РНХ интерференц гэж юу вэ? Энэ нэр томъёо нь эукариот эсийн генийн үйл ажиллагааг хянах системийг хэлдэг. Үүнтэй төстэй үйл явц нь рибонуклеин хүчлийн богино (нэг гинжин хэлхээнд 25-аас ихгүй нуклеотид) молекулуудаас болж үүсдэг.
РНХ-ийн интерференц нь мРНХ-г устгах эсвэл деденилжүүлэх замаар генийн экспрессийг транскрипцийн дараах дарангуйлах замаар тодорхойлогддог.
Ач холбогдол
Мөөгөнцөр, ургамал, амьтдын олон эукариотуудын эсүүдээс олдсон.
РНХ-ийн хөндлөнгийн оролцоо нь эсийг вирусаас хамгаалах чухал арга гэж үздэг. Тэрээр үр хөврөлийн үйл явцад оролцдог.
Рибонуклеины хүчлийн генийн илэрхийлэлд үзүүлэх нөлөө нь хүчтэй бөгөөд сонгомол шинж чанартай тул амьд организм, эсийн өсгөвөрт биологийн ноцтой судалгаа хийх боломжтой.
Өмнө нь РНХ-ийн интерференц өөр нэртэй байсан - cosuppression. Энэ үйл явцыг нарийвчлан судалсны дараа Эндрю Файр, Крейг Мело нар түүний үүсэх механизмыг судалсны төлөө Анагаах ухааны салбарын Нобелийн шагнал хүртэж, энэ үйл явцын нэрийг өөрчилсөн.
Түүх
РНХ интерференц гэж юу вэ? Түүний нээлт нь нөлөөн дор хийсэн ноцтой урьдчилсан ажиглалтаас үүдэлтэй юмУргамлын ген дэх экспрессийн эсрэг РНХ дарангуйлдаг.
Хэсэг хугацааны дараа Америкийн эрдэмтэд петунид трансгенийг нэвтрүүлэхэд гайхалтай үр дүнд хүрсэн. Судлаачид шинжилгээнд хамрагдсан ургамлыг цэцэгт илүү ханасан өнгө өгөхийн тулд өөрчлөхийг оролдсон. Үүний тулд тэд нил ягаан өнгийн пигмент үүсгэх үүрэгтэй халькон синтаза ферментийн генийн нэмэлт хуулбарыг эсүүдэд нэвтрүүлсэн.
Гэхдээ судалгааны үр дүнг урьдчилан таамаглах аргагүй байсан. Энэ ургамлын цэцэг нь петуньягийн титэмийг хүссэн харанхуйлахын оронд цагаан өнгөтэй болжээ. Халькон синтаза ферментийн идэвхжил буурахыг косупресс гэж нэрлэдэг.
Чухал оноо
Дараах туршилтууд нь мРНХ-ийн задралын түвшин нэмэгдсэний улмаас генийн илэрхийлэлийг транскрипцийн дараах дарангуйлах үйл явцад үзүүлэх нөлөөг илрүүлсэн.
Тэр үед тусгай уураг ялгаруулдаг ургамлууд вирусын халдварт өртөмтгий биш гэдгийг мэддэг байсан. Ургамлын генд вирусын РНХ-ийн кодлогдоогүй богино дарааллыг нэвтрүүлснээр ийм эсэргүүцлийг олж авдаг нь туршилтаар тогтоогдсон.
Механизм нь бүрэн ойлгогдоогүй байгаа РНХ-ийн хөндлөнгийн оролцоог "вирусаар өдөөгдсөн генийн чимээгүй байдал" гэж нэрлэдэг.
Биологичид ийм үзэгдлийн нийлбэрийг транскрипцийн дараах генийн илэрхийлэл дарангуйлах гэж нэрлэж эхэлсэн.
Эндрю Файр ба түүний хамтрагчид ижил төстэй үзэгдэл болон семантикийн багцыг нэвтрүүлэх хоёрын хоорондын уялдаа холбоог баталж чадсан. Хоёр судалтай РНХ үүсгэдэг РНХ ба антисенс. Тодорхойлсон үйл явц гарч ирэх гол шалтгаан нь түүнийг хүлээн зөвшөөрсөн.
Молекулын механизмын онцлог
Giardia intestinalis Dicer уураг нь хоёр судалтай РНХ-г огтолж, жижиг хөндлөнгийн РНХ-ийн хэсгүүдийг үүсгэдэг. RNAase домэйн ногоон, PAZ домэйн шар, холбох спираль цэнхэр байна.
РНХ-ийн интерференцийн хэрэглээ нь экзоген ба эндоген зам дээр суурилдаг.
