• DNA - حبر أون لاين

DNA المضيء ودوره في الكشف عن البروتين السّكّري!

تعتبر طرق الكشف عن البروتين السّكّري (الغليكوفورم) موضع اهتمام؛ لأنّ الغليكوفورم يؤثّر على حركة البروتين وتركيزه في الخلايا، وقد تمّ مؤخّراً الإعلان عن طريقة  تستخدم DNA بمثابة مؤشّر جزيئي!

 إنّ ارتباط جزيئات السّكّر بالبروتينات هي إحدى أكثر تعديلات البروتين شيوعاً.

تسمّى السّكّريّات الّتي ترتبط بالبروتين بـ (الغليكاناتglycans) حيث تقوم بتعديل الخصائص الفيزيولوجيّة والفيزيائيّة للبروتينات النّاقلة. لكنّ تتبّع البروتينات السّكّريّة أمر صعب خاصّة إذا كانت الجزيئات مختلفة.

اكتشف العلماء طريقة تعتمد على التّفاعلات الميكانيكيّة لمجموعة من الشّيفرات (الكودونات) DNA .

منذ أوائل التّسعينيّات، استخدم العلماء المواد المفلورة (مواد صبغيّة تصدر تألّقاً لونيّاً عند حدوث تفاعل أو ارتباط بين جزيئين) كعلامة أو مؤشّر تساعد في تمييز البروتين وحركته وتركيزه داخل الخلايا.

لكن بما أنّ السّكّريّات المرتبطة بالبروتين يمكن أن تؤثّر على البروتين فكان من الصّعب الكشف عنها وتتبّعها داخل الخلايا.

حاول الباحثون حلّ هذه المشكلة باستخدام تقنية التّألّق المناعي (FRET). في هذه التّقنية يتمّ إلحاق جزيء مفلور مع البروتين المطلوب وجزيء مفلور آخر مع السّكّر المحدّد.

ويحدث التّألّق فقط عندما يرتبط الجزيئان مع بعضهما أي خلال ارتباط السّكّر بالبروتين. مع ذلك فإنّ الحاجة لاستخدام جزيئين مفلورين مختلفين يمكن أن تحدّ من استخدامه، مثلاً عندما نريد الكشف عن عدّة بروتينات سكّريّة في نفس التّجربة.

وللسّيطرة على هذه المشكلة تمّ اختراع طريقة يتمّ فيها استخدام جزيئات DNA مفلورة وحيدة السّلسة لتكشف عن السّكّر المرتبطة  بالبروتين المطلوب.  كما في الشكل (الشكل1)

DNA - حبر أون لاين

الشّكل 1

حيث يحتوي أوّل جزيء DNA على تسلسل يُعرف بـالأبتمر Aptamer والّذي يرتبط بشكل خاصّ بالبروتين المطلوب، وكذلك يرتبط بتسلسل آخر وهو كود البروتين الّذي يحدّد البروتين. ويحتوي جزيء DNA على كود التّوقيت والّذي يكمل كود البروتين أي يتهجّن معه ويشكّل حلزوناً مزدوجاً.

أمّا جزيء DNA الثّالث فإنّه يحتوي على 3 أجزاء: شيفرة البروتين، وشيفرة السّكّر الأحادي المكمّل لشيفرة البروتين، والجزء الثّالث له بنية تشبه دبّوس الشّعر ويقوم بإكمال شيفرة السّكّر الأحادي.

إنّ DNA دبّوس الشّعر يرتبط برابطة تساهميّة بالسّكّر المحدّد بواسطة كود السّكّر الأحادي.

يحتوي دبّوس الشّعر أيضاً على مادّة مفلورة مرتبط بالنّهاية 5ʹ وجزيء خامل في النّهاية 3ʹ.

إنّ الجزيء الخامل يمنع المادّة المفلورة من التّألّق عندما يكون دبّوس الشّعر مغلقاً ويسمح له بالتّألّق عندما يكون مفتوحاً.

