انزيمات القطع ودورها فى البيولوجيا الجزيئيه

<!--

إنزيمات القطع

أمدتنا بسكاكين كيمائيه لقطع الجينات

يمكن قطع DNA إلى قطع معروفه

والتي يمكن استخدامها بعد ذلك

لمعرفة ترتيب الجينات على الكرموسومات
تحليل التركيب الكيميائي للجينات

ولمناطق من (DNA)

تنظم وظيفة الجينات

تخليق خلطات من الجينات

هذه التقنية فتحت دربا جديدا لدراسة التنظيم

والتعبير عن الجينات في الحيوانات الراقية

زيادة المعلوماتفى هذه المنطقة البحثية

ساعدت في الوقاية والعلاج من التشوهات

والأمراض الوراثية والسرطان

Arber))

اكتشف إنزيمات القطع( (Restriction enzymes

افترض أن هذه الإنزيمات ترتبط

بمادة DNA)) في مناطق معينه

تحتوى على تراكيب متكررة

تتكون من تتابع من القواعد النتروجينيه

Smith

اقر فرضية Arber

باستخدام إنزيمات قطع من بكتريا منتقاة

اظهر أن هذه الإنزيمات تقطع مادة DNA))

في منتصف تتابع متماثل

إنزيمات قطع أخرى لها نفس الخصائص

ولكن تختلف في تعرفها على تتابعات أخرى

(Nathans)

كان رائد تطبيق إنزيمات القطع في مجال الوراثة

أوضح إمكانية استخدامها في بناء خرائط جينية

تطوير وتطبيق طرق جديدة تدخل فيها إنزيمات القطع

لحل مشكلات مختلفة في الوراثة

حصل الثلاثة على جائزة نوبل في الطب

على اكتشافاتهم الذي أفاد علم الوراثة

مهمة الوراثة هي

وصف وشرح كيف أن الجينات تترتب

وتعبر عنها الخلايا في الكائنات الحية

اكتشاف إنزيمات القطع أمدنا بوسائل وأدوات

للتحليل الكيميائي لفهم آلية فعل الجين

مع أن هذه الإنزيمات متاحة من فتره قصيرة

إلا أن تطبيقاتها في الوراثة أدت إلى نتائج باهرة

تنظيم والتعبير عن الجينات للحيوانات الراقية

كل العمل في هذه المنطقة تقوم به أبحاث كثيرة

ومجموعات بحثيه كثيرة في كل أنحاء العالم

كل هؤلاء اعتمدوا على الرواد الثلاثة

إنزيمات القطع تستخدم كأدوات لقطع DNA

لأجزاء صغيره محدده معرفه

ترتيب الجينات على الكرموسومات

وهذه يمكن استخدامها لتحليل التركيب الكيميائي

للجينات بوسائل كيميائيه

أكثر إنزيمات القطع أهميه التي تستخدم

لتحليل وظيفة منطقه من DNA) )

التي تنظم التعبير الجيني Gene expression))

هذا فتح مجال لبحث

لدراسة العلاقة بين الوراثة والوظيفة

يمكننا ألان أن نبدأ الاجابه

اسئله جوهريه في البيولوجي

كيف أن الجينات تتحرك لتطور بويضة مخصبه وحيده

إلى فرد له العديد من الأعضاء

ما الذي يحدد أن الخلايا في عضو من الأعضاء
سوف تقوم بوظيفة متخصصة
الأمراض المختلفة واختلال الوظيفة

زيادة المعلومات سوف تساعد في الوقاية والعلاج

علاج الأمراض الوراثية

علاج السرطان

Werner Arber))

بدأ هذا المجال من البحث في جينيف خلال الستينيات

اكتشف إنزيمات القطع

حيث كان يدرس ظاهره قديمه

( تقيد العائل لفيروس البكتريوفاج)

Host controlled of Bacteriophage))

وجد أنها عملية يحدث بها تغيرات في DNA)) للفيروس

العملي بدت أنها وسيله لدفاع العائل عن نفسه

(Arber)

أوضح أن الظاهرة يمكن تقسيمها إلى مكونين

1- تعديل Modification))

2- تقييد Restriction ))

التعديل يكون بإضافة مجموعة الميثيل Methylation of DNA))

وبذلك يتغير تركيب المادة الوراثية DNA))

يسمح ذلك بالقطع فيجتمع التقييد والقطع

كلا العمليتين تحفزها إنزيمات

Restriction Enzymes) Specific)

العملية تحفزها إنزيمات قطع وإنزيمات تعديل

اقترح أن جزئ DNA)) تحتوى على أماكن معينه

Specific sites)) لها القدرة على الارتباط

بكلا النوعيين من الإنزيمات

هذه المواقع تتكون من

عناصر تركيبيه تتكون من تتابعات مخصوصة

الإنزيمات تعمل عند هذه المواقع إما تكسير الجزئ تقطيع

Restriction)) او Methylation

Hamilton Smith))

كان بيوكميائى عمل منفصلا عن Arber

عام 1970 نشر ورقتين أساسيتان شرح فيهما

الكشف عن إنزيمات القطع من بكتريا تسبب الانفونزا

Haemophilus influenzae))

حيث حدد بالتفصيل إنزيمات القطع في

(Haemophilus influenzae)

والتي تقطع DNA)) الغريب إلى قطع

كل قطعه تحتوى على مائة قاعدة نتروجينيه

ولكن لا تلمس DNA)) الخاص بالعائل البكتريا نفسها

أوضح smith ان كل قطعه فى بدايتها ونهايتها

لها نفس الثلاث قواعد

هذا يوضح أن الإنزيمات قطعت DNA))

فى مكان مخصص معين

حيث هذا التتابع موجود

هذا التتابع متماثل وقطع في المنتصف

الكثير من إنزيمات القطع التي وصفها غيره عملت بنفس طريقةsmithes))

أكثر الإنزيمات أظهرت نفس النمط ويتزايد عددها كل فتره

إنزيمات القطع تتعرف على تتابعات متماثلة من القواعد النتروجينيه

وتقطع مادة DNAحيث تتواجد تلك التتابعات

إنزيمات مختلفة تتعرف على تتابعات مختلفة

ألان بطارية من الإنزيمات متاحة والتي يمكن

أن تستخدم في قطع DNA) في أماكن مختلفة

من اجل إنتاج عدد من القطع المعرفة

Dan Nathans)

كان رائد تطبيقات إنزيمات القطع وذلك لحل مشاكل الوراثة

عمل في بلا تيمور مع smith))

كل إسهاماته في هذه المنطقة البحثية أجريت خلال السبعينات

Nathans))

استخدم في تجاربه DNA)) صغير من فيروس ( simian virus)

SV40)) لكن هذه نتيجة لها أهميه عامه (general significance)

شرح عام 1971 الإنزيمات التي اكتشفها smith))

والتي تقطع SV40DNA))

ناقش تطبيقات مختلفة لإنزيمات القطع في الوراثة

وتوقع تطور فى هذا المجال

بعد سنتين وصف نمط قطع (DNA) في فيروس SV40

الذي حصل عليه بإضافة انزيمى قطع

استطاع أن يضع القطع مع بعضها

من الأجزاء المتحصل عليها من القطع الثلاثة

ركب الخريطة الجينية لفيروس SV40

أولا حصل عليها بطريقه كيميائيه

الطريقة التي استخدمها Nathan

استخدمها علماء آخرين لرسم خرائط أكثر تعقيدا

استحقوا جائزة نوبل عام1978

المصدر: فكر بعقول العباقره محمد طه