1- القفز التضاعفي (replicative transposition): ويدعى أحياناً بقفز النسخ واللصق (Copy and paste transposition) ، ويمكن أن يتم بين جزيئات الـ DNA المختلفة أو بين موقعين تابعين لنفس جزئية الـ DNA يوضح الشكل (1) خطوات القفز بين جزيئتي DNA. وقبل القفز ، يكون عنصر النقل في موقع واحد. وفي الخطوة الأولى، ترتبط جزيئتا الـ DNA مع بعضهما، ويتضاعف العنصر القفاز، منتجاً تركيباً مندمجاً (cointegrate structure) والذي يتألف من الموقعين الواهب والمستلم بشكل ملتحم مع بعضها شكل (1). بعد تكوين التركيب المندمج، تنتج عملية التعابر في مناطق واقعة ضمن العناصر القفازة جزيئتين، تعرف هذه الخطوة بحل التركيب المندمج ( resolution of cointegrate). وهنا يأتي السؤال: كيف يتكون وينحل التركيب المندمج ؟ يحتاج تكوين هذا التركيب بدوره الى أربعة خطوات الأولى، يصنع انزيم transposase (المشفر من قبل العنصر القفاز) قطوعات مفردة الشريط في كل نهاية للعنصر القفاز وفي كلا جانبي التسلسل الهدف حيث ينغرس العنصر القفاز. ثانياً ترتبط النهايات الحرة للعنصر القفاز بالتسلسل الهدف. ثالثاً ، يحدث التضاعف في أشرطة القالب المفردة الشريط ابتداء من النهايات 3' للأشرطة المفردة ويتقدم خلال العنصر القفاز .يخلق هذا التضاعف التركيب المندمج، بنسختيه على كلا طرفي العنصر القفاز وتسلسل الموقع الهدف، والذي هو الآن في موقع واحد من كل نسخة (شكل 1). ان الانزيمات التي تنجز وظائف التضاعف واللصق هي انزيمات خلوية والتي تعمل في التضاعف واصلاح الـ DNA. رابعاً، بعد تكوين التركيب المندمج، يعاني من الانحلال، ويحتاج هذا الحل أو الانحلال الى اعادة ارتباط بين المواقع الموجودة في العنصر القفاز .يعطي القفز نسختين من العنصر القفاز في النهاية. وتنفذ خطوة الانحلال من قبل انزيم resolvase المشفر في بعض الحالات من العنصر القفاز وفي حالات أخرى من جين خلوي والتي تعمل في اعادة الارتباط المتماثلة. وفي هذه الآلية التضاعفية، والتي يزدوج فيها القفاز خلال عملية القفز : تتحرك نسخة واحدة، ولكن أيضاً تبقى نسخة واحدة ولهذا لا يتشوه DNA العائل الأصلي.

شكل (1). القفز التضاعفي. يحدث في هذا النوع من الآليات نسخاً لتسلسلات الـ DNA في القفاز عن طريق تضاعف الـ DNA .تتمثل النواتج النهائية بجزيئة DNA مماثلة للواهب الأصلي ولجزيئة الـ DNA الهدف التي انحشر فيها القفاز، ويتضمن الخطوات: (1) يقوم انزيم transposase بجلب تسلسل القفاز مع تسلسل الموقع الهدف معاً بشكل متقابل (2) يقوم هذا الانزيم بعمل قطوعات مترنحة staggered cuts)) لكلا القفاز والموقع الهدف، (3) يبدأ انزيم الـ DNA polymerase بتخليق شريط جديد في الموقع الهدف، (4) يستمر تخليق الـ transposon من قبل انزيم DNA polymerase بعد تكوين التركيب المندمج cointegrate)) ، أخيرا يقوم انزيم الـ resolvase بحل هذا التركيب المندمج لتنتج جزيئتين كلاهما تحتوي على القفاز (تصميم المؤلف).

