RNT müdaxiləsi nədir? Bu termin eukaryotik hüceyrələrdə genlərin fəaliyyətinə nəzarət etmək üçün bir sistemə aiddir. Oxşar proses ribonuklein turşusunun qısa (bir zəncirdə 25 nukleotiddən çox olmayan) molekulları səbəbindən baş verir.
RNT müdaxiləsi mRNT-nin məhv edilməsi və ya deadenilasiyası vasitəsilə gen ifadəsinin transkripsiyadan sonrakı inhibəsi ilə xarakterizə olunur.
Əhəmiyyət
Bir çox eukariotların hüceyrələrində aşkar edilmişdir: göbələklər, bitkilər, heyvanlar.
RNT müdaxiləsi hüceyrələri viruslardan qorumaq üçün vacib üsul hesab olunur. O, embriogenez prosesində iştirak edir.
Ribonuklein turşusunun gen ifadəsinə təsirinin güclü və seçici xarakterinə görə canlı orqanizmlərdə, hüceyrə kulturalarında ciddi bioloji tədqiqatlar aparıla bilər.
Əvvəllər RNT müdaxiləsinin başqa adı var idi - kosupressiya. Bu prosesin ətraflı tədqiqindən sonra Endryu Fayr və Kreyq Melo tərəfindən onun baş vermə mexanizminin tədqiqinə görə Tibb üzrə Nobel Mükafatı aldıqdan sonra bu prosesin adı dəyişdirilib.
Tarix
RNT müdaxiləsi nədir? Onun kəşfi təsiri altında aparılan ciddi ilkin müşahidə ilə bağlıdırbitki genlərində ekspressiyanın antisens RNT inhibisyonu.
Bir müddət sonra amerikalı alimlər petunyalara transgenlər daxil edilərkən heyrətamiz nəticələr əldə etdilər. Tədqiqatçılar təhlil edilən bitkini çiçəklərə daha doymuş rəng vermək üçün dəyişdirməyə çalışdılar. Bunun üçün hüceyrələrə bənövşəyi piqmentin əmələ gəlməsindən məsul olan xalkon sintaza fermentinin genin əlavə surətlərini daxil etdilər.
Ancaq tədqiqatın nəticələri tamamilə gözlənilməz idi. Petuniyanın tacının istənilən qaralması əvəzinə, bu bitkinin çiçəkləri ağ oldu. Kalkon sintaza fermentinin aktivliyinin azalması kosupressiya adlanır.
Vacib nöqtələr
Sonrakı eksperimentlər mRNT deqradasiya səviyyəsinin artması səbəbindən gen ifadəsinin transkripsiyadan sonrakı inhibəsinin bu prosesinə təsirini aşkar etdi.
O zaman məlum idi ki, xüsusi zülallar ifadə edən bitkilər virusa yoluxmağa həssas deyillər. Eksperimental olaraq müəyyən edilmişdir ki, belə müqavimətin əldə edilməsi virus RNT-nin qısa kodlaşdırılmayan ardıcıllığının bitki geninə daxil edilməsi ilə əldə edilir.
Mexanizmi hələ də tam başa düşülməyən RNT müdaxiləsi “virusun səbəb olduğu gen susdurması” adlanır.
Bioloqlar bu cür hadisələrin cəmini gen ifadəsinin transkripsiyadan sonrakı inhibəsi adlandırmağa başladılar.
Endryu Fayr və onun həmkarları oxşar hadisə ilə semantika dəstinin tətbiqi arasında əlaqəni sübut edə bildilər. RNT və ikiqat zəncirli RNT əmələ gətirən antisens. Təsvir edilən prosesin görünməsinin əsas səbəbi kimi o tanınıb.
Molekulyar mexanizmlərin xüsusiyyətləri
Giardia intestinalis Dicer zülalı kiçik müdaxilə edən RNT fraqmentləri istehsal etmək üçün ikiqat zəncirli RNT-ni kəsərək kataliz edir. RNAase domeni yaşıl, PAZ domeni sarı və bağlayıcı sarmal mavidir.
RNT müdaxiləsinin tətbiqi ekzogen və endogen yollara əsaslanır.
