RNK interferensiyasi nima? Bu atama eukaryotik hujayralardagi genlar faoliyatini nazorat qilish tizimiga ishora qiladi. Xuddi shunday jarayon ribonuklein kislotaning qisqa (zanjirda 25 nukleotiddan ko'p bo'lmagan) molekulalari tufayli sodir bo'ladi.
RNK interferensiyasi mRNKni yoʻq qilish yoki dedenillash orqali gen ekspressiyasining transkripsiyadan keyingi inhibisyoni bilan tavsiflanadi.
Ahamiyat
U koʻplab eukariotlarning hujayralarida topilgan: zamburugʻlar, oʻsimliklar, hayvonlar.
RNK aralashuvi hujayralarni viruslardan himoya qilishning muhim usuli hisoblanadi. U embriogenez jarayonida ishtirok etadi.
Ribonuklein kislotaning gen ekspressiyasiga ta'sirining kuchli va selektiv tabiati tufayli tirik organizmlar, hujayra madaniyatlarida jiddiy biologik tadqiqotlar o'tkazilishi mumkin.
Ilgari RNK interferensiyasi boshqa nomga ega edi - kosupressiya. Ushbu jarayonni batafsil o'rganib chiqqandan so'ng, Endryu Fayr va Kreyg Melo tomonidan uning paydo bo'lish mexanizmini o'rganish uchun tibbiyot bo'yicha Nobel mukofoti olindi, bu jarayon qayta nomlandi.
Tarix
RNK interferensiyasi nima? Uning kashfiyoti ta'siri ostida jiddiy dastlabki kuzatishlar bilan bog'liqo'simlik genlarida antisens RNK ekspressiyasini inhibe qiladi.
Biroz vaqt oʻtgach, amerikalik olimlar petuniyalarga transgenlar kiritilganda ajoyib natijalarga erishdilar. Tadqiqotchilar tahlil qilingan o'simlikni gullarga to'yinganroq rang beradigan tarzda o'zgartirishga harakat qilishdi. Buning uchun ular hujayralarga binafsha rang pigmentini hosil qilish uchun mas'ul bo'lgan kalkonsintaza fermenti genining qo'shimcha nusxalarini kiritdilar.
Ammo tadqiqot natijalarini butunlay oldindan aytib boʻlmas edi. Petunya korollasining istalgan qorayishi o'rniga, bu o'simlikning gullari oq rangga aylandi. Kalkon sintaza fermenti faolligining pasayishi kosupressiya deb ataladi.
Muhim fikrlar
Keyingi tajribalar mRNK degradatsiyasi darajasining oshishi tufayli gen ekspressiyasining transkripsiyadan keyingi inhibisyon jarayoniga ta'sirini aniqladi.
O'sha paytda ma'lum bo'lganki, maxsus oqsillarni ifodalovchi o'simliklar virus tomonidan infektsiyaga moyil emas. Tajriba yoʻli bilan aniqlanganki, bunday qarshilikka oʻsimlik geniga virus RNKsining qisqa kodlanmagan ketma-ketligini kiritish orqali erishiladi.
RNK aralashuvi, uning mexanizmi hali ham toʻliq oʻrganilmagan, “virus sabab boʻlgan genlarni susturish”
Biologlar bunday hodisalar yigʻindisini transkripsiyadan keyingi genlar ifodasini inhibe qilish deb atashni boshladilar.
Endryu Fayr va uning hamkasblari shunga o'xshash hodisa va semantik ma'lumotlar to'plamining kiritilishi o'rtasidagi bog'liqlikni isbotlashga muvaffaq bo'lishdi. Ikki zanjirli RNK hosil qiluvchi RNK va antisens. Aynan u tasvirlangan jarayonning paydo bo'lishining asosiy sababi sifatida tan olingan.
Molekulyar mexanizmlarning xususiyatlari
Giardia intestinalis Dicer oqsili kichik interferent RNK parchalarini hosil qilish uchun ikki zanjirli RNKni kesish orqali katalizlanadi. RNAase domeni yashil, PAZ domeni sariq va bog‘lovchi spiral ko‘k.
RNK interferensiyasini qoʻllash ekzogen va endogen yoʻllarga asoslangan.
