RNA enterferansı nedir? Bu terim, ökaryotik hücrelerde genlerin aktivitesini kontrol etmeye yönelik bir sistemi ifade eder. Benzer bir süreç, kısa (zincir başına 25 nükleotidden fazla olmayan) ribonükleik asit molekülleri nedeniyle gerçekleşir.
RNA enterferansı, mRNA'nın yok edilmesi veya ölü hale getirilmesi yoluyla gen ifadesinin transkripsiyon sonrası inhibisyonu ile karakterize edilir.
Önem
Birçok ökaryotun hücrelerinde bulundu: mantarlar, bitkiler, hayvanlar.
RNA etkileşimi, hücreleri virüslerden korumanın önemli bir yolu olarak kabul edilir. Embriyogenez sürecinde yer alır.
Ribonükleik asidin gen ekspresyonu üzerindeki etkisinin güçlü ve seçici doğası nedeniyle, canlı organizmalarda, hücre kültürlerinde ciddi biyolojik araştırmalar yapılabilir.
Önceden, RNA girişiminin farklı bir adı vardı - bastırma. Andrew Fire ve Craig Melo tarafından oluşum mekanizmasının incelenmesi için Nobel Tıp Ödülü'nü alan bu sürecin ayrıntılı bir çalışmasından sonra, bu süreç yeniden adlandırıldı.
Tarih
RNA enterferansı nedir? Keşfi, etkisi altındaki ciddi ön gözlemden kaynaklanmaktadır.bitki genlerinde ekspresyonun antisens RNA inhibisyonu.
Bir süre sonra, Amerikalı bilim adamları petunyalara transgenler eklendiğinde inanılmaz sonuçlar elde ettiler. Araştırmacılar, analiz edilen bitkiyi çiçeklere daha doygun bir renk verecek şekilde değiştirmeye çalıştılar. Bunu yapmak için hücrelere, mor pigmentin oluşumundan sorumlu olan enzim kalkon sentaz geninin ek kopyalarını verdiler.
Ancak çalışmanın sonuçları tamamen tahmin edilemezdi. Petunya korolunun istenen kararması yerine, bu bitkinin çiçekleri beyazlaştı. Kalkon sentaz enziminin azalan aktivitesi, birlikte baskılama olarak adlandırılmıştır.
Önemli noktalar
İzleyen deneyler, mRNA bozunma seviyesindeki bir artışa bağlı olarak gen ekspresyonunun bu transkripsiyon sonrası inhibisyon süreci üzerindeki etkisini ortaya çıkardı.
O zamanlar özel proteinler ifade eden bitkilerin virüs tarafından enfeksiyona duyarlı olmadığı biliniyordu. Bu tür bir direncin elde edilmesinin, kısa bir kodlamayan viral RNA dizisinin bitki genine eklenmesiyle elde edildiği deneysel olarak belirlenmiştir.
Mekanizması hala tam olarak anlaşılamayan
RNA enterferansı, “virüs kaynaklı gen susturma” olarak adlandırıldı.
Biyologlar bu tür fenomenlerin toplamına gen ifadesinin transkripsiyon sonrası inhibisyonu demeye başladılar.
Andrew Fire ve meslektaşları, benzer bir fenomen ile bir dizi semantik kavramın tanıtılması arasındaki bağlantıyı kanıtlamayı başardılar. RNA ve antisens oluşturan çift sarmallı RNA. Açıklanan sürecin ortaya çıkmasının ana nedeni olarak tanınan oydu.
Moleküler mekanizmaların özellikleri
Giardia intestinalis Dicer proteini, küçük enterferans yapan RNA fragmanları üretmek için çift sarmallı RNA kesilerek katalize edilir. RNAase alanı yeşil, PAZ alanı sarı ve bağlayıcı sarmal mavidir.
RNA enterferansının uygulanması, eksojen ve endojen yollara dayalıdır.
İlk mekanizma virüs genomuna dayanır veya laboratuvar deneylerinin sonucudur. Bu tür RNA, sitoplazmada küçük parçalara bölünür. İkinci tip, örneğin pre-mikro RNA gibi canlı bir organizmanın bireysel genlerinin ekspresyonu sırasında oluşur. RISC kompleksi ile etkileşime giren mRNA'lar oluşturarak, çekirdek içinde spesifik kök halka yapılarının oluşturulmasını içerir.
Küçük enterferans yapan RNA'lar
Uçlarında nükleotit çıkıntıları olan 20-25 nükleotitten oluşan zincirlerdir. Her zincirin 3' ucunda bir hidroksil kısmı ve 5' kısmında bir fosfat grubu vardır. Bu tip bir yapı, Dicer enziminin saç tokalarını içeren RNA üzerindeki etkisinin bir sonucu olarak oluşur. Bölünmeden sonra, parçalar katalitik kompleksin bir parçası haline gelir. Argonot proteini, RISC'de yalnızca bir "kılavuz" iplik bırakmaya katkıda bulunan RNA dupleksini yavaş yavaş çözer. Efektör kompleksinin belirli bir hedef mRNA'yı aramasını sağlar. katılırkensiRNA-RISC kompleksi mRNA bozulması meydana gelir.
Bu moleküller, bir tür hedef mRNA ile hibritleşir ve bu da molekülün bölünmesine neden olur.
mRNA
RNA paraziti ve bitki koruma birbiriyle ilişkili süreçlerdir.
mRNA, organizmaların bireysel gelişim sürecinde yer alan, endojen kökenli 21-22 ardışık nükleotitten oluşur. Genleri, pri-miRNA transkriptlerinin uzun birincil transkriptlerini oluşturmak üzere kopyalanır. Bu yapılar bir kök halka şeklindedir, uzunlukları 70 nükleotitten oluşur. RNaz aktivitesine sahip bir enzimin yanı sıra çift sarmallı RNA'yı bağlayabilen bir protein içerirler. Ayrıca, sitoplazmaya taşınma gerçekleşir, burada ortaya çıkan RNA, Dicer enzimi için bir substrat haline gelir. İşlem, hücrenin türüne bağlı olarak farklı şekillerde gerçekleşebilir.
