معلومة

كيف تتسبب الحلقة الجذعية في إنهاء النسخ الجوهري؟

كيف تتسبب الحلقة الجذعية في إنهاء النسخ الجوهري؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

في هذا الرسم المتحرك ، في النهاية (حوالي ثلاثة أرباع) تظهر عملية إنهاء النسخ. تنص على أن الحمض النووي الريبي المنسوخ يشكل حلقة شعرية (أو حلقة جذعية) ، مما يوقف عملية النسخ.

سؤالي هو ، لماذا توقف عملية النسخ ، مع الأخذ في الاعتبار أن RNA polymerase يتحرك في الاتجاه المعاكس حيث يتم إنشاء الحلقة الجذعية؟ هل يغير بطريقة ما شكل الحمض النووي الريبي بحيث لا يمكن إضافة قواعد أخرى؟ يبدو أن تفسيرها على أنها عائق مادي لا معنى له هنا.


هناك آليتان لإنهاء النسخ في بدائيات النوى. الذي يظهر هنا هو "معتمد على rho" لأنه يتضمن rho ، وهو عبارة عن مروحية DNA-RNA التي يتم تحميلها وتفكيكها من الحمض النووي الريبي ، مما يؤدي إلى إنهاء الاستطالة بواسطة البوليميراز. تحقق من [1] الذي يظهر نموذجًا لكيفية تحرك أجهزة rho المتعددة عبر RNA.

تتضمن الآلية الأخرى مجرد دبوس شعر. توضح الورقة [2] ، وخاصة الصفحة 23 ، الجزء ج ، كيفية عمل الإنهاء "المستقل عن rho" أو "الجوهري". بشكل أساسي ، يعمل دبوس الشعر على إبطاء البوليميراز ويزعزع استقرار فقاعة النسخ ، مما يسمح لروابط A: U الأضعف جوهريًا بالانهيار.

ليس هناك حاجة إلى دبوس شعر في الإنهاء المعتمد على rho ، وأعتقد أن الفيلم يخلطهم.

  1. جيزلمان J ، وانج واي ، سيفريد سراج الدين ، فون هيبل ف. 1993. نموذج فيزيائي لأنشطة النقل والهليكاز لبروتين إنهاء النسخ الإشريكية القولونية Rho. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة الأمريكية 90: 7754-8. [بي دي إف]

  2. داتا ك ، فون هيبل ف. 2008. تكشف الدراسة الطيفية المباشرة لمجمعات النسخ المعاد تكوينها أن الإنهاء الجوهري مدفوع في المقام الأول بزعزعة استقرار الديناميكا الحرارية لهيكل الحمض النووي. مجلة الكيمياء البيولوجية 283: 3537-49. [بي دي إف]


كيف تتسبب الحلقة الجذعية في إنهاء النسخ الجوهري؟ - مادة الاحياء


يعتمد تكوين بنية الحلقة الجذعية على استقرار مناطق الحلزون والحلقة الناتجة. الشرط الأول هو وجود تسلسل يمكن أن يطوي مرة أخرى على نفسه لتشكيل حلزون مزدوج مزدوج. يتم تحديد ثبات هذا اللولب من خلال طوله وعدد حالات عدم التطابق أو الانتفاخات التي يحتوي عليها (عدد صغير مقبول ، خاصة في اللولب الطويل) والتكوين الأساسي للمنطقة المقترنة. تحتوي عمليات الاقتران بين الجوانين والسيتوزين على ثلاثة روابط هيدروجينية وهي أكثر استقرارًا مقارنة بأزواج الأدينين واليوراسيل ، التي تحتوي على اثنين فقط. في الحمض النووي الريبي ، تعتبر أزواج الجوانين واليوراسيل التي تتميز بروابط هيدروجينية شائعة ومواتية أيضًا. تفاعلات التراص القاعدية ، التي تحاذي مدارات باي للحلقات العطرية للقواعد في اتجاه مفضل ، تعزز أيضًا تكوين الحلزون.

يؤثر استقرار الحلقة أيضًا على تكوين بنية الحلقة الجذعية. "الحلقات" التي تكون أقل من ثلاث قواعد طويلة مستحيلة شريحيًا ولا تتشكل. الحلقات الكبيرة التي لا تحتوي على بنية ثانوية خاصة بها (مثل الاقتران العقدي الكاذب) هي أيضًا غير مستقرة. طول الحلقة الأمثل يميل إلى أن يكون حوالي 4-8 قواعد طويلة. تُعرف إحدى الحلقات الشائعة مع التسلسل UUCG باسم "الحلقة الرباعية" وهي مستقرة بشكل خاص بسبب تفاعلات التراص الأساسية للنيوكليوتيدات المكونة لها.


