پردازش RNA یوکاریوتی ٢
اهداف:
آشنایی با توالی های رونویسی شونده در RNA
آشنایی با نیمه عمر RNA
آشنایی با نحوه حذف اینترون ها
شرح درس:
در طرح " پردازش RNA یوکاریوتی 1" ذکر شد که آدنیله شدن سر mRNA 3' و گوانین دار شدن سر 5´ از مهم ترین وقایع در رونوشت اولیه است. اما پردازش های دیگری نیز روی mRNA انجام می شود. زیرا در این مولکول قطعاتی وجود دارند که فاقد اطلاعات ژنتیکی بوده و باید حذف شوند. به این قسمت ها اینترون گفته می شود که توسط آنزیم های مشخصی حذف می شوند. اما سوالی که پیش می آید این است که سلول چگونه قسمت هایی که باید از رونوشت اولیه حذف شوند را شناسایی می کند و آنزیم ها آن ها را حذف می کنند؟
اینترون ها فاقد اطلاعات ژنتیک اند و شباهت کمی بین توالی اینترون های مختلف وجود دارد اما توالی های کوچکی در دو انتها و یا نزدیک انتهای اینترون ها در تمام اینترون ها یکسان و بسیار مشابه است که در عمل حذف اینترون ها نقش دارند.
آنزیم هایی خاصی به نام آنزیم های پیرایش گر که ذراتی بسیار کوچک ریبونوکلئوپروتئینی هسته ای یا snRNPs هستند که اینترون ها را شناسایی و آن ها را حذف می کنند. این شناخت توسط RNA موجود در snRNP انجام می پذیرد که توالی های انتهایی اینترون ها را شناسایی و با آن ها جفت می شود. در هر اینترون یک گروه از snRNP ها روی RNA جمع می شوند، اینترون ها را برش داده و زنجیره ی RNA را مجدداً به یکدیگر متصل می کنند. اینترون های برش خورده نیز به شکل یک کمند آزاد می شوند.
فیلم:
ریبونوکلئوپروتئینی هسته ای یا snRNPs شامل یک سری از اجزا هستند که با هم ایجاد یک کمپلکس جهت برش قطعاتی از RNA را می کنند. برخی از آن ها کار شناسایی ، برخی کار ایجاد لوپ و برخی کار برش را انجام می دهند.
اما حالا که متوجه شدیم اینترون ها باید حذف شوند زیرا فاقد اطلاعات ژنتیکی هستند، چه نیازی به خلق اینترون ها در بین اگزون ها بوده است؟ وجود این اینترون ها انرژی سلول را می گیرد تا رونویسی شوند و سپس توسط snRNPs بریده و حذف شوند. تمام این مراحل نیاز به صرف انرژی دارد و به نظر می رسد بیهوده باشد. اما باید بدانید که وجود اینترون های متعدد در DNA نوتركیبی بین اگزون های ژن های مختلف را امکان پذیر تر می کند. این بدان معنی است که ژن های جدید می توانسته اند با ترکیب قسمت هایی از ژن هایی که قبلاً وجود داشته اند سریع تر ظاهر شوند.
در واقع بسیاری از پروتئین های موجود در سلول های امروزه مجموعه ای از تکه های پروتئینی بوده اند. پیرایش در یوکاریوت ها بسیار مفید است زیرا رونوشت های اولیه ی بسیاری از ژن ها می تواند به روش های متعددی پیرایش شوند و در نتیجه RNA های پیامبر جدید تشکیل شود که بستگی به نوع سلولی که ژن در آن است بیان می شود دارد. نتیجه این امر ایجاد پروتئین های مختلفی از یک ژن تولید می شود و سبب می گردد تا ژنوم یوکاریوت ها به پتانسیل بالایی افزایش یابد.
عمر یک RNA پیامبر تا چه مدتی است؟
میزان پروتئینی که در یک سلول وجود دارد تحت تاثیر مدت زمانی است که مولکول RNA پیامبر آن پروتئین در سلول وجود دارد. اما سرنوشت نهایی تمام RNA های پیامبر تجزیه به نوکلئوتید هاست. اما اینکه هر RNA پیامبر چه طول عمری دارد به توالی نوکلئوتیدی آن و نوع سلول که در آن تولید شده است دارد. طول عمر mRNA ها در باکتری حدود سه دقیقه است اما در یوکاریوت ها این زمان طولانی تر (تا چندساعت) است. به طور کلی پروتئین های که به میزان زیاد ساخته می شوند دارای mRNA های با طول عمر بالا هستند مانند بتا-گلوبین.
