معلومة

أي تردد للأشعة فوق البنفسجية يضر الحمض النووي؟

أي تردد للأشعة فوق البنفسجية يضر الحمض النووي؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لقد قرأت أن ضوء الأشعة فوق البنفسجية يمكن أن يدمر الحمض النووي النقي (الحمض النووي الذي تم استخلاصه وتنقيته). هل هناك حد تردد معين حيث يحدث هذا الضرر أم أنه أكثر انحدارًا حيث التردد العالي ، كلما زاد الضرر. أريد أن أفهم مقدار الضرر الذي يمكن أن يحدثه الضوء عند الترددات.


ليس فقط الحمض النووي النقي ، فإن الأشعة فوق البنفسجية هي أحد الأسباب الرئيسية لسرطان الجلد لأنها تلحق الضرر بالحمض النووي الخلوي في خلايا الجلد. بالحديث عن نطاق التردد ، هناك نوعان مختلفان من الإشعاعات فوق البنفسجية تلحق الضرر بالحمض النووي بطريقتين مختلفتين:

  • الأشعة فوق البنفسجية يضر الحمض النووي بطرق غير مباشرة. يولد إشعاع UV-A بسهولة الجذور الحرة ، مثل الهيدروكسيل وجذور الأكسجين ، والتي تسبب الضرر الرئيسي في trun1. الضرر الذي تسببه هذه الجذور هو في الغالب فواصل أحادية السلسلة في الحمض النووي. في الواقع ، لقد ثبت مؤخرًا فقط أن إشعاعات UV-A فعل تلحق الضرر بالحمض النووي ، بينما اعتبرت في الأصل أنها ليست ضارة (أو أقل)2. الأشعة فوق البنفسجية - أ لها أيضًا تأثيرات مثبطة للمناعة على الجسم بالكامل وهي أيضًا مطفرة للخلايا الكيراتينية في الجلد.

    نطاق الطول الموجي: 315-400 نانومتر

    تأثير: مصدر

  • الأشعة فوق البنفسجية - ب هو في الواقع ما يسبب معظم الأضرار والأضرار الأكثر فتكًا للحمض النووي. تهاجم أشعة UV-B الحمض النووي مباشرة ، فهي تثير ذرات جزيئات الثايمين المجاورة ، والتي بدورها تشكل روابط تساهمية مع بعضها البعض وتؤدي إلى تكوين ثايمين الثايمين. هذه الثنائيات ، بسبب كونها مرتبطة جنبًا إلى جنب بدلاً من الارتباط بقاعدة خيطية معاكسة ، تشكل انتفاخًا يقطع بنية ووظيفة الحمض النووي. تتم إزالة هذه الثنائيات من خلال عملية تُعرف باسم إصلاح ختان النوكليوتيدات ، والتي تضم حوالي 30 بروتينًا مختلفًا3، مما يعني أن الأشعة فوق البنفسجية - باء أكثر ضررًا للجسم من الأشعة فوق البنفسجية - أ. تتسبب الأشعة فوق البنفسجية - باء أيضًا في حدوث فواصل مزدوجة في الحمض النووي ، وهي مشكلة رئيسية لتكرار الحمض النووي وتهديدًا لبقاء الخلية.

    نطاق الطول الموجي: 280 - 315 نانومتر

    تأثير: مصدر

  • تأثيرات أخرى من الأشعة فوق البنفسجية على الجسم تشمل تلف ألياف الكولاجين وفيتامين أ في الجسم وتأثيرات الشيخوخة المتسارعة 4. بصرف النظر عن ذلك ، تُستخدم الإشعاعات فوق البنفسجية ، بسبب التأثيرات الضارة على الحمض النووي ، للتعقيم لأنها تدمر الحمض النووي للميكروبات وبالتالي تمنعها من التكاثر.

    نطاق الطول الموجي: 10-400 نانومتر (طيف الأشعة فوق البنفسجية الكامل)

مراجع:

  1. Svobodová AR و Galandáková A و Sianská J et al. (يناير 2012). "تلف الحمض النووي بعد التعرض الحاد لجلد الفئران لجرعات فسيولوجية من الأشعة فوق البنفسجية باء وضوء الأشعة فوق البنفسجية الطويلة"

  2. Halliday GM ، Byrne SN ، Damian DL (ديسمبر 2011). "الأشعة فوق البنفسجية أ: دورها في كبت المناعة والتسرطن"

  3. برنشتاين سي ، برنشتاين إتش ، باين سي إم ، جاروال إتش (يونيو 2002). "إصلاح الحمض النووي / البروتينات ثنائية الدور المؤيدة للاستماتة في خمسة مسارات رئيسية لإصلاح الحمض النووي: حماية آمنة من الفشل ضد التسرطن"

  4. تورما ، هـ ؛ برن ، ب ؛ فالكيست ، أ (1988). "الإشعاع فوق البنفسجي وفيتامين أ الموضعي يعدلان إسترة الريتينول في بشرة الفأر الخالية من الشعر"


أي تردد للأشعة فوق البنفسجية يضر الحمض النووي؟ - مادة الاحياء

أستاذ فخري ، علاج الأورام بالإشعاع (بيولوجيا الإشعاع)
كلية الطب بجامعة ستانفورد
800 Blossom Hill Road، Unit R169، Los Gatos، CA 95032
[email protected]
web.stanford.edu/

في أواخر عام 1944 ، اعتقد معظم العلماء أن البروتينات تحمل المعلومات الجينية. جاء القبول العام للحمض النووي باعتباره الناقل للمعلومات الجينية فقط بعد الورقة التي أعدها أفيري وآخرون. (1944) ، والتي أظهرت تحول المكورات الرئوية عن طريق تنقية الحمض النووي. ومع ذلك ، قبل سنوات عديدة ، كان لدى علماء الأحياء الضوئية معلومات أثبتت بشكل قاطع أهمية الحمض النووي في كل من الفتك الناجم عن الإشعاع والطفرات. في عام 1930 ، نشر جيتس طيفًا للعمل لقتل البكتيريا أظهر أن الحمض النووي ، وليس البروتين ، هو الهدف المميت بعد التعرض للأشعة فوق البنفسجية. في عام 1939 ، نشر مختبرات هولاندر وناب أطياف العمل لإنتاج طفرات بواسطة الأشعة فوق البنفسجية (تمت مراجعتها في Zelle and Hollaender ، 1955) تم اعتبار الحمض النووي هدفًا لطفرات الأشعة فوق البنفسجية. لذلك ، كان لدى علماء الأحياء الضوئية بيانات تشير إلى أن الحمض النووي هو الناقل للمعلومات الجينية قبل 5-14 سنة من قبول هذا المفهوم من قبل المجتمع العلمي العام.

يحتاج علماء الأحياء الضوئية إلى أنشطة علاقات عامة أفضل. سيكون من الجيد أن تكرس مجتمعات البيولوجيا الضوئية المختلفة في جميع أنحاء العالم مزيدًا من الوقت لتعليم غير علماء الأحياء الضوئية حول المساهمات المهمة التي يقدمها علماء الأحياء الضوئية للعلم والمجتمع.


استجابة التردد الطافرة (MFR)
منحنى الأشعة فوق البنفسجية MFR ل الإشريكية القولونية K-12 uvrB5 تم حله إلى ثلاثة مكونات ، والتي من المقترح أن تكون نتيجة لثلاث آليات مطفرة مستقلة. وهي: (1) آلية "ضربة واحدة" تنتج MFR الخطي عند تيارات الأشعة فوق البنفسجية من 0-0.5 J / m2 ، ولكنها تعمل على الأقل حتى 6 J / m2 (2) a "ضربتين" الآلية التي تنتج MFR التربيعي بطلاقة في طلاقة أكبر من

0.5 J / m2 و (3) عملية معقدة حركيًا (KC) (كانت تسمى سابقًا عملية؟ -hit) التي يتم ملاحظتها فقط بين 1 و 3 J / m2. ترتبط آليات الضربة 2 و KC بإنتاج متحولة القامع ، وترتبط آلية الضربة الواحدة بالإنتاج المتحور الخلفي (Sargentini and Smith ، 1979 Sargentini et al. ، 1982). من الواضح أن استجابة الطفرة الواحدة تتطلب فقط إنتاج آفة معينة في الحمض النووي. بالنسبة للطفرات ذات الضربتين ، هناك عدد من الآليات الممكنة ، على سبيل المثال ، كسر الحمض النووي المزدوج ، أو تداخل فجوات جديلة الحمض النووي (انظر أدناه).


كيف ينتج الإشعاع فوق البنفسجي الطفرات؟
الخلايا ليست مجرد أهداف مادية يتم فيها إصلاح الطفرات فور التعرض للإشعاع. وبدلاً من ذلك ، فإن ما تفعله الخلية أو لا تفعله بالضرر هو الذي يحدد ما إذا كانت ستؤدي إلى حدوث طفرة. كان أول مؤشر على أن هذا صحيحًا هو حقيقة أن علاجات ما بعد التشعيع لها تأثير ملحوظ على كل من قابلية الفتك وإنتاج الطفرات.

أظهر روبرتس والدوس (1949) أن الإمساك بالأشعة فوق البنفسجية بكتريا قولونية أدى B في وسط سائل غير مغذي قبل الطلاء على وسط مغذي صلب إلى تعزيز البقاء على قيد الحياة. هذه الظاهرة تسمى استرداد الاحتفاظ السائل (LHR). تم استنتاجه من كل من الأدلة الجينية والكيميائية الحيوية أن العملية الرئيسية التي تحدث خلال LHR هي إصلاح استئصال النوكليوتيدات. لوحظ أكبر قدر من LHR في أ recA سلالة (تانغ وسميث ، 1980). يقترح أن عدم وجود recA تسمح الوظيفة بإكمال إصلاح الختان خلال LHR دون تدخل عن طريق النسخ المتماثل وإعادة التركيب (أي إصلاح ما بعد النسخ المتماثل).

قدم مختبر دودني معلومات عن تعديل ما بعد التشعيع الناتج عن الطفرات التي يسببها الأشعة فوق البنفسجية (تمت مراجعتها في دودني ، 1968). لقد صاغ عبارة "انخفاض تردد الطفرات" (MFD) ، للحالة التي يوجد فيها انخفاض ملحوظ في إنتاج أنواع معينة من الطفرات إذا تم تثبيط تخليق البروتين بشكل عابر بعد التعرض للأشعة فوق البنفسجية. في عام 1968 ، كتب بريدجز ومونسون أن "من" انخفاض تردد الطفرات "(MFD) يميل المرء إلى القول إنه يمكن أن يكون هناك عدد قليل من الظواهر التي يُعرف عنها المزيد ويقل فهمها.

تم تفسير MFD على أنه شذوذ لإصلاح الختان يؤثر بشكل فريد على الطفرات الكابتة غير المنطقية التي تحدث في بعض جينات الرنا الريباسي. في الآونة الأخيرة ، تم ربط MFD بالإصلاح السريع المقترن بالنسخ للضرر الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية على قالب الجينات النشطة (Selby and Sancar ، 1993 ، 1994 Witkin ، 1994).


استجابة SOS
ركز MFD انتباهنا على حقيقة أن الطفرات التي يسببها الإشعاع ليست النتيجة المباشرة لأفعال الإشعاع ، بل إن الطفرات ناتجة عن كيفية تعامل الخلايا مع آفات الحمض النووي التي يسببها الإشعاع أو إساءة التعامل معها. جاء الدليل القاطع لمفهومه مع ملاحظات Witkin (1967 ، 1969) أن بعض المسوخ بكتريا قولونية، أي أولئك الذين لديهم طفرات في ليكسا و recA يمكن قتل الجينات ، ولكن لا يمكن تحويرها عن طريق الإشعاع فوق البنفسجي ، وقد وُلد مفهوم تخليق DNA translesion المعرض للخطأ. تم توسيع هذا من قبل Radman (1974) إلى فرضية SOS ، والتي تنص على أن تلف الحمض النووي يحفز مجموعة من الجينات اللازمة للبقاء والتحول إلى الطفرات.

يتم تنشيط بروتين RecA عن طريق إشارة تلف الحمض النووي ، وربما الزيادة المفاجئة في الحمض النووي أحادي السلسلة بسبب انسداد تخليق الحمض النووي (على سبيل المثال ، Sassanfar and Roberts ، 1990). ثم ينشط بروتين RecA المنشط (RecA *) بروتين LexA من أجل التحلل التلقائي (Zhang et al. ، 2010). بروتين LexA هو المثبط لمجموعة من 40 أو نحو ذلك من جينات SOS ، بما في ذلك umuC و أومود، مما تسبب في الاستقراء والتعبير عن استجابة SOS (Kato and Shinoura ، 1977 Steinborn ، 1978). ينشط RecA * انشقاق UmuD لتوليد UmuD '، الذي يرتبط بـ UmuC لتكوين UmuD'2C ، المعروف باسم DNA polymerase V (Pol V). في وجود RecA * ، يصنع Pol V آفات منع النسخ السابقة للحمض النووي في عملية تُعرف باسم توليف translesion (TLS). نظرًا لأن TLS بواسطة Pol V غير دقيق للغاية ، فإنه ينتج زيادة هائلة في الطفرات. ومع ذلك ، بمجرد إزالة غالبية كتل النسخ ، إما عن طريق الإصلاح المباشر للحمض النووي أو تحمله TLS ، لم يعد يتم تنشيط RecA ، مما يؤدي إلى قمع استجابة SOS (تمت المراجعة في Patel et al. ، 2010).

ومع ذلك ، فإن الطفرات في umuC أو أومود (Pol V) فقط يجعل الخلايا حساسة قليلاً للقتل بالإشعاع فوق البنفسجي. على الرغم من عدم تغيرها عن طريق الأشعة فوق البنفسجية ، umuC و أومود لا تزال السلالات قابلة للتغيير جزئيًا عن طريق تشعيع جاما (Sargentini and Smith 1989 والمراجع الواردة فيهما). حقيقة، umuC يمنع كل طفرات إشعاع جاما المعتمدة على الأكسجين ، ولكن فقط جزء من الطفرات المستقلة عن الأكسجين. لذلك ، في حين أن جميع طفرات الإحلال الأساسي الناتجة عن الإشعاع فوق البنفسجي تكون تحت سيطرة umuCD الجينات ، يبدو أن جزءًا فقط من طفرات استبدال القاعدة التي يسببها إشعاع جاما umuCD- مستقل (سارجنتيني وسميث ، 1989). ومن المعروف أيضًا أن بوليميرات الحمض النووي الأخرى تساهم في حدوث طفرات الأشعة فوق البنفسجية (انظر أدناه).

وتجدر الإشارة إلى أن الطفرات في الأشعة فوق البنفسجية تظهر حركية الضربة الأولى بجرعات منخفضة (سارجنتين وسميث ، 1979). لا تتلاءم الخواص الحركية ذات الضربة الواحدة بسهولة مع العقيدة الحالية لطفرات SOS المحرضة.


آليات توليف DNA Translesion المطفر
هناك عدة نماذج لشرح كيف يمكن استئناف تكرار الحمض النووي عند انسداد ناتج عن آفة غير تعليمية في بكتريا قولونية (على سبيل المثال ، Echols and Goodman ، 1990): (1) يتم تحريض البوليميراز (أو تعديله) التي لها دقة أقل (على سبيل المثال ، Pol II و Pol I *). (2) يمكن لبروتين RecA نفسه أن يخفف من دقة Pol III. في هذا الصدد ، من المهم أن يؤدي الإفراط في إنتاج الوحدة الفرعية إبسيلون (أي وظيفة التحرير) لـ Pol III إلى مواجهة استجابة SOS المطفرة لـ بكتريا قولونية (Jonczyk et al. ، 1988) ، وغياب وحدة epsilon الفرعية (mutD) يسبب زيادة كبيرة في الطفرات العفوية (فاولر وآخرون ، 1986 بيشوكي وآخرون ، 1986) (انظر قسم الطفرات التلقائية أدناه). (3) بول الرابع (دينار) لا يُظهر أي نشاط تدقيق ، ولديه نمط تجميعي صارم للتوليف (على سبيل المثال ، dNMP واحد فقط لكل دورة ربط بركيزة الحمض النووي) ، ولديه ميل واضح لإطالة هياكل التمهيدي / القالب غير المحاذاة (المنتفخة) (Wagner et al. ، 1999). (4) بول الخامس (umuC umuD) كان أول بوليميراز يرتبط باستجابة SOS (انظر القسم الخاص باستجابة SOS أعلاه).

ربما تتضمن أفضل حالة مدروسة لتخليق الترانسيلسيون مواقع AP (مواقع apurinic / apyrimidinic) ، والتي يُعرف عنها أنها مطفرة (على سبيل المثال ، Schaaper and Loeb ، 1981 Loeb and Preston ، 1986). بينما من الواضح أن مواقع AP هي آفات غير مشفرة وتخضع لعمليات الإصلاح (على سبيل المثال ، بواسطة نوكلياز AP ​​ليندال ، 1990) ، فإن بوليميريز الحمض النووي يتعامل أحيانًا مع هذه الآفات ببساطة عن طريق إدخال الأدينين مقابل موقع AP. في بعض الحالات ، سيكون الأدينين هو القاعدة الصحيحة ، ولكن في معظم الحالات لن يكون صحيحًا ، وسيؤدي إلى حدوث طفرة. يتم أيضًا إدخال dATP بشكل تفضيلي مقابل عدد من المواد الكيميائية الضخمة المقربة للحمض النووي (على سبيل المثال ، أمينوفلورين ، أفلاتوكسين). تمت مراجعة ما يسمى ب "قاعدة" لخصوصية الطفرات (شتراوس ، 1991).

ما هي عمليات إصلاح الحمض النووي المطفر؟
بشكل عام ، يمكن تقسيم عمليات إصلاح الحمض النووي التي يمكن أن تحدث في الظلام إلى فئتين رئيسيتين ، أي تلك العمليات التي لا تتطلب تكرار الحمض النووي ، وتلك التي تتطلب ذلك. في الفئة السابقة هي إصلاح ختان النوكليوتيدات (انظر الوحدة الخاصة بإصلاح الختان) وإصلاح استئصال القاعدة (Seeberg et al. ، 1995). نظام الإصلاح الذي يتطلب تكرار الحمض النووي هو إصلاح ما بعد النسخ (سميث ، 2004 انظر الوحدة الخاصة بإصلاح الحمض النووي المؤتلف). نظرًا لأن الطفرات التي تمنع إصلاح ختان النوكليوتيدات تعزز طفرات الأشعة فوق البنفسجية (Hill ، 1965) ، فقد اقترحت أن إصلاح الختان أقل طفرات من الإصلاح بعد النسخ المتماثل (Witkin ، 1976).

إصلاح ختان النوكليوتيدات له مكون recA تابع (Cooper and Hanawalt، 1972 Youngs et al.، 1974) وهو مسبب للطفرات الوراثية (Nishioka and Doudney، 1970 Bridges and Mottershead، 1971). لا تظهر الخلايا ذات الكروموسومات المحاذية (أي ليست في طور النسخ المتماثل) recA- إصلاح الختان المستقل ، حيث لا توجد شقيقة مزدوجة. خطوة ملء الفراغ لـ recA- يُقترح إصلاح الختان المستقل ليكون مشابهًا لآلية نقل الخصلة التي تحدث أثناء ملء الفجوة بإصلاح ما بعد النسخ (Smith and Sharma ، 1987).

هناك مسار ثانوي لإصلاح ما بعد النسخ المتماثل umuC تابع (وانج وسميث ، 1985). من المفترض أن هذا هو مسار الإصلاح بعد النسخ المتماثل الذي ينتج عنه طفرات بعد التعرض للإشعاع فوق البنفسجي.


ما هي أنواع آفات الحمض النووي المسببة للطفرات؟

ديميرز بيريميدين و (6-4) - يضيف. نظرًا لأن التنشيط الضوئي (على سبيل المثال ، الانقسام الأنزيمي لثنائيات البيريميدين في وجود وحدة رؤية الضوء في التنشيط الضوئي) محدد لإصلاح ثنائيات البيريميدين من نوع السيكلوبوتان ، وبما أن التنشيط الضوئي يقلل بشكل كبير من إنتاج الطفرات التي يسببها الأشعة فوق البنفسجية ، فقد خلص إلى أن ثنائيات البيريميدين مطفرة (على سبيل المثال ، Witkin ، 1976). بالإضافة إلى ذلك ، فإن التشعيع والتعطيل الضوئي لعامل F. بكتريا قولونية قبل نقله أحادي الجديلة إلى الخلايا المتلقية ، أظهر بوضوح أن الآفة المبكرة للولادة كانت ديمر بيريميدين من نوع سيكلوبوتان (Kunz and Glickman ، 1984 Lawrence et al. ، 1985).

من ناحية أخرى ، فإن قياس ثنائيات البيريميدين و (6-4) - ينتقل على مستوى تسلسل الحمض النووي في لاسي أظهر الجين أن الطفرة التي يسببها الإشعاع فوق البنفسجي "النقاط الساخنة" حدثت في النقاط الساخنة للمنتجات الضوئية ، حيث كانت ثنائيات البيريميدين أكثر تواترًا قليلاً من المواقع الأخرى ، ولكن حيث كانت القنوات (6-4) مرتفعة بشكل كبير (Brash and Haseltine ، 1982) . أكد العمل اللاحق حقيقة أن القنوات (6-4) في مواقع معينة هي الآفة الرئيسية الطفرية (Glickman et al. ، 1986b).

G: C -> A: تسود انتقالات T بعد التشعيع فوق البنفسجي. في بكتريا قولونية ال
(6-4) - قد يكون المنتج الضوئي أكثر أهمية في حدوث الطفرات ، بينما قد يكون ثنائي بيريميدين أكثر أهمية في خلايا الثدييات. في الخلايا البشرية ، تحدث الطفرات في C من TC ، CT ، أو CC بيريميدين dimer ، ولكن ليس في ثنائيات TT ، وتحدث أيضًا في C من TC و CC (6-4) - المداخن (راجع براش ، 1988) .

لذلك ، كما هو الحال مع البقاء على قيد الحياة ، لا يمكن تعيين آفة واحدة ناتجة عن الأشعة فوق البنفسجية على أنها الآفة الوحيدة المسببة للطفرات. في ظل ظروف تجريبية معينة ، وفي بعض التسلسلات الأساسية داخل الجين ، يمكن أن تكون ثنائيات البيريميدين أهم الآفات الطفرية ، ومع ذلك ، في ظل ظروف تجريبية أخرى ، وفي متواليات أساسية أخرى (على سبيل المثال ، مواقع CC) ، (6-4) - يمكن أن يكون adduct هو الأكثر أهمية. علاوة على ذلك ، تم تحديد المنتجات الضوئية البيورينية ، وتورطت في حدوث الطفرات (تمت مراجعتها في Brash ، 1988). لذلك ، يجب تقييم البيانات حول الأهمية النسبية للمنتجات الضوئية المختلفة في الفتك والطفرات على أساس التجربة على أساس التجربة.

الفجوات المتداخلة بين الابنة والحبل. نظرًا لأن الطفرات التي يسببها الأشعة فوق البنفسجية تُظهر حركية ضربتين بجرعات عالية ، أي يتم إنتاجها كدالة لمربع الجرعة ، فقد كان هناك الكثير من النقاش حول ماهية "الضربات" الإشعاعية على المستوى الجزيئي (على سبيل المثال ، Witkin ، 1976). من الواضح أن إصابة واحدة على الأقل يجب أن تكون في الجين المراد تحوره ، وقد تم اعتبار الضربة الثانية متورطة في تحريض استجابة SOS. هناك آلية أخرى لإنتاج الطفرات التي تتطلب ضربتين وهي تكوين آفتين متقاربين (واحدة على كل خيط DNA) ، مما يؤدي إلى تكوين فجوات متداخلة بين حبلا ابنة أثناء إصلاح ما بعد النسخ (Wang and Smith ، 1986a ، b). نظرًا لأن الفجوات المتداخلة بين الابنة لا يمكن إصلاحها من خلال نموذج ملء الفجوة المعتاد لإصلاح ما بعد النسخ المتماثل ، فقد تم تفسير أن مثل هذه الآفة قد تكون مطفرة للغاية (Sedgwick ، ​​1976).

فواصل الحمض النووي المزدوجة. في حين أن التشعيع فوق البنفسجي لا ينتج انكسارات الحمض النووي المزدوجة بشكل مباشر ، إلا أنه يمكن تشكيلها نتيجة للإصلاح غير الفعال لفجوات الختان المتداخلة (Bonura and Smith ، 1975) ، وتداخل الفجوات بين حبال الأبنة (Wang and Smith ، 1986a ، ب) (انظر الوحدة على فواصل الحمض النووي المزدوجة). لقد ثبت أن تحريض إشعاع غاما لطفرات الحذف الطويل هو نتيجة لإصلاح فواصل الحمض النووي المزدوجة بواسطة recB- مسار مستقل ، ولكن ليس بواسطة recF- مسار مستقل لإصلاح فواصل الحمض النووي المزدوجة (Sargentini and Smith ، 1992).

روابط متقاطعة للبروتين DNA. لقد ثبت أن تكوين الروابط المتقاطعة من الحمض النووي والبروتين له أهمية في قتل بكتريا قولونية كل من الإشعاع فوق البنفسجي عند 254 نانومتر (سميث وآخرون ، 1966) ، وعن طريق التشعيع بالضوء المرئي في وجود عوامل ديناميكية ضوئية مثل أزرق الميثيلين والبرتقال أكريدين (ص 188 في Smith and Hanawalt ، 1969). تتم مراجعة كيمياء الروابط المتقاطعة لبروتين الدنا في وحدة على الروابط المتقاطعة للبروتين الدنا. إذا تعرضت الخلايا للإشعاع فوق البنفسجي أثناء التجميد ، فإنها تكون أكثر حساسية للقتل بحوالي 5 أضعاف. في ظل هذه الظروف ، يقترب محصول ثايمين الثايمين من الصفر ، ويتم تعزيز عائد الروابط المتقاطعة بين البروتين والحمض النووي بشكل كبير ، مما يشير إلى أن المحصول المعزز للوصلات المتقاطعة لبروتين الدنا هو سبب زيادة معدل الفتك. مجمدة بكتريا قولونية هي أيضًا أكثر قابلية للتحول عن طريق الإشعاع فوق البنفسجي (Ashwood-Smith and Bridges ، 1966) ، مما يشير إلى أن الروابط المتقاطعة لبروتين الدنا هي آفات مطفرة للغاية.


