محقق : عاطفه ترابی ، مامایی 87
ساختمان شیمیایی و فضایی RNA
RNA ، مخفف اسید ریبونوکلئیک است که یکی از انواع اسید های نوکلئیک میباشد. در داخل سلول ها انواع مختلف ) RNAصرفنظر از انواعی که دارای ساختار های خاص هستند)، بر خلاف DNA که ساختمان مار پیچ دو رشته ای دارد ، معمولا یک رشته ای ، تقریبا صاف، بدون تا خوردگی و به صورت کلاف است. علت اصلی عدم تشکیل مارپیچ دو رشته ای RNA ،مزاحمت فضایی گروه OHمتصل به کربن شماره 2-قند ریبوز است،که مانع پیچش لازم میشود.زیرا گروه OH به طرف داخل محور مارپیچ قرار میگیرد و مانع تشکیل فرم پایدار میشود. بنا بر این حتی در مقابل DNAالگو که دقیقا مکمل RNA است، RNAنمیتواند به شکل مارپیچ به ان متصل شود.قند به کار رفته در RNA ریبوز است و در سلختمان آن باز های آلیA،U،C،G وجود دارد.( Uدر RNA و TدرDNA وجود دارد.)
نقش بیوشیمیایی هر نوع RNA
انواع RNAشامل : mRNA , rRNA , tRNA , hnRNA , snRNA , scRNA میباشد.
mRNA: mRNAها ، RNAهای پیک هستند که به صورت تک رشته ای میباشند و وظیفه اصلی پروتئین سازی را بر عهده دارند . زیرا دارای کد های ژنتیکی برای ساخت پروتئین هستند . و بعد از خروج از هسته به ریبوزوم ها متصل شده و در فرایند ترجمه،رشته پلی پپتید را میسازند.
RNA : rRNA ریبوزومی میباشند و اصلی ترین جزء تشکیل دهنده ریبوزوم ها هستند.نام ریبوزوم نیز از ریبو نوکلئیک اسید گرفته شده است.
tRNA: tRNA ها مولکول های RNA کوچکی هستند که طول انها 75 تا 85 نوکلئوتید است.وظیفه انها انتقال اسید امینه ها به داخل جایگاه خاص ریبوزوم میباشد.به همین دلیل به انها RNAناقل میگویند.در واقع عمل اصلی ترجمه در پروتئین سازی را tRNAها بر عهده دارند، زیرا از یک طرف یک کد سه تایی روی mRNAرا تشخیص میدهند و از طرف دیگر اسید امینه خاص مربوط به این کد سه تایی را حمل میکنند که به زنجیره پلی پپتید اضافه میشود.در داخل سلول های مختلف ، تعداد متفاوتی از RNAیافت میشود ولی حداقل 20 خانواده از tRNA ها وجود دارند که هر خانواده یک اسید امینه را حمل میکند.شکل کلی tRNAبه صورت برگ شبدری میباشد.اتصال اسید امینه به tRNA به وسیله انزیم خاصی به نام امینو اسیل tRNAسنتتاز انجام میشود
hnRNA: این نوع RNA ها مخصوص سلول های یوکاریوتی هستند و در داخل هسته قرار دارند.در داخل هسته RNA ها به صورت رشته های حاوی نواحی کد کننده و غیر کد کننده ساخته میشوند.به نواحی کد کننده اگزون و به نواحی غیر کد کننده اینرون می گویند.به این نوع RNAکه دارای نواحی اضافه است hnRNA می گویند،که بعد از اتمام فرایند اصلاح،تبدیل به mRNAمیشود.
snRNA:snRNA ها قطعات کوچکی ازRNA هستند که در داخل هسته قرار دارند و وظایف مختلفی را به انها نسبت می دهند.گروهی معتقدند که این RNA ها، همان پرایمر های شروع همانند سازی RNA در سلول هستند و گروهی دیگر عمل دخالت در فرایند اصلاح RNAرا به انها نسبت میدهند.گروهی نیز این قطعات را حاصل اینترون ها میدانند.
scRNA: این نوع RNAها قطعات کوچکی ازRNA هستند که در سیتوپلاسم حضور دارند.عمل انها همانند snRNA ها مشخص نیست ولی گروهی از دانشمندان معتقدند scRNA ها به عنوان قسمتی از بعضی انزیم ها عمل می کنند .
مراحل سنتز انواع RNA
در یوکاریوت ها سه نوع انزیم RNAپلی مراز وجود دارد.که هر کدام از این انزیم ها با انجام عمل رو نویسی از روی DNAالگو RNA مورد نظر را می سازند.
mRNA: وظیفه اصلی سنتز mRNA بر عهده RNAپلی مرازII است.وظیفه این انزیم علاوه بر ساختن mRNA سنتز تعداد کمی RNAکوچک مانند snRNA نیز می باشد.
rRNA: وظیفه ساخت ان بر عهده RNAپلی مراز Iاست.
tRNA: وظیفه ساخت این نوع RNAبر عهده RNAپلی مراز IIIمیباشد.
مراحل تجزیه RNA
همانطور که گفته شد، گروه OHمتصل به کربن شماره 2-قند ریبوز، مانع پیچش RNAمیشود،زیرا گروه OHبه طرف داخل محور مارپیچ قرار میگیرد .همین خاصیت RNA باعث عدم پایداری ان در محیط قلیایی میشود،به طوریکه RNAدر محیط قلیایی به مونونوکلئوتید ها میشود.در حالیکه DNAدر محیط قلیایی فقط به صورت تک رشته در میاید و تجزیه نمیشود.
در مورد mRNA باید گفت که پایداری ان کم است به طوریکه گاهی پس از 2 دقیقه بوسیله RNase ها تجزیه میشود.به همین دلیل استخراج ان مشکل است،گاهی هنوز ترجمه قسمت انتهایی ان تمام نشده که ابتدای ان تجزیه میشود.ولی در یوکاریوت ها با مکانیسم های خاص پایداری ان افزایش یافته است و گاهی به 10 ساعت هم میرسد..
rRNAها نسبت به mRNA ها پایدارترند.همچنین پروتئین های ریبوزومی نیز به انها متصل شده و پایداری انها را بیشتر میکنند و همیینطور باعث عدم تجزیه انها در مقابل RNase ها میشوند.
کنترل نسخه برداری
غالبا تنظیم بیان ژن در یوکاریوت ها ، هنگام رونویسی است.در یوکاریوت ها، بر خلاف پروکاریوت ها ،انزیم RNA پلی مراز به تنهایی نمیتواند راه انداز را شناسایی کند.شناسایی راه انداز به کمک پروتئین های مخصوصی به نام عوامل رونویسی صورت میگیرد.عوامل رونویسی متعددند و ترکیب های مختلفی از آنها ایجاد میشود.این ترکیب ها ، نقش های مختلفی را در تنظیم بیان ژن دارند.
گروهی از عوامل رونویسی به راه انداز متصل میشوند و بعد آنزیم RNA پلیمراز به آنها می پیوندد.در یوکاریوت ها علاوه بر راه انداز معمولا توالی های دیگری ازDNA نیز در رونویسی دخالت دارد که عوامل رونویسی به آنها نیز متصل می شوند.افزاینده بخشی از مولکول DNA است که به کمک عوامل رونویسی متصل به آن،عمل رونویسی را تقویت میکند.افزاینده بر خلاف راه انداز ، ممکن است هزاران نوکلئوتید از ژن فاصل داشته باشد.در این صورت این پرسش مطرح میشود که افزاینده چگونه اثر خود را بر ژن اعمال میکند؟
افزاینده و عوامل رونویسی متصل به آن (موسوم به فعال کننده ) با تشکیل یک حلقه درDNA در کنار RNA پلی مراز و سایر عوامل رونویسی روی راه انداز قرار میگیرند.با قرار گرفتن کلیه این عوامل در کنار هم، عوامل رونویسی که به توالی افزاینده متصل هستند ، میتوانند عوامل رونویسی متصل به راه انداز را فعال کنند.
