11.6 : ثبات الحمض النووى الريبوزى و التعبير الجينى

المدى والتوقيت للتعبير الجيني يكون متأثرا بإستقرار آر إن أيه الرسول. آر إن أيه الرسول المستقر يمكن أن يكون لديهم أعمار أنصاف لعدة ساعات و تعمل على تشفير البروتينات التي يجب إنتاجها بشكل مستمر. تخليق البروتين يمكن أن يستمر فترة طويلة بعد ان يتوقف النسخ إذا لم يتم تحلل آر إن أيه الرسول وعلى العكس من ذالك آر إن أيه الرسول الغير مستقر عادة لديه لديها أنصاف أعمار قصيرة أقل من 30 دقيقة وتتحلل بسرعة.

ما لم يكون نسخ هذه الجينات مستمر،آر إن أيه الرسول يمكن فقط ان يتم ترجمته لفترة قصيرة. هذا يساعد الكائن الحي للتوقف بسرعة عن إنتاج بروتينات غير ضرورية. آر إن أيه الرسول يتم تحلله بواسطة ثلاث مسارات مختلفة.

الطريقة الأكثر شيوعاًهي مسار يعتمد علي حذف الادنين حيث تتم نزع الأدنين من ذيل عديد ادنين من آر إن أيه الرسول محفزاًتحللها من كلا طرفى النسخة. المركب النووي النازع للأدينين يحلل ذيل عديد ادنين في الإتجاه من النهاية ثلاثة الي النهاية خمسة. بعد ان يتم ازالة الادينين, آر إن أيه الرسول يتم تحلله اكثر في نفس الإتجاه بواسطة مركب إكسوسوم السيتوبلازمي.

النهاية خمسة`في آر إن أيه الرسول بها غطاء لحمايتها من الإكسو نيوكلياز. آر إن أيه الرسول غالبًا ما يكوّن حلقة حيث الغطاء الخاص به في النهاية خمسة و الذيل عديد الأدنين في النهاية ثلاثة يكونوا متماسكين معاًبشكل وثيق بواسطة بروتينات مخصصة. عندما يقل الذيل عديد الادينين إلي أقل من 15 جزىء،العديد من هذه البروتينات لا ترتبط بذيل عديد الأدينين،مما يُعَرض الغطاء عند الطرف 5 لإنزيمات نزع الغطاء.

00:01:43.060 00:01:45.640 وبالتالي هذا يؤدي إلى ازالة الغطاء من النهاية خمسة`هذا آر إن أيه الرسول المنزوع الغطاء يتم تحليله بعد ذلك في الإتجاه من النهاية خمسة`الي النهاية ثلاثة`بواسطة إكزو نيوكلياز آخر. النوع الثاني من التحلل يكون مسار غير معتمد علي نزع الأدينين حيث إنزيمات نزع الغطاء تزيل الغطائات عند الطرف خمسة`الإكسونويكلياز بعد ذلك يحلل آر إن أيه الرسول الغير محميّمن الطرف خمسة`إلي الطرف ثلاثة`المسار الثالث والأقل تكراراًيشمل الانفصال الداخلي آر إن أيه الرسول باستخدام اندو نيوكليازات مخصصة. أجزاء آر إن أيه الرسول بها نهايات خمسة و ثلاثة`غير محمية.

اكزو نيوكلياز مخصصة تستطيع ان تعمل حينئذ علي هذه النهايات غير المحمية و تحلل آر إن أيه الرسول. تحلل آر إن أيه الرسول يحدث في أجسام بروتينات مجمعة تعرف باجسام التجهيز او أجسام هذه الاجسام بي تحوي انزيمات،متضمنة تلك التي اشتركت في نزع الغطاء والتحلل من الطرف خمسة`الي الطرف ثلاثة`لل آر إن أيه الرسول.

ينظم هيكل واستقرار جزيئات mRNA التعبير الجيني، لأن mRNA هو خطوة أساسية في المسار من الجين إلى البروتين. في حقيقيات النوى، يختلف نصف عمر mRNA من بضع دقائق إلى عدة أيام. استقرار mRNA ضروري للنمو والتطور. يمكن أن يتسبب غياب البروتينات التي تنظم استقراره، مثل تريسترابرولين في الفئران، في حدوث مشكلات جهازية، بما في ذلك فرط نمو نخاع العظام والالتهاب والمناعة الذاتية.

Cis - مناطق فعّالة متضمنة في استقرار mRNA

لا يشفّر تسلسل mRNA البروتينات فحسب، بل يحتوي أيضاً على مناطق فعّالة مختلفة من cis، والتي تنظّم استقرار mRNA بمفردها أو بمساعدة البروتينات المتفاعلة .5'؛ نهاية mRNA لها غطاء 7-methylguanylate (m ⁷ G)، و تحتوي النهاية 3&# 39؛ على ذيل بولي-أ، وكلاهما يحمي mRNA من النوكليازات الخارجية. يمكن أن يؤدي ذيل بولي-أ الذي أقصر من 15-20 نيوكليوتيدات إلى فك غطاء mRNA ومن ثم تحلله؛ لذلك، فإن طول ذيل بولي-أ مهم لاستقرار mRNA. 5 & # 39؛ و 3 & # 39؛ تحتوي المناطق الغير مترجمة (UTR) من mRNA على متواليات مختلفة تعمل كمواقع ربط للبروتينات المشاركة في تحلّل واستقرار mRNA. 5'؛ يحتوي UTR على مناطق ربط للبروتينات التي تعزز فك أو إزالة 5&# 39 ؛ م ⁷ G الغطاء. 3 & # 39 ؛ UTR في بعض mRNAs ، خاصةً تلك ذات نصف عمر & # 160؛ أقل من 30 دقيقة، يحمل & # 160 # 8220 ؛ AUUUA & # 8221 تكرارات متعددة، والمعروف باسم التسلسلات الغنية بـ AU. عندما ترتبط بروتينات mRNA المزعزعة للاستقرار بهذه التسلسلات الغنية، فإنها تعمل على تعزيز لعملية فك التذييل بالأدينيلين بشكل سريع وتحلّل mRNA. من ناحية أخرى، عند وجود بروتينات تثبيت mRNA، فإنها تتنافس مع البروتينات المزعزعة للاستقرار من أجل الارتباط بالتسلسلات الغنية بـ AU وتقليل معدّل تحلل mRNA. تحمل بعض mRNAs الأخرى أيضاً تسلسلات تمييز محددة للإندونيكلياز.

المسارات الرئيسية لتحلّل m-RNA

تتضمن أكثر آليات تحلّل mRNA شيوعاً إزالة 3&# 39؛ نهاية ذيل بولي-أ و 5'؛ م ⁷G غطاء. عملية فك التذييل بالأدينيلين، إزالة الأدينينات من ذيل بولي-أ، يمكن أن تؤدّي إلى تحلّل mRNA بواسطة آليتين مختلفتين. تتضمن الآلية الأولى تقصير ذيل بولي-أ إلى أقل من 15-20 نيوكليوتيد، مما يزعزع استقرار الارتباط بين mRNA وبروتيناته الرابطة. هذا يكشف الغطاء 5' ؛ m ⁷G لإنزيمات فك الغطاء، DCP1 و DCP2. النهاية 5' ذات الغطاء المفكوك وغير المحمية من mRNA يمكن عندها أن تتحلّل بمساعدة النوكلياز الخارجي لـ 5' إلى 3'؛، XRN1. تتضمن آلية التحلّل الأخرى الإزالة الكاملة لذيل بولي-أ 3'؛ بواسطة ديأدينيلاز والتحلّل اللاحق للنهاية 3'؛ الغير محميّة بواسطة مركب الإكسوسوم السيتوبلازمي في الاتجاه 3'؛ إلى 5'؛. يعدّ مسار تحلّل mRNA من 5'؛ إلى 3'؛ مساراً رئيسياً عند الخميرة، في حين يعدّ مسار تحلّل mRNA من 3'؛ إلى 5'؛ مساراً رئيسياً عند خلايا الثدييات. ومع ذلك، يمكن أيضاً أن يتحلل mRNA بواسطة كلا الآليتين في ذات الوقت. في بعض mRNAs، لا تعد عملية إزالة التذييل بالأدينيلين شرطاً أساسياً للتحلّل. ؛ تتضمن إحدى الآليات فك الغطاء في النهاية 5'؛ متبوعة بعملية تحلّل من 5'؛ إلى 3'؛ بواسطة نوكلياز خارجي XRN1. يتضمّن مسار التحلل الآخر الأقل ملاحظة انقساماً داخلياً في mRNA باستخدام نوكليازات داخلية. يمكن بعد ذلك أن تتحلّل النهايات الناشئة غير المحمية من mRNA المتقطّع بسهولة في الاتجاهين من 5'؛ إلى 3'؛ ومن 3'؛ إلى 5'؛ بمساعدة XRN1 ومركب الإكسوسم، على التوالي.

Tags

MRNA Stability Gene Expression Half life Protein Synthesis Transcription Degradation Pathways Deadenylation Dependent Pathway Poly A Tail Adenines Nuclease Complex Exosome Complex Cap Protection Loop Formation Decapping Enzymes

From Chapter 11:

Now Playing
11.6 : ثبات الحمض النووى الريبوزى و التعبير الجينى
Additional Roles of RNA
5.5K Views
11.1 : إضعاف النسخ فى بدائيات النوى
Additional Roles of RNA
15.0K Views
11.2 : المحول الريبوزى
Additional Roles of RNA
8.0K Views
11.3 : تعديل الحمض النووى الريبوزى
Additional Roles of RNA
8.8K Views
11.4 : نقل منظم للحمض النووى الريبوزى
Additional Roles of RNA
6.2K Views
11.5 : مسح التسرب
Additional Roles of RNA
5.0K Views
11.7 : تداخل الحمض النووى الريبوزى
Additional Roles of RNA
6.5K Views
11.8 : الاحماض النووية الريبوزية الدقيقة
Additional Roles of RNA
10.1K Views
11.9 : الاحماض النووية الريبوزية المتداخلة الصغيرة
Additional Roles of RNA
16.4K Views
11.10 : RNA المتفاعل مع Piwi - بى اى ار ان ايه
Additional Roles of RNA
6.7K Views
11.11 : كرسبر و سي ار ار ان ايه
Additional Roles of RNA
16.4K Views
11.12 : الحمض النووى الريبوزى الطويل الغير مشفر
Additional Roles of RNA
8.4K Views
11.13 : الريبوزومات
Additional Roles of RNA
11.0K Views
11.14 : الظروف على الارض فى بداياتها
Additional Roles of RNA
2.1K Views

Privacy
Terms of Use
Policies
Contact Us
Recommend to library
JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved