برای اولین بار از همانندسازی DNA فیلم‌برداری شده است، اما نتایج آن‌طور که ما انتظار داشتیم نبود!

محققین پس از ثبت همانندسازی دی ان ای سؤالاتی برایشان پیش آمد که آیا این فرآیند همان‌گونه‌ای است که ما تصور می‌کنیم؟
تصویر RT نشان می‌دهد که این بخش اساسی زندگی در بردارنده بخش‌های غیرمنتظره تصادفی است که می‌تواند ما را مجبور به بازاندیشی درباره چگونگی رخداد این فرآیند بدون جهش کند.
دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا معتقدند این یک پارادایم واقعی است و بسیاری از آن نوشته‌هایی که در کتاب‌هاست را زیر سؤال می‌برد. آن‌ها همچنین معتقدند این روش متفاوت فکر کردن درباره همانندسازی سؤالات جدیدی را پیش می‌آورد.
DNA یک مارپیچ دوگانه است و شامل دو رشته‌ی به هم پیچ‌خورده است. این مولکول شامل ۴ باز گوانین، سیتوزین، آدنین، تیمین است.
همانندسازی با آنزیمی به نام هلیکاز آغاز می‌شود به‌طوری که دو رشته را از هم باز می‌کند و آن‌ها را تک رشته می‌کند. دومین آنزیم پریماز است که متصل به پرایمراست (برای هر کدام از دو رشته از هم باز شده) و سومین آنزیم دی ان ای پلیمراز است که به پرایمر متصل می‌شود و بازها را به کل DNA جدید اضافه می‌کند.
این حقیقت که رشته‌های مارپیچ از دو رشته که در خلاف جهت هم حرکت می‌کنند به این معناست که یکی از این رشته‌ها رشته پیشرو که و دیگری رشته پیرو است که رشته هدایت‌کننده را دنبال می‌کند.
مواد ژنتیکی جدید که به هر کدام از این رشته‌ها در طول فرآیند همانندسازی الحاق شده دقیقاً همان چیزی است که در جفت اصلی آن قرار دارد. زمانی که رشته پیشرو جدا می‌شود آنزیم بازهایی را که کاملاً شبیه بازهای رشته پیرو است اضافه می‌کند و زمانی که رشته پیرو جدا می‌شود؛ موادی به کار می‌رود که کاملاً مشابه رشته پیرو اصلی است.
دانشمندان به مدت طولانی تصور می‌کردند که DNA پلیمرازهای روی رشته پیشرو و پیرو تا حدودی در طول فرآیند همانندسازی با هم هماهنگ می‌شوند؛ در حالی که یکی در طول فرآیند بازتولید نمی‌شود و باعث جهش‌ها می‌شود، ولی این تصویر نشان می‌دهد که هیچ‌گونه هماهنگی وجود ندارد و هر رشته به‌طور مستقل عمل می‌کند.

در ادامه این گروه تحقیقاتی یک مولکول DNA از باکتری‌ای کولای استخراج کردند و آن را روی اسلاید شیشه‌ای مشاهده کردند؛ و سپس با اعمال رنگ دو رشته را رنگی کرده اما تک رشته تغییری نکرد که‌ای بدان معناست که آن‌ها می‌توانستند مسیر همانندسازی دو رشته را دنبال کنند.
در حالی که DNA باکتری و انسان متفاوت است اما هردو آن‌ها از یک فرایند همانندسازی استفاده می‌کنند بنابراین این تصاویر می‌تواند به ما نشان دهد که در بدن ما چه می‌گذرد.
این گروه تحقیقاتی دریافت که به‌طور میانگین سرعت همانندسازی هر دو رشته تقریباً برابر است اما در طول فرآیند شروع‌ها و ایست‌های شگفت‌انگیزی وجود دارد به‌طوری که آن‌ها در زمان‌بندی خود مانند دو بخش جدا از هم عمل می‌کردند؛ گاهی اوقات رشته پیرو متوقف می‌شد ولی رشته پیشرو حرکت رو به رشد داشت. زمان‌های دیگر یک‌رشته بدون هیچ دلیلی می‌تواند ده برابر سرعت معمول خود حرکت کند.
دانشمندان متوجه شدند بین این دو رشته هیچ هماهنگی وجود ندارد و معتقدند آن‌ها کاملاً خودسرند!
و همچنین آن‌ها معتقدند به دلیل فقدان هماهنگی، DNA مجبور شده است مانع باز شدن بیشتر هلیکاز ‌شود که خود باعث اتصال پلیمراز می‌شود.
حال سؤال این است که اگر این دو رشته به‌طور مستقل عمل می‌کنند دی ان ای از کجا می‌داند که چگونه همه چیز را در مسیر نگه دارد و با ترمز گرفتن و یا سرعت بخشیدن، جهش را به حداقل برساند؟

امیدواریم فیلم‌هایی این چنین به دانشمندان در درک این حقایق کمک کند و هم‌چنین به آنانی که دوست دارند فرض کنند که طبیعت دارای یک طرح و سیستم است، یادآوری کند که طبیعت هم می‌تواند به هم ریخته باشد!
به نقل از Sciencealert
سمانه دادگان