خطوات الاستخدام
الخطوة الأولى: أدخل تسلسل الحمض النووي (DNA) الذي تريد تحليله. يجب أن يكون التسلسل بصيغة نصية تحتوي على الحروف A، T، C، G فقط (مثل 'ATGCGAATTCGATC'). هذا التسلسل يمكن أن يكون من أي مصدر، مثل الجينوم البشري أو البلازميد. ستقوم الحاسبة بالبحث عن مواقع التعرف الخاصة بأنزيمات القطع (Restriction Enzymes) بداخله.
الخطوة الثانية: تفهم كيف تعمل أنزيمات القطع. هذه الإنزيمات تتعرف على تسلسلات محددة قصيرة (عادة 4-8 أزواج قاعدية) وتقطع الرابطة الفوسفودايستر في كلا السلسلتين. على سبيل المثال، إنزيم EcoRI يتعرف على 'GAATTC' ويقطع بين G و A. الحاسبة ستقوم بمحاكاة هذا القطع.
الخطوة الثالثة: بعد إدخال التسلسل، ستقوم الحاسبة بفحصه بحثاً عن جميع مواقع التعرف لأنزيمات القطع المعروفة. يمكنك اختيار مجموعة معينة من الإنزيمات أو استخدام قاعدة بيانات شاملة. ستقوم الحاسبة بإرجاع أجزاء الحمض النووي الناتجة عن القطع، مع أطوالها وأطرافها (لزجة أو ناعمة).
الخطوة الرابعة: تفسير النتائج. ستظهر قائمة بمواقع القطع (موضع البداية والنهاية)، وأسماء الإنزيمات التي قطعت في كل موقع، وأطوال الأجزاء الناتجة. على سبيل المثال، إذا قطعت إنزيمان في نفس الموضع، قد تحصل على أجزاء متعددة. يمكن استخدام هذه المعلومات في تطبيقات مثل الاستنساخ الجزيئي (Cloning) أو بصمة الحمض النووي (DNA Fingerprinting).
الخطوة الخامسة: تطبيق عملي. إذا كنت تخطط لهضم البلازميد، تأكد من استخدام الإنزيمات المناسبة التي تنتج أطرافاً لزجة متوافقة مع إدراجك. يمكن للحاسبة أيضاً التنبؤ بنمط الهضم على هلام الأغاروز (Agarose Gel) بناءً على أطوال الأجزاء.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على هضم الإنزيمات المقطعة بخطوات الحل كاملة.
الحل
إجابة تفصيلية:
التسلسل المعطى: ATGCGAATTCGATCGAATTCGATC (طول 24 زوج قاعدي).
إنزيم EcoRI يتعرف على GAATTC ويقطع بين G و A. نبحث عن GAATTC في التسلسل.
نجد موقعين: عند الموضع 5-10 (ATGCG **GAATTC** GATCGAATTCGATC) وعند الموضع 16-21 (GATCGA **GAATTC** GATC). القطع الأول يحدث بعد الموضع 5 (بين G و A)، والثاني بعد الموضع 16. نتيجة ذلك:
- الجزء الأول: من الموضع 1 إلى 5 (ATGCG) طوله 5 أزواج.
- الجزء الثاني: من الموضع 6 إلى 16 (AATTCGATCGA) طوله 11 زوجاً (لاحظ أن القطع الأول يعطي أطراف لزجة: AATT... من جهة و...G من الجهة الأخرى).
- الجزء الثالث: من الموضع 17 إلى 24 (ATTCGATC) طوله 8 أزواج.
إجمالي الأجزاء: 3 أجزاء بأطوال 5, 11, 8. يمكن تصورها على هلام الأغاروز حيث ستظهر ثلاث حزم بأحجام مختلفة. في حالة وجود أكثر من إنزيم، يمكن مقارنة النتائج مع عينة معروفة.
الحل
إجابة تفصيلية:
لنفترض أن البلازميد دائري (Circular) وطوله 3000 زوج قاعدي. إنزيم HindIII يتعرف على AAGCTT ويقطع بين A و A (يعطي أطرافاً لزجة). إذا كان هناك موقع واحد فقط لـ HindIII، فإن البلازميد الدائري سيصبح خطياً (Linear) ولا يتجزأ إلى أجزاء متعددة. في الواقع، القطع الفردي للبلازميد الدائري يحوله إلى قطعة خطية واحدة طولها 3000 زوج. أما إذا كان هناك موقعان، فسيتم قطعه إلى جزأين. مثلاً: إذا كان الموقعان عند الموضعين 1000 و2000، فالأجزاء ستكون: من 1-1000 (1000 زوج)، ومن 1001-2000 (1000 زوج)، ومن 2001-3000 (1000 زوج) لكن لأن البلازميد دائري، الجزء الثالث هو من 2001 إلى 3000 ثم من 1 إلى 1000 (في الواقع 1000 زوج + 1000 زوج؟ لا، حسابياً: الطول الكلي 3000، الموضع 1000 و2000، الأجزاء: 0-1000 (1000)، 1000-2000 (1000)، 2000-3000 (1000) ولكن بعد القطع يصبح ثلاث أجزاء خطية بأطوال 1000 لكل منها. هكذا سيظهر على الهلام كثلاث حزم. في مثالنا، إذا كان هناك موقع واحد، فالنتيجة قطعة خطية واحدة. استخدام هذه المعرفة مهم في الاستنساخ حيث تريد قطع البلازميد لإدخال جين.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة هضم الإنزيمات المقطعة.
قيم مُدخَلة قياسية
- تسلسل DNA
- TTTGAATTCTTT
- أسماء الإنزيمات (مفصولة بفواصل)
- EcoRI
قيم مُدخَلة مرتفعة
- تسلسل DNA
- GAATTCGGATCCAAGCTT
- أسماء الإنزيمات (مفصولة بفواصل)
- EcoRI, BamHI, HindIII