ماذا يحدث عندما يكون مستوى التربتوفان واطئا ؟ مرة أخرى، يبدأ إنزيم RNA polymerase باستنساخ المنطقة رقم 1 لـ 5-UTR (شكل1 الخطوة 1)، ويرتبط الرايبوسوم بالنهاية 5' المنطقة 5-UTR ويبدأ بترجمة منطقة رقم 1 بينما يقوم إنزيم RNA polymerase بالاستمرار في استنساخ المنطقة رقم 2 (شكل 1 الخطوة 2). وعندما يصل الرايبوسوم الى كودونات UGG المشفرة للتربتوفان، فانه يتعثر في تلك المنطقة (شكل 1 الخطوة 3) لأن مستوى التربتوفان يكون واطئا، و يكون الـ tRNA المحمل بالتربتوفان نادرا أو غير متوفر بالمرة.

يجلس الرايبوسوم على كودونات التربتوفان، منتظراً وصول الـ tRNA المحمل بالتربتوفان. إن تعثر الرايبوسوم، لا يمكن أن يعيق الاستنساخ ، لذا يستمر إنزيم RNA polymerase بالحركة على طول جزيئة الـ DNA ، ويستمر الاستنساخ والترجمة. وبما أن الرايبوسوم يتعثر عند مواقع التربتوفان في المنطقة رقم 1 عندها لا تغطى المنطقة رقم 2 من قبل الرايبوسوم عندما يتم استنساخ المنطقة رقم 3 .ولهذا تزدوج النيوكليوتيدات في المنطقتين رقم 2 و 3 قاعدياً مكونة دبوس شعر بين تلك المنطقتين ( hairpin3-2) (شكل 1 الخطوة 4) لا يسبب هذا الدبوس الانتهاء، ولهذا يستمر الاستنساخ. ولأن المنطقة رقم 3 قد ازدوجت عادة بالمنطقة رقم 2 ، لذا لا يتكون الدبوس المتكون بين المنطقتين 3 و 4  hairpin)4-3) أو المعروف بالمضعف، ولهذا لا يحدث التضعيف. يستمر إنزيم RNA polymerase على طول جزيئة الـ DNA ، خلف منطقة 5-UTR ، مستنسخاً كل الجينات التركيبية إلى mRNA ، والذي يترجم إلى الإنزيمات المشفرة من قبل أوبرون التربتوفان، ثم تخلق هذه الإنزيمات تربتوفان أكثر.

إن العامل الأساسي المنظم للتضعيف هو عدد من جزيئات tRNA المحملة بالتربتوفان، لأن المقدار المتوفر منه هو الذي يحدد تعثر الرايبوسوم عند كودونات التربتوفان .تتمثل أهمية النقطة الثانية في تزامن الاستنساخ والترجمة، والتي هي مهمة للتضعيف. ينجز التزامن خلال موقع الإيقاف المؤقت الواقع في المنطقة رقم 1 في 5-UTR .بعد بدء الاستنساخ، يقف إنزيم RNA polymerase مؤقتاً في ذلك الموقع، والذي يوفر وقتا للرايبوسوم لكي يرتبط بالنهاية    5' لجزيئة mRNA ولهذا يمكن للترجمة أن يتبع الاستنساخ عن كثب. ان النقطة الثالثة التي لا تجتاز فيها الرايبوسومات الدبابيس الملفوفة عند منطقة 5-UTR لترجمة الجينات التركيبية. الرايبوسومات التي ترتبط بموقع الارتباط بالرايبوسوم عند النهاية 5' لجزيئة mRNA والتي تلاقي نهاية المنطقة رقم 1. إن الرايبوسومات المترجمة للجينات التركيبية المرتبطة بموقع ارتباط بالرايبوسوم مختلف الواقعة قرب بداية جين التربتوفان نوع ي trpE .