كيف يتم توزيع الطفرات على طول الحمض النووي؟
بشكل عام ، ينتج عن الإشعاع فوق البنفسجي طفرات على طول الجين بطريقة غير عشوائية ، أي يتم ملاحظة الطفرات في أزواج قاعدية معينة بشكل متكرر أكثر من أزواج أخرى (على سبيل المثال ، Coulondre and Miller ، 1977).تسمى القواعد التي تظهر تواترًا أعلى للطفرات "النقاط الساخنة". على النقيض من ذلك ، ينتج التشعيع المؤين عددًا أقل من النقاط الساخنة (على سبيل المثال ، Kato et al. ، 1985). تتوافق هذه النتائج تمامًا مع ما نعرفه عن الكيمياء الضوئية والكيمياء الإشعاعية للحمض النووي ، أي أن الأشعة فوق البنفسجية تنتج الكثير من التعديلات في البيريميدين ، وتنطوي الغالبية العظمى من هذه المنتجات على ربط اثنين من بيريميدينات متجاورة. ومع ذلك ، ينتج عن الإشعاع المؤين تلف في كل من البيورينات والبيريميدين ، وهو بشكل عام أحادي الجزيء بطبيعته. لذلك ، فإن النقاط الساخنة للطفرات بعد التشعيع بالأشعة فوق البنفسجية تحدث بشكل عام في تسلسل الحمض النووي حيث يمكن تكوين ثنائيات البيريميدين والبيريميدين.

ومع ذلك ، لا تظهر جميع البيريميدينات المجاورة في الجين نفس تردد الطفرة بعد التشعيع بالأشعة فوق البنفسجية. وقد أدى ذلك إلى إدراك أن طبيعة القواعد المتاخمة للبيريميدينات المعنية مهمة للغاية في تحديد أي من أزواج البيريميدين المجاورة سوف تتطور. وقد سمي هذا بتأثير "سياق" الحمض النووي على الطفرات (على سبيل المثال ، Drobetsky وآخرون ، 1987).


الطفرات العفوية
إن التحكم الجيني في حدوث الطفرات العفوية يشبه نوعياً التحكم الجيني لطفرات الأشعة فوق البنفسجية (Sargentini and Smith، 1981، 1985). الطفرات العفوية هي "النتيجة النهائية لكل ما يمكن أن يحدث بشكل خاطئ مع الحمض النووي أثناء دورة حياة الكائن الحي" (جليكمان وآخرون ، 1986 أ). يتم إنتاج جميع أنواع الطفرات تلقائيًا ، أي الاستبدالات الأساسية ، وانزياح الإطارات ، والإدخال والحذف. ومع ذلك ، فقد ظهرت أوراق قليلة مخصصة حصريًا لدراسة آليات الطفرات التلقائية والعوامل التجريبية الدقيقة التي تؤثر على أنواع وتواتر الطفرات التلقائية المحددة. هذا أمر مؤسف لأنه يبدو أن الطفرات التلقائية تلعب دورًا رئيسيًا في التطور والشيخوخة والتسرطن (سميث ، 1992).

الكثير من الطفرات العفوية في بكتريا قولونية بسبب إصلاح الحمض النووي المعرض للخطأ. ال umuC الطفرة تقلل بشكل كبير من الطفرات التلقائية. تم اقتراح أن المستوى المنخفض من الطفرات التلقائية لوحظ في recA ، lexA و umuC سلالات ناتجة عن الأخطاء التي حدثت أثناء تكرار الحمض النووي ، بينما لوحظ المستوى المعزز للطفرات التلقائية في سلالة من النوع البري ، وخاصة في الأشعة فوق البنفسجية و الأشعة فوق البنفسجية سلالات ، بسبب الآفات القابلة للاستئصال التي يتم إنتاجها في الحمض النووي من خلال التفاعلات الأيضية الطبيعية ، وأن مثل هذه الآفات غير المستثارة تحفز الطفرات عن طريق إصلاح الحمض النووي المعرض للخطأ (Sargentini and Smith ، 1981).

كما هو الحال مع الطفرات الناتجة عن الأشعة فوق البنفسجية ، تظهر الطفرات التلقائية أيضًا "نقاط ساخنة". هناك طفرات محسّنة في مواقع G-C ، وطفرات محسّنة عندما يكون G أو C أقرب جيران (Sargentini and Smith ، 1994).


ملخص
علم علماء الأحياء الضوئية من أطياف العمل لقتل البكتيريا أن الحمض النووي يحمل المعلومات الجينية للخلية قبل وقت طويل من استنتاج المجتمع العلمي العام لذلك من دراسات التحول التي نُشرت في عام 1944. علاوة على ذلك ، فإن معظم معرفتنا الحالية حول الأساس الجزيئي والتحكم الجيني للخلية نشأت الطفرات من عمل علماء الأحياء الضوئية للإشعاع فوق البنفسجي.

جاءت القفزة الأولى في فهمنا للطفرات من الملاحظات التي مفادها أن الطفرات لا ترجع إلى التأثيرات المباشرة للإشعاع على الخلايا ، بل تنتج الطفرات كنتيجة لكيفية إساءة تعامل الخلايا مع تلف الحمض النووي عن طريق التكرار ، والإصلاح ، وإعادة التركيب. جاءت القفزة التالية من ملاحظة أن هذه المعالجة المعرضة للخطأ لتلف الحمض النووي في البكتيريا هي ، جزئيًا ، عملية قابلة للإشعاع.

تؤكد الدراسات التي أجريت على طفرات الأشعة فوق البنفسجية على التحكم الأيضي والوراثي في ​​حدوث الطفرات ، وما هي أنواع آفات الحمض النووي التي تسبب الطفرات ، وبأي آليات ، وتأثير النيوكليوتيدات المجاورة على إحداث آفة في نوكليوتيد معين (على سبيل المثال ، "النقاط الساخنة") ، والآليات المتعددة للتعامل غير الصحيح مع آفات الحمض النووي عن طريق التكرار والإصلاح وإعادة التركيب.

أشوود سميث ، M.J. و B.A. Bridges (1966) الطفرات فوق البنفسجية في الإشريكية القولونية في درجات حرارة منخفضة. الدقة الطفرة. 3 ، 135-144.

أفيري ، أوت ، سي. Macleod and M. McCarty (1944) تحول أنواع المكورات الرئوية الناجم عن جزء الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين المعزول المكورات الرئوية النوع الثالث. J. Exptl. ميد. 79 ، 137-158.

بونورا ، ت. و ك. سميث (1975) دليل كمي لكسر الحمض النووي المزدوج المستحث بالإنزيم كآفات مميتة في القطب المشع بالأشعة فوق البنفسجية + و polA1 سلالات بكتريا قولونية K-12. فوتوتشيم. فوتوبيول. 22 ، 243-248.

براش ، دي. (1988) المنتجات الضوئية المطفرة للأشعة فوق البنفسجية في الإشريكية القولونية والخلايا البشرية: منظور علم الوراثة الجزيئي على سرطان الجلد البشري. فوتوتشيم. فوتوبيول. 48 ، 59-66.

براش ، دي. و W. الطبيعة 298 ، 189-192.

بريدجز ، بكالوريوس و R. Mottershead (1971) RecA + - الطفرات المعتمدة التي تحدث قبل تكرار الحمض النووي في الأشعة فوق البنفسجية وجاما الإشريكية القولونية. الدقة الطفرة. 13 ، 1-8.

بريدجز ، بكالوريوس و R.J. Munson (1968) أضرار الإشعاع الجيني وإصلاحه في الإشريكية القولونية. بالعملة. المواضيع راديات. الدقة. 4 ، 95-188.

كوبر ، ب. و P. Hanawalt (1972) دور بوليميريز الحمض النووي 1 ونظام التسجيل في إصلاح الختان في الإشريكية القولونية. بروك. ناتل. أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 69 ، 1156-1160.

Coulondre ، C. and J.H. Miller (1977) دراسات وراثية لمثبط lac. رابعا. الخصوصية المطفرة في جين lacI لـ الإشريكية القولونية. جيه مول. بيول. 117 ، 577-606.

دودني ، س. (1968) تأثيرات الأشعة فوق البنفسجية على الخلية البكتيرية. بالعملة. موضوعات ميكروبيول. إمونول. 46 ، 116-175.

دروبتسكي ، إ.أ ، أ. جروسوفسكي و B.W. Glickman (1987) خصوصية الطفرات التي تسببها الأشعة فوق البنفسجية في مكان داخلي في خلايا الثدييات. بروك. ناتل. أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 84 ، 9103-9107.

إيكولز ، هـ ، م. Goodman (1990) الطفرة الناجمة عن تلف الحمض النووي: علاقة بروتينية كثيرة. الدقة الطفرة. 236 ، 301-311.

فاولر ، R.G. ، R.M. Schaaper و B.W. Glickman (1986) توصيف الخصوصية الطفرية داخل لاسي الجين ل mutD5 سلالة الطفرة الإشريكية القولونية معيب في نشاط 3 '-> 5' نوكلياز خارجي (تصحيح التجارب المطبعية). J. باكتيريول. 167 ، 130-137.

جيتس ، ف. (1930) دراسة تأثير الأشعة فوق البنفسجية القاتلة للجراثيم. ثالثا. امتصاص البكتيريا للأشعة فوق البنفسجية. J. الجنرال فيزيول. 14 ، 31-42.

جليكمان ، بي دبليو ، بي إس. بيرنز ود. الإصلاح (1986 أ) آليات الطفرات التلقائية: أدلة من الخصوصية الطفرية المتغيرة في السلالات التي تعاني من نقص إصلاح الحمض النووي ، في D.M. شانكل ، بي. Hartmen، T. Kada and A. Hollaender (eds.)، Antimutagenesis and Anticarcinogenesis Mechanisms، Plenum، New York، pp.259-281.

جليكمان ، بي دبليو ، آر إم. Schaaper ، و W.A. Haseltine ، و R.L. Dunn ، و D.E. صراخ. (1986 ب) يكون المنتج الضوئي C-C (6-4) UV مطفرًا في الإشريكية القولونية. بروك. ناتل. أكاد. علوم. USA 83 ، 6945-6949.

هيل ، ر. (1965) المميتة التي تسببها الأشعة فوق البنفسجية والعودة إلى التغذية الأولية في الإشريكية القولونية سلالات ذات قدرة إصلاح طبيعية ومظلمة منخفضة. فوتوتشيم. فوتوبيول. 4 ، 563-568.

Jonczyk، P.، I. Fijalkowska and Z. Ciesla (1988) يؤدي الإنتاج المفرط للوحدة الفرعية epsilon في DNA polymerase III إلى مواجهة استجابة SOS الطفرية لـ الإشريكية القولونية. بروك. ناتل. أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 85 ، 9124-9127.

Kato، T. and Y. Shinoura (1977) عزل وتوصيف طفرات الإشريكية القولونية قاصرة في تحريض الطفرات بواسطة الأشعة فوق البنفسجية. مول. الجنرال جينيه. 156 ، 121-131.

Kato و T. و Y. Oda و B.W. Glickman (1985) العشوائية لطفرات الاستبدال الأساسية المستحثة في لاسي جين الإشريكية القولونية عن طريق الإشعاع المؤين. رديات. الدقة. 101 ، 402-406.

كونز ، ب. و B.W. Glickman (1984) دور ثنائيات البيريميدين كآفات سابقة للولادة: دراسة للطفرات المستهدفة مقابل الطفرات غير المستهدفة في لاسي جين الإشريكية القولونية. علم الوراثة 106، 347-364.

لورنس ، سي دبليو ، آر بي كريستنسن ، جي آر كريستنسن (1985) هوية المنتج الضوئي الذي يسبب لاسي الطفرات في الأشعة فوق البنفسجية الإشريكية القولونية. J. باكتيريول. 161 ، 767-768.

ليندال ، ت. (1990) إصلاح آفات الحمض النووي الجوهرية. الدقة الطفرة. 238 ، 305-311.

لوب ، لوس أنجلوس ، ب. بريستون (1986) الطفرات بواسطة مواقع الأبوريني / الأبيريميدين. Annu. القس جينيه. 20 ، 201-230.

نيشيوكا و H. و C.O. دودني (1970) أنماط مختلفة من فقدان القابلية للضوء للضوء فوق البنفسجي الناجم عن الطفرات الحقيقية والمثبطة لتريبتوفان الاستقلال في سلالة مساعدة من الإشريكية القولونية. الدقة الطفرة. 9 ، 349-358.

باتيل ، إم ، كيو جيانغ ، آر. وودجيت ، إم إم. كوكس وم. Goodman (2010) نموذج جديد للطفرات التي يسببها SOS: كيف ينشط بروتين RecA DNA polymerase V. Crit. القس Biochem. جزيء. بيول. 45 ، 171-184.

بيشوكي ، آر ، دي كوبر ، أ. الإشريكية القولونية dnaQ49 متحور. مول. الجنرال جينيه. 202 ، 162-168.

Radman، M. (1974) ظواهر مسار إصلاح الطفرات المحرض في الإشريكية القولونية: فرضية إصلاح SOS. في "الجوانب الجزيئية والبيئية للطفرات" (L. Prakash، F. Sherman، M.W Miller، C.W Lawrence and H.W Taber، eds.)، Charles C. Thomas، Springfield، IL.

روبرتس ، آر بي وإي ألدوس (1949) التعافي من الأشعة فوق البنفسجية في الإشريكية القولونية. J. Baceriol. 57 ، 363-375.

سارجنتيني ، نيوجيرسي وك. Smith (1979) مكونات متعددة ومستقلة لطفرات الأشعة فوق البنفسجية في الإشريكية القولونية K-12 uvrB5. J. باكتيريول. 140 ، 436-444.

سارجنتيني ، نيوجيرسي وك. سميث (1981) الكثير من الطفرات العفوية في الإشريكية القولونية ناتج عن إصلاح الحمض النووي المعرض للخطأ: الآثار المترتبة على التسرطن التلقائي. التسرطن 9، 863-872.

سارجنتيني ، نيوجيرسي وك. سميث (1985) الطفرات العفوية: أدوار إصلاح الحمض النووي وتكراره وإعادة تركيبه. موتات. الدقة. 154 ، 1-27.

سارجنتيني ، نيوجيرسي وك. سميث (1989) تحليل الطيف الطفري لـ umuC- مستقل و umuC- الطفرات المعتمدة على أشعة جاما في الإشريكية القولونية. الدقة الطفرة. 211 ، 193-203.

سارجنتيني ، نيوجيرسي وك. سميث (1992) إشراك الإصلاح بوساطة RecB (ولكن ليس بوساطة RecF) لفواصل الحمض النووي المزدوجة في إنتاج إشعاع غاما لعمليات الحذف الطويلة في الإشريكية القولونية. الدقة الطفرة. 265 ، 83-101.

سارجنتيني ، نيوجيرسي وك. سميث (1994) تحليل تسلسل الحمض النووي لأشعة جاما (نقص الأكسجين) المستحثة والعفوية لاسي د الطفرات في الإشريكية القولونية K-12. موتات. الدقة. 309 ، 147-163.

سارجنتيني ، نيوجيرسي ، آر سي. بوكراث وك. Smith (1982) ثلاث آليات لطفرات الأشعة فوق البنفسجية في الإشريكية القولونية K-12 uvrB5: خصوصية لإنتاج المسوخ الخلفي والقمع. موتات. الدقة. 106 ، 217-224.

ساسانفار ، م و ج. روبرتس (1990) طبيعة الإشارة التي تحفز SOS في الإشريكية القولونية. تورط تكرار الحمض النووي. جيه مول. بيول. 212 ، 79-96.

Schaaper ، R.M. و L.A. Loeb (1981) يسبب نزع التبويض طفرات في الخلايا التي يسببها SOS بروك. ناتل. أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 78 ، 1773-1777.

Sedgwick، S.G. (1976) الخطأ في إصلاح فجوات حبال الابنة المتداخلة كآلية محتملة للطفرات التي تسببها الأشعة فوق البنفسجية في الأشعة فوق البنفسجية سلالات الإشريكية القولونية: نموذج عام للطفرات المستحثة عن طريق الإصلاح الخاطئ (SOS) للآفات المتقاربة. الدقة الطفرة. 41 ، 185-200.

Seeberg، E.، L.Elde and M. Bjoras (1995) مسار إصلاح استئصال القاعدة. الاتجاهات في Biochem. علوم. 20 ، 391-397.

سيلبي ، سي. and A. Sancar (1993) اقتران إصلاح النسخ وانخفاض تردد الطفرة. J. باكتيريول. 175 ، 7509-7514.

سيلبي ، سي. and A. Sancar (1994) آليات اقتران إصلاح النسخ وانخفاض تردد الطفرة. ميكروبيول مول بيول القس 58 ، 317-329.

سميث ، ك. (1992) الطفرات التلقائية: عوامل تجريبية ووراثية وعوامل أخرى. موتات. الدقة. 277 ، 139-162.

سميث ، ك. (2004) إصلاح الحمض النووي المؤتلف: أنظمة الإصلاح المتجاهلة. BioEssays 26 ، 1322-1326.

سميث ، ك. و P. Hanawalt (1969) البيولوجيا الضوئية الجزيئية (التعطيل والتعافي) ، مطبعة أكاديمية ، نيويورك.

سميث ، ك. و آر سي. شارما (1987) نموذج ل recA- الإصلاح المعتمد على فجوات الختان في الأشعة فوق البنفسجية الإشريكية القولونية. الدقة الطفرة. 183 ، 1-9.

سميث ، K. الإشريكية القولونية 15TAU. بيوكيم. بيوفيز. اكتا. 114 ، 1-15.

شتاينبورن ، ج. (1978) uvm mutants of الإشريكية القولونية نقص K12 في الطفرات فوق البنفسجية. أولا العزلة الأشعة فوق البنفسجية المسوخات وتوصيفها الظاهري في إصلاح الحمض النووي والطفرات. مول. الجنرال جينيه. 165 ، 87-93.


أهم 7 آليات لإصلاح تلف الحمض النووي (مع رسم بياني)

تلقي هذه المقالة الضوء على أفضل سبع آليات لإصلاح تلف الحمض النووي.

أهم سبع آليات لإصلاح تلف الحمض النووي هي: (1) التدقيق اللغوي بواسطة بوليميراز DNA (2) إصلاح الختان (3) الإصلاح التلقائي بواسطة الحلزون المزدوج للحمض النووي (4) إصلاح الحمض النووي المتماثل وغير المتماثل (5) إصلاح SOS (6) إصلاح عدم التطابق من Mispairs أحادية القاعدة و (7) إعادة تنشيط ضوئي للأشعة فوق البنفسجية المستحثة من Pyrimidine Dimers.

الآلية رقم 1. التدقيق اللغوي بواسطة DNA Polymerase:

نظرًا لأن خصوصية إضافة النوكليوتيدات بواسطة بوليميراز الحمض النووي يتم تحديدها عن طريق اقتران قاعدة Watson- Crick ، ​​يتم أحيانًا إدخال قاعدة خاطئة (على سبيل المثال ، A بدلاً من G) أثناء تخليق الحمض النووي. في الواقع ، تقدم وحدة فرعية من E. coli DNA polymerase III حوالي 1 قاعدة غير صحيحة في 104 رابط بين النيوكليوتيدات أثناء النسخ المتماثل في المختبر. نظرًا لأن متوسط ​​جين E. coli يبلغ حوالي 103 قواعد طويلة ، فإن تكرار الخطأ 1 في 10 4 أزواج قاعدية قد يتسبب في حدوث طفرة ضارة محتملة في كل 10 جين خلال كل تكرار ، أو 10-1 طفرات لكل جين لكل جيل.

ومع ذلك ، فإن معدل الطفرة المقاسة في الخلايا البكتيرية أقل بكثير ، حوالي خطأ واحد في 10 9 أحداث بلمرة للنيوكليوتيدات أو ، على نحو مكافئ ، 10-5 إلى 10 -6 طفرات لكل جين لكل جيل (بافتراض

1000 زوج أساسي لكل جين). هذه الدقة المتزايدة في الجسم الحي ترجع إلى حد كبير إلى وظيفة التدقيق في E. coli DNA polymerases. أظهرت إحدى التجارب أن نشاط نوكلياز خارجي 3 & # 8242 → 5 & # 8242 لـ E. coli DNA polymerase يمكنني إزالة قاعدة غير متطابقة في الطرف 3 & # 8242 المتنامي لمركب قالب تمهيدي اصطناعي. في DNA polymerase III ، توجد هذه الوظيفة في الوحدة الفرعية e للبوليميراز الأساسي.

عندما يتم دمج قاعدة غير صحيحة أثناء تخليق الحمض النووي ، يتوقف البوليميراز مؤقتًا ، ثم ينقل الطرف 3 & # 8242 من سلسلة النمو إلى موقع نوكلياز خارجي حيث تتم إزالة القاعدة التي تم إقرانها بشكل خاطئ. ثم يتم نقل الطرف 3 & # 8242 مرة أخرى إلى موقع البوليميراز ، حيث يتم نسخ هذه المنطقة بشكل صحيح. تدقيق التجارب المطبعية هو خاصية لكل بوليميرات الدنا البكتيري تقريبًا. كل من بوليميرات الدنا 8 و e للخلايا الحيوانية ، ولكن ليس البوليميراز ، لهما أيضًا نشاط تدقيق. يبدو من المرجح أن هذه الوظيفة لا غنى عنها لجميع الخلايا لتجنب الضرر الجيني المفرط.

آلية # 2. إصلاح الختان:

هناك مسارات متعددة لإصلاح الحمض النووي ، باستخدام إنزيمات مختلفة تعمل على أنواع مختلفة من الآفات. يظهر اثنان من أكثر المسارات شيوعًا في الشكل 10.3 أ ، ب. في كلاهما ، يتم استئصال الضرر ، ويتم استعادة تسلسل الحمض النووي الأصلي بواسطة بوليميراز الحمض النووي الذي يستخدم الشريط غير التالف كقالبه ، والكسر المتبقي في الحلزون المزدوج مختومة بواسطة DNA ligase (الشكل 10.2).

كما هو موضح ، يستخدم DNA ligase جزيء ATP لتنشيط الطرف 5 & # 8242 في النك (الخطوة 1) قبل تكوين الرابطة الجديدة (الخطوة 2). وبهذه الطريقة ، يكون رد فعل النيكل غير المؤاتي للطاقة مدفوعًا بالاقتران بعملية التحلل المائي لـ ATP.

يختلف المساران في طريقة إزالة الضرر من الحمض النووي. يتضمن المسار الأول ، المسمى إصلاح الاستئصال الأساسي ، مجموعة من الإنزيمات تسمى جليكوزيلات الحمض النووي ، يمكن لكل منها التعرف على نوع معين من القاعدة المتغيرة في الحمض النووي وتحفيز إزالته بالتحلل المائي. هناك ما لا يقل عن ستة أنواع من هذه الإنزيمات ، بما في ذلك تلك التي تزيل Cs المنزوعة الأمين ، والمنزل من الأمين مثل ، وأنواع مختلفة من القواعد المؤلكلة أو المؤكسدة ، والقواعد ذات الحلقات المفتوحة ، والقواعد التي تم فيها تحويل رابطة الكربون الكربونية المزدوجة بطريق الخطأ إلى كربون - سندات كربون واحدة.

كمثال على الآلية العامة لإصلاح استئصال القاعدة ، يظهر في الشكل إزالة C المنحل بواسطة uracil DNA glycosylase. 10.3 أ. يُعتقد أنه يتم الكشف عن قاعدة معدلة عندما تنتقل إنزيمات جليكوزيلات الحمض النووي على طول الحمض النووي باستخدام قلب القاعدة لتقييم حالة كل زوج قاعدي. بمجرد التعرف على القاعدة التالفة ، ينتج عن تفاعل الحمض النووي جليكوزيلاز سكر الديوكسيريبوز الذي يفتقر إلى قاعدته. يتم التعرف على هذا & # 8220 الأسنان المفقودة & # 8221 بواسطة إنزيم يسمى نوكلياز AP ​​، والذي يقطع العمود الفقري للفوسفودايستر ، ثم يتم إزالة الضرر وإصلاحه.

إن إزالة التبويض ، وهو إلى حد بعيد النوع الأكثر شيوعًا من الضرر الذي يعاني منه الحمض النووي ، يترك أيضًا سكر الديوكسيريبوز بقاعدة مفقودة. يتم إصلاح الترسبات مباشرة بدءًا من نوكلياز AP ​​، باتباع النصف السفلي من المسار.

يسمى مسار الإصلاح الرئيسي الثاني إصلاح ختان النوكليوتيدات. يمكن لهذه الآلية إصلاح الضرر الناجم عن أي تغيير كبير تقريبًا في بنية الحلزون المزدوج للحمض النووي. تشمل هذه & # 8220 الآفات الضخمة & # 8221 تلك الناتجة عن التفاعل التساهمي لقواعد الحمض النووي مع الهيدروكربونات الكبيرة (مثل مادة البنزوبيرين المسرطنة) ، بالإضافة إلى ثنائيات البيريميدين المختلفة (T-T و T-C و C-C) التي تسببها أشعة الشمس. يتم التعرف على تشوهات لولب الحمض النووي بواسطة نوكلياز UvrABC ، ​​وهو إنزيم متعدد الوحدات مشفر بواسطة الجينات الثلاثة uvrA و uvrB و uvrC.

يصنع هذا الإنزيم قطعًا واحدًا في خيط الحمض النووي التالف ، وينقسم العمود الفقري للفوسفوديستر للخيط غير الطبيعي على جانبي التشوه ، ويتم نزع قليل النوكليوتيد الذي يحتوي على الآفة بعيدًا عن الحلزون المزدوج للحمض النووي بواسطة إنزيم هليكاز الحمض النووي. يتم بعد ذلك إصلاح الفجوة الكبيرة الناتجة في حلزون الحمض النووي بواسطة بوليميريز الحمض النووي I وختمها بواسطة DNA ligase (الشكل 10.3 ب).

آلية # 3. الإصلاح العفوي بواسطة DNA Double Helix:

البنية الحلزونية المزدوجة للحمض النووي مناسبة بشكل مثالي للإصلاح لأنها تحمل نسختين منفصلتين من جميع المعلومات الجينية - واحدة في كل من خيوطها. وبالتالي ، عند تلف خصلة واحدة ، تحتفظ الخصلة التكميلية بنسخة سليمة من نفس المعلومات ، وتُستخدم هذه النسخة عمومًا لاستعادة تسلسلات النوكليوتيدات الصحيحة إلى الشريط التالف.

تسهل طبيعة القواعد أيضًا التمييز بين القواعد غير التالفة والقواعد التالفة. وبالتالي ، فإن كل حدث محتمل لنزع الأمين في الحمض النووي ينتج عنه قاعدة غير طبيعية ، والتي يمكن بالتالي التعرف عليها وإزالتها مباشرة بواسطة جليكوزيلاز DNA محدد.

من المؤشرات على أهمية اللولب المزدوج الشريطة للتخزين الآمن للمعلومات الجينية أن جميع الخلايا تستخدمه فقط ، حيث يستخدم عدد قليل من الفيروسات الصغيرة DNA أو RNA أحادي الجديلة كمواد جينية. وبالتالي ، فإن فرصة حدوث تغيير دائم في النوكليوتيدات في جينومات الفيروسات أحادية الشريطة عالية جدًا.

