Perralla

Shihni se çfarë janë "ARN -të e vogla" në fjalorë të tjerë. Shprehja e gjeneve dhe ARN -të e vogla në funksionet onkologjike të ARN -ve të vogla

Metafora që qëndron nën emrin e fenomenit të ndërhyrjes së ARN i referohet eksperimentit me petuninë, kur gjenet sintetazë të pigmenteve rozë dhe vjollce të futura artificialisht në bimë nuk rritën intensitetin e ngjyrës, por, përkundrazi, e zvogëluan atë. Në mënyrë të ngjashme, në ndërhyrjen "normale", mbivendosja e dy valëve mund të çojë në "anulim" reciprok.

Në një qelizë të gjallë, rrjedha e informacionit midis bërthamës dhe citoplazmës nuk thahet kurrë, megjithatë, të kuptuarit e të gjitha "rrjedhave" të saj dhe deshifrimi i informacionit të koduar në të është një detyrë vërtet titanike. Një nga përparimet më të rëndësishme në biologjinë e shekullit të kaluar mund të konsiderohet zbulimi i molekulave të ARN -së informative (ose matricës) (mRNA ose mRNA), të cilat shërbejnë si ndërmjetës që transferojnë "mesazhe" informative nga bërthama (nga kromozomet) në citoplazma. Roli përcaktues i ARN -së në sintezën e proteinave u parashikua në vitin 1939 nga Torbjörn Caspersson, Jean Brachet dhe Jack Schultz, dhe në 1971 George Marbaix filloi sintezën e hemoglobinës në bretkocën e vezoreve duke injektuar ARN -në e parë të izoluar të lajmit të lepurit që kodon këtë proteinë.

Në 1956-57, në Bashkimin Sovjetik, A.N. Belozersky dhe A.S. Spirin vërtetuan në mënyrë të pavarur ekzistencën e mRNA, dhe gjithashtu zbuluan se pjesa më e madhe e ARN-së në një qelizë nuk është aspak ARN matricë, por ARN ribosomale (ARNJ). ARN -ja ribozomale - lloji i dytë "kryesor" i ARN -së qelizore - formon "skeletin" dhe qendrën funksionale të ribozomeve në të gjithë organizmat; është ARN (dhe jo proteinat) ajo që rregullon fazat kryesore të sintezës së proteinave. Në të njëjtën kohë, u përshkrua dhe studioi lloji i tretë "kryesor" i ARN -së - ARN e transportit (tRNA), e cila në kombinim me dy të tjera - mRNA dhe rRNA - formojnë një kompleks të vetëm sintetizues të proteinave. Sipas hipotezës mjaft të popullarizuar të "botës së ARN -së", ishte ky acid nukleik që ishte në origjinën e jetës në Tokë.

Për shkak të faktit se ARN-ja është shumë më hidrofile sesa ADN-ja (për shkak të zëvendësimit të deoksiribozës me ribozë), është më e paqëndrueshme dhe mund të lëvizë relativisht lirshëm në qelizë, dhe për këtë arsye jep kopje të shkurtra të informacionit gjenetik (mRNA) në vendi ku fillon sinteza e proteinave. Sidoqoftë, vlen të përmendet "shqetësimi" i lidhur me këtë - ARN është shumë e paqëndrueshme. Muchshtë shumë më keq se ADN -ja, ruhet (edhe brenda qelizës) dhe degradon në ndryshimin më të vogël të kushteve (temperatura, pH). Përveç paqëndrueshmërisë "vetjake", një kontribut i madh i takon ribonukleazave (ose RNazave) - një klasë të enzimave të copëtimit të ARN -së që janë shumë të qëndrueshme dhe "të kudogjendura" - edhe lëkura e duarve të eksperimentuesit përmban mjaft nga këto enzima për të mohuar eksperiment i tërë. Për shkak të kësaj, puna me ARN është shumë më e vështirë sesa me proteina ose ADN - kjo e fundit në përgjithësi mund të ruhet për qindra mijëra vjet me pak ose aspak dëmtim.

Saktësi fantastike në punë, tridistilim, doreza sterile, qelqe laboratorike të disponueshme - e gjithë kjo është e nevojshme për të parandaluar degradimin e ARN -së, por pajtueshmëria me standarde të tilla nuk ishte gjithmonë e mundur. Prandaj, për një kohë të gjatë, "fragmentet" e shkurtra të ARN -së, të cilat kontaminuan në mënyrë të pashmangshme zgjidhjet, thjesht u injoruan. Sidoqoftë, me kalimin e kohës, u bë e qartë se, përkundër të gjitha përpjekjeve për të ruajtur sterilitetin e zonës së punës, "mbeturinat" natyrisht vazhduan të gjenden, dhe më pas doli se gjithmonë ekzistojnë mijëra ARN të shkurtër të dyfishtë. citoplazma që kryejnë funksione mjaft specifike dhe janë absolutisht të nevojshme për zhvillimin normal të qelizave dhe organizmit.

Parimi i ndërhyrjes së ARN -së

Sot, studimi i ARN -ve të vogla rregullatore është një nga fushat më të shpejta të zhvillimit të biologjisë molekulare. U zbulua se të gjitha ARN -të e shkurtra kryejnë funksionet e tyre në bazë të një fenomeni të quajtur ndërhyrje ARN (thelbi i këtij fenomeni është shtypja e shprehjes së gjeneve në fazën e transkriptimit ose përkthimit me pjesëmarrjen aktive të molekulave të vogla të ARN -së). Mekanizmi i ndërhyrjes së ARN -së është treguar shumë skematikisht në Fig. 1:

Oriz. 1. Bazat e ndërhyrjes së ARN -së
Molekulat e ARN-së me dy fije (dsRNA) janë të rralla në qelizat normale, por ato janë një hap thelbësor në ciklin jetësor të shumë viruseve. Proteina speciale Dicer, pasi ka gjetur dsRNA në qelizë, e "copëton" atë në fragmente të vogla. Rrjedha antisense e një fragmenti të tillë, e cila tashmë mund të quhet ARN ndërhyrëse e shkurtër (siRNA, nga siRNA - ARN e vogël ndërhyrëse), është e lidhur nga një kompleks proteinash të quajtura RISC (kompleksi i heshtjes i shkaktuar nga ARN), elementi qendror i të cilit është një endonukleazë e familjes Argonaute. Lidhja me siRNA aktivizon RISC dhe shkakton një kërkim në qelizë për molekulat e ADN -së dhe ARN -së plotësuese të ARN -së si model. Fati i molekulave të tilla do të shkatërrohet ose çaktivizohet nga kompleksi RISC.

Për ta përmbledhur, "copëzat" e shkurtra të ARN-ve të dyfishta të huaja (përfshirë futjen me qëllim) shërbejnë si një "model" për një kërkim dhe shkatërrim në shkallë të gjerë të ARN-ve plotësuese (dhe kjo është ekuivalente me shtypjen e shprehjes së gjenit përkatës), dhe jo vetëm në një qelizë, por edhe në fqinje. Për shumë organizma - protozoa, molusqe, krimba, insekte, bimë - ky fenomen është një nga mënyrat kryesore të mbrojtjes imune kundër infeksioneve.

Në 2006, Andrew Fire dhe Craig Mello morën Çmimin Nobel në Fiziologji ose Mjekësi për zbulimin e fenomenit të ndërhyrjes së ARN - mekanizmi i heshtjes së gjeneve me pjesëmarrjen e dsRNA. Edhe pse vetë fenomeni i ndërhyrjes së ARN -së u përshkrua shumë kohë më parë (në fillim të viteve 1980), ai ishte vepër e Zjarrit dhe Melos në skicë e përgjithshme përcaktoi mekanizmin rregullues të ARN -ve të vogla dhe përvijoi zonën e panjohur deri më tani të kërkimit molekular. Këtu janë rezultatet kryesore të punës së tyre:

Në ndërhyrjen e ARN -së, është mRNA që copëtohet (dhe asnjë tjetër);
ARN me dy fije vepron (shkakton ndarje) shumë më efikase sesa ARN me një fije. Këto dy vëzhgime parashikuan ekzistencën e një sistemi të specializuar që ndërmjetëson veprimin e dsRNA;
dsRNA plotësuese e vendit të pjekur të ARNi shkakton ndarjen e kësaj të fundit. Kjo tregoi lokalizimin citoplazmik të procesit dhe praninë e një endonukleaze specifike;
Një sasi e vogël e dsRNA (disa molekula për qelizë) është e mjaftueshme për të "fikur" plotësisht gjenin e synuar, gjë që tregon ekzistencën e një mekanizmi kaskade të katalizës dhe / ose amplifikimit.

Këto rezultate hodhën themelet për një fushë të tërë të biologjisë molekulare moderne - ndërhyrja e ARN - dhe përcaktuan vektorin e punës së shumë grupeve kërkimore në të gjithë botën për më shumë se një dekadë. Deri më tani, tre grupe të mëdha të ARN -ve të vogla janë zbuluar që luajnë në fushën molekulare për "komandën e ndërhyrjes së ARN -së". Le t'i njohim më në detaje.

Lojtari # 1 - ARN -të ndërhyrëse të shkurtra

Specifikimi i ndërhyrjes së ARN-së përcaktohet nga ARN-të ndërhyrëse të shkurtra (siRNAs)-molekula të vogla ARN me dy fije me një strukturë të përcaktuar mirë (shih Fig. 2).

siRNA -të janë evolucionarisht më të hershmet dhe janë më të përhapura në bimë, organizma njëqelizorë dhe jovertebrorë. Në vertebrorët, siRNAs praktikisht nuk gjenden në normë, sepse ato u zëvendësuan me "modele" të mëvonshme të ARN -ve të shkurtra (shih më poshtë).

siRNA - "shabllonet" për kërkimin në citoplazmë dhe shkatërrimin e molekulave të ARNi - janë 20-25 nukleotide të gjata dhe kanë një veçori të veçantë: 2 nukleotide të pa çiftëzuara në skajet 3 'dhe skajet e fosforiluara 5'. SiRNA anti-sens është në gjendje (jo në vetvete, natyrisht, por me ndihmën e kompleksit RISC) të njohë mRNA dhe të shkaktojë në mënyrë të veçantë degradimin e saj: prerja e ARNi-së së synuar ndodh gjithmonë pikërisht në një vend plotësues të 10 dhe 11 nukleotide të fillesës siRNA anti-sens.

Oriz. 2. Mekanizmi i "ndërhyrjes" së mRNA dhe siRNA
Molekulat e shkurtra të ARN-së "ndërhyrëse" mund të hyjnë në qelizë nga jashtë dhe të "priten" tashmë në vend nga ARN-të më të gjata me dy fije. Proteina kryesore e kërkuar për prerjen e dsRNA është endonukleaza Dicer. "Mbyllja" e gjenit nga mekanizmi i ndërhyrjes kryhet nga siRNA së bashku me kompleksin e proteinave RISC, i cili përbëhet nga tre proteina - endonukleazë Ago2 dhe dy proteina ndihmëse PACT dhe TRBP. Më vonë u zbulua se komplekset Dicer dhe RISC mund të përdorin si "abetare" jo vetëm dsRNA, por edhe ARN me një fije, e cila formon një fije floku me dy fije, si dhe siRNA të gatshme (kjo e fundit anashkalon fazën e "prerja" dhe lidhet menjëherë me RISC).