بنية RNA Polymerase II في حقيقيات النوى

نهاية

يحدث إنهاء النسخ في تفاعل مقترن بمعالجة RNA 3′-end. يتم قطع معظم سلائف mRNA حقيقية النواة بطريقة خاصة بالموقع في المنطقة غير المترجمة 3′ ، متبوعة بعديد الأدينيل لمنتج الانقسام المنبع. يشارك عدد كبير من البروتينات في هذه التفاعلات. تظل الآلية الدقيقة للاقتران بين المعالجة ثلاثية الأطراف وإنهاء النسخ غير واضحة. يصاحب الإنهاء نزع الفسفرة من pol II CTD ، لكن التوقيت الدقيق لنزع الفسفرة pol II غير واضح أيضًا. مطلوب نزع الفسفرة لإعادة إنشاء النسخ ، حيث لا يمكن للبول II أن ينضم إلا إلى مجمع البدء في شكله غير المبرمج. يلعب فوسفاتيز CTD Fcp1 دورًا رئيسيًا في إزالة الفسفرة من pol II وإعادة التدوير. يرتبط Fcp1 بالبول II عبر Rpb4. يبدو أن Rpb4 يقوم بتجنيد Fcp1 بالقرب من CTD نظرًا لأن مجمع Rpb4 / 7 يرتبط بالقرب من الرابط الذي يربط قلب pol II بـ CTD.


التركيب والوظائف البيولوجية المرتبطة بأشباه الفيروسات

جيرهارد ستيجر ، جان بيير بيرولت ، في التقدم في أبحاث الفيروسات ، 2016

5.2.3 مجال إضافي للحلقة الجذعية مصحوب بأعراض شديدة

تم الإبلاغ عن حدوث حلقة جذعية إضافية من 12 أو 13 nts داخل النهاية اليسرى للحلقة الجذعية P11 (الشكل 10 Malfitano وآخرون ، 2003). تم إثبات أن وجود هذه الحلقة الجذعية المغطاة بحلقة UUUU هي المسؤولة عن الإصابة بالكلور الشديد لأوراق الخوخ المعروفة باسم كاليكو الخوخ بعد عدوى PLMVd. تتداخل متغيرات PLMVd المسؤولة عن هذا النمط الظاهري مع نضوج الرنا الريباسي البلاستيد الذي يضعف التكوُّن الحيوي للبلاستيدات الخضراء (Rodio et al. ، 2007). في الآونة الأخيرة ، تم إثبات أن الحمض النووي الريبي الصغير الفيروسي مشتق من الانقسام المعقد الذي يسببه الحمض النووي الريبي المباشر الناجم عن إسكات الحمض النووي الريبي لمضيف معين من الحمض النووي الريبي (نافارو وآخرون ، 2012 أ). الأهم من ذلك ، أن إدخال كاليكو الخوخ لم يتم فحصه بعد في المحلول ، ومع ذلك ، فإن هيكل حلقة الساق مدعوم بالتباين المتسلسل لبعض الأزواج الأساسية التي تشكل المنطقة الحلزونية (روديو ، ديلجادو ، فلوريس ، وأمبير دي سيريو ، 2006).


آلية [عدل]

يتم تمييز النهاية الجوهرية عن طريق إشارات مشفرة مباشرة في DNA و RNA. تظهر الإشارة في شكل دبوس شعر ويتبعها 8 يوريدين في نهاية 3. هذا يؤدي إلى تفكك سريع لمركب الاستطالة. يعطل دبوس الشعر نشاطه ويزعزع استقراره عن طريق إضعاف التفاعلات في موقع ربط الحمض النووي الريبي والحمض النووي الريبي (RNA-DNA) والمواقع الأخرى التي تربط هذا المركب معًا. يعتبر التوقف الناجم عن تمدد uracils أمرًا مهمًا ويوفر وقتًا لتشكيل دبوس الشعر. في حالة عدم وجود جهاز U ، لا يؤدي تكوين دبوس الشعر إلى إنهاء فعال ، مما يشير إلى أهميته في هذه العملية. & # 917 & # 93

تحدث عملية زعزعة الاستقرار في الاستطالة في أربع خطوات # 917 & # 93

1) نظرًا لأن RNA Polymerase ينسخ النيوكليوتيدات النهائية للجهاز U المنهي ، فإنه يتوقف مؤقتًا في نهاية U-tract ، ويفضل مسار الإنهاء في المنافسة الحركية بين الاستطالة والإنهاء

3) إكمال منعطف الشعر واستطالة معقدة التعطيل

4) & # 160 التفكك المعقد للإطالة من المحتمل أن تشتمل الآلية الكاملة على تفاعلات محددة للبوليميراز ، ودبوس شعر فاصل الحمض النووي الريبي ، وتسلسل القالب الغني بالـ dT.