آلية # 4.إصلاح الحمض النووي المتماثل وغير المتماثل:

يحدث نوع خطر محتمل من تلف الحمض النووي عندما يتم كسر كل من خيوط اللولب المزدوج ، مما لا يترك خيطًا سليمًا للقالب للإصلاح. تحدث الانقطاعات من هذا النوع بسبب الإشعاع المؤين والعوامل المؤكسدة وأخطاء النسخ وبعض المنتجات الأيضية في الخلية. إذا تركت هذه الآفات دون إصلاح ، فإنها ستؤدي بسرعة إلى انهيار الكروموسومات إلى أجزاء أصغر. ومع ذلك ، فقد تم تطوير آليتين متميزتين لإعادة هيكلة الضرر المحتمل.

أبسط ما يمكن فهمه هو الوصل النهائي غير المتماثل ، حيث يتم وضع النهايات المكسورة جنبًا إلى جنب مع ربط الحمض النووي ، بشكل عام مع فقدان واحد أو أكثر من النيوكليوتيدات في موقع الانضمام (الشكل 10.4). التي يمكن اعتبارها حلاً طارئًا لإصلاح الفواصل المزدوجة ، هي نتيجة شائعة في خلايا الثدييات.

على الرغم من أن التغيير في تسلسل الحمض النووي (طفرة) ينتج في موقع الانكسار ، إلا أن القليل جدًا من رموز جينوم الثدييات للبروتينات تجعل هذه الآلية على ما يبدو حلاً مقبولاً لمشكلة الحفاظ على الكروموسومات سليمة.

تمنع البنية المتخصصة للتيلوميرات أطراف الكروموسومات من الخلط بينها وبين الحمض النووي المكسور ، وبالتالي الحفاظ على نهايات الحمض النووي الطبيعية. هناك نوع أكثر فاعلية من إصلاح الكسر المزدوج يستغل حقيقة أن الخلايا ثنائية الصبغة تحتوي على نسختين من كل حلزون مزدوج.

في مسار الإصلاح الثاني هذا ، المسمى بالوصلة الطرفية المتجانسة ، تلعب آليات إعادة التركيب العامة التي تنقل معلومات تسلسل النوكليوتيدات من اللولب المزدوج السليم للحمض النووي إلى موقع كسر الشريط المزدوج في اللولب المكسور. يتطلب هذا النوع من التفاعل بروتينات إعادة تركيب خاصة تتعرف على مناطق تطابق تسلسل الحمض النووي بين الكروموسومين وتجمعهما معًا.

ثم تستخدم عملية تكرار الحمض النووي الكروموسوم غير التالف كقالب لنقل المعلومات الجينية إلى الكروموسوم المكسور ، وإصلاحه دون تغيير في تسلسل الحمض النووي. في الخلايا التي قامت بتكرار الحمض النووي الخاص بها ولكن لم يتم تقسيمها بعد ، يمكن أن يحدث هذا النوع من إصلاح الحمض النووي بسهولة بين جزيئي الحمض النووي الشقيقين في كل كروموسوم في هذه الحالة ، ليست هناك حاجة للنهايات المكسورة للعثور على تسلسل الحمض النووي المطابق في كروموسوم متماثل. يسمى هذا النوع من الإصلاح بإصلاح إعادة التركيب.

آلية # 5. إصلاح SOS:

طورت الخلايا العديد من الآليات التي تساعدها على البقاء في عالم خطير لا يمكن التنبؤ به. غالبًا ما يؤدي التغيير الشديد في بيئة الخلية # 8217s إلى تنشيط التعبير عن مجموعة من الجينات التي تحمي منتجاتها البروتينية الخلية من الآثار الضارة لهذا التغيير. إحدى هذه الآليات التي تشترك فيها جميع الخلايا هي استجابة الصدمة الحرارية ، والتي يستحثها تعرض الخلايا لدرجات حرارة عالية بشكل غير عادي. تتضمن البروتينات المستحثة & # 8220 لصدمة الحرارة & # 8221 بعضًا من البروتينات التي تساعد على استقرار وإصلاح بروتينات الخلايا المشوهة جزئيًا.

تمتلك الخلايا أيضًا آليات ترفع مستويات إنزيمات إصلاح الحمض النووي ، كاستجابة طارئة لتلف الحمض النووي الشديد. أفضل مثال تمت دراسته هو ما يسمى باستجابة SOS في الإشريكية القولونية. استجابة SOS هي نظام إصلاح ما بعد النسخ المتماثل للحمض النووي يسمح بتكرار الحمض النووي لتجاوز الآفات أو الأخطاء في الحمض النووي. يستخدم SOS بروتين RecA. تعمل الإشارة (التي يُعتقد أنها فائضة من الحمض النووي أحادي السلسلة) أولاً على تنشيط بروتين RecA. يشارك بروتين RecA ، الذي يتم تحفيزه بواسطة DNA أحادي السلسلة ، في تنشيط LexA وبالتالي تحفيز الاستجابة. إنه نظام إصلاح عرضة للخطأ.

أثناء النمو الطبيعي ، يتم تنظيم جينات SOS بشكل سلبي بواسطة ثنائيات بروتين مثبط LexA. في ظل الظروف العادية ، ترتبط LexA بتسلسل إجماع 20 نقطة أساس (مربع SOS) في منطقة المشغل لتلك الجينات. يحدث تنشيط جينات SOS بعد تلف الحمض النووي عن طريق تراكم المناطق المفردة المجدولة (ssDNA) المتولدة في شوكات النسخ المتماثل ، حيث يتم حظر بوليميريز الحمض النووي. تقوم RecA بتشكيل خيوط حول مناطق ssDNA هذه بطريقة تعتمد على ATP ، ويتم تنشيطها. يتفاعل الشكل المنشط لـ RecA مع LexA لتسهيل الانقسام الذاتي لـ LexA من المشغل (الشكل 10.5).

بمجرد انشقاق بروتينات LexA ، لا يحدث قمع لجينات SOS. المشغلون الذين يربطون بـ LexA ضعيفًا هم أول من يتم التعبير عنه بشكل كامل. وبهذه الطريقة ، يمكن لـ LexA تنشيط آليات الإصلاح المختلفة بالتتابع. الجينات التي تحتوي على صندوق SOS ضعيف (مثل lex A و recA و uvrA و uvrB و uvrD) يتم تحفيزها بالكامل استجابةً للعلاجات الضعيفة التي تسبب SOS. وبالتالي فإن أول آلية إصلاح SOS يتم إحداثها هي إصلاح ختان النوكليوتيدات (NER) ، والتي تهدف إلى إصلاح تلف الحمض النووي دون الالتزام باستجابة SOS كاملة.

تمتلك الخلايا آلية إضافية تساعدها على الاستجابة لتلف الحمض النووي: فهي تؤخر تقدم دورة الخلية حتى يكتمل إصلاح الحمض النووي. على سبيل المثال ، أحد الجينات التي يتم التعبير عنها استجابة لإشارة الإشريكية القولونية SOS هو sulA ، والذي يشفر مثبطًا لانقسام الخلية. وبالتالي ، عندما يتم تشغيل وظائف SOS استجابةً لتلف الحمض النووي ، فإن كتلة انقسام الخلية تطيل وقت الإصلاح. عندما يكتمل إصلاح الحمض النووي ، يتم قمع التعبير عن جينات SOS ، وتستأنف دورة الخلية ، ويتم فصل الحمض النووي غير التالف إلى الخلايا الوليدة.

في حين أن إصلاح الحمض النووي & # 8220 المعرضة للخطأ & # 8221 يمكن أن يكون ضارًا بالخلايا البكتيرية الفردية ، فمن المفترض أن يكون مفيدًا على المدى الطويل لأنه ينتج عنه مجموعة من التنوعات الجينية في التجمعات البكتيرية التي تزيد من احتمالية ظهور خلية متحولة هذا هو أكثر قدرة على البقاء على قيد الحياة في البيئة المتغيرة.

آلية # 6. إصلاح عدم تطابق Mispairs أحادي القاعدة:

العديد من الطفرات العفوية هي طفرات نقطية ، والتي تنطوي على تغيير في زوج أساسي واحد في تسلسل الحمض النووي. يمكن أن تنشأ هذه من الأخطاء في النسخ المتماثل ، أثناء إعادة التركيب الجيني ، وعلى وجه الخصوص ، عن طريق إزالة الأمينات القاعدية حيث يتم تحويل بقايا C إلى بقايا U. تتمثل المشكلة المفاهيمية في إصلاح عدم التطابق في تحديد ما هو الطبيعي وما هو خيط DNA المتحور ، وإصلاح الأخير بحيث يتم إقرانه بشكل صحيح مع الخيط الطبيعي.

تم توضيح كيفية تحقيق ذلك بتفصيل كبير لنظام إصلاح عدم التطابق الموجه للإشريكية القولونية ، والذي يشار إليه غالبًا بنظام MutHLS. في E. coli DNA ، تتم ميثلة بقايا الأدينين في تسلسل GATC في الموضع السادس. نظرًا لأن بوليميرات الحمض النووي تدمج الأدينين ، وليس الميثيل الأدينين ، في الحمض النووي ، فإن بقايا الأدينين في الحمض النووي المتكرر حديثًا يتم ميثيلها فقط على الشريط الأبوي. يتم ميثلة الأدينينات في تسلسلات GATC على خيوط الابنة بواسطة إنزيم معين ، يسمى Dam methytransferase ، فقط بعد تأخير لعدة دقائق.

خلال فترة التأخر هذه ، يحتوي الحمض النووي الذي تم نسخه حديثًا على تسلسلات GATC الميثيلية نصفي:

يمكن لبروتين الإشريكية القولونية المعين بـ MH ، والذي يرتبط بشكل خاص بتسلسل ميثيل نصفي ، أن يميز الخيط الأبوي الميثلي عن حبلا الابنة غير الميثيل. إذا حدث خطأ أثناء تكرار الحمض النووي ، مما أدى إلى وجود زوج قاعدة غير متطابق بالقرب من تسلسل GATC ، فإن بروتينًا آخر ، MutS ، يرتبط بهذا الجزء المقترن بشكل غير طبيعي. يؤدي ربط MutS إلى ارتباط MufL ، وهو بروتين مرتبط يربط MutS بـ MutH القريب.

ينشط هذا الارتباط المتقاطع نشاط نوكلياز داخلي كامن لـ MutH ، والذي يشق بعد ذلك على وجه التحديد حبلا الابنة غير الميثيل. بعد هذا الشق الأولي ، يتم استئصال الجزء من حبلا الابنة الذي يحتوي على قاعدة مدمجة بشكل خاطئ واستبداله بتسلسل الحمض النووي الصحيح.

سلالات الإشريكية القولونية التي تفتقر إلى بروتين MutS أو MutH أو MutL لديها معدل طفرات تلقائية أعلى من الخلايا البرية. السلالات التي لا تستطيع تصنيع Dam methyltransferase لديها أيضًا معدل مرتفع من الطفرات العفوية. نظرًا لأن بعض السلالات لا يمكنها ميثيل الأدينينات داخل تسلسلات GATC ، لا يمكن لنظام إصلاح عدم تطابق MwfHLS التمييز بين القالب والحبال المركب حديثًا وبالتالي لا يمكنه إصلاح القواعد غير المتطابقة بكفاءة.

تعمل آلية مماثلة على إصلاح الآفات الناتجة عن إزالة الترسبات ، وفقدان قاعدة الجوانين أو الأدينين من الحمض النووي الناتج عن انقسام الرابطة الجليكوسيدية بين الديوكسيريبوز والقاعدة. يحدث نزع البثور تلقائيًا وهو شائع إلى حد ما في الثدييات. إذا تُركت مواقع الأبورين الناتجة دون إصلاح ، فإنها تولد طفرات أثناء تكرار الحمض النووي لأنها لا تستطيع تحديد القاعدة المزدوجة المناسبة. تمتلك جميع الخلايا نوكليازات أبورينية (AP) التي تقطع خيط DNA بالقرب من موقع أبوريني. كما هو الحال مع إصلاح عدم التطابق ، يتم تمديد القطع بواسطة نوكليازات خارجية ، ثم يتم إصلاح الفجوة الناتجة عن طريق بوليميريز الحمض النووي والليغاز.

آلية # 7. إعادة التنشيط الضوئي المستحثة بالأشعة فوق البنفسجية Pyrimidine Dimers:

يمكن أن يحدث التصحيح المباشر للجزء التالف أيضًا في إصلاح ثايمين الثايمين الناجم عن ضوء الأشعة فوق البنفسجية. من خلال عملية إعادة التنشيط الضوئي هذه أو الإصلاح الضوئي ، يتم إرجاع الثنائيات مباشرة إلى الشكل الأصلي عن طريق التعرض للضوء المرئي في نطاق 320-370 نانومتر. يتم تحفيز إعادة التنشيط الضوئي بواسطة إنزيم يسمى photolyase المشفر بواسطة جين phr. عندما يتم تنشيط هذا الخافت بواسطة فوتون من الضوء ، فإنه يقسم الثنائيات عن بعضها. السلالات البكتيرية ذات الطفرات في جين phr معيبة في الإصلاح الخفيف. تم الإبلاغ عن الفوتولياز في بدائيات النوى وفي حقيقيات النوى السفلية ولكن ليس في البشر. يتم الاحتفاظ بالبكتيريا التجريبية في الظلام لتجنب تنشيط ضوئي للحمض النووي المتحور (الشكل 10.6).


أي تردد للأشعة فوق البنفسجية يضر الحمض النووي؟ - مادة الاحياء

110 جادة بارنيت. # 105
هايلاند فيليدج TX 75077
متوفى في 12/27/14 [نعي]

1 المقدمة
التنشيط الضوئي (PR) هو التعافي من الضرر البيولوجي الناجم عن الأشعة فوق البنفسجية - ج (180-290 نانومتر) أو الأشعة فوق البنفسجية - باء (290-320 نانومتر) عن طريق المعالجة المتزامنة أو اللاحقة بضوء ذي طول موجي أطول (ضوء العلاقات العامة). غالبًا ما استخدم الكتاب الأوائل المصطلحات القديمة للأشعة فوق البنفسجية البعيدة (

حصل Kelner (1951) على أطياف الحركة للعلاقات العامة للقتل في كليهما بكتريا قولونية ماركة S. جريسوس. أظهر الأول ذروة عند 375 نانومتر ولم يكن هناك تأثير فوق 476 نانومتر ، بينما S. جريسوس أظهر ذروة عند 435 نانومتر ، مع عدم وجود تأثير أعلى من 494 نانومتر ، اقترحت الذروة عند 435 نانومتر البورفيرين باعتباره كروموفور محتمل للعلاقات العامة في S. جريسوس. حصل Dulbecco (1950) على طيف عمل للعلاقات العامة لقتل ملتهمة T2 في E. coli ، حيث كان النطاق 313-436 نانومتر ، مع ذروة عند 366 نانومتر. تضمنت أطياف عمل العلاقات العامة هذه أطوال موجية أطول من الامتصاص المعروف لـ T2 ، وبالتالي أظهرت أن حامل الصبغ للعلاقات العامة يجب أن يكون في البكتيريا وليس في العاثية (كان هذا قبل تجارب Hershey-Chase 1952 التي أظهرت أن الحمض النووي للعاثية فقط يدخل المضيف. زنزانة). اقترح لاحقًا (Dulbecco ، 1955) أن العلاقات العامة في بكتريا قولونية و ستربتوميسيس يمكن أن ينتج كلاهما عن طريق فلافين كروموفور.

حصل Jagger و Latarjet (1956) على أطياف حركة أكثر دقة للعلاقات العامة للقتل في بكتريا قولونية B / r و phage T2 في B / r (الشكل 2) ، باستخدام موشور أحادي ثنائي الاتجاه مزدوج الكوارتز ، والذي كان له تمييز عالي النطاق (موشورات مزدوجة) ولا يوجد تشتت دوار (اجتياز مزدوج). استخدموا مصدر قوس زئبقي عالي الضغط ، مع العديد من خطوط الانبعاث ، ولكن مع خلفية مستمرة بكثافة أقل بين تلك الخطوط التي يمكن من خلالها اختيار نطاقات الطول الموجي بواسطة أحادي اللون دون تدخل من خطوط الزئبق المجاورة الأكثر كثافة. كانت أطياف العمل للنظامين متشابهة إلى حد كبير (القمم عند 350 و 380 نانومتر) ، مما يشير إلى أن حامل الكروم للعلاقات العامة لقتل البكتيريا كان هو نفسه بالنسبة لقتل العاثية. كان مدى الفعالية 313-475 نانومتر ، ولكن مع الوديان الصغيرة بكتريا قولونية عند 334 نانومتر وللإشريكية القولونية و T2 عند 366 نانومتر ، قضت التجارب الإضافية على احتمال أن تكون هذه الوديان ناتجة عن الكثافة العالية نسبيًا لخطوط انبعاث قوس الزئبق عند تلك الأطوال الموجية. تم شرح الوادي عند 366 نانومتر فيما بعد من حيث "العلاقات العامة غير المباشرة" (انظر القسم 5 ج).

3. دراسات لاحقة في المختبر

اكتشاف إنزيم PR. تم إثبات أول دليل واضح على إمكانية تكوين الجينات من الحمض النووي من خلال الاكتشاف الكلاسيكي لـ Avery و MacLeod و McCarty (1944) أن مبدأ تحويل المكورات الرئوية هو الحمض النووي. كان تأكيد هذا الاستنتاج هو عمل Hershey and Chase (1952) الذي أظهر أن الحمض النووي للعاثية فقط هو الذي دخل البكتيريا ، مما يثبت أن جينات الملتهمة مصنوعة من الحمض النووي ، وليس البروتين.

بمجرد معرفة نتيجة Hershey-Chase ، يمكن ملاحظة أن اكتشاف Dulbecco في عام 1950 للتنشيط الضوئي للعاثية أظهر أن الضرر القابل للتنشيط الضوئي يمكن أن يكمن في الحمض النووي. جاء الدليل النهائي من تقرير روبرت ، جودجال ، وهريوت (1958) أن تحويل الحمض النووي لـ هيموفيلوس انفلونزا يمكن تنشيطه ضوئيًا عن طريق مقتطفات من أي منهما بكتريا قولونية أو خميرة الخباز (S. cerevisiae). يحتوي المبدأ النشط على عامل يشبه الإنزيم يسمى "إنزيم PR".

أظهر المزيد من العمل لروبرت (1962 أ ، ب) أن إنزيم PR يتحد مع الحمض النووي المشع بالأشعة فوق البنفسجية- C ، وبالتالي يتم تثبيته ضد التعطيل بالحرارة والمعادن الثقيلة. يتم التخلص من الارتباط والتثبيت من خلال عمل ضوء العلاقات العامة ، مما يؤدي إلى إصلاح الحمض النووي وإطلاق الإنزيم. كشف هذا العمل عن الآلية العامة للتنشيط الضوئي ، ومهد الطريق للدراسات الجزيئية المستقبلية.

طبيعة آفة الحمض النووي القابلة للتنشيط الضوئي. تمتص جميع قواعد الأحماض النووية الأشعة فوق البنفسجية وسيتلفها. تعتبر البيريميدينات أكثر حساسية بعشر مرات من البيورينات ، وبالتالي فهي مواقع أولية للضرر.

في عام 1958 ، توصل Beukers و Ijlstra & Berends إلى الاكتشاف الأساسي لإنتاج UV-C لثايمين الثايمين في محلول مجمّد من الثايمين (انظر أيضًا Beukers & Berends ، 1960). تم تشكيل الثايمرات عن طريق إنتاج حلقة سيكلوبوتان تتضمن روابط مزدوجة 5،6 لاثنين من الثايمين. أدى ذلك إلى فقدان ذروة الامتصاص التي تبلغ 260 نانومتر. تم العثور على تشعيع لاحق بنفس الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية - C لتحضير الثايمين المذاب لكسر الثايمر ، واستعادة الثايمينات الأصلية وقمة الامتصاص 260 نانومتر (ضوئي). في عام 1962 ، أظهر وولف وروبرت أن أكثر من 90٪ من ثايمين الثايمين يتم التخلص منها من تحويل الحمض النووي بواسطة إنزيم PR من الخميرة. كان هذا أول دليل على أن ثايمين الثايمين تسبب في أضرار بيولوجية. في الحمض النووي ، يقوم ثنائي الثايمين بتوصيل اثنين من الثايمين المتوازيين ، يقع أحدهما فوق الآخر ، في نفس خيط اللولب المزدوج.

كان معروفًا منذ فترة طويلة أن الخلايا المشعة بالأشعة فوق البنفسجية - ج يمكن أن تتعافى من بعض الأضرار عن طريق العلاجات بعد التشعيع ، مثل الاحتفاظ بالخلايا في وسط غير مغذي في درجة حرارة الغرفة (استعادة الاحتفاظ بالسائل) ، أو بحكم طبيعة وسط الطلاء (انظر Jagger ، 1967). في عام 1963 ، آر بي سيتلو وآخرون. وجدت أن الكتل التي تسببها الأشعة فوق البنفسجية لتخليق الحمض النووي في بكتريا قولونية، الذي أظهره Kelner لأول مرة (1953) ، دائم في السلالة شديدة الحساسية للأشعة فوق البنفسجية بكتريا قولونية B s-1 ، بينما في السلالة B / r المقاومة للأشعة فوق البنفسجية فهي مؤقتة فقط. وجدوا أن استعادة تخليق الحمض النووي في الظلام لا ينتج عن انقسام ثنائي ، مما يشير إلى أنه تم إزالتها جسديًا من الحمض النووي. كان هذا هو أول اقتراح لإصلاح الختان الداكن للحمض النووي.

لتأكيد هذه الفكرة ، وجد R.B. Setlow & Carrier (1964) أنه خلال فترة التعافي المظلم من العلاج بالأشعة فوق البنفسجية C ، تختفي الثنائيات من الحمض النووي للسلالة المقاومة للإشعاع B / r من بكتريا قولونية، ولكنها تتحرك على هيئة أليغنوكليوتيدات من الجزء غير القابل للذوبان في الحمض إلى جزء الخلايا القابل للذوبان في الحمض. فهي ليست قابلة للتنشيط الضوئي في الجزء القابل للذوبان في الحمض. في سلالة حساسة للأشعة فوق البنفسجية بكتريا قولونية B s-1 ، تظل الثنائيات غير قابلة للذوبان وقابلة للتنشيط الضوئي. نتائج مماثلة في بكتريا قولونية تم الإبلاغ عن سلالات K-12 بواسطة Boyce و Howard-Flanders (1964) في نفس الوقت تقريبًا. كانت هذه هي التقارير الأولى عن إصلاح ختان النوكليوتيدات (NER) ، والذي يُطلق عليه أيضًا إصلاح القطع والرقعة. وهي تنطوي على إزالة أجزاء قصيرة من خيط الحمض النووي الذي يحتوي على تلف الأشعة فوق البنفسجية ، متبوعًا برقعة باستخدام معلومات التسلسل الموجودة على الشريط الآخر. كانت هذه النتيجة ذات أهمية كبيرة ، حيث كانت بداية معرفة آليات الإصلاح المظلمة ، والمعروف الآن أنها مهمة لأنواع أخرى من تلف الحمض النووي غير الثنائيات (انظر الوحدة الخاصة بعلم الأحياء الضوئية للإشعاع فوق البنفسجي الأساسي).

القتل والتعطيل الضوئي Streptomyces griseus تم قياس conidia بواسطة Jagger et al. (1967) ، باستخدام الإشعاعات الفراغية للأشعة فوق البنفسجية والأشعة فوق البنفسجية - ج (150-270 نانومتر). انخفض التنشيط الضوئي إلى الصفر عند 180 نانومتر ، مما يشير إلى أن وحدات CPD لم تعد تنتج تحت هذا الطول الموجي. سبق أن أظهر Preiss و R.B. Setlow (1956) أن المقاطع العرضية لامتصاص الحمض النووي والبروتين لم تكن مختلفة بشكل كبير عند أطوال موجية أقل من 220 نانومتر.


4. آلية الكيمياء الضوئية
بالنظر إلى أن إنزيم PR يكسر روابط الكربون والكربون (تشكيل حلقة سيكلوبوتان) ، اقترح ميناتو وربين (1972) أن يطلق عليه فوتولياز. على مر السنين ، تم تنقيته بدرجات متفاوتة من مستخلصات الخلايا. أولهما كان بواسطة ميناتو وربين (1971) ، الذي طهّرها 70 ألف ضعف من 50 رطلاً من خميرة الخباز (S. cerevisiae). في عام 1980 ، Iwatsuki et al. خلص إلى أن الفلافين الأدينين ثنائي النوكليوتيد (FADH) هو حامل للون في الخميرة فوتولياز.

شيلد وآخرون. (1984) استنساخ الجين ، PHR1، من S. cerevisiae وحدد موقعها على الخريطة. قاموا أيضًا بعزل بلازميد يحتوي على مادة DNA التي ثبت أنها تستعيد العلاقات العامة في a PHR1 أضنى. أظهروا أن البلازميد يحتوي على الجين PHR1 بدلا من القامع PHR1 طفره.

في العمل اللاحق ، باستخدام تقنيات الحمض النووي المؤتلف ، ج. سانكار وآخرون (1987) حصل على كميات ملغ من الخميرة فوتولياز PHR1 بدرجة نقاء> 95٪. تم إنتاج هذا في بكتريا قولونية الخلايا بواسطة بلازميد يحتوي على PHR1 جين S. cerevisiae. سمح هذا الفوتولياز النقي تقريبًا بالتوصيف الجزيئي للكروموفور فوتولياز. أظهر البروتين طيف امتصاص بلغ ذروته عند 377 نانومتر والوادي عند

320 نانومتر ، سمة من 1،5 مخفضة FAD. الغليان (لإفساد البروتين) والطرد المركزي ثم كشف في المادة الطافية عن فلافين مؤكسد نموذجي مع ذروة امتصاص منخفضة إضافية عند 450 نانومتر. أظهرت دراسات أخرى أن بكتريا قولونية يحتوي photolyase ، مثل الخميرة ، على عامل مساعد FAD مخفض غير مرتبط تساهميًا.

ج. يلخص سانكار (2000) تطور معرفتنا بالآليات الكيميائية الضوئية. جميع photolyases التي تمت دراستها حتى الآن هي بروتينات أحادية بوزن جزيئي 55-65 كيلو دالتون ، وتحتوي على اثنين من الكروموفور. واحد هو جزيء الهوائي، والآخر دائمًا هو أنيون FAD المخفَّض (FADH -) ، وهو العامل المساعد في الموقع النشط من الانزيم. يوجد حامل كروموفور هوائي واحد 5،10 ميثينيل رباعي هيدروفولات (MTHF) ، الموجود في البكتيريا بكتريا قولونية و Bacillus firmusوالفطريات خميرة الخميرة و نيوروسبورا كراسا ("فئة الفولات"). هوائي آخر chromophore هو 8-hydroxy-5-deazariboflavin (8-HDF) ، معبرًا عنه في الجرثومة القديمة الميثانوبكتيريوم الحرارية، الشعاعية Streptomyces griseus، البكتيريا الزرقاء Anacystis nidulansوالطحالب Scenedesmus acutus ("فئة فلافين").