Funksionet e siRNAs në qelizat jovertebrore janë mjaft të ndryshme. E para dhe kryesore është mbrojtja imune. Sistemi imunitar "tradicional" (limfocitet + leukocitet + makrofagët) është i pranishëm vetëm në organizmat kompleksë shumëqelizorë. Në organizmat njëqelizorë, jovertebrorët dhe bimët (të cilat ose nuk kanë një sistem të tillë, ose është në fillimet e tij), mbrojtja imune bazohet në ndërhyrjen e ARN -së. Imuniteti i bazuar në ndërhyrjen e ARN -së nuk ka nevojë për organe komplekse për "trajnimin" e pararendësve të qelizave imune (shpretkë, timus); në të njëjtën kohë, shumëllojshmëria e sekuencave teorikisht të mundshme të ARN -së (421 variante) është e krahasueshme me numrin e antitrupave të mundshëm proteinikë të kafshëve më të larta. Për më tepër, siRNA -të sintetizohen në bazë të ARN -së "armiqësore" që infektoi qelizën, që do të thotë se, ndryshe nga antitrupat, ato menjëherë "mprehen" për një lloj të veçantë infeksioni. Dhe megjithëse mbrojtja jashtë qelizave e bazuar në ndërhyrjen e ARN nuk funksionon (të paktën, ende nuk ka të dhëna të tilla), ajo siguron imunitet ndërqelizor më shumë se në mënyrë të kënaqshme.

Para së gjithash, siRNA krijon imunitet antiviral duke shkatërruar ARNi ose ARN gjenomike të organizmave infektivë (për shembull, kështu u zbuluan siRNA në bimë). Prezantimi i ARN -së virale shkakton një amplifikim të fuqishëm të siRNA -ve specifike bazuar në molekulën abetare - vetë ARN -në virale. Për më tepër, siRNA -të shtypin shprehjen e elementeve të ndryshëm gjenetikë të lëvizshëm (MGE), që do të thotë se ato sigurojnë mbrojtje kundër "infeksioneve" endogjene. Mutacionet në gjenet e kompleksit RISC shpesh çojnë në rritjen e paqëndrueshmërisë së gjenomit për shkak të aktivitetit të lartë të MGE; siRNA mund të kufizojë shprehjen e gjeneve të veta, duke shkaktuar në përgjigje të mbishprehjes së tyre. Rregullimi i punës së gjeneve mund të ndodhë jo vetëm në nivelin e përkthimit, por edhe gjatë transkriptimit - përmes metilimit të gjeneve në histonin H3.

Në biologjinë eksperimentale moderne, rëndësia e ndërhyrjes së ARN -së dhe ARN -ve të shkurtra vështirë se mund të mbivlerësohet. Technologyshtë zhvilluar një teknologji për të "fikur" (ose rrëzuar) gjenet individuale in vitro (në kulturat e qelizave) dhe in vivo (në embrione), e cila tashmë është bërë standard de facto në studimin e çdo gjeni. Ndonjëherë, edhe për të përcaktuar rolin e gjeneve individuale në një proces, një "mbyllje" sistematike e të gjitha gjeneve kryhet me radhë.

Farmacistët gjithashtu janë interesuar për mundësinë e përdorimit të siRNA, pasi aftësia e rregullimit të drejtuar të punës së gjeneve individuale premton perspektiva të padëgjuara në trajtimin e një sërë sëmundjesh. Madhësia e vogël dhe specifikimi i lartë i veprimit premtojnë efikasitet të lartë dhe toksicitet të ulët të barnave të bazuara në ARN; megjithatë, ende nuk ka qenë e mundur të zgjidhet problemi i dërgimit të ARN në qelizat e sëmura në trup, për shkak të brishtësisë dhe brishtësisë së këtyre molekulave. Dhe megjithëse tani dhjetëra ekipe po përpiqen të gjejnë një mënyrë për t'i drejtuar këto "plumba magjikë" pikërisht në objektiv (brenda organeve të sëmura), ata ende nuk kanë arritur sukses të dukshëm. Përveç kësaj, ka komplikime të tjera. Për shembull, në rastin e terapisë antivirale, selektiviteti i lartë i veprimit të siRNA mund të jetë një "shërbim i keq" - meqenëse viruset pësojnë mutacion të shpejtë, tendosja e ndryshuar shumë shpejt do të humbasë ndjeshmërinë ndaj siRNA të zgjedhur në fillim të terapisë: dihet se zëvendësimi i vetëm një nukleotidi në siRNA çon në një rënie të konsiderueshme të efektit të ndërhyrjes.

Në këtë pikë, ia vlen të kujtojmë edhe një herë - siRNAs u gjetën vetëm në bimë, jovertebrore dhe organizma njëqelizorë; megjithëse homologët e proteinave për ndërhyrjen e ARN -së (Dicer, kompleksi RISC) janë gjithashtu të pranishëm në kafshët më të larta, siRNA nuk u zbuluan me metoda konvencionale. Çfarë surprize ishte kur analogët sintetikë të siRNA të futur artificialisht shkaktuan një efekt të fortë të varur nga doza specifike në kulturat e qelizave të gjitarëve! Kjo do të thoshte se në qelizat vertebrore, ndërhyrja e ARN -së nuk u zëvendësua nga sisteme imune më komplekse, por evoluoi së bashku me organizmat, duke u bërë diçka më e "avancuar". Rrjedhimisht, tek gjitarët ishte e nevojshme të kërkohej jo për analogët e saktë të siRNA, por për pasardhësit e tyre evolucionarë.

Lojtari # 2 - mikro ARN

Në të vërtetë, në bazë të një mekanizmi evolucionarisht të lashtë të ndërhyrjes së ARN -së në organizmat më të zhvilluar, janë shfaqur dy sisteme të specializuara për kontrollin e punës së gjeneve, secila duke përdorur grupin e vet të ARN -ve të vogla - microRNA (microRNA) dhe piRNA (piRNA, Piwi -NR -ja ndërvepruese). Të dy sistemet u shfaqën në sfungjerë dhe koelenterate dhe evoluan së bashku me to, duke zhvendosur siRNA dhe mekanizmin e ndërhyrjes "të zhveshur" të ARN -së. Roli i tyre në sigurimin e imunitetit është zvogëluar, pasi ky funksion u mor nga mekanizmat më të avancuar të imunitetit qelizor, në veçanti, sistemi i interferonit. Sidoqoftë, ky sistem është aq i ndjeshëm sa punon në siRNA vetë: shfaqja e ARN-ve të vogla me dy fije në qelizat e gjitarëve shkakton një "alarm" (aktivizon sekretimin e interferonit dhe shkakton shprehjen e gjeneve të varura nga interferoni, gjë që bllokon të gjithë përkthimin proceset tërësisht). Në këtë drejtim, mekanizmi i ndërhyrjes së ARN -së në kafshët më të larta ndërmjetësohet kryesisht nga microRNA dhe piRNA - molekula me një fije me një strukturë specifike që nuk zbulohen nga sistemi interferon.

Ndërsa gjenomi u bë më kompleks, microRNA dhe piRNA u përfshinë gjithnjë e më shumë në rregullimin e transkriptimit dhe përkthimit. Me kalimin e kohës, ata u zhvilluan në një sistem shtesë, të saktë dhe delikate të rregullimit të gjenomit. Ndryshe nga siRNA, microRNA dhe piRNA (zbuluar në 2001, shih Fig. 3, A-B) nuk prodhohen nga molekulat e huaja të ARN-së me dy fije, por fillimisht janë të koduara në gjenomin e organizmit pritës.

Prekursori i miRNA -s transkriptohet nga të dy vargjet e ADN -së gjenomike nga ARN polimeraza II, duke rezultuar në shfaqjen e një forme të ndërmjetme - pri -miRNA - që mbart tiparet e mRNA -së së zakonshme - m7G -cap dhe polyA -tail. Ky pararendës formon një lak me dy "bishta" me një fije dhe disa nukleotide të palidhura në qendër (Fig. 3A). Një lak i tillë i nënshtrohet një përpunimi me dy faza (Figura B): së pari, endonukleaza e Drosha-s ndërpret "bishtat" e ARN-së me një fije nga shiriti i flokëve, pas së cilës kunja e prerë (pre-mikroARN) eksportohet në citoplazmë, ku ajo njihet nga Dicer, i cili bën edhe dy prerje të tjera (një seksion me dy fije është prerë i koduar me ngjyra në Figurën 3A). Në këtë formë, mikro ARN e pjekur, ngjashëm me siRNA, përfshihet në kompleksin RISC.

Mekanizmi i veprimit të shumë miRNAs është i ngjashëm me atë të siRNA: një ARN e shkurtër (21-25 nukleotide) me një zinxhir në kompleksin e proteinave RISC lidhet me specifikë të lartë në një rajon komplementar në rajonin 3'-të pa përkthyer të mRNA-së së synuar Me Rezultatet e lidhjes rezultojnë në ndarjen e ARNi nga proteina Ago. Sidoqoftë, aktiviteti i mikro ARN -së (në krahasim me siRNA) tashmë është më i diferencuar - nëse komplementariteti nuk është absolut, ARNi e synuar mund të mos degradojë, por vetëm të bllokohet në mënyrë të kthyeshme (nuk do të ketë përkthim). I njëjti kompleks RISC gjithashtu mund të përdorë siRNA të futura artificialisht. Kjo shpjegon pse ARN -të e bëra në analogji me protozoa janë aktive edhe tek gjitarët.

Kështu, ne mund të plotësojmë ilustrimin e mekanizmit të veprimit të ndërhyrjes së ARN -së në organizmat më të lartë (bilateralisht simetrik) duke kombinuar në një figurë skemën e veprimit të mikro ARN -ve dhe siRNA -të e prezantuara bioteknologjikisht (Fig. 3B).

Oriz. 3A: Struktura e një molekule pararendëse mikro ARN me dy fije
Karakteristikat kryesore: prania e sekuencave konservative që formojnë një fije floku; prania e një kopje plotësuese (miRNA *) me dy nukleotide "ekstra" në skajin 3'; një sekuencë specifike (2-8 bp) që formon një vend njohjeje për endonukleazat. Vetë microRNA është e theksuar me të kuqe - kjo është ajo që Dicer nxjerr jashtë.