Birinchi mexanizm virus genomiga asoslangan yoki laboratoriya tajribalari natijasidir. Bunday RNK sitoplazmada mayda bo'laklarga bo'linadi. Ikkinchi tur tirik organizmning individual genlarini, masalan, mikro RNKdan oldingi ekspressiya paytida hosil bo'ladi. U yadro ichida RISC kompleksi bilan oʻzaro taʼsir qiluvchi mRNKlarni hosil qiluvchi oʻziga xos poya-qovoq tuzilmalarini yaratishni oʻz ichiga oladi.
Kichik aralashuvchi RNKlar
Ular 20-25 nukleotiddan tashkil topgan zanjirlardir, uchlarida nukleotidlar chiqadi. Har bir zanjirning 3' uchida gidroksil qismi va 5' qismida fosfat guruhi mavjud. Ushbu turdagi struktura Dicer fermentining soch iplarini o'z ichiga olgan RNKga ta'siri natijasida hosil bo'ladi. Parchalanishdan keyin parchalar katalitik kompleksning bir qismiga aylanadi. Argonavt oqsili RNK dupleksini asta-sekin bo'shatadi, bu RISCda faqat bitta "yo'riqchi" ipni qoldirishga yordam beradi. Bu effektor kompleksiga aniq maqsadli mRNKni izlash imkonini beradi. BirlashgandasiRNA-RISC kompleksi mRNK degradatsiyasi sodir bo'ladi.
Bu molekulalar maqsadli mRNKning bir turi bilan gibridlanadi, natijada molekula parchalanadi.
mRNA
RNK aralashuvi va o'simliklarni himoya qilish o'zaro bog'liq jarayonlardir.
mRNK organizmlarning individual rivojlanishi jarayonida ishtirok etadigan endogen kelib chiqadigan 21-22 ta ketma-ket nukleotidlardan iborat. Uning genlari pri-miRNK transkriptlarining uzun birlamchi transkriptlarini hosil qilish uchun transkripsiyalanadi. Bu tuzilmalar poya-loop shakliga ega, ularning uzunligi 70 ta nukleotiddan iborat. Ularda RNaz faolligi bo'lgan ferment, shuningdek, ikki zanjirli RNKni bog'lashga qodir bo'lgan oqsil mavjud. Keyinchalik, sitoplazmaga tashish sodir bo'ladi, bu erda hosil bo'lgan RNK Diser fermenti uchun substratga aylanadi. Hujayra turiga qarab qayta ishlash turli usullarda amalga oshirilishi mumkin.
RNK interferensiyasi shunday ishlaydi. Jarayonning qoʻllanilishi hali toʻliq oʻrganilmagan.
Masalan, Diserga bog'liq bo'lmagan mRNKni qayta ishlashning boshqa yo'lini yaratish imkoniyatini aniqlash mumkin edi. Bunday holda, molekula argonavt oqsili tomonidan kesiladi. miRNK va siRNK o'rtasidagi farq shu kabi aminokislotalar ketma-ketligini o'z ichiga olgan bir nechta turli mRNKlar bilan translatsiyani inhibe qilish qobiliyatidir.
RISC effektor kompleksi
RNK aralashuvi,biologik funktsiyalari oqsil kompleksi bilan bog'liq ko'plab masalalarni hal qilishga imkon beradi, bu interferentsiya paytida mRNKning parchalanishini ta'minlaydi. RISC kompleksi ATP ning bir nechta bo'laklarga bo'linishiga yordam beradi.
Rentgen nurlari difraksion tahlili yordamida bunday kompleks yordamida jarayon sezilarli darajada tezlashishi aniqlandi. Uning katalitik qismi sitoplazmaning ma'lum joylarida joylashgan argonavt oqsillari hisoblanadi. Bunday P-jismlar RNK degradatsiyasining sezilarli darajada bo'lgan hududlarini ifodalaydi, ularda eng yuqori mRNK faolligi aniqlangan. Bunday komplekslarning yo'q qilinishi RNK interferentsiyasi jarayoni samaradorligining pasayishi bilan birga keladi.
