تبلیغات
اولین پایگاه تخصصی ژنتیک در ایران - iRNA
 
اولین پایگاه تخصصی ژنتیک در ایران
دوشنبه 7 شهریور 1390 :: نویسنده : سهامی

iRNA(interference RNA)

تعدادی از تکنولوژی هایی که برای کاهش بیان ژن کاربرد دارند از اولیگونوکلئوتیدهای آنتی سنس استفاده می کنند،که بیش از یک دهه است که برای تخریب RNAهای خاص استفاده میشود و به عنوان ابزار مناسب در تنظیم بیان ژن در حالت آزمایشگاهی و درمانی ،اولیگونوکلئوتیدهای آنتی سنس از طریق جفت شدن واتسون کریک با مولکول mRNA  جفت میشوند و میتوانند در فرآیند پردازش MRNA  و ترجمه پیام از قبیل پلی آد نیلاسیون، خروج و پایداری MRNA  و ترجمه تداخل ایجاد کنند.

در این مسیر آنزیم RNaseH هترودوپلکس DNA-RNA را شناسایی کرده و مولکول RNA را از ناحیه میانی در جایی که مولکول اولیگونوکلئوتید DNA قرار دارد برش میدهد. این فرآیند در هسته رخ میدهد و آنزیم RNaseH مولکول DNA-RNA را میشناسد (دوپلکس RNA-RNA شناسایی نمیشود) در سالهای اخیر سیستم دیگری شناسایی شد که در مقایسه با اولیگونوکلئوتیدهای آنتی سنس کارآمدتر میباشد. این سیستم iRNA میباشد. فایر و همکارانش iRNA را در Caenorhabditis elegans کشف کرده و توضیح داده اند، در آزمایشات آنها ورود یک مولکول dsRNA که همولوگ یک ژن خاص است سبب خاموش سازی ژن در مرحله بعد رونویسی (Post transcriptional) است این یک پدیده غیر طبیعی می توانست به صورت اختصاصی سبب مهار بیان ژنهای خاص گردد، مولکولهای RNA نسبت به اولیگونوکلئوتیدهای آنتی سنس موثرترند و میتوانند در مقادیر کمتر اثر داشته باشند که این از لحاظ درمانی مهم است. SiRNA که یکی از انواع iRNA است امروزه کاربرد بسیاری پیدا کرده است. در این روش از توالی های دو رشته ای کوتاه RNA استفاده میشود.

 SiRNA مولکول های دو رشته ای RNA به طول 21 تا 25 نوکلئوتید هستند که توالی مکمل ژن مورد نظر را دارد و به صورت اختصاصی باعث کاهش ترجمه mRNA و تجزیه آن میشود. مکانیسم عمل این مولکول به این صورت است که مولکول dsRNA توسط یک آنزیم ریبونوکلئاز 3 به نام دایسر بریده میشود و یک توالی دو رشته ای 22 نوکلئوتیدی که در هر رشته در سمت 3 از رشته مقابل بلندتر است ایجاد میشود. این مولکول سپس به کمپلکس Risc متصل میشود این کمپلکس توسط آنزیم RNA هلیکاز مولکول SiRNA را تک رشته کرده و فقط رشته آنتی سنس داخل کمپلکس باقی می ماند. کمپلکس Risc که دارای رشته RNA آنتی سنس است به مولکول MRNA  داخل سیتوپلاسم که توالی مکمل آن را داشته باشند متصل میشود. این اتصال علاوه بر جلوگیری از ترجمه باعث ایجاد یک برش در ساختار MRNA  در فاصله 10 نوکلئوتید از انتهای ´5 مولکول SiRNA متصل شده میشود. این برش سبب میشود دیگر انتهای ´3 محافظت نشده و باعث ناپایداری ساختار MRNA  و تجزیه آن شود و یا به صورت DNA داخل یک حامل وارد سلول شده و پس از رونویسی به صورت shRNA توسط دایسر بریده شده و به مسیر SiRNA وارد میشود. در چند سال گذشته پیشرفتهای فوق العاده ای در روش های خاموش سازی ژن براساس interferenceRNA ایجاد شده و محققان از آن جهت خاموش سازی ژن بهره میبرند امروزه مشخص شده که میتوان از iRNA در زمینه های مختلفی از قبیل شناسایی مسیرهای پیام رسانی (signaling)، شناسایی عملکرد ژن ها و درمان بیماری استفاده کرد.

تکامل iRNA

آنالیزهای اخیر ترانس کریپتوم نشان داده است که اکثر بخش های ژنوم یوکاریوتی رونویسی می شود و علاوه بر ژن های کد کننده پروتئین تعدادی RNA هم رونویسی می شود که هرگز به پروتئین ترجمه نمی شود. مولکول های میکرو RNA یا همان miRNA هستند که گروه بزرگی از RNA های کوچک 21-22 نوکلئوتیدی هستند که هرگز به پروتئین ترجمه نمی شوند و تنظیم بیان ژن های یوکاریوتی انجام میدهد. miRNA از اجزای کلیدی تنظیم بیان ژن در گیاهان و جانوران هستند که طی تکامل حفظ شده اند و تنظیم بیان ژن را در مرحله بعد از رونویسی انجام می دهند تنظیم و کاهش بیان ژن توسط miRNA میتواند از طریق القای تجزیه mRNA  های هدف باشد یا زا طریق بلوکه کردن ترجمه mRNA  هدف انجام گیرد. مسیر عملکردی mRNA  متعلق به شبکه گسترده تنظیم بیان ژن است که تحت عنوان iRNA گفته می شود خود سیستم iRNA از سه شاخه اصلی تشکیل شده است:

1-  SiRNA (small interfering RNA) در پاسخ به آلودگی ویروس و یا عناصر متحرک (Transposable element) فعال می شوند.

2-  miRNA - based pathway این مسیر در تنظیم بیان ژن های یوکاریوتی دخالت دارند.

3-  piRNA (piwi-interacting) که از نظر عملکردی متفاوت از دو مسیر فوق است.

مسیر عملکردی iRNA

ترکیبات کمپلکس Risc تا حدودی شناسایی شده است بعضی از ترکیبات Risc در دروزوفیلا مشخص شده که شامل پروتئین های خانواده Argonaut (Agot) که یک پروتئین متصل شونده به RNA است. اخیراً یک پروتئین نوکلئازی از کمپلکس Risc در دروزوفیلا و پستانداران شناسایی شده است. این نوکلئاز Tudor-SN نامیده می شوند که شامل 5 دومین نوکلئازی استافیلوکوکی است.

Nykane و همکارانش ابراز داشتند که به دنبال باز شدن دوپلکس SiRNA، Risc تبدیل به Risc* که فرم فعال Risc است می شود. معمول شده است که Risc* تنها به رشته SiRNA آنتی سنس متصل است از این رو اگرچه SiRNA دورشته ای توسط Risc شناسایی و به آن متصل می شود ولی SiRNA دور رشته ای قبل از تشکیل Risc فعال باید از هم باز شوند بر همین اساس نتیجه گیری شد که کمپلکس Risc فعالیت هلیکازی وابسته به ATP دارد یا اینکه آنزیم هلیکازی با Risc همراه است.

برگرفته از گفته های دکتر زارع و دکتر نصیری





نوع مطلب : DNA، 
برچسب ها :