Oriz. 3B: Mekanizmi i përgjithshëm i përpunimit të mikro ARN dhe realizimi i aktivitetit të tij

Oriz. 3B: Skema e përgjithësuar e veprimit të mikro ARN -ve dhe siRNA -ve artificiale
SiRNA -të artificiale futen në qelizë duke përdorur plazmide të specializuara (duke synuar vektorin siRNA).

Funksionet e mikro ARN

Funksionet fiziologjike të mikro ARN -ve janë jashtëzakonisht të ndryshme - në fakt, ato veprojnë si rregullatorët kryesorë jo -proteinë të ontogjenezës. miRNA nuk anulojnë, por plotësojnë skemën "klasike" të rregullimit të gjeneve (induktorët, shtypësit, ngjeshja e kromatinës, etj.). Për më tepër, sinteza e miRNA-ve në vetvete është e rregulluar në një mënyrë komplekse (grupe të caktuara të miRNA-ve mund të ndizen nga interferonet, interleukinat, faktori i nekrozës tumorale α (TNF-α) dhe shumë citokina të tjera). Si rezultat, një rrjet me shumë nivele i akordimit të "orkestrës" të mijëra gjeneve, i mahnitshëm në kompleksitetin dhe fleksibilitetin e tij, po shfaqet, por kjo nuk përfundon as këtu.

miRNA -të janë më "universale" sesa siRNA -të: gjenet "ward" nuk duhet të jenë 100% plotësuese - rregullimi kryhet edhe me ndërveprim të pjesshëm. Sot, një nga temat më të nxehta në biologjinë molekulare është kërkimi i mikro ARN -ve që veprojnë si rregullatorë alternativë të proceseve të njohura fiziologjike. Për shembull, miRNA të përfshira në rregullimin e ciklit qelizor dhe apoptozën në bimë, Drosophila dhe nematodat tashmë janë përshkruar; te njerëzit, mikro ARN -të rregullojnë sistemin imunitar dhe zhvillimin e qelizave burimore hematopoietike. Përdorimi i teknologjive të bazuara në biokipet (shfaqja e mikro-grupit) ka treguar se në faza të ndryshme të jetës së qelizave, pishina të tëra të ARN-ve të vogla ndizen dhe fiken. Për proceset biologjike, janë identifikuar dhjetëra mikro ARN specifike, niveli i shprehjes i të cilave ndryshon mijëra herë në kushte të caktuara, duke theksuar kontrollueshmërinë e jashtëzakonshme të këtyre proceseve.

Deri kohët e fundit, besohej se mikro ARN -të shtypin vetëm - tërësisht ose pjesërisht - punën e gjeneve. Sidoqoftë, kohët e fundit doli që efekti i mikro ARN mund të jetë drastikisht i ndryshëm në varësi të gjendjes së qelizës! Në një qelizë që ndahet në mënyrë aktive, microRNA, e lidhur me sekuencën plotësuese në rajonin 3'të mRNA, pengon sintezën e proteinave (përkthim). Sidoqoftë, në një gjendje pushimi ose stresi (për shembull, kur rriteni në një mjedis të varfër), e njëjta ngjarje çon në efektin e kundërt - një rritje në sintezën e proteinave të synuara!

Evolucioni i mikro ARN

Numri i varieteteve të mikro ARN në organizmat më të lartë ende nuk është vërtetuar plotësisht - sipas disa të dhënave, ai tejkalon 1% të numrit të gjeneve që kodojnë proteina (tek njerëzit, për shembull, ata flasin për 700 mikro ARN, dhe ky numër është vazhdimisht në rritje). mikro ARN -të rregullojnë aktivitetin e rreth 30% të të gjitha gjeneve (objektivat për shumë prej tyre nuk dihen ende), dhe ka molekula të kudogjendura dhe të veçanta për indet - për shembull, një grup i tillë i rëndësishëm i mikro ARN -ve rregullon pjekurinë e qelizave burimore të gjakut Me

Profili i gjerë i shprehjes në inde të ndryshme të organizmave të ndryshëm dhe bollëku biologjik i mikro ARN -ve tregojnë një origjinë të lashtë evolucionare. Për herë të parë, miRNA u zbuluan në nematodë, dhe për një kohë të gjatë më vonë besohej se këto molekula shfaqen vetëm në sfungjerë dhe koelenterate; megjithatë, ato u zbuluan më vonë edhe në algat njëqelizore. Shtë interesante, ndërsa organizmat bëhen më komplekse, sasia dhe heterogjeniteti i pishinës së mikro ARN gjithashtu rritet. Kjo indirekt tregon se kompleksiteti i këtyre organizmave sigurohet, në veçanti, nga funksionimi i mikro ARN. Evolucioni i mundshëm i mikro ARN -ve është treguar në Fig. 4.

Oriz. 4. Shumëllojshmëria e mikro ARN -ve në organizma të ndryshëm
Sa më e lartë të jetë organizimi i organizmit, aq më shumë mikro ARN gjendet në të (numri në kllapa). Llojet me mikro ARN të vetme janë të theksuara me të kuqe. Sipas .

Një marrëdhënie e qartë evolucionare mund të nxirret midis siRNA dhe microRNA, bazuar në faktet e mëposhtme:

veprimi i të dy llojeve është i këmbyeshëm dhe ndërmjetësohet nga proteina homologe;
siRNA -të e futura në qelizat e gjitarëve në mënyrë specifike "fikin" gjenet e dëshiruara (pavarësisht disa aktivizimeve të mbrojtjes së interferonit);
mikro ARN gjenden gjithnjë e më shumë në organizmat e lashtë.

Këto dhe të dhëna të tjera sugjerojnë origjinën e të dy sistemeve nga një "paraardhës" i zakonshëm. Isshtë gjithashtu interesante të theksohet se imuniteti "ARN", si një pararendës i pavarur i antitrupave të proteinave, konfirmon teorinë e origjinës së formave të para të jetës në bazë të ARN -së, dhe jo proteinave (kujtojmë se kjo është teoria e preferuar e Akademikut AS Spirin).

Ndërsa kishte vetëm dy "lojtarë" në fushën e biologjisë molekulare - siRNA dhe microRNA - "qëllimi" kryesor i ndërhyrjes së ARN -së dukej plotësisht i qartë. Në të vërtetë: një grup ARN -ve dhe proteinave të shkurtra homologe në organizma të ndryshëm kryen veprime të ngjashme; ndërsa organizmat bëhen më komplekse, funksionaliteti bëhet më kompleks.

Sidoqoftë, në procesin e evolucionit, natyra ka krijuar një sistem tjetër, evolucionalisht të fundit dhe shumë të specializuar, bazuar në të njëjtin parim të suksesshëm të ndërhyrjes së ARN -së. Ne po flasim për piRNA (piRNA, nga Piwi-ARN ndërveprim).

Sa më kompleks të jetë i organizuar gjenomi, aq më i zhvilluar dhe i përshtatur është organizmi (apo anasjelltas? ;-). Sidoqoftë, kompleksiteti në rritje i gjenomit gjithashtu ka një anë negative: sistemi kompleks gjenetik bëhet i paqëndrueshëm. Kjo çon në nevojën për mekanizma përgjegjës për ruajtjen e integritetit të gjenomit - përndryshe "përzierja" spontane e ADN -së thjesht do ta çaktivizojë atë. Elementet gjenetike të lëvizshme (MGE) - një nga faktorët kryesorë të paqëndrueshmërisë së gjenomit - janë rajone të shkurtra të paqëndrueshme që mund të transkriptohen dhe migrohen në mënyrë autonome në të gjithë gjenomin. Aktivizimi i elementeve të tillë të lëvizshëm çon në thyerje të shumta të ADN -së në kromozome, të mbushura me pasoja vdekjeprurëse.

Numri i SHE -ve rritet në mënyrë jolineare me madhësinë e gjenomit, dhe aktiviteti i tyre duhet të përmbahet. Për këtë, kafshët, duke filluar me koelenteratet, përdorin të njëjtin fenomen të ndërhyrjes së ARN -së. Ky funksion kryhet edhe nga ARN të shkurtra, megjithatë, jo ato që kemi diskutuar tashmë, por lloji i tyre i tretë, piRNA.

"Portret" i piRNA

piRNA janë molekula të shkurtra 24-30 nukleotide të gjata, të koduara në rajonet centromerike dhe telomerike të kromozomit. Sekuencat e shumë prej tyre janë komplementare me elementët gjenetikë të njohur të lëvizshëm, por ka shumë ARN të tjera që përkojnë me rajonet e gjeneve që punojnë ose me fragmente të gjenomit funksionet e të cilëve janë të panjohura.

piRNA (si dhe mikro ARN) janë të koduara në të dy vargjet e ADN -së gjenomike; ato janë shumë të ndryshueshme dhe të larmishme (deri në 500,000 (!) specie në një organizëm). Ndryshe nga siRNA dhe mikro ARN, ato formohen nga një fije e vetme me një tipar karakteristik-uracil (U) në skajin 5'dhe fundin e metiluar 3'. Ka edhe dallime të tjera:

Ndryshe nga siRNA dhe microRNA, ato nuk kërkojnë përpunimin e Dicer -it;
Gjenet e piRNA janë aktive vetëm në qelizat embrionale (gjatë embrionogjenezës) dhe qelizat endoteliale përreth;
Përbërja e proteinave të sistemit piRNA është e ndryshme - këto janë endonukleazat e klasës Piwi (Piwi dhe Aub) dhe një varietet i veçantë Argonaute, Ago3.

Përpunimi dhe aktiviteti i piRNAs janë kuptuar ende dobët, por tashmë është e qartë se mekanizmi i veprimit është krejtësisht i ndryshëm nga ARN -të e tjera të shkurtra - sot është propozuar një model ping -pong i punës së tyre (Fig. 5 A, B).

Mekanizmi i ping-pongut i biogjenezës së piRNA

Oriz. 5A: Pjesa citoplazmike e përpunimit të piRNA
Biogjeneza dhe aktiviteti i piRNA ndërmjetësohet nga familja Pion e endonukleazave (Ago3, Aub, Piwi). Aktiviteti i piRNA sigurohet nga të dy molekulat piRNA me një fije - sensi dhe anti -sensi - secila prej të cilave shoqërohet me një endonukleazë të veçantë Piwi. PiRNA njeh rajonin plotësues të ARN -së transpozon (fillesa blu) dhe e ndërpret atë. Kjo jo vetëm që çaktivizon transposonin, por gjithashtu krijon një piRNA të re (e lidhur me Ago3 me metilimin e skajit 3'me metilazën Hen1). Kjo piRNA, nga ana tjetër, njeh mRNA me transkriptet e grupit pararendës të piRNA (zinxhiri i kuq) - në këtë mënyrë cikli mbyllet dhe piRNA e dëshiruar prodhohet përsëri.

Oriz. 5B: piRNA në bërthamë
Përveç endonukleazës Aub, endonukleaza Piwi mund të lidhë edhe ARN pi antisense. Pas lidhjes, kompleksi migron në bërthamë, ku shkakton degradimin e transkripteve plotësuese dhe rirregullimin e kromatinës, gjë që shkakton shtypjen e aktivitetit të transpozonëve.

