وتم الكشف عن كيفية قيام "الآلات الجزيئية" داخل الخلايا بتنشيط الجينات في مراحل مختلفة من حياة الخلية. وقد نُشر هذا الاكتشاف في شهر نوفمبر في المجلة العلمية Molecular Cell.
وتم الكشف عن كيفية قيام "الآلات الجزيئية" داخل الخلايا بتنشيط الجينات في مراحل مختلفة من حياة الخلية. وقد نُشر هذا الاكتشاف في شهر نوفمبر في المجلة العلمية Molecular Cell.
تتكون الجينات من مركبات الحمض النووي. حلزونات مزدوجة تحتوي على المعلومات المشفرة التي تحتاجها خلايا الكائن الحي لإنتاج البروتينات. ومن أجل الوصول إلى هذه المعلومات، من الضروري "كشف" البنية الحلزونية المزدوجة للحمض النووي. ونشر كل من الملفات على حدة. بمجرد أن تصبح المعلومات متاحة، يتم تحويل الشفرة الوراثية إلى مركبات تعرف باسم messenger RNA (mRNA) وتستخدم لإنتاج البروتينات. تحتاج الخلايا إلى إنتاج بروتينات معينة في أوقات مختلفة خلال حياتها لمساعدتها على التكيف بشكل صحيح استجابة للتغيرات التي تحدث في بيئتها.
تصف الدراسة الجديدة بدقة كيف أن "آلة" جزيئية تسمى "RNA بوليميراز"، تقرأ الشفرة الوراثية وتنتج استجابة لذلك مركبات RNA-messenger، تبدأ عملها بنوع من "البدء" من خلال بروتينات التنشيط المتخصصة في رد الفعل إنه حقيقي. اكتشف العلماء أن البوليميراز يستخدم نظام حجب داخلي محكم الإغلاق يمنع تنشيط الجينات في الأوقات التي لا تحتاج إليها الخلية.
باستخدام المجهر الإلكتروني، الذي يتم من خلاله ملاحظة محتويات نشاط الخلايا البكتيرية، اكتشف الباحثون أن عملية فتح ملفات الحمض النووي. يبدأ فقط عندما يخضع البوليميراز لتغيير، وهو المسؤول عن البروتين النشط، الذي ترسله الخلية إلى منطقة الجين المطلوب للعمل.
بروتين "يبدأ" عمله نشاط البوليميراز عن طريق إزالة "الفلين" الذي يمنع دخول الحمض النووي. في الجهاز. يتسبب بروتين التنشيط أيضًا في إزاحة ملفات الحمض النووي. بحيث يتم محاذاة مقابل مدخل البوليميراز. من لحظة حدوث هاتين الحركتين ووصول الحمض النووي. وفي الموضع المناسب، تبدأ آلة البوليميراز في العمل من أجل تجهيز الملفات وقراءة المعلومات الوراثية بحيث يتم إنتاج البروتينات المناسبة التي تحتاجها الخلية.
يشرح شياو دونغ تشانغ، المؤلف الرئيسي للمقالة والأستاذ من قسم علوم الحياة في إمبريال كوليدج لندن، أهمية النتائج التي توصلت إليها مجموعته: "فهم عمل "آلة" نسخ الجينات التي تسمى بوليميراز RNA، و"تحويلها "إيقاف" عندما لا يكون ذلك مطلوبًا، يوفر لنا رؤية أفضل من أي وقت مضى فيما يتعلق بالنشاط الداخلي داخل الخلايا، والعمليات المعقدة التي تحدث فيها لإنتاج البروتينات بطريقة يتم التحكم فيها بعناية.
ويضيف البروفيسور مارتن باك، رئيس قسم الأحياء وأحد مؤلفي المقال، أن فهم هذه العملية في الخلايا البكتيرية له أهمية خاصة لأن عملية نسخ الجينات وإنتاج البروتين هذه هي ما يسمح للخلايا البكتيرية بالتكيف، يستجيبون ويزدهرون على الرغم من التغيرات التي تحدث في بيئتهم. "وبعبارة أخرى، هذه هي العملية الداخلية التي تحدث في البكتيريا وتجعلها جيدة في البقاء. تسبب العديد من البكتيريا الالتهابات والأمراض لدى الإنسان، ومن الصعب القضاء عليها. بوليميريز الحمض النووي الريبي تعتبر هذه البكتيريا موقعًا مستهدفًا مثبتًا للمضادات الحيوية مثل الريفامبيسين، الذي أصبح مقاومًا لأنواع كثيرة من البكتيريا. ويخلص إلى أن الأفكار التي تم الحصول عليها من أبحاثنا ستوفر الآن فرصًا واستراتيجيات لتصميم مواد مضادات حيوية جديدة.
اعلان معهد البحوث
تعليقات 4
إشعياء، توجد اليوم أجهزة كمبيوتر قادرة على اتخاذ القرارات، لذلك ليس لدي أدنى شك في أن التفاعلات الكيميائية يمكن أن تسبب أيضًا "قرارًا". مثال: بذرة "تقرر" أن تنبت عند ملامستها للماء.
على وجه الدقة، إشعياء هو خادم إله الفجوات.
من السهل جدًا الرد بأن الله هو الحل لكل مشكلة. وفي العصور التي سبقت الدراسة كانت الفجوات كثيرة وازدهر الإله، ومع مرور الوقت تضرر وضعفت.
قال إشعياء بلطف..
أتمنى أن يكون هناك المزيد مثلك في هذا المكان.
"بروتين نشط، ترسله الخلية إلى منطقة الجين المطلوب أن يكون نشطا." ما يثير اهتمامي هو كيفية عمل الآلية التي تجعل الخلية "تقرر" إطلاق بروتين التنشيط. هل من الممكن وصف آلية اتخاذ القرار بناء على التفاعلات الكيميائية؟