النسخ في بدائيات النوى.

بدائيات النوى (G: pro-before karyon- nucleus) هي كائنات بسيطة وحيدة الخلية ، تفتقر إلى نواة مميزة مرتبطة بالغشاء. وتشمل هذه بكتيريا و أثرى (رسم بياني 1).

الشكل 1: المجالات الثلاثة للحياة.

نظرًا لغياب النواة ، ليس للنسخ المتماثل والنسخ والترجمة موقع مميز ويمكن أن تحدث الثلاثة جميعها في وقت واحد في السيتوبلازم.

مثل النسخ المتماثل في بدائيات النوى ، يمكن تقسيم النسخ أيضًا إلى ثلاث مراحل متميزة: البدء والاستطالة والإنهاء.

1. البدء:

يبدأ بدء النسخ في المروجين، المنطقة التي يوجد فيها إنزيم النسخ بوليميراز الحمض النووي الريبي يربط الحمض النووي. عادة ما يوجد المروجين على المنبع من الجينات المراد نسخها. تختلف محفزات بدائيات النوى في تسلسلها ، على الرغم من وجودها اثنان محفوظان تسلسل لوحظ. يقع هذان التسلسلان تقريبًا 10 و 35 زوجًا أساسيًا المنبع من موقع بدء النسخ.

نقطة بداية النسخ ، والتي تسمى القاعدة الأولى التي تم نسخها بـ +1 موقع أو ال المبادرة موقع. المنطقة على المنبع من موقع البدء هذا يُشار إليه بواسطة أ نفي (-) التوقيع وتلك الموجودة على المصب يتم الإشارة إليها بواسطة أ إيجابي (+) لافتة.

الشكل 2: منطقة المروج في بدائيات النوى.

ومن ثم يشار إلى مواقع المنبع المحفوظة باسم -10 و -35 المناطق. تحتوي المنطقة -10 على التسلسل المحفوظ لـ تاتات والمنطقة -35 لديها تجاكا تسلسل (الشكل 2).

ال σ الوحدة الفرعية من بوليميراز الحمض النووي الريبي (RNA pol) يرتبط على وجه التحديد بكل من منطقتي -35 و -10 ، ويقوم بتحميل RNA pol على المروج. ينتج عن ارتباط RNA pol بالمحفز تكوين a مجمع المروج المغلق (تين. 3).

ثم يتفاعل RNA pol مع الحمض النووي ويفك حول 15 قاعدة طويلة في المنطقة موقع البدء لخلق فقاعة النسخ، مجتمعة مجمع مفتوح المروج. عندما ينفصل موقع البدء ، يتعرض الحمض النووي أحادي الجديلة ويمكن استخدامه كملف نموذج للنسخ (الشكل 3). يُعرف الشريط الذي تم نسخه باسم نموذج ستراند أو مضاد المعنى ساحل. الخيط الآخر يسمى الترميز ستراند أو يشعر حبلا (الشكل 1).

الشكل 3: خطوات النسخ بدائية النواة.

يبدأ RNA pol في البداية مجهض النسخ ، حيث دورات قصيرة من التوليف والإفراج عن قصير الحمض النووي الريبي تحدث نسخ من حوالي 10 نيوكليوتيدات حتى مروج بوليميريز RNA مجمع النسخ الأولي اترك المروج. يهرب قطب RNA من المروج ويبدأ إنتاجي تخليق الحمض النووي الريبي ، وتشكيل مجمع استطالة بوليميريز الحمض النووي الريبي (تين. 3).

(فقط لمزيد من المعلومات: اقرأ المزيد عن النسخ الفاشل.)

2. استطالة:

مجمع استطالة RNA polymerase-DNA مستقر ومعالج. يقوم بالنسخ بمعدل 30-100 نيوكليوتيد / ثانية.

بوليميراز الحمض النووي الريبي هو البروتين الأساسي الذي يضيف النيوكليوتيدات. في معظم بدائيات النوى ، يقوم نوع واحد من RNA pol بنسخ جميع أنواع RNA. ال جوهر يتكون RNA pol من 5 وحدات فرعية، والتي يتم حفظها في بدائيات النوى وكذلك حقيقيات النوى. يتكون إنزيم النواة بدائية النواة من نسختين من α، نسخة واحدة من كل- β, β & # 8217، و ω الوحدات الفرعية (الشكل 4). يمكن للإنزيم الأساسي أن يربط قالب الحمض النووي ويصنع الحمض النووي الريبي.

