تنشيط الجين Gene Activation

لتنشيط أي جين لا بد من وجود عددا من البروتينيات تعرف بعوامل النسخ Transcriptions factors التي ترتبط بجزئ من الجين يدعى المنشط او المعزز Promoter ليتمكن باقي الجين من التعبير عن نفسه في بدء عمل نسخ الحامض النووي الرسول mRNA المسئولة عن انتاج الانزيم والذي يقوم بإتمام التفاعل الحيوي واظهار الصفة المحددة وعليه فان عامل النسخ هذا هو بمثابة مفتاح التشغيل للجين On-gene. وكان العلماء يفكرون في الوسيلة التي يهتدي بها عامل النسخ هذا للوصول الى الجزء المنشط او المعزز للجين حتى امكنهم من فك اللغز عندما وجدوا ان احد عوامل النسخ يحتوي على نتوءات عرفت فيما بعد باسم اصابع الزنك Zinc fingers والتي وجد انها وسيلة لتعرف على الجزء الخاص من الجين والمسئول عن تنشيطه (شكل 1).

شكل 1 : أصابع الزنك

اكتشف كلاك اصابع الزنك عام 1985 ووجد انها عبارة عن متواليات من احماض امينية تستطيع الانطواء حول ايون الزنك ولقد اكتشفت اصابع الزنك عندما حللت تتابعات الاحماض الامينية في احدى عوامل النسخ ووجد ان هناك ترتيب خاص لتتابع الاحماض الامينية في تسع تتابعات او قطع متعاقبة او وحدات متتالية مرقمة 1-9 بينها تشابهات مهمة حيث تتشابه او تتطابق وجود زوج من الاحماض السيستيئينية (c) وزوجها من الاحماض الهيستيدينية (H) وان زوجي السيستيئين والهيستيدين في كل وحدة بنائية ينضمان الى ايون الزنك مما يجعل الاحماض الامينية الموجودة بينهما تتخلق.

كما وجدت من الدراسات المكثفة سنة 1991 باستخدام الرنين المغناطيسي انه لكي تستطيع اصابع الزنك الاتصال بجزء DNA لا بد لها من استعمال اصبعين على الاقل لكي يتعلق البروتين بصندوق TATA بقوة كافي وتعتبر اصابع الزنك رؤوس قارئة Reading heads تتصل بعضها بوصلات مرنة، كما وجد ان حمض اميني معين (E, G, A) يتصل مع قاعدة نيتروجينية  واحدة من الزوج القاعدي على DNA بالمجموعات الفوسفاتية في سلاسل السكر والفوسفات التي تكون جانبي سلم DNA. ونظرا لان الجين في الخلايا مميزة النواة eukaryotes لا يتكون من تتابعات شفريه مستمرة بل تخلله تتابعات غير شفريه طويلة بعكس جينات اولية النواة prokaryotes فتسمى التتابعات التي تمثل باسم الاكسونات Exons وتسمى التتابعات التي تعرف اسم الانترونات intones ثم توصل الاكسونات ببعضها الحامض النووي RNA splicing حيث تنبعج الانترونات للخارج في شكل عروات قبل استبعادها.

وتأتي مرحلة تعديل وتجهيز نسخة الحامض النووي RNA حيث تعرف جزيئات الحامض النووي RNA غير المتجانسة باسم الحامض النووي nhRNA فيتم اضافة قلنسوة الجوانين المميثلة    G-methylated Nucleotide حيث ان للقلنسوة دور في بناء البروتين عندما ينتقل الى الرايبوسومات كما يبدو انها تقوم بحماية النسخة النامية من الحامض النووي RNA من عملية التحلل والهدم، ويضاف لجزئ الحامض النووي nhRNA ذيل عديد الادنيين Poly A Tail قاعدة الادينوسين يقوم بها انزيم خاص يسمى Poly A- Polymerase ويبدو ان للذيل وظيفة تسهيل خروج الحامض النووي mRNA من النواة الى السيتوبلازم ويؤخر هدمه في السيتوبلازم ليتيح الدخول في اكثر من دورة من دورات الترجمة.

المصادر:

عبيده ، علي ابراهيم علي و محمود ، احمد عبد الفتاح .اساسيات التقنية الحيوية . كلية الزراعة جامعة الاسكندرية .