وفي هذه الحالة، لا تتكون قطوعات ثانية، ولكن بدلاً من ذلك يبقى شريط القفاز الثاني لكي يتم استنساخه من قبل إنزيم DNA polymerase ، والذي يبدأ عند نهاية القطع الأول. يدعى التركيب الناتج بالـ cointegrate حيث يعتبر وجوده دليل قوي لمثل هذا المسلك لعملية القفز. ثم ينحل بعد ذلك هذا التركيب وذلك بواسطة فعل إنزيم آخر مشفر من قبل القفاز يدعى بالـresolvase ومن الممكن لإنزيم الـ resolvase من أن يحفز عملية site specific recombination عبر نسختي القفاز في تفاعل يشبه انحشار العاثي λ ، منتجاً جزيئات DNA منفصلة، كل منها بنسخة قفاز واحدة إن نواتج تفاعل القفز هذا ذا الخطوتين تتضمن نسختين من القفاز، واحدة في موقعه الأصيل على المضاعف المانح، والأخرى على المضاعف الهدف. إن أعضاء عائلة 3 Tn (والتي تدعى بالقفازات البسيطة) و Tn1 و Tn501 هي من أمثلة هذه المجموعة.

2- القفز الغير تضاعفي (nonreplicative transposition): وفي هذا النوع من القفز، يتحرك العنصر القفاز من موقع الى آخر بدون تضاعف العنصر القافز كلياً (شكل 2) ، على الرغم من تضاعف تسلسلات قصيرة في الـ DNA الهدف، مولدة تكرارات مباشرة متاخمة.

شكل (2). القفز الغير تضاعفي (قفز القطع واللصق). تتمثل النواتج النهائية بجزيئة DNA مماثلة للواهب الأصلي ولجزيئة الـ DNA الهدف التي انحشر فيها القفاز، ويتضمن الخطوات (1) يقوم انزيم transposase يجلب تسلسل القفاز مع تسلسل الموقع الهدف معاً بشكل متقابل (2) يقوم هذا الانزيم بعمل قطوعات مترنحة staggered cuts))  لكلا القفاز والموقع الهدف، (3) تقوم مجموعة ثانية من القطوعات بالتكفل بفصل القفاز نهائيا عن تسلسله القديم (4) أخيراً تفقد الجزيئة الحاوية على القفاز للقفاز لينحشر في التسلسل الهدف الجديد (تصميم المؤلف).

على الرغم من قدرة انزيم الـ transposase على قطع أشرطة الـ DNA، الا انه يقطع الـ DNA بطريقة متفردة مختلفة عن ما تقوم به انزيمات القطع الداخلي (enonucleases) المستخدمة في تجارب الهندسة الوراثية، حيث يربط انزيم الـ transposase كلا نهايتي القفاز بالإضافة إلى تسلسل الـ DNA الهدف الذي سوف ينحشر فيه، ثم يعمل الإنزيم بعد ذلك قطوعات متعرجة  staggered cutsبنفس الطريقة التي تقوم فيها الإنزيمات القاطعة بذلك في موقع الهدف بالاضافة الى قطعه لكلا نهايتي القفاز بشكل متزامن، ولكن الشيء المختلف هنا هو أن انزيم transposase يصنع هكذا قطع على أشرطة مختلفة، أي شريط من الـ DNA الواهب وشريط من الـ DNA المستلم. بينما تقوم  الانزيمات القاطعة المستخدمة في الهندسة الوراثية بعمل تلك القطوعات في جزيئة DNA واحدة ، أي في كلا شريطي الجزيئة الواحدة . تقوم قفازات الصنف الثاني في الكائنات حقيقية النواة بهذه الآلية أما في بدائية النواة، تقوم القفازات Tn5 و Tn9 و Tn10 بالاعتماد على هذه الطريقة أيضاً.

مواضيع ذات صلة

Regulation of Transcription by Chromatin

RNA Polymerase Binding and Regulation by Transcription Factors

The Discovery of Self-Splicing RNAs

Splicing Reactions and Complexes

آلية واهمية التحول

التحول transformation

Involvement of the U1 snRNP Particle in Splicing

البادئ (Promoter)

تضاعف الدنا

The Clinical Utility of Genomics in Hematologic Malignancies

The Discovery and Assay of RNA Splicing

Termination