Transkripsiyani bostirish usullari
Tarjimaviy inhibisyon darajasidagi ta'siridan tashqari, RNK gen transkripsiyasiga ham ta'sir qiladi. Ba'zi eukariotlar genom tuzilishining barqarorligini ta'minlash uchun shu yo'ldan foydalanadilar. Gistonlarning modifikatsiyasi tufayli ma'lum bir sohada gen ekspressiyasini kamaytirish mumkin, chunki bunday bo'lak geteroxromatin shakliga o'tadi.
RNK aralashuvi va uning biologik roli jiddiy o'rganish va tahlil qilishga loyiq muhim masaladir. Tadqiqot o'tkazish uchun zanjirning juftlik turiga mas'ul bo'lgan bo'limlari ko'rib chiqiladi.
Masalan, xamirturushlar uchun transkripsiyani bostirish aniq RISC kompleksi tomonidan amalga oshiriladi, uning tarkibida xromodomain, argonaut va oqsilga ega bo'lgan Chp1 fragmenti mavjud.noma'lum funksiya Tas3.
Geterokromatin hududlarini hosil qilish uchun Diser fermenti, RNK polimeraza kerak. Bunday genlarning bo'linishi giston metilatsiyasining buzilishiga olib keladi, hujayra bo'linishining sekinlashishiga yoki bu jarayonning to'liq to'xtashiga olib keladi.
RNK tahrirlash
Yuqori eukariotlarda bu jarayonning eng keng tarqalgan shakli adenozinni RNKning qo’sh zanjirida yuzaga keladigan inozinga aylantirish jarayonidir. Bunday transformatsiyani amalga oshirish uchun adenozindeaminaza fermenti ishlatiladi.
21-asrning boshida gipoteza ilgari surildi, unga ko'ra RNK aralashuvi va molekulani tahrirlash mexanizmi raqobatbardosh jarayonlar sifatida tan olingan. Sutemizuvchilarning tadqiqotlari shuni ko'rsatadiki, RNKni tahrirlash transgenlarning ovozsizlanishini oldini oladi.
Organizmlar orasidagi farqlar
Bu begona RNKni idrok etish, ularni interferensiya jarayonida qoʻllash qobiliyatida yotadi. O'simliklar uchun bu ta'sir tizimli. RNK biroz kiritilganda ham, ma'lum bir gen butun tanada bostiriladi. Ushbu harakat bilan RNK signali boshqa hujayralar o'rtasida uzatiladi. RNK polimeraza uning kuchayishida ishtirok etadi.
Organizmlar oʻrtasida RNK interferensiyasi jarayonida begona genlardan foydalanishda farq bor.
O'simliklarda siRNKni tashish jarayoni plazmodesmata orqali sodir bo'ladi. Bunday RNK effektlarining irsiylanishi ma'lum genlarning promotorlarining metillanishi bilan ta'minlanadi.
Ushbu mexanizmning asosiy farqi vao'simliklar ularning mRNK komplementarligining idealligi bo'lib, u RISC kompleksi bilan birgalikda ushbu molekulaning to'liq parchalanishiga yordam beradi.
Biologik funktsiyalar
Ko'rib chiqilayotgan tizim begona moddalarga qarshi immunitetning muhim tarkibiy qismidir. Misol uchun, o'simliklarda ko'plab virusli organizmlarga qarshi kurashish uchun ishlatiladigan Dicer oqsilining bir nechta analoglari mavjud.
RNKni oʻsimlikdan olingan virusga qarshi mudofaa mexanizmi deb hisoblash mumkin, u butun tanada ishga tushadi.
Hayvon hujayralarida Dicer oqsili kamroq ifodalanganiga qaramay, virusga qarshi javobda RNKning ishtiroki haqida gapirish mumkin.
Hozirda odamlar va hayvonlar organizmida yuzaga keladigan immun javoblar qisman oʻrganilgan.
Biologlar nafaqat ularning paydo bo'lish mexanizmlarini asoslashga, balki immunitetning o'zaro ta'siriga ta'sir qilish yo'llarini topishga harakat qilib, tadqiqotlarni davom ettirmoqdalar. RNK aralashuvining barcha nuanslari muvaffaqiyatli tushuntirilgan taqdirda, olimlar ushbu biokimyoviy reaktsiyalarni nazorat qilishlari va begona jismlardan himoya mexanizmlarini yaratishlari mumkin.