Birinci mexanizm virus genomuna əsaslanır və ya laboratoriya təcrübələrinin nəticəsidir. Belə RNT sitoplazmada kiçik parçalara kəsilir. İkinci növ canlı orqanizmin fərdi genlərinin, məsələn, pre-mikro RNT-nin ifadəsi zamanı əmələ gəlir. Bu, RISC kompleksi ilə qarşılıqlı əlaqədə olan mRNA-ları meydana gətirən, nüvə daxilində spesifik kök-halqa strukturlarının yaradılmasını nəzərdə tutur.
Kiçik müdaxilə edən RNT-lər
Uçlarında nukleotid çıxıntıları olan 20-25 nukleotiddən ibarət zəncirlərdir. Hər bir zəncirin 3' sonunda bir hidroksil hissəsi və 5' hissəsində bir fosfat qrupu var. Bu tip struktur Dicer fermentinin saç sancaqları olan RNT-yə təsiri nəticəsində əmələ gəlir. Parçalandıqdan sonra fraqmentlər katalitik kompleksin bir hissəsinə çevrilir. Arqonavt zülalı tədricən RNT dupleksini açır, bu da RISC-də yalnız bir "bələdçi" zəncir buraxmağa kömək edir. O, effektor kompleksinə xüsusi hədəf mRNT-ni axtarmağa imkan verir. QoşularkənsiRNA-RISC kompleksi mRNA deqradasiyası baş verir.
Bu molekullar bir növ hədəf mRNT ilə hibridləşərək molekulun parçalanması ilə nəticələnir.
mRNA
RNT müdaxiləsi və bitki mühafizəsi bir-biri ilə əlaqəli proseslərdir.
mRNT orqanizmlərin fərdi inkişafı prosesində iştirak edən endogen mənşəli 21-22 ardıcıl nukleotiddən ibarətdir. Onun genləri pri-miRNA transkriptlərinin uzun ilkin transkriptlərini yaratmaq üçün transkripsiya edilir. Bu strukturlar gövdə-döşək formasına malikdir, onların uzunluğu 70 nukleotiddən ibarətdir. Onların tərkibində RNaz aktivliyi olan bir ferment, həmçinin ikiqat zəncirli RNT-ni bağlaya bilən zülal var. Bundan əlavə, sitoplazmaya daşınma baş verir, burada yaranan RNT Dicer fermenti üçün substrat olur. Hüceyrə növündən asılı olaraq emal müxtəlif yollarla baş verə bilər.
RNT müdaxiləsi belə işləyir. Prosesin tətbiqi hələ tam araşdırılmayıb.
Məsələn, Diserdən asılı olmayan mRNT emalının fərqli yolunun mümkünlüyünü müəyyən etmək mümkün idi. Bu vəziyyətdə molekul arqonavt zülalı tərəfindən kəsilir. miRNA və siRNA arasındakı fərq, oxşar amin turşusu ardıcıllığını ehtiva edən bir neçə fərqli mRNA ilə tərcüməni maneə törətmək qabiliyyətidir.
RISC effektor kompleksi
RNT müdaxiləsi,bioloji funksiyaları müdaxilə zamanı mRNT-nin parçalanmasını təmin edən zülal kompleksi ilə bağlı bir çox məsələləri həll etməyə imkan verir. RISC kompleksi ATP-nin bir neçə fraqmentə bölünməsini təşviq edir.
X-şüalarının difraksiya analizinin köməyi ilə belə bir kompleks vasitəsilə prosesin xeyli sürətləndirildiyi müəyyən edilmişdir. Onun katalitik hissəsi sitoplazmanın müəyyən yerlərində lokallaşdırılmış arqonav zülalları hesab olunur. Belə P-cisimləri əhəmiyyətli dərəcədə RNT deqradasiyası olan əraziləri təmsil edir, ən yüksək mRNT aktivliyi məhz onlarda aşkar edilmişdir. Belə komplekslərin məhv edilməsi RNT müdaxilə prosesinin effektivliyinin azalması ilə müşayiət olunur.
