Back to chapter

11.10:

RNA المتفاعل مع Piwi - بى اى ار ان ايه

JoVE Core
Biologia Molecular
É necessária uma assinatura da JoVE para visualizar este conteúdo.  Faça login ou comece sua avaliação gratuita.
JoVE Core Biologia Molecular
piRNA – Piwi-interacting RNAs

Idiomas

COMPARTILHAR

وحدات دى إن أيه القابلة للنقل،أو وحدات جينية متنقلة،تظهر حركة عشوائية في جميع أنحاء الجينوم. هذه العناصر المدرجة والتى تعطل الجين يمكن أن ينتج عنها عدم إستقرار الجينوم،الذي يكون خطراًعلى الخلية. في الخلايا الجسدية،عدم إستقرار الجينوم المستحث بالوحدات الجينية المتنقلة يبقى محدود لجيل واحد.ومع ذلك،في الخلايا الجرثومية،هذه التغييرات يمكن تمريرها إلى أجيال المستقبل مما يؤدي إلي تأثيرات ضارة. العناصر القابلة للنقل المخصصة للخلايا الجرثونية يتم إسكاتها بواسطة آر إن إيه التنظيمية الغير مشفرة الصغيرة المعروفة باسم آر إن أيه المتفاعل بيوي أو بيرنا بيرنا تُعد أساسية لتطور الخلايا الجرثومية بشكل صحيح،وقد يتسبب غيابهم في العقم في الحيوانات. بيرنا هى نوع من آر إن إيه الكاتمة والتى تختلف عن الميكرو آر إن إيه وإس آى آر إى أيه بثلاثة خصائص محددة الطول،آلية المعالجة،والربط مع عائلة البروتينات الفرعية الأرجونات ويتراوح طول piRNA من 24 إلى 32 نيوكليوتيدة،أطول من كلا و والتى عادة يتراوح طولهم من 20 إلى 25 نيوكليتيدة.تتم معالجة piRNA من أحادي الشريط بدون دايسر. بينما كلا من و تتم معالجتهم من آر إن إيه ثنائى الشريط بالدايسر. كل من هؤلاء الثلاث أنواع من آر إن أيه غير مشفر يرتبط ببروتينات عائلة الارجونات.لكن بى آى آر إن أيه ترتبط بالعائلة الفرعية بينما ترتبط و ببروتينات العائلة الفرعية بى آى آر إن أيه تنشأ من مجموعات بى آى آر إن أيه مناطق محددة فى الجينوم الغنية بوحدات جينية متنقلة. وقد اقترحت مرحلتان لنشوء بى آى آر إن أيه مسار المعالجة الأساسي وحلقة التضخيم. في مرحلة المعالجة الأساسية, المستنسخات من مجموعات بى آى آر إن أيه تستخدم لإنتاج بى آى آر إن أيه.هذه العناصر يتم تحميلها على بروتينات بيوى المختارة ليكوّن شكل بديل من مركب الإسكات المستحث آر إن أيه. ومن ثم بى آى آر إن أيه الرئيسي يساهم فى حلقة التضخيم ليزيد سريعاًتركيز ال بى آى آر إن أيه. بي ريسك يرتبط ويشطر الهدف التكميلي آر إن إيه مكون النهاية 5`لل بى آى آر إن ايه الثانوى قبل الناضج.النهاية-3`لل بى آى آر إن أيه تتم معالجتها بعد ذلك بواسطة بروتينات بيوى أخرى لينتج بى آى آر إن أيه ناضج ثانوى. هذه العملية تكرر نفسها, مما ينتج عنه تضخيم كلا من شريط الإحساس ومضاد شريط الإحساس الخاص ب بيرنا piRNA.

11.10:

RNA المتفاعل مع Piwi - بى اى ار ان ايه

الحمض النووي الريبي المتفاعل مع PIWI ، أو piRNAs ، هو أكثر أنواع الحمض النووي الريبي قصيرة المدى غير المشفرة وفرة. تم العثور على أكثر من 20000 جين في البشر يرمز إلى piRNAs بينما تم العثور على 2000 جين فقط لـ miRNAs. يمكن للـ piRNAs العمل في مستويات النسخ وما بعد النسخ ولها دور حيوي في إسكات العناصر القابلة للنقل الموجودة في الخلايا الجرثومية.كما أنها تشارك في إسكات وتنشيط الوراثة اللاجينية. في السابق ، كان يُعتقد أنها تعمل فقط في الخلايا الجرثومية ولكن الأدلة الجديدة تشير إلى أنها موجودة أيضًا بأعداد منخفضة نسبيًا في الخلايا الجسدية وتتحكم بفعالية في التعبير الجيني.

