تالا طالبة في الثاني عشر علمي، بتقعد قدّام الشكل (19) وبتحكي لحالها: «بحفظ التعريف، بس إذا سألوني شو بصير بالسلسلتين بالترتيب بضيع». بتقرا الصفحة مرتين، وبرجع تلخبط مين بيعمل إيش. مش ذنبكم إذا صار معكم هيك: في التضاعف أكثر من إنزيم، كل واحد بيشتغل بدوره وإله اسم غريب، وسلسلتا DNA بيتبنوا بطريقتين مختلفتين.
الجواب المختصر: بيبدأ تضاعف DNA بانفصال السلسلتين، وكل سلسلة مفردة بتصير قالب لبناء سلسلة جديدة مُكمِّلة إلها. وبالنهاية بينتج جزيئا DNA متماثلان، في كل واحد منهم سلسلة أصلية وسلسلة جديدة، ولهيك اسمه التضاعف شبه المُحافظ.
احفظوا هاي:
- بحكي ليش بيسموا تضاعف DNA «التضاعف شبه المُحافظ».
- برتّب بالاسم الإنزيمات: الهيليكيز، ثم بادئ RNA، ثم بلمرة DNA، ثم ربط DNA.
- بعرف إنه اتجاه البناء دائماً من 5' إلى 3'.
- بفرّق بين السلسلة الرائدة والسلسلة المتأخرة وبقول ليش الثانية على شكل قطع.
- بحكي شو بصير لما يتلف جزء من DNA.
أين يختلط الأمر على الطلاب؟
الحالة الأولى: مين بيفصل ومين بيبني. الهيليكيز بيفصل السلسلتين بس، أما إنزيم بلمرة DNA فهو اللي بيضيف النيوكليوتيدات المُكمِّلة. وفي إنزيم ثالث، إنزيم بادئ RNA، بيحط قطعة صغيرة قبل ما يبدأ البناء. لو حطيتوا كل إشي على إنزيم واحد، بتضيع الخطوات. والهيليكيز بيحتاج طاقة ATP ليفصل السلسلتين، وهاي معلومة بتنفعكم لما تراجعوا الشكل (20).
الحالة الثانية: الرائدة والمتأخرة. الكتاب بقول إنه إنزيم بلمرة DNA ما بيقدر يبني في اتجاه معاكس، أي من '3 إلى '5. فالسلسلة المُكمِّلة لإحدى سلسلتي القالب بتطلع متصلة، وهي السلسلة الرائدة، والسلسلة المُكمِّلة للقالب الثاني بتطلع قطع غير متصلة، وهي السلسلة المتأخرة. يعني كل سلسلة جديدة بتنبني من 5' إلى 3' دائماً، بس شكل الناتج بيختلف بين سلسلة وسلسلة. جرّبوا تحكوها بصوت عالي مرة وحدة، بتلاقوها أسهل.
الحالة الثالثة: التضاعف والتصحيح. في إنزيمات بنفس الأسماء، بلمرة DNA وربط DNA، بتظهر في الاثنين. بس التضاعف بيعمل نسخة جديدة، أما التصحيح فبيصلّح جزء تالف من سلسلة موجودة. والكتاب بذكر إنه التلف ممكن يجي من عوامل كيميائية ضارّة، مثل سموم بعض الفطريات والتبغ، أو من عوامل فيزيائية مثل الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية. وبيذكر الكتاب كمان إنه الخلية بتستخدم آليات لتصحيح اختلالات التضاعف نفسه.
تالا تمشي مع الخطوات
تالا مثال توضيحي مش شخص حقيقي، وفتحت الشكل (21) اللي بيبيّن بناء السلسلة الرائدة والسلسلة المتأخرة. وهاي الخطوات اللي كتبتها على ورقة، واحدة ورا الثانية:
- انفصال السلسلتين. كتبت: «الهيليكيز بيكسر الروابط الهيدروجينية بين النيوكليوتيدات المُتقابلة، وبيحتاج طاقة ATP». يعني ما بيبدأ البناء قبل ما تنفصل السلسلتان.