σ عامل يربط الإنزيم الأساسي لتشكيل هولوزيم ويساعد في التعرف على المروج.

الشكل 4: لب بوليميراز الحمض النووي الريبي.

الوحدة الفرعية α يتفاعل مع مختلف عوامل النسخ ويساعد في تنظيم النسخ. لديها أيضا الحمض النووي موقع الربط الذي يربط من خلاله الحمض النووي للمُعزِّز المنبع. يحتوي RNA pol على وحدتين α يشكلان a homodimer الذي يربط β و β & # 8217 الوحدات الفرعية.

β و β & # 8217 الوحدات الفرعية هي أكبر الوحدات الفرعية التي تشكل المحفز مركز تخليق الحمض النووي الريبي ولديها مواقع ربط للحمض النووي المزدوج الذي تقطعت به السبل في اتجاه مجرى النهر ، والحمض النووي الهجين / الحمض النووي الريبي والحمض النووي الريبي.

ال ω الوحدة الفرعية تم ربطه مؤخرًا باستقرار وخصوصية RNA pol في المكورات العنقودية الذهبية.

σ عامل يرتبط بالإنزيم الأساسي لـ اعتراف المروج وينفصل عن الإنزيم الأساسي بمجرد أن يبدأ RNA pol تخليق RNA.

(فقط لمزيد من المعلومات: المزيد عن بوليميريز الحمض النووي الريبي بدائية النواة)

RNA pol يحفز بلمرة ريبونوكليوزيد 5′- ثلاثي الفوسفات (NTPs) باستخدام DNA كـ نموذج. تضاف ثلاثي فوسفات الريبونوكليوزيد إلى 3 & # 8242 النهاية، على سبيل المثال ، يحدث تخليق mRNA في 5 ′ إلى 3 الاتجاه. يحدث هذا الامتداد لسلسلة RNA من جديد ولا يحتاج & # 8217t إلى برايمر.

في بدائيات النوى ، لا يحتوي الحمض النووي الجينومي عادة على إنترونات وقد يحتوي النص المركب على معلومات عن أكثر من بروتين واحد. تسمى هذه النصوص باسم مرنا متعدد الكريات.

3. الإنهاء:

يجب إنهاء النسخ لتحرير mRNA المركب حديثًا. يحدث الإنهاء بواسطة آليتين مختلفتين ، واحدة رو مستقل أو RNA القائم والآخر هو rho تعتمد أو قائم على البروتين.

• رو مستقل أو RNA مقرها:

يستخدم إنهاء على أساس الحمض النووي الريبي حقيقي (في بنية الحمض النووي الريبي نفسها) للمنتهي سمتان هيكليتان، GC-rich كرر مقلوبًا مع عدة نيوكليوتيدات متداخلة ، متبوعًا ب امتداد مخلفات يو في الحمض النووي الريبي المنسوخ.

عندما GC- الغنية يتم نسخ التكرارات المقلوبة ، حيث تكون مناطق الحمض النووي الريبي ذات التسلسلات التكميلية الذاتية زوجًا أساسيًا مع بعضها البعض وتشكل أ هيكل حلقة الساق (الشكل 5). يتفاعل هيكل الحلقة الجذعية هذا مع بوليميريز الحمض النووي الريبي ويسبب ذلك وقفة.

الشكل 5: الإنهاء المستقل أو القائم على الحمض النووي الريبي (بيلي ، 2012)

الامتداد التالي من مخلفات يو في نهاية 3 من النص ، والتي يتم إقرانها بشكل ضعيف مع بقايا A من الحمض النووي للقالب ، قم بإنشاء غير مستقر منطقة.

الحلقة الجذعية تليها السندات الضعيفة تمتد معا يؤدي إلى إفراج من نسخة الحمض النووي الريبي من مجمع النسخ.

• رو يعتمد أو قائم على البروتين:

تم التعرف على هذه الآلية لأول مرة في DNA phage. أنه ينطوي على بروتين يسمى عامل Rho، وهو ملف بروتين سداسي (الشكل 6). رو هو أ RNA / DNA هيليكاز أو ترجمة، الذي يسبب تفكك RNA pol من قالب DNA ويطلق الحمض النووي الريبي. كما أن لديها منطقة ATPase.

الشكل 6: مواقع ربط بروتين Rho و RNA (تُرى في A ، المناطق الصفراء ، و B مقتبس من Skordalakes & amp Berger ، 2003).

في الإنهاء المعتمد على rho ، هناك مواقع محددة ، تم نسخها تسمى روإنهاء التابعة. تحتوي هذه على موقعين منفصلين أ موقع استخدام rho تسمىموقع شبق"والمصب نقطة توقف النسخ تسمى أيضًا باسم & # 8216tsp الموقع & # 8217 (انظر الشكل 7).

