Back to chapter

14.5:

استقرار الحمض النووي الريبي RNA

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
RNA Stability

Languages

Share

الحمض النووي الريبوزي جزيء قصير العمر نسبيا وهذا أقل بكثير هيكليا ومستقر كيميائيا مقارنة الحمض النووي. في الحمض النووي الريبي الريبوز خمسة الكربون لديه مجموعة الهيدروكسيل في الكربون الثاني بينما يحتوي ديوكسيريبوز على هيدروجين واحد. هيدروجين مجموعة الهيدروكسيل عرضة للإزالة في الحلول الأساسية.عندما يحدث هذا يبقى الأكسجين سالب الشحنة قادر على كسر العمود الفقري للسكر الفوسفات. إضافة إلى ذلك الحمض النووي الريبي هو عادة وتقطعت بهم السبل مما يجعلها أقل استقرارا هيكليا من الحلزون المزدوج للحمض النووي. جزيئات الحمض النووي الريبي أيضا أقصر من جزيئات الحمض النووي لذلك هم أكثر عرضة للتدهور في نهاياتهم.العوامل الخارجية تؤثر أيضا على استقرار الحمض النووي الريبي. على سبيل المثال نوكليازات محددة في السيتوبلازم دعا RNases كسر الحمض النووي الريبي التي لا يتم ترجمتها بنشاط. البروتينات الأخرى المعروفة بربوتينات ربط الحمض النووي الريبي تأثير الاستقرار من خلال الاعتراف وملزمة إلى تسلسل النيوكليوتيدات الحمض النووي الريبي محددة.نسخ مرنا مع العناصر الغنية للاتحاد الافريقي يكرر عادة AUUUA في ثلاثة رئيس الوزراء مناطق غير مترجمة أو ثلاثة UTRs جذب فئات مختلفة من البروتينات المرتبطة الحمض النووي الريبي مع أدوار معارضة. بعض هذه البروتينات تعزيز الاستقرار مرنا وزيادة ترجمة البروتين بينما يحدها لثلاثة رؤساء UTR في حين أن الآخرين يزعزعون الاستقرار النص بحيث يتحلل بسرعة أكبر. وبالتالي فإن مقدار الوقت الذي جزيء الحمض النووي الريبي متاح للترجمة متغير وتعتمد على عوامل متعددة.

14.5:

استقرار الحمض النووي الريبي RNA

يمكن العثور على خيوط الحمض النووي السليمة في الحفريات ، بينما يكافح العلماء أحياناً للحفاظ على الحمض النووي الريبي سليماً في ظل ظروف المختبر. الاختلافات الهيكلية بين الحمض النووي الريبي والحمض النووي تكمن وراء الاختلافات في ثباتها وطول عمرها. نظراً لأن الحمض النووي مزدوج الشريطة ، فهو بطبيعته أكثر استقراراً. إن بنية الحمض النووي الريبي أحادية الشريطة أقل استقراراً ولكنها أيضاً أكثر مرونة ويمكن أن تشكل روابط داخلية ضعيفة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن معظم الحمض النووي الريبي في الخلية قصير نسبياً ، بينما يمكن أن يصل طول الحمض النووي إلى ٢٥٠ مليون نيوكليوتيد. يحتوي الحمض النووي الريبي على مجموعة هيدروكسيل على الكربون الثاني لسكر الريبوز ، مما يزيد من احتمالية تكسر العمود الفقري للسكر والفوسفات.

يمكن للخلية استغلال عدم استقرار الحمض النووي الريبي ، وتنظيم طول عمره وتوافره. ستتوفر الأحماض الريبية المرسال الأكثر استقراراً للترجمة لفترة زمنية أطول من نسخ الأحماض الريبية المرسال الأقل استقراراً. تلعب بروتينات ربط الحمض النووي الريبي (RBPs) في الخلايا دوراً رئيسياً في تنظيم استقرار الحمض النووي الريبي. يمكن لبروتينات ربط الحمض الريبي الارتباط بتسلسل معين (AUUUA) في الطرف 3 ‘ ، المنطقة غير المترجمة (UTR) من الأحماض الريبية المرسال. ومن المثير للاهتمام ، أن عدد مرات تكرار AUUUA يبدو أنه يجند بروتينات ربط الحمض الريبي بطريقة معينة: عدد أقل من التكرارات يجند بروتينات ربط الحمض الريبي لتحقيق الاستقرار. تؤدي العديد من التكرارات المتداخلة إلى ارتباط بروتينات ربط الحمض الريبي المزعزعة للاستقرار. تحتوي جميع الخلايا على إنزيمات تسمى RNases تعمل على تكسير الحمض النووي الريبي. عادةً ما يقوم الغطاء في الطرف 5 ‘ و ذيل polyA بحماية الحمض الريبي المرسال لحقيقية النواة من التدهور إلى أن تصبح الخلية لا تحتاج النسخة.

يهدف البحث الناشئ عن علم النسخ اللاصق إلى تحديد التعديلات التنظيمية للحمض الريبي المرسال. اكتشف العلماء مؤخراً دوراً مهماً للمثيلة في استقرار الحمض الريبي المرسال. يبدو أن مثيلة بقايا الأدينوزين (m6A) تؤدي إلى زيادة ترجمة الحمض الريبي المرسال وتدهورها. m6A له أيضاً أدوار في استجابات الإجهاد ، والتصدير النووي ، ونضج الحمض الريبي المرسال. يبدو أن وجود بقايا اليوراسيل المعدلة ، السودوريدين ، يلعب أيضاً دوراً مهماً في تنظيم الحمض النووي الريبي.

Suggested Reading

Zhao, Boxuan Simen, Ian A. Roundtree, and Chuan He. “Post-Transcriptional Gene Regulation by MRNA Modifications.” Nature Reviews. Molecular Cell Biology 18, no. 1 (January 2017): 31–42. [Source]

Agris, Paul F. “The Importance of Being Modified: An Unrealized Code to RNA Structure and Function.” RNA 21, no. 4 (April 2015): 552–54. [Source]