عزيز سنكار (1994 ، 1996) وكاو وآخرون.(2005) وصف عمليات نقل الطاقة المتضمنة في تصرفات الكروموفور للعلاقات العامة (الشكل 4). يتم امتصاص ضوء العلاقات العامة بواسطة جزيء هوائي ، والذي يقوم بعد ذلك بنقل طاقة الإثارة الخاصة به إلى FADH - ، مكونًا متحمسًا FADH - *. يقع الفلافين المثير بجوار ثنائي بيريميدين الذي ينقل إليه الإلكترون ، مما يؤدي إلى كسر حلقة السيكلوبوتان للديمير ، وترك الفلافين كحالة أرضية مخفضة جذرية (FADH *). إعادة الترتيب الإلكتروني يعيد قواعد الحمض النووي إلى وضعها الطبيعي ، في عملية نقل الإلكترون إلى جذر الفلافين المختزل ، واستعادة العامل المساعد في الموقع النشط (FADH -). من المهم ملاحظة أنه يمكن امتصاص ضوء PR بواسطة جزيء هوائي و / أو بواسطة العامل المساعد في الموقع النشط FADH - (G.B. Sancar et al. ، 1987).

في عام 1995 ، بارك وآخرون. حدد الهيكل البلوري ثلاثي الأبعاد لـ بكتريا قولونية CPD photolyase إلى دقة 2.3 & # 197. [انظر ج. سانكار (2000) لصورة ملونة لكامل بكتريا قولونية photolyase ، ومجال ربط الحمض النووي لفوتولياز الخميرة.] هذا وعمل بواسطة A. Sancar (1994 ، 1996) و Van de Berg و G. كشف سانكار (1998) أن إنزيم الفوتولياز يقلب ثنائي بيريميدين من الحلزون المزدوج للحمض النووي ليتناسب مع ثقب في الموقع النشط للبروتين (الشكل 4). يفتقر الثنائى إلى الترابط الهيدروجيني الطبيعي للقواعد مع شركائها على خيط الحمض النووي الآخر ، وبعد أن فقد عطريته الأساسية ، فإن لديه تفاعلات تكديس أقل مع القواعد المجاورة في نفس الخيط ، مما يسمح بالتناوب السهل نسبيًا للديمر والسكريات الريبوزية. حول الروابط المفردة للعمود الفقري للفوسفات ، وخارج اللولب المزدوج.

إن فوتولياز بكتريا قولونية إصلاح الحمض النووي المريح والملفوف بكفاءة متساوية (G.B. Sancar et al. ، 1985). يكون معدل إصلاح الحمض النووي في الخلايا بواسطة فوتولياز أبطأ بكثير في المناطق التي تحتوي على نيوكليوسومات. كما أنه أبطأ في جين نشط نسبيًا ، ويبدو أنه تم حظره بواسطة RNA polymerase (G.B. Sancar ، 2000). أظهر تحليل طيف العمل بواسطة Payne و Sancar (1990) أن الحمض النووي الفردي والمزدوج الذي تقطعت به السبل يتم إصلاحه بواسطة بكتريا قولونية إنزيم الفوتوليز مع نفس العائد الكمي الإجمالي ، وأن FADH - يمكن أن يكون بمثابة كروموفور بكفاءة متساوية تقريبًا مثل MTHF ، ذروة طيف العمل عند 380 نانومتر (الشكل 5) يعكس الامتصاص بواسطة كل من MTHF و FADH - chromophores.

نقل طاقة الإثارة من MTHF إلى FADH - يحدث بواسطة رنين F & # 246rster بدون إشعاع على 17 & # 197 الذي يفصل بين الجزيئين ، بكفاءة تبلغ حوالي 70٪. جزيء الهوائي من فئة flavin ، 8-HDF ، على بعد نفس المسافة تقريبًا ، ولكنه يتماشى بشكل أفضل مع FADH - ، مما يُظهر كفاءة بنسبة 98 ٪ من نقل F & # 246rster (Beukers et al. ، 2008 ، A. Sancar ، 2008) .

تمت الآن تنقية Photolyases من البكتيريا بكتريا قولونية, S. جريسوس، و Anacystis nidulans، الجرثومة الأثرية M. thermoautotrophicumالخميرة S. cerevisiaeوالطحالب S. أكوتوس. تم استنساخ جينات Photolyase وتسلسلها لثلاثة من هذه الكائنات ، وكذلك من البكتيريا القديمة هالوباكتيريوم هالوبيوم (انظر جي بي سانكار ، 1990). انظر الشكل 5 لأطياف العمل.

تم نشر مراجعة واسعة للتنشيط الضوئي ، خاصةً لعمل الباحثين في جامعة دلفت التكنولوجية في هولندا ، بواسطة Beukers et al. في عام 2008. وهذا يشمل دراسات الكريستال التفصيلية لفوتولياز CPD (فئة الفلافين) من Anacystis nidulans، مما يدل على أوجه التشابه الوثيق مع هيكل بكتريا قولونية فوتولياز (فئة الفولات). كما أنها تُظهر تصورًا رائعًا عن طريق التحليل الطيفي للقوة الذرية لـ بكتريا قولونية يرتبط photolyase بشظايا ds-DNA 830-bp ، مما يشير إلى أن photolyase ينزلق على طول DNA حتى يجد 30 o kink يحتوي على CPD.

أ. تصليح عدد (6-4) منتج ضوئي. إن المنتج الضوئي الرئيسي للأشعة فوق البنفسجية في الحمض النووي هو مركب سيكلوبوتان بيريميدين (CPD) ، والذي يمثل عادةً حوالي 75٪ من المنتجات الضوئية UV-C في الحمض النووي. ثاني أكثر منتج ضوئي للحمض النووي شيوعًا هو 6-4'-بيريميدين-2'-one بيريميدين ، يُسمى (6-4) منتج ضوئي (الشكل 3) ، اكتشفه فارغيز ووانغ (1967) في ستربتوميسيس سلالات ، والتي تمثل عادةً حوالي 25 ٪ من المنتجات الضوئية للأشعة فوق البنفسجية (انظر Kim et al. ، 1994). المنتج الضوئي (6-4) له حد أقصى للامتصاص عند

320 نانومتر ، وذروة عند 400 نانومتر ، والتي تقع بين قمم الفلافين والفولات الضوئية من فئة الفولات (انظر الشكل 5). (من كيم وآخرون ، 1994)

تقوم الجرعات العالية من الضوء عند 313 نانومتر بتحويل المنتج الضوئي T (6-4) T إلى أيزومر ديوار الخاص به ، والذي يخضع لإصلاح ختان النيوكليوتيدات (NER) ، ولكن ليس إصلاح فوتولياز. في ظل ظروف أشعة الشمس ، يجب أن تكون كميات مختلفة من المنتج الضوئي UV-C في شكل ديوار.

في عام 1993 ، Todo et al. اكتشف (6-4) فوتولياز في ذبابة الفاكهة سوداء البطن. كيم وآخرون. أظهر (1994) أن المنتج الضوئي (6-4) ، ولكن ليس أيزومر ديوار الخاص به ، هو الركيزة لهذا الإنزيم ، وأن كفاءة الإصلاح لكل فوتون الحادث منخفضة جدًا مقارنةً بـ CPD photolyases ، وأن طيف العمل له حد أقصى عند 400 نانومتر وحد أدنى حوالي 320 نانومتر (الشكل 6). يعكس طيف العمل هذا أيضًا الاكتشاف الأخير الذي توصل إليه Todo et al. (1996) هذا الجين ذبابة الفاكهة (6-4) رموز فوتولياز كلاً من حامض الفوليك الصبغي (بحد أقصى 380 نانومتر) و فلافين كروموفور (بحد أقصى 440 نانومتر) (انظر الشكل 5).

مثل التحلل الضوئي CPD لكل من فئة الفولات وفئة الفلافين ، فإن (6-4) فوتولياز من D. melanogaster يعيد بيريميدين الأصلي بعد الإصلاح. يبدو أنه يتم إصلاحه عن طريق نفس حلقة الأوكسيتان الوسيطة غير المستقرة التي يتم إنتاجها أثناء تكوين المنتج الضوئي (6-4) (Kim et al. ، 1994). إن إنزيم الفوتوليز (6-4) لا يرتبط بوحدات CPD. في عام 2001 ، عمل Hitomi et al. مع (6-4) photolyase للضفدع Xenopus laevis، أظهر أن اثنين من الهيستيدين في سلسلة البروتين ، غير موجودين في الإنزيم الضوئي CPD ، ضروريان لآلية فوتولياز (6-4) ، وربما استقرار تشكيل وسيط الأوكسيتان.

(6-4) تم العثور على Photolyases حتى الآن فقط في بعض حقيقيات النوى الأعلى ، وتم استنساخ الحمض النووي التكميلي من D. melanogaster, X. laevis, دانيو ريريو و A. thaliana (انظر Hitomi et al. ، 2001). Xiphophorus Signum (سمك بلاتي) يُظهر (6-4) تحريض ضوئي من خلال الأشعة فوق البنفسجية - ج بتردد أقل بكثير من تحريض CPD ، ولكن PR من CPD كان سريعًا ومضاعف معدل العلاقات العامة (6-4) من المنتجات الضوئية (Meador et al. ، 2000 ).

جاغر وآخرون (1970) حدد نطاق عمل للعلاقات العامة للقتل في Streptomyces griseus التي أظهرت الذروة الرئيسية عند 436 نانومتر التي لاحظها Kelner في الأصل ، وذروة جديدة عند 313 نانومتر (للمراجعة ، انظر Jagger ، 2004). على حد سواء S. coelicolor و أ PHR1 متحولة S. جريسوس أظهر أيضًا ذروة 313 نانومتر ، ولكن لا توجد علاقات عامة أعلى من 405 نانومتر. أظهرت ذروة العلاقات العامة البالغة 313 نانومتر في جميع السلالات الثلاثة اعتمادًا ضئيلًا أو معدومًا على درجة الحرارة أو معدل جرعة ضوء العلاقات العامة. أظهر العمل اللاحق فقدًا سريعًا لمنتج ضوئي (6-4) عند 313 نانومتر في جميع السلالات الثلاثة ، ولكن مع عدم وجود تأثير على القتل في النوع البري (انظر Ikenaga et al. ، 1971). في S. coelicolor و S. griseus PHR1، التي يبدو أنها تفتقر إلى إنزيم الفوتولياز CPD ، بدت هذه التأثيرات البالغة 313 نانومتر بمثابة تأثير كيميائي ضوئي مباشر على المنتج الضوئي (6-4). أطلقوا على هذا النوع الجديد من انعكاس ضوئي مباشر النوع الثالث العلاقات العامة. يدعم هذا التفسير أنه (6-4) فوتولياز لم يتم العثور عليه في بدائيات النوى (Hitomi et al. ، 2001).


ب. التنشيط الضوئي السيتوبلازمي. كانت بعض دراسات العلاقات العامة السيتوبلازمية سلبية. على سبيل المثال ، لم يجد von Borstel & Wolff (1955) أي علاقات عامة حول قابلية فقس بيض الدبور هابروبراكون بعد التشعيع السيتوبلازمي بالأشعة فوق البنفسجية. تم تشعيع البيض عندما كانت النواة قريبة من سطح واحد من البويضة ، بحيث يمكن تشعيع الجانب النووي ، أو عن طريق قلب البويضة ، الجانب السيتوبلازمي ، عندما تكون النواة محمية بواسطة السيتوبلازم.

ومع ذلك ، جاغر وآخرون. (1969) الخلايا الحية المشععة بروتين الأميبا مع حزمة ميكروية من الأشعة فوق البنفسجية - ج متبوعة بضوء العلاقات العامة. تم تسطيح الأميبات تحت غطاء زلة ، بحيث يمكن تشعيع النواة أو السيتوبلازم مع القليل من التداخل ، وبالتالي القضاء على حماية النواة بواسطة السيتوبلازم. ينتج قتل الأميبات المسطحة بواسطة الأشعة فوق البنفسجية - ج بالتساوي من الضرر الذي يلحق بالنواة والسيتوبلازم ، بينما ينتج تأخير الانقسام بالكامل تقريبًا عن الضرر السيتوبلازمي. في الأميبا غير المسطحة ، يرجع كلا التأثيرين إلى الضرر السيتوبلازمي ، بسبب الحماية السيتوبلازمية للنواة. أظهر كل من تأخر القتل والتقسيم علاقات عامة كبيرة بعد التشعيع النووي ، لكن العلاقات العامة أكبر بكثير لكلا التأثيرين بعد التشعيع السيتوبلازمي. كان هذا دليلًا واضحًا على العلاقات العامة السيتوبلازمية ، ويفترض أنه يرجع إلى حد كبير إلى التأثيرات على الحمض النووي للميتوكوندريا ، والتي تبين لاحقًا أنها تحتوي على فوتوليز (Green & MacQuillan ، 1980). في الخميرة S. cerevisiae، وجد براكاش (1975) أن علاج العلاقات العامة أدى إلى انخفاض الثنائيات من كل من الحمض النووي النووي والميتوكوندريا. محلولات الميتوكوندريا Xenopus laevis تُظهر البويضات كلاً من التنشيط الضوئي وإصلاح الختان للحمض النووي المشع بالأشعة فوق البنفسجية (Ryoji et al. ، 1996).

يمكن أيضًا أن يكون العلاقات العامة السيتوبلازمية ناتجًا جزئيًا عن العمل على نقل الحمض النووي الريبي أو الحمض النووي الريبي الريبوزومي. السيتوبلازم أ. بروتيوس يحتوي على RNA أكثر بكثير من DNA. لم يتم دراسة العلاقات العامة للـ RNA كثيرًا أيضًا في الجسم الحي أو في المختبر. يتم تقسيم ثنائيات اليوراسيل والسيتوزين بواسطة فوتولياز الخميرة ، ولكن بكفاءة أقل من ثايمين الثايمين (انظر القسم 3). تعمل الخلايا الضوئية للحمض النووي على الحمض النووي الريبي وكذلك على الحمض النووي (Kim & Sancar (1993) ، والحمض النووي أحادي الجديلة قابل للتنشيط الضوئي بدرجة كبيرة (Payne and Sancar (1990)). بأطوال موجية منخفضة تصل إلى 310 نانومتر (القسم 5 ج) يوضح أن الحمض الريبي النووي النقال يمكن أن يكون هدفًا للأشعة فوق البنفسجية - باء.

هناك القليل من الدراسات حول العلاقات العامة في فيروسات النبات ، ومعظمها يحتوي على الحمض النووي الريبي وحيد الشريطة. لا يعد فيروس فسيفساء التبغ قابلاً للتنشيط الضوئي عندما يكون سليماً ، ولكن الحمض النووي الريبي الخاص به يُظهر التعطيل والعلاقات العامة عند فصله عن غلاف البروتين ، حيث يكون في شكله أكثر حساسية للأشعة فوق البنفسجية - C من الفيروس السليم بخمس مرات (انظر Jagger ، 1967). لاحظ Bawden & Kleczkowski (1952) وجود علاقات عامة صغيرة لفيروس حيلة كثيفة الطماطم الكروية في أوراق نيكوتيانا جلوتينوزا وفيروس نخر التبغ في الفول الفرنسي (فاسولوس، فولغاريس).


ج. الحماية الضوئية والتعطيل الضوئي غير المباشر. اكتشفت Weatherwax (1956) في بكتريا قولونية. (لا ينبغي الخلط بين هذا المصطلح نفسه في الطب الضوئي ، وهو حماية كيميائية ضد الإشعاع.) أظهر جاغر (1960) أن معدل الحماية من الضوء في بكتريا قولونية يعتمد B بشكل طفيف فقط على درجة الحرارة ، ولا يعتمد على معدل جرعة ضوء PR ، مما يشير إلى أنه يختلف عن PR الإنزيمي. تقع الأطوال الموجية الفعالة في النطاق 310-400 نانومتر ، مع ذروة واحدة عند 340 نانومتر (جاغر وستافورد ، 1962).

كان من المعروف منذ فترة طويلة أن الأشعة فوق البنفسجية - أ (320-400 نانومتر) يمكن أن تتسبب في تأخير النمو في بكتريا قولونية (هولاندر ، 1943). طيف العمل لمثل هذا النمو تأخير في بكتريا قولونية تم العثور على B بواسطة Jagger et al. (1964) ليكون مطابقًا لطيف الحركة للحماية الضوئية ، مما يشير إلى أن الحماية الضوئية تعمل عن طريق إحداث تأخير في النمو. يمكن أن يوفر مثل هذا التأخير مزيدًا من الوقت لإصلاح الظلام ، كما يتضح من اكتشاف التداخل الكامل للتنشيط الضوئي واستعادة الاحتفاظ بالسائل في بكتريا قولونية ب (كاستيلاني وآخرون ، 1964).

أظهر Ramabhadran and Jagger (1975) لاحقًا أن تأخر النمو المستحث بالأشعة فوق البنفسجية لم يكن قابلاً للتنشيط الضوئي ، ولم يتأثر بأنظمة الإصلاح الداكنة. أظهر هذا أن تلف الحمض النووي لم يكن متورطًا.

في عام 1969 ، قدم فافر وآخرون. أظهر أن تشعيع 334 نانومتر بكتريا قولونية ينتج الحمض الريبي النووي النقال مقربًا بين 4-ثيوريدين ، وهو نيوكليوتيد غير عادي موجود في بعض الحمض الريبي النووي النقال البكتيري ، وبقايا سيتيدين قريبة ، ولكن ليست مجاورة ، في الحمض الريبي النووي النقال. هذا التقريب 4-ثيوريدين-سيتيدين سيمنع شحن الأحماض الأمينية للـ tRNA ، وبالتالي يقلل من تخليق البروتين. أظهر Ramabhadran (1975) أن طيف الامتصاص بكتريا قولونية يتطابق valyl tRNA ، الذي يحتوي على 4-thiouridine ، بشكل وثيق جدًا مع أطياف العمل لتأخير النمو وتثبيط تخليق صافي الحمض النووي الريبي ، وخلص إلى أن الكروموفور والهدف للنمو المستحث بالأشعة فوق البنفسجية UV-A يؤخران النمو النشط بكتريا قولونية كان من المحتمل أن يكون 4-ثيوريدين في نقل الحمض النووي الريبي. هذا ما أكده توماس وفافر (1975) في بكتريا قولونية K-12 ، الذي أظهر أن كمية الحمض النووي الريبي المتشابك مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بتأخر النمو ، ومن خلال Ramabhadran and Jagger (1976) ، اللذين أظهروا أن تشعيع UV-A لـ بكتريا قولونية يعطل جزئيًا بعض أنواع الحمض النووي الريبي. يتم تفسير ذلك من قبل الخلية بطريقة مشابهة لتلك الخاصة بتجويع الأحماض الأمينية ، مما يتسبب في ارتفاع مؤقت في مستويات رباعي فوسفات الغوانوزين (ppGpp) وإيقاف تخليق صافي الحمض النووي الريبي ، مما يؤدي إلى تأخير النمو. وجد تساي وجاجر (1981) أن الطفرات التي تفتقر إلى 4-ثيوريدين لم تظهر أي حماية ضوئية. نظرًا لأن تأخير النمو مسؤول عن الحماية الضوئية ، فإنه يتبع ذلك وجود حامل للون وهدف لكل من تأخير النمو الناجم عن الأشعة فوق البنفسجية والحماية من الضوء في بكتريا قولونية هو 4-ثيوريدين في الحمض النووي الريبي.

أظهر العمل اللاحق الذي قام به فافر وزملاؤه (Thomas et al. ، 1981 Thiam and Favre ، 1984) تأخرًا قصيرًا في النمو بفعل الأشعة فوق البنفسجية الإشريكية القولونية nuv - الذي ينقصه 4-ثيوريدين. ومع ذلك ، فإن هذه السلالة تظهر زيادة كبيرة في ppGpp. يحتوي على كروموفور الحمض الريبي النووي النقال آخر ، 5-ميثيل أمينوميثيل -2-ثيوريدين ، الناجم عن أطوال موجات UV-A
- يظهر PR عند 334 نانومتر ولكن ليس عند 405 نانومتر ، ويعرض معدل الجرعة واستقلال درجة الحرارة. لذلك لا يمكن تمييز هذا العلاقات العامة عن الحماية الضوئية وتأخر النمو. نظرًا لتعريف العلاقات العامة على أنها "التعافي من الضرر البيولوجي الناجم عن الأشعة فوق البنفسجية - ج عن طريق المعالجة المتزامنة أو اللاحقة بالضوء ذي الطول الموجي الأطول" ، فقد أطلقوا على هذا تنشيط ضوئي غير مباشر (لاحقًا Type-II PR). وبالتالي ، فإن العلاقات العامة غير المباشرة غير إنزيمية وبسبب تأخر النمو الذي يسمح بمزيد من الوقت لإصلاح الظلام.

أظهر العمل اللاحق (Jagger et al. ، 1969) أن جميع العلاقات العامة في الإشريكية القولونية ب phr - ، وجزء من PR في السلالة B ، لا ينطوي على انقسام ثايمين ثايمر ، وبالتالي لا يستخدم فوتولياز. أظهرت أطياف عملهم (للمراجعة ، انظر Jagger ، 2004) أن العلاقات العامة بأطوال موجية أقل من 366 نانومتر في طور اللوغاريتم المتعطش. بكتريا قولونية يمكن تفسير B / r على أنه 20 ٪ PR مباشرة (إنزيمية) و 80 ٪ PR غير مباشر (غير أنزيمية). أوضح هذا وادي 366 نانومتر في طيف عمل Jagger و Latarjet (الشكل 2) للعلاقات العامة في مرحلة السجل الجائع. بكتريا قولونية B / r ، حيث تمثل العلاقات العامة غير المباشرة (التي تبلغ ذروتها عند 340 نانومتر) معظم العلاقات العامة عند أطوال موجية أقل من 366 نانومتر ، بينما يشرح photolyase PR معظم العلاقات العامة فوق 366 نانومتر. ومع ذلك ، فإنه لم يفسر 334 نانومتر وادي جاغر ولاتارجت (1956).

تمشيا مع هذا ، حصلوا على طيف عمل للعلاقات العامة للطور الثابت بكتريا قولونية يظهر B s-1 (نقص في الإصلاح المظلم) حدًا أقصى واحدًا عند 380 نانومتر (انظر Jagger ، 2004). لا يحتوي على أي من الوديان التي وجدها Jagger و Latarjet (الشكل 2) لمرحلة السجل بكتريا قولونية ب / ص
عند 334 نانومتر و 366 نانومتر. نظرًا لأن السلالة B s-1 لا تظهر أي إصلاح داكن ، يجب أن تظهر أيضًا عدم وجود علاقات عامة غير مباشرة ، لذلك يجب أن تعكس العلاقات العامة في هذا الكائن الحي طيف العمل الحقيقي لـ بكتريا قولونية CPD photolyase (فئة الفولات) ، وهو ما يتوافق مع أطياف العمل اللاحقة (انظر الشكل 5).

الحماية الضوئية أقل انتشارًا من التنشيط الضوئي. تم العثور عليه في بكتريا قولونية, الزائفة الزنجارية, المكورات العنقودية الذهبيةو البروتوزوا بروتين الأميبا و كولبيديوم كولبودا، ولكن ليس في Streptomyces griseus و خميرة الخميرة (جاغر وستافورد ، 1962).

من المحتمل أن تكون الحماية من الضوء والعلاقات العامة غير المباشرة مهمة فقط في الأنظمة التي لا تحتوي بالفعل على تأخير نمو داخلي (مما يتيح مزيدًا من الوقت لإصلاح الظلام) ، مثل الجوع أو في مرحلة النمو الثابت. النتائج السلبية التي تم الإبلاغ عنها في عام 1962 من قبل جاغر وستافورد ربما كانت إيجابية لو تم إيلاء المزيد من الاهتمام لظروف النمو ، ولم يظهر دور تأخير النمو في الحماية الضوئية إلا لاحقًا في عام 1964.

بينما يمكن أن تمثل CPDs و (6-4) المنتجات الضوئية الكثير من العلاقات العامة في العديد من الخلايا ، فإن التأثيرات مثل العلاقات العامة غير المباشرة يمكن أن تعقد الصورة ، كما هو موضح في التحليل الأخير (الموضح أعلاه) للأصل بكتريا قولونية طيف عمل العلاقات العامة لـ Jagger و Latarjet.


د. النطاق البيولوجي للتنشيط الضوئي. تم الإبلاغ عن النطاقات البيولوجية للعلاقات العامة في عدة مصادر ، بما في ذلك Jagger (1958 ، 1967) ، Cook & McGrath (1967) ، A. Sancar (1994) ، و Goosen & Moolenaar (2008).

تم العثور على CPD photolyase في مجموعة متنوعة من البكتيريا والعتائق ، ولكن هناك استثناءات ملحوظة. لم يتم العثور عليها في العصوية الرقيقة أو هيموفيلوس انفلونزا، أو في الآركون ميثانوكوكس فانيلي. تم العثور عليها في الفطريات نيوروسبورا كراسا و خميرة الخميرة، ولكن ليس في شيزوساكارومايس بومب.

يحتوي 25 ٪ فقط من الأركيا التي تم تحليلها على جين فوتولياز. أربعة أنواع من الأركيا تحتوي على UVDE ، لكن نوعًا واحدًا فقط (سلفولوبوس أسيدوكالداريوس) يحتوي على كل من UVDE و photolyase. كل الأنواع بالترتيب الهالوباكتيريا لديها أكثر من متماثل ضوئي واحد ، وجميع جينات استئصال NER الثلاثة ، وبعضها مثل Haloarcula marismortui تحتوي على جميع الأنواع الأربعة من إنزيم الإصلاح المذكورة أعلاه ، وهي خصائص ربما تكون ضرورية للكائنات الحية التي تعيش في ظل ظروف شديدة من الحرارة والملوحة. ليس من المستغرب أن عدد أقل من أنواع أعماق البحار لديها فوتولياز.

لاحظ Goosen & Moolinaar (2008) أن photolyases كانت أول إنزيمات إصلاح ، وتطورت في وقت مبكر جدًا من التطور ، لأن بدائيات النوى المبكرة ستحتاج إلى حماية ضد الأشعة فوق البنفسجية الشمسية قبل أن يتطور أوزون الستراتوسفير. تم العثور على متماثلات CPD photolyase في حوالي 50 ٪ فقط من البكتيريا التي تمت دراستها ، مما يشير إلى فقدان الجينات ، والذي يمكن أن يحدث بعد غزوهم لحقيقيات النوى ، حيث لن يتعرض الكثيرون للأشعة فوق البنفسجية A و B (على الرغم من ذلك) بكتريا قولونية يحتوي على فوتولياز). يقترحون أيضًا أنه نظرًا لأن 50 ٪ من البكتيريا التي تحتوي على بروتينات استئصال UvrABC للإصلاح الداكن تحتوي أيضًا على CPD photolyase ، فقد تكون بروتينات NER قد تطورت بشكل أساسي لإصلاح (6-4) المنتجات الضوئية وأنواع أخرى من الضرر غير الناجم عن الأشعة فوق البنفسجية . يقترحون أن الكريبتوكروميات (البروتينات الفلافية المشاركة في وظائف التحكم) تطورت من الخلايا الضوئية ، حيث نادرًا ما تحدث الكروموزومات المشفرة في بدائيات النوى.