Эхний механизм нь вирусын геном дээр суурилсан эсвэл лабораторийн туршилтын үр дүн юм. Ийм РНХ нь цитоплазмд жижиг хэсгүүдэд хуваагдана. Хоёр дахь төрөл нь амьд организмын бие даасан генийг илэрхийлэх явцад үүсдэг, жишээлбэл, микро РНХ-ийн өмнөх. Энэ нь цөм дотор тодорхой ишний гогцооны бүтцийг бий болгож, RISC цогцолбортой харилцан үйлчилдэг мРНХ үүсгэдэг.
Жижиг интерференц РНХ
Тэдгээр нь 20-25 нуклеотидаас бүрдэх гинж бөгөөд төгсгөлд нь нуклеотид цухуйсан байдаг. Гинж бүр нь 3' төгсгөлд гидроксил хэсэг, 5' хэсэгт фосфатын бүлэгтэй байдаг. Энэ төрлийн бүтэц нь үсний хавчаар агуулсан РНХ дээр Дисер ферментийн үйл ажиллагааны үр дүнд үүсдэг. Хагарсаны дараа хэлтэрхий нь катализаторын нэг хэсэг болдог. Аргонавтын уураг нь РНХ-ийн дуплексийг аажмаар задалдаг бөгөөд энэ нь RISC-д зөвхөн нэг "хөтөч" хэлхээг үлдээхэд хувь нэмэр оруулдаг. Энэ нь эффекторын цогцолборыг тодорхой зорилтот мРНХ хайх боломжийг олгодог. Нэгдэх үедsiRNA-RISC цогцолборын мРНХ задрах болно.
Эдгээр молекулууд нь нэг төрлийн зорилтот мРНХ-тэй эрлийзжсэнээр молекулын хуваагдал үүсдэг.
mRNA
РНХ-ийн хөндлөнгийн оролцоо ба ургамал хамгаалал нь хоорондоо холбоотой үйл явц юм.
мРНХ нь организмын бие даасан хөгжлийн үйл явцад оролцдог эндоген гаралтай 21-22 дараалсан нуклеотидуудаас бүрддэг. Түүний генүүд нь при-миРНХ транскриптийн урт анхдагч транскриптийг бий болгохын тулд транскрипцид ордог. Эдгээр бүтэц нь ишний гогцоо хэлбэртэй, урт нь 70 нуклеотидээс бүрддэг. Эдгээр нь RNase-ийн идэвхжилтэй фермент, түүнчлэн хоёр судалтай РНХ-г холбох чадвартай уураг агуулдаг. Цаашилбал, цитоплазм руу тээвэрлэлт явагдаж, үүссэн РНХ нь Дисер ферментийн субстрат болдог. Боловсруулалт нь нүдний төрлөөс хамааран өөр өөр хэлбэрээр явагдана.
РНХ интерференц ингэж ажилладаг. Процессын хэрэглээг бүрэн судлаагүй байна.
Жишээ нь, Дизерээс хамаарахгүй мРНХ боловсруулах өөр замыг бий болгох боломжтой байсан. Энэ тохиолдолд молекул нь аргонавт уургаар таслагдана. МиРНХ болон сиРНХ хоёрын ялгаа нь ижил төрлийн амин хүчлийн дараалал агуулсан хэд хэдэн өөр мРНХ-ийн орчуулгыг дарангуйлах чадвар юм.
RISC эффектор комплекс
РНХ-ийн хөндлөнгийн оролцоо,Биологийн функцууд нь уургийн цогцолбортой холбоотой олон асуудлыг шийдвэрлэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь интерференцийн үед мРНХ-ийн задралыг баталгаажуулдаг. RISC цогцолбор нь ATP-ийг хэд хэдэн хэсгүүдэд хуваахыг дэмждэг.
Рентген туяаны дифракцийн шинжилгээний тусламжтайгаар ийм цогцолборын тусламжтайгаар үйл явц мэдэгдэхүйц хурдасдаг болохыг тогтоосон. Түүний катализаторын хэсэг нь цитоплазмын тодорхой хэсэгт байрладаг аргонавтын уураг гэж тооцогддог. Ийм Р-биеүүд нь РНХ-ийн задралын ихээхэн түвшинтэй хэсгүүдийг төлөөлдөг бөгөөд тэдгээрт мРНХ-ийн идэвхжил хамгийн өндөр байдаг. Ийм цогцолборыг устгах нь РНХ-ийн интерференцийн үйл явцын үр ашиг буурахад дагалддаг.