Funksionet PiRNA

Funksioni kryesor i piRNA është të shtypë aktivitetin MGE në nivelin e transkriptimit dhe përkthimit. Besohet se piRNA -të janë aktive vetëm gjatë embrionogjenezës, kur përzierja e paparashikueshme e gjenomit është veçanërisht e rrezikshme dhe mund të çojë në vdekjen e embrionit. Kjo është logjike - kur sistemi imunitar ende nuk ka filluar të funksionojë, qelizat e embrionit kanë nevojë për një mbrojtje të thjeshtë por efektive. Embrioni mbrohet me siguri nga patogjenët e jashtëm nga placenta (ose guaska e vezës). Por përveç kësaj, mbrojtja është e nevojshme edhe nga viruset endogjene (të brendshme), kryesisht MGE.

Ky rol i piRNA është konfirmuar nga përvoja - "nokaut" ose mutacionet e gjeneve Ago3, Piwi ose Aub çojnë në çrregullime serioze të zhvillimit (dhe një rritje të mprehtë të numrit të mutacioneve në gjenomin e një organizmi të tillë), dhe gjithashtu shkaktojnë infertiliteti për shkak të zhvillimit të dëmtuar të qelizave germinale.

Shpërndarja dhe evolucioni i piRNA

PiRNA -të e para gjenden tashmë në anemone dhe sfungjerë. Bimët me sa duket morën një rrugë të ndryshme - proteinat Piwi nuk u gjetën në to, dhe endonukleaza Ago4 dhe siRNA luajnë rolin e një surrat për transpozonët.

Në kafshët më të larta, përfshirë njerëzit, sistemi piRNA është zhvilluar shumë mirë, por mund të gjendet vetëm në qelizat embrionale dhe në endotelin amniotik. Pse shpërndarja e piRNA -ve në trup është kaq e kufizuar mbetet për t’u parë. Mund të supozohet se, si çdo armë e fuqishme, piRNA -të janë të dobishme vetëm në kushte shumë specifike (gjatë zhvillimit të fetusit), dhe në trupin e të rriturve, aktiviteti i tyre do të bëjë më shumë dëm sesa mirë. Megjithatë, numri i piRNA -ve është një rend i madhësisë më i madh se numri i proteinave të njohura, dhe është e vështirë të parashikosh efektet jospecifike të piRNA -ve në qelizat e pjekura.

Tabela përmbledhëse. Karakteristikat e të tre klasave të ARN -ve të shkurtra

	siRNA	mikro ARN	piRNA
Përhapja	Bimët, Drosophila, C. elegans... Nuk gjendet tek vertebrorët	Eukariote	Qelizat embrionale të kafshëve (duke filluar me koelenteratet). Pa protozoa dhe bimë
Gjatësia	21-22 nukleotide	19-25 nukleotide	24-30 nukleotide
Struktura	Me dy fije, 19 nukleotide plotësuese dhe dy nukleotide të palidhura në skajin 3'	Strukturë komplekse me një fije	Strukturë komplekse me një fije. U në fundin 5', 2'- O-metilizuar 3'-fund
Përpunimi	I varur nga dizeret	I varur nga dizeret	I pavarur nga ngrënia
Endonukleazë	Ago2	Ago1, Ago2	Ago3, Piwi, Aub
Aktiviteti	Degradimi i ARNi plotësuese, acetilimi i ADN -së gjenomike	Degradimi ose frenimi i përkthimit të ARNi të synuar	Degradimi i mRNA që kodon MGE, rregullimi i transkriptimit të MGE
Roli biologjik	Mbrojtja imunitare antivirale, shtypja e aktivitetit të gjeneve të veta	Rregullimi i aktivitetit të gjeneve	Shtypja e aktivitetit MGE gjatë embriogjenezës

Përfundim

Si përfundim, do të doja të jepja një tabelë që ilustron evolucionin e aparatit të proteinave të përfshirë në ndërhyrjen e ARN -së (Fig. 6). Mund të shihet se protozoarët kanë sistemin më të zhvilluar siRNA (familjet e proteinave Ago, Dicer), dhe ndërsa organizmat bëhen më komplekse, theksi zhvendoset në sistemet më të specializuara - numri i izoformave të proteinave për mikro ARN (Drosha, Pasha) dhe piRNA (Piwi, Hen1) rritet. Në të njëjtën kohë, shumëllojshmëria e enzimave që ndërmjetësojnë veprimin e siRNA zvogëlohet.

Oriz. 6. Shumëllojshmëria e proteinave të përfshira në ndërhyrjen e ARN -së dhe
Numrat tregojnë sasinë e proteinave në secilin grup. Elementet karakteristikë të siRNA dhe mikro ARN janë të theksuara me ngjyrë blu, dhe proteinat e lidhura me piRNA janë të theksuara me të kuqe. Sipas .

Fenomeni i ndërhyrjes së ARN -së tashmë ka filluar të përdoret nga organizmat më të thjeshtë. Në bazë të këtij mekanizmi, natyra ka krijuar një prototip të sistemit imunitar, dhe ndërsa organizmat bëhen më komplekse, ndërhyrja e ARN -së bëhet një rregullator i domosdoshëm i aktivitetit të gjenomit. Dy mekanizma të ndryshëm plus tre lloje të ARN -ve të shkurtra (shiko tabelën përmbledhëse) - si rezultat, ne shohim mijëra rregullatorë delikatë të rrugëve të ndryshme metabolike dhe gjenetike. Kjo pamje goditëse ilustron shkathtësinë dhe përshtatjen evolucionare të molekulave sistemet biologjike... ARN -të e shkurtra përsëri dëshmojnë se nuk ka "gjëra të vogla" brenda qelizës - ka vetëm molekula të vogla, rëndësinë e plotë të rolit të të cilave ne sapo kemi filluar ta kuptojmë.

Vërtetë, një kompleksitet i tillë fantastik flet më shumë për faktin se evolucioni është "i verbër" dhe funksionon pa një "plan të përgjithshëm" të para-miratuar.

Letërsi

Gurdon J.B., Lane C.D., Woodland H.R., Marbaix G. (1971). Përdorimi i vezëve dhe vezëve të bretkosës për studimin e ARN -së së dërguar dhe përkthimin e tij në qelizat e gjalla. Natyra 233,177-182;
Spirin A.S. (2001). Biosinteza e proteinave, bota e ARN -së dhe origjina e jetës. Buletini RAN 71, 320-328;
Elementet: "Gjenomet mitokondriale të plota të kafshëve të zhdukura tani mund të nxirren nga flokët";
Zjarri A., Xu S., Montgomery M.K., Kostas S.A., Shoferi S.E., Mello C.C. (1998). Ndërhyrje gjenetike e fuqishme dhe specifike nga ARN me dy fije në Caenorhabditis elegans... Natyra 391, 806-311;
Biomolekula: "Mikro ARN -të u zbuluan për herë të parë në një organizëm njëqelizor";
Covey S., Al-Kaff N., Lángara A., Turner D. (1997). Bimët luftojnë infeksionin duke heshtur gjenet. Natyra 385, 781-782;
Biomolekula: "Dyfishtë molekulare: gjenet njerëzore punojnë për virusin e gripit";
Ren B. (2010). Transkriptimi: Përmirësuesit bëjnë ARN jo-koduese. Natyra 465,173-174;
Taganov K.D., Boldin M.P., Chang K.J., Baltimore D. (2006). Induksioni i varur nga NF-κB i microRNA miR-146, një frenues që synon sinjalizimin e proteinave të përgjigjeve imune të lindura. Proc Natl. Akad Shkenca SHBA. 103,12481-12486;
O'Connell R.M., Rao D.S., Chaudhuri A.A., Boldin M.P., Taganov K.D., Nicoll J., Paquette R.L., Baltimore D. (2008). Shprehja e qëndrueshme e microRNA-155 në qelizat burimore hematopoietike shkakton një çrregullim mieloproliferativ. J. Exp. Med 205, 585-594;
Biomolekula: "mikro ARN - sa më larg në pyll, aq më shumë dru zjarri";
Elementet: "Komplikimi i organizmit te kafshët e lashta u shoqërua me shfaqjen e molekulave të reja rregullatore";
Grimson A., Srivastava M., Fahey B., Woodcroft B.J., Chiang H.R., King N., Degnan B.M., Rokhsar D.S., Bartel D.P. (2008). Origjina e hershme dhe evolucioni i mikro ARN-ve dhe ARN-ve ndërvepruese të Piwi në kafshë. Natyra 455, 1193-1197.
Aravin A., Hannon G, Brennecke J. (2007). Rruga Piwi-piRNA siguron një mbrojtje adaptive në garën e armëve transposon. Shkenca 318,761-764;
Biomolekula: "

Shkencëtarët besojnë se shprehja e pasaktë e ARN -ve të vogla është një nga shkaqet e një sërë sëmundjesh që ndikojnë shumë seriozisht në shëndetin e shumë njerëzve në të gjithë botën. Ndër sëmundjet e tilla janë kardiovaskulare 23 dhe kanceri 24. Sa i përket kësaj të fundit, kjo nuk është për t'u habitur: kanceri dëshmon për anomali në zhvillimin e qelizave dhe në fatin e tyre, dhe ARN -të e vogla luajnë një rol të rëndësishëm në proceset përkatëse. Këtu është një nga shembujt më ilustrues të ndikimit të madh që ARN -të e vogla kanë në trup në kancer. Ne po flasim për një tumor malinj, i cili karakterizohet nga shprehja e pasaktë e atyre gjeneve që veprojnë gjatë zhvillimit fillestar të organizmit, dhe jo në periudhën postnatale. Shtë një lloj tumori i trurit në fëmijëri që zakonisht shfaqet para moshës dyvjeçare. Mjerisht, kjo është një formë shumë agresive e kancerit, dhe prognoza është e dobët edhe me trajtim intensiv. Procesi onkologjik zhvillohet si rezultat i rishpërndarjes së pahijshme të materialit gjenetik në qelizat e trurit. Nxitësi, i cili zakonisht shkakton shprehje të fortë të njërit prej gjeneve që kodojnë proteinat, i nënshtrohet rekombinimit me një grup specifik të ARN -ve të vogla. Pastaj i gjithë ky rajon i riorganizuar përforcohet: me fjalë të tjera, shumë kopje të tij krijohen në gjenom. Rrjedhimisht, ARN -të e vogla të vendosura "në rrjedhën e poshtme" sesa promovuesi i zhvendosur shprehen shumë më fort sesa duhet. Niveli i përmbajtjes së ARN të vogël aktive është afërsisht 150-1000 herë më i lartë se norma.