تم العثور على تنشيط ضوئي CPD في البروتوزوا بروتين الأميبا و كولبيديوم كولبوداوفي النباتات نبات الأرابيدوبسيس thaliana و Scenedesmus acutus (طحلب). توجد في مجموعة متنوعة من الحيوانات ، على الرغم من أنها غالبًا ما تكون في أنسجة معينة فقط. لم يتم العثور عليه في الديدان الخيطية أنواع معينة انيقة. تم العثور عليه في الثدييات غير المشيمية ، بما في ذلك الفئران الكنغر ترايدكتيلوس بوتوروس (الضرر ، 1978) والأبوسوم Monodelphus domestica (لي ، 1984).

على الرغم من التقارير المبكرة التي تشير إلى عكس ذلك ، تشير الدلائل الحالية إلى أن البشر ليس لديهم فوتولياز الحمض النووي. لي وآخرون.وجد (1993) أنه في حين كان من السهل اكتشاف CPD photolyase في خلايا بكتريا قولونية والخميرة ، وفي المستخلصات الخالية من خلايا الأفعى الجرسية ، لم يتم اكتشاف أي منها في المستخلصات الخالية من الخلايا من خلايا هيلا أو خلايا الدم البيضاء البشرية ، باستخدام مقايسة قادرة على اكتشاف 10 جزيئات من فوتولياز لكل خلية. و Chigancas et al. (2000) وجد أن خلايا هيلا أظهرت العلاقات العامة فقط بعد إدخال جين فوتولياز من ترايدكتيلوس بوتوروس، مما يدل على أن ظروفهم التجريبية لعلاج العلاقات العامة لخلايا هيلا ستسمح بالعلاقات العامة في حالة وجود فوتولياز. أخيرًا ، اكتمل الآن تسلسل الجينوم البشري ، وجميع التسلسلات التي يبدو أنها ترمز لبروتينات تشبه فوتولياز يتم حسابها بواسطة الكريبتوكروم.

ثنائيات بيريميدين المستحثة بواسطة الأشعة فوق البنفسجية (280-400 نانومتر ، الذروة عند 313 نانومتر) في البشرة Monodelphis domestica، حيوان أبوسوم صغير في أمريكا الجنوبية ، تمت إزالته عن طريق العلاج بضوء العلاقات العامة (Ley ، 1984). أدى هذا العلاج أيضًا إلى تنشيط ضوئي للحمامي (Ley ، 1985).

هارت وآخرون. (1977) ذكر أن أورام الغدة الدرقية التي تطورت من خلايا الغدة الدرقية المزروعة بالأشعة فوق البنفسجية كانت قابلة للتنشيط الضوئي بدرجة كبيرة في الأسماك الاستوائية الصغيرة Poecilia فورموزا تبين أن ثنائيات البيريميدين يمكن أن تحفز الأورام. ر ب سيتلو وآخرون. (1989) اكتشف لاحقًا أن علاج العلاقات العامة لهجين هجين من أسماك بلاتي فيش-سيف (السمك حامل الخنجر) خفض معدل حدوث سرطان الجلد الناجم عن الأشعة فوق البنفسجية - باء إلى مستويات الخلفية ، و Ley et al. (1989) وجدت العلاقات العامة لتحريض الورم الميلانيني في جلد M. domestica. أظهرت هذه النتائج أن CPDs التي تنتجها إما UV-B أو UV-C يمكن أن تكون بمثابة مواد مسرطنة كاملة لتحريض سرطان الجلد. كان Cook & McGrath (1967) قد فشل في وقت سابق في العثور على نشاط العلاقات العامة في جلد الفأر أو الأرانب.


6. استرجاع الماضي
في عام 1944 ، كتب الفيزيائي إروين شير & # 246دينغر الكتاب الأساسي ، ما هي الحياة؟ (مطبعة جامعة كامبريدج) الذي اقترح فيه أن جزيءًا معقدًا يمكن أن يحتوي على الشفرة الجينية للكائنات الحية. في أوائل القرن العشرين ، أظهر توماس هانت مورغان ذلك ذبابة الفاكهة يتم ترتيب الجينات في تسلسل خطي داخل الكروموسومات. كذلك ، كان من المعروف أن الجينات أظهرت استقرارًا ملحوظًا ، وهو أمر ضروري للتطور. لذلك ، استنتج Schr & # 246dinger أن المادة الجينية يجب أن تكون جزيءًا خطيًا ذا طول كبير وثبات كبير ، حيث لا يمكن تحقيق هذا الاستقرار إلا فيما أسماه "بلورة غير دورية". كانت هذه نظرة ثاقبة ، وأعطت الأمل في أن الجين قد يُفهم يومًا ما من حيث الكيمياء والفيزياء.

أظهرت أطياف العمل للقتل البكتيري (Gates ، 1930) ولقتل وتحور الجراثيم الفطرية (Emmons & Hollaender ، 1939) قممًا تقارب 265 نانومتر ، مما يشير إلى أن الحمض النووي كان حوي اللون للتأثير البيولوجي للأشعة فوق البنفسجية. كانوا حذرين في تفسيراتهم ولم يدعوا أن العمل أظهر أن الحمض النووي هو المادة الجينية للخلايا. وهكذا ، قام جيتس (1934) بالتحوط من رهاناته بالقول إن أفعاله أطياف لقتل المكورات العنقودية الذهبية وكانت ملتهمة تشبه المنحنيات ". من أجل الامتصاص النوعي للأشعة فوق البنفسجية بواسطة البروتوبلازم ، والبروتينات ، وبعض الأحماض الأمينية والبروتينات النووية ، وبواسطة إنزيمات معينة." وخلص زيل وهولاندر (1955) إلى (ص 415) أن "مجموعة متزايدة من الأدلة تشير إلى أن نسبة كبيرة من تأثيرات. . الامتصاص الكمي والتغيير النهائي المميت أو المطفر ".

وهكذا ، أفيري وآخرون. (1944) و Hershey and Chase (1952) هما المكتشفان الحقيقيان للحمض النووي باعتباره المادة الوراثية. حتى ذلك الحين ، كان استنتاجًا مقبولًا على مضض. تمسك بعض العمال بفكرة أن البروتين ، بسبب محتواه العالي من المعلومات (20 حمضًا أمينيًا) كان المادة الجينية الأكثر احتمالًا ، حيث يعمل الحمض النووي (4 نيوكليوتيدات فقط) بمثابة سقالة داعمة. ادعى المشككون أن كمية صغيرة من البروتين كانت موجودة في مبدأ التحويل الخاص بـ Avery et al. ، (1944) ، ويمكن أن تكون قد حملت المعلومات الجينية.

ومع ذلك ، على الرغم من أن الحمض النووي أصبح مقبولًا بشكل عام على أنه مادة وراثية بحلول عام 1952 ، فإن فكرة الاستقرار الكبير المطلوبة من الجينوم دفعت العلماء في تلك الأيام إلى افتراض أن الحمض النووي لا يمكن تغييره إلا عن طريق الطفرة عن طريق الأحداث النشطة ، مثل التأين بالأشعة السينية أو التغيير الكيميائي بواسطة الأشعة فوق البنفسجية. إن فكرة أن الحمض النووي قد يتضرر باستمرار بسبب أشياء عادية مثل التمثيل الغذائي الخلوي تتطلب إصلاح الضرر بشكل متكرر ودقيق ، وهي فكرة لا يمكن تصورها في ذلك الوقت. لم يُعرف أي نظام جزيئي يمكنه إصلاح الجزيء التالف.

اكتشف ألبرت كيلنر (1949 أ) العلاقات العامة لقتل البكتيريا وتحويرها. في العام التالي ، وجد Dulbecco (1950) أن العاثيات T يمكن تنشيطها ضوئيًا داخل البكتيريا ، مشيرًا إلى الحمض النووي باعتباره الجزيء المستهدف للعلاقات العامة. ومع ذلك ، ليس من الواضح أن أي شخص يعتقد أن العلاقات العامة يمكن أن تنطوي على إصلاح بسيط للحمض النووي بواسطة إنزيم. افترضت العديد من الدراسات المبكرة أنه يجب أن يعمل من خلال تحييد السموم في الوسط الذي أضر بالحمض النووي (على سبيل المثال ، Novick and Szilard ، 1949).

كل هذا تغير مع تقرير روبرت وآخرون. (1958) يمكن إنتاج العلاقات العامة في المختبر عن طريق تفاعل إنزيمي. أصبح من الواضح فجأة أنه يمكن إصلاح الحمض النووي مباشرة ، وأن الإصلاح كان دقيقًا. في هذا الوقت تقريبًا ، أصبحنا مدركين للقدرات الرائعة لبوليميراز الحمض النووي وتعقيد الريبوسومات. نظرًا لأن هياكل photolyases أصبحت معروفة في التسعينيات ، فإن قدرات هذه الإنزيمات على إجراء مناورات مفاجئة مثل قلب الثنائيات من الحلزون المزدوج للحمض النووي ، ونقل الطاقة بالرنين من الكروموفورات البعيدة ، متبوعًا بإصلاح الأكسدة والاختزال للثنائيات ، تذكرنا بـ القدرات المعقدة لمراكز التفاعل الضوئي وأنزيمات أنظمة النقل الإلكتروني لعملية التمثيل الغذائي التأكسدي. يمكن لبعض جزيئات إصلاح الأشعة فوق البنفسجية ، مثل UVDE ، إصلاح أكثر من منتج ضوئي للأشعة فوق البنفسجية UV-C ، بالإضافة إلى العديد من المقاربات غير المستحثة بالأشعة فوق البنفسجية.

كان الدافع وراء العديد من العاملين الأوائل في علم الأحياء الضوئية هو الاعتبارات الفلسفية: نظرًا لأن الحياة تطورت في عالم من الضوء ، يجب أن يكون هناك العديد من تفاعلات الأنظمة البيولوجية مع الضوء ، بما في ذلك التكيف مع آثاره الضارة. لقد عرف الجنس البشري منذ قرون أن ضوء الشمس يوفر الطاقة للحياة النباتية ، ونعلم أنه في التحليل الأخير ، نظرًا لأن جميع الحيوانات تعتمد على النباتات في مكان ما في السلسلة الغذائية ، فإن التمثيل الضوئي يعد أمرًا أساسيًا طاقة شرط الحياة على الأرض. نحن نعلم الآن أن هياكل التمثيل الضوئي للنباتات معقدة بشكل ملحوظ ، حيث تتغذى العديد من الكروموفورات في مركز تفاعل التمثيل الضوئي (ومن هنا جاءت ألوان الخريف الجميلة لدينا) ، وأن التمثيل الضوئي يمكن أن يعمل مع العوامل المساعدة الأساسية غير الكلوروفيل.

يوفر الضوء أيضًا مراقبة من العمليات الكيميائية الحيوية ، كما هو الحال في اتجاه ضوئي وضوء ضوئي. من الواضح الآن أن بعض أنظمة التحكم تستخدم الكريبتوكروميات في استجابات الضوء الأزرق للنباتات ، والساعات اليومية في ذباب الفاكهة والفئران ، وربما المستقبلات المغناطيسية في الحيوانات المهاجرة. تحمل الكريبتوكرومات تشابهًا جزيئيًا مع فوتوليازات الحمض النووي ، والتي تؤدي وظيفتها يصلح من ضرر الضوء. كل هذا يعكس الاقتصاد الكبير في طبيعة استخدام بروتينات مماثلة لوظائف مختلفة على نطاق واسع (انظر A. Sancar ، 2008).

لم يتم تخيل مثل هذه الوظيفة الجزيئية المعقدة في الأيام الأولى لعلم الأحياء الضوئية. لقد كان تغييرًا في النموذج ، ويجب أن يحذرنا من عدم التفكير ببساطة في مستقبل البيولوجيا الضوئية الجزيئية. لا يزال هناك الكثير لنتعلمه.

أفيري ، أوت ، سي. MacLeod & M. McCarty 1944 دراسات حول الطبيعة الكيميائية للمادة التي تحفز التحول لأنواع المكورات الرئوية: تحريض التحول بواسطة جزء من حمض ديوكسي ريبونوكلييك المعزول من المكورات الرئوية من النوع الثالث. J. Exptl. ميد. 79 ، 137-158

باودن ، ف. & A. Kleczkowski 1952 إصابة الأشعة فوق البنفسجية بالنباتات الأعلى التي تصدَّت بالضوء المرئي. طبيعة 169 ، 90-91.

Beukers، R. & W. Berends 1960 عزل وتحديد منتج التشعيع من الثايمين. بيوكيم. بيوفيز. اكتا 41 ، 550-551.

بيكرز ، ر. إيكر و P.H.M. Lohman 2008 50 عامًا ثايمين ثايمر. إصلاح الحمض النووي 7 ، 530-543.

Beukers، R.، J. Ijlstra & W. Berends 1958 تأثير الضوء فوق البنفسجي على بعض مكونات الأحماض النووية. II. في المحاليل المجمدة بسرعة. Rec. تراف. شيم. 77 ، 729-732.

بومان ، كيه كيه ، كيه سيدليك ، سي. سميث ، ج. تايلور ، بي دبليو. Doetsch & G.A. Freyer 1994 نوكلياز DNA جديد مستقل للحمض النووي ATP من شيزوساكارومايس بومب التي تتعرف على ثنائيات سيكلوبوتان بيريميدين و6-4 منتجات ضوئية. الدقة الأحماض النووية. 22 ، 3026-3032.

Boyce، R.P. & P. ​​Howard-Flanders 1964 إطلاق ثايمين الثايمين المستحث بالضوء فوق البنفسجي من الحمض النووي. بروك. ناتل. أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 51 ، 293-300.

Castellani A.، J. Jagger & R.B. Setlow 1964 تداخل من التنشيط الضوئي واستعادة عقد السائل في الإشريكية القولونية علم 143 ، 1170-1171.

شيغانكاس ، في ، إي إن. مياجي ، أ. موتري ، ج.ف.جاسيسين ، ج. Amarente-Mendes و A. Yasui و C.F.M. يمنع Menck 2000 Photorepair موت الخلايا المبرمج الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية في الخلايا البشرية التي تعبر عن جين photolyase الجرابي. أبحاث السرطان 60، 2458-2463.

كوك ، ج. & JR McGrath 1967 تنشيط نشاط الإنزيم في الميتازوا. بروك. ناتل. أكاد. علوم. الولايات المتحدة 58 ، 1359-1365.

Dulbecco، R. 1950 تجارب على التنشيط الضوئي للعاثيات المعطلة بالأشعة فوق البنفسجية. J. باكتيريول. 59 ، 329-347.

Dulbecco، R. 1955 Photoreactivation. في ، أ.هولاندر ، إد. بيولوجيا الإشعاع المجلد. II: الأشعة فوق البنفسجية وما يتصل بها (نيويورك: ماكجرو هيل) 365-430.

إيكر ، APM ، L. Formenoy & L.E.A. de Wit 1991 تنشيط ضوئي في البكتيريا البدائية شديدة الملوحة هالوباكتيريوم cutirubrum. فوتوتشيم. فوتوبيول. 53 ، 643-651.

Emmons، CW & A. Hollaender 1939 تأثير الأشعة فوق البنفسجية على الفطريات الجلدية. II. الطفرات التي تحدث في مزارع الفطريات الجلدية عن طريق تعرض الجراثيم للإشعاع فوق البنفسجي أحادي اللون. عامر. ياء بوتاني 26، 467-475.

فافر ، إيه ، إم يانيف وأم. Michelson 1969 الكيمياء الضوئية لـ 4-thiouridine in الإشريكية القولونية الحمض الريبي النووي الريبي 1 فال. بيوتشيم. بيوفيز. الدقة. كومون. 37 ، 266-271.

جيتس ، ف. 1930 دراسة تأثير الضوء فوق البنفسجي للجراثيم. ثالثا. امتصاص البكتيريا للأشعة فوق البنفسجية. J. الجنرال فيزيول. 14 ، 31-42.

جيتس ، ف. 1934 نتائج التشعيع المكورات العنقودية الذهبية عاثية مع ضوء فوق بنفسجي أحادي اللون. J. Exptl. ميد. 60 ، 179-188.

Goosen ، N. & G.F. مولينار 2008 إصلاح أضرار الأشعة فوق البنفسجية في البكتيريا. إصلاح الحمض النووي 7 ، 353-379.

جرين ، ج. MacQuillan 1980 Photorepair للضرر الطفري الصغير الناجم عن الأشعة فوق البنفسجية في خميرة الخميرة يتطلب منتج PHR1 الجين. J. باكتيريول. 144 ، 826-829.

ضرر وتلف. حاء 1978 الضرر والإصلاح في خلايا الثدييات بعد التعرض للإشعاعات غير المؤينة: 1. الإشعاع فوق البنفسجي والضوء المرئي لخلايا كنغر الجرذ (ترايدكتيلوس بوتوروس) وتحديد الضرر القابل للضوء في المختبر. أبحاث الطفرات 50، 353-366.

Hart ، R.W. ، R.B. Setlow & A.D. Woodhead 1977 دليل على أن ثنائيات البيريميدين في الحمض النووي يمكن أن تؤدي إلى ظهور الأورام. بروك. ناتل. أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 74 ، 5574-5578.

هوسر ، ك. & H. von Oehmcke 1933 Lichtbr & # 228unung an Fruchtschalen. Strahlentherapie 48، 223-229.

Hershey، A.D. & M. Chase 1952 الوظائف المستقلة للبروتين الفيروسي والحمض النووي في نمو البكتيريا. J. الجنرال فيزيول. 36 ، 39-56.

هيتومي ، ك. ، ه. ناكامورا ، إس تي. Kim، T. Mizukoshi، T. Ishikawa، S. Iwai & T. Todo 2001 دور اثنين من الهيستيدين في تفاعل فوتولياز (6-4). J. بيول. تشيم. 276 ، 10103-10109.

هولاندر ، أ. 1943 تأثير الأشعة فوق البنفسجية الطويلة والقصيرة المرئية (3500-4900 & # 197) على الإشريكية القولونية. J. باكتيريول. 46 ، 531-541.

إيكيناغا ، م ، م. باتريك وجيه جاغر 1971 تنشيط التصوير للقتل في ستربتوميسيس - ثالثا. أطياف العمل من أجل التحلل الضوئي لثنائيات البيريميدين والأقارب في S. جريسوس و S. griseus PHR-1. فوتوتشيم. فوتوبيول. 14 ، 175-187.

إيواتسوكي ، إن. ، سي. Joe & H. Werbin 1980 دليل على أن فوتولياز حمض الديوكسي ريبونوكليك من خميرة الخباز هو بروتين فلافوبروتين. الكيمياء الحيوية 19 ، 1172-1176.

جاغر ، ج. 1958 Photoreactivation. باكتيريول. القس 22، 99 - 142.

جاغر ، جيه 1960 Photoreactivation. في ، أ.هولاندر ، إد. الحماية من الإشعاع والتعافي (نيويورك ، مطبعة بيرغامون) 352-377.

Jagger ، J. 1967 مقدمة للبحث في البيولوجيا الضوئية فوق البنفسجية (Old Tappan NJ: Prentice-Hall).

جاغر ، ج. 2004 انعكاسات شخصية على أحادي اللون وأطياف الحركة من أجل التنشيط الضوئي. J. فوتوشيم. فوتوبيول. علم الأحياء 73 ، 109-114.

Jagger، J. & R. Latarjet 1956 Specters d'action de la photo-remustation chez بكتريا قولونية ب / ص. آن. إنست. باستور 91 ، 858-873.

جاغر ، ج. ستافورد 1962 النطاقات البيولوجية والفيزيائية للحماية الضوئية من أضرار الأشعة فوق البنفسجية في الكائنات الحية الدقيقة. فوتوتشيم. فوتوبيول. 1 ، 245-257.

جاغر ، ج. ستافورد 1965 دليل لآليتين للتنشيط الضوئي في الإشريكية القولونية B. Biophys. ج 5 ، 75-88.

جاغر ، ج. ، د. بريسكوت و M.E. بروتين الأميبا. إكسبل. دقة الخلية. 58 ، 35-54.

جاغر ، ج. ، ر. ستافورد وجيه إم سنو 1969 ثايمين ثايمر وأدلة طيف العمل للتنشيط الضوئي غير المباشر في الإشريكية القولونية. فوتوتشيم. فوتوبيول. 10 ، 383-395.

جاغر ، ج. ، هـ. تاكيبي ، وجي إم سنو 1970 تنشيط ضوئي للقتل في ستربتوميسيس: أطياف العمل والدراسات الحركية. فوتوتشيم. فوتوبيول. 12 ، 185-196.

جاغر ، ج. ، ود. وايز & ر. ستافورد 1964 تأخر في النمو والانقسام الناجم عن الأشعة فوق البنفسجية القريبة في الإشريكية القولونية B ودورها في الحماية من أشعة الشمس واستعادة الاحتفاظ بالسوائل. فوتوتشيم. فوتوبيول. 3 ، 11-24.

Kao، Y-T.، C. Saxena، L. Wang، A. Sancar & D. Zhong 2005 المراقبة المباشرة لإصلاح ثايمين الثايمين في DNA بواسطة photolyase. بروك. ناتل. أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 102 ، 16128-16132.

Kelner، A. 1949a تأثير الضوء المرئي على استعادة Streptomyces griseus كونيديا من إصابة الأشعة فوق البنفسجية. بروك. ناتل. أكاد. علوم. USA 35 ، 73-79.

كيلنر ، أ. 1949 ب ، التنشيط الضوئي للأشعة فوق البنفسجية الإشريكية القولونية، مع إشارة خاصة إلى مبدأ خفض الجرعة والطفرة التي تحدثها الأشعة فوق البنفسجية. J. باكتيريول. 58 ، 511-522.

كيلنر ، أ. 1951 أطياف العمل للتنشيط الضوئي للأشعة فوق البنفسجية الإشريكية القولونية و Streptomyces griseus. J. الجنرال فيزيول. 34 ، 835-852.

كيلنر ، أ. 1953 النمو ، والتنفس ، وتخليق الحمض النووي في المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية والمنشطة الضوئية الإشريكية القولونية. J. باكتيريول. 65 ، 252-262.

كيم ، إس تي. & A. Sancar 1993 الكيمياء الضوئية ، والفيزياء الضوئية ، وآليات إصلاح ثنائي بيريميدين بواسطة DNA photolyase. فوتوتشيم. فوتوبيول. 57895-904.

Kim، S-T.، K. Malhotra، C.A. سميث ، جي إس. Taylor & A. Sancar 1994 توصيف (6-4) photoproduct DNA photolyase. J. بيول. تشيم. 269 ​​، 8535-8540.

Ley، R.D. 1984 Photorepair of pyrimidine dimers in the epidermis of the Marsupial Monodelphis domestica. فوتوتشيم. فوتوبيول. 40 ، 141-143.

Ley، R.D. 1985 تنشيط ضوئي لثنائي بريميدين المستحث بالأشعة فوق البنفسجية والحمامي في الجرابيات Monodelphis domestica. بروك. ناتل. أكاد. علوم. USA 82 ، 2409-2411.

Ley ، R.D. ، LA Applegate ، RS. Padilla & T.D. Stuart 1989 سرطان الجلد الخبيث الناجم عن الأشعة فوق البنفسجية في Monodelphis domestica. فوتوتشيم. فوتوبيول. 50 ، 1-5.

لي ، ج. ، إس تي. Kim & A. Sancar 1993 دليل على عدم وجود إنزيم تنشيط ضوئي للحمض النووي في البشر. بروك. ناتل. أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 90 ، 4389-4393.

Li، J.، T. Uchida، T. Todo & T. Kitagawa 2006 أوجه التشابه والاختلاف بين cyclobutane pyrimidine photolyase و (6-4) photolyase كما يتضح من التحليل الطيفي لرامان. J. بيول. تشيم. 281 ، 25551-25559.

Meador ، J.A. ، R.B. Walter & D.L. Mitchell 2000 تحريض وتوزيع وإصلاح التلف الضوئي للأشعة فوق البنفسجية في سمك بلاتي Xiphophorus Signum. فوتوتشيم. فوتوبيول. 72 ، 260-266.

Minato، S. & H. Werbin 1971 الخصائص الطيفية للمادة الملونة المرتبطة بحمض الديوكسي ريبونوكلييك المنشط للضوء المعزول من خميرة الخباز. الكيمياء الحيوية 10، 4503-4508.

ميناتو. S. & H. Werbin 1972 أطياف الإثارة والفلورة للحامل الصبغي المرتبط بالإنزيم المنشط للحمض النووي من الطحالب الخضراء المزرقة Anacystis nidulans. فوتوتشيم. فوتوبيول. 15 ، 97-100.

Novick، A. & L. Szilard 1949 تجارب على إعادة تنشيط الضوء لبكتيريا الأشعة فوق البنفسجية المعطلة. بروك. ناتل. أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 35 ، 591-600.

بارك ، إتش دبليو ، إس تي. Kim، A. Sancar & J. Deisenhofer 1995 التركيب البلوري لفوتولياز الحمض النووي من الإشريكية القولونية. علم 268 ، 1866-1872.

Payne، G. & A. Sancar 1990 طيف العمل المطلق لأشكال E-FADH 2 -MTHF من الإشريكية القولونية فوتولياز الحمض النووي. الكيمياء الحيوية 29، 7715-7727.

براكاش ، L. 1975 إصلاح ثنائيات البيريميدين في الحمض النووي النووي والميتوكوندريا للخميرة المشعة بجرعات منخفضة من الأشعة فوق البنفسجية. جيه مول. بيول. 98 ، 781-795.

بريس ، ج. & R. Setlow 1956 أطياف بعض الأحماض الأمينية والببتيدات والأحماض النووية والبروتين في الفراغ فوق البنفسجي. J. كيم. فيز. 25 ، 138-141.

Ramabhadran ، T.V. 1975 تأثيرات الإشعاعات القريبة من الأشعة فوق البنفسجية والبنفسجية (313-405 نانومتر) على تخليق الحمض النووي والحمض النووي الريبي والبروتين في بكتريا قولونية ب / ص: الآثار المترتبة على تأخير النمو. فوتوتشيم. فوتوبيول. 22 ، 117-123.

Ramabhadran، T.V. & J. Jagger 1975 دليل ضد الحمض النووي كهدف لتأخير النمو الناجم عن 334 نانومتر في الإشريكية القولونية. فوتوتشيم. فوتوبيول. 21 ، 227-233.

Ramabhadran، T.V. & J. Jagger 1976 آلية تأخير النمو المستحث في الإشريكية القولونية بالقرب من الأشعة فوق البنفسجية. بروك. ناتل. أكاد. علوم. الولايات المتحدة 73 ، 59-63.

روبرت ، CS ، S.H. Goodgal & R.M. Herriott 1958 Photoreactivation في المختبر من الأشعة فوق البنفسجية المعطل هيموفيلوس انفلونزا عامل التحويل. J. الجنرال فيزيول. 41 ، 451-471.

Rupert ، CS 1962a الإصلاح الضوئي الأنزيمي للضرر فوق البنفسجي في الحمض النووي. I. حركية التفاعل. J. الجنرال فيزيول. 45 ، 703-724.

Rupert ، CS 1962b الإصلاح الضوئي الأنزيمي للضرر فوق البنفسجي في الحمض النووي. II. تشكيل مركب الركيزة الإنزيمية. J. الجنرال فيزيول. 45 ، 725-741.

ريوجي ، إم ، إتش كاتاياما ، إتش.فوسامي ، إيه ماتسودا. F. Sakai & H. Utano 1996 إصلاح تلف الحمض النووي في محللة الميتوكوندريا Xenopus laevis البويضات. الدقة الأحماض النووية. 24 ، 4057-4062.

سانكار ، ج. 1990 photolyases DNA: الخصائص الفيزيائية وآلية العمل والأدوار في الإصلاح المظلم. موتات. الدقة. 236 ، 147-160.

Sancar، A. 1994 تركيب ووظيفة إنزيم فوتوليز الحمض النووي. الكيمياء الحيوية 33 ، 2-9.

سانكار ، أ. 1996 لا يوجد "نهاية للتاريخ" للصور. علم 272، 48-49.

سانكار ، ج. 2000 تنشيط ضوئي إنزيمي: 50 عامًا والعدد في ازدياد. موتات. الدقة. 451 ، 25-37.

Sancar، A. 2008 هيكل ووظيفة فوتولياز و في الجسم الحي علم الإنزيمات: الذكرى الخمسين. J. بيول. تشيم. 283 ، 32153-32157.

سانكار ، جي بي ، إف دبليو سميث وبي إف. Heelis 1987 تنقية الخميرة PHR1 فوتولياز من انزيم الإشريكية القولونية الإفراط في إنتاج الإجهاد وتوصيف الكروموفورات الجوهرية للإنزيم. ج.بيول. تشيم. 262 ، 15457-15464.

Sancar ، GB ، FW Smith & A. Sancar 1985 ملزم لـ الإشريكية القولونية فوتولياز الحمض النووي إلى الحمض النووي المشع بالأشعة فوق البنفسجية. الكيمياء الحيوية 24 ، 1849-1855.

شيلد ، د. ، ج.جونسون ، س.تشانج ، ر. ك. Mortimer 1984 الاستنساخ ورسم الخرائط خميرة الخميرة الجين الضوئي PHR1. مول. خلية بيول. 4 ، 1864-1870.

سيتلو ، ج. & R.B. Setlow 1963 طبيعة الآفة فوق البنفسجية القابلة للضوء في حمض الديوكسي ريبونوكلييك. Nature 197، 560-562.

Setlow ، J.K. ، ME Boling & FJ Bollum 1965 الطبيعة الكيميائية للآفات القابلة للضوء في الحمض النووي. بروك. ناتل. أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 53 ، 1430-1436.

Setlow ، R.B. & W.L. Carrier 1964 اختفاء ثايمين الثايمين من الحمض النووي: آلية لتصحيح الخطأ. بروك. ناتل. أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 51 ، 226-231.

Setlow ، R.B. & J.K. Setlow 1962 الدليل على أن ثايمين الثايمين المستحث بالأشعة فوق البنفسجية في الحمض النووي يسبب ضررًا بيولوجيًا. بروك. ناتل. أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 48 ، 1250-1257.

Setlow ، R.B. ، W.L. Carrier & F.J. Bollum 1965 Pyrimidine dimers in المشع بالأشعة فوق البنفسجية poly dI: dC. بروك. ناتل. أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 53 ، 1111-1118.

Setlow ، R.B. ، P.A. سوينسون & ذ. الناقل 1963 الثايمين الثايمين وتثبيط تخليق الحمض النووي عن طريق الأشعة فوق البنفسجية للخلايا. علم 142، 1464-1466.

Setlow ، R.B. ، A.D. Woodhead & E. Grist 1989 نموذج حيواني للورم الميلانيني الناتج عن الإشعاع فوق البنفسجي: Platyfish-swordtail hybrid. بروك. ناتل. أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 86 ، 8922-8926.

Thiam، K. & A. Favre 1984 دور الاستجابة الصارمة في التعبير وآلية تأخير النمو القريب من الأشعة فوق البنفسجية. يورو. J. Biochem. 145 ، 137-142.

Thomas، G. & A. Favre 1975 4-Thiouridine كهدف للضوء القريب من الأشعة فوق البنفسجية الناجم عن تأخير النمو في الإشريكية القولونية. بيوتشيم. بيوفيز. الدقة. كومون. 66 ، 1454-1461.

Thomas ، G. ، K. Thiam & A. Favre 1981 tRNA thiolated pyrimidines كأهداف للتخليق القريب من الأشعة فوق البنفسجية لرباعي فوسفات الغوانوزين في الإشريكية القولونية. يورو. J. Biochem. 119 ، 381-387.

Todo، T.، H. Takemori، H. Ryo، M. Ihara، T. Matsunaga، O. Nikaido، K. Sato & T. Nomura. 1993 إنزيم جديد منشط للضوء يقوم على وجه التحديد بإصلاح المنتجات الضوئية التي يسببها الضوء فوق البنفسجي (6-4). طبيعة 361، 371-374.

Todo، T.، H. Ryo، K. Yamamoto، H.Toh، T. Inui، H. Ayaki، T. Nomura & M. Ikenaga 1996 التشابه بين ذبابة الفاكهة (6-4) photolyase ، متماثل فوتوليز بشري ، وعائلة مستقبلات ضوئية DNA photolyase-blue-light. علم 272، 109-112.

تساي ، إس سي ، وجي جاغر 1981 أدوار rel + الجين و 4-ثيوريدين في القتل والحماية من أشعة الشمس الإشريكية القولونية عن طريق الأشعة فوق البنفسجية. فوتوتشيم. علم الأحياء الضوئية. 33 ، 825-834.

Van de Berg، B.J. & G.B. Sancar 1998 دليل على تقليب ثنائي النوكليوتيد بواسطة DNA photolyase. J. بيول. تشيم. 273 ، 20276-20284.

فارغيز ، أ. & S.Y. إن تشعيع وانج 1967 بالأشعة فوق البنفسجية للحمض النووي في المختبر وفي الجسم الحي ينتج منتج ثالث مشتق من الثايمين. العلوم 156 ، 955-957.

فون بورستل ، آر سي. & S. Wolff 1955 تجارب التنشيط الضوئي على النواة والسيتوبلازم في هابروبراكون بيضة. بروك. ناتل. أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 41 ، 1004-1009.

واذرواكس ، ر. 1956 إزالة التحسس من الإشريكية القولونية للأشعة فوق البنفسجية. J. باكتيريول. 72 ، 124-125.

وولف ، د. & C.S. Rupert 1962 اختفاء الثايمين الضوئي في الحمض النووي المشع بالأشعة فوق البنفسجية عند العلاج بإنزيم منشط ضوئيًا من خميرة الخباز. بيوتشيم. بيوفيز. الدقة. كومون. 7 ، 237-240.

Zelle، M.R. & A. Hollaender 1955 آثار الإشعاع على البكتيريا. الفصل. 10 في A. Hollaender، Ed. بيولوجيا الإشعاع ، المجلد. II: الأشعة فوق البنفسجية وما يتصل بها (نيويورك: ماكجرو هيل) ، ص 365-430.


جون جاغر
توفي جون جاغر بسلام في 27 ديسمبر. ولد في نيو هافن سي تي في 22 فبراير 1924 ، ابن كاري إليانور فان سيكلز من إيست هافن سي تي ، وجون ويليام جاغر من نيو هافن سي تي. كان لديه شقيق واحد ، ويليام ألكسندر جاغر ، المتوفى عام 2000 ، من Hamden CT ، وأخته ، روث ماي تولمان ، المتوفاة عام 2004 ، من West Yarmouth MA. درس الفيزياء في كلية ييل من عام 1946 إلى عام 1949 ، وأمضى عامين في قسم الفيزياء في مركز ميموريال سلون كيترينج للسرطان في مدينة نيويورك ، وعاد إلى جامعة ييل للحصول على درجة الدكتوراه في الفيزياء الحيوية عام 1954. في معهد الراديوم في باريس ، ثم عمل لمدة تسع سنوات في قسم الأحياء في مختبر أوك ريدج الوطني.

في عام 1965 ، انتقل إلى تكساس حيث عمل أستاذًا لعلم الأحياء في جامعة تكساس في دالاس لمدة 21 عامًا. في عام 1956 في أوك ريدج ، تزوج ماري إستر جولدين ، عالمة الوراثة الإشعاعية ، التي توفيت في عام 2007. وأنجبا طفلين ، توماس ألكسندر جاغر من أوستن تكساس ، وإيفون كالاهان من فلاور ماوند ، وثلاثة أحفاد هم ألكسندر جون جاغر وميلاني نيكول ميلينجر. كايل ألين ميلينجر. عاش جون وماري إستر مع أسرتهما في دالاس من عام 1965 إلى فبراير 2006 ، عندما انتقلا إلى رامبلنج أوكس أسيستد ليفينج في هايلاند فيليدج تكساس.

تقاعد من جامعة تكساس في دالاس عام 1986 للعمل والكتابة عن مشاكل العلم والمجتمع. في التسعينيات ، عمل في مجلس إدارة فرع دالاس التابع للأمم المتحدة بالولايات المتحدة الأمريكية (الأمم المتحدة) ، والمجلس الاستشاري لمناصري التخلص المسؤول في تكساس (النفايات النووية) ومجلس فرع شمال تكساس ، جمعية الفيزياء الصحية. . كان نشطًا في جمعية Hillcrest Forest Neighborhood ، حيث ساعد في تنظيم وقيادة مراقبة الجريمة.

كان جون عالم فيزياء حيوية وعالم ضوئي. عمل بشكل أساسي على تأثيرات الأشعة فوق البنفسجية على البكتيريا. في UT-دالاس ، بالعمل مع طالب دراسات عليا ، T.V. Ramabhadran ، اكتشفوا آلية تأخير النمو الناجم عن أشعة الشمس في البكتيريا. كان محررًا لمجلة الكيمياء الضوئية وعلم الأحياء الضوئية لمدة ثلاث سنوات ، ورئيس الجمعية الأمريكية لعلم الأحياء الضوئية (1983-84) ، التي كرمته في عام 1991 بجائزة الإنجاز مدى الحياة. كتب ما يقرب من 70 ورقة علمية و 4 كتب علمية ، بما في ذلك الأسد النووي: ما يجب أن يعرفه كل مواطن عن الطاقة النووية والحرب النووية (الجلسة الكاملة ، 1991) ، والعلوم والحق الديني: ما يجب أن يعرفه الأمريكيون عن كليهما (iUniverse ، 2010 ).

كما نشر كتابين شخصيين: Cove Days: The Seaside Childhood of a Scientist (2002) و From Sea to Prairie: A Lifetime of Poems (2003). أحب الطيران ، ودرب وعمل في هندسة الطيران خلال الحرب العالمية الثانية ، وأصبح طيارًا خاصًا في تكساس ، مع تصنيف الأجهزة. كما كان يحب الرياضات المائية ، حيث نشأ على شاطئ البحر ، حيث سبح وأبحر في شبابه. كان فخورًا بشكل خاص بمسبحه في الفناء الخلفي في دالاس ، والذي قام بتصميمه والسباحة فيه يوميًا. استمتعت العائلة بالعديد من حفلات الرابع من يوليو هناك. سافروا مع أطفالهم إلى العديد من الأماكن في الولايات المتحدة وأوروبا ومنطقة البحر الكاريبي في رحلات إجازة لمدة 3 أسابيع. لقد أحبوا الهواء الطلق وكثيرًا ما كانوا يتنزهون ويخيمون. استمتع جون بقراءة أشعار الأطفال وكتب المغامرات لأبنائه وأحفاده. قام هو وماري إستر برحلات سنوية إلى الخارج من عام 1988 إلى 2002. زاروا العديد من البلدان في أوروبا ، وكذلك شرق المحيط الهادئ ، وذهبوا في رحلة سفاري أفريقية. كان عضوًا في الكنيسة الموحّدة الأولى في دالاس والرابطة الإنسانية الأمريكية. سيكون هناك حفل تأبين يوم السبت. 17 يناير الساعة 12:00 ظهرًا. في كنيسة الموحدين الأولى في دالاس ، 4015 نورماندي أفينيو ، دالاس ، تكساس 75025. يمكن تقديم التبرعات إلى منظمة الحفاظ على الطبيعة في تكساس.
نُشر في دالاس مورنينغ نيوز في 8 يناير 2015


طريقة تجريبية

ملاحظات مهمة قبل أن تبدأ:

  • يعتمد هذا الإجراء على دليل مجموعة "تلف الحمض النووي: دراسة تأثير الأشعة فوق البنفسجية" من Carolina Biological. اقرأ الدليل قبل البدء في الإجراء.
  • لكل مرحلة من مراحل الإجراء ، يجب أن تكون منطقة العمل نظيفة وخالية من المسودات. امسح السطح بالماء والصابون قبل التعامل مع مستنبت الخميرة.
  • سوف تحتاج إلى إجراء هذه التجربة عندما يكون هناك بعض ضوء الشمس و [مدشميد في الصباح أو الظهيرة أو منتصف بعد الظهر.
  • ستحتاج إلى مراجعة لجنة المراجعة العلمية بمعرض العلوم قبل بدء هذه التجربة ، حيث تعتبر السلالة المستخدمة تحتوي على الحمض النووي المؤتلف (rDNA). لمزيد من المعلومات ، قم بزيارة المشاريع التي تنطوي على عوامل بيولوجية يحتمل أن تكون خطرة ولجنة المراجعة العلمية.

صب لوحات YED

  1. قم بفك غطاء زجاجة أجار YED.
  2. سخني الزجاجة في الميكروويف حتى تذوب المحتويات تمامًا.
    1. أوقف الميكروويف لتحريك الزجاجة كل دقيقة أو نحو ذلك لمنع المحتويات من الغليان.
    1. قم بتغطيتها فور صبها حتى تظل الأطباق معقمة.
    2. احم يديك بقفازات مقاومة للحرارة.
    3. صب ما يكفي من أجار فقط لتغطية قاع كل طبق.
    4. دع الأجار يتماسك في درجة حرارة الغرفة طوال الليل.

    تسليط الضوء على اللوحة الرئيسية

    1. تأكد من أن منطقة عملك نظيفة وخالية من المسودات.
    2. ارتدِ زوجًا من القفازات التي تستخدم لمرة واحدة للحفاظ على المسواك معقمة. افتح أحد علب أعواد الأسنان المعقمة المرفقة مع العدة.
    3. المس طرف عود أسنان على منطقة حيث يمكنك رؤية الخميرة تنمو في الأنبوب.
      1. يتم شحن الخميرة في أنبوب يحتوي على أجار ومغذيات (تسمى مائل).

      وسم الأنابيب وعمل تعليق خلية الخميرة

      1. قم بتسمية خمسة أنابيب على النحو التالي:
        • 1. 1
        • 2. 1:10
        • 3. 1:100
        • 4. 1:1,000
        • 5. 1:10,000
      2. بعد مرور اليومين ، ارتدِ زوجًا من القفازات التي تستخدم لمرة واحدة واستخدم عود أسنان معقم لجمع كتلة من الخميرة من اللوحة الرئيسية. يجب أن تكون كتلة الخميرة بقطر حوالي 1 مم.
      3. قم بتلطيخ الخميرة داخل الأنبوب المسمى "1" باتجاه الجزء السفلي من جانب الأنبوب.
      4. استخدم ماصة لمبة 5 مل لإضافة 5 مل من الماء المعقم إلى الأنبوب مع الخميرة.
      5. رج الأنبوب حتى يتم تعليق الخميرة.

      صنع التخفيفات التسلسلية

      ستقوم الآن بإنشاء مجموعة من التخفيفات التسلسلية. استخدم ماصة جديدة ومختلفة لكل عملية نقل أدناه.

      1. استخدم ماصة معقمة 3.5 مل لإضافة 2.25 مل من الماء المعقم في كل من الأنابيب المسمى 1:10 ، 1: 100 ، 1: 1000 و 1: 10000.
      2. استخدم ماصة نظيفة 1 مل لنقل 0.250 مل من الخميرة من الأنبوب المسمى 1 إلى الأنبوب المسمى 1:10.
      3. تخلط جيدا.
      4. استخدم ماصة نظيفة سعة 1 مل لنقل 0.250 مل من الخميرة من الأنبوب المسمى 1:10 إلى الأنبوب المسمى 1: 100.
      5. تخلط جيدا.
      6. استخدم ماصة نظيفة سعة 1 مل لنقل 0.250 مل من الخميرة من الأنبوب المسمى 1: 100 إلى الأنبوب المسمى 1: 1000.
      7. تخلط جيدا.
      8. استخدم ماصة نظيفة سعة 1 مل لنقل 0.250 مل من الخميرة من الأنبوب المسمى 1: 1000 إلى الأنبوب المسمى 1: 10000.

      نثر الخميرة على أطباق أجار

      1. قم بتسمية قيعان أربع لوحات أجار ، على النحو التالي. يمنع وضع العلامات على الجزء السفلي من الألواح من الاختلاط إذا تمت إزالة الأغطية.
        • 1. 1: 1،000 / سيطرة
        • 2. 1: 1،000 / مكشوف
        • 3. 1: 10000 / تحكم
        • 4. 1: 10000 / مكشوف
      2. مع وجود جوانب الغطاء لأسفل ، افتح كل لوحة ، واحدة تلو الأخرى و mdash فقط لفترة طويلة بما يكفي لهز 4 و ndash5 حبات الزجاج المنتشرة على كل غطاء.
      3. أغلق كل لوحة فور وضع الخرزات واقلبها مرة أخرى.
      4. استخدم ماصة 1 مل لإضافة 0.250 مل من تعليق الخميرة إلى اللوحة المسمى بشكل مناسب. بمعنى آخر ، أضف خميرة من 1: 1000 إلى لوحين و 1: 10000 إلى لوحين.
      5. انشر خلايا الخميرة عن طريق هز الخرز الزجاجي ذهابًا وإيابًا.
      6. اترك الأطباق لمدة 5 دقائق حتى تجف.
      7. لإزالة الخرز ، أمسك الألواح عموديًا فوق وعاء بلاستيكي وافتح الألواح بعرض كافٍ لتسقط الخرزات. اجمع كل الخرزات الموجودة في الوعاء حتى نهاية تجربتك.

      تعريض الخميرة للأشعة فوق البنفسجية

      1. قم بإزالة الغطاء عن إحدى اللوحات وقم بتغطيته فورًا بغلاف بلاستيكي ، حيث قد يمتص غطاء الألواح ضوء الأشعة فوق البنفسجية.
      2. كرر هذا لجميع اللوحات.
      3. فضح اللوحات المسمى "مكشوف" لأشعة الشمس.
      4. غلفوا الألواح المكتوبة عليها عبارة "Control" بورق الألمنيوم لحماية الخميرة من الضوء.
      5. يعتمد الوقت الذي تتعرض فيه الخميرة على الوقت من اليوم والموسم. يجب وضع الألواح بحيث يضرب ضوء الشمس الخميرة من الأعلى مباشرة. استخدم الدليل أدناه:
        1. منتصف الصباح في الصيف: 3 و - 4 دقائق
        2. ظهر الصيف: 2 و - 3 دقائق
        3. منتصف العصر الصيفي: 3 & ndash4 دقائق
        4. الربيع والخريف منتصف الصباح: 5 & ndash6 دقائق
        5. الربيع والخريف ظهرًا: 3 و - 4 دقائق
        6. الربيع والخريف منتصف بعد الظهر: 4 و - 5 دقائق
        7. منتصف الصباح الشتوي: 40 & - 50 دقيقة
        8. ظهر الشتاء: 15 & - 20 دقيقة
        9. منتصف الظهيرة الشتوية: 20 & - 30 دقيقة

        تكرار الإجراء

        1. كرر الإجراء بأكمله مرتين أخريين على الأقل باستخدام أدوات بلاستيكية طازجة لإظهار أن نتائجك قابلة للتكرار.
        2. راجع فقرة الأمان للحصول على تفاصيل حول كيفية التخلص من مزارع الخميرة وأنابيب الاستزراع والخرز الزجاجي المستخدم. بدلاً من محلول التبييض بنسبة 10٪ ، يمكنك استخدام مبيض منزلي مركز.

        تحليل النتائج

        1. قم بفك الغلاف وحساب عدد المستعمرات في كل منها.
          1. تتكون كل مستعمرة من خلية خميرة واحدة.
          2. من الناحية المثالية ، يجب أن تحتوي إحدى لوحات التحكم على حوالي 100 مستعمرة ، لأن هذا الرقم صغير بما يكفي لإحصاء عدد المستعمرات الفردية ، ولكنه كبير بما يكفي للحصول على نسبة مئوية دقيقة من الخلايا المقتولة.
          3. إذا كانت المستعمرات قريبة جدًا من بعضها بحيث لا يمكن حسابها ، حتى عند التخفيف بمقدار 10000 ضعف ، كرر سلسلة التخفيف وأضف تخفيفًا بمقدار 100000 ضعف.
          1. اقسم عدد المستعمرات الموجودة على اللوحة المكشوفة على عدد المستعمرات الموجودة على لوحة التحكم.
          2. اطرح هذا الرقم من 1.
          3. اضرب الرقم الناتج في 100.
          4. ينتج عن هذا النسبة المئوية للخميرة التي قتلها ضوء الشمس.

          100 & # 215 (1 - مستعمرات على لوحة / طوائف مكشوفة على لوحة التحكم) = النسبة المئوية للقتل

          أمان

          الكائنات الحية الدقيقة مثل الخميرة موجودة في كل مكان حولنا في حياتنا اليومية والغالبية العظمى منها ليست ضارة. ومع ذلك ، لتحقيق أقصى درجات الأمان ، يجب دائمًا التعامل مع جميع مزارع الخميرة على أنها مخاطر محتملة. هذا يعني أن المناولة المناسبة والتنظيف والتخلص ضرورية. فيما يلي بعض التذكيرات المهمة المتعلقة بالسلامة. يمكنك أيضًا الاطلاع على دليل سلامة الكائنات الدقيقة لمزيد من التفاصيل.

          • حافظ على أنفك وفمك بعيدًا عن الأنابيب أو الماصات أو الأدوات الأخرى التي تتلامس مع مزارع الخميرة ، وذلك لتجنب ابتلاع أو استنشاق أي خميرة.
          • تأكد من غسل يديك جيدًا بعد التعامل مع الخميرة.
          • التخلص السليم من مزارع الخميرة
            • يجب نقع مزارع الخميرة ، والألواح ، والمستهلكات التي تستخدم في معالجة الخميرة في محلول مبيض بنسبة 10٪ (جزء من مادة التبييض إلى 9 أجزاء من الماء) لمدة ساعة و - 2 ساعة.
            • كن حذرًا عند التعامل مع المُبيض ، حيث يمكن أن يتلف ملابسك إذا انسكب ، وأي مطهر يمكن أن يكون ضارًا إذا تناثر في عينيك.
            • بعد اكتمال معالجة التبييض ، يمكن وضع هذه العناصر في القمامة المنزلية العادية.
            • في نهاية تجربتك ، استخدم مطهرًا ، مثل 70٪ من الإيثانول ، أو محلول التبييض بنسبة 10٪ ، أو محلول تنظيف المطبخ / الحمام التجاري المضاد للبكتيريا ، لتنظيف أي أسطح استخدمتها تمامًا.
            • كن على دراية بالمخاطر المحتملة للمطهرات واستخدمها بعناية.

            تشوه

            أهمية الفسفوليبيدات في جسم الإنسان

            الحمض النووي جزيء مزدوج تقطعت به السبل ، يشبه سلمًا ملتويًا حول درجاته. يتكون كل خيط على جانب السلم من سلاسل أحرف كيميائية تسمى قواعد deoxyribonuclease التي تشكل "الدرجات" من خلال الارتباط بشريك على الشريط المقابل. دائمًا ما تقترن القواعد الموجودة في الشريط المزدوج للحمض النووي مع نفس الشركاء على الخيط المقابل: ثايمين مع أدينوزين ، وسيتوزين مع جوانين. تسمى السيتوزين والثايمين قواعد بيريميدين.

            يمكن أن يتسبب التعرض للأشعة فوق البنفسجية في جعل قاعدتي بيريميدين تجلسان بجوار بعضهما البعض على نفس الخيط للارتباط ببعضهما البعض ، بدلاً من الارتباط بشريكهما على الشريط المقابل. يسمى هذا الخلل الكيميائي ثنائي بيريميدين ، وينتج عنه انتفاخ في الحمض النووي أينما يحدث. إذا جلست في الشمس لبضع ساعات فقط ، يمكن أن تتشكل الآلاف من ثنائيات البيريميدين في الحمض النووي الخاص بك ، مما يتسبب في حدوث آلاف الانتفاخات على طول خيوط الحمض النووي.

            • الحمض النووي جزيء مزدوج تقطعت به السبل ، يشبه سلمًا ملتويًا حول درجاته.
            • يسمى هذا الخلل الكيميائي ثنائي بيريميدين ، وينتج عنه انتفاخ في الحمض النووي أينما يحدث.

            مشكلة ضوء الأشعة فوق البنفسجية في خزانة السلامة البيولوجية الخاصة بك

            هل تحتوي خزانة السلامة البيولوجية الخاصة بك (BSC) على مصباح الأشعة فوق البنفسجية (UV)؟ إذا كان الأمر كذلك ، فقد لا تكون فعالة لأغراض التعقيم / إزالة التلوث كما تريدها.

            الأشعة فوق البنفسجية هي شكل من أشكال الإشعاع غير المؤين ، وتختلف التأثيرات البيولوجية الناتجة عنه باختلاف الطول الموجي وطاقة الفوتون ومدة التعرض. تم تعيين نطاق الطول الموجي 100-280 نانومتر على أنه UV-C ، والذي يستخدم لأغراض مبيدات الجراثيم.