شكل (1): موقف الإضعاف في أوبرون التربتوفان عند انخفاض المستوى الخلوي للتربتوفان والذي يتلخص بأربع خطوات (1) يبدأ انزيم RNA polymerase باستنساخ المنطقة رقم 1 في تركيب 5-UTR (2) يرتبط الرايبوسوم بالنهاية 5' لتركيب 5-UTR ويبجدأ بترجمة المنطقة رقم 1 بينما مازالت منطقة رقم 2 في طور الاستنساخ، (3) يتعثر الرايبوسوم بكودونات التربتوفان في المنطقة رقم 1 بسبب انخفاض مستوى التربتوفان، وبسبب تعثر التربتوفان لاتغطى المنطقة رقم 2 بالرايبوسوم عندما تستنسخ المنطقة رقم 3 (4) عند استنساخ المنطقة رقم 3 فانها تزدوج مع المنطقة رقم 2، وعندما تستنسخ المنطقة رقم 4 فانها لا يمكن لها أن تزدوج مع المنطقة رقم 3 ، لأن المنطقة رقم 3 هي عادة ماتزدوج بالمنطقة رقم 2، وعندها لا يمكن لتركيب المضعف (attenuator) أن يتكون ويستمر الاستنساخ (تصميم المؤلف).

بقي لنا أن نسأل: لماذا يحدث الإضعاف؟ لماذا تحتاج البكتريا إلى الإضعاف في أوبرون التربتوفان؟ الا يمكن للكبح الحاصل في الموقع المشغل أن يمنع حدوث الاستنساخ عندما يكون مستوى التربتوفان عالياً في الخلية؟ لماذا تمتلك الخلية نوعان من السيطرة؟ إن جزء من الجواب هو أن الكبح لا يمكن أن يكتمل ، تبدأ بعض الاستنساخات حتى عندما يكون كابح التربتوفان فعالا، ويختزل الكبح من حدوث الاستنساخ بقدر 70 مرة. يمكن للتضعيف أن يختزل الاستنساخ أكثر من ذلك بقدر ثمان إلى عشر مرات، وبهذا فان كلتا العمليتان قادرتان على اختزال استنساخ أوبرون التربتوفان إلى أكثر من 600 مرة. توفر كلا الآليتين درجة أدق لبكتريا القولون للسيطرة على تخليق التربتوفان مقارنة بعمل إحداهما فقط دون الآخر. السبب الآخر للسيطرة المزدوجة هو أن الإضعاف والكبح يستجيبان لإشارتين مختلفتين حيث يستجيب الكبح إلى المستويات الخلوية للتربتوفان، بينما يستجيب التضعيف لعدد من جزيئات الـ tRNA المشحونة بالتربتوفان. إن عملية الإضعاف هي ليست عملية قابلة للفهم بصورة سلسة، وإنما تعتبر عملية معقدة لأنها يجب أن نتصور كيف يمكن لعمليتين ديناميكيتين - وهما الاستنساخ والترجمة - من أن يتفاعلا بصورة متزامنة، لذا، وهذا يبعث على الإرباك بطبيعة الحال لا بد لنا أن نتذكر بأن الإضعاف هو العملية التي تؤدي إلى الإيقاف المبكر للاستنساخ وليس الترجمة غالباً ما يسبب الإضعاف الإرباك لأننا نعرف بان الاستنساخ يجب أن يسبق الترجمة. لذا نحن نرتاح للفكرة التي تقول بان الاستنساخ يؤثر على الترجمة، ولكنه من الصعب علينا تخيل أن الترجمة يمكن أن تؤثر على الاستنساخ، كما هو عليه الحال في الإضعاف إن حقيقة كون أن الاستنساخ والترجمة هما عمليتان مزدوجتان بشكل كبير في الخلايا بدائية النواة، والأحداث الحاصلة في إحداهما يمكن وبسهولة أن تؤثر على الأحداث الجارية في العملية الأخرى.

مواضيع ذات صلة

مفصل هوليدي Holliday junction

دور بروتين Rec A في عملية إعادة الارتباط العام

السرطان .. تراكم للطفرات

آليات إصلاح خلل الدنا DNA Repair Mechanisms

اصلاح الدنا DNA REPAIR

Enhancers

The Structure of Promoters

تأثيرات المطفرات الكيميائية على التسلسل النيوكليوتيدي

أنواع الطفرات

شفرات الإشارة Signal codons

تنظيم التعبير الجيني عند مستوى ما بعد الاستنساخ في حقيقية النواة

تنظيم التعبير الجيني عند مستوى الاستنساخ في الكائنات حقيقية النواة