- تثبيت السلسلتين المفردتين. كل سلسلة مفردة بترتبط بالبروتينات المُرتبطة بالسلاسل المفردة، وهاي بتمنع السلسلتين ترجعوا تلتصقوا. وكل سلسلة مفردة بتصير قالب.
- سلسلة البدء. إنزيمات التضاعف ما بتقدر تبدأ لحالها، فإنزيم بادئ RNA بيضيف قطعة صغيرة من RNA، من 5 إلى 10 نيوكليوتيدات، وهي سلسلة البدء، عشان تصير في نهاية 3' حُرّة.
- السلسلة الرائدة. بلمرة DNA بتضيف نيوكليوتيدات مُكمِّلة لنيوكليوتيدات القالب، والبناء دائماً من 5' إلى 3'، فبتطلع سلسلة متصلة.
- السلسلة المتأخرة. على القالب الثاني البناء بيطلع على شكل قطع أوكازاكي، وبتنضاف سلسلة بدء جديدة كل مرة بيفصل فيها الهيليكيز جزء جديد من السلسلتين الأصليتين.
- الربط. بتنشال سلاسل البدء وبتتحط نيوكليوتيدات DNA مكانها، وإنزيم ربط DNA بيربط القطع المتجاورة بروابط فوسفاتية ثنائية الإستر.
- النتيجة. كتبت تالا في آخر الورقة: «جزيئا DNA متماثلان، وفي كل واحد سلسلة أصلية وسلسلة جديدة».
وبعدين فتحت تالا صفحة التصحيح، وقرأت إنه لو اتلف جزء من سلسلة DNA، بتحدد الإنزيمات الجزء التالف، وإنزيم النيوكلييز بيقطعه، وبعدها بتنسد الفجوة بنيوكليوتيدات مُكمِّلة للسلسلة المُقابلة غير التالفة، بإنزيم بلمرة DNA وإنزيم ربط DNA.
الإنزيمات جنب بعضها
| الاسم | ماذا يفعل | في أي خطوة |
|---|---|---|
| الهيليكيز | يكسر الروابط الهيدروجينية بين السلسلتين | الأولى |
| البروتينات المُرتبطة بالسلاسل المفردة | تمنع رجوع السلسلتين للارتباط | بعد الانفصال |
| إنزيم بادئ RNA | يضيف سلسلة البدء | قبل البناء |
| إنزيم بلمرة DNA | يضيف نيوكليوتيدات مُكمِّلة | البناء |
| إنزيم ربط DNA | يربط قطع أوكازاكي | الأخيرة |
أخطاء وبدائلها
- الخطأ: «الهيليكيز هو اللي بيبني السلسلة الجديدة». بدل منه: الهيليكيز بيفصل السلسلتين، وإنزيم بلمرة DNA هو اللي بيضيف النيوكليوتيدات.
- الخطأ: «السلسلة المتأخرة بتنبني من 3' إلى 5'». بدل منه: كل سلسلة جديدة بتنبني من 5' إلى 3'، والمتأخرة بتطلع قطع لأنه الإنزيم ما بيبني في الاتجاه المعاكس.
- الخطأ: «أحد الجزيئين الناتجين كله قديم والثاني كله جديد». بدل منه: كل جزيء فيه سلسلة أصلية وسلسلة جديدة مُكمِّلة إلها.
الخطوة الجاية
افتحوا صفحات هاي الوحدة الفرعية في الكتاب، وأعيدوا كتابة الخطوات السبع بإيديكم مثل ما عملت تالا، وانظروا الشكلين (20) و(21). وبعدين جرّبوا أسئلة على نفس الوحدة في بنك الأسئلة، وإذا ضعتوا في خطوة معينة، زكي جاهز ليشرحلكم إياها أو ليختبركم عليها.