الشكل 7: الإنهاء المعتمد على Rho أو البروتين.

يقوم Rho بربط الحمض النووي الريبي في الموقع المكتوب & # 8216rut & # 8217 المنطقة. ينشط هذا الارتباط المعتمد على RNA ATPase نشاط Rho. يتحرك Rh على طول RNA حتى يصل إلى القطب RNA. يتم استخدام الطاقة المشتقة من التحلل المائي لـ ATP بواسطة rho ، مع نشاط الهليكاز ، لفك هجين RNA-DNA من RNA pol وينتج عنه إنهاء (الشكل 7).

(فقط لمزيد من المعلومات: اقرأ المزيد عن الإنهاء المعتمد على Rho في ورقة.)

في بدائيات النوى ، يبدأ تخليق البروتين أو الترجمة في وقت واحد مع النسخ ، بينما لا يزال الحمض النووي الريبي يتم تصنيعه. هذا ممكن بسبب نقص النواة أو أي نوع من التقسيم. ومن ثم ، تتم ترجمة النص على الفور لتوليف البروتين المقابل.

هذا كل شيء لهذا المنشور. آمل أن تعجبك هذه المشاركة ، إذا كانت الإجابة بنعم ، فيرجى التعليق والإعجاب والمشاركة !!

تابعنا أيضًا على Facebook أو Twitter أو Instagram أو راسلنا عبر البريد الإلكتروني ([email protected]om).

اقرأ المنشورات الأخرى بواسطة The Biotech Notes:

كوبر (2000) الخلية: نهج جزيئي. الطبعة الثانية. سندرلاند (ماجستير): سينيور أسوشيتس.

جوتمان (2001) بدائيات النوى. موسوعة علم الوراثة. الصفحة 1549.

موراكامي (2015) البيولوجيا الهيكلية لبوليميراز الحمض النووي الريبي الجرثومي. الجزيئات الحيوية 5 (2): 848-864.

بيولوجيا الخلية الجزيئية. الطبعة الرابعة. لوديش وآخرون. نيويورك: دبليو إتش فريمان 2000.

Belitsky & amp Schütz (2018) تفاعلات RNA Polymerase ومعدل الاستطالة. نُشر في مجلة علم الأحياء النظري. DOI: 10.1016 / j.jtbi.2018.11.025 /

Banerjee et al. (2006) إنهاء النسخ المعتمد على Rho: أسئلة أكثر من الإجابات. ي ميكروبيول. 44 (1): 11-22.

بيلي (2012) نسخ الحمض النووي الريبي والتحكم في التعبير الجيني. Elsevier & # 8217s مراجعة الكيمياء الحيوية المتكاملة (الطبعة الثانية). الفصل 16: 137-147.

Kaplan & amp Donnell (2003) عامل رو: إنهاء النسخ في أربع خطوات. علم الأحياء الحالي 13 (18): R714-716.

Skordalakes & amp Berger (2003) هيكل المنهي Rho للنسخ: آلية التعرف على mRNA وتحميل Helicase. الخلية 114 (1): 135-146.

وايس وآخرون. (2017) تتحكم الوحدة الفرعية في استقرار RNA Polymerase وخصوصية النسخ في Staphylococcus aureus. مجلة علم الجراثيم 199 (2): e00459-16


آليات إنهاء النسخ البكتيري: يجب أن تنتهي كل الأشياء الجيدة

يعد إنهاء النسخ ضروريًا للتعبير الجيني الدقيق وإزالة بوليميراز الحمض النووي الريبي (RNAP) في نهايات وحدات النسخ. في البكتيريا ، هناك آليتان مسؤولتان عن الإنهاء الصحيح للنسخة: الإنهاء الجوهري والإنهاء المعتمد على Rho. يتم التوسط في الإنهاء الجوهري عن طريق إشارات مشفرة مباشرة داخل قالب الحمض النووي و RNA الناشئ ، في حين يعتمد الإنهاء المعتمد على Rh على RNA الذي يعتمد على ثلاثي الفوسفات من RNA ، والذي يربط RNA الناشئ ويفصل مجمع الاستطالة. على الرغم من إحراز تقدم كبير في فهم هذه المسارات ، لا تزال التفاصيل الأساسية غير محددة. من بين تلك التي لا تزال دون حل ، وجود وسيط معطل في مسار الإنهاء الجوهري ، ودور تفاعلات Rho-RNAP في الإنهاء المعتمد على Rh ، والآليات التي تؤثر بها العوامل المساعدة والبروتينات المرتبطة بالنيوكليود على الإنهاء. نحن نصف المعرفة الحالية ، ونناقش الأسئلة الرئيسية المعلقة ، ونسلط الضوء على أهمية تحديد إعادة الترتيب الهيكلية لـ RNAP التي تشارك في آليتي إنهاء النص.