            نشاط التعقيم / إزالة التلوث للأضواء فوق البنفسجية محدود بعدد من العوامل ، بما في ذلك:

            • اختراق - في تيارات الهواء الديناميكية لـ BSCs ، لا تتأثر الكائنات الحية الدقيقة الموجودة تحت جزيئات الغبار والبلاستيك وأسطح العمل بضوء الأشعة فوق البنفسجية لأنها لا تستطيع اختراق الجزيئات بعيدًا عن مصدر الأشعة فوق البنفسجية.
            • الرطوبة النسبية - تنخفض آثار الأشعة فوق البنفسجية القاتلة للجراثيم عندما تزيد الرطوبة النسبية عن 70٪.
            • درجة الحرارة وحركة الهواء - درجة الحرارة المثلى لمصباح الأشعة فوق البنفسجية ليكون فعالًا هي 77-80 درجة فهرنهايت. درجات الحرارة الأقل من هذا النطاق تؤدي إلى انخفاض الفعالية ، ويمكن أن تؤدي حركة الهواء إلى تفاقم ذلك.
            • النظافة - يمنع الغبار والأوساخ فعالية مصباح الأشعة فوق البنفسجية كمبيد للجراثيم ، لذا فإن التنظيف الأسبوعي ضروري.
            • سن - افحص مصابيح الأشعة فوق البنفسجية كل ستة أشهر للتأكد من أنها تعمل بشكل صحيح ، حيث إن كمية الطول الموجي المنبعث من مبيد الجراثيم يتناقص مع عمر المصباح وساعات الاستخدام.
            • الإفراط - تُترك مصابيح الأشعة فوق البنفسجية بشكل روتيني طوال الليل أو لفترة أطول في محاولة لتطهير مساحات العمل ، ولكن هذه الممارسة يمكن أن تؤدي إلى عدم إنتاج الطول الموجي للجراثيم بواسطة المصباح.

            لهذه الأسباب والمخاوف الأخرى ، فإن لا توصي مؤسسة الصرف الصحي الوطنية (NSF) باستخدام مصابيح الأشعة فوق البنفسجية في BSCs. قد يؤدي تعديل أي معدات (على سبيل المثال ، مصابيح الأشعة فوق البنفسجية) في الخزانة إلى تغيير خصائص تدفق الهواء ، وإبطال ضمان الشركة المصنعة ، ولا يوصى به. اعلم أن EH & ampS لا يدعمان استخدام مصابيح الأشعة فوق البنفسجية في BSCs. المختبرات هي المسؤولة وحدها عن الحفاظ على أي مصابيح للأشعة فوق البنفسجية في خزاناتها ، وستحتاج إلى استخدام مقاولين خارجيين للصيانة.

            إذا كنت تستخدم ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، فيرجى العلم بما يلي:


            إصلاح تلف الحمض النووي في جسم الإنسان

            اكتشف علماء الطب بجامعة نيو ساوث ويلز أن إصلاح الحمض النووي معرض للخطر في مناطق مهمة من جينومنا ، مما يلقي ضوءًا جديدًا على قدرة جسم الإنسان على إصلاح تلف الحمض النووي.

            إصلاح الضرر في الحمض النووي من أي شيء يسبب طفرة ، مثل الأشعة فوق البنفسجية ودخان التبغ ، هو عملية أساسية تحمي خلايانا من أن تصبح سرطانية.

            في الدراسة المنشورة في المجلة طبيعة سجية، قام العلماء بتحليل أكثر من 20 مليون طفرة في الحمض النووي من 1161 ورمًا عبر 14 نوعًا من السرطان. ووجدوا أنه في العديد من أنواع السرطان ، وخاصة سرطانات الجلد ، كان عدد الطفرات مرتفعًا بشكل خاص في مناطق الجينوم المعروفة باسم "محفزات الجينات". بشكل ملحوظ ، تتحكم تسلسلات الحمض النووي هذه في كيفية التعبير عن الجينات والتي بدورها تحدد نوع الخلية ووظيفتها.

            أظهر الباحثون أن عدد طفرات الحمض النووي تزداد في محفزات الجينات لأن البروتينات التي تربط الحمض النووي للتحكم في التعبير الجيني تمنع أحد أنظمة إصلاح الخلايا المسؤولة عن إصلاح الحمض النووي التالف.يُعرف هذا النظام باسم إصلاح استئصال النوكليوتيدات (NER) وهو أحد آليات إصلاح الحمض النووي التي تحدث في الخلايا البشرية والوحيد القادر على إصلاح الضرر الناتج عن ضوء الأشعة فوق البنفسجية.

            قال المؤلف الرئيسي للدراسة الدكتور جيسون وونج ، قائد مجموعة المعلوماتية الحيوية والجينوميات التكاملية في مركز أبحاث السرطان التابع لجامعة نيو ساوث ويلز ، إن النتائج تقدم دليلًا مقنعًا على أن الطفرات المتزايدة في مواقع محفز الجينات ناتجة عن نظام NER المخترق.

            قال الدكتور وونغ: "ما يخبرنا به هذا البحث أيضًا هو أنه على الرغم من أن جسم الإنسان جيد جدًا في إصلاح نفسه ، إلا أن هناك أجزاء معينة من الجينوم الخاص بنا يتم إصلاحها بشكل سيئ عندما نتعرض لأضرار من المطفرات مثل ضوء الأشعة فوق البنفسجية ودخان السجائر". وهو زميل مستقبلي في مجلس البحوث الأسترالي.

            "من خلال تجنب هذه العوامل البيئية الضارة بشكل فعال ، يمكننا تقليل عدد الطفرات التي تحدث في أجسامنا والتي يمكن أن تؤدي إلى الإصابة بالسرطان."

            على الصعيد الدولي ، حدد العلماء حتى الآن طفرة محفز واحدة فقط ، تُعرف باسم جين إنزيم التيلوميراز العكسي (TERT) ، والذي يساهم بشكل قاطع في الإصابة بالسرطان.

            قال الدكتور وونغ: "دراستنا تسلط الضوء على الحاجة إلى مزيد من البحث حول دور الطفرات المحفزة للجينات في تطور السرطان".

            "قد يساعد هذا الأطباء في نهاية المطاف على تحديد سبب تطور بعض أنواع السرطان ، وتمكينهم من تشخيص السرطان في وقت مبكر واختيار علاجات علاجية أكثر ملاءمة للمرضى."

            قال جون بيماندا المؤلف المشارك للدراسة ، أخصائي أمراض الدم والأستاذ المساعد بجامعة نيو ساوث ويلز: "النتائج أكثر إثارة للإعجاب لأنها تم اكتشافها باستخدام" البيانات الضخمة "الموجودة والمتاحة للجمهور ، وذلك ببساطة عن طريق طرح الأسئلة الصحيحة".

            "لم نكن بحاجة إلى إنفاق الوقت والمال في تجنيد المرضى ، والتحقيق في سرطاناتهم ، وتسلسل جينومات السرطان لديهم. كل هذه البيانات كانت متاحة للباحثين على منصات مشاركة البيانات العامة.

            قال البروفيسور المشارك بيماندا: "يسلط البحث الضوء على العوائد التي يمكن أن تنتج عن الاستثمار في أبحاث المعلوماتية الحيوية وعلم الجينوم".

            تم دعم الدراسة من قبل البيانات الضخمة الافتتاحية لمعهد السرطان في نيو ساوث ويلز ، وجائزة Big Impact ومؤسسة Cure Cancer Australia Foundation ، بمساعدة Cancer Australia.

            تم إتاحة البيانات التي تم تحليلها في الدراسة للجمهور من قبل أطلس جينوم السرطان والاتحاد الدولي لجينوم السرطان ومعهد ويلكوم ترست سانجر.


            أي تردد للأشعة فوق البنفسجية يضر الحمض النووي؟ - مادة الاحياء

            أحصل على الكثير من الاقتراحات للقصص ، وأنا أقدرها حقًا. لكن بعضها جيد جدًا لدرجة يصعب تصديقها. مثال على ذلك قصة هيكل عظمي بشري عملاق - ربما يبلغ ارتفاعه 40 قدمًا - اكتشفه فريق أثري روسي. تحتوي القصة على صور وروابط مصاحبة لها وبدا واعدة. ولكن عندما تم البحث عن الروابط ذهبوا في دائرة. كل رابط يستخدم الارتباط الآخر كمصدر. أخيرًا ظهرت عناصر الصور وأدركنا أن وظيفة Photoshop الجيدة قد خدعت الجميع.

            لقد مررت بهذه التجربة نفسها هذا الأسبوع عندما تلقيت مقالًا حيث تمكن العالم الروسي (مرة أخرى) ، بيوتر جراجيف ، من اعتراض الاتصالات من جزيء الحمض النووي على شكل فوتونات فوق بنفسجية - ضوء! علاوة على ذلك ، ادعى أنه التقط هذا الاتصال من كائن حي (جنين ضفدع) بشعاع ليزر ثم نقله إلى كائنات أخرى DNA (جنين السمندل) ، مما تسبب في تطور الجنين الأخير إلى ضفدع!

            ولكن هذا هو مجرد بداية.

            يدعي الدكتور جارجيف أن هذا الاتصال ليس شيئًا يحدث فقط داخل الخلايا الفردية أو بين خلية وأخرى. وهو يدعي أن الكائنات الحية تستخدم هذا "الضوء" "للتحدث" إلى كائنات أخرى واقترح أن هذا يمكن أن يفسر التخاطر و ESP. كان الأمر كما لو أن البشر لديهم بالفعل الإنترنت اللاسلكي الخاص بهم بناءً على حمضنا النووي. رائع!

            حاولت العثور على مجلة علمية بها هذه التجربة. كل ما تمكنت من العثور عليه هو المدونات والمواقع الأخرى التي تحمل نفس القصة ، كلمة بكلمة ، دون أي مراجع. كان هذا حتى عثرت على عمل فريتز ألبرت بوب [حق]. ثم بدا كل ما قرأته للتو معقولًا للغاية.

            اعتقد فريتز ألبرت بوب أنه اكتشف علاجًا للسرطان. لست مقتنعًا أنه لم يفعل.

            كان ذلك في عام 1970 ، وكان بوب ، عالم الفيزياء الحيوية النظرية بجامعة ماربورغ في ألمانيا ، يدرس علم الأشعة - تفاعل الإشعاع الكهرومغناطيسي (EM) على الأنظمة البيولوجية. كان Popp مبكرًا جدًا للقلق بشأن أشياء مثل الهواتف المحمولة وأبراج الميكروويف التي ترتبط الآن بشكل شائع بالسرطان وسرطان الدم. كان عالمه أصغر بكثير.

            كان يفحص جزيئين متطابقين تقريبًا: بنزو [أ] بيرين ، وهو هيدروكربون متعدد الحلقات معروف بأنه أحد أكثر المواد المسرطنة فتكًا بالبشر ، وتوأمه (باستثناء تغيير بسيط في تركيبته الجزيئية) ، بنزو [e] البيرين. لقد أضاء كلا الجزيئين بالأشعة فوق البنفسجية في محاولة للعثور بالضبط على ما يجعل هذين الجزيئين متطابقين تقريبًا مختلفين تمامًا.

            لماذا الضوء فوق البنفسجي؟

            اختار بوب العمل على وجه التحديد مع ضوء الأشعة فوق البنفسجية بسبب التجارب التي أجراها عالم الأحياء الروسي ألكسندر جورويتش الذي اكتشف أثناء عمله مع البصل في عام 1923 أن الجذور يمكن أن تحفز جذور النباتات المجاورة إذا كان النباتان المتجاوران في أواني زجاجية من الكوارتز ولكن ليس إذا كانوا في أواني زجاجية من السيليكون. الاختلاف الوحيد هو أن السليكون يرشح أطوال موجات الأشعة فوق البنفسجية من الضوء بينما الكوارتز لا يفعل ذلك. افترض جورويتش أن جذور البصل يمكن أن تتواصل مع بعضها البعض عن طريق الأشعة فوق البنفسجية.

            [فوق] جميع اهتزازات الطاقة هي جزء من الطيف الكهرومغناطيسي. وتشمل هذه الطاقة الكهربائية والحرارة والصوت والضوء وموجات الراديو والموجات المشعة. ضوء الأشعة فوق البنفسجية هو مجرد جزء صغير من طيف الطاقة الكهرومغناطيسية بطول موجي قصير جدًا.

            ما اكتشفه بوب هو أن benzo [a] pyrene (الجزيء المنتج للسرطان) امتص ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، ثم أعاد إرساله بتردد مختلف تمامًا - لقد كان "جهاز تشويش" خفيف. سمح البنزو [e] البيرين (غير ضار بالبشر) للأشعة فوق البنفسجية بالمرور من خلاله دون تغيير.

            كان بوب في حيرة من هذا الاختلاف ، واستمر في تجربة ضوء الأشعة فوق البنفسجية والمركبات الأخرى. أجرى اختباره على 37 مادة كيميائية مختلفة ، بعضها يسبب السرطان والبعض الآخر لا. بعد فترة ، تمكن من التنبؤ بالمواد التي يمكن أن تسبب السرطان. في كل حالة ، استحوذت المركبات المسببة للسرطان على ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، وامتصته وغيرت التردد أو شوهته.

            كانت هناك خاصية غريبة أخرى لهذه المركبات: كل من المواد المسرطنة تتفاعل فقط مع الضوء بتردد محدد - 380 نانومتر (نانومتر) في نطاق الأشعة فوق البنفسجية. ظل بوب يتساءل لماذا تكون المادة المسببة للسرطان جهاز تشويش ضوئي. بدأ في قراءة المؤلفات العلمية على وجه التحديد حول التفاعلات البيولوجية البشرية ، وصادف معلومات حول ظاهرة تسمى "photorepair".

            من المعروف جيدًا من التجارب المعملية البيولوجية أنه إذا فجرت خلية بالأشعة فوق البنفسجية بحيث يتم تدمير 99 في المائة من الخلية ، بما في ذلك الحمض النووي الخاص بها ، يمكنك إصلاح الضرر بالكامل تقريبًا في يوم واحد فقط عن طريق إضاءة الخلية باستخدام نفس الطول الموجي عند شدة أضعف بكثير. حتى يومنا هذا ، لا يفهم العلماء هذه الظاهرة المسماة فوتوريبير، لكن لم يعترض عليه أحد.

            عرف بوب أيضًا أن مرضى جفاف الجلد المصطبغ [حق] يموتون في نهاية المطاف من سرطان الجلد لأنهم فوتوريبير النظام لا يمكنه إصلاح الضرر الشمسي. لقد صُدم أيضًا بحقيقة ذلك فوتوريبير يعمل بكفاءة عالية عند 380 نانومتر - نفس التردد الذي تتفاعل معه المركبات المسببة للسرطان وتتدافع.

            كان هذا هو المكان الذي حقق فيه بوب قفزة منطقية. إذا كانت المواد المسرطنة تتفاعل فقط مع هذا التردد ، فيجب ربطها بطريقة أو بأخرى فوتوريبير. إذا كان الأمر كذلك ، فهذا يعني أنه يجب أن يكون هناك نوع من الضوء في الجسم المسؤول عنه فوتوريبير. يجب أن يتسبب المركب في الإصابة بالسرطان لأنه يحجب هذا الضوء بشكل دائم ويخربه ، لذا فوتوريبير لا تستطيع العمل بعد الآن. بدا الأمر منطقيًا ، لكن هل كان ذلك صحيحًا؟

            ضوء داخل الجسم

            شعر بوب بالفزع من هذا. كتب عنها في ورقة ووافقت مجلة طبية مرموقة على نشرها.

            بعد ذلك بوقت قصير ، اتصل طالب يُدعى برنارد روث ببوب ، وطلب من بوب الإشراف على عمله من أجل أطروحة الدكتوراه. أخبر بوب روث أنه مستعد للقيام بذلك إذا تمكن الطالب من إظهار أن الضوء ينبعث من جسم الإنسان.

            كان هذا الاجتماع محظوظًا لبوب لأن روث كانت عالمة فيزياء تجريبية ممتازة. اعتقدت روث أن الفكرة كانت سخيفة ، وشرعت على الفور في بناء معدات لإثبات خطأ فرضية بوب.

            في غضون عامين ، قامت روث ببناء آلة تشبه كاشف الأشعة السينية الكبير الذي يستخدم المضاعف الضوئي لعد الضوء ، الفوتون بفوتون. حتى اليوم ، لا تزال واحدة من أفضل المعدات في هذا المجال. يجب أن تكون الآلة حساسة للغاية لأنه كان عليها قياس ما افترض بوب أنه انبعاثات ضعيفة للغاية.

            في فيلم وثائقي قديم تم تصويره في المختبر في المعهد الدولي للفيزياء الحيوية ، يفتح الدكتور بوب غرفة بحجم صندوق الخبز. يضع قطعة جديدة من نبات وكبريت خشبي في حاوية بلاستيكية داخل الغرفة المظلمة ويغلق الباب المقاوم للضوء. يقوم على الفور بتشغيل المضخم الضوئي وتظهر الصورة على شاشة الكمبيوتر. عصا الثقاب سوداء بينما الصورة الظلية الخضراء المتوهجة للأوراق مرئية بوضوح.

            يصيح الدكتور بوب ، "نحن نعلم الآن ، اليوم ، أن الإنسان هو أساسًا كائن من الضوء."

            في عام 1976 ، كانوا جاهزين لأول اختبار لهم مع شتلات الخيار. أظهر المضاعف الضوئي أن الفوتونات ، أو الموجات الضوئية ، ذات الكثافة العالية بشكل مدهش ، تنبعث من الشتلات. في حالة ارتباط الضوء بتأثير عملية التمثيل الضوئي ، قرروا أن اختبارهم التالي - مع البطاطس - سيكون زراعة نباتات الشتلات في الظلام. هذه المرة ، عندما تم وضع الشتلات في المضاعف الضوئي ، سجلت كثافة أعلى من الضوء. علاوة على ذلك ، كانت الفوتونات في الأنظمة الحية التي فحصوها أكثر تماسكًا من أي شيء رأوه من قبل.

            بدأ بوب يفكر في الضوء في الطبيعة. كان الضوء موجودًا في النباتات واستخدم أثناء عملية التمثيل الضوئي. كان يعتقد أنه عندما نأكل الأطعمة النباتية ، يجب أن نأخذ الفوتونات ونخزنها.

            عندما نستهلك البروكلي ، على سبيل المثال ، ونهضمه ، يتم استقلابه إلى ثاني أكسيد الكربون (CO2) والماء ، بالإضافة إلى الضوء المخزن من الشمس والتمثيل الضوئي. نستخرج ثاني أكسيد الكربون ونقضي على الماء ، لكن يجب تخزين الضوء ، الموجة الكهرومغناطيسية. عندما يأخذها الجسم ، تتبدد طاقة هذه الفوتونات وتصبح موزعة على كامل طيف الترددات الكهرومغناطيسية ، من الأدنى إلى الأعلى.

            هذه الطاقة هي القوة الدافعة لجميع الجزيئات في أجسامنا. قبل حدوث أي تفاعل كيميائي ، يجب تنشيط إلكترون واحد على الأقل بواسطة فوتون بطول موجة معين وطاقة كافية.

            يذكر عالم الكيمياء الحيوية والحائز على جائزة نوبل Lehninger في كتابه المدرسي أن بعض ردود الفعل في الخلية الحية تحدث بشكل أسرع بكثير مما يتوافق مع درجة حرارة 37 درجة مئوية. يبدو أن التفسير هو أن الجسم يوجه عن قصد تفاعلات كيميائية عن طريق الاهتزازات الكهرومغناطيسية (الفوتونات الحيوية).

            تتحكم الفوتونات (الضوء) في كل شيء في الخلية

            تقوم الفوتونات بتشغيل عمليات الجسم مثل موصل أوركسترا يجلب كل آلة فردية إلى الصوت الجماعي. عند الترددات المختلفة ، يؤدون وظائف مختلفة. وجد بوب أن الجزيئات في الخلايا تستجيب لترددات معينة ، وأن نطاقًا من الاهتزازات من الفوتونات تسبب مجموعة متنوعة من الترددات في جزيئات أخرى من الجسم.

            تم دعم هذه النظرية من قبل الدكتور فيلكو فيلكوفيتش الذي يرأس الآن مركز البحوث والهندسة متعددة التخصصات ، معهد فينكا للعلوم النووية. تجرأت على طرح السؤال الذي حير علماء الأحياء الخلوية إلى الأبد: ما الذي مكّن عشرات الآلاف من الأنواع المختلفة من الجزيئات في الكائن الحي من التعرف على أهدافها المحددة؟ تعتمد العمليات الحية على التفاعلات الانتقائية بين جزيئات معينة ، وهذا صحيح بالنسبة لعملية التمثيل الغذائي الأساسية لأدق الفروق الدقيقة في العاطفة. إنها مثل محاولة العثور على صديق في قاعة رقص كبيرة جدًا مزدحمة للغاية في الظلام.

            الصورة التقليدية للخلية حتى الآن هي صورة كيس من الجزيئات المذابة في الماء. ومن خلال الاصطدام ببعضها البعض عن طريق الصدفة - الاصطدامات العشوائية - تلك الجزيئات التي لها أشكال مكملة تلتصق ببعضها البعض بحيث يمكن أن تحدث التفاعلات الكيميائية الحيوية المناسبة. تم تحسين نموذج "القفل والمفتاح" هذا إلى فرضية أكثر مرونة (وواقعية) "ملائمة مستحثة" تسمح لكل جزيء بتغيير شكله قليلاً ليناسب الآخر بشكل أفضل بعد الاتصال ، لكن الفكرة الرئيسية تظل كما هي.

            من المفترض أن يشرح كيف يمكن للإنزيمات التعرف على ركائزها الخاصة ، وكيف يمكن للأجسام المضادة في الجهاز المناعي أن تمسك بغزاة أجانب محددين ونزع سلاحهم. بالتبعية ، هكذا يمكن للبروتينات أن `` تلتصق '' ببروتينات شريكة مختلفة ، أو تلتصق بأحماض نووية معينة للتحكم في التعبير الجيني ، أو تتجمع في ريبوسومات لترجمة البروتينات ، أو غيرها من المجمعات متعددة الجزيئات التي تعدل الرسائل الجينية بطرق مختلفة. لكن مع حدوث الآلاف - أو حتى مئات الآلاف من ردود الفعل كل ثانية في خلية واحدة فقط ، يبدو أن هذا يدفع بالمفهوم "الميكانيكي" بعيدًا بعض الشيء.

            ما تم اقتراحه هو أن كل جزيء يرسل بطريقة ما مجالًا كهرومغناطيسيًا فريدًا يمكنه "استشعار" مجال الجزيء التكميلي. يبدو الأمر كما لو أن هناك "رقصة" في الوسط الخلوي وتتحرك الجزيئات إلى الإيقاع. يتم توفير الموسيقى بواسطة biophoton.

            وفرت هذه "انبعاثات الفوتون الحيوي" ، كما أطلق عليها بوب ، نظام اتصال مثاليًا لنقل المعلومات إلى العديد من الخلايا عبر الكائن الحي. لكن بقي السؤال الوحيد الأكثر أهمية: من أين أتى النور؟

            طالبه طالب موهوب بشكل خاص بإجراء تجربة أخرى. من المعروف أنه عندما يتم تطبيق بروميد إيثيديوم على عينات من الحمض النووي ، فإنه يلوح بين أزواج قاعدة الحلزون المزدوج ، مما يتسبب في فك الحمض النووي. اقترح الطالب أن يقيسوا الضوء القادم من العينة بعد تطبيق المادة الكيميائية. وجد بوب أنه كلما زاد تركيز الإيثيديوم ، زاد تفكك الحمض النووي ، ولكن أيضًا زادت شدة الضوء. على العكس من ذلك ، كلما قل استخدامه ، قل الضوء المنبعث.

            وجد أيضًا أن الحمض النووي يمكن أن يرسل نطاقًا واسعًا من الترددات ، يبدو أن بعضها مرتبط بوظائف معينة. إذا قام الحمض النووي بتخزين هذا الضوء ، فمن الطبيعي أن ينبعث المزيد من الضوء عند فك ضغطه.

            أثبتت هذه الدراسات وغيرها لبوب أن أحد أهم مصادر الضوء وانبعاثات الفوتون الحيوي هو الحمض النووي. كان الحمض النووي مثل الشوكة الرنانة الرئيسية للجسم. سيضرب ترددًا معينًا وستتبعه جزيئات معينة. لقد أدرك أنه من الممكن أيضًا أنه عثر على الحلقة المفقودة في نظرية الحمض النووي الحالية والتي يمكن أن تفسر ربما أعظم معجزة على الإطلاق في علم الأحياء البشري - كيف يمكن لخلية واحدة أن تتحول إلى إنسان كامل التكوين.

            كيف "تتحدث" الخلايا مع بعضها البعض

            عندما تصاب بجرح أو خدش على جلدك ، فإن الخلايا المصابة تشير بطريقة ما إلى الخلايا السليمة المحيطة للبدء في إعادة إنتاج نسخ من نفسها لملء الفتحة وإصلاحها. عندما يعود الجلد إلى طبيعته ، يتم إرسال إشارة إلى الخلايا لإخبارها بالتوقف عن التكاثر. تساءل العلماء بالضبط كيف يعمل هذا.

            مع انبعاثات الفوتون الحيوي ، اعتقد بوب أن لديه إجابة على هذا السؤال. يمكن أن تحدث ظاهرة التنسيق والتواصل هذه فقط في نظام شامل مع منسق مركزي واحد. أظهر بوب في تجاربه أن انبعاثات الضوء الضعيفة هذه كانت كافية لتنظيم إصلاحات الجسم. يجب أن تكون الانبعاثات منخفضة الكثافة لأن هذه الاتصالات حدثت على مستوى كمي صغير جدًا داخل الخلايا. الشدة الأعلى سيكون لها تأثير فقط في العالم الكبير وستخلق الكثير من "الضوضاء" لتكون فعالة.

            يبدو أن عدد الفوتونات المنبعثة مرتبط بموقع الكائن الحي على مقياس التطور - فكلما زاد تعقيد الكائن الحي ، قل عدد الفوتونات المنبعثة. تميل الحيوانات والنباتات البدائية إلى إصدار 100 فوتون / سم 2 / ثانية بطول موجي يتراوح من 200 إلى 800 نانومتر ، وهو ما يقابل موجة كهرومغناطيسية عالية التردد جدًا ضمن النطاق المرئي ، في حين أن البشر يصدرون فقط 10 فوتونات / سم 2 / ثانية عند نفس التردد.

            في إحدى سلاسل الدراسات ، كان لدى بوب أحد مساعديه - امرأة شابة تبلغ من العمر 27 عامًا - تجلس في الغرفة كل يوم لمدة تسعة أشهر بينما كان يأخذ قراءات فوتونية لمنطقة صغيرة من يدها وجبينها. قام بوب بعد ذلك بتحليل البيانات واكتشف ، لدهشته ، أن انبعاثات الضوء اتبعت أنماطًا معينة - إيقاعات بيولوجية في 7 و 14 و 32 و 80 و 270 يومًا - كما لوحظ أوجه التشابه في النهار أو الليل ، في الأسبوع و حسب الشهر ، كما لو أن الجسم كان يتبع النظم الحيوية للعالم بالإضافة إلى النظم الخاصة به.

            السرطان هو فقدان الضوء المتماسك

            حتى الآن ، درس بوب الأفراد الأصحاء فقط ووجد تماسكًا رائعًا على المستوى الكمي. ولكن ما هو نوع الضوء الموجود لدى المرضى؟

            جرب بوب جهازه على سلسلة من مرضى السرطان. في كل حالة ، فقد هؤلاء المرضى تلك الإيقاعات الدورية الطبيعية وكذلك تماسكهم. كانت خطوط الاتصال الداخلي مشوشة. لقد فقدوا علاقتهم بالعالم. في الواقع ، كان ضوءهم ينطفئ.

            يُلاحظ العكس تمامًا مع التصلب المتعدد: مرض التصلب العصبي المتعدد هو حالة من النظام المفرط. المرضى الذين يعانون من هذا المرض يأخذون الكثير من الضوء ، مما يعيق قدرة خلاياهم على القيام بعملهم. أدى التناغم التعاوني المفرط إلى منع المرونة والتفرد - مثل الكثير من الجنود الذين يسيرون خطوة بخطوة وهم يعبرون الجسر ، مما يتسبب في انهياره. التماسك التام هو الحالة المثلى بين الفوضى والنظام. مع الكثير من التعاون ، يبدو الأمر كما لو أن أعضاء الأوركسترا لم يعودوا قادرين على الارتجال. في الواقع ، مرضى التصلب العصبي المتعدد يغرقون في الضوء.

            درس بوب أيضًا آثار الإجهاد. في حالة الإجهاد ، يرتفع معدل انبعاثات الفوتون الحيوي - وهي آلية دفاعية مصممة لاستعادة توازن المريض.

            أدرك بوب الآن أن ما كان يجربه كان أكثر من مجرد علاج للسرطان أو Gestaltbildung. كان هذا نموذجًا قدم تفسيرًا أفضل من النظرية الداروينية الجديدة الحالية لكيفية تطور جميع الكائنات الحية على هذا الكوكب. بدلاً من نظام خطأ محظوظ ولكنه عشوائي في النهاية ، إذا كان الحمض النووي يستخدم ترددات من كل نوع كأداة معلومات ، فإن هذا يشير بدلاً من ذلك إلى نظام تغذية مرتدة للتواصل المثالي من خلال موجات تقوم بترميز المعلومات ونقلها.

            "المشاعر الجيدة" تعني ضوء متماسك

            أدرك بوب أن الضوء في الجسم قد يحمل مفتاح الصحة والمرض. في إحدى التجارب ، قارن الضوء من بيض الدجاج الحر مع ذلك من الدجاج المحبوس في قفص. كانت الفوتونات في الأول أكثر تماسكًا من تلك الموجودة في الأخير.

            ذهب بوب لاستخدام انبعاثات الفوتون الحيوي كأداة لقياس جودة الطعام. كان للطعام الصحي أقل كثافة من الضوء وأكثرها تماسكًا.أدى أي اضطراب في النظام إلى زيادة إنتاج الفوتونات. كانت الصحة حالة من الاتصالات دون الذرية المثالية ، وكان اعتلال الصحة حالة من انقطاع الاتصال. نشعر بالمرض عندما تكون موجاتنا غير متزامنة.

            يستخدم الكشف عن انبعاثات الفوتون الحيوي حاليًا تجاريًا في صناعة المواد الغذائية. تبحث العلوم الزراعية في انبعاثات الفوتون الحيوي لتحديد صحة النبات لأغراض مراقبة جودة الأغذية. Biophotonen هي شركة تعمل من أجل التطوير والتطبيقات العملية للبيوفوتونات. يعتمد العمل على مجموعة متنوعة من براءات الاختراع. "Biophotonen" يحل المشاكل العملية لصناعة الأغذية ، صناعة البيئة ، مستحضرات التجميل ، إلخ.

            في سبعينيات القرن الماضي ، اكتشف الدكتور فيليكو فيليكوفيتش ، الذي يرأس الآن مركز الأبحاث والهندسة متعددة التخصصات ، معهد فينكا للعلوم النووية ، طريقة للتنبؤ بأي من مئات المواد الكيميائية الجديدة التي صنعتها الصناعة الكيميائية سريعة التوسع كانت مسببة للسرطان ، من خلال الحساب بعض الخصائص الإلكترونية والبيوفوتونية للجزيئات. سرعان ما وُجد أن هذه الطريقة قابلة للتطبيق بشكل متساوٍ للتنبؤ بالمواد الكيميائية العضوية التي كانت مطفرة أو سامة ، وحتى تلك التي كانت مضادًا حيويًا أو مثبطًا للخلايا (مضاد للسرطان). منذ ذلك الحين ، تعاون معهد فيلكوفيتش في بلغراد مع مختبرات أوروبية أخرى لتطبيق نفس الطريقة على اكتشاف الأدوية ، وخاصة ضد مرض الإيدز.

            علاج البيوفوتون

            العلاج بالبيوفوتون هو تطبيق الضوء على مناطق معينة من الجلد لأغراض الشفاء. يتم امتصاص الضوء ، أو الفوتونات ، التي تنبعث من هذه الوحدات من قبل المستقبلات الضوئية للجلد ثم تنتقل عبر الجهاز العصبي للجسم إلى الدماغ ، حيث تساعد في تنظيم ما يشار إليه باسم الطاقة الحيوية البشرية. من خلال تحفيز مناطق معينة من الجسم بكميات محددة من الضوء ، يمكن أن يساعد العلاج البيوفوتون في تقليل الألم وكذلك المساعدة في عمليات الشفاء المختلفة في جميع أنحاء الجسم.

            تستند النظرية الكامنة وراء العلاج بالبيوفوتون إلى عمل الدكتور فرانز موريل وتم توسيعها من خلال عمل الأطباء إل سي. فنسنت و F.

            استغرق Popp حوالي 25 عامًا لجمع المتحولين من المجتمع العلمي. ببطء ، بدأ عدد قليل من العلماء المختارين حول العالم في اعتبار أن نظام الاتصال في الجسم قد يكون شبكة معقدة من الرنين والتردد. في النهاية ، شكلوا المعهد الدولي للفيزياء الحيوية ، المؤلف من 15 مجموعة من العلماء من المراكز الدولية حول العالم.

            ذهب بوب وزملاؤه الجدد لدراسة انبعاثات الضوء من العديد من الكائنات الحية من نفس النوع ، أولاً في تجربة مع نوع من برغوث الماء من جنس Daphnia. ما وجدوه لم يكن أقل من مذهل. أظهرت الاختبارات باستخدام المضخم الضوئي أن براغيث الماء كانت تمتص الضوء المنبعث من بعضها البعض. جرب بوب نفس التجربة على سمكة صغيرة وحصل على نفس النتيجة. وفقًا لمضخمه الضوئي ، كان عباد الشمس مثل المكانس الكهربائية البيولوجية ، يتحرك في اتجاه معظم الفوتونات الشمسية لتحطيمها. حتى البكتيريا ابتلعت الفوتونات من الوسائط التي وضعت فيها.

            التواصل بين الكائنات الحية

            وهكذا ، اتضح لبوب أن هذه الانبعاثات كان لها هدف خارج الجسم. لم يتم استخدام رنين الموجة فقط للتواصل داخل الجسم ، ولكن بين الكائنات الحية أيضًا. ينخرط كائنان سليمان في "مص الفوتون" ، كما أسماه ، من خلال تبادل الفوتونات. أدرك بوب أن هذا التبادل قد يكشف سر بعض الألغاز الأكثر إلحاحًا في مملكة الحيوان: كيف تخلق مجموعات الأسماك أو قطعان الطيور تنسيقًا مثاليًا وفوريًا. تُظهر العديد من التجارب على قدرة الحيوانات على توجيه نفسها أنه لا علاقة لها باتباع الممرات المعتادة أو الروائح أو حتى الحقول الكهرومغناطيسية على الأرض ، بل هي شكل من أشكال الاتصال الصامت الذي يعمل مثل شريط مطاطي غير مرئي ، حتى عندما تكون الحيوانات كذلك. مفصولة بأميال من المسافة.

            بالنسبة للبشر ، كان هناك احتمال آخر. إذا تمكنا من أخذ فوتونات الكائنات الحية الأخرى ، فقد نتمكن أيضًا من استخدام المعلومات الواردة منها لتصحيح الضوء الخاص بنا إذا انحرف.

            تم إجراء بعض التجارب الشيقة للغاية بواسطة V.P. Kaznacheyev et al فيما يتعلق بالانتقال الخارق للموت عن طريق التواصل الضوئي بين الكائنات الحية.

            باختصار ، تم اختيار مجموعتين من الخلايا من نفس ثقافة الخلية وعينة واحدة وضعت على كل جانب من نافذة تربط بين غرفتين محمية بيئيًا. كانت مزارع الخلايا في حاويات الكوارتز. تم استخدام مزرعة خلية واحدة كعينة ابتدائية وتعرضت لآلية مميتة - فيروس ، جرثومة ، سم كيميائي ، تشعيع ، أشعة فوق بنفسجية ، إلخ. تمت ملاحظة مزرعة الخلية الثانية ، للتأكد من أي آثار تنتقل من عينة الثقافة المقتولة.

            عندما كانت النافذة مصنوعة من الزجاج العادي ، ظلت العينة الثانية حية وبصحة جيدة. عندما كانت النافذة مصنوعة من الكوارتز ، مرضت العينة الثانية وماتت بنفس أعراض العينة الأولية.

            أجريت التجارب في الظلام ، وأبلغ كازناتشييف وزملاؤه عن أكثر من 5000 تجربة. جاء ظهور المرض التكميلي المستحث والموت في الثقافة الثانية بعد فترة زمنية معقولة - لنقل ساعتين إلى أربع ساعات - خلف المرض والوفاة في الثقافة الأولية.

            يتمثل الاختلاف الرئيسي في النقل بين زجاج النوافذ والكوارتز في أن الكوارتز ينقل كلًا من الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء ، في حين أن الزجاج معتم نسبيًا للأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء. ينقل كل من الكوارتز والزجاج الضوء المرئي. وهكذا فإن الزجاج هو مثبط للقناة الخارقة ، بينما الكوارتز ليس كذلك.

            في عام 1950 ، وجد باحثون غربيون أن الخلايا يمكن أن تُقتل في الظلام بالأشعة فوق البنفسجية ، وأن تبقى محمية من الضوء المرئي لمدة أربع وعشرين ساعة أو أكثر ، وبعد ذلك إذا تم إشعاعها بالضوء المرئي ، ستبدأ الخلايا في الانتعاش بمئات الآلاف على الرغم من أنها كانت تمتلك. مات إكلينيكيا.

            على وجه التحديد ، تصدر كل خلية إشعاعًا ميتوجينيتيًا في نطاق الأشعة فوق البنفسجية مرتين: عندما تولد وعندما تموت. يحتوي فوتون الأشعة فوق البنفسجية المنبعث عند الموت على نمط الحالة الافتراضية الدقيق لحالة الخلية عند الموت. يتم قصف الخلايا السليمة برسائل الموت من أولئك الذين يحتضرون ، وهذا ينشر نمط الموت في جميع أنحاء الثقافة الصحية ، ويؤدي في النهاية إلى نفس نمط الموت هناك.

            [V. Kaznacheyev et al ، "التفاعلات البعيدة بين الخلايا في نظام من ثقافتين من الأنسجة ،" أنظمة الطاقة النفسية ، المجلد. 1 ، العدد 3 ، مارس 1976 ، ص 141 - 142.]

            بدأ بوب في تجربة مثل هذه الفكرة. إذا تمكنت المواد الكيميائية المسببة للسرطان من تغيير انبعاثات الفوتون الحيوي في الجسم ، فقد تكون المواد الأخرى قادرة على إعادة التواصل بشكل أفضل. تساءل بوب عما إذا كانت بعض المستخلصات النباتية يمكن أن تغير طبيعة انبعاثات الفوتون الحيوي من الخلايا السرطانية لتجعلها تتواصل مرة أخرى مع بقية الجسم. بدأ بتجربة عدد من المواد غير السامة التي يُزعم أنها ناجحة في علاج السرطان. في جميع الحالات باستثناء حالة واحدة ، زادت هذه المواد الفوتونات من الخلايا السرطانية ، مما جعلها أكثر فتكًا بالجسم.

            كانت قصة النجاح الوحيدة هي الهدال ، والذي بدا أنه يساعد الجسم على "إعادة تنسيق" انبعاثات الفوتون من الخلايا السرطانية إلى وضعها الطبيعي. في واحدة من الحالات العديدة ، صادفت بوب امرأة في الثلاثينيات من عمرها مصابة بسرطان الثدي وسرطان المهبل. وجدت بوب علاج الهدال الذي خلق تماسكًا في عينات الأنسجة السرطانية. بموافقة طبيبها ، أوقفت المرأة أي علاج بخلاف خلاصة الهدال ، وبعد عام ، عادت جميع الفحوصات المعملية إلى طبيعتها تقريبًا.

            بالنسبة لبوب ، كانت المعالجة المثلية مثالًا آخر على مص الفوتون. لقد بدأ يفكر في الأمر على أنه "ماص للرنين". تعتمد المعالجة المثلية على فكرة أن المثل يعامل بالمثل. يتم استخدام مستخلص نباتي يمكن أن يسبب خلايا في الجسم بكامل قوته في شكل مخفف للغاية للتخلص منه. إذا كان التكرار المارق في الجسم يمكن أن ينتج عنه أعراض معينة ، فإن ذلك يترتب على ذلك أن التخفيف العالي من مادة يمكن أن تنتج نفس الأعراض سيحمل هذا التردد أيضًا. مثل الشوكة الرنانة ، قد يجذب محلول المعالجة المثلية المناسب الاهتزازات غير الطبيعية ثم يمتصها ، مما يسمح للجسم بالعودة إلى صحته الطبيعية.

            اعتقد بوب أن الإشارات الجزيئية الكهرومغناطيسية قد تفسر حتى الوخز بالإبر. وفقًا للطب الصيني التقليدي ، يمتلك جسم الإنسان نظامًا من خطوط الطول ، يمتد بعمق في الأنسجة ، حيث يتدفق من خلاله طاقة غير مرئية تسمى الصينية ch'i ، أو قوة الحياة. يُفترض أن ch'i يدخل الجسم من خلال نقاط الوخز بالإبر هذه ويتدفق إلى هياكل أعضاء أعمق (لا تتوافق مع تلك الموجودة في علم الأحياء الغربي) ، مما يوفر الطاقة (أو قوة الحياة). يحدث المرض عندما يتم حظر هذه الطاقة في أي نقطة على طول المسارات. وفقًا لبوب ، ينقل نظام الزوال موجات طاقة معينة إلى مناطق معينة من الجسم.

            أظهرت الأبحاث أن العديد من نقاط الوخز بالإبر لديها مقاومة كهربائية منخفضة بشكل كبير مقارنة بالجلد المحيط (10 كيلو أوم و 3 ميغا أوم ، على التوالي). قام جراح العظام الدكتور روبرت بيكر ، الذي أجرى قدرًا كبيرًا من الأبحاث في مجالات EM في الجسم ، بتصميم جهاز تسجيل قطب كهربائي خاص يتدحرج على طول الجسم مثل قاطع البيتزا. أظهرت دراساته العديدة أن الشحنات الكهربائية على كل فرد من الأشخاص الذين تم اختبارهم تتوافق مع نقاط الزوال الصينية.

            [مقتبس من الميدان: البحث عن القوة السرية للكون ، بقلم لين ماك تاغارت]

            نور في وعي الإنسان

            أذكر هذا العمل الأخير لأولئك الذين قد يرغبون في استكشاف حدود بحث الفوتون ونظرياته. في ورقة بحثية رائدة بعنوان مطول "التخفيض الموضوعي المنسق للتماسك الكمي في الأنابيب الدقيقة للدماغ: نموذج Orch OR للوعي" بقلم ستيوارت هامروف وروجر بنروز ، تم وصف الدماغ بأنه كمبيوتر كمي له بنيته الأساسية الأنابيب الدقيقة للهيكل الخلوي والهياكل الأخرى داخل كل خلية من الخلايا العصبية في الدماغ.

            إذا قمت بفحص خلية عصبية ، فسترى أن هناك العديد من الأنابيب المجوفة المحيطة بالمحور. هؤلاء أنابيب مجهرية يُعتقد أنه نوع من السقالة لدعم الألياف العصبية. لكنهم الآن يلقون نظرة ثانية على الهيكل المحتمل لوعينا.

            تشمل الخصائص المحددة للأنابيب الدقيقة التي تجعلها مناسبة للتأثيرات الكمية هيكلها الشبكي الشبيه بالبلور ، واللب الداخلي المجوف ، وتنظيم وظيفة الخلية والقدرة على معالجة المعلومات. وفقًا للباحثين ، يبدو أن حجمها مصمم بشكل مثالي لنقل الفوتونات في نطاق الأشعة فوق البنفسجية.

            [فوق:] رسم تخطيطي للمنطقة المركزية للخلايا العصبية (المحوار البعيدة والتشعبات غير معروضين) ، يُظهر الأنابيب الدقيقة ذات الصفيف المتوازي والمتصلة ببعضها البعض بواسطة MAPs. الأنابيب الدقيقة في المحاور طويلة ومستمرة ، بينما في التشعبات تكون متقطعة وذات قطبية مختلطة. تربط البروتينات الأنابيب الدقيقة ببروتينات الغشاء بما في ذلك المستقبلات الموجودة على العمود الفقري الشجيري.

            في ورقتهم البحثية ، قدم هامروف وبنروز نموذجًا يربط الأنابيب الدقيقة بالوعي باستخدام نظرية الكم. في نموذجهم ، يظهر التماسك الكمي ، ويتم عزله في الأنابيب الدقيقة في الدماغ حتى يتم الوصول إلى عتبة مرتبطة بالجاذبية الكمية. يؤدي الانهيار الذاتي الناتج إلى إنشاء حدث فوري "الآن". تسلسل مثل هذه الأحداث يخلق تدفقًا للوقت والوعي.

            لا تقلق إذا كنت لا تستطيع فهم هذا. إنها قراءة ثقيلة لكنها تُظهر أن وجود الفوتونات الداخلية - الضوء الداخلي - حقيقي جدًا وهو أساس كل الوظائف الخلوية والجهازية البشرية تقريبًا.

            هل يمكن للعلماء الروس حقًا تغيير جنين السمندل إلى ضفدع باستخدام الليزر؟ أفضل الانتظار حتى يتم نشر التفاصيل الفعلية للتجربة ومراجعتها - لكنني أقل استعدادًا لرفض هذا باعتباره خيالًا الآن بعد أن عرفت عن أضواءنا الداخلية.

            يجب على أي شخص مهتم بإجراء تحليل متعمق لهذا النوع من الظاهرة (التماسك الكهرومغناطيسي / الكمي) من حيث صلته بالحياة أن يراجع:

            "قوس قزح والدودة" لماي وان هو.

            يوجد عدد من المراجعات على Amazon.com.

            يشرح بالتفصيل بعض الأفكار نفسها التي تم تناولها في هذه المقالة على مستوى أساسي. هذا في الواقع يسد الفجوة بين "العلم الصعب" أي الفيزياء المعاصرة وما يعتبره العديد من العلماء المحترفين "الثرثرة النفسية للعصر الجديد".

            يبدو أن الحقائق النوعية لوجهة نظر أكثر عراقة للعالم ، والتي بسبب طبيعتها الغامضة وغير المحددة في كثير من الأحيان ، والتي تحدت سابقًا التحليل الموضوعي والتحقق التجريبي ، أصبحت الآن تحصل على الأساس المتين الذي تحتاجه ليكون منطقيًا حقًا.

            إن القدرة على قياس هذه الظواهر في إطار الفيزياء التي يمكن أن تؤدي إلى تنبؤ محدد قابل للتكرار للنتائج على المستوى الأساسي سوف تسرع بشكل كبير من اكتشاف المبادئ الأساسية وتؤدي إلى تطبيقات عملية ، طبية وغير ذلك.

            في الوقت نفسه ، فإن الحقائق الكمية للرؤية العلمية الحالية للعالم ، والتي نظرًا لطبيعتها الهشة والمحددة بشكل صارم في كثير من الأحيان ، تحدت سابقًا محاولات التوفيق بين "الحقائق المعروفة" حول المادة "الحيوية" و "الحقائق المعروفة" حول المادة "غير الحية" يحصلون الآن على مفاهيم جديدة يحتاجون إليها للتعامل حقًا مع وحدة جوانب مختلفة من الواقع.

            أوه ، وأنا أكره أن أذكرها ولكن هذه المعرفة ، بالطبع ، سوف يتم تسليحها. إذا تمكنت من شفاء الكائنات الحية يمكن أن تقتلها. يمكنك أن تتوقع أن ترى التمويل يتحرك في هذا الاتجاه بمجرد أن تبدأ الجوانب العملية المذكورة أعلاه في الظهور.

            وفقًا للمقال ، فإن الإشعاع الغذائي يجب أن يجعله غير صحي. جعلته إدارة الغذاء والدواء الأمريكية إلزاميًا الآن.

            قد يكون هذا العمل الرائد علاجًا للأشخاص المشلولين بسبب الإصابة. الضرر الذي يحدث على المستوى الخلوي يوقف تدفق الفوتون عبر الخلايا التالفة. ومن ثم عدم السماح للخلايا بالتواصل. استخدام محتمل لسائل أساسه الكوارتز يتم حقنه في المنطقة التالفة للسماح للخلايا بإصلاح نفسها. السماح للفوتونات بالتدفق عبر العمود الفقري لإعادة الاتصال بين الخلايا العصبية مما يخفف من انسداد التدفق واستعادة الحركة ، أو التفاعل العصبي عبر المنطقة المتضررة لاستعادة الصحة. هذا عمل مهم للغاية وله آثار بعيدة المدى. يمكن مساعدة العديد من الاضطرابات النفسية بالعلاج بالضوء. علاج محتمل لمرض الزهايمر بسبب نقص انتقال الفوتون الناتج عن انسداد التدفق من البيئة أو تفاعل الطعام أو الدواء. يجعلني أعتقد أنه يجب استبدال النوافذ الزجاجية القياسية بزجاج كوارتز. يمكن أن يساعد في الاكتئاب الناجم عن الإضاءة الخافتة في الشتاء في نصف الكرة الشمالي. ببساطة عمل مذهل. قد يرغب القراء المهتمون في قراءة Lynne McTaggart مؤلف THE Field وتجربة النية

            قام الدكتور Kan Zhen Jiang (Chiang) ببعض الأعمال المثيرة للاهتمام في الصين وروسيا في عام 1950. قلة من الناس يعرفون عنها بسبب حاجز الاتصال. نشر كتابين باللغة الصينية. ما يلي هو المقال الوحيد باللغة الإنجليزية الذي يمكنني العثور عليه:

            لقد وجدت هذا المجال مثيرًا للاهتمام للغاية لأنه قد يفسر الممارسة الطبية الصينية القديمة في الوخز بالإبر وشفاء chigong (chi gung). قد يفسر التخاطر والشبح والروح ، كما يبدو أنها مرتبطة بـ "الطاقة" أو "الكهربية الحيوية".

            ربما يمكن أن توفر الكهربية الحيوية تعليمات أو تنقلها إلى الحمض النووي (مثل البرمجة إلى جهاز كمبيوتر). قد يفسر هذا الظهور المفاجئ للأنواع المرتبطة بالتغير الدوري في الكهرومغناطيسية الكونية (كان هناك مقال آخر حول هذا الموضوع). قد يفسر حتى بعض المعجزات الذين يبدو أنهم ورثوا مواهبهم من الحياة السابقة. مجرد فكرة جامحة.


            يؤدي تلف الحمض النووي إلى وضع p38 تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية

            تشكل الأشعة فوق البنفسجية (UVR) مقاربات ضخمة للحمض النووي تتداخل مع النسخ واستقلاب الحمض النووي الريبي. ومع ذلك ، فإن كيفية تنظيم مسارات الإشارات التي تسببها الأشعة فوق البنفسجية في التعبير الجيني ليست مفهومة جيدًا. بوريسوفا وآخرون. أظهر الآن أن الإشارات المستحثة بالأشعة فوق البنفسجية بواسطة MAP kinase p38 alpha (p38 المعروف أيضًا باسم MAPK14) تعزز استطالة النسخ في جينات الاستجابة للضرر.

            تم تنشيط الأشعة فوق البنفسجية p38 بشكل عابر في خطوط الخلايا البشرية ، وتثبيط p38 بقاء الخلية بعد الأشعة فوق البنفسجية. باستخدام البروتينات القائمة على قياس الطيف الكتلي الكمي ، حدد المؤلفون 138 موقعًا في 122 بروتينًا ، وكثير منها يشارك في النسخ وربط الحمض النووي الريبي ، والتي تمت فسفرتها بطريقة تعتمد على p38 بعد الأشعة فوق البنفسجية.

            "الأشعة فوق البنفسجية تستحث الفسفرة المعتمدة على p38 – MK2 لـ. نيلفي "

            لم تحدث مواقع الفسفرة ضمن نموذج الفسفرة p38. في الواقع ، استنفاد أو تثبيط بروتين كيناز 2 المنشط MAPK (MK2) و MK3 ، اللذان يعملان في اتجاه مصب p38 ، ألغى الفسفرة في 60٪ من هذه المواقع. وبالتالي ، فإن MK2 و MK3 هما محولات الطاقة الرئيسية لإشارات p38 المستحثة بالأشعة فوق البنفسجية. سبق أن تبين أن الفسفرة المعتمدة على MK2 المستحثة بالأشعة فوق البنفسجية تعمل كمنصة لتجنيد 14-3-3 بروتينات ، والتي تعد مؤثرات في اتجاه مجرى النهر للعديد من مسارات الإشارات. والجدير بالذكر أن ما يقرب من 30٪ من البروتينات التي تفاعلت مع 14-3-3 بعد الأشعة فوق البنفسجية فعلت ذلك بطريقة تعتمد على p38.

            كانت إحدى ركائز p38 – MK2 عامل استطالة سالب E (NELFE). NELFE هو مكون ربط RNA لمركب NELF ، والذي يمنع استطالة النسخ بواسطة RNA polymerase II (Pol II). بعد الأشعة فوق البنفسجية ، قام MK2 بفسفرة ثمانية مخلفات NELFE Ser ، ثلاثة منها كانت في أشكال ربط 14-3-3 وتفاعلت مع بروتينات مختلفة 14-3-3. من بين هؤلاء ، كان الفسفرة Ser115 ضروريًا بشكل خاص للربط 14-3-3.

            بعد الأشعة فوق البنفسجية ، انفصلت جميع مكونات NELF بسرعة عن الكروماتين بطريقة تعتمد على p38. كشف تحليل ChIP-seq لـ Pol II أن الأشعة فوق البنفسجية تسببت في إطلاق Pol II من التوقف القريب للمروج إلى استطالة النسخ المنتجة في & gt2000 جين ، والعديد منها يشارك في استقلاب الحمض النووي الريبي واستجابة تلف الحمض النووي. الأهم من ذلك ، أن NELFE معروف بربط 70 ٪ من هذه الجينات.

            باختصار ، تحفز الأشعة فوق البنفسجية على الفسفرة المعتمدة على p38 – MK2 لبروتينات ربط الحمض النووي الريبي ، بما في ذلك NELFE. إن تفكك NELFE عن الكروماتين ، ربما من خلال الربط 14-3-3 ، يعزز استطالة نسخ Pol II ويمكن أن يكون ضروريًا لاستعادة الخلايا من الأشعة فوق البنفسجية.