SIDD) Stress-induced DNA Duplex Destabilization)

الزعزعة وعدم الثبوت لاشرطة DNA في جينومات الخلايا بدائية النواة الذي يكون ذات التفاف سلبي داخل الأنظمة الحيوية ، تعتمد عليه العديد من العمليات الحيوية ومنها بدء الانتساخ التي تعتمد على حالة الالتفاف الفائقة للDNA ، والاجهادات التي تستحث في DNA بواسطة الالتفاف السالب الفائق ومنها SIDD تؤدي الى عدم ثبوت DNA ويعد من آليات السيطرة على عدد من العمليات الحيوية ، وتشير الإحصائيات التي جرت على العديد من الجينومات البكترية الى ان مواقع SIDD توجد بقيم أكثر من المتوقعة وتوجد بشكل محدد في المناطق المسئولة عن التنظيم وتقل في المناطق المشفرة .

وتستعمل مواقع الزعزعة SIDD للتنبوء بالمناطق المهمة المسئولة عن التنظيم وتوجد قواعد بيانات خاصة SIDD Bases تساعد في تحليل مواقع الزعزعة لجينومات البكتريا والاركيا . وتقاس كمية وأعداد مواقع الزعزعة في DNA بمستويات تنافس إنزيمات Topoisomerases والأحداث التي تحدث في الموضع مثل ارتباط البروتينات الىDNA او انتساخه وكذلك بالتأثير في اختلاف أنماط ارتباطات الجسيمات النووية وأستلة الهستونات وفعالية انزيمات فتح الاشرطة وغيرها من الأحداث التي لها علاقة بارتباط البروتينات بDNA
وقد لوحظ ان هناك تغيرات آنية تحدث لحالة التحلزن وزعزعة DNA عند بعض الاجهادات البيئية مثل الصدمة الحرارية ، وصدمة البرودة وتغيرات الرقم الهيدروجينيpH ،والتغير في الضغط التنافذي ، والتحول من حالة التهوية الى حالة غياب الهواء ، وحدوث المجاعة .
والمعروف ان مثل هذه الاجهادات تغير التعبير الجيني في البكتريا . فضلا" عن ذلك فأن الفعاليات التي تحصل لل DNA مثل التضاعف والانتساخ تؤثر أيضا" في حالة التحلزن الفائق Supercoiling اذ عند اندفاع  RNA Polymerase تندفع أمامه موجة من حالة الحلزونات الفائقة الموجبة وتترك خلفها حلزونات سالبة الالتفاف وهذا سيؤثر في التعبير عن الجينات القريبة . والطريقة التي تؤثر فيها حالة التحلزن الفائق السالب في التنظيم يكون بواسطة التأثير في عدم ثبوت الحلزونات المزدوجة في المناطق التي تكون عرضة لها في التوالي ، والحقيقة ان عدم الثبوت حتى بقليل من الطاقة ( كيلو سعرة) والتي تكون اقل من تلك اللازمة لفتح المزدوجات يكون لها تأثير واضح .
وبهذه الطريقة فأن تحوير التحلزن الفائق يمكن ان يؤثر في نمط التعبير الجيني الموضعي او الشامل لعدد من الجينات ، وقد وجدت طرق لتقييم نمط الإجهاد الذي يؤدي الى عدم ثبوت مزدوجات DNA وهي مطابقة للتجارب العملية المتوفرة.
وتوزيع هذه المناطق يكون بنمط محدد في البكتريا فهي تكثر في المناطق البينية الحاوية على الممهدات وبشكل اقل في المناطق المشفرة وهي مشابهة لحالة الخمائر ولكن في الأخيرة تكثر في النهايات التي تحيط بالجينات وليس الممهدات ، وعلى العموم فأن معظم الجينات التي تستجيب لحالة الزعزعة لمزدوجات DNA تكون في الجهة اليسرى ' 5 . وقد وجد انه في 80 % من المناطق البينية القابلة للانفتاح والتي تحصل فيها حالة الزعزعة تكون حاوية على الممهدات اما المناطق البينية التي تكون فيها مواقع الزعزعة ضعيفة فيكون وجود الممهدات فيها منخفضا" ويصل الى 24%.