Транскрипцийг дарах арга
РНХ нь транскрипцийг дарангуйлах түвшинд үйлчлэхээс гадна генийн транскрипцид нөлөөлдөг. Зарим эукариотууд геномын бүтцийн тогтвортой байдлыг хангахын тулд ийм аргыг ашигладаг. Гистоныг өөрчилсний ачаар ийм хэсэг нь гетерохроматин хэлбэрт шилждэг тул тодорхой хэсэгт генийн илэрхийлэлийг багасгах боломжтой.
РНХ-ийн хөндлөнгийн оролцоо ба түүний биологийн үүрэг нь нухацтай судалж, дүн шинжилгээ хийх ёстой чухал асуудал юм. Судалгаа хийхийн тулд холболтын төрлийг хариуцдаг гинжин хэлхээний хэсгүүдийг авч үзнэ.
Жишээ нь, мөөгөнцрийн хувьд транскрипцийг дарангуйлах ажлыг хромодомайн Chp1 фрагмент, аргонавт, уураг агуулсан RISC цогцолбор нарийн гүйцэтгэдэг. Үл мэдэгдэх функц Tas3.
Гетерохроматин бүсийг үүсгэхийн тулд Дисер фермент РНХ полимераза шаардлагатай. Ийм генийн хуваагдал нь гистоны метилжилтийг зөрчиж, эсийн хуваагдал удаашрах эсвэл энэ үйл явцыг бүрэн зогсооход хүргэдэг.
РНХ засварлах
Дээд эукариотуудад энэ үйл явцын хамгийн түгээмэл хэлбэр нь РНХ-ийн давхар хэлхээнд үүсдэг аденозиныг инозин болгон хувиргах үйл явц юм. Ийм хувиргалтыг хийхийн тулд аденозин деаминаза ферментийг ашигладаг.
Хорин нэгдүгээр зууны эхээр РНХ-ийн хөндлөнгийн оролцоо, молекулын засварлах механизмыг өрсөлдөөнт үйл явц гэж хүлээн зөвшөөрсөн таамаглал дэвшүүлсэн. Хөхтөн амьтдын судалгаагаар РНХ-ийн засварлалт нь трансгенийг чимээгүй болгохоос сэргийлдэг болохыг харуулж байна.
Организмын ялгаа
Энэ нь гадны РНХ-ийг хүлээн авах, хөндлөнгийн оролцоонд хэрэглэх чадварт оршдог. Ургамлын хувьд энэ нөлөө нь системтэй байдаг. РНХ-ийг бага зэрэг нэвтрүүлсэн ч гэсэн тодорхой генийг бүхэлд нь дарангуйлдаг. Энэ үйлдлээр РНХ дохио бусад эсүүдийн хооронд дамждаг. РНХ полимераз нь түүний олшруулалтад оролцдог.
Организмын хооронд РНХ-ийн интерференцийн үйл явцад гадны генийн ашиглалтын ялгаа байдаг.
Ургамалд сиРНХ тээвэрлэх процесс нь плазмодезматаар дамждаг. Ийм РНХ-ийн нөлөөг удамшуулах нь тодорхой генийн промоторуудын метилжилтээр хангагдана.
Энэ механизмын гол ялгаа ньургамлууд нь тэдний мРНХ-ийг нөхөж байх хамгийн тохиромжтой зүйл бөгөөд энэ нь RISC цогцолбортой хамт энэ молекулыг бүрэн задлахад хувь нэмэр оруулдаг.
Биологийн үйл ажиллагаа
Холбоотой систем нь гадны материалд үзүүлэх дархлааны хариу урвалын чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Жишээлбэл, ургамалд олон тооны вируст организмуудтай тэмцэхэд ашигладаг Дикер уургийн хэд хэдэн аналог байдаг.
РНХ нь ургамлаас олж авсан вирусын эсрэг хамгаалалтын механизм гэж үзэж болох бөгөөд энэ нь бүх биед идэвхждэг.
Дицерийн уураг амьтны эсэд хамаагүй бага хэмжээгээр агуулагддаг ч вирусын эсрэг хариу үйлдэл үзүүлэхэд РНХ-ийн оролцооны талаар ярьж болно.
Одоогоор хүн, амьтны биед үүсдэг дархлааны хариу урвалыг хэсэгчлэн судалсан.
Биологичид судалгаагаа үргэлжлүүлж, тэдгээрийн үүсэх механизмыг нотлохоос гадна дархлааны харилцан үйлчлэлд нөлөөлөх арга замыг хайж олохыг хичээдэг. РНХ-ийн хөндлөнгийн бүх нарийн ширийн зүйлийг амжилттай тайлбарласан тохиолдолд эрдэмтэд эдгээр биохимийн урвалыг хянаж, гадны биетээс хамгаалах механизмыг бий болгох боломжтой болно.
