الاختلاف الرئيسي بين الالتفاف الفائق الإيجابي والسلبي للحمض النووي هو أنه أثناء الالتفاف الفائق الإيجابي للحمض النووي ، يتم تجاوز خيط الحمض النووي مقارنة بحالة الاسترخاء ، بينما أثناء الالتفاف الفائق السلبي للحمض النووي ، يكون خيط الحمض النووي تحت الجرح مقارنةً بالـ حالة استرخاء
الالتفاف الفائق للحمض النووي هو مقدار الالتواء في خيط الحمض النووي (لف أكثر من اللازم أو تحت اللف) ، وهو يحدد مقدار الضغط على الشريط. إن الإنزيمات Topoisomerases هي الإنزيمات التي تسهل وتنظم الالتفاف الفائق للحمض النووي لتعزيز تكرار الحمض النووي ونسخه. إنها موجودة في جميع الخلايا ، بما في ذلك البكتيريا والبشر.يعد الالتفاف الفائق للحمض النووي مهمًا للعديد من العمليات الخلوية مثل ضغط الحمض النووي والتعبير الجيني ، من خلال تنظيم الوصول إلى الشفرة الجينية. هناك نوعان من الالتفاف الفائق للحمض النووي مثل الالتفاف الفائق الإيجابي واللف الفائق السلبي.
ما هو الالتفاف الفائق الإيجابي للحمض النووي؟
الالتفاف الإيجابي للحمض النووي هو عملية يتم فيها الالتفاف على حبلا الحمض النووي مقارنة بحالة الاسترخاء. يحدث هذا عندما يكون التشكل الحلزوني المزدوج للحمض النووي (اليد اليمنى) ملتويًا أكثر إحكامًا (فوق الجرح في وضع اليد اليمنى) حتى يتشوه الهيكل الحلزوني ويتطور إلى مستوى "عقدة".
الشكل 01: الالتواء الفائق للحمض النووي
المعادلات الرياضية توضح بالتفصيل الالتفاف الإيجابي للحمض النووي.لا يتم لف الحمض النووي بشكل إيجابي خلال الحالات الطبيعية ولكنه يحدث فقط أثناء العمليات الخلوية ، على سبيل المثال ، لتسهيل الانقسام حيث يتم فصل الحمض النووي الشقيق المضاعف إلى خلايا ابنة أثناء الطور البيني في تطوير وصيانة المجالات المرتبطة طوبولوجيًا. هذه المجالات هي TADs. علاوة على ذلك ، أثناء تجميع الكروموسوم الانقسامي ، فقد ثبت أن مادة التكثيف تحفز الالتفاف الإيجابي للحمض النووي. التكثيف عبارة عن مركب بروتيني كبير يلعب دورًا رئيسيًا في تجميع الكروموسوم الانقسامي ويحث على الالتفاف الإيجابي بطريقة تعتمد على التحلل المائي ATP.
ما هو الالتفاف الفائق السلبي للحمض النووي؟
الالتفاف الفائق السلبي للحمض النووي هو عملية يكون فيها خيط الحمض النووي تحت الجرح مقارنة بحالة الاسترخاء. يحدث هذا عندما يكون التشكل الحلزوني المزدوج للحمض النووي (اليد اليسرى) ملتويًا أخف وزناً (تحت الجرح في وضع اليد اليسرى) حتى يصبح الهيكل الحلزوني مسترخياً أكثر من الشكل العادي B المريح للحمض النووي.يسهل نسخ الحمض النووي ونسخه من خلال إنزيمات توبويزوميراز.
الشكل 02: الالتفاف السلبي للحمض النووي
اللف الفائق للحمض النووي ينتج نوعين من الهياكل تسمى plectoneme أو حلقي. في بعض الأحيان ، يمكن أن يكون مزيجًا من الاثنين. أثناء الالتفاف الفائق السلبي للحمض النووي ، سينتج جزيء الحمض النووي إما حلزون أيمن ثنائي البداية مع حلقات طرفية (plectoneme) أو حلزون أعسر ببداية واحدة (حلقي). Plectonemes أكثر شيوعًا في الطبيعة ، خاصة في البكتيريا.
ما هي أوجه التشابه بين اللفائف الفائقة الإيجابية والسلبية للحمض النووي؟
- الالتفاف الفائق الإيجابي والسلبي للحمض النووي موجود في جميع الكائنات الحية (من البكتيريا حتى البشر)
- كلتا العمليتين تغير شكل خيط الحمض النووي.
- أنها تؤثر على البنية الحلزونية المزدوجة للحمض النووي.
- علاوة على ذلك ، كلا الآليتين مهمتان لتسهيل العديد من الوظائف الخلوية.
- تتحكم الإنزيمات في الالتفاف الفائق الإيجابي والسلبي للحمض النووي.
ما هو الفرق بين اللفائف الفائقة الإيجابية والسلبية للحمض النووي؟
الفرق الرئيسي بين الالتفاف الفائق الإيجابي والسلبي للحمض النووي هو أنه أثناء الالتفاف الإيجابي للحمض النووي ، يتم تجاوز خيط الحمض النووي مقارنة بحالة الاسترخاء بينما أثناء الالتفاف الفائق السلبي للحمض النووي ، يكون خيط الحمض النووي تحت الجرح مقارنةً بالـ حالة استرخاء. يتم لف دنا معظم الكائنات الحية بشكل سلبي في الحالة الطبيعية. يحدث الالتفاف الفائق الإيجابي فقط أثناء وظائف خلوية معينة. علاوة على ذلك ، يحدث الالتفاف الفائق الإيجابي للحمض النووي باتجاه الجانب الأيمن ، بينما يحدث الالتفاف الفائق السلبي للحمض النووي باتجاه الجانب الأيسر.
يعرض الرسم البياني أدناه الاختلافات بين الالتفاف الفائق الإيجابي والسلبي للحمض النووي في شكل جدول للمقارنة جنبًا إلى جنب.
ملخص - التفاف زائد إيجابي مقابل سلبي للحمض النووي
الالتفاف الفائق للحمض النووي مهم في العديد من العمليات الخلوية ، مثل ضغط الحمض النووي والتعبير الجيني ، من خلال تنظيم الوصول إلى الشفرة الجينية. كما أنه يسهل وينظم الالتفاف الفائق للحمض النووي لتعزيز تكرار الحمض النووي ونسخه. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين الالتفاف الفائق الإيجابي والسلبي للحمض النووي في أنه أثناء الالتفاف الفائق الإيجابي للحمض النووي ، يتم تجاوز خيط الحمض النووي مقارنة بحالة الاسترخاء ، بينما أثناء الالتفاف الفائق السلبي للحمض النووي ، يكون خيط الحمض النووي تحت الجرح مقارنة بحالة الاسترخاء. تم تطوير كلتا عمليتي الالتفاف الفائق لخيط معين بواسطة صيغة رياضية. تتم مقارنة كلتا العمليتين بحالة مرجعية تُعرف باسم الحالة المسترخية للحمض النووي أو شكل B المريح للحمض النووي.