الكلمات الدالة: H-NS NusG RNA دبوس الشعر RNA بوليميريز Rho المعتمد على إنهاء جوهري.


محتويات

يعتمد تكوين بنية الحلقة الجذعية على استقرار مناطق الحلزون والحلقة الناتجة. من الواضح أن الشرط الأول هو وجود تسلسل يمكن أن يطوي مرة أخرى على نفسه لتشكيل حلزون مزدوج مزدوج. يتم تحديد استقرار هذا اللولب من خلال طوله ، وعدد حالات عدم التطابق أو الانتفاخات التي يحتوي عليها (عدد صغير مقبول ، خاصة في اللولب الطويل) ، والتكوين الأساسي للمنطقة المقترنة. تحتوي عمليات الاقتران بين الجوانين والسيتوزين على ثلاثة روابط هيدروجينية وهي أكثر ثباتًا مقارنةً بالأدنين واليوراسيل ، والتي تحتوي على اثنين فقط. وتجدر الإشارة إلى أنه في الحمض النووي الريبي ، تعتبر أزواج الجوانين واليوراسيل التي تتميز بروابط هيدروجينية شائعة ومواتية. تفاعلات التراص القاعدية ، التي تحاذي مدارات باي للحلقات العطرية للقواعد في اتجاه مفضل ، تعزز أيضًا تكوين الحلزون.

يؤثر استقرار الحلقة أيضًا على تكوين بنية الحلقة الجذعية. "الحلقات" التي يقل طولها عن ثلاث قواعد مستحيلة من الناحية النظرية ولا تتشكل. الحلقات الكبيرة التي لا تحتوي على بنية ثانوية خاصة بها (مثل الاقتران العقدي الكاذب) هي أيضًا غير مستقرة. طول الحلقة الأمثل يميل إلى أن يكون حوالي 4-8 قواعد طويلة. تُعرف إحدى الحلقات الشائعة مع التسلسل UUCG باسم "الحلقة الرباعية" وهي مستقرة بشكل خاص بسبب تفاعلات التراص الأساسية للنيوكليوتيدات المكونة لها.


مقدمة

عوامل الإنهاء المستقلة Rho (وتسمى أيضًا النهايات الجوهرية) في البكتيريا هي تسلسلات DNA من 30 إلى 50 زوجًا أساسًا والتي تملي إنهاء النسخ دون أي عوامل إضافية في المختبر (23). وهي تحدد النهايات الثلاثية للعديد من وحدات النسخ وتستخدم كإشارة تنظيمية قبل الجينات الهيكلية في بعض المشغلات لتعديل نسخ الجينات النهائية (للمراجعات ، انظر 19 8 6 9). تشتمل المصطلحات النهائية على تسلسل تناظر ثنائي غني بالـ GC متبوعًا بسلسلة من المخلفات T في الخيط غير المصقول. أثبتت الدراسات الطفرية والكيميائية الحيوية على العديد من أجهزة الإنهاء المستقلة Rho أن كلا من هذه العناصر الهيكلية مطلوبان لإنهاء فعال (18 12 7 32 1). وفقًا للنموذج الكلاسيكي ، يسمح تسلسل التناظر الثنائي بتشكيل بنية دبوس الشعر في نسخة RNA ويسبب مجمع استطالة متوقف مؤقتًا ، بينما يتمثل دور U-tract في تحفيز إطلاق نسخة RNA بسبب ثبات منخفض من هجين dA-rU بعد تكوين دبوس الشعر RNA الغني بالـ GC (للمراجعات ، انظر 19 35 8). اقترحت الدراسات الحديثة أن آليات إنهاء النسخ قد تكون أكثر تعقيدًا مما كان متصورًا في البداية (للمراجعات ، انظر 25 15 20).

ومع ذلك ، فإن الواقع في المختبر يحدث حدث الإنهاء في جهاز إنهاء Rho المستقل في الغالب داخل T-tract (18). أظهرت التجارب المبكرة لوضع العلامات على نبضة الحمض النووي الريبي أن النهايات الثلاثية للعديد من النبضات في الجسم الحي كانت الحمض النووي الريبي مماثلة لتلك الموجودة في في المختبر النصوص (للمراجعات ، انظر 2 27). وبالتالي ، فقد تم قبول حدوث إنهاء النسخ في أجهزة إنهاء مستقلة Rh في الجسم الحي داخل T-tract (8 21 23). ومع ذلك ، يمكن أيضًا إنشاء 3 نهاية mRNAs من خلال معالجة النسخة الأولية. بمعنى آخر ، لا يمكن استخدام التسلسل وحده لتحديد كيفية تشكيل نهايات النص 3 أو مكان حدوث الإنهاء.

