اكتشف باحثون من جامعة ويسكونسن، بمساعدة المحاكاة الحاسوبية، بعض الآليات التي يتم من خلالها لف الحمض النووي يتفاعل الأفراد، الذين يكملون بعضهم البعض، ويتحدون معًا لتكوين البنية الحلزونية المزدوجة المألوفة.
يتكون الحمض النووي الموجود في خلايا جميع الكائنات الحية من ملفين متشابكين معًا ويحتويان على الشفرة الوراثية التي تتطور وتعمل من خلالها. لفائف الحمض النووي يحتوي الأفراد على النيوكليوتيدات التي تتكون من مجموعة أساسية ومجموعة سكر ومجموعة فوسفات. فهم آلية التهجين، وهي الآلية التي يلتف بها الحمض النووي يتحد الأفراد معًا ليشكلوا حلزونًا مزدوجًا، وهو أساس علم الأحياء وأداة رئيسية للتكنولوجيات العلمية مثل مصفوفات الحمض النووي الدقيقة. أو الهياكل النانوية المعتمدة على الحمض النووي. بدأت الأبحاث التي أجراها فريق من العلماء من جامعة ويسكونسن في الكشف عن كيفية التفاف الحمض النووي. يقول أستاذ الهندسة البيولوجية والكيميائية خوان جيه دي بابلو: اقتربوا من بعضكم البعض وارتبطوا ببعضكم البعض. ونشر الفريق النتائج التي توصل إليها في المجلة العلمية Proceedings of the National Academy of Sciences.
تمكن الباحثون من استخدام نماذج جزيئية مفصلة لفحص مسارات التفاعل التي تتضاعف فيها حلزونات الحمض النووي. وتخضع لفصل الخيوط (تمسخ الطبيعة) - فصل وفصل ارتفاع الحرارة إلى خيوط مفردة، وتفاعل التهجين - ضم خيوط الحمض النووي معًا أو تهجينها. المكمل في آلية الاقتران واتسون وكريك، يرتبط نيوكليوتيد الأدينين (A) دائمًا بالثايمين (T)، بينما يرتبط الجوانين (G) دائمًا بالسيتوزين (C). آليات التفاعل هي المسارات التي تمر عبرها خيوط الحمض النووي. من أجل العثور على بعضنا البعض والتواصل بهذه الطريقة التكميلية.
قام الباحثون بفحص كلا من التسلسلات الأساسية العشوائية والتسلسلات الدورية. تحتوي التسلسلات العشوائية للقواعد الأربع على تكرارات قليلة أو معدومة. ولدهشة الباحثين، في تسلسلات من هذا النوع، بدأ زوج من القواعد الموجودة بالقرب من مركز الحلزون في الانضمام مبكرًا أثناء التهجين. بمجرد أن "يجدوا" بعضهم البعض، يتم ربطهم وتتصل جميع قواعد الملفات الأخرى بسرعة وبطريقة منظمة للغاية.
في المقابل، في التسلسلات الدورية، تظهر القواعد بالتناوب في دورات، ووجد الفريق أن هذه التسلسلات ترتبط من خلال آلية تعرف باسم عملية الانتشار. "ملفان من الحمض النووي "إنهم يجدون بعضهم البعض، بطريقة ما، ثم يتصلون معًا بترتيب عشوائي خلال انتقال طويل أمام بعضهم البعض حتى تجد القواعد التكميلية بعضها البعض بالترتيب الصحيح، ومن ثم تخضع لتهجين كامل"، يوضح الباحث الرئيسي.
وتظهر نتائج البحث أن تهجين الحمض النووي هي عملية حساسة للغاية لتركيب القواعد، أو تسلسلاتها. "على عكس ما كان يعتقد حتى الآن، وجدنا أن العملية التي يتم فيها سلاسل الحمض النووي ويضيف الباحث أن مكملات التهجين حساسة للغاية لتسلسل العزل.
إن معرفة التفاصيل الكاملة للآلية يمكن أن تسمح للباحثين بتطوير أساليب أكثر استراتيجية وكفاءة في مجالات مهمة، مثل رقائق الجينات. على سبيل المثال، يشير الباحث الرئيسي إلى أنه إذا أراد أحد العلماء إنشاء تسلسلات تترابط بسرعة أو بكفاءة عالية، فيجب عليه وضع قواعد معينة في نقاط محددة مسبقًا، بحيث تحدث عملية التهجين بأكملها بشكل أسرع أو بكفاءة أعلى.
في نهاية المطاف، يمكن أن يساعد البحث علماء الأحياء على فهم سبب كون بعض تفاعلات التهجين أسرع أو أكثر نجاحًا من غيرها. أحد أكثر الأشياء الرائعة في هذا البحث هو تفاعل التهجين بين شريطي الحمض النووي. يشير الباحث إلى أن هذا أمر أساسي حقًا للحياة نفسها. "هذا هو أساس معظم علم الأحياء. ويدهشني أننا حتى الآن لم نعرف إلا القليل عن التفاصيل الدقيقة لهذه الآلية".
تعليقات 2
1:
سؤالك غير واضح.
أنظر إلى الرقمين التاليين:
123123123123123123123123
143241123431422344334121
ألا يمكنك معرفة أيهما دوري وأيهما غير دوري؟
في الهياكل الدورية، يكون من الصعب التركيز على نقطة محددة لأن جميع المناطق متشابهة مع بعضها البعض.
هذا ليس هو الحال مع الهياكل العشوائية.
وهذا هو سبب بعض ظواهر صعوبة تقدير المسافة عند النظر إلى الأسطح ذات البنية الدورية.
في بعض الأحيان يمكن أن تصاب بالدوار من مثل هذه الهياكل عندما تفشل العيون في التنسيق فيما بينها لأن كل واحدة منها تنظر إلى مكان مختلف ولكن كلا المكانين يبدوان متماثلين.
العشوائية هي أيضًا شكل من أشكال البرمجة.
ما الذي يحدد ما إذا كان الترتيب سيكون عشوائيًا أم دوريًا.