DNA چگونه می داند که در هر سلول کدام کار را انجام دهد؟

به گزارش سیناپرس اصفهان به نقل از لایو ساینس، از لحاظ تئوری، همه سلول‌های بدن توانایی یکسانی دارند زیرا از یک طرح اساسی برخوردارند. بنابراین، DNA  از کجا می داند که در سلول‌های خونی است و یا در سلول بویایی ؟ از کجا می‌داند کدام ژن باید «روشن» شود؟ چگونه سلول از عملکرد خود مطلع می‌شود و آن را انجام می‌دهد؟

مانند همه موارد مرتبط با DNA، این یک فرایند چند عاملی و بسیار تنظیم شده است. در انسان و موجودات دیگر با سلول‌های یوکاریوتی( که یک هسته محصور دارند) مفهومی معروف به «دگم یا باور مرکزی» توضیح می‌دهد که چگونه DNA به عنوان یک دستورالعمل به‌کار می‌رود و با اطلاع رسانی DNA به پیام رسان RNA (mRNA) این وظیفه را انجام می‌دهد و سپس به عنوان نقشه راه برای تولید پروتئین استفاده می‌شود. بنابراین، رونویسی قطعه مناسب DNA به mRNA  اولین قدم برای اطمینان از این است که سلول تمام پروتئین‌های مورد نیازش را در اختیار خواهد داشت.

کارن ردی، استادیار شیمی بیولوژیک در دانشکده پزشکی دانشگاه جان هاپکینز می‌گوید: پروتئین خاصی به نام عامل رونویسی، ژن ها را روشن می‌کند و فاکتورهای رونویسی به DNA متصل می‌شوند تا بتوانند ژن های خاص را افزایش یا کاهش دهند. اما مسیر بیان شده سوالی را ایجاد می کند: عامل رونویسی از کجا آمده است؟

 بسیاری از فاکتورهای رونویسی بارها در سلول ‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. مثل استفاده از قطعات مشابه در اتومبیل‌های متفاوت. یک عامل رونویسی می‌تواند ژن های متفاوت را در انواع مختلف سلول فعال کند. به عنوان مثال، یک فاکتور رونویسی به نام Olf-1 که در سلول‌های بویایی استفاده می‌شود با فاکتور استفاده شده در تعیین سلولهای B ، Ebf-1 یکسان است و فاکتور رونویسی می‌داند که ژن‌های مختلف را در این سلول‌ها فعال کند زیرا DNA در سلول‌های مختلف به صورت متفاوتی سازمان یافته و بسته بندی می‌شود، همچنین به عنوان نمود مختلف کروماتین شناخته می‌شود( کروماتین،کروماتیدهای سلول قبل از تقسیم سلولی‌اندکه به صورت رشته‌های نامنظم در هسته هستند.)
در هسته، مجموعه ای از DNA، پروتئین ها و RNA با هم کار می‌کنند تا رشته های طولانی DNA را بسته بندی کنند. این مجموعه کروماتین نام دارد. چگونگی اتصال DNA به یک مجموعه پروتئینی به نام هیستون و تغییرات شیمیایی در هیستون‌ها، چشم انداز کروماتین نامیده می شود. این روند بر روشنی و خاموشی ژن ها تأثیر می‌گذارد.

ردی افزود: سرانجام فرایندهایی وجود دارند که تغییرات طولانی مدت بیشتری را در  DNA ایجاد می کنند. به عنوان مثال، متیلاسیون DNA شامل افزودن یک گروه متیل به یک نوکلئوتید (سیتوزین "بلوک سازنده" DNA و ستون فقرات آن) و به طور کلی با سرکوب یک ژن در ارتباط است.

 

مترجم: هاجر غفاری