Lakhasly

هناك عدة آليات ومسارات لإصلاح الأذى والخلل في DNA باستعمال أنواع مختلفة من الإنزيمات تعمل على أشكال مختلفة من الخطأ. وأحد أشكال الإصلاح هو إصلاح إزالة القواعد Base excision repair والذي تقوم به مجموعة إنزيمات تدعى glycosylases وهناك على الأقل 6 أنواع من هذا الإنزيم، كل إنزيم من هذه الإنزيمات بإمكانه التعرف على نوع من القواعد قد حدث فيه تغيير ويحفز على إزالته. ومن هذه القواعد التي يمكن للإنزيم التعرف عليها : 4 التي تحولت فيها الآصرة المزدوجة بين ذرتي كاربون (CC) إلى أصرة منفردة (C-C). وهذا يسمح للإنزيم بفحص كل أوجه" النيوكليوتيدات وهكذا يسير على طول DNA متفحصاً النيوكليوتيدات، إزالة القواعد بفعل إنزيم Glycosylase ينتج عنه ما يشبه الأسنان المفقودة هذا الشكل التركيبي يتعرف عليه إنزيم يدعى AP) AP endonuclease) تعني اللابيورينApurinic أو اللابايريمدين Apyrimidinic). أما إنزيمات Endonucleases فهي مجموعة الإنزيمات التي تقوم بتقطيع الحامض النووي من الداخل حيث يعمل AP endonuclease على تقطيع الآصرة الفوسفاتية ثنائية الأستر، الآلية الثانية للإصلاح تدعى الإصلاح بفقدان النيوكليوتيد Nucleotide excision repair، أي وجود تغييرات كبيرة الحجم وليس تغيير في قاعدة نايتروجينية كما في الآلية السابقة، وعندما توجد مثل هذه العيوب يقوم معقد متعدد الإنزيم بقطع DNA على جانبي منطقة الخلل من خلال تكسير الأصرة الفوسفاتية ثنائية الأستر، ويقوم إنزيم DNA helicase بإزالة الجزء المتضرر منه ويأخذه بعيداً، الفجوة الكبيرة الناتجة يتم ملؤها من قبل إنزيم البلمرة DNAP وإنزيم الربط DNA كل أجزاء الجينوم يمكن أن يتم فيها الإصلاح عند حدوث خلل في DNA، ولكن كيف يتم توجيه إنزيمات الإصلاح إلى موقع الخلل ؟ يعتقد أن إنزيم بلمرة RNA ) RNA وتدعى هذه الآلية بآلية الإصلاح المقترنة مع الاستنساخ Transcription-coupled repair، تعد آلية الإصلاح المقترنة بالاستنساخ ضرورية وخاصة في اللبائن المتقدمة مثل الإنسان، حيث أن جزء ضئيل جداً (حوالي 1% فقط من الجينوم يكون مشفر، وبذلك تتركز آلية الإصلاح في هذا الجزء فقط.

هناك عدة آليات ومسارات لإصلاح الأذى والخلل في DNA باستعمال أنواع مختلفة من الإنزيمات تعمل على أشكال مختلفة من الخطأ. وأحد أشكال الإصلاح هو إصلاح إزالة القواعد Base excision repair والذي تقوم به مجموعة إنزيمات تدعى glycosylases وهناك على الأقل 6 أنواع من هذا الإنزيم، كل إنزيم من هذه الإنزيمات بإمكانه التعرف على نوع من القواعد قد حدث فيه تغيير ويحفز على إزالته. ومن هذه القواعد التي يمكن للإنزيم التعرف عليها :

1- الأدنين A والسايتوسين C مزالة الأمين.

-2- القواعد المؤكسدة أو المؤلكلة Alkylated.

-3- القواعد مفتوحة الحلقة.

4 التي تحولت فيها الآصرة المزدوجة بين ذرتي كاربون (CC) إلى أصرة منفردة (C-C).

أما كيف تتعرف هذه الإنزيمات على القواعد المتغيرة فيعتقد العلماء أن الإنزيم يقوم بتقليب وتفحص القواعد المتغيرة ضمن الحلزون المزدوج، وهذا يسمح للإنزيم بفحص كل أوجه" النيوكليوتيدات وهكذا يسير على طول DNA متفحصاً النيوكليوتيدات، وعندما يجد الإنزيم القاعدة المتأذية يتعرف عليها ويزيل القاعدة من سكره الخماسي.

إزالة القواعد بفعل إنزيم Glycosylase ينتج عنه ما يشبه الأسنان المفقودة هذا الشكل التركيبي يتعرف عليه إنزيم يدعى AP) AP endonuclease) تعني اللابيورينApurinic أو اللابايريمدين Apyrimidinic). أما إنزيمات Endonucleases فهي مجموعة الإنزيمات التي تقوم بتقطيع الحامض النووي من الداخل حيث يعمل AP endonuclease على تقطيع الآصرة الفوسفاتية ثنائية الأستر، بعدها يتم إزالة الخلل ومن ثم يتم ملئ الفجوة المتولدة جراء العملية.

الآلية الثانية للإصلاح تدعى الإصلاح بفقدان النيوكليوتيد Nucleotide excision repair، وهذه الآلية تعمل عند وجود خلل كبير ضمن DNA مثل وجود الالتفافات، وأيضاً ارتباط هايدروكاربونات كبيرة الحجم مع DNA مثل Benzopyrene المسرطن، وكذلك Pyrimidine dimer (مثل T-T و T-C و (C-C التي تحدث بفعل أشعة UV عادةً، في هذه الحالة مجموعة كبيرة من معقد متعدد الإنزيم Multienzyme complex يقوم بفحص الحلزون المزدوج لإيجاد الالتفافات والأشكال الغريبة، أي وجود تغييرات كبيرة الحجم وليس تغيير في قاعدة نايتروجينية كما في الآلية السابقة، وعندما توجد مثل هذه العيوب يقوم معقد متعدد الإنزيم بقطع DNA على جانبي منطقة الخلل من خلال تكسير الأصرة الفوسفاتية ثنائية الأستر، ويقوم إنزيم DNA helicase بإزالة الجزء المتضرر منه ويأخذه بعيداً، الفجوة الكبيرة الناتجة يتم ملؤها من قبل إنزيم البلمرة DNAP وإنزيم الربط DNA

كل أجزاء الجينوم يمكن أن يتم فيها الإصلاح عند حدوث خلل في DNA، ولكن كيف يتم توجيه إنزيمات الإصلاح إلى موقع الخلل ؟ يعتقد أن إنزيم بلمرة RNA ) RNA
‏polymerase) الذي يستخدم في الاستنساخ يعمل على توجيه آليات الإصلاح إلى موقع الخلل ضمن DNA، حيث يرتبط RNA polymerase مع موقع الخلل من خلال بروتينات متخصصة ثم يقوم بجذب إنزيمات الإصلاح إلى الموقع، وتدعى هذه الآلية بآلية الإصلاح المقترنة مع الاستنساخ Transcription-coupled repair، إن هذه الآلية وبالتعاون مع الآليات الأخرى المذكورة سابقاً توجه عمليات الإصلاح لمعالجة الأجزاء المهمة من DNA على وجه السرعة وخاصة تلك التي تشفر عند حدوث خلل، أي الأجزاء التي تشفر الإنزيمات الإصلاح.

تعد آلية الإصلاح المقترنة بالاستنساخ ضرورية وخاصة في اللبائن المتقدمة مثل الإنسان، حيث أن جزء ضئيل جداً (حوالي 1% فقط من الجينوم يكون مشفر، وبذلك تتركز آلية الإصلاح في هذا الجزء فقط. ومن الجدير بالذكر عند الحديث عن أنواع الإصلاح أن هناك أنواع مختلفة من إنزيم البلمرة DNAP ( حوالي عشرة أنواع بعض هذه الأنواع لا تعمل بنفس دقة الأنواع الأخرى، هذه الأنواع الأقل دقة تستعملها الخلية عندما تواجه وجود خلل معقد في تركيب DNA ويسبب ذلك حالة طارئة بالنسبة للوقت (خاصة خلال دورة الخلية) فتلجأ الخلية إلى استعمال البلمرة DNAP المتخصصة الأقل دقة لضمان عبور الخلية هذه المرحلة الحرجة.