رتبها

صحح معلوماتك البيولوجية 🧬
التشابه الجيني
كثيرا ما يتكرر في مساحات تويتر وبشكل خاطيء ولا بد من ضبط المعلومة بالعودة للأساسيات
أولاً : لا بد من الوقوف على تعريف Conserved regions وهو يشير إلى مناطق في التسلسل الجيني لجين معين متشابهة او متطابقة بين مجموعة من الكائنات
1/

في حال وجود تشابه في التسلسل ولنأخذ اشهر مثال جين السايتكروم C - Cox1 هنا نقول إنه يوجد اصل تطوري evolutionary origin وهذا محفوظ على مر الوقت وهناك عدة طرق علمية لذلك :
1/ pairwise sequence alignment
وهي طريقة كلاسيكية للمقارنة بين جينين والتعرف على نقاط التشابه والإختلاف
2/

Multiple sequence alignment /2
وهنا محاولة معرفة الربط بين عدة جينات لمعرفة المناطق المحفوظة بين عدة كائنات - مثلا ان تأخذ تسلسل جين Cox1 عند ذبابة الفاكهة والفأر والإنسان وسيظهر لك البرنامج نقاط التشابه
Phylogenetic analysis /3
وهذه الطريقة هي بناء شجرة التي توضح..
3/

التقارب التطوري بين الكائنات بناء على تسلسل DNA.
بناء على هذه الطرق يستطيع العلماء معرفة درجة التقارب وهذه المعلومات تساعد على معرفة عمل الجين وسلوكه على مر الزمن وهناك العديد من الأمثلة بإمكان اي شخص يعرف اساسيات البيولوجيا ان يقوم بعمل تحليلات التطابق مثل HBB او SHH
4/

مثلا خلال عمل تحليل ل جين السايتكروم بين الكائنات هناك مناطق تشابه مشتركة motifs من الإنسان حتى الخميرة وهي MKIILFTL و VLPALIICITGTLI وهذه المناطق ضرورية للمحافظة على شكل وعمل البروتين الناتج من عملية التعبير الجيني والتي حُفظت مع الزمن
ما معنى كلمة motif ؟
5/

في البيولوجيا الجزيئية هو نمط متسلسل متكرر في البروتين او تسلسل الجين الذي يحدد الشكل او الوظيفة وهذه تعد تسلسلات بسيطة من الاحماض الامينية او DNA موجودة بشكل اساسي في العملية البيولوجية مثل انها ترتبط بتسلسل binding to ligands او ترتبط ببروتينات اخرى interacting with protein
6/

اعلم ان الموضوع معقد لغير المتخصص ولكن كل تعريف هنا مهم والتناول السطحي للموضوع يضعف حجة المناقش مثلا كأن يقال عملية صناعة البروتين مختلفة بين الكائنات 🧐 protein synthesis بالعودة الى الدوجما الأساسية
DNA -> RNA -> protein
هذه قاعدة ثابتة بين الكائنات ولكن المختلف…
7/

ركز على السهم بين كل مخرج وهنا يقبع ما يسمى ب regulatory mechanisms!
وهي طرق للمحافظة على عملية التعبير الجيني وانتاج البروتين في ظل اي مؤثر و هي:
- Transcriptional regulation
- post transcriptional regulation
- Translational regulation
- post translational regulation
8/

كل واحدة من هذه الطرق فيها شبكة من الجينات لضمان انتاج بروتين معين وغالبا هي متخصصة انا على مستوى الجين او على مستوى الخلية وتعلب دور مهم في كافة العمليات الحيوية وكذلك في تفسير الأمراض
9/

اهنا اعرض الموضوع لمعرفة كم التعقيد في عملية انتاج بروتين!
لنبدأ من DNA-> RNA
في هذا السهم هناك transcriptional regulation وفيها شبكة من جينات تعرف ب Transcription factors او عوامل النسخ والتي تتحكم في ارتباط انزيم RNA polymerase
10/

لنفرض انه تم انتاج ال RNA لجين معين فهل سينطلق إلى ان يصبح بروتين او انه سيتعرض لبعض العمليات وهو ما يسمى ب Post transcriptional regulation والتي قد تتضمن اضافات على RNA بما يعرف ب modifications ولها نوعين : editing او splicing وهذا سيحدد ترجمته لبروتين او توازنه او تمركزه
11/

تمت عمليات ما بعد النسخ الآن ال RNA جاهز ليدخل عملية الترجمة
RNA -> Protein
Translation الى بروتين وهنا ايضا لها عمليات وشبكة جينات :
-initiation
-elongation
-termination or translation
12/

واصبح لدينا بروتين 🤗 ولكن قبل ان يبدأ عمله لا بد من انتقاله الى عمليات ما بعد الترجمة Post translational regulation وهي إما او:
-phosphorylation
-glycosylation
-ubiquitination
وكل عملية لها اثر في عمل البروتين او تمركزه الخلوي sub - cellular localization او استقراره
13/

يعني حتى تصل إلى نتيجة نفي تشابه بروتين بين الكائنات لا بد ان تمسك السلسلة من بداية ال DNA انتهاء الى ما بعد عمليات الترجمة لإن الشبكات الجينية بين كل عملية وعملية قد تختلف من كائن لآخر وهي مثل الإكسسوارات الضرورية لكن على مستوى كل كائن
هذه التغريدة مثبتة سيضاف لها الكثير🧬

مثال على ما سبق :
بروتين الإنسولين
هو متشابه highly conserved بين الكائنات لكن هل ميكانيكيات صناعة الأنسولين متشابهة ؟
رغم ان الناتج هو نفسه ..

في الإنسان 👨‍🌾: صناعة بروتين الأنسولين تخضع لشبكة معقدة من التشابكات الجينية بما فيهم عوامل النسخ Transcription factors مثل
Pdx1 , NeuroD1 and MafA
والتي ترتبط على سلسلة DNA الخاصة بالأنسولين لتحفيز عملية التعبير الجيني
يتبع 🚶‍♂️

في الفأر 🐁: التشابكات الجينية المشاركة في صناعة الانسولين تشبه الى حد كبير الإنسان ولكن هناك بعض الإختلافات مثل ان جين MafA في الفأر مهم في تمايز خلايا بيتا في البنكرياس ولكن ليس عند الإنسان .

ذبابة الفاكهة 🪰:
كذلك الحال كما في الانسان والفأر فعملية انتاج الانسولين مرتبطة في العديد من التشابكات الجينية ولكن عوامل النسخ هنا مختلفة وهي dFOXO و dMaf والناتج هو بروتين الأنسولين
اذا هنا يجب ان نتحرى الدقة في تشابه او اختلاف و التركيز بكل ما يحيط عملية DNA->RNA-> Protein

التصنيفات

المزيد من هذا الكاتب

مواضيع ذات صلة

الأكثر اعجابا

التصنيفات

المزيد من هذا الكاتب

مواضيع ذات صلة

الأكثر اعجابا

فك الثريد