الأنزيمات

[mohamedbac]

الإنزيمات:
الانزيمات هى اكثر الجزيئات كبيرةالحجم التى تنتجها الميكروبات تنوعا. وهذه العوامل المساعدة البيولوجية هامة جدا فىالصناعات الغذائية والكيميائية نتيجة لتخصصها وكفاءتها العالية تحت الظروف المعتدلةمن الحرارة والحامضية، ومع أن الانزيمات كانت تستخلص فى الماضى من النباتاتوالحيوانات إلا أن إنتاجها بواسطة الكائنات الدقيقة يزداد بسرعة كبيرة لسهولة عزلهاوتحسين انتاجها إما عن طريق التعامل مع جيناتها او البيئة التى تنمو بها . بالإضافةالى ذلك ففى إنتاج الانزيمات بواسطة الكائنات الدقيقة عادة ما يكون زمن التخمرقصيرا والوسط الغذائى غير مكلف. ومن التطبيقات الحديثة للانزيمات المستخلصة منالكائنات الدقيقة يمكن أن نذكر استخدام إنزيمات الاميليز فى صناعات التخمر والخبزوالنسيج . واستخدام إنزيمات البروتيز فى التخمر وتطرية اللحوم وفى صناعة المنظفاتالصناعية واستخدام الرنين فى صناعة الجبن .
بعض الإنزيمات البكتيرية مثل تلك المشتقة منBacillus subtilisأقل تأثراً بالحرارة عنالإنزيمات ذات الأصول الفطرية مثلAspergillus oryzae. فمثلاً نجد أن بعض مستحضرات الأميليز المحضرة عن طريقعمليات تخمر ميكروبى باستخدام أنواع مختلفة من جنسBacillus تحمل الحرارة التى وصلت لدرجةالغليان لفترة قصيرة ويكون نشاطها الأمثل فى المدى من 70-80×°وقد وجد أن حوالى 85% من نشاط إنزيم الألفا أميليز المنتج بواسطةBacillus subtilisيتحمل درجات الحرارةالعالية. إلا أن إنزيمات الأميليز المنتجة بواسطة الفطرةA. oryzaeتفقد أكثر من 90% مننشاطها عند درجات الحرارة العالية. كما اتضح أن حفظ هذه المستحضرات الإنزيمية بصورةجافة يزيد من مقاومتها للظروف البيئة مثل درجة الحرارة.
· الفا اميليزamylaseα

a-Amylase

a-Amylase

Starch

--->

Oligosaccharides

--->

Maltose + Glucose

ومنالتطبيقات الحديثة أيضا يمكن ذكر استخدام خليط من ثلاث انزيمات تنتجها الميكروباتهى الفا اميليزα- amylaseالذى يعمل على النشا منتجا الدكسترينات والمالتوز،و اميلو جلوكوزيديزAmylglycosidaseالذى ينتج الجلوكوز مباشرة من النشاوMaltase المالتيزالذىيحلل المالتوز الى جلوكوز. وتستخدم هذه الانزيمات لتحضير شراب من الذرة ومن نشاالقمح ولاستبعاد النشا من عصير الفاكهة لانتاج مشروبات الى حد ما خالية منالعكارة.
· جلوكوز ايزوميريزGlucose isomerase
يمكن عزل هذا الانزيممن سلالاتBacillus & Arthrobacterويمكن استخدامهللحصول على عامل تحلية عالى المحتوى من نشاالذرة.
· البروتيزProtease
ينتج بواسطة انواع بكتيرية مثلBacillus subtilis & Bacillus licheniformisوتستخدمهذه الانزيمات فى دباغة الجلود وصناعة النسيج والحرير لنزع المواد الصمغية بروتينيةالاصل والتى تحيط بالالياف الطبيعية.

التعريف: تقنيات تتجلىفي عزل مورثة ذات منفعة من خلية ونقلها إلى خلية عائلة بهدف تغيير هذه الخليةوراثيا.
I - كيف يمكن ادن عزل مورثة من خلية ونقلها إلى خلية عائلة ؟ وما هيأدوات الهندسة الوراثية ؟
1- عزل المورثة المرغوب فيها

(ذات منفعة خاصة )
1-1- تجزيءADN:

تذكر أنالمورثة جزء منADNوأنهذا الأخير متمو ضع داخل نواة الخلية.لبلوغ هذه المورثة لابد من هرس الخلاياوالتخلص من الغشائين .