سميت piRNAs بسبب ارتباطها ببروتينات PIWI ، وهي فصيلة فرعية من فئة البروتينات أرغونوت. يسمى هذا المركب بمركب الإسكات الناجم عن piRNA (piRISC). في ذبابة الفاكهة ، هناك ثلاثة أنواع من بروتينات PIWI & # 8211 ؛ Piwi و أوبرجين و AGO3 ، وكل من هذه البروتينات تربط piRNAs بأطوال مختلفة. كما لوحظ وجود بروتينات PIWI في الثدييات والفئران ، تسمى Miwi و Mili و Miwi2.

يتم نسخ piRNAs من مجموعات piRNA ، مناطق محددة من الجينوم. يتم نقل النصوص الناتجة إلى السيتوبلازم ، وتنقسم نسخ piRNA إلى أجزاء قصيرة. يتم بعد ذلك تحميل هذه النصوص القصيرة على بروتينات Piwi أو أوبرجين ومعالجتها بشكل أكبر في 3 & # 39 ؛ تنتهي بآلية غير معروفة لتوليد piRNAs الأولية الناضجة. يتم نقل مجمعات Piwi-piRNA مرة أخرى إلى النواة لإسكات الينقولات. في المقابل ، تشارك مجمعات أوبرجين-piRNA في المرحلة الثانية من التكوُّن الحيوي للـ piRNA ، والمعروفة باسم مسار تضخيم ping-pong.

يربط مركب أوبرجين-piRNA النصوص التكميلية ويشقها ، ثم يتم تحميل الأجزاء المشقوقة الناتجة على بروتين PIWI آخر ، AGO3. ثم تتم معالجة مركب AGO3-piRNA بشكل أكبر عند 3 & # 39 ؛ نهاية لتوليد بيرنا ثانوي ناضج. مثل مجمع أوبرجين-piRNA ، يمكن لـ AGO3-piRNA الناضج أن يشق النصوص التكميلية. تشارك فئة أخرى من البروتينات ، عائلة تيودور ، أيضًا في مسار تضخيم كرة الطاولة حيث يمكن أن تعمل كسقالة لربط المكونات المطلوبة للتكوين الحيوي للبيرنا الثانوي. في ذبابة الفاكهة ، يحتوي الجسم شبه النووي الكثيف ، المعروف باسم نواج (سحابة) ، على البروتينات المطلوبة للتكوين الحيوي لمسار تضخيم ping-pong piRNA ، بما في ذلك & # 160 ؛ أوبرجين ، AGO3 ، وتيودور. لا تزال الخطوات الدقيقة والبروتينات المتضمنة في مسارات التكوُّن الحيوي للبيرنا الريباسي الأولية والثانوية قيد التحقيق.

Leitura Sugerida

  1. Ishizu, Hirotsugu, Haruhiko Siomi, and Mikiko C. Siomi. "Biology of PIWI-interacting RNAs: new insights into biogenesis and function inside and outside of germlines." Genes & Development 26, no. 21 (2012): 2361-2373.
  2. Weick, Eva-Maria, and Eric A. Miska. "piRNAs: from biogenesis to function." Development 141, no. 18 (2014): 3458-3471.
  3. Ku, Hsueh-Yen, and Haifan Lin. "PIWI proteins and their interactors in piRNA biogenesis, germline development and gene expression." National Science Review 1, no. 2 (2014): 205-218.
  4. Han, Bo W., and Phillip D. Zamore. "PiRNAs." Current Biology 24, no. 16 (2014): R730-R733.
  5. Ng, Kevin W., Christine Anderson, Erin A. Marshall, Brenda C. Minatel, Katey SS Enfield, Heather L. Saprunoff, Wan L. Lam, and Victor D. Martinez. "Piwi-interacting RNAs in cancer: emerging functions and clinical utility." Molecular Cancer 15, no. 1 (2016): 5.