وتحدد مواقع الزعزعة بقياس الطاقة الحرة لهذه المناطق (Gx) وتمثل Gx الطاقة الحرة اللازمة لفتح زوج القواعد عند الموقع X وأكثر مواقع عدم الثبوت لها قيم Gx واطئة وتصل الى 8 –10 كيلوسعرة مول وهي التي تمثل المواقع التي تبقى ثابتة عند ظروف التراخي وتمثل الغالبية العظمى في الجينوم ، في حين ان المواقع ذات الزعزعة القوية فتحتاج الى طاقة قليلة او حتى بدون طاقة إضافية للفتح والتي تقرب قيم Gx لها من الصفر ، اما المناطق غير الثابتة جزئيا" فتكون قيمتها بين الاثنين .
وتصنف الجينات اعتمادا" على احتواءها على مواقع الزعزعة في الطرف ' 5 ضمن 50 قاعدة من موقع البدء ، كما ان مواقع الزعزعة التي تحدث بواسطة الطفرات يمكن ان تعمل كأصول تضاعف . وفي خلايا بدائية النواة فأن مستوى الزعزعة يتأثر بأطوار النمو وكذلك الظروف البيئية مثل التغير في الضغط التنافذي ووجود بيروكسيد الهيدروجين والإجهاد الحراري وغيرها من الظروف التي تؤدي الى تغير التعبير الجيني لذلك عدت من الآليات الشاملة من عمليات التنظيم .
وتستعمل مواقع الزعزعة في أيجاد الممهدات وتكون أكثر دقة من الطرق الأخرى ، فمثلا" تصل دقة استعمال المكوثرات السداسية Hexamer Sequences (احد الطرق المستعملة) الى حوالي 53 % في حين تصل دقة استعمال مواقع الزعزعة الى حوالي 80 %. وباستعمال هذا التوجه وجد ان أقوى المواقع في Escherichia coli سجلت في الجينات التي تشفر لمنظمات البروتينات الغشائية وبروتينات النقل المستعملة في أنظمة مختلفة مثل أنظمة النقل ثنائية المكونات ، كما أشارت الدراسات الى ان الجينات التي تستجيب للظروف الفسلجية والبيئية تحوي على مواقع زعزعة وعدم ثبوت في الجهة اليسرى Upstream Regions أكثر من غيرها .
وقيم SIDD لاي زوج من القواعد يعتمد على المحتوى من GC في ذلك الموقع وكذلك على مدى التفاف الاشرطة في ذلك الموقع لجزئية DNA ، وتعتمد الطاقة ايضا على توزيع مواقع SIDD في الجزيئة،ويمكن حساب SIDD للجينوم الكامل بالحاسوب ويؤثر كل زوج من القواعد في الزوج الاخر .
ويكون حدس طاقة SIDD مؤشرا ملائما لحدس مناطق الممهدات التي تحوي على مناطق زعزعة قوية وتكون مرتبطة بالمناطق البينية غير المشفرة ، وتعتمد على المؤثرات البيئية . تساعد البيانات حول زعزعة الجينوم في ايجاد قاعدة او فكرة عن درجات انصهار الجينوم البشري وقد ضمنت في قاعدة بيانات خاصة وتوجد حاسبات خاصة بها على الانترنيت .

ويرتكز حساب نسق SIDD في المناطق غير المشفرة خاصة الحاوية على الممهدات وحساباتها على القاعدة G ومكوناتها Gx وتستعمل قيم SIDD في رسم اطالس الجينومات ومقارناتها وكذلك معرفة كميات الطاقة لمكونات الجينوم . وتفرد اطالس خاصة بهذه الصفة كما موضح في الاشكال الاتية :