Oriz. 18.3. ARN -të e vogla të aktivizuara nga alkooli mund të lidhen me ARN -të e dërguara që nuk ndikojnë në rezistencën e trupit ndaj alkoolit. Por këto ARN të vogla nuk lidhen me molekulat e ARN -së të dërguara që kontribuojnë në këtë rezistencë. Kjo çon në një mbizotërim relativ të proporcionit të molekulave të ARN -së të dërguara që kodojnë variacionet e proteinave të lidhura me rezistencën ndaj alkoolit.

Ky grup kodon mbi 40 ARN të ndryshme të vogla. Në fakt, kjo është në përgjithësi grupet më të mëdha të tilla të disponueshme në primatët. Zakonisht shprehet vetëm në një fazë të hershme të zhvillimit njerëzor, në 8 javët e para të jetës së embrionit. Aktivizimi i tij i fortë në trurin e foshnjës çon në një efekt katastrofik në shprehjen gjenetike. Një nga pasojat është shprehja e një proteine epigjenetike që shton modifikime në ADN. Kjo çon në ndryshime në shkallë të gjerë në të gjithë modelin e metilimit të ADN-së, dhe për këtë arsye në shprehjen jonormale të të gjitha llojeve të gjeneve, shumë prej të cilave duhet të shprehen vetëm kur qelizat e papjekura të trurit ndahen gjatë fazave të hershme të zhvillimit të trupit. Kështu fillon programi i kancerit 25 në qelizat e foshnjës.

Një komunikim i tillë midis ARN -ve të vogla dhe aparatit epigjenetik të një qelize mund të ketë një efekt domethënës në situata të tjera kur në qelizat zhvillohet një predispozitë për kancer. Ky mekanizëm me siguri çon në faktin se efekti i shprehjes së dëmtuar të ARN -ve të vogla është rritur duke ndryshuar modifikimet epigjenetike që transmetohen në qelizat bijë nga nëna. Kështu mund të formohet një skemë e ndryshimeve potencialisht të rrezikshme në karakterin e shprehjes së gjeneve.

Deri më tani, shkencëtarët nuk i kanë kuptuar të gjitha fazat e ndërveprimit të ARN -ve të vogla me proceset epigjenetike, por ata ende arrijnë të marrin disa sugjerime të veçorive të asaj që po ndodh. Për shembull, doli që një klasë e caktuar e ARN -ve të vogla që rrisin agresivitetin e kancerit të gjirit synon enzima të caktuara në ARN -të e dërguara që heqin modifikimet kryesore epigjenetike. Kjo ndryshon modelin e modifikimeve epigjenetike në qelizën e kancerit dhe prish më tej shprehjen gjenetike 26.

Shumë forma të kancerit janë të vështira për t'u gjetur në një pacient. Proceset onkologjike mund të ndodhin në vende të vështira për t'u arritur, gjë që e ndërlikon procedurën e marrjes së mostrave. Në raste të tilla, është e vështirë për mjekun të monitorojë zhvillimin e procesit të kancerit dhe përgjigjen ndaj trajtimit. Shpesh, mjekët detyrohen të mbështeten në matjet indirekte - të themi, një skanim tomografik të një tumori. Disa studiues besojnë se molekulat e vogla të ARN -së mund të ndihmojnë në krijimin e një metode të re për monitorimin e zhvillimit të tumorit, e cila gjithashtu lejon studimin e origjinës së tij. Kur qelizat e kancerit vdesin, ARN -të e vogla i lënë qelizat kur këputen. Këto molekula të vogla junk shpesh formojnë komplekse me proteina qelizore ose të mbështjella në fragmente membranat qelizore... Kjo i bën ata shumë të qëndrueshëm media e lëngshme organizëm, që do të thotë se një ARN e tillë mund të izolohet dhe analizohet. Meqenëse numri i tyre është i vogël, studiuesit do të duhet të përdorin metoda analitike shumë të ndjeshme. Sidoqoftë, asgjë nuk është e pamundur këtu: ndjeshmëria e sekuencës acidet nukleike duke u rritur vazhdimisht 27. Janë publikuar të dhëna që konfirmojnë premtimin e kësaj qasjeje në lidhje me kancerin e gjirit 28, kancerin e vezoreve 29 dhe një numër kanceresh të tjera. Analiza e ARN -ve të vogla që qarkullojnë në pacientët me kancer të mushkërive ka treguar se këto ARN ndihmojnë në dallimin midis pacientëve me një nyje të vetme pulmonare (që nuk kërkon terapi) dhe pacientëve që zhvillojnë nyje tumorale malinje (që kërkojnë trajtim) 30.

JAM. Deichman, S.V. Zinoviev, A.Yu.Baryshnikov

SHPREHJA GJENALE DHE ARN e VOGL N ONKOLOGJI

GU i kontrollon ata. N.N.Blokhina, Akademia Ruse e Shkencave Mjekësore, Moskë

P SRMBLEDHJE

Artikulli paraqet rolin e ARN -ve të vogla që kontrollojnë shumicën e funksioneve vitale të qelizës dhe organizmit, dhe lidhjen e tyre të mundshme, në veçanti, me onkogjenezën dhe mekanizmat e tjerë (përfshirë hipotetikë) ndërqelizorë të shprehjes gjenomike.

Fjalë kyçe: ARN-të e vogla, ndërhyrja e ARN-së (ARNi), ARN-ja me dy fije (lncRNA), redaktimi i ARN-së, onkogjeneza.

JAM. Deichman, S. V. Zinoviev, A. Yu. Baryshnikov.

SHPREHJA GJENE DHE RNAS T SM VOGLA N ON ONKOLOGJI

N.N. Blokhin Qendra Ruse e Kërkimit të Kancerit RAMS, Moscow

ABSTRAKT

Në rolin letrar të ARN -ve të vogla që mbikëqyrin shumicën e funksioneve vitale të qelizës dhe organizmit dhe lidhjen e mundshme të tyre në veçanti me onkogjenezën dhe mekanizmat e tjerë (përfshirë hipotetikë) ndërqelizorë të shprehjes së gjenomit është paraqitur.

Fjalët kyçe: ARN -të e vogla, ARN -të ndërhyrëse (ARNj), ARN -të me dy fije (dsRNAs), redaktimi i ARN -së, tumogjeneza.

Prezantimi

Shprehja e gjeneve individuale dhe gjenomeve të tëra të eukariotëve, përfshirë përpunimin, llojet e ndryshme të transkriptimit, spërkimit, riorganizimit, redaktimit të ARN -së, rekombinimeve, përkthimit, ndërhyrjes së ARN -së, rregullohet nga disa proteina (produkte të gjeneve rregulluese, strukturore, homeotike, faktorë transkriptimi) ), elementët e lëvizshëm, ARN dhe efektorët me peshë të ulët molekulare. ARN -të e përpunimit përfshijnë ARN, ARN, ARN, disa lloje të ARN -ve rregullatore dhe ARN të vogla.

Deri më sot, dihet që ARN -të e vogla nuk kodojnë një proteinë; ato shpesh numërohen në qindra për gjenom dhe përfshihen në rregullimin e shprehjes së gjeneve të ndryshme eukariote (qelizat burimore somatike, imune, germinale). Proceset e diferencimit janë nën kontroll (hematopoezia, angiogjeneza, adipogjeneza, miogjeneza, neurogjeneza), morfogjeneza (përfshirë fazat embrionale, zhvillimi / rritja, rregullimi fiziologjik), përhapja, apoptoza, kancerogjeneza, mutagjeneza, imunogjeneza, plakja (zgjatja e jetës), epigjenetike ; ka pasur raste të rregullimit metabolik (për shembull, glikosfingolipide). Një klasë më e gjerë e ARN-ve jo-koduese të 20-300 / 500 nukleotideve dhe RNP-të e tyre u gjetën jo vetëm në bërthamë / nukleolus / citoplazmë, por edhe në organelet qelizore që përmbajnë ADN (mitokondri shtazore; në bimë, mikro-ARN dhe konsensus për kloroplastin) transkripton sekuenca të ARN -së së vogël).

Për menaxhimin dhe rregullimin e V.N. proceset, është e rëndësishme: 1. që ARN -ja natyrore / artificiale me madhësi të vogël (ARN e vogël, ARN, etj.) dhe komplekset e tyre me proteina (RNP) janë të afta për transport qelizor dhe mitokondrial transmembranor; 2. që pas prishjes së mitokondrive, një pjesë e përmbajtjes së tyre, ARN dhe RNP, mund të përfundojnë në citoplazmë dhe bërthamë. Karakteristikat e lartpërmendura të ARN -ve të vogla (RNP), roli funksional i të cilave në procesin e studimit është vetëm në rritje, padyshim që kanë një lidhje me faktorin e vigjilencës në lidhje me kancerin dhe sëmundjet e tjera gjenetike. Në të njëjtën kohë, rëndësia e lartë e modifikimeve të kromatinës epigjenomike në shfaqjen e tumoreve u bë e qartë. Ne do të shqyrtojmë vetëm një numër shumë të kufizuar rastesh nga shumë raste të ngjashme.

ARN të vogla

Mekanizmi i veprimit të ARN -ve të vogla konsiston në aftësinë e tyre për t'u lidhur pothuajse plotësues me 3 "rajonet e pa përkthyera (3" UTR) të objektivave të mRNA (të cilat ndonjëherë përmbajnë ADN / ARN që transpozon elemente MIR / LINE 2, si dhe përsëritjet Alu të konservatore). dhe shkaktojnë ndërhyrje të ARN -së (ARNi = ARNi; në veçanti, në përgjigjen antivirale). Komplikimi, megjithatë, është se, përveç qelizave, ekzistojnë ARN të vogla të koduara me virus (herpes, SV40, të tjerë; EBV, për shembull, përmban 23, dhe KSHV - 12 miRNA) që ndërveprojnë me transkriptet e virusit dhe i ftuari. Më shumë se 5000 miRNA qelizore / virale janë të njohura në 58 specie. ARNi fillon ose degradimin (me pjesëmarrjen e kompleksit RISC, Kompleksi i heshtjes i nxitur nga ARN) përgjatë fragmenteve të fijeve të vazhdueshme të ARN-së të prekshme nga nukleazat (ARNi me ARN të dyfishtë, etj.), Ose frenim pjesërisht i kthyeshëm i lncRNA të mbështjellë me ndërprerje gjatë përkthimit të objektivat e ARNi. ARN të vogla të pjekura (nucle 15-28 nukleotide) formohen në citoplazmë nga pararendësit e tyre me gjatësi të ndryshme (dhjetëra dhe qindra nukleotide) që përpunohen në bërthamë. Për më tepër, ARN -të e vogla janë të përfshira në formimin e strukturës së heshtjes së kromatinës, rregullimin e transkriptimit të gjeneve individuale, shtypjen e shprehjes së transposoneve dhe mirëmbajtjen e strukturës funksionale të rajoneve të zgjeruara të heterokromatinës.