يتمّ الكشف عن كود البروتين بواسطة هذه العمليّة، ويمكن أن تشارك في دورة تفاعلات أخرى في وقت واحد.

إذاً كيف تتفاعل كلّ هذه المكوّنات في الكشف عن الغليكوفورم؟

تتمّ إثارة هذه العمليّة عندما يضاف DNA أحادي السّلسلة المكمّلة لـكود التّوقيت فيتمّ التّهجين بينها، وبالتّالي يتمّ استبدال وكشف كود البروتين.

ثم يتمّ تهجين البروتين المكشوف مع دبّوس الشّعر المرتبط بالسّكّر وفتح دبّوس الشّعر وكشف كود السّكّر الأحادي.

عندما يضاف جزئ المادّة المفلورة الّتي تأخد بنية دبّوس الشّعر، فإنّه يتمّ تهجين كود السّكّر الأحادي المكشوف مع سلسلة DNA المكمّلة فيؤدّي إلى فتح دبّوس الشّعر ممّا يسمح للمادّة المفلورة  بالتّألّق .

وبشكل أساسي، أظهر الباحثون أنّه يمكن توليد إشارات التّألّق وكشفها في الخلايا الّتي تمّ تعديلها باستخدام طريقة تُعرف بـالمؤشّرات الاستقلابيّة لإدخال دبّوس الشّعر الحامل للسّكّر ودمجه. إحدى مزايا هذه الطّريقة أنّه يمكن اختيار تسلسلات DNA الّتي يمكن استخدامها كمؤشّرات. حيث يمكن الكشف عن عدّة جزيئات من الغليكوفورم.

توضيح من أجل الدّراسات المستقبليّة أنّه غير معروف فيما إذا كانت السّكّريّات المرتبطة مع البروتين المطلوب قد تصدر التّألّق.

وأيضاً فقد لا تحتاج الطّريقة لتكون ذات كفاءة عالية لتولّد إشارة تألّق قابلة للكشف عن هذا البروتين، وأيّة إشارات دقيقة تنتج من الجزيئات المجاورة قد لا تكون مشكلة خطيرة.

مع ذلك هناك حاجة للمزيد من التّجارب الّتي تستخدم بروتينات سكّريّة أخرى تحتوي على عدد أقلّ من السّكّريّات المرتبطة لإثبات صحّة هذه الطّريقة بالكامل.

****

رابط المقال الأصلي بالّلغة الإنكليزيّة:
https://www.nature.com/articles/d41586-018-06092-y

****

ترجمة: هيفاء عجم.

مراجعة علميّة: نسرين قصّاب.

تدقيق لغوي: نور رجب.

تصميم غرافيك: ديمة عدل.

****

واقرأ أيضاً في حبر علوم:

كيف تستخدم طريقة الأباكوس “المعداد” لتعليم الرّياضيّات للأطفال؟ الجزء 2

كيف تستخدم طريقة الأباكوس “المعداد” لتعليم الرّياضيّات للأطفال؟ الجزء 1

Terracotta Screens .. تقنية جديدة تخلق خمسة أبنية خياليّة

أروع مزيج .. خليط من سحر العمارة مع متعة التّسوّق

ما لا تعرفه عن الكاسرات الشّمسيّة

تقنيات حديثة للاستفادة القصوى من ضوء الشّمس في الإنارة

الكيميرا في جسم الإنسان.. عند من توجد.. كيف توجد.. وما دورها؟

الكيميرا البشريّة/ الحيوانيّة .. هل يمكنها صنع أعضاء بشريّة؟!

يوم الصّحّة العالمي

10 أطعمة تمنحك السّعادة

هل تتغيّر مشاعر الإنسان لو أجرى عمليّة زرع قلب ؟

BARRISOL .. أطلق العنان لخيالك …فالخيال أصبح واقعاً

****

تابع حبرنا عبر

twitter    instagram   facebook

لا يوجد تعليقات

    استمتع بهذه المدونة؟ يرجى نشر الكلمة

    Follow by Email
    Facebook
    Instagram