Transkripsiyanın qarşısının alınması üsulları
Tərcümə inhibəsi səviyyəsində fəaliyyət göstərməklə yanaşı, RNT gen transkripsiyasına da təsir göstərir. Bəzi eukariotlar genom strukturunun sabitliyini təmin etmək üçün bu yoldan istifadə edirlər. Histonların modifikasiyası sayəsində müəyyən bir sahədə gen ifadəsini az altmaq mümkündür, çünki belə bir parça heterokromatin formasına keçir.
RNT müdaxiləsi və onun bioloji rolu ciddi araşdırmaya və təhlilə layiq olan mühüm məsələdir. Tədqiqat aparmaq üçün zəncirin cütləşmə növündən məsul olan bölmələri nəzərdən keçirilir.
Məsələn, maya üçün transkripsiyanın yatırılması dəqiq olaraq xromodomain, arqonavt və zülal olan Chp1 fraqmentini ehtiva edən RISC kompleksi tərəfindən həyata keçirilir.naməlum funksiya Tas3.
Heteroxromatin bölgələrinin əmələ gəlməsinə təkan vermək üçün Dicer fermenti, RNT polimeraza lazımdır. Belə genlərin bölünməsi histon metilasiyasının pozulmasına gətirib çıxarır, hüceyrə bölünməsinin ləngiməsinə və ya bu prosesin tam dayandırılmasına səbəb olur.
RNT redaktəsi
Yüksək eukariotlarda bu prosesin ən çox yayılmış forması adenozinin RNT-nin qoşa zəncirində meydana gələn inozinə çevrilməsi prosesidir. Belə bir transformasiyanı həyata keçirmək üçün adenozin deaminaza fermentindən istifadə olunur.
İyirmi birinci əsrin əvvəllərində bir fərziyyə irəli sürüldü, ona görə RNT-nin müdaxiləsi və molekulun redaktəsi mexanizmi rəqabətli proseslər kimi tanındı. Məməlilər üzərində aparılan tədqiqatlar göstərir ki, RNT redaktəsi transgenin susdurulmasının qarşısını ala bilər.
Orqanizmlər arasındakı fərqlər
Bu, xarici RNT-ni qavramaq, onları müdaxilə zamanı tətbiq etmək qabiliyyətindədir. Bitkilər üçün bu təsir sistemlidir. RNT-nin cüzi bir şəkildə daxil olması halında belə, müəyyən bir gen bütün bədəndə sıxışdırılır. Bu hərəkətlə RNT siqnalı digər hüceyrələr arasında ötürülür. RNT polimeraza onun gücləndirilməsində iştirak edir.
Orqanizmlər arasında RNT müdaxiləsi prosesində yad genlərin istifadəsində fərq var.
Bitkilərdə siRNT-nin nəqli prosesi plazmodesmata vasitəsilə baş verir. Belə RNT effektlərinin irsiyyəti müəyyən genlərin promotorlarının metilasiyası ilə təmin edilir.
Bu mexanizm ilə əsas fərqbitkilər, RISC kompleksi ilə birlikdə bu molekulun tam deqradasiyasına töhfə verən mRNT tamamlayıcılığının idealıdır.
Bioloji funksiyalar
Sözügedən sistem xarici materiallara qarşı immun reaksiyasının mühüm komponentidir. Məsələn, bitkilərdə çoxsaylı viral orqanizmlərlə mübarizə üçün istifadə edilən Dicer zülalının bir neçə analoqu var.
RNT bütün bədəndə işə salınan bitki mənşəli antiviral müdafiə mexanizmi hesab edilə bilər.
Heyvan hüceyrələrində daha az Dicer zülalının ifadə olunmasına baxmayaraq, antiviral reaksiyada RNT-nin iştirakından danışa bilərik.
Hazırda insan və heyvanların orqanizmində baş verən immun reaksiyalar qismən tədqiq edilmişdir.
Bioloqlar tədqiqatlarını davam etdirirlər, təkcə onların yaranma mexanizmlərini əsaslandırmağa deyil, həm də immun qarşılıqlı təsir yollarını tapmağa çalışırlar. RNT müdaxiləsinin bütün nüanslarının müvəffəqiyyətlə izah edildiyi təqdirdə, alimlər bu biokimyəvi reaksiyaları idarə edə və yad cisimlərdən qorunma mexanizmlərini yarada biləcəklər.