Ekzistojnë disa lloje kryesore të ARN -ve të vogla. Më të studiuarit janë mikro-ARN (miRNA) dhe ARN të vogla ndërhyrëse (siRNA). Përveç kësaj, midis ARN -ve të vogla, studiohen këto: piRNA -të aktive në qelizat embrionale; ARN -të e vogla ndërhyrëse të lidhura me retrotranspozonet endogjene dhe elementët përsëritës (me heterokromatizim lokal / global - duke filluar nga fazat e hershme të embrionogjenezës; ruajnë nivelin e telomereve), Drosophia rasiRNAs; shpesh të koduara nga intronet e gjeneve të proteinave dhe funksionale të rëndësishme në përkthim, transkriptim, bashkim (de- / metilim, pseudouridilim i acideve nukleike) ARN të vogla bërthamore (snRNA) dhe nukleolare (snoRNA); ARN të vogla moduluese, smRNA, me funksione pak të njohura plotësuese të motiveve NRSE që lidhin ADN-në (Elementi i Heshtësit Neuron Kufizues); transaktivizimin e ARN -ve të vogla ndërhyrëse të bimëve, tasiRNAs; ARN-të e shkurtër të flokëve, shRNA, duke siguruar ARNi afatgjatë (heshtje e qëndrueshme e gjeneve) të strukturave të gjata të lncRNA gjatë përgjigjes antivirale te kafshët.

ARN-të e vogla (miRNAs, siRNAs, etj.) Ndërveprojnë me transkriptet bërthamore / citoplazmatike të sintetizuara rishtas (rregullimi i bashkimit, përkthimi i mRNA; metilimi / pseudouridilimi i ARNJ-së, etj.) Dhe kromatina (me qeliza heterokromatike të përkohshme-lokale dhe epigjenetikisht të trashëguara). Heterokromatinizimi, në veçanti, shoqërohet me de- / metilim të ADN-së, si dhe metilim, acetilim, fosforilim dhe ubiquitination të histoneve (modifikim i "kodit të histonit").

E para ndër ARN -të e vogla u zbuluan dhe studiuan miRNA të nematodit Caenorhabditis elegans (lin -4), vetitë dhe gjenet e tyre, dhe disi më vonë - miRNA të bimës Arabidopsis thaliana. Aktualisht, ato shoqërohen me organizma shumëqelizorë, megjithëse ato tregohen në algën njëqelizore Chlamydomonas reinhardtii, dhe rrugët e ngjashme me ARN-në për të heshtur, në lidhje me mbrojtjen antivirale / të ngjashme me pjesëmarrjen e të ashtuquajturës. psiRNA -të diskutohen për prokariotët. Gjenomet e shumë eukarioteve (përfshirë Drosophila, njerëz) përmbajnë disa qindra gjene për miRNA. Këto gjene specifike të fazës / indeve (si dhe rajonet përkatëse të objektivave të ARNi) janë shpesh shumë homologe në speciet filogjenetikisht të largëta, por disa prej tyre janë specifike për prejardhjen. miRNA-të përmbahen në ekzone (kodifikimi i proteinave, gjenet e ARN-së), intronet (më së shpeshti para-ARNi), ndarësit ndërgjenikë (përfshirë përsëritjet), janë deri në 70-120 nukleotide në gjatësi (dhe më shumë) dhe formojnë struktura të flokëve të lakut / lloji i rrjedhës. Për të përcaktuar gjenet e tyre, përdoren jo vetëm qasjet biokimike dhe gjenetike, por edhe ato kompjuterike.

Gjatësia më karakteristike e "rajonit të punës" të miRNA-ve të pjekura është 21-22 nukleotide. Këto janë ndoshta gjenet më të bollshme në mesin e gjeneve kodues jo-proteinë. Ato mund të vendosen në formën e kopjeve të veçanta (më shpesh) ose grupimeve që përmbajnë shumë gjene miRNA të ngjashme ose të ndryshme, të cilat transkriptohen (shpesh nga nxitësit autonome) si një pararendës më i gjatë i përpunuar në disa hapa në miRNA -të individuale. Supozohet se ekziston një rrjet rregullues miRNA që kontrollon shumë procese biologjike themelore (përfshirë tumogjenezën / metastazën); ndoshta të paktën 30% e gjeneve të shprehura njerëzore rregullohen nga miRNA.

Ky proces përfshin enzima të ngjashme me RNase-III të LncRNA Drosha (ribonukleazë bërthamore; fillon përpunimin e ARN-ve intronike pas bashkimit të transkriptit kryesor) dhe Dicer, i cili funksionon në citoplazmë dhe prish / degradon, përkatësisht, paraprakisht fije floku miRNAs (për të pjekur miRNAs) dhe strukturat e mëvonshme të krijuara miRNA / hRNA hibride. ARN të vogla, së bashku me disa proteina (përfshirë vn. RNases, proteina të familjes AGO, transmethylases / acetylases, etj) dhe me pjesëmarrjen e të ashtuquajturve. Komplekset e ngjashme me RISC dhe RITS (e dyta shkakton heshtje transkriptuese) janë, përkatësisht, të afta të shkaktojnë ARNi / degradim dhe heshtje të mëvonshme të gjeneve në nivelet e ARN-së (para / gjatë përkthimit) dhe ADN-së (gjatë transkriptimit të heterokromatinës).

Çdo miRNA çiftëzohet potencialisht me objektiva të shumtë, dhe secili objektiv kontrollohet nga një numër miRNAs (e cila ngjan me redaktimin para-mRNA të ndërmjetësuar nga gRNA në kinetoplastet e tripanozomeve). Analiza in vitro tregoi se rregullimi i miRNAs (si dhe redaktimi i ARN-së) është një modulues kyç post-transkriptues i shprehjes së gjeneve. MiRNA të ngjashme që konkurrojnë për një objektiv janë transregullatorët e mundshëm të ndërveprimeve ARN-ARN dhe ARN-proteinë.

Tek kafshët, ARN -të janë studiuar më së miri për nematodën Caenorhabditis Elegans; janë përshkruar më shumë se 112 gjene. Mijëra siRNA endogjene u gjetën gjithashtu këtu (pa gjene; të lidhura, në veçanti, me transkriptet dhe transpozonet e ndërmjetësuara nga spermatogjeneza). Të dy ARN-të e vogla të organizmave shumëqelizorë mund të gjenerohen nga ARN polimerazat që shfaqin aktivitetin (jo homologjinë) e RdRP-II (si për shumicën e ARN-ve të tjera) dhe llojet RdRP-III. ARN-të e vogla të pjekura janë të ngjashme në përbërje (përfshirë terminalin 5 "-fosfatet dhe 3" -OH), gjatësinë (zakonisht 21-22 nukleotide) dhe funksionin, dhe mund të konkurrojnë për një objektiv të vetëm. Megjithatë, degradimi i ARN -së, dhe me komplementaritetin e plotë të synuar, është më shpesh i lidhur me siRNA -të; shtypja përkthimore, me pjesëz, zakonisht 5-6 nukleotide, komplementaritet me miRNA; dhe pararendësit, respektivisht, janë ekzo / endogjenë (qindra / mijëra nukleotide) për siRNA, dhe zakonisht endogjene (dhjetëra / qindra nukleotide) për miRNA dhe biogjeneza e tyre është e ndryshme; megjithatë, në disa sisteme këto dallime janë të kthyeshme.

ARNi, të ndërmjetësuar nga siRNA dhe miRNA, ka një sërë rolesh natyrore: nga rregullimi i shprehjes së gjeneve dhe heterokromatinës deri te mbrojtja e gjenomit kundër transpozonëve dhe viruseve; por siRNA dhe disa miRNA nuk ruhen midis specieve. Në bimët (Arabidopsis thaliana), u gjetën këto: siRNA që korrespondojnë me të dy gjenet dhe rajonet ndërgjenike (përfshirë ndarësit, përsëritjet); një numër i madh i vendeve potenciale të gjenomit për lloje të ndryshme të ARN -ve të vogla. Në nematodat, të ashtuquajturat. të ndryshueshme të shprehura në mënyrë autonome 21Y-ARN (dasRNA); ata kanë monofosfat 5 "-Y, përbëjnë 21 nukleotide (20 prej tyre janë të ndryshueshme) dhe janë të vendosura midis ose brenda introneve të gjeneve kodues të proteinave në më shumë se 5700 vende në dy rajone të kromozomit IV.

MiRNA luajnë një rol të rëndësishëm në shprehjen e gjeneve në shëndet dhe sëmundje; te njerëzit - të paktën 450-500 nga këto gjene. Lidhur zakonisht me rajone 3 "UTR të mRNA (objektiva të tjerë), ato mund të jenë në mënyrë selektive dhe sasiore (në veçanti, kur hiqni nga qarkullimi produktet e gjeneve me shprehje të ulëta), të bllokoni punën e disa gjeneve dhe aktivitetin e gjeneve të tjera. ARN ( dhe objektivat e tyre) ndryshojnë në mënyrë dinamike gjatë ontogjenezës, diferencimit të qelizave dhe indeve. Këto ndryshime janë specifike, në veçanti, gjatë kardiogjenezës, procesi i optimizimit të madhësisë së gjatësisë së dendritit dhe numrit të sinapseve të qelizave nervore (me pjesëmarrjen e miRNA- 134, ARN të tjera të vogla). Zhvillimi i shumë patologjive (onkogjeneza, imunodeficienca, sëmundjet gjenetike, parkinsonizmi, sëmundja e Alzheimerit, çrregullimet oftalmike (retinoblastoma, etj.) Të lidhura me infeksione të natyrës së ndryshme) Numri i përgjithshëm i ARN -ve të zbuluara po rritet shumë më shpejt sesa përshkrimi i rolit të tyre rregullator dhe lidhja me objektiva të veçantë ...

Analiza kompjuterike parashikon qindra objektiva mRNA për miRNA individuale dhe rregullimin e ARNi individuale nga miRNA të shumta. Kështu, ARN-të mund t'i shërbejnë qëllimit të eliminimit të transkriptimeve të gjeneve të synuara, ose rregullimit të imët të shprehjes së tyre në nivelet transkriptuese / përkthimore. Konsideratat teorike dhe rezultatet eksperimentale mbështesin ekzistencën e roleve të ndryshme për ARN.

Një listë më e plotë e aspekteve që lidhen me rolin themelor të ARN -ve të vogla në eukariotët në proceset e rritjes / zhvillimit dhe në disa patologji (përfshirë epigjenomikën e kancerit) janë pasqyruar në rishikim.

