خطوات الاستخدام
الخطوة الأولى: إدخال تسلسل DNA. يجب أن يتكون التسلسل من الحروف A، T، G، C فقط، ويمثل الشريط المُستَنسَخ (template strand) أو الشريط المُشفِّر (coding strand)؟ عادةً ما تُستخدم سلسلة القالب (template strand) في النسخ، لكن في الحاسبة نفترض أن المستخدم يُدخل تسلسل الشريط المُشفِّر (المطابق للـ mRNA ما عدا استبدال T بـ U). لذلك، كل ما عليك هو كتابة التسلسل كما هو من 5' إلى 3'.
الخطوة الثانية: تحديد إطار القراءة (Reading Frame). الإطار هو موقع البداية الذي يُحدد كيفية تقسيم تسلسل الـ mRNA (الناتج عن النسخ) إلى ثلاثيات (كودونات). الإطارات المتاحة هي 1 و2 و3، حيث أن الإطار 1 يبدأ من الحرف الأول، الإطار 2 من الحرف الثاني، والإطار 3 من الحرف الثالث. هذا الإطار مهم جداً لأنه يُحدد أي تسلسل بروتيني سيتم ترجمته لاحقاً. في الحاسبة، سنستخدم إطار القراءة لتقسيم الـ mRNA بعد تحويله.
الخطوة الثالثة: عملية النسخ (Transcription). في هذه الخطوة، يتم تحويل تسلسل DNA إلى mRNA عبر استبدال كل حرف T (ثايمين) بالحرف U (يوراسيل). إذا كان التسلسل المدخل يمثل الشريط المُشفِّر، فإن الـ mRNA الناتج سيكون مطابقاً له مع استبدال T بـ U. إذا كان الشريط القالب، فيجب أولاً الحصول على المكمل (Complement) ثم استبدال T بـ U. لكن في هذه الحاسبة، نفترض أن المستخدم يُدخل الشريط المُشفِّر مباشرة.
الخطوة الرابعة: تطبيق إطار القراءة. بعد الحصول على تسلسل الـ mRNA، نبدأ من النوكليوتيد المحدد بواسطة الإطار (1، 2، أو 3) ونقسم التسلسل إلى مجموعات متتالية من ثلاث نوكليوتيدات (كودونات). إذا كان طول التسلسل لا يقبل القسمة على 3، فسيتم تجاهل النوكليوتيدات الزائدة في النهاية. هذا التقسيم يحاكي الطريقة التي تقرأ بها الريبوسومات الـ mRNA أثناء الترجمة.
الخطوة الخامسة: عرض الناتج. تُظهر الحاسبة تسلسل الـ mRNA كاملاً (بعد استبدال T بـ U) ثم قائمة الكودونات حسب إطار القراءة المحدد. يمكن للمستخدم استخدام هذه الكودونات لترجمتها إلى أحماض أمينية باستخدام جدول الشفرة الوراثية. هذه الحاسبة تركز على خطوة النسخ فقط، لذا لا تقدم الترجمة، لكنها تُمهد الطريق لها.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على النسخ في DNA بخطوات الحل كاملة.
الحل
أولاً: نقوم بعملية النسخ (استبدال T بـ U): التسلسل الأصلي: ATGCTTACGATCG. بعد النسخ: AUG CUU ACG AUC G. لاحظ أننا استبدلنا كل T بـ U. ثانياً: تطبيق إطار القراءة 1: نبدأ من أول نوكليوتيد ونقسم إلى ثلاثيات: AUG-CUU-ACG-AUC-G. نلاحظ وجود نوكليوتيد واحد (G) في النهاية لا يشكل كودوناً كاملاً، لذلك يتم تجاهله. إذن قائمة الكودونات هي: AUG, CUU, ACG, AUC. هذا يعني أن الـ mRNA يبدأ بكودون البداية AUG (ميثيونين) ثم كودون CUU (لوسين)، ACG (ثريونين)، AUC (إيزولوسين). إذا تمت الترجمة، سيكون البروتين الناتج: Met-Leu-Thr-Ile. هذا مثال واقعي يوضح كيف أن إطار القراءة يحدد تسلسل الأحماض الأمينية.
الحل
النسخ يعطي نفس الـ mRNA: AUG CUU ACG AUC G. لكن إطار القراءة 2 يعني أننا نبدأ من النوكليوتيد الثاني. أي نحذف أول نوكليوتيد (A) ونبدأ من U. ثم نقسم إلى ثلاثيات: UGC-UUA-CGA-UCG. نلاحظ هنا أن أول كودون هو UGC (سيستين)، ثم UUA (لوسين)، CGA (أرجينين)، UCG (سيرين). لا يوجد كودون بداية AUG، لذلك البروتين الناتج سيكون مختلفاً تماماً. هذا يوضح كيف أن تغيير إطار القراءة يمكن أن يغير تسلسل الأحماض الأمينية بالكامل، وقد يؤدي إلى بروتين غير وظيفي. في الواقع، الطفرات التي تغير إطار القراءة (frameshift mutations) خطيرة جداً.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة النسخ في DNA.
قيم مُدخَلة قياسية
- تسلسل DNA
- 904.2
- إطار القراءة
- 1
- Include Amino Acids
- نعم