نحوه تکامل آیزوزایم ها
تکامل یک آنزیم به طور عمومی یک فرایند آرام جهش و سپس انتخاب و رانده شدن ژنتیکی است. نحوه تکامل آیزوزایم هایی که حاصل تغییرات ساختمانی اند، متفاوت از آیزوزایم هایی است که از مولکول های متفاوت بدست آمده اند. در حال حاضر پیش بینی اینکه کدام جهش اتفاق می افتد یا کدام جهش منتهی به یک مولکول بهتر می گردد، امکان پذیر نیست. پتانسیل آیزوزایم ها برای تمایز و توسعه اعملکردهای جدید به چگونگی ایجاد و منشأ آنها برمی گردد. بنابراین برای توضیح پتانسیل آیزوزایم ها، آنها را به سه گروه تقسیم می کنیم که عبارت اند از:
- آیزوزایم های حاصل از تغییرات پس از ترجمه؛
- آیزوزایم های حاصل از مکان های ژنی مختلف؛
- آیزوزایم های حاصل از انواع آلل (آللوزایم ها).
نحوه تکامل آیزوزایم ها
پتانسیل تکاملی آنزیم های حاصل از تغییرات پس از ترجمه
همان گونه که بیشتر گفته شد، این گونه آیزوزایم ها حاصل تغییرات پس از ترجمه هستند. با توجه به اینکه این گونه آیزو زایم ها توسط یک ژن ساختاری کد می شوند، اشتقاق آنها بسیار آهسته صورت می گیرد. ژن های ساختاری که آنزیم ها را تولید میکنند، قاعدتاً در سلول نقش مهمی دارند و به راحتی قابل تغییر نیستند. از طرفی در فرآیند تکاملی، اکتساب یک توانایی جدید با حفظ توانایی قبلی مرسوم نیست.
تغییر در یک آنزیم با افزایش یا حذف یک مولکول می تواند آیزوزایمی را تولید کند که دارای نقطه ایزوالکتریک و خواص کینتیک متفاوت باشد. برای مثال، فعال شدن آنزیم فسفوریلاسیون، همراه با سازوکار تنظیمی کاملا شناخته شده ای در گیاهان و جانوران است. تأثیر منشاء های تکاملی بر روی این آیزوزایم ها می تواند از طریق تغییر ژن های کنترل کننده تغییرات پس از ترجمه صورت گیرد.
پتانسیل تکاملی آیزوزایم های حاصل از جایگاه های ژنی مختلف
در برخی از موارد دو جایگاه ژنی، دو آنزیم با عمل مشابه تولید می کنند. در این حالت وجود یکی از آنها برای فعالیت سلول جاندار کافی است و بدین ترتیب یک جایگاه ژنی می تواند دستخوش تغییرات اساسی شود، بدون آنکه کار سلول مختل گردد. همچنین جایگاه های ژنی می توانند آنزیم هایی با نقش همپوشانی تولید کنند. یعنی جاندار برای کاری که مولکول دیگر انجام می دهد انرژی مصرف می کند. در مسیر تکاملی، معمولا این حالت منتهی به خاموش شدن یکی از جایگاه های ژنی و یا تغییر فعالیت آن می شود.
پتانسیل تکاملی آللوزایم ها
اشکال آللوزایم ها می توانند از نظر ردیف اسیدهای آمینه و تغییرات پس از ترجمه اختلاف داشته باشند. تغییرات این آللوزایم به دلیل نقش متابولیکی آنها ممکن است محدود شود. این تغییرات ممکن است موجب نقص در آنزیم شوند که در این حالت انتخاب بر علیه آنها خواهد بود، مگر اینکه اثر آنها کوچک باشد.
این امکان نیز وجود دارد که تغییر در آنزیم ها موجب توانایی آنها گردد که در این صورت اثر انتخاب به نفع آنها خواهد بود. باید در نظر داشت که تغییرات اساسی در جایگاه های فعال یا تنظیم کننده آنزیم، بیشتر به ضرر موجود است، و بنابراین انتظار نمی رود این گونه تغییرات در سطح آنزیم به ایجاد آیزوزایم ها بینجامد.
منبع: کتاب نشانگرهای مولکولی، انتشارات دانشگاه تهران.
بیشتر بدانید:
دیدگاهتان را بنویسید