RNA girişimi böyle çalışır. Sürecin uygulaması henüz tam olarak keşfedilmedi.
Örneğin, Diser'e bağlı olmayan farklı bir mRNA işleme yolu olasılığını belirlemek mümkündü. Bu durumda molekül argonot proteini tarafından kesilir. miRNA ve siRNA arasındaki fark, benzer amino asit dizileri içeren birkaç farklı mRNA ile translasyonu inhibe etme yeteneğidir.
RISC efektör kompleksi
RNA müdahalesi,biyolojik işlevleri, girişim sırasında mRNA'nın bölünmesini sağlayan protein kompleksi ile ilgili birçok sorunun çözülmesine izin verir. RISC kompleksi, ATP'nin birkaç parçaya bölünmesini destekler.
X-ışını kırınım analizi yardımıyla, böyle bir kompleks sayesinde işlemin önemli ölçüde hızlandırıldığı belirlendi. Katalitik kısmı, sitoplazmada belirli yerlerde lokalize olan argonot proteinleri olarak kabul edilir. Bu tür P-cisimleri, önemli RNA bozunma seviyelerine sahip alanları temsil eder; en yüksek mRNA aktivitesinin tespit edildiği yerlerdir. Bu tür komplekslerin yok edilmesine, RNA enterferans sürecinin verimliliğinde bir azalma eşlik eder.
Transkripsiyon bastırma yöntemleri
Translasyonel inhibisyon seviyesindeki etkisine ek olarak, RNA'nın gen transkripsiyonu üzerinde de etkisi vardır. Bazı ökaryotlar, genom yapısının stabilitesini sağlamak için bu yolu kullanır. Histonların modifikasyonu sayesinde, böyle bir parça heterokromatin formuna geçtiği için belirli bir bölgedeki gen ekspresyonunu az altmak mümkündür.
RNA enterferansı ve biyolojik rolü, ciddi çalışma ve analizleri hak eden önemli bir konudur. Araştırma yapmak için, zincirin eşleştirme türünden sorumlu olan bölümleri dikkate alınır.
Örneğin, maya için, transkripsiyon baskılaması tam olarak kromodomain, argonot ve bir protein içeren Chp1 fragmanını içeren RISC kompleksi tarafından gerçekleştirilir.bilinmeyen işlev Tas3.
Heterokromatin bölgelerinin oluşumunu indüklemek için Dicer enzimi, RNA polimeraz gereklidir. Bu tür genlerin bölünmesi, histon metilasyonunun ihlaline yol açar, hücre bölünmesinde yavaşlamaya veya bu sürecin tamamen durmasına yol açar.
RNA düzenleme
Yüksek ökaryotlarda bu işlemin en yaygın biçimi, RNA'nın çift sarmalında meydana gelen adenosinin inozine dönüştürülmesi işlemidir. Böyle bir dönüşümü gerçekleştirmek için adenozin deaminaz enzimi kullanılır.
Yirmi birinci yüzyılın başında, RNA enterferansı mekanizmasının ve molekülün düzenlenmesinin rekabetçi süreçler olarak kabul edildiği bir hipotez ortaya atıldı. Memeli çalışmaları, RNA düzenlemesinin transgen susturulmasını önleyebileceğini öne sürüyor.
Organizmalar arasındaki farklar
Yabancı RNA'yı algılama, girişim sırasında bunları uygulama yeteneğinde yatmaktadır. Bitkiler için bu etki sistemiktir. Hafif bir RNA girişi durumunda bile, vücutta belirli bir gen bastırılır. Bu eylem ile RNA sinyali diğer hücreler arasında iletilir. RNA polimeraz amplifikasyonunda yer alır.
Organizmalar arasında RNA enterferansı sürecinde yabancı genlerin kullanımında bir fark vardır.
Bitkilerde, siRNA taşıma işlemi plazmodesmata yoluyla gerçekleşir. Bu tür RNA etkilerinin kalıtımı, belirli genlerin promotörlerinin metilasyonuyla sağlanır.
Bu mekanizma ile arasındaki temel farkbitkiler, RISC kompleksi ile birlikte bu molekülün tamamen bozulmasına katkıda bulunan mRNA tamamlayıcılığının idealliğidir.
Biyolojik fonksiyonlar
Söz konusu sistem, yabancı maddelere karşı bağışıklık tepkisinin önemli bir bileşenidir. Örneğin, bitkilerde çok sayıda viral organizmayla savaşmak için kullanılan Dicer proteininin birkaç analogu bulunur.
RNA, vücutta tetiklenen, bitki kaynaklı bir antiviral savunma mekanizması olarak kabul edilebilir.
Hayvan hücrelerinde çok daha az Dicer proteini eksprese edilmesine rağmen, RNA'nın antiviral tepkiye katılımından bahsedebiliriz.
Şu anda, insan ve hayvanların vücudunda meydana gelen bağışıklık tepkileri kısmen incelenmiştir.
Biyologlar, yalnızca oluşum mekanizmalarını doğrulamaya değil, aynı zamanda bağışıklık etkileşimlerini etkilemenin yollarını bulmaya çalışarak araştırmaya devam ediyor. RNA enterferansının tüm nüanslarının başarılı bir şekilde açıklanması durumunda, bilim adamları bu biyokimyasal reaksiyonları kontrol edebilecek ve yabancı cisimlere karşı koruma mekanizmaları oluşturabileceklerdir.
