Back to chapter

9.7:

تحلل حمض نووى ريبوزى معتمد على اجزاء لا معقولة

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
Nonsense-mediated mRNA Decay

Languages

Share

عندما يُنقل جزيء آر إن أيه الرسول من النواة إلى السيتوبلازم،بحيث تبرز النهاية 5 من المسام النووي،الريبوسوم يبدأ في ترجمته. إختبار الترجمة هذا يتحقق من أخطاء آر إن أيه الرسول ويعلم آر إن أيه الرسول المعالج بشكل غير منتظم لكى يتم تفكيكه. فى هذه المراقبة آلية آر إن أيه الرسول تسمى مسار تحلل آر إن أيه الرسول المتوسَط بلا معنى-أو إن إم دى الريبوسوم يستطيع اكتشاف ما إذا كان جزئ آر إن أيه الرسول له شفرة توقف بلا معنى أو في المكان الخاطئ.بشكل عام،النسخة الأولى من آر إن أيه الرسول يمكن أن يحتوي على شفرات توقف داخل اللانترون بالإضافة إلى شفرة التوقف المقصودة. عندما يتم وصل النسخة الأولى من آر إن أيه الرسول وتتم معالجتها في النواة،مركب وصلة إكسون أو إيه جى سي إس يربط آر إن أيه الرسول عند كل موقع وصلة. في جولة إختبار الترجمة،يتم إزاحة إيه جى سي إس بواسطة الرايبوسوم المتحرك.فى آر إن أيه الرسول الموصول بشكل طبيعى،شفرة التوقف هذه-تميز بعلامة عليها التسلسل يو يو أيه يو أيه جى أو يو جيه أيه يقع في إطار آخر إكسون. لذا عندما يصل إليه الرايبوسوم والترجمة يتم إنهاؤها،لا توجد هناك إيه جى سي إس مقيدة. مثلما يمرر آر إن أيه الرسول فحص الجودة وهو متوفر الآن لـ لجولات أخرى من الترجمة.آر إن أيه الرسول الموصولة بشكل غير كامل لا يزال بها بعض الشفرات التى ليس لها معنى موجودة في إطار قراءة آر إن أيه الرسول هذه الظاهرة تتم ملاحظتها بشكل أكثر تكرارًا في الكائنات الحية التى لها إنترون أطول. عندما يترجم الريبوسوم هذا آر إن أيه الرسول يصل إلى شفرة التوقف قبل التفاعل مع إيه جى سي النهائي. هذا الرايبوسوم المتوقف ينهى الترجمة قبل الأوان بينما ينشط المسار إستجابة إن إم دى يخدم إيه جى سي المرتبط كأنه منصة ربط لعوامل إن إم دى تتضمن بروتينات تغيير الإطار يو بى إف 1 يو بى إف 2 و يو بى إف 3, وأنزيم الفسفرة إس إم جى.هذه البروتينات توظف الأكسونيكليايزيس التي تقلل تفكك آر إن أيه الرسول الخاطىء. مراقبة إن إم دى هام في تحديد للتركيبات الجينية التى من شأنها أن تؤدي إلى بروتينات فعالة.

9.7:

تحلل حمض نووى ريبوزى معتمد على اجزاء لا معقولة

تم العثور على بروتينات Upf التي تقوم بالتحلل المتوسط بلا معنى (NMD) في جميع الكائنات حقيقية النواة ، بما في ذلك البشر. كل بروتين له دور فردي ، لكن يجب أن يعملوا بالتعاون. يفك حلزون RNA. نظرًا لأن Upf1 يمكنه فك أي RNA ، فإن Upf2 و Upf3 مطلوبان لمساعدة Upf1 على التمييز بين الهراء و mRNAs العادي.

عادةً ، يرتبط Upf3 بمركب موصل الإكسون (EJC) في مواقع لصق mRNA. إذا قام الريبوسوم بترجمة mRNA بالكامل ، فسيتم إزاحة Upf3 و EJC أثناء الترجمة. ومع ذلك ، إذا كان هناك كودون توقف سابق لأوانه ، فإن Upf3 يظل مرتبطًا بـ EJC ويمثل mRNA متحولة للتدهور.

قد تحدث تسلسلات الكودون غير المنطقية بشكل طبيعي في المناطق الداخلية من الرنا المرسال. ومع ذلك ، يمكن للطفرة أيضًا أن تنتج كودونًا غير منطقي ضمن تسلسل الجينات. تسمى هذه الطفرات الطفرات غير المنطقية. كما هو الحال في مسار NMD ، تؤدي هذه الطفرات أيضًا إلى الإنهاء المبكر للترجمة. عادة ما يكون عديد الببتيد غير المكتمل المركب غير نشط. يمكن استعادة الوظيفة الطبيعية للجين إذا قامت طفرة ثانية بتصحيح كودون الإنهاء لتسلسل ترميز الأحماض الأمينية ، أو قمع تأثيرات كود الإنهاء. تسمى هذه الطفرات المعدلة بمثبطات غير المنطقي. أكثر أنواع مثبطات غير المنطقي شيوعًا هي الطفرات في جينات الحمض النووي الريبي (tRNA) التي تنتج (tRNAs) متخصصة والتي تسمى الحمض الريبي النووي النقال الكابح. يمكن أن ترتبط هذه بكودون الإنهاء المبكر وتدخل حمض أميني في هذا الموضع.

Suggested Reading

  1. Dean L, McEntyre J, editors. Coffee Break: Tutorials for NCBI Tools [Internet]. Bethesda (MD): National Center for Biotechnology Information (US); 1999-. RNA surveillance: watching the defectives: detecting premature stop codons in mRNA halts the production of dangerous truncated proteins.
  2. Nelson, David L., and Michael M. Cox. Lehninger principles of biochemistry. New York: WH Freeman, 2009.