Molekulyar biologiyaning markaziy dogmasi shuni ko'rsatadiki, DNK barcha oqsillarimizni kodlash uchun ma'lumotni o'z ichiga oladi va uch xil RNK bu kodni passiv ravishda polipeptidlarga aylantiradi. Xususan, messenjer RNK (mRNK) oqsil sxemasini hujayra DNKsidan uning ribosomalariga, ya’ni oqsil sintezini boshqaruvchi “mashinalar”ga olib boradi. Keyin RNK (tRNK) tegishli aminokislotalarni yangi oqsilga qo'shilish uchun ribosomaga o'tkazadi. Shu bilan birga, ribosomalarning o'zi asosan ribosoma RNK (rRNK) molekulalaridan iborat.
Ammo, DNK tuzilishi birinchi marta yaratilganidan beri yarim asr davomida olimlar RNK oqsil sintezida ishtirok etishdan ko'ra ko'proq rol o'ynashini bilib oldilar. Masalan, RNKning ko'p turlari katalitik ekanligi aniqlangan, ya'ni ular fermentlar kabi biokimyoviy reaksiyalarni amalga oshiradi. Bundan tashqari, boshqa ko'plab RNK turlari murakkab tartibga soluvchi rol o'ynashi aniqlandihujayralar.
Shunday qilib, RNK molekulalari oddiy hujayra jarayonlarida ham, kasallik holatlarida ham ko'p rol o'ynaydi. Odatda mRNK shakliga ega bo'lmagan RNK molekulalari oqsillarni kodlamaydilar, chunki ular kodlanmagan deb ataladi. Kodlanmagan mRNKlarning ko'plab tartibga solish jarayonlarida ishtirok etishi. Ularning keng tarqalganligi va funktsiyalarining xilma-xilligi "RNK dunyosi" hujayradagi DNK va RNK funktsiyalarining evolyutsiyasidan, oqsil biosintezida ishtirok etishidan oldin bo'lishi mumkin degan gipotezaga olib keldi.
Eukariotlarda kodlanmaydigan RNKlar
Eukariotlarda kodlanmaydigan RNKning bir qancha turlari mavjud. Eng muhimi, ular RNK (tRNK) va ribosoma RNKni (rRNK) o'tkazadilar. Yuqorida aytib o'tilganidek, mRNKning oqsillarga aylanishida tRNK ham, rRNK ham muhim rol o'ynaydi. Misol uchun, Frensis Krik mRNK nukleotid kodiga bog'lanishi mumkin bo'lgan adapter RNK molekulalarining mavjudligini taklif qildi va shu bilan aminokislotalarning o'sib borayotgan polipeptid zanjirlariga o'tkazilishini osonlashtiradi.
Hoagland va boshqalarning ishi. (1958) haqiqatan ham hujayra RNKning ma'lum bir qismi aminokislotalar bilan kovalent bog'langanligini tasdiqladi. Keyinchalik, rRNK ribosomalarning strukturaviy komponentiga aylanganligi, tRNK kabi rRNK ham kodlanmasligini ko'rsatdi.
Eukaryotik hujayralarda rRNK va tRNKdan tashqari yana bir qancha kodlanmaydigan RNKlar mavjud. Ushbu molekulalar RNKning hujayradagi energiyani saqlashning ko'plab muhim funktsiyalarida yordam beradi, ular hali ham sanab o'tilgan va aniqlangan. Ushbu RNKlar ko'pincha kichik tartibga soluvchi RNKlar (sRNKlar) deb ataladi.eukariotlarda ular yana bir qancha kichik toifalarga ajratilgan. Birgalikda tartibga soluvchi RNKlar o'z ta'sirini qo'shimcha asoslar juftligi, oqsillar bilan kompleks hosil qilish va o'zlarining fermentativ faolligi orqali amalga oshiradilar.