الخطوةالمالية تتجلى في تجزيءADNبهدف عزل المورثة المرغوبفيها: نستعمل لهذا الغرض نوع من الأنزيمات تعرف بأنزيمات الفصل. مثال أنزيم الفصلECORI

بعضالنماذج الأخرى من أنزيمات الفصل :المتتالية المرغوب فيها ليست مجهولة وبالتاليفأنزيم الفصل المناسب يتحدد حسب مواقع القطع المؤدية للمورثة

تذكر أننانتوفر على معلومات كافية حول الجزء المبحوث عنه ضمن الأجزاء الناتجة عن تجزيءADN.
في البداية لابد من فصلالأجزاء فيما بينها: نستعمل تقنية الهجرة الكهربائيةElèctrophorése .
بعد ذالكيتم فصل مختلف أشرطة الأجزاء فيما بينها ونسلط عليها ARN مجس (له القدرة الارتباطبجزءADNالمبحوثعنه)

1-2: النسخ العكسي: يمكن الحصول على المورثة المرغوب فيها كذلك من خلالARNm باستعمال أنزيم خاص يعرفبأنزيم النسخ العكسي

نحصل علىADNأحادي اللولب بوجودالنيكليوتيدات الأربع المكونة لADNوبوجود أنزيم البلمرةADNpolymérase نحصل على اللولبالثاني.

مثال: لنعتبر جزء منARNm

بفضل أنزيم النسخ العكسي نحصل علىADNأحادي اللولب التالي

وبفضل أنزيم البلمرةADNpolymérase

2- تلميم المورثة المعزولة : لتفادي ضياع المورثة نقوم باستنساخها ( التلميم ) نستعمل لهذا الغرض تقنيةPCR .

المبدأ: تدبدب الحرارة خلال دورة محددة بين 40 و90درجة:
في حرارة 90 درجةينفصل شريطي المورثة فيما بينهما (تلاشي الروابط الهيدروجينية)
في حرارة40 درجةيقومADNpolymérase ببلمرة شريطينجديدين وفق الآلية النصف
محا فضة (أنظر الآلية..........) نفس الدورة تتكرر عدة مرات نحصل على نسخ عديدةللمورثة.

3- دمجالمورثة في الخلية العائلة:
هذه العملية تحتاج إلى وسيلة ناقلة : في الهندسةالوراثية نستعمل عادة البلاسميدPlasmide : عبارة عن جزيئةADNحلقية توجد فيسيتوبلازم البكتيرية

يتم فتحالبلاسميد بواسطة أنزيم الفصل وبواسطة أنزيم الربط يتم دمج البلاسميد ( يشترط وجودأطراف موحدة بين كل من المورثة والبلاسميد)

يصبحالبلاسميد مركب بعد دمجه للمورثة الدخيلة. يتم بعد ذلك إعادة البلاسميد المركب إلىالبكتيرية العائلة بوجود ايونات الكالسيوم. بجوار المورثة البنيوية يتم دمج مورثةمنظمة لعملها لكي يتم تعبير المورثة البنيوية.

4- زرعالخلايا العائلة في مخمرات صناعية:
تهدف هذه العملية إلى جعل الخلية المركبةتتكاثر بهدف إنتاج أكبر كمية من المادة الناتجة عن ترجمة المورثة المدمجة فيالبلاسميد .نوفر للخلايا المزروعة وسط زراعي أمثل .قبل زرع الخلايا لابد من التأكدمن كونها تحتوي فعلا على البلاسميد المركب,نستغل لهذا الغرض خصائص البلاسميد قبلوبعد معالجته.

لاحظ أنالبلاسميد المستعمل هنا يتميز بوجود مورثتين : Amp R (مقومة الأمبيسلين) وTet R (مقاومةالتتراسكلين) بعد دمجه للمورثة الجديدة فقد المورثة الأولى دون الثانية .ادنالبكتيرية الحساسة لأمبيسلين والمقاومة لتتراسكلين هي من تتميز بتوفرها علىالبلاسميد المركب.
-II تطبيقات الهندسة الوراثية (في طور الانجاز)
1- فيالمجال الصيدلي: إنتاج الأنسولين.......