العاثي لمدا (λ)

من العاثيات المهمة المستعملة نواقلا في الهندسة الوراثية. والعاثي يمكن ان يؤدي الى تحلل الخلايا او الاستقرار في حالة استذابة. ويتكون العاثي من رأس متعدد الأوجه يحوي على جينوم العاثي ويحاط بغلاف بروتيني وذنب يساعده على الالتصاق الى الخلايا الحساسة له وحقن الجينوم. ويتكون جينوم العاثي من 49 كيلو قاعدة تتوزع في مناطق منها 40% اي حوالي 20 كيلو قاعدة غير ضرورية للعاثي ويمكن ان تستبدل بـ DNA غريب، اما الباقي فتتجمع على شكل عناقيد وتمثل 60% وتكون ضرورية لفعاليات حث الاصابة، ويتكون الذراع الأيسر من 20 كيلو قاعدة وتشمل الجينات المسئولة عن تكوين الرأس والذنب وتحمل الرموز من A – J ، اما الذراع الايمن فيتكون من 10 كيلو قاعدة وتضم مواقع الالتصاق عندما يكون العاثي بتركيب حلقي. ومواقع الالتصاق (Cos) Cohesive sites  تمتد الى مسافة 12 قاعدة وتكون على طرفي الجينوم وتكمل احدها الاخرى، وهذه النهايات اللزجة تساعد العاثي على تكوين التركيب الحلقي وتؤثر في عمليات تضاعف وتكاثر العاثي كما تساعده للاندماج مع كروموسوم الخلية التي يصيبها. وعند دخول العاثي الى داخل الخلية فانه يدخل طور الاستذابة والاندماج مع كروموسوم الخلية عندما تساعد الظروف على التعبير عن البروتين C1 الذي يكبح الجينات العاملة في دورة التحلل. او يتم تحفيز Cro وانتاج البروتين Cro الذي يؤدي الى تحفيز تضاعف العاثي وتعبئته وبالتالي انفجار الخلية كما موضح في الشكل (1).

ويستعمل العاثي في تحضير انواع من النواقل منها :

1-  نواقل الاقحام Insertion vectors وفيها ازيلت المناطق غير المهمة واستبدلت بالمواد المراد نقلها.

2-  نواقل الاستبدال Replacement vectors وفيها يحوي الناقل على موقعين للانفلاق بالأنزيمات حول المنطقة غير الضرورية والتي يمكن ان تستبدل بقطعة DNA المراد نقلها.

ويستعمل العاثي ومشتقاته لكلونة الجينات التي تكون واتجها سامة او مؤذية للخلايا، وعند اختيار الناقل من مجموعة العاثي لمدا فانه يجب الاخذ بنظر الاعتبار حجم القطعة المراد نقلها وذلك لأنه لا يوجد ناقل من مشتقات العاثي ملائما لكلونة قطع DNA من مصادر مختلفة.

شكل 1 : حالة الاستذابة والدورة التحليلية للعاثي λ

وتتعثر عملية الاصابة بالعاثي فيما اذا عبأ بزيادة من المواد الوراثية تصل الى 105%، كما انها تتعثر عند حذف بعض جينومه ليكون 80% من الحجم الأصلي.

العاثيات الخيطية Filamentous phages

وأهم هذه المجموعة المستعملة نواقلا في الهندسة الوراثية هو M13 الذي يتكون جينومه من 6.4 كيلو قاعدة. والعاثي مكون من أشرطة مفردة من ssDNA معبأ في قفيصة بسيطة التركيب تتكون من مكررات لثلاثة بروتينات وبذلك فهي تحتاج الى 3 جينات، ويكون شكله خيطي كما موضح في الشكل (2).

شكل 2 : تركيب ودورة تضاعف العاثي الخيطي M13

يرتبط العاثي بالشعيرة الجنسية على سطح الخلية ثم يدخل الجينوم الحلقي مفرد الاشرطة ويعمل كقالب لتكوين جزيئة DNA ثنائية الاشرطة تعرف بالعمل المتضاعف Replicative factor (Rf) والاخير يستعمل كقالب للتضاعف لعدة دورات وكذلك للتعبير عن الجينات المسئولة عن تكوين بروتينات القفيصة. وعندما تتجمع حوالي 100 – 200 نسخة من العامل المتضاعف يقوم العاثي بحث بروتينات تمنع الاشرطة الجديدة من التحول الى عمال متضاعف مزدوج الاشرطة، وتعبأ الموجودة في القفيصات كما موضح في الشكل.

وبما انه من الصعوبة التعامل مع اشرطة DNA المفردة لذلك تستعمل العوامل المتضاعفة مزدوجة الاشرطة لإدخال قطع  DNA المزدوجة المرغوبة، ويمكن تنقية العوامل المتضاعفة الحاوية على الجينات المراد نقلها من الخلايا المصابة، وتنقل الى الخلايا المؤهلة بعملية التحول وتبدأ بالتضاعف مثل البلازميدات. وقد اشتقت من العاثي نواقل مهمة هي M13 mp بعد اقحام قطع صغيرة من الجين المنظم لاوبرون اللاكتوز من E. coli للمساعدة في الكشف عن الخلايا التي دخل العاثي إليها، كما انها تحتوي على العديد من مواقع الانفلاق بالأنزيمات كما موضح في الشكل (3).

الشكل (3) : تركيب احد عاثيات M13mp المحورة

ولذلك يكون العاثي المحور ملائما للعديد من عمليات الكلونة اذ ان حجمه مثالي كناقل اضافة الى احتواءه على واسمات تسهل عملية تتبعه، كذلك وجود مواقع الفلق التي تستعمل لا دخال قطع DNA .

المصادر

الخفاجي , زهرة محمود (2008) . التقنية الحيوية الميكروبية (توجهات جزيئية ) . معهد الهندسة الوراثية والتقنية الحيوية . جامعة بغداد .