آليات إصلاح الحمض النووي البكتيري: التصليح الاستئصالي. استعادة التنشيط الضوئي. التصحيح عقب التضاعف



أضرار الحمض النووي:

تتعرض الخلايا البكتيرية باستمرار لأضرار الحمض النووي من مصادر متنوعة، مثل الإشعاع والأشعة فوق البنفسجية والمواد الكيميائية.

آليات إصلاح الحمض النووي البكتيري:

وللحفاظ على سلامة جيناتها، طورت البكتيريا مجموعة من آليات إصلاح الحمض النووي الفعالة.

1. التصليح الاستئصالي:

  • يُعدّ هذا النظام أحد أكثر آليات إصلاح الحمض النووي شيوعًا لدى البكتيريا.
  • ويهدف إلى إزالة الأضرار الجسيمة من الحمض النووي، مثل تلف ثنائي البيريميدين أو ارتباط القواعد بمواد سامة أو مطفرة مثل Aflatoxine B1 و Benzopyrène.
يتضمن هذا النظام الخطوات التالية:
  • التمييز: تتعرف إنزيمات معينة على الضرر في الحمض النووي.
  • الشق: تقوم إنزيمات أخرى بقطع الحمض النووي على جانبي الضرر.
  • الإزالة: يتم إزالة القطعة التالفة من الحمض النووي.
  • النسخ: تُستخدم المعلومات من الشريط المقابل من الحمض النووي لملء الفجوة.
  • الربط: تُربط الأجزاء المُصلحة من الحمض النووي معًا بواسطة إنزيمات ligase.

2. استعادة التنشيط الضوئي (Photoreactivation):

  • تُستخدم هذه الآلية لإصلاح تلف الحمض النووي الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية.
  • تعتمد على إنزيم Photolyase، الذي يستخدم طاقة الضوء لإعادة ربط ثنائي البيrimidines المُتشابكة.

3. التصحيح عقب التضاعف (Mismatch Repair):

  • تُستخدم هذه الآلية لإصلاح الأخطاء التي تحدث أثناء تكرار الحمض النووي.
  • تقوم إنزيمات معينة بمقارنة الشريط المُتكرر حديثًا بالشريط الأصلي وتحديد أي عدم تطابق.
  • ثم يتم تصحيح عدم التطابق عن طريق إزالة القاعدة الخاطئة أو إدخال القاعدة الصحيحة.

ميزات آليات إصلاح الحمض النووي البكتيري:

  • الكفاءة: تُصلح هذه الآليات مجموعة واسعة من أضرار الحمض النووي بدقة عالية.
  • السرعة: تحدث عملية الإصلاح بسرعة نسبيًا، مما يسمح للخلايا البكتيرية بالتعافي من الضرر بسرعة.
  • التنوع: تمتلك البكتيريا مجموعة متنوعة من آليات إصلاح الحمض النووي، مما يسمح لها بالتكيف مع أنواع مختلفة من الضرر.

أهمية إصلاح الحمض النووي البكتيري:

  • الحفاظ على سلامة الجينوم: تُساعد آليات إصلاح الحمض النووي البكتيرية على الحفاظ على سلامة الجينوم البكتيري، مما يضمن استقرار الجينات وانتقالها بشكل صحيح إلى الأجيال القادمة.
  • الحماية من السرطان: تُساعد آليات إصلاح الحمض النووي البكتيرية على حماية الخلايا من السرطان عن طريق إزالة الأضرار التي يمكن أن تؤدي إلى طفرات سرطانية.
  • المقاومة للمضادات الحيوية: تُساعد آليات إصلاح الحمض النووي البكتيرية بعض البكتيريا على تطوير مقاومة للمضادات الحيوية عن طريق إصلاح الأضرار التي تسببها المضادات الحيوية.

الخلاصة:

  • تُعدّ آليات إصلاح الحمض النووي البكتيري ضرورية للحفاظ على سلامة الجينوم البكتيري وحماية الخلايا من الضرر.
  • تتميز هذه الآليات بالكفاءة والسرعة والتنوع، مما يسمح للبكتيريا بالتكيف مع مجموعة واسعة من البيئات.