNA البشري بإنزيم القطع نفسه، يمكننا دمجهما معًا مرة أخرى بسبب وجود النهايات اللاصقة المتكاملة فيهما. في الشكل الموجود على اليسار، يمكننا ملاحظة النهايتين اللاصقتين على DNA البشري المقطوع مشارًا إليهما هنا بالسهمين الأخضرين. ويمكننا ملاحظة النهايتين اللاصقتين على DNA البلازميدي المقطوع مشارًا إليهما هنا بالسهمين البرتقاليين. ولأن هذه النهايات متكاملة، نظرًا إلى أنها قطعت باستخدام إنزيم القطع نفسه، فمن الممكن أن تتصل معًا كما نرى موضحًا هنا بالسهمين الورديين.
بعد ذلك، يمكن نقل DNA المعاد الاتحاد هذا مرة أخرى إلى الخلايا البكتيرية في عملية تسمى «التحول». ويمكن أن تستمر الخلايا البكتيرية في الانقسام وتكوين مزيد من النسخ من DNA المعاد الاتحاد. يمكننا ملاحظة ذلك في الشكل السفلي. خلال هذه العملية، التي تعرف إجمالًا باسم «استنساخ DNA»، نستخدم DNA البلازميدي البكتيري لإدخال الجين موضع الاهتمام من DNA البشري. بهذه الطريقة، يمكن التعبير عن DNA البشري في الخلايا البكتيرية. قد يكون هذا مفيدًا للغاية في إنتاج بعض الأدوية، مثل الإنسولين.
ونظرًا لأن DNA البلازميدي البكتيري يحمل الجين موضع الاهتمام، فإنه يعرف أيضًا باسم «الناقل». إذن، ففي أثناء تكوين DNA المعاد الاتحاد الموضح في هذا الشكل، يعمل البلازميد البكتيري ناقلًا.
