لخّصلي

تفسر الطبيعة اللولبية لجزيء DNA كيفية تضاعفه. تتحكم اإلنزيمات في عملية التضاعف. شريطي DNA ً عن طريق كسر الروابط الهيدروجينية التي تربط عادة الشريطين معا، هو »االنفكاك Unzipping ً » الذي ورد سابقا. حيث يلتصق جزيء من DNA بوليميريز بكل شريط مفرد، ً ويضيف في كل مرة نيوكليوتيد ً ا واحدا يرتبط بالشريط الجاري نسخه بواسطة رابطة يستطيع DNA بوليميريز النسخ فقط في االتجاه 5′ إلى 3′ على طول كل شريط، العلوي 3′ إلى 5′ ً باتجاه عملية االنفكاك تماما. ً نفسها ناسخا DNA ّ أثناء انفكاكه. وعلى العكس من الشريط األصلي العلوي، ثم العودة مرة أخرى لنسخ الجزء التالي من DNA المنفك، ّ تسمى قطع أوكازاكي fragments Okazaki على اسم عالم الكيمياء الحيوية الذي اكتشفها. يسم ّ ى الشريط الجديد الذي يتكون بالشريط المتأخر strand Lagging. ّ ينهي العملية إنزيم آخر يسمى DNA اليجيز ligase DNA. النيوكليوتيدات الجديدة بروابط تساهمية )فوسفات ثنائية اإلستر(، ّ مرتبطة بالشريط األصلي فقط بروابط هيدروجينية بين القواعد المكملة Complementary العمود الفقري سكر- فوسفات لجزيء DNA الجديد. يبين الشكل ٨-1 تفاصيل أكثر عن التضاعف،

تفسر الطبيعة اللولبية لجزيء DNA كيفية تضاعفه. ويعرف العلماء اآلن بالتفصيل كيف
تحدث هذه العملية، وأنها تحدث أثناء الطور S من دورة الخلية.
تتحكم اإلنزيمات في عملية التضاعف. وهي تبدأ بفك التفاف اللولب المزدوج وانفصال
شريطي DNA ً عن طريق كسر الروابط الهيدروجينية التي تربط عادة الشريطين معا، وهذا
هو »االنفكاك Unzipping ً » الذي ورد سابقا. بعد ذلك، يستخدم إنزيم DNA بوليميريز DNA
polymerase في عملية النسخ، حيث يلتصق جزيء من DNA بوليميريز بكل شريط مفرد،
ً ويضيف في كل مرة نيوكليوتيد ً ا واحدا يرتبط بالشريط الجاري نسخه بواسطة رابطة
هيدروجينية.
يستطيع DNA بوليميريز النسخ فقط في االتجاه 5′ إلى 3′ على طول كل شريط، ويسبب
ذلك مشكلة. فإذا أمعنت النظر في الشكل ،٧-1 فسترى أنه يجري نسخ الشريط األصلي
العلوي 3′ إلى 5′ ً باتجاه عملية االنفكاك تماما. ويتبع DNA ّ بوليميريز اتجاه عملية االنفكاك
ً نفسها ناسخا DNA ّ أثناء انفكاكه. ويسم ّ ى الشريط الجديد الذي يتشكل بالشريط المتقدم
strand Leading ّ . أما نسخ الشريط األصلي السفلي 5′ إلى ،3′ فيجري بعكس اتجاه االنفكاك،
وعلى العكس من الشريط األصلي العلوي، وهذا يعني أنه على DNA بوليميريز نسخ جزء
منفك من DNA ّ ، ثم العودة مرة أخرى لنسخ الجزء التالي من DNA المنفك، ومع االستمرار
في تكرار هذه العملية، ينتج من ذلك مجموعة من القطع الصغيرة من DNA ّ التي تم نسخها
ّ تسمى قطع أوكازاكي fragments Okazaki على اسم عالم الكيمياء الحيوية الذي اكتشفها.
ّ وفي هذه الحالة، يسم ّ ى الشريط الجديد الذي يتكون بالشريط المتأخر strand Lagging.
ّ ينهي العملية إنزيم آخر يسمى DNA اليجيز ligase DNA. وظيفة هذا اإلنزيم ربط جميع
النيوكليوتيدات الجديدة بروابط تساهمية )فوسفات ثنائية اإلستر(، والتي تكون قبل ذلك
ّ مرتبطة بالشريط األصلي فقط بروابط هيدروجينية بين القواعد المكملة Complementary
bases. يربط DNA اليجيز النيوكليوتيدات المتجاورة بروابط فوسفات ثنائية اإلستر لتكوين
العمود الفقري سكر- فوسفات لجزيء DNA الجديد. ترتبط قطع أوكازاكي بالطريقة
ً نفسها أيض ّ ا. يبين الشكل ٨-1 تفاصيل أكثر عن التضاعف، بما في ذلك ازدواج القواعد