11.2: الريبوسويتش

الريبوسويتش هي مجالات mRNA غير مشفرة تنظم نسخ وترجمة الجينات النهائية دون مساعدة البروتينات. ترتبط الريبوسويتشات مباشرة بالمستقلب ويمكن أن تشكل هياكل جذعية أو دبوس شعر فريدة من نوعها استجابة لكمية المستقلب الموجود. لديهم منطقتان متميزتان - أبتمر مرتبط بالأيض ومنصة تعبير.

يتمتع الأبتمر بخصوصية عالية لمستقلب معين مما يسمح للريبوسويتش بتنظيم النسخ على وجه التحديد حتى في وجود العديد من الجزيئات الحيوية الأخرى. تالربط الأبتمرات مجموعة من الجزيئات العضوية بما في ذلك البيورينات والإنزيمات المساعدة والأحماض الأمينية. كما أنها تالربط الجزيئات غير العضوية مثل كاتيونات المغنيسيوم وأنيونات الفلورايد. تالربط معظم الأبتامرات بروابطها من خلال روابط هيدروجينية أو تفاعلات كهروستاتيكية. يمكن أن يكون هناك مواقع الربط واحدة أو متعددة للربيطة على الريبوسويتش. في الريبوسويتش اللايسيني، يوجد موقع الربط واحد لليسين على الأبتمر. في المقابل، في الريبوسويتش الخاص بالجلايسين، يوجد أبتمران منفصلان خاصان بالجليسين على الحمض النووي الريبوزي المرسال، مما يسمح للأبتامر باستشعار تركيزات عالية جدًا فقط من الجلايسين، حيث يعمل الريبوسويتش فقط عندما يرتبط جزيئان.

تنظم منصة التعبير النسخ أو الترجمة من خلال تشكيل بنية مضادة أو فاصلة. يعتمد تكوين هذه الهياكل على ارتباط المستقلب بالأبتامير. عند التركيزات المنخفضة، لن ترتبط المستقلبات بالأبتامير. سيشير هذا إلى منصة التعبير لتشكيل بنية مضادة للإنهاء والتي ستسمح بمواصلة النسخ أو الترجمة. في المقابل، عندما يكون المستقلب موجودًا بتركيزات عالية، فإنه سيرتبط بالأبتامير. في هذه الحالة، تشكل منصة التعبير بنية فاصلة متبوعة بسلسلة من بقايا اليوراسيل، والتي تجبر بوليميراز الحمض النووي الريبي (RNA) على الانفصال عن النسخة وشريط الحمض النووي، وبالتالي إنهاء النسخ. يمكن لمنصة التعبير أيضًا أن تمنع الربط الريبوسوم بالنص عن طريق تشكيل بنية دبوس الشعر مع موقع الربط الريبوسوم، المعروف أيضًا باسم تسلسل Shine-Dalgarno، مما يمنع بدء الترجمة. هناك آلية أخرى تنظم من خلالها المحولات الريبية عملية النسخ، وهي العمل كأنزيمات الحمض النووي الريبي (RNA)، أو الريبوزيمات، والتي تظهر في glmS-riboswitch-ribozyme. تقوم هذه الريبوزيمات بتشطر ريبوسويتش رنا المرسال الريبوزي عندما يرتبط المستقلب، ثم يتحلل الرنا المرسال المتبقي بواسطة ريبونوكلياز، مما يؤدي إلى تثبيط الترجمة.

كان من المعتقد أن الريبوسويتشات موجودة فقط في البكتيريا والعتائق، ولكن مؤخرًا تم ملاحظتها أيضًا في النباتات والفطريات. تم العثور على ريبوسويتشات خاصة ببيروفوسفات الثيامين (TPP) فقط في حقيقيات النوى حتى الآن. على عكس البكتيريا، تحتوي

الجينات حقيقية النواة على إنترونات لا تسمح بحدوث النسخ والترجمة في نفس النص في وقت واحد؛ وبالتالي فإن هذه الريبوسويتشات تنظم عملية النسخ عن طريق الالربط البديل. في بعض النباتات، يوجد المحول الريبي TPP في منطقة الإنترون 3' غير المترجمة من جين THIC. تخفي مستويات TPP المنخفضة موقع الوصلة 5' القريب من المنطقة غير المترجمة 3' التي تنتج mRNA مستقرًا. ومع ذلك، عند وجود تركيزات عالية من TPP، يرتبط TPP بالمفتاح الريبوسويتش ويكشف موقع الوصلة 5' للمنطقة غير المترجمة 3'. تؤدي إزالة الإنترون إلى إنتاج mRNA غير مستقر ولا يمكنه إنتاج البروتين.