Kichik yadroviy RNK
Kichik tartibga soluvchi RNKlarning muhim kichik toifalaridan biri kichik yadro RNKlari (snRNKlar) deb nomlanuvchi molekulalardan iborat. Bu molekulalar genlarni RNK birlashmasi orqali tartibga solishda muhim rol o'ynaydi. SnRNKlar yadroda joylashgan va odatda snRNPlar (kichik yadroviy ribonukleoproteinlar, ba'zan "snurplar" deb ataladi) deb ataladigan komplekslardagi oqsillar bilan chambarchas bog'langan. Bu molekulalarning eng keng tarqalgani U1, U2, U5 va U4/U6 zarralari boʻlib, ular etuk mRNKni hosil qilish uchun mRNK oldidan qoʻshilishda ishtirok etadi.
MikroRNK
Tadqiqotchilarni qiziqtirgan yana bir mavzu bu mikroRNKlar (miRNKlar), ular uzunligi taxminan 22-26 nukleotid boʻlgan kichik tartibga soluvchi RNKlardir. MiRNKlarning mavjudligi va ularning kontraktil funktsiyalari genlarni tartibga solishda hujayradagi RNKlar dastlab C. elegans nematodasida kashf etilgan (Li va boshq., 1993; Wightman va boshq., 1993). MiRNKlar kashf etilganidan beri ular boshqa ko'plab turlarda, jumladan, chivinlar, sichqonlar va odamlarda aniqlangan. Hozirgacha bir necha yuz miRNK aniqlangan. Yana ko'p bo'lishi mumkin (He & Hannon, 2004).
MiRNKlar tarjimani bostirish orqali gen ekspressiyasini inhibe qilishi koʻrsatilgan. Masalan, C. elegans, lin-4 va let-7 tomonidan kodlangan miRNKlar,Lichinkalar rivojlanishining ma'lum bosqichlarida funktsional oqsillarning shakllanishiga to'sqinlik qiladigan mRNK maqsadlarining 3'-translyatsiya qilinmagan hududiga bog'lanadi. Hozirgacha oʻrganilgan miRNKlarning aksariyati nomukammal asos juftligi va keyinchalik tarjimani inhibe qilish orqali maqsadli mRNKlar bilan bogʻlanib, gen ekspressiyasini nazorat qilgan koʻrinadi, lekin baʼzi istisnolar qayd etilgan.
Qoʻshimcha tadqiqotlar shuni koʻrsatadiki, miRNKlar saraton va boshqa kasalliklarda ham muhim rol oʻynaydi. Misol uchun, miR-155 turi Burkitt limfomasidan olingan B hujayralarida boyitilgan va uning ketma-ketligi ma'lum bo'lgan xromosoma translokatsiyasi (xromosomalar orasidagi DNK almashinuvi) bilan ham bog'liq.
Kichik aralashuvchi RNK
Kichik aralashuvchi RNK (siRNK) RNKning yana bir sinfidir. Garchi bu molekulalar atigi 21-25 ta asosiy juft uzunlikda bo'lsa-da, ular gen ifodasini o'chirish uchun ham ishlaydi. Xususan, ikki zanjirli siRNK molekulasining bir zanjiri RISC deb ataladigan kompleksga kiritilishi mumkin. Bu RNK o'z ichiga olgan kompleks keyinchalik RNK komponentiga komplementar ketma-ketlikka ega bo'lgan mRNK molekulasining transkripsiyasini inhibe qilishi mumkin.
MiRNKlar birinchi marta RNK interferensiyasida (RNKi) ishtiroki bilan aniqlangan. Ular ikki zanjirli RNK viruslariga qarshi himoya mexanizmi sifatida rivojlangan bo'lishi mumkin. SiRNKlar miRNKlar paydo bo'lishiga o'xshash jarayonda uzunroq transkriptlardan olinadi va RNKning ikkala turini qayta ishlash bir xil fermentni o'z ichiga oladi. Dicer. Ikkala sinf o'zlarining repressiya mexanizmlarida bir-biridan farq qiladi, ammo siRNKlar miRNKlarga xos bo'lgan xatti-harakatlarni ko'rsatadigan istisnolar topilgan va aksincha (He & Hannon, 2004).
Kichik yadroviy RNK
Eukaryotik yadro ichida yadrocha rRNKni qayta ishlash va ribosoma yig'ilishi sodir bo'ladigan strukturadir. Kichik nukleolyar RNKlar (snoRNKlar) deb ataladigan molekulalar ushbu tuzilishda ko'p bo'lganligi sababli yadro ekstraktidan ajratilgan. Ushbu molekulalar rRNK molekulalarini qayta ishlash funktsiyasini bajaradi, bu ko'pincha o'ziga xos nukleozidlarning metilatsiyasi va psevdoridilatsiyasiga olib keladi. Modifikatsiyalar snoRNKlarning ikkita sinfidan biri orqali amalga oshiriladi: C/D-box yoki H/ACA-box oilalari, ular odatda yetilmagan rRNK molekulalarida metil guruhlari qoʻshilishi yoki uradin izomerizatsiyasini oʻz ichiga oladi.
Prokariotlarda kodlanmaydigan RNKlar
Biroq, eukaryotlar bozorni hujayradagi RNKlarning o'ziga xos tartibga soluvchi energiya funktsiyalari bilan kodlanmaydigan RNKlarga aylantirmadi. Bakteriyalar kichik tartibga soluvchi RNKlar sinfiga ham ega. Bakterial rRNKlar virulentlikdan o'sishdan statsionar fazaga o'tishgacha bo'lgan jarayonlarda ishtirok etadi, bu bakteriya ozuqa moddalari yetishmasligi holatiga duch kelganda sodir bo'ladi.
Bakterial rRNKning bir misoli Escherichia coli da topilgan 6S RNKdir. Ushbu molekula yaxshi tavsiflangan, uning dastlabki ketma-ketligi 1980 yilda sodir bo'lgan. 6S RNKko'plab bakterial turlarda saqlanib qolgan, bu genlarni tartibga solishda muhim rol o'ynaydi.
RNK DNKdan messenjer RNKni transkripsiya qiluvchi RNK polimeraza (RNAP) faolligiga ta'sir qilishi ko'rsatilgan. 6S RNK o'sish jarayonida transkripsiyani rag'batlantiradigan polimeraza bo'linmasi bilan bog'lanib, bu faollikni inhibe qiladi. Ushbu mexanizm orqali 6S RNK faol o'sishni rag'batlantiruvchi genlar ifodasini inhibe qiladi va hujayralarning statsionar fazaga kirishiga yordam beradi (Jabri, 2005).
Riboswitchlar
Gen regulyatsiyasi - prokaryotlarda ham, eukariotlarda ham - riboswitchlar (yoki RNK kalitlari) deb ataladigan RNK tartibga soluvchi elementlar ta'sir qiladi. Riboswitchlar atrof-muhit yoki metabolik signallarni aniqlaydigan va ularga javob beradigan va shu tariqa gen ekspressiyasiga ta'sir qiluvchi RNK sensorlaridir.
Bu guruhning oddiy misoli bakterial patogen Listeria monocytogenesning virulentlik genlarida topilgan harorat sensori RNKidir. Ushbu bakteriya xostga kirganda, xost tanasi ichidagi yuqori harorat bakterial prfA geni tomonidan ishlab chiqarilgan mRNKning 5' tarjima qilinmagan hududida segmentning ikkilamchi tuzilishini eritadi. Natijada, ikkilamchi tuzilmada o'zgarishlar yuz beradi.
Qo'shimcha riboswitchlar turli organizmlardagi issiqlik va sovuq zarbalarga javob berishi, shuningdek, shakar va aminokislotalar kabi metabolitlarning sintezini tartibga solishi ko'rsatilgan. Garchi riboswitchlar prokaryotlarda ko'proq tarqalgan bo'lsa-da, ularning ko'plari eukaryotik hujayralarda ham topilgan.