ARN të vogla në Onkologji

Proceset e rritjes, zhvillimit, përparimit dhe metastazës së tumoreve shoqërohen nga shumë ndryshimet epigjenetike duke u zhvilluar në ndryshime më të rralla gjenetike të trashëguara vazhdimisht. Mutacionet e rralla, megjithatë, mund të jenë me peshë të madhe (për një individ specifik, nosologji), sepse në lidhje me gjenet individuale (për shembull, APC, K-ras, p53), i ashtuquajturi. efekti "gyp" i lidhur me zhvillimin / pasojat pothuajse të pakthyeshme të kancerit. Specifik për tumorin në lidhje me profilin e shprehjes së gjeneve të ndryshme (proteina, ARN, ARN të vogla), heterogjeniteti i qelizave paraardhëse përcaktohet nga variacionet e konjuguara në strukturat epigjenomike të rirregulluara. Epigjenoma modulohet nga metilimi, modifikimet / zëvendësimet post-përkthimore / zëvendësimet e histoneve (për ato jo-kanonike), rimodelimi i strukturës nukleozomale të gjeneve / kromatinës (përfshirë ngulitjen gjenomike, pra mosfunksionimin e shprehjes së aleleve të gjeneve prindërore dhe kromozomeve X ) E gjithë kjo, dhe me pjesëmarrjen e ARNi të rregulluar nga ARN të vogla, çon në shfaqjen e strukturave heterokromatine të dëmtuara (përfshirë centromerike të hipometiluara).

Formimi i mutacioneve specifike të gjeneve mund të paraprihet nga akumulimi i njohur i qindra mijëra mutacioneve klonale somatike në përsëritje të thjeshta ose mikrosatelitë të rajonit jo-kodues (rrallë kodues), të paktën në tumoret me një fenotip mutator mikrosatelitar (MMP) ; ato përbëjnë një pjesë të konsiderueshme të kancerit kolorektal, si dhe kancerit të mushkërive, stomakut, endometriumit, etj. Përsëritjet e paqëndrueshme të mikrosatelitit mono- / heteronukleotid (poli-A6-10, të ngjashme.) sesa në rajonet koduese (ekson) të gjenom i tumoreve mikrosatelite-të paqëndrueshëm, MSI +,. Megjithëse natyra e paraqitjes dhe mekanizmat e lokalizimit të rajoneve të qëndrueshme / të paqëndrueshme në MS nuk janë plotësisht të qarta, formimi i paqëndrueshmërisë MS lidhet me shpeshtësinë e mutacioneve të shumë gjeneve që nuk kishin mutuar më parë në tumoret MSI + dhe, ndoshta , kanalizuan rrugët e tyre të përparimit; frekuenca e mutacioneve të përsëritura të MSI në këto tumore u rrit me më shumë se dy urdhra të madhësisë. Jo të gjitha gjenet janë analizuar për praninë e përsëritjeve, por shkalla e ndryshueshmërisë së tyre në rajonet koduese / jo-koduese është e ndryshme, dhe saktësia e metodave për përcaktimin e shpeshtësisë së mutacioneve është relative. Importantshtë e rëndësishme që rajonet jo -koduese për përsëritjet e ndryshueshme të MSI të jenë shpesh biallelike, ndërsa rajonet e kodimit janë monoalelike.

Një rënie globale e metilimit në tumore është karakteristikë e përsëritjeve, elementëve të lëvizshëm (ME; transkriptimi i tyre rritet), nxitësve, vendeve të CpG të gjeneve të miRNA -së për shtypësin e tumorit dhe lidhet me hipertranskriptimin e retrotransposoneve në qelizat progresive të kancerit. Normalisht, dridhjet e metilomës shoqërohen me valë metilimi specifike të prindërve / fazës / indeve dhe metilim të fortë të rajoneve satelitore centromerike të heterokromatinës të rregulluara nga ARN të vogla. Kur satelitët nënmetilohen, paqëndrueshmëria kromozomike që rezulton shoqërohet me një rritje të rekombinimit dhe një shkelje e metilimit ME mund të shkaktojë shprehjen e tyre. Këta faktorë favorizojnë zhvillimin e fenotipit të tumorit. Terapia e vogël e ARN -së mund të jetë shumë specifike, por duhet të kontrollohet sepse objektivat mund të jenë jo vetëm individuale, por edhe shumë molekula të ARNi / ARN -së, dhe ARN -të e sintetizuara rishtazi të rajoneve të ndryshme (përfshirë përsëritjet jo -koduese ndërgenike) të kromozomeve.

Shumica e gjenomit njerëzor përbëhet nga përsëritjet dhe ME. Retrotransposoni L1 (elementi LINE) përmban, si retroviruset endogjene, revertazën (RTase), endonukleazën dhe është potencialisht i aftë të transferojë retroelemente jo-autonome (Alu, SVA, etj.); Heshtja e elementeve të ngjashëm me L1 / ndodh si rezultat i metilimit në vendet e CpG. Vini re se midis vendeve të CpG të gjenomit, ishujt CpG të nxitësve të gjeneve janë metilizuar dobët, dhe 5-metilcytosine në vetvete është një bazë potencialisht mutagjene e deaminuar në timinë (kimikisht, ose me pjesëmarrjen e redaktimit të ARN / (ADN), riparimi i ADN-së) ; megjithatë, disa nga ishujt e CpG janë të ndjeshëm ndaj metilimit të tepërt devijues, të shoqëruar me shtypjen e gjeneve shtypës dhe zhvillimin e kancerit. Më tej: proteina e lidhur me ARN e koduar nga L1, duke bashkëvepruar me proteinat AGO2 (të familjes Argo-naute) dhe FMRP (prapambetje e brishtë mendore, një proteinë e kompleksit efektiv RISC), promovon lëvizjen e elementit L1, që tregon një rregullim i mundshëm i ndërsjellë i sistemeve ARNi dhe retropozicioni i elementeve LINE të njeriut. Importantshtë e rëndësishme, në veçanti, që Alu përsëritjet të jenë në gjendje të lëvizin në rajonin e hapësirës intron / exon të gjeneve.

Këto dhe mekanizma të ngjashëm mund të rrisin plasticitetin patologjik të gjenomit të qelizave të tumorit. Shtypja e RTase (e koduar, si endonukleaza, nga elementët L1; RTase është gjithashtu e koduar nga retroviruset endogjene) nga mekanizmi RNAi u shoqërua me një rënie në përhapjen dhe rritjen e diferencimit në një numër të linjave qelizore të kancerit. Me futjen e elementit L1 në një protoonkogjen ose gjen shtypës, u vunë re thyerje të ADN-së me dy fije. Në indet e traktit embrional (minj / njerëz), niveli i shprehjes L1 është rritur, dhe metilimi i tij varet nga piRNA- (26-30-bp)- një sistem i heshtjes i lidhur, ku proteinat PIWI janë variante të një familje të madhe të proteinave Argo-naute, mutacione në të cilat çojnë në demetilim / derepresion të elementeve të ngjashëm me L1 / me përsëritje të gjata terminale. Rrugët e heshtjes RasiRNA janë të lidhura me proteinat PIWI në një masë më të madhe sesa me proteinat Dicer-1/2 dhe Ago. Rrugët e heshtjes të ndërmjetësuara nga piRNA / siRNA realizohen përmes trupave intranuklearë që përmbajnë komplekse të mëdha multiproteinike të ruajtura në mënyrë evolucionare PcG, funksionet e të cilave shpesh ndërpriten në qelizat tumorale. Këto komplekse janë përgjegjëse për veprim me rreze të gjatë (pas më shumë se 10 kbp, midis kromozomeve) dhe rregullojnë grupimin e gjeneve HOX përgjegjës për planin e trupit.

Parimet e reja të terapisë antisense mund të zhvillohen duke marrë parasysh njohuritë në lidhje me agjentët epigjenomikë antitumor (më shumë se frenuesit që modifikojnë histonet e ADN / proteinave), parimet themelore të heshtjes së ARN-së epigjenomike dhe rolin e ARN-ve të vogla në kancerogjenezë.

Mikro-ARN në Onkologji

Dihet se një rritje në rritjen dhe metastazën e tumorit mund të shoqërohet me një rritje në disa dhe një rënie në shprehjen e individëve të tjerë / grupeve të miRNA (Tabela 1). Disa prej tyre mund të kenë një rol shkakësor në onkogjenezën; madje edhe të njëjtat miRNA (si miR -21 / -24) në qeliza të ndryshme tumorale mund të shfaqin veti onkogjene dhe shtypëse. Çdo lloj tumori malinj i njeriut dallohet mirë nga "gjurmët e miRNA", dhe disa miRNA mund të funksionojnë si onkogjenë, shtypës të tumorit, nismëtar të migrimit të qelizave, pushtimit dhe metastazave. Në indet e sëmura, shpesh gjendet një numër i reduktuar i miRNA-ve kryesore, ndoshta të përfshira në sistemet mbrojtëse kundër kancerit. MiRNA (miR) që marrin pjesë në onkogjenezë kanë formuar konceptin e të ashtuquajturës. Oncomir: analiza e shprehjes së më shumë se 200 miRNA nga mbi 1000 mostra të limfomave dhe kancereve të ngurta bëri të mundur klasifikimin me sukses të tumoreve në nëntipe sipas origjinës dhe fazës së diferencimit të tyre. Funksionet dhe roli i miRNAs janë studiuar me sukses duke përdorur: anti-miR-oligonukleotidet e modifikuar (për të rritur jetëgjatësinë) në grupet 2 "-O-metil dhe 2" -O-metoksietil; si dhe oligonukleotidet LNA, në të cilat atomet e oksigjenit të ribozës në pozicionet 2 "dhe 4" janë të lidhura me një urë metileni.

(Tabela 1) ……………….

Tumori	ARN -të
Kanceri i mushkërive	17-92 , le-7 , 124a , 126 ↓ , 143 ↓ , 145 ↓ , 155 , 191 , 205 , 210
Kanceri i gjirit	21 , 125b , 145 ↓ , 155
Kanceri i prostatës	15a ↓ , 16-1 ↓ , 21 , 143 ↓ ,145 ↓
Kanceri i zorrëve	19a , 21 , 143 ↓ , 145 ↓
Kanceri i pankreasit	21 , 103 , 107 , 155 v
Kanceri i vezoreve	210
Leuçemia limfocitike kronike	15a ↓ , 16-1 ↓ , 16-2 , 23 b , 24-1 , 29 ↓ , 146 , 155 , 195 , 221 , 223 ↓

Tabela 1 .

miRNA, shprehja e të cilave rritet () ose zvogëlohet ( ↓ ) në disa nga tumoret më të zakonshëm në krahasim me indet normale (shiko gjithashtu).

Besohet se roli rregullator i shprehjes, zhdukjes dhe përforcimit të gjeneve të miRNA në predispozicionin për fillimin, rritjen dhe përparimin e shumicës së tumoreve është i rëndësishëm, dhe mutacionet në çiftet e synuara të miRNA / mRNA sinkronizohen. Profili i shprehjes së miRNAs mund të përdoret për klasifikimin, diagnozën dhe prognozën klinike në onkologji. Ndryshimet në shprehjen e miRNAs mund të ndikojnë në ciklin qelizor, programin e mbijetesës së qelizës. Mutacionet e miRNA në qelizat burimore dhe somatike (si dhe zgjedhja e varianteve polimorfike të objektivave të ARNi) mund të kontribuojnë, apo edhe të luajnë një rol kritik në rritjen, përparimin dhe patofiziologjinë e shumë (nëse jo të gjitha) neoplazive malinje. Korrigjimi i apoptozës është i mundur me miRNA.