نورد هنا اكتشافًا جديدًا يتعلق بـ في الجسم الحي الأحداث الجزيئية التي تحدث في موقع في المختبر هو فاصل Rho مستقل تمامًا. استخدمنا ملف crp ترميز الجين لبروتين مستقبل cAMP (CRP) لدراسة إنهاء النسخ في الجسم الحي كنظام نموذجي. لقد قمنا بتطوير نظام فاصل مزدوج حيث تم وضع فاصل ثانٍ مستقل عن Rho في اتجاه مجرى النهر crp فاصل (crp ر). ال في الجسم الحي تم تحليل النصوص بواسطة النشاف الشمالي. سمح لنا هذا النهج باستنتاج وجود وسائط عابرة للنصوص الأولية. تشير البيانات إلى أن معظم بوليميريز RNA (RNAP) يقرأ من خلال crp ر في الوضع الطبيعي وينتهي النسخ عبر منطقة واسعة في اتجاه مجرى النهر crp ر، مما يؤدي إلى نصوص أولية غير متجانسة يُفترض أن تتم معالجتها مرة أخرى إلى حجم متجانس بنهاية 3 أبعد من crp ر دبوس الشعر. قراءة النسخ في crp ر تم تخفيضه عند ترجمة crp تمت مقاطعة مرنا ، مما يشير إلى أن المنبع crp تعدل ترجمة الجينات إنهاء النسخ المستقل عن Rho عند النهاية. الأهم من ذلك ، نظهر أن إنهاء النسخ البعيد لنصوص القراءة يعتمد على crp فاصل.


البيولوجيا الجزيئية 22: "إنهاء النسخ"

مفاتيح الريبوس هي مناطق من بنية mRNA الثانوية التي يمكنها تنظيم النسخ من خلال التفاعل مع الأحماض الأمينية والوسيطات الأيضية [تمت مراجعته في Serganov & amp Nudler 2013]. أحد الأمثلة على ذلك هو btuB بتنسيق بكتريا قولونية. ال وحدة حرارية بريطانية يقوم الجين بتشفير مستقبل غشاء خارجي ينقل فيتامين ب 12. ال وحدة حرارية بريطانية يحتوي mRNA على دبوس شعر يربط فيتامين ب 12 ويعمل كمفتاح ريبوس. عند ارتباطه بفيتامين B12 ، يغير mRNA شكله بطريقة تغير إمكانية الوصول إليه. وبالتالي ، فإن هذا المحول الريبي يسمح لفيتامين ب 12 بتنظيم استيراده بشكل سلبي. يمكن أن يؤثر هذا النوع من الآلية على الترجمة ، أو يمكن أن يؤثر على إنهاء النسخ في مرنا ناشئ.

يشق RNAse H فقط ازدواج RNA-DNA ، لذلك عن طريق إضافة oligos DNA و RNAse H ، يمكنك اكتشاف ما إذا كانت منطقة من RNA أحادية الجديلة. تم استخدام هذه الطريقة في [Perdrizet 2012].

كيفية دراسة بنية الحمض النووي الريبي

يمكنك تنقية الحمض النووي الريبي من الخلية ثم تعيين هيكلها باستخدام إنزيم محدد لـ ssRNA وآخر خاص بـ dsRNA. تسمى هذه الطريقة PARS [Kertesz 2010]. هناك عمل أحدث من المختبرين كانا رائدين في هذا أيضًا [Wan 2014]. لقد وجدوا أن تسلسلات الترميز في mRNAs أكثر تنظيماً من UTRs ، ويتوقعون أن تكون هذه آلية متطورة لمنع بدء الترجمة من مواقع البدء غير المرغوب فيها.

يتمثل أحد قيود PARS في أنك تستخدم الإنزيمات ، وعليك القيام بذلك في المختبر. طور مختبر جوناثان وايزمان طريقة جديدة تنطبق على الخلايا الحية [روسكين 2014]. يستخدمون مادة كيميائية تسمى كبريتات ثنائي ميثيل (DMS) ، والتي ستعمل على تعديل A و C بشكل انتقائي غير المقترنين بالقاعدة. التعديلات تتسبب في توقف النسخ العكسي. لذلك إذا قمت بإجراء تحويل عكسي ، فستحصل على cDNAs التي تنتهي عند كل قاعدة معدلة. لذلك من خلال تسلسل cDNAs وتحديد مواقعها النهائية ، يمكنك معرفة مكان تعرض As و Cs.

كشفت هذه التجارب أنه في المتوسط ​​، في الجسم الحي هياكل الحمض النووي الريبي أقل تنظيماً مما نراه في المختبر. ما زلنا لا نعرف السبب تمامًا - فقد يتعلق الأمر بالريبوزومات التي تقوم بالترجمة النشطة ، أو بنية فك حوامات الحمض النووي الريبي ، أو ببروتينات ربط الحمض النووي الريبي.

إنهاء النسخ

يخدم إنهاء النسخ عدة أغراض:

  • يحرر RNA pol II ليذهب لنسخ جين مختلف
  • منع تداخل النسخ (؟)
  • تنظيم التعبير الجيني عن طريق إنهاء المنبع من الجين في بعض الأحيان

يظل إنهاء النسخ عملية غامضة ومجالًا نشطًا للتحقيق. الأسئلة المفتوحة حاليًا هي كيف "يقرر" RNA pol II إنهاء النسخ ، وما هي بالضبط آلية الإنهاء في حقيقيات النوى.

هناك آليتان لإنهاء النسخ في بدائيات النوى: إنهاء جوهري و الإنهاء المعتمد على Rho [سانتانجيلو وأمبير أرتسيموفيتش 2011].

الإنهاء الجوهري هو عملية سلبية تتوسطها دبابيس الشعر في الحمض النووي الريبي الناشئ ويمكن تعديلها بواسطة المحولات الريبية أو بروتينات ربط الحمض النووي الريبي أو الريبوسومات.

الإنهاء المعتمد على عامل Rho هو عملية نشطة لا تزال آليتها غير معروفة تمامًا.

تتمثل إحدى طرق دراسة اعتماد الإنهاء على البنية الثانوية للحمض النووي الريبي في تطبيق قوة شد على الحمض النووي الريبي عبر مقبض الحمض النووي - إذا قمت بسحبها ، فستتراجع الحلقات الموجودة في الحمض النووي الريبي [Larson 2008].

في حقيقيات النوى ، نعلم أن إنهاء النسخ يتكون من خطوتين:

  1. قص النسخة الوليدة في موقع polyadenylation
  2. افصل RNA pol II عن DNA †

† RNA pol II في الواقع متواصل لفترة من الوقت بعد قص النسخة الوليدة. يتم فك الارتباط لاحقًا.

هناك تسلسل إجماعي لانقسام الرنا المرسال ولكن يمكن أن يختلف بشكل كبير. يحدث الانقسام وبولي أدينيل بشكل مشترك. يعمل الغطاء وذيل polyA معًا على تثبيت mRNA ، مما يسمح بالترجمة الفعالة. ذيول بوليا هي عادة

تحتوي نصوص الخميرة عادةً على UTRs قصيرة. تتميز UTRs للثدييات بمتوسط ​​طول أكبر ، وكذلك تباين أكبر في الطول.

أحد نماذج حقيقيات النوى هو "نموذج الطوربيد" للإنهاء ، والذي يشبه إلى حد ما الإنهاء المعتمد على Rh في بدائيات النوى.

لقد ناقشنا حتى الآن الإنهاء الأساسي في نهاية النص. يوجد أيضًا مسار للإنهاء المبكر ، والذي تم اكتشافه في الأصل لـ snoRNAs [تمت مراجعته في Jacquier 2009]. يتضمن هذا Rrp6 و "exosome النووي" وعندما يتم حذفهما ، تظهر كميات كبيرة من النصوص الجديدة. أوضحت GRO-seq أن RNA pol II يقوم بالفعل بنسخ ثنائي الاتجاه من العديد من مواقع بدء النسخ ، مما ينتج عنه mRNA الأساسي بالإضافة إلى "الحمض النووي الريبي المنبع المضاد للحساسية" (uaRNA) ولكن الحمض النووي الريبي يتحلل بسرعة.

حول إريك فالاب مينيكيل

Eric Vallabh Minikel في مهمة مستمرة مدى الحياة للوقاية من مرض البريون. وهو عالم في معهد برود في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة هارفارد.


شاهد الفيديو: الخلايا الجذعية و السكري النوع 2 - معلومات مبسطة (يونيو 2022).


تعليقات:

  1. Arsene

    عبارة رائعة للغاية

  2. Tygolar

    في رأيي. كنت مخطئا.

  3. Aescby

    رائعة ، عبارة قيّمة جدا

  4. Armen

    غريب من هذا القبيل

  5. Arick

    آسف للتدخل ... أنا على دراية بهذا الموقف. اكتب هنا أو في PM.



اكتب رسالة