Back to chapter

8.13:

بنية الكروماتين تنظم العمليات قبل انتاج الحمض النووى الريبوزومى الرسول

JoVE Core
Molecular Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Molecular Biology
Chromatin Structure Regulates pre-mRNA Processing

Languages

Share

فى حقيقيات النوى،معالجة النسخة الأولى من ال آر إن أيه الرسول يكون مقترن بإحكام باستنساخه. بمجرد ان تبدء آر إن أيه بوليميراز النسخ،المخلق حديثًا يرتبط فى الحال بعوامل مختلفة ليتم معالجته ليصبح آر إن أيه الرسول ناضج وفعال. وبالتالي فإن معدل النسخ بواسطة آر إن أيه بوليميراز يؤثر مباشرة على خطوات معالجة Pre-mRNA أحد أهم العوامل التي تنظم معدل نشاط آر إن أيه بوليميراز تركيب كروماتين الجين،التي تتضمن تحديد موقع النيوكليوسوم وتعديلات الهيستون على قالب دى إن أيه.يتم وضع نوكليوسومات بشكل إستراتيجي كبير على مناطق محددة من دى إن أيه. فهي تعمل كحاجز وتوقف نشاط ال آر إن إيه بوليميراز مؤقتًا على دى إن أيه. على سبيل المثال،في معظم الجينات النيكلوسوم يتم تحديد موقعه بعد عنصرالمنظم.هو يُضغط على آر إن أيه بوليميراز للتوقف مؤقتًا علي موقع بدء النسخ, لكي يعطي وقت كافي لـتجميع عوامل الاستطالة ومركب إعادة تصميم الكروماتين. الذي يساعد في إنشاء منطقة خالية من النيوكليوسوم على قالب دى إن إيه. وفي غضون ذلك،تستطيع الخلية أن تقوم بتوظيف5 من انزيمات الغطاء الرئيسية لل pre-mRNA المخلق حديثا 00:01:31.230 00:01:34.890 أيضا تحديد موضع النوكلوسوم هو مفضل على الإكسونات بالمقارنة مع الانترونات.تعديلات هيستون محددة في هذه النيكلوسومات محددة الأكسون تساعد في توظيف مكونات جسيمات التضفير،التي يمكن أن تنتتقل مباشرة بعد ذلك إلى آر إن أيه تحت التخليق تعديلات الهيستون هذه يمكن أيضا ان تساهم في اختيار الإكسون على شريط آر إن أيه الرسول الناشئ. تعديلات الهيستون علي النوكليوسومات يمكن أن تجند عوامل البروتين المختلفة التي يمكن أن تسهل الاستبقاء أو إكسونات بديلة في شريط آر إن أيه الرسول الناشئ. وأخيراًإستبدال الهيستون العادية إتش 3 بالمتغيرات على الجين قد يؤدي إلى حدوث خلل في توظيف عوامل الربط وتحسين احتجاز الانترونات،مما يؤدي إلى التدهور فى آر إن أيه الرسول الناتج عبر مسار وسيط أو ظهور طفرات في البروتين المترجم.هذا الوصل غير الطبيعي مرتبط بالعديد من الأمراض،بما في ذلك امراض التنكسية العصبية والسرطان.

8.13:

بنية الكروماتين تنظم العمليات قبل انتاج الحمض النووى الريبوزومى الرسول

في الخلايا حقيقية النواة، تحتاج نسخ mRNA الوليدة للخضوع للعديد من التعديلات اللاحقة للنسخ للوصول إلى سيتوبلازم الخلية وترجمتها إلى بروتينات وظيفية. لفترة طويلة، كان النسخ ومعالجة ما قبل RNA المرسال يعتبران حدثين مستقلين يحدثان بالتتابع في الخلية. ومع ذلك، فقد ثبت الآن أن النسخ ومعالجة ما قبل RNA المرسال هما عمليتان متزامنتان يتم تنظيمهما بدقة داخل الخلية.

يمكن أن تتحكم بنية الكروماتين، وخاصة وضع النوكليوسوم وتعديلات الهيستون على الجين، بشكل عميق في معدل نشاط بوليميريز الحمض النووي الريبي ومعالجة ما قبل RNA المرسال في موقع النسخ. تساعد تعديلات هيستون المحددة على النيوكليوسومات الخاصة بـ إيكسون في تجنيد عوامل الربط لمواقع لصق وتلعب دوراً نشطاً في اختيار إيكسون أثناء الربط. على سبيل المثال، يؤدي نزع الأسيتيل الهيستون إلى بنية كروماتين ضيقة. يؤدي هذا إلى إبطاء نشاط بوليميراز الحمض النووي الريبي، مما يمنح وقتاً كافياً لتجنيد عوامل التضفير حتى في مواقع لصق ضعيفة، مما يؤدي إلى تضمين إكسونات بديلة في RNA المرسال الناضج. على العكس من ذلك، ينتج عن أستلة الهيستون بنية كروماتين أكثر انفتاحاً تسمح بنشاط بوليميريز RNA أسرع وتوظيف عوامل الربط فقط في مواقع لصق قوية، مما يؤدي إلى استبعاد الإيكسونات البديلة. لذلك، تلعب بنية الكروماتين دوراً مهماً في التضفير التأسيسي وكذلك البديل لـ pre-mRNA وينظم أنماط التعبير الجيني في الخلية.

مثال آخر على تنظيم تضفير الحمض النووي الريبي (RNA) بواسطة بنية الكروماتين هو تريميثلات H3 هيستون ليسين 36 على النيوكليوسومات، مما يساعد على تجنيد عوامل التضفير إلى موقع الربط. يمكن أن تؤدي الطفرات في عملية مثيلة هيستون H3 إلى تعطيل عملية الربط وتؤدي إلى احتباس الإنترون في الرنا المرسال الناضج.

بشكل عام، يؤدي تنظيم معالجة ما قبل RNA المرسال، وخاصة التضفير، إلى إنشاء مجموعة متنوعة من نسخ RNA المرسال وبالتالي، تنوع هائل للبروتين من مجموعة محدودة من الجينات.

Suggested Reading

  1. Silvia Jimeno-Gonzalez and Jose C. Reyes. Chromatin structure and pre-mRNA processing work together. TRANSCRIPTION. 2016, VOL. 7, NO. 3, 63–68