Përveç miRNA -ve individuale, u gjetën grupimet e tyre që veprojnë si një onkogjen që provokon zhvillimin, në veçanti, të kancerit të indeve hematopoietike në minjtë eksperimentalë; gjenet e miRNA me veti onkogjene dhe shtypëse mund të vendosen në një grup. Analiza grupore e profileve të shprehjes së miRNAs në tumore bën të mundur përcaktimin e origjinës së tij (epiteli, indet hematopoietike, etj.) Dhe klasifikimi i tumoreve të ndryshëm të të njëjtit ind me mekanizma transformimi jo-identikë. Profili i shprehjes së miRNAs mund të vlerësohet duke përdorur nano / mikro vargje; saktësia e një klasifikimi të tillë, kur përpunoni teknologjinë (e cila nuk është e lehtë), rezulton të jetë më e lartë sesa me përdorimin e profileve të mRNA. Disa nga ARN -të përfshihen në diferencimin e qelizave hematopoietike (miu, njeriu), duke filluar përparimin e qelizave të kancerit. Gjenet miRNA të njeriut shpesh gjenden në të ashtuquajturën. Vende "të brishta", zona me një mbizotërim të fshirjeve / futjeve, thyerje të pikave, zhvendosje, transpozime, rajone heterokromatine të fshira dhe të amplifikuara minimalisht të përfshira në onkogjenezë.

Angiogjeneza ... Roli i miRNAs në angiogjenezë ka të ngjarë të jetë i rëndësishëm. Një rritje e angiogjenezës në disa adenokarcinoma njerëzore të aktivizuara nga Myc u shoqërua me një ndryshim në modelin e shprehjes së disa miRNA-ve, dhe rrëzimi i gjeneve të miRNA-ve të tjera çoi në një dobësim dhe shtypje të rritjes së tumorit. Rritja e tumorit u shoqërua me mutacione në gjenet K-ras, Myc dhe TP53, rritjen e prodhimit të faktorit angiogjenik-VEGF dhe shkallën e vaskularizimit të lidhur me Myc; faktorët antiangjogjenikë Tsp1 dhe CTGF u penguan nga miR-17-92 dhe miRNA të tjera të lidhura me grupimin. Angiogjeneza dhe vaskularizimi i tumorit u rritën (në veçanti, në kolonocitet) pas bashkëekspresimit të dy onkogjenëve në një masë më të madhe se një.

Neutralizimi i faktorit anti-angiogjenik LATS2, një frenues i kinazës së varur nga ciklin e kafshëve (CDK2; njeriu / miu), duke përdorur miRNA-372 /373 ("onkogjenet e mundshme") stimuloi rritjen e tumoreve të testiseve pa dëmtuar gjenin p53.

Moduluesit potencialë të vetive angiogjene (in-vitro / in-vivo) janë miR-221 /222, objektivat e të cilëve, receptorët e c-Kit (të tjerë), janë faktorë të angiogjenezës së qelizave endoteliale venoze HUVEC të kordonit të kërthizës, etj. Këto miRNA dhe c-Kit ndërveprojnë brenda një cikli kompleks që kontrollon aftësinë e qelizave endoteliale për të formuar kapilarë të rinj.

Leuçemia limfocitike kronike (CL). Në leuçeminë limfocitike kronike të qelizave B (CLL), një nivel i zvogëluar i shprehjes së gjeneve miR-15a / miR-16-1 (dhe të tjera) vërehet në rajonin 13q14 të kromozomit njerëzor-vendi i strukturës më të zakonshme anomalitë (përfshirë fshirjet e rajonit 30kb), megjithëse gjenomi shprehu qindra ARN-të e pjekura dhe njerëzore. Të dy miRNA-të, potencialisht efektive në terapinë e tumorit, përmbanin zona antisense të proteinës anti-apoptotike Bcl2, shtypën shprehjen / shprehjen e saj të tepërt dhe stimuluan apoptozën, por mungonin pothuajse / plotësisht në dy të tretat e qelizave CLL që ishin "jashtë ekuilibrit" Me Mutacionet e shpeshta të miRNA -ve të sekuencuara në qelizat burimore / somatike u identifikuan në 11 nga 75 pacientë (14.7%) me një predispozitë familjare ndaj CLL (mënyra e trashëgimisë e panjohur), por jo në 160 pacientë të shëndetshëm. Këto vëzhgime sugjerojnë një funksion të drejtpërdrejtë të miRNAs në leukemogjenezën. Aktualisht, jo gjithçka dihet për marrëdhënien midis niveleve të shprehjes së gjeneve të miRNAs (dhe funksioneve të tyre) dhe gjeneve të tjera në qelizat normale / tumorale.

Dokumenti

Rëndësia Mosfunksionimi i nervit të fytyrës gjatë operacionit në gjëndrën e pështymës parotide është një nga problemet urgjente dhe përcaktohet nga prevalenca e sëmundjes dhe frekuenca e rëndësishme

Kisha Dawson - një gjeni në gjenet tuaja mjekësia epigjenetike dhe libri i ri i biologjisë së synimit nga biblioteka www e - puzzle ru libër nga biblioteka www e - puzzle ru tabela e përmbajtjes

Libër

Etika spiritualiteti onkologjia hiv p garyaev * një përmbledhje enfi

Dokumenti

Ky artikull pasqyron një vështrim të ri në problemin e onkologjisë dhe infeksionit HIV në dritën e Gjenetikës së Valave Gjuhësore (LWG) dhe Teorisë së Kodimit Thelbësor (ISC) bazuar në materialin e realiteteve ruse dhe të tjera socio-kulturore.

Qendra kërkimore e kancerit dhe blokhin odintsova anastasia sergeevna regjime të reja të kimioterapisë për kancerin e avancuar dhe të përsëritur të qafës së mitrës 14 01 12 - onkologji

Tezë

4.4 Përcaktimi i gjenit të izoenzimës uridine glukoroniltransferazë (UGT1A1) në serumin e gjakut të pacientëve me kancer të qafës së mitrës të cilët morën kimioterapi të linjës së parë irinotecan me derivate platini 105

ARN -të e vogla që formojnë shiritat e flokëve, ose ARN -të e shkurtra që formojnë shiritat (ARN -ja e shkurtër e shiritit ARN, ARN -ja e vogël e shiritit) janë molekula të shkurtra të ARN -së që formojnë shirita të dendur në strukturën dytësore. ShRNA mund të përdoret për të fikur shprehjen ... ... Wikipedia

ARN polimerazë- nga një qelizë T. aquaticus gjatë replikimit. Disa elementë të enzimës bëhen transparente, dhe fillesat e ARN -së dhe ADN -së janë më qartë të dukshme. Joni i magnezit (i verdhë) ndodhet në vendin aktiv të enzimës. ARN polimeraza është një enzimë që kryen ... ... Wikipedia

Ndërhyrja e ARN -së- Dorëzimi i ARN -ve të vogla që përmbajnë fije floku duke përdorur një vektor të bazuar në lentivirus dhe mekanizmin e ndërhyrjes së ARN -së në qelizat e gjitarëve ndërhyrja e ARN -së (një ... Wikipedia

Gjeni ARN- ARN jo-koduese (ncRNA) janë molekula ARN që nuk përkthehen në proteina. Sinonimi i përdorur më parë, ARN e vogël (smRNA, ARN e vogël), aktualisht nuk përdoret, pasi disa ARN jo të koduar mund të jenë shumë ... ... Wikipedia

ARN të vogla bërthamore- (snRNA, snRNA) Një klasë e ARN -ve që gjenden në bërthamën e qelizave eukariote. Ato transkriptohen nga ARN polimeraza II ose ARN polimeraza III dhe përfshihen në procese të rëndësishme të tilla si bashkimi (heqja e introneve nga ARNi e papjekur), rregullimi ... Wikipedia

ARN -të e vogla nukleolare- (snoRNA, anglisht snoRNA) një klasë e ARN -ve të vogla të përfshira në modifikimet kimike (metilim dhe pseudouridilim) të ARN -ve ribosomale, si dhe ARN -ve dhe ARN -ve të vogla bërthamore. Sipas klasifikimit MeSH, ARN -të e vogla nukleolare konsiderohen një nëngrup ... ... Wikipedia

ARN e vogël bërthamore (bërthamore me peshë të ulët molekulare)- Një grup i gjerë (105 106) i ARN -ve të vogla bërthamore (100 300 nukleotide), të lidhur me ARN bërthamore heterogjene, janë pjesë e kokrrizave të vogla ribonukleoproteine të bërthamës; ARN M.Ya.RNA janë një komponent i domosdoshëm i sistemit të bashkimit ... ...

ARN e vogël citoplazmike- Molekulat ARN të vogla (100 deri në 300 nukleotide) të lokalizuara në citoplazmë, të ngjashme me ARN -në e vogël bërthamore. [Arefiev V.A., Lisovenko L.A. Anglisht rusisht fjalor shpjegues termat gjenetikë 1995 407s.] Temat e gjenetikës EN scyrpssitoplazmike e vogël ... ... Udhëzues i përkthyesit teknik

ARN e vogël bërthamore e klasës U- Një grup molekulash të vogla të ARN-së të lidhura me proteina (nga 60 në 400 nukleotide) që përbëjnë një pjesë të rëndësishme të përmbajtjes së bashkuar dhe marrin pjesë në procesin e prerjes së intronit; 4 nga 5 llojet e studiuara mirë të ARN Usn U1, U2, U4 dhe U5 kanë 5 ... ... Udhëzues i përkthyesit teknik

Biomarkuesit ARN- * Biomarkuesit ARN * biomarkuesit ARN sasi e madhe transkriptet njerëzore që nuk kodojnë sintezën e proteinave (nsbRNA ose npcRNA). Në shumicën e rasteve, molekulat e vogla (miRNA, snoRNA) dhe të gjata (ARN antisense, dsRNA dhe lloje të tjera) janë ... ... Gjenetike. Fjalor enciklopedik

Librat

Blini për 1877 UAH (vetëm Ukraina)
Gjenetika klinike. Libër mësuesi (+ CD), Bochkov Nikolai Pavlovich, Puzyrev Valery Pavlovich, Smirnikhina Svetlana Anatolyevna. Të gjithë kapitujt janë rishikuar dhe plotësuar në lidhje me zhvillimin e shkencës dhe praktikës mjekësore. Kapitujt mbi sëmundjet multifaktoriale, parandalimin, trajtimin e sëmundjeve trashëgimore, ...