الإنزيمات القاطعة.. الجينات موجودة على الكروموسومات على شكل حبات متصلة ببعضها البعض وليست على شكل قطع منفصلة



الإنزيمات القاطعة Restraction enzymes

كما هو معروف فان البروتينات موجودة داخل الخلية على شكل قطع منفصلة عن بعضها البعض وهذا يسهل عملية فصلها عن بعضها بطرق مناسبة.

الترابط في الجينات:

ولكن الجينات موجودة على الكروموسومات على شكل حبات متصلة ببعضها البعض وليست على شكل قطع منفصلة وهذا التسلسل والترابط في الجينات جعل عملية فصل وعزل واستخلاص جين محدد من بقيه الجينات مهمة صعبة ان لم تكن مستحيلة قبل عام 1970 ولكن اكتشاف الإنزيمات القاطعة قد ساعد في عملية استخلاص الجينات و قطع الـ DNA.

قص الحمض النووي:

إن لكل كائن حي طرق دفاع مختلفة تحميه من غارات الأعداء والبكتيريا هي إحدى هذه الكائنات ومن أهم أعدائها الفيروسات المختلفة. وتقوم بعض البكتيريا بإنتاج  إنزيمات قاطعة مهمتها تدمير الفيروسات.
وتقوم هذه المقصات أو القواطع بقص الحمض النووي الـدنا  للفيروس و بذلك يشل عمله ويبطل مفعولة.
وبما أن الدي إن أي مادة موجودة بشكل طبيعي في البكتيريا كما هو الحال في الفيروسات والكثير من الكائنات الحية فان هذه المقاص قد تشكل خطرا على البكتيريا نفسها في قصها للدنا الخاص بها.
ولكن هذا لا يحدث بسبب قيام حالة البكتيريا البكتريا بتحوير أجزاء من الدي إن أي الخاص بها عن طريق إضافة مجموعة المثيل إلى الادنين أو السيتوسين فلا يتمكن الانزيم القاطع من قص الحمض النووي الخاص بالبكتيريا.

التحكم في الحمض النووي:

وعند اكتشاف هذه القواطع في السبعينيات بدأ العلماء في استخدامها كمقاص لقص الدي إن أي وساعدتهم هذه المقاص في عملية التحكم في الدي أن أي.
و يوجد حاليا أكثر من مائه نوع من هذه المقاص وتقسم هذه المقاص إلى نوعين رئيسيين، النوع الأول يقص شريط الدي إن أي المزدوج بشكل يقص بشكل متعرج والنوع الثاني Staggered رأسي مستقيم و بالتالي يجعل طرفي الدي إن أي المقطوع مادة قابلة "للزق" قطعة غريبة من الدي أن أي فيها وعند لزق قطعة من الدي إن أي في داخل الفراغ الناتج من القطع ينتج لنا قطعة مركبة من قطعتين مختلفتين من الدي إن أي وهذه القطعة تسمى دي إن أي مهجّن أو Recombinant DNA.

كيف يتعرف الإنزيم القاطع على المكان المفترض أن يحدث القطع فيه؟

 كل إنزيم قاطع عبارة عن مقص خاص لقطع الدي إن أي في نقطة محددة.
ويتعرف الإنزيم القاطع على مكان القطع حسب تسلسل الدي إن أي للقطعة.
فكل إنزيم قاطع يقطع في تسلسل محدد فمثلا GAATTC  يقطع عندما  يجد Eco RI الإنزيم القاطع وهو من الانزيمات التي تقطع الـدنا بشكل متعرج:
تسلسل مواقع القطع
Recognition Sites
لبعض الإنزيمات القاطعة
الإنزيم القاطع
المصدر
المقطع
الذي تُميزه
Eco RI
Escherichia coli
GAATTC
Hind III
Haemophilus influenzae
AAGCTT
TaqI
Thermus aquaticus
TCGA

ملاحظة:

إذا لم يقطع الانزيم في احد الاماكن التي كان من المفترض ان يقصها ولم يتم القطع فنستنتج ان الشخص لديه طفرة فتظهر لديه قطع متفاوته بالطول وتدعى هذه الطريقة بتفاوت القطع المحددة (Restriction Fragment Length